Как цифровое производство способствует экономике замкнутого цикла

Циркулярная экономика является альтернативой линейной экономике, в которой ресурсы извлекаются, используются и тут же выбрасываются. Циркулярная экономика, с другой стороны, отделяет экономический рост от ограниченности ограниченных ресурсов и создание стоимости от потребления, вместо этого находя ценность на протяжении всего жизненного цикла продукта.

Цель состоит в том, чтобы устранить потери путем их монетизации. Если производственные компании будут рассматривать свою продукцию и отходы как ценный инвентарь, они будут использовать свои ресурсы более эффективно и найдут новые способы повышения ценности и удовлетворения потребительского спроса. Фактически, исследования McKinsey показывают, что переход к экономике замкнутого цикла может приносить доход почти в 2 триллиона долларов в год к 2030 году.

Тем не менее, изменить взгляды целых отраслей на стоимость и экономику непросто. Цифровое производство является основным двигателем изменений, необходимых для перехода к экономике замкнутого цикла по трем основным направлениям.

Уравновешивание спроса и предложения за счет гибкости

Чтобы с самого начала производить меньше отходов, производители должны стремиться сбалансировать спрос и предложение. Традиционная модель производства, в которой производители оценивают потребительский спрос на основе прогнозов, усложняет задачу. Если компания переоценивает спрос, она может оказаться со складом неперерабатываемых, нереализованных продуктов, которые просто окажутся на свалке. Более того, этот метод недостаточно гибок, чтобы учесть волатильность экономики по требованию.

Цифровое производство использует гибкие технологии для гармонизации спроса и предложения. Цифровое производство относится к применению компьютерных систем в цепочке поставок, продуктах и ​​процессах производителя. С точки зрения спроса и предложения цифровое производство позволяет производителям использовать данные о клиентах, чтобы лучше прогнозировать спрос и производить только то, что им нужно, и тогда, когда это необходимо.

Когда производители могут производить продукцию по запросу, они избегают высоких первоначальных затрат на традиционную производственную линию и повышают свою способность быстро реагировать на спрос. Когда производители могут печатать детали рядом со своими клиентами, они также значительно сокращают свои цепочки поставок. Поскольку в среднем на цепочку поставок приходится более 80 % выбросов углекислого газа компанией, производящей потребительские товары, и 90 % воздействия на природные ресурсы, более эффективные цепочки поставок могут помочь существенно смягчить негативное воздействие на окружающую среду.

Сокращение экономических и экологических потерь

Переработка, переработка и повторное использование продуктов для сохранения и приумножения капитала — природного и иного — является основным направлением экономики замкнутого цикла. Получение большей ценности от существующих запасов сокращает структурные отходы, ускоряет экономический рост и дает производителям возможность мыслить нестандартно для общего блага. Цифровое производство, основанное на аддитивном производстве, помогает инженерам и разработчикам продуктов максимально эффективно использовать отходы, оптимизируя использование материалов.

Использование возобновляемых, перерабатываемых и нетоксичных материалов в производстве все еще только появляется, но аддитивное производство лидирует. 3D-печать совместима с биоразлагаемыми материалами и материалами на биологической основе, такими как биопластики PLA, пластмассы, которые разлагаются в естественных условиях и оставляют после себя только биомассу, углекислый газ и воду. Использование материалов, безопасных для использования на велосипеде и предназначенных для использования на велосипеде, — это простой способ внести свой вклад в экономику замкнутого цикла и снизить воздействие на окружающую среду.

Даже если экологически безопасные материалы нельзя использовать в производственном процессе, необходимом для проекта, само по себе цифровое производство может помочь сократить количество отходов и увеличить прибыль. Во-первых, в аддитивных процессах заложена экономия материалов. Вместо того, чтобы обрабатывать сплошной блок материала, что приводит к большому количеству брака, вы создаете материал по одному вокселю за раз. Расширенная свобода проектирования с помощью добавок также позволяет вам использовать решетчатые структуры и сложную геометрию для создания чрезвычайно легких деталей. Кроме того, производство полимерных изделий с помощью 3D-принтеров может снизить потребление энергии на 41–64%. В целом исследования показывают, что 3D-печать может снизить производственные затраты на сумму до 593 миллиардов долларов к 2025 году и значительно ускорить время выхода на рынок. Цифровое производство ускоряет экономику замкнутого цикла, вкладывая в нее больше возобновляемых ресурсов и максимизируя ее производительность.

Проектирование с учетом принципов устойчивого развития

Линейная экономика также влияет на дизайн продукта. Например, механические компоненты в первую очередь разрабатываются с учетом технологичности, а не повторного использования. Вот почему некоторые дизайнеры соединяют детали друг с другом, а не соединяют их с помощью съемных застежек. Однако небольшие варианты дизайна, подобные этим, делают продукт одноразовым с самого начала и значительно ограничивают жизненный цикл продукта.

Проектирование для экономики замкнутого цикла означает создание долговечных, многоразовых и прибыльных продуктов в долгосрочной перспективе — цифровое производство может помочь. Цифровое производство оптимизирует процесс проектирования, поэтому производители могут максимизировать ценность несколькими способами. Виртуальное моделирование упрощает совместную работу дизайнеров продуктов в режиме реального времени и позволяет критически обдумывать способы сделать дизайн пригодным для повторного использования, ремонта и переработки. Любые изменения конструкции могут быть внесены недорого и быстро до начала производства, что снижает затраты и количество отходов.

Кроме того, поскольку цифровое производство по запросу напрямую соответствует потребностям клиентов, дизайнеры могут отказаться от мышления в духе «Как я могу сделать этот продукт удобным для производства?» на «Как мне спроектировать этот продукт, чтобы он неизменно отвечал потребностям конечного пользователя?» Дизайнерское мышление, ориентированное на человека, по своей сути является устойчивым, поскольку оно приводит к продуктам, созданным для создания интуитивно понятных и значимых впечатлений. Продукты, разработанные с учетом потребностей конечных пользователей, как правило, имеют большую ценность для конечного пользователя и, следовательно, часто имеют увеличенный жизненный цикл, что, в конечном счете, сводит к минимуму материальные и энергетические затраты.

Согласно исследованию McKinsey, около 2,6 трлн долларов в потребительских товарах с большим оборотом — около 80% стоимости материалов — выбрасываются и никогда не восстанавливаются. Если дизайнеры продуктов могут создавать продукты, которые рассчитаны на длительный срок или, по крайней мере, предназначены для вторичной переработки, они могут замкнуть цикл и подпитывать экономику замкнутого цикла.

Замкните петлю с помощью Fast Radius

Сегодня не менее 97% всех твердых отходов приходится на производство; сектор давно пора для кардинальных изменений. Переход от линейной экономики к циркулярной может показаться сложной задачей, но цифровое производство достаточно революционно, чтобы дать толчок более устойчивому будущему. Благодаря цифровому производству по требованию и аддитивным технологиям команды разработчиков могут сбалансировать спрос и предложение, уменьшить воздействие на окружающую среду и создавать экологически безопасные продукты с самого начала.

В Fast Radius мы стремимся продвигать производственную отрасль вперед, а иногда это означает движение по кругу. Мы вносим свой вклад в стимулирование экономики замкнутого цикла, предлагая мультипроцессные цифровые производственные услуги по запросу для продуктовых групп всех форм и размеров. Наша команда опытных инженеров и дизайнеров, сотрудничая с нашими клиентами от концепции до поставки, оптимизирует каждый этап проектирования и производства. У нас есть все необходимое для производства деталей различной геометрической сложности, материалов и размеров в больших масштабах с использованием лучших технологий и новейших знаний в области дизайна. Давайте работать вместе, чтобы создавать лучшие запчасти и лучший мир. Свяжитесь с нами сегодня, чтобы начать работу.

Для получения дополнительной информации об устойчивом развитии в производстве и за его пределами читайте соответствующие статьи в ресурсном центре Fast Radius.

Готовы создавать детали с помощью Fast Radius?

Начать цитату