Đạt được tính bền vững trong sản xuất

Sự cường điệu của thế giới sản xuất trong những năm gần đây tập trung vào sự bền vững – về thực tiễn, công nghệ hoặc chất thải – để có một tương lai tốt đẹp hơn. Nhưng “sản xuất bền vững” có nghĩa là gì, và làm thế nào một nhà sản xuất có thể đạt được hoặc tham gia vào nó? Bởi Michelle Cheong

Dân số thế giới dự kiến ​​sẽ đạt 9 tỷ người vào năm 2030 và thực tế của tình hình là không gian sống và nguồn lực của chúng ta không đủ để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của người dân trên toàn thế giới.

Trên thực tế, có một hạn chế hữu hạn đối với các nguồn này, vì vậy điều quan trọng hơn là chúng ta sử dụng các nguồn lực của mình với tiềm năng tối đa – không chỉ để giảm thiểu lãng phí mà còn sử dụng ít hơn và do đó đảm bảo một tương lai bền vững hơn. Một ngành công nghiệp mà điều này có thể được áp dụng là ngành công nghiệp sản xuất – đặc biệt là ngành chế tạo kim loại, nhưng sản xuất bền vững chính xác nghĩa là gì?

Sản xuất bền vững trong ngành công nghiệp gia công kim loại có thể có nghĩa là những thứ khác nhau trong các lĩnh vực khác nhau, nhưng bản chất của nó cũng giống nhau; đó là việc sử dụng các nguồn lực hiệu quả và tiết kiệm để giảm gánh nặng môi trường, để đảm bảo rằng sản xuất hàng hóa có thể được duy trì và hỗ trợ trong thời gian dài.

Tính bền vững trong con mắt của các nhà sản xuất

Với những định nghĩa khác nhau, các nhà sản xuất hiện tại của ngành công nghiệp luyện kim nghĩ gì về sản xuất bền vững?

1. Sản xuất bền vững là một trách nhiệm. 

Renishaw, một công ty chuyên về đo lường và quang phổ công nghiệp, coi sản xuất bền vững là một yêu cầu kinh tế và là trách nhiệm mà các nhà sản xuất phải có đối với môi trường và xã hội. Trong việc duy trì trách nhiệm này, các nhà sản xuất nên giảm thiểu chất thải và tối ưu hóa hiệu quả của quá trình sản xuất.

Sandvik Coromant, các công cụ cắt kim loại và các nhà cung cấp dịch vụ, cũng thấy nó tương tự. Các nhà lãnh đạo thị trường cần phải suy nghĩ và tư duy tiến bộ, chứ không coi các tài nguyên năng lượng tự nhiên của thế giới là năng lượng tự nhiên mà thay vào đó tiêu thụ năng lượng là mục đích của chính nó.

2. Sản xuất bền vững là điều quan trọng để một người thành công.

Ngày nay, ngành công nghiệp chế biến kim loại đang phải đối mặt với những thách thức như thị trường lao động thắt chặt và cạnh tranh toàn cầu ngày càng tăng, trên cơ sở tài nguyên thiên nhiên và không gian suy giảm. Sean Looi, tổng giám đốc của Creatz3D, nói rằng sản xuất bền vững cho quá trình sản xuất lean là rất quan trọng cho một mô hình kinh doanh tạo ra giá trị.

Theo Iscar Metalworking, với thế giới toàn cầu phát triển tập trung vào việc “xanh”, các công ty cũng nên hỗ trợ phong trào sản xuất bền vững. Sản xuất phải thân thiện hơn với môi trường bằng cách sử dụng nguyên liệu xanh và cải tiến quy trình để tiết kiệm năng lượng, do đó đạt được tính bền vững.

3. Sản xuất bền vững xem xét bắt đầu và kết thúc.

Cụ thể, đó là về việc sử dụng vật liệu kinh tế, theo Pete Baxter, phó chủ tịch của Delcam. Đó là giảm dấu chân cacbon, giữ mức thải thấp và đảm bảo các sản phẩm có thể được xử lý vào cuối chu kỳ sống của chúng, xuống đất và sử dụng lại.

Với những ý tưởng về sản xuất bền vững là gì và tại sao lại quan trọng, làm thế nào các nhà sản xuất có thể đảm bảo tính bền vững trong quá trình sản xuất? Sản xuất bền vững có thể được thi hành ở đâu?

Sản xuất bền vững

Có nhiều lĩnh vực khác nhau trong đó sản xuất có thể được thực hiện bền vững. Chúng bao gồm quá trình sản xuất sản phẩm, trong các sản phẩm mà khách hàng sẽ sử dụng hoặc trong công nghệ và các thực tiễn bền vững mà một công ty sản xuất chấp nhận và thực thi.

Quá trình sản xuất

Trong quá trình sản xuất, các nhà sản xuất có thể lưu ý các điểm quan trọng để đạt được tính bền vững. Ví dụ, hiệu quả của máy móc có thể được tối đa hóa. Điều này có nghĩa là sử dụng các máy sử dụng năng lượng ít hơn, giảm chất thải càng nhiều càng tốt, sản xuất nhiều hơn trong một thời gian ngắn hơn, và cùng với các bộ phận của nó, có tuổi thọ của dụng cụ kéo dài.

Các nhà sản xuất còn có thể sử dụng máy móc trong sản xuất của mình, thì nhu cầu về máy móc đó sẽ thấp hơn; việc tiết kiệm các nguồn lực cần thiết có thể được triển khai ở những nơi khác có nhu cầu về vật liệu.

Những sản phẩm cuối cùng

Các sản phẩm được sản xuất để sử dụng cho khách hàng cũng có thể giúp đảm bảo tính bền vững. Tương tự như quy trình sản xuất, các sản phẩm mà khách hàng sử dụng cũng có thể được thực hiện để giảm chất thải, tăng hiệu suất, hoặc có tuổi thọ của dụng cụ lâu hơn.

Ví dụ, Iscar đã phát triển các hình học tiên tiến cho các công cụ sản xuất cho khách hàng, chẳng hạn như các đầu cắt xoắn ốc cắt giảm sức mạnh gia công và do đó tiêu thụ năng lượng của máy móc. Những chèn này cũng cung cấp việc gia công tốc độ cao, giảm thời gian và tiêu hao năng lượng cho việc gia công.

Các sản phẩm đo lường của Renishaw cũng nhằm mục đích giúp các nhà sản xuất giảm thời gian để sản xuất và kiểm tra các linh kiện. Với hệ thống đo lường và hiệu chuẩn, khách hàng có thể dễ dàng và nhanh chóng sản xuất các sản phẩm mà không ảnh hưởng đến độ chính xác và chính xác của phép đo.

Nếu có thể, máy móc được sản xuất cho người tiêu dùng cũng có thể nhỏ hơn và nhỏ gọn hơn để tiết kiệm không gian trong nhà máy, và không gian này sau đó có thể được sử dụng cho các mục đích khác. Họ cũng có thể tiết kiệm năng lượng để người tiêu dùng sử dụng ít năng lượng hơn cho cùng một công việc hoặc nhiều hơn, và cuối cùng sẽ làm giảm tác động tổng thể lên các nguồn năng lượng.

Xem xét sự kết thúc và sự khởi đầu

Làm thế nào một sản phẩm được sản xuất không phải là yếu tố quan trọng duy nhất để đảm bảo sản xuất bền vững; làm thế nào một sản phẩm có thể được xử lý cũng rất quan trọng. Với sự kết thúc chu kỳ sống của sản phẩm, điều quan trọng là các nhà sản xuất phải phát triển các tiêu chuẩn hoặc giải pháp, trong đó sản phẩm của họ có thể dễ dàng xử lý, tái sử dụng hoặc tái chế theo một cách nào đó.

Ví dụ, Sandvik Coromant áp dụng cách tiếp cận vòng đời, nơi họ mua và thu thập các dụng cụ đục kín của khách hàng để họ có thể tân trang lại hoặc tái chế. Với cách tiếp cận này, các nhà máy của họ có thể thu hồi nguyên liệu thô từ 95% vật liệu tái chế, và 80% lượng này sẽ được đưa trở lại quá trình sản xuất. Do đó, khách hàng mua nguyên liệu cũ và nhận lại hàng hóa mới.

Các công cụ tái chế bằng cách này không chỉ hạn chế sự phụ thuộc vào nguyên liệu thô của trái đất để sản xuất các dụng cụ mới mà còn tiết kiệm năng lượng vì các công cụ chế tạo từ cacbua tái chế đòi hỏi năng lượng ít hơn 70% so với việc sử dụng nguyên liệu nguyên chất.

Thay vì suy nghĩ từ quan điểm cuối cùng, các công ty khác cũng đã nghĩ đến sản phẩm ngay từ đầu – tài liệu mà sản phẩm được tạo ra. Ví dụ: 3D Printlife, đại lý của máy in và vật liệu 3D, sản xuất sợi filament nhựa acrylonitrile butadiene styrene (ABS) có khả năng phân huỷ sinh học, để giảm thiểu tác động môi trường khi người tiêu dùng vứt bỏ sản phẩm in của họ.

Với sự phổ biến của việc in 3D trong thế giới sản xuất ngày nay, một giải pháp như thế này sẽ làm giảm lượng chất thải tích lũy từ các sản phẩm in 3D được xử lý và đảm bảo tác động môi trường nhỏ hơn.

Công nghệ bền vững

Công nghệ mà các nhà sản xuất sử dụng cũng quan trọng trong việc đảm bảo tính bền vững của sản xuất. Phần mềm sử dụng máy móc có thể giúp thực hiện việc này.

Ví dụ, ByOptimizer của Bystronic đảm bảo rằng mỗi tấm kim loại được tối đa hóa tối đa với tính năng kế hoạch cắt của nó, ở đó nó có thể thiết kế một miếng kim loại nên được cắt để tạo ra số lượng lớn nhất các bộ phận. So với kế hoạch cắt thông thường, chương trình này có thể tối ưu hóa quá trình cắt và giúp các nhà sản xuất đạt được tiết kiệm vật liệu lên đến 10 phần trăm.

Phát triển với sự phổ biến bùng nổ trong những năm gần đây cũng là sản xuất phụ gia, thường được gọi là in ấn 3D, đặc biệt là đối với sản xuất kim loại.

Không có gì ngạc nhiên khi in ấn 3D đang diễn ra trong nhiều lĩnh vực như ô tô, không gian vũ trụ hoặc thậm chí cả ngành công nghiệp y tế vì lợi ích mà nó mang lại. Với công nghệ này, nó giới thiệu các khả năng thiết kế mới và cơ hội để kết hợp nhiều thành phần trong sản xuất, giảm thiểu việc sử dụng nguyên liệu và giảm chi phí dụng cụ, ông Looi nói.

Nó cũng cho phép các nhà sản xuất sản xuất thành phần trong nước không giống như trước đây, nơi các nhà sản xuất ở một số nước có thể không có quyền truy cập vào một số máy tính mà họ yêu cầu. Như vậy, tác động của công nghệ trẻ sơ sinh này đối với ngành sản xuất sẽ rất lớn trong tương lai, có thể là cách mạng hóa mạng lưới sản xuất toàn cầu và chuỗi cung ứng.

Thay vì sản xuất các bộ phận với khối lượng lớn như trong quá khứ và trong hầu hết các trường hợp, hiện tại, các nhà sản xuất sẽ có thể sản xuất bất cứ thành phần nào họ cần tại thời điểm yêu cầu. Điều này sẽ làm giảm nhu cầu vận chuyển các bộ phận này trên toàn quốc hoặc toàn cầu, và là một cách sản xuất thân thiện với kinh tế vì nó sẽ làm giảm lượng khí thải carbon cần thiết trong quá trình vận chuyển.

Chế tạo phụ gia sẽ làm giảm nhu cầu kho để chứa dư thừa, các bộ phận không cần thiết.

Tuy nhiên, công nghệ vẫn còn rất mới mẻ, ông Baxter nói. Mặc dù phổ biến, sản xuất phụ gia vẫn đặt ra một vài thách thức. Trên thực tế, trong một nghiên cứu gần đây của Stratasys, chi phí thiết bị, vật liệu giới hạn và các yêu cầu sau chế biến được liệt kê là những thách thức hàng đầu đối với việc sử dụng hoặc tiếp cận với sản xuất phụ gia hiện nay và trong tương lai bởi các chuyên gia đã sử dụng công nghệ hoặc lên kế hoạch sử dụng nó trong vòng ba năm tới.

Tuy nhiên, với phương pháp thải và ô nhiễm thấp này cũng có tiềm năng đáng kể cho ngành công nghiệp chế biến kim loại về thiết kế và chức năng của các thành phần cũng như khả năng thích ứng dễ dàng của nó cho hầu hết các ngành sản xuất, sản xuất phụ gia sẽ là một trong những nhà sản xuất quan trọng và có lợi có thể tiến lên để đạt được tính bền vững.

Đảm bảo tính bền vững

Bên cạnh việc kết hợp các biện pháp bền vững vào quy trình, nguyên vật liệu hoặc công nghệ, các nhà sản xuất có thể đảm bảo sản xuất của mình bền vững như thế nào?

1. Có trách nhiệm xã hội

Các nhà sản xuất có thể đầu tư vào chiến lược trách nhiệm xã hội của công ty hoặc thiết lập các tiêu chuẩn cho thực tiễn của họ. Ví dụ, Iscar đã áp dụng các tiêu chuẩn quản lý môi trường (ISO14001) và quản lý năng lượng (ISO50001) hướng dẫn công ty thực hiện theo một cách tiếp cận có hệ thống để giảm sử dụng và chi phí năng lượng để giảm thiểu tác động môi trường.

Renishaw cũng đã thiết lập các quy trình quản lý chất thải của chính mình để đảm bảo giảm lượng chất thải được sản xuất và chất thải này được xử lý đúng cách trước khi thải ra môi trường.

2. Được chứng nhận

Chứng nhận thu nhập có thể giúp nhà sản xuất đảm bảo tính bền vững. Ví dụ, Renishaw nhận được chứng nhận Carbon Trust Waste Standard mỗi hai năm. Điều này công nhận các công việc được thực hiện bởi công ty trên tất cả các hoạt động và là một xác nhận độc lập rằng công ty đã thực sự đo lường, quản lý và giảm chất thải của nó.

3. Thực tiễn bền vững

Ngoài ra, các công ty có thể thực hiện các biện pháp bền vững tại chỗ. Ví dụ, Sandvik tái chế nhiệt dư thừa tại cơ sở Gimo của mình ở Thụy Điển, cơ sở sản xuất lớn nhất của công ty để sản xuất các dụng cụ cắt kim loại. Kể từ khi họ áp dụng phương pháp này gần 15 năm trước, lượng tiêu thụ dầu đã giảm đi một nửa và việc sử dụng các loại chất lỏng không màu và không mùi được sử dụng làm chất làm lạnh đã giảm đáng kể.

Với tính bền vững dần dần trở thành ưu tiên hàng đầu cho ngành sản xuất và công nghiệp luyện kim, các nhà sản xuất cũng nên nỗ lực hơn nữa để hỗ trợ phong trào xanh. Bằng cách thiết lập các thực tiễn và tiêu chuẩn để sử dụng ít hơn, lãng phí ít hơn, làm ô nhiễm ít hơn và tiết kiệm nhiều năng lượng hơn, sản xuất bền vững kết quả chúng ta có thể đạt được sẽ giúp Trái đất của chúng ta có thể đáp ứng tốt hơn cho các quần thể ngày càng tăng trên thế giới.