楊軼雯,田貴生
(鄭州西亞斯學(xué)院,鄭州 451150)
實(shí)現(xiàn)制造業(yè)綠色轉(zhuǎn)型發(fā)展,是助力工業(yè)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)的必由之路,也是建設(shè)現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)體系、經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型升級(jí)的必然選擇。數(shù)字經(jīng)濟(jì)作為一種新興經(jīng)濟(jì)形態(tài),以其獨(dú)特優(yōu)勢(shì)為制造業(yè)綠色轉(zhuǎn)型發(fā)展提供了前所未有的可能性和動(dòng)力。數(shù)字技術(shù)如大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)和人工智能等,正在深刻改變制造業(yè)的生產(chǎn)方式、管理模式和業(yè)務(wù)流程。這些技術(shù)的應(yīng)用有助于提高資源利用效率,減少能源消耗和排放,從而推動(dòng)制造業(yè)向綠色、低碳方向發(fā)展。本文通過(guò)分析數(shù)字經(jīng)濟(jì)推動(dòng)制造業(yè)綠色發(fā)展的作用機(jī)制及在實(shí)際操作中面臨的挑戰(zhàn),旨在探索數(shù)字經(jīng)濟(jì)賦能制造業(yè)綠色發(fā)展的路徑。本文在理論上有助于豐富和發(fā)展數(shù)字經(jīng)濟(jì)與綠色制造領(lǐng)域的學(xué)術(shù)研究;實(shí)踐上可為政府部門(mén)制定相關(guān)政策、企業(yè)實(shí)現(xiàn)綠色轉(zhuǎn)型提供參考。
2023 年制造業(yè)規(guī)模以上工業(yè)增加值同比增長(zhǎng)5.0%,總體規(guī)模連續(xù)14 年保持全球第一。具體到各個(gè)細(xì)分行業(yè),如汽車(chē)制造業(yè)同比增長(zhǎng)達(dá)到20%,電氣機(jī)械和器材制造業(yè)增長(zhǎng)了10.1%,表明這些領(lǐng)域的快速發(fā)展。此外,汽車(chē)出口量達(dá)到491萬(wàn)輛,同比增長(zhǎng)57.9%,首次躍居全球第一,顯示了中國(guó)制造業(yè)的強(qiáng)勁增長(zhǎng)勢(shì)頭和在全球市場(chǎng)上的重要地位。
2023 年高技術(shù)制造業(yè)投資增長(zhǎng)了10.3%,明顯快于全部投資的增長(zhǎng)速度。在高技術(shù)制造業(yè)中,特別是航空、航天器及設(shè)備制造業(yè),計(jì)算機(jī)及辦公設(shè)備制造業(yè),電子及通信設(shè)備制造業(yè)的投資分別實(shí)現(xiàn)了顯著增長(zhǎng)。這些數(shù)據(jù)表明,中國(guó)高技術(shù)制造業(yè)在國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)中的比重正逐步提升,反映出制造業(yè)正在向更先進(jìn)技術(shù)水平和更高價(jià)值鏈方向發(fā)展。
在“雙碳”目標(biāo)下,新能源產(chǎn)品市場(chǎng)呈現(xiàn)快速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。2023 年新能源汽車(chē)、太陽(yáng)能電池、汽車(chē)用鋰離子動(dòng)力電池“新三樣” 相關(guān)產(chǎn)品產(chǎn)量較快增長(zhǎng),比2022 年分別增長(zhǎng)30.3%、54.0%、22.8%,水輪發(fā)電機(jī)組、風(fēng)力發(fā)電機(jī)組、充電樁等綠色能源相關(guān)產(chǎn)品生產(chǎn)保持高速,產(chǎn)量分別增長(zhǎng)35.3%、28.7%、36.9%。全國(guó)水電、風(fēng)電和太陽(yáng)能發(fā)電等可再生能源發(fā)電裝機(jī)規(guī)模再創(chuàng)新高,超過(guò)14 億千瓦,占比過(guò)半。水電、核電、風(fēng)電和太陽(yáng)能發(fā)電等清潔能源發(fā)電量為2.7 萬(wàn)億千瓦時(shí),比2022年增長(zhǎng)3.1%。
從產(chǎn)業(yè)發(fā)展角度看,數(shù)字經(jīng)濟(jì)本身就是一種低碳循環(huán)經(jīng)濟(jì),與“雙碳”戰(zhàn)略的目標(biāo)相契合。數(shù)字經(jīng)濟(jì)以低消耗、低排放、高效率為基本特征,符合可持續(xù)發(fā)展的理念。在全球范圍內(nèi)推進(jìn)綠色發(fā)展的大背景下,數(shù)字經(jīng)濟(jì)作為新時(shí)代的產(chǎn)物,為傳統(tǒng)制造業(yè)帶來(lái)了轉(zhuǎn)型升級(jí)的新機(jī)遇。中國(guó)作為一個(gè)制造大國(guó),正經(jīng)歷由數(shù)字化驅(qū)動(dòng)的工業(yè)革新,其中數(shù)字經(jīng)濟(jì)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工廠(chǎng)生產(chǎn)、上下游供應(yīng)鏈以及產(chǎn)品使用與回收4 個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)的融入,正推動(dòng)制造業(yè)朝著更加綠色、高效、智能方向發(fā)展。
數(shù)字仿真和建模技術(shù)的應(yīng)用允許設(shè)計(jì)師和工程師在不需實(shí)際制造物理原型的情況下,對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)進(jìn)行全面評(píng)估。不僅可針對(duì)設(shè)計(jì)的每個(gè)方面進(jìn)行細(xì)節(jié)調(diào)整,包括材料選擇、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性及產(chǎn)品的整體環(huán)境影響,確保最終產(chǎn)品在生態(tài)效率和性能方面的優(yōu)化,而且可顯著減少因試錯(cuò)導(dǎo)致的物質(zhì)浪費(fèi)和能源消耗。例如,特斯拉在開(kāi)發(fā)新車(chē)型時(shí),廣泛使用數(shù)字仿真技術(shù)來(lái)測(cè)試車(chē)輛性能,包括其耗能和安全性,以減少物理測(cè)試的需求,節(jié)省大量資源。生態(tài)設(shè)計(jì)原則的核心在于整個(gè)產(chǎn)品生命周期的可持續(xù)性,從原材料的采集、生產(chǎn)過(guò)程、產(chǎn)品使用,直至最終的廢棄和回收。該原則要求設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)階段就考慮到產(chǎn)品的可回收性、維修性和升級(jí)可能性,以及如何減少在生產(chǎn)和使用過(guò)程中的能源消耗。利用大數(shù)據(jù)和AI可以幫助企業(yè)在設(shè)計(jì)階段就預(yù)測(cè)產(chǎn)品的環(huán)境足跡,從而作出更加負(fù)責(zé)任的設(shè)計(jì)決策。例如,IKEA 公司通過(guò)應(yīng)用大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)挑選環(huán)保材料,并優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計(jì),使得產(chǎn)品易于拆解、回收和再利用,有效減少了包裝和廢棄物的產(chǎn)生,展示了如何在設(shè)計(jì)階段就融入綠色理念。
智能制造系統(tǒng)的核心在于使用先進(jìn)的信息技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù),實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的高效和靈活性。這包括使用傳感器、機(jī)器學(xué)習(xí)算法和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分析來(lái)監(jiān)控生產(chǎn)線(xiàn)的運(yùn)行狀態(tài),及時(shí)調(diào)整生產(chǎn)參數(shù)以?xún)?yōu)化能源和材料使用效率。這種方法不僅能夠降低生產(chǎn)成本,還有助于減少環(huán)境污染和資源浪費(fèi)。例如,西門(mén)子的數(shù)字化工廠(chǎng)解決方案通過(guò)智能系統(tǒng)監(jiān)控生產(chǎn)線(xiàn),優(yōu)化能源使用,減少浪費(fèi)。清潔生產(chǎn)技術(shù)的應(yīng)用旨在減少生產(chǎn)過(guò)程中的廢物產(chǎn)生和排放。這包括采用更加環(huán)保的生產(chǎn)方法和材料,以及實(shí)施廢物回收和再利用策略。數(shù)字技術(shù)在此過(guò)程中起到關(guān)鍵作用,通過(guò)精確監(jiān)控和控制生產(chǎn)過(guò)程中的能源使用和廢物排放,企業(yè)能夠?qū)崿F(xiàn)更加清潔、高效的生產(chǎn)模式。例如,寶鋼集團(tuán)通過(guò)部署高效的煙氣處理系統(tǒng)和在線(xiàn)監(jiān)測(cè)設(shè)備,大幅降低了其生產(chǎn)過(guò)程中的環(huán)境影響。
使用區(qū)塊鏈技術(shù)可以確保供應(yīng)鏈中信息的透明度和不可篡改性,從而增強(qiáng)了對(duì)供應(yīng)鏈各環(huán)節(jié)的監(jiān)管能力,包括原材料的采購(gòu)、生產(chǎn)過(guò)程的環(huán)境標(biāo)準(zhǔn),以及產(chǎn)品的運(yùn)輸和分銷(xiāo)。這有助于企業(yè)和消費(fèi)者確保產(chǎn)品的可持續(xù)性,同時(shí)提高了對(duì)供應(yīng)商的責(zé)任要求。例如,寶馬集團(tuán)使用區(qū)塊鏈技術(shù)追蹤供應(yīng)鏈中的可持續(xù)材料來(lái)源,確保其符合公司的環(huán)保和社會(huì)責(zé)任標(biāo)準(zhǔn)。通過(guò)大數(shù)據(jù)分析和AI 技術(shù),企業(yè)可以更有效地管理其供應(yīng)鏈,從而減少庫(kù)存成本和運(yùn)輸過(guò)程中的碳排放。通過(guò)分析市場(chǎng)需求、物流網(wǎng)絡(luò)以及供應(yīng)商性能等大量數(shù)據(jù),企業(yè)可以?xún)?yōu)化生產(chǎn)計(jì)劃和物流路線(xiàn),減少不必要的運(yùn)輸和倉(cāng)儲(chǔ),進(jìn)一步降低環(huán)境影響。例如,亞馬遜利用其高度優(yōu)化的物流網(wǎng)絡(luò),通過(guò)預(yù)測(cè)性物流和配送路線(xiàn)優(yōu)化,減少了運(yùn)輸過(guò)程中的碳足跡。
通過(guò)將智能技術(shù)集成到產(chǎn)品中,可以顯著提高產(chǎn)品的使用效率和壽命。這種智能化既適用于家電產(chǎn)品,也可擴(kuò)展到各種消費(fèi)品和工業(yè)產(chǎn)品中,如通過(guò)遠(yuǎn)程監(jiān)控和數(shù)據(jù)分析優(yōu)化產(chǎn)品性能,減少能源消耗,并及時(shí)提醒用戶(hù)進(jìn)行維護(hù)或升級(jí),延長(zhǎng)產(chǎn)品使用壽命。例如,智能家電如節(jié)能冰箱通過(guò)監(jiān)控和調(diào)整其運(yùn)行模式,減少能源消耗。數(shù)字化平臺(tái)和應(yīng)用程序可大大簡(jiǎn)化產(chǎn)品回收和再利用的流程,通過(guò)在線(xiàn)平臺(tái),消費(fèi)者可以輕松地將舊產(chǎn)品送回制造商或?qū)iT(mén)的回收中心,而企業(yè)則可以通過(guò)高效的物流和處理系統(tǒng),將回收的材料重新投入生產(chǎn)過(guò)程。這種閉環(huán)回收機(jī)制不僅減少了資源的浪費(fèi),還促進(jìn)了循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。例如,蘋(píng)果公司利用專(zhuān)門(mén)的機(jī)器人拆解舊iPhone,回收和再利用寶貴材料,減少了廢物的產(chǎn)生。
在數(shù)字經(jīng)濟(jì)驅(qū)動(dòng)下,制造業(yè)綠色發(fā)展面臨的政策法規(guī)滯后主要表現(xiàn)在對(duì)新興技術(shù)融合應(yīng)用的監(jiān)管框架缺乏前瞻性和適應(yīng)性。特別是人工智能、物聯(lián)網(wǎng)及大數(shù)據(jù)等技術(shù)在綠色制造過(guò)程中的應(yīng)用,現(xiàn)有的法律體系未能及時(shí)更新以包容這些技術(shù)帶來(lái)的環(huán)境效益與潛在風(fēng)險(xiǎn)。此外,對(duì)于跨界技術(shù)的應(yīng)用和多領(lǐng)域融合,缺少具體的操作指南和標(biāo)準(zhǔn),使得企業(yè)在采用新技術(shù)推動(dòng)綠色轉(zhuǎn)型時(shí)面臨法律風(fēng)險(xiǎn)和政策不確定性。例如,在智能制造與可再生能源結(jié)合的項(xiàng)目中,如何確保數(shù)據(jù)共享的同時(shí)保護(hù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)和個(gè)人隱私,成為亟需解決的問(wèn)題。從監(jiān)管難度增加的角度來(lái)看,數(shù)字經(jīng)濟(jì)下的制造業(yè)轉(zhuǎn)型引入了全球化的供應(yīng)鏈管理和網(wǎng)絡(luò)化的生產(chǎn)模式,這不僅放大了監(jiān)管的范圍和深度,也提升了監(jiān)管的復(fù)雜性和技術(shù)要求。例如,全球化供應(yīng)鏈中的環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)一致性、跨境數(shù)據(jù)流的安全性和合規(guī)性監(jiān)管,以及在分布式生產(chǎn)系統(tǒng)中確保產(chǎn)品質(zhì)量和環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的一致性等,都對(duì)傳統(tǒng)的監(jiān)管模式提出了挑戰(zhàn)。
數(shù)字經(jīng)濟(jì)助推制造業(yè)綠色發(fā)展的過(guò)程中,數(shù)字鴻溝的存在加劇了制造業(yè)發(fā)展的不平衡。這種數(shù)字鴻溝主要體現(xiàn)在不同地區(qū)或企業(yè)之間數(shù)字化技術(shù)水平、信息獲取能力和數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的差異。發(fā)達(dá)地區(qū)或企業(yè)通常擁有先進(jìn)的數(shù)字化技術(shù)和資源,能夠更好地應(yīng)用數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的方法實(shí)現(xiàn)綠色生產(chǎn),而欠發(fā)達(dá)地區(qū)或企業(yè)由于缺乏數(shù)字化基礎(chǔ)設(shè)施和技術(shù)能力,往往難以順利實(shí)施綠色轉(zhuǎn)型,加劇了制造業(yè)綠色發(fā)展的不平衡局面。這種不平衡不僅影響了各地區(qū)制造業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力和可持續(xù)發(fā)展能力,還可能加大地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的差距,因此需要通過(guò)加強(qiáng)數(shù)字技術(shù)普及、改善數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、加大政策支持和資金投入等措施,縮小數(shù)字鴻溝,推動(dòng)制造業(yè)綠色發(fā)展實(shí)現(xiàn)更加均衡的局面。
雖然數(shù)字化技術(shù)如大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)和人工智能在理論上能顯著提升制造業(yè)能效和減少環(huán)境影響,但這些技術(shù)的有效整合與現(xiàn)有制造系統(tǒng)的兼容性卻是一個(gè)極大的挑戰(zhàn)。對(duì)于大多數(shù)中國(guó)制造企業(yè)而言,既需升級(jí)現(xiàn)有生產(chǎn)設(shè)備,又要引入新的數(shù)字化技術(shù),這不僅涉及巨大的資金投入,還包括技術(shù)對(duì)接、系統(tǒng)兼容以及員工培訓(xùn)等一系列問(wèn)題,特別是對(duì)于缺乏足夠技術(shù)基礎(chǔ)和資金支持的中小型企業(yè)。
隨著制造業(yè)數(shù)字化程度的提升,產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng),包括生產(chǎn)過(guò)程中的各種數(shù)據(jù)、能耗數(shù)據(jù)以及環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)等,大規(guī)模和多樣性使得數(shù)據(jù)管理變得異常復(fù)雜。同時(shí),制造業(yè)綠色化轉(zhuǎn)型迫切需要依賴(lài)數(shù)據(jù)分析來(lái)監(jiān)測(cè)和改進(jìn)生產(chǎn)過(guò)程,優(yōu)化資源利用,減少能耗和廢物排放。然而,由于數(shù)據(jù)可能來(lái)自不同系統(tǒng)、部門(mén),存在著格式不一致、缺失等情況,從而降低了數(shù)據(jù)分析的準(zhǔn)確性和可信度,使得企業(yè)難以有效地利用這些數(shù)據(jù)來(lái)推動(dòng)綠色化轉(zhuǎn)型發(fā)展。
為應(yīng)對(duì)數(shù)字經(jīng)濟(jì)賦能制造業(yè)綠色發(fā)展中遇到的政策法規(guī)滯后問(wèn)題,政府和立法機(jī)構(gòu)需要加快法律法規(guī)的更新速度,特別是針對(duì)數(shù)字經(jīng)濟(jì)和綠色制造的交叉領(lǐng)域,制定和修訂相關(guān)政策,明確技術(shù)應(yīng)用的法律邊界和環(huán)保要求。建立動(dòng)態(tài)的政策更新機(jī)制,通過(guò)設(shè)立專(zhuān)門(mén)的技術(shù)評(píng)估和政策研究團(tuán)隊(duì),持續(xù)跟蹤技術(shù)發(fā)展趨勢(shì),確保政策法規(guī)與技術(shù)進(jìn)步同步。此外,鼓勵(lì)政府、企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)之間的合作,共同參與綠色標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范的制定,以促進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新和綠色發(fā)展的有序融合。面對(duì)監(jiān)管難度的增加,監(jiān)管機(jī)構(gòu)需利用新興技術(shù)如大數(shù)據(jù)分析、區(qū)塊鏈和人工智能等工具,提升監(jiān)管的效率和透明度。這包括構(gòu)建數(shù)字化監(jiān)管平臺(tái),實(shí)現(xiàn)對(duì)制造業(yè)環(huán)境影響的實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理,以及提高對(duì)跨境數(shù)據(jù)流和供應(yīng)鏈的監(jiān)管能力。國(guó)際合作在此過(guò)程中扮演關(guān)鍵角色,通過(guò)建立國(guó)際監(jiān)管框架和標(biāo)準(zhǔn),促進(jìn)信息共享,共同提升全球制造業(yè)的綠色發(fā)展水平。此外,增強(qiáng)監(jiān)管人員的專(zhuān)業(yè)培訓(xùn),使其能夠有效地應(yīng)對(duì)新技術(shù)帶來(lái)的挑戰(zhàn),是確保監(jiān)管措施有效性的基礎(chǔ)。
解決數(shù)字鴻溝導(dǎo)致的制造業(yè)綠色發(fā)展不平衡問(wèn)題,需采取多方位策略。首先,政府應(yīng)加強(qiáng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),特別是在偏遠(yuǎn)和欠發(fā)達(dá)地區(qū),提升互聯(lián)網(wǎng)接入和數(shù)字技術(shù)的普及率;其次,政府制定鼓勵(lì)政策,如稅收優(yōu)惠和資金支持,以促進(jìn)企業(yè)采用綠色和數(shù)字技術(shù);最后,加強(qiáng)跨行業(yè)和國(guó)際合作,分享最佳實(shí)踐和技術(shù)解決方案,可加速綠色制造技術(shù)的推廣和應(yīng)用。通過(guò)這些綜合措施,可以逐步縮小數(shù)字鴻溝,推動(dòng)制造業(yè)的均衡和可持續(xù)發(fā)展。
通過(guò)行業(yè)協(xié)會(huì)建立數(shù)字化綠色制造平臺(tái),制造企業(yè)可根據(jù)自身需求選擇適合的模塊,實(shí)現(xiàn)技術(shù)有機(jī)整合,從而降低技術(shù)融合的復(fù)雜性。借助該平臺(tái)可以提供數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化和接口兼容性,以確保不同系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交換順暢。為應(yīng)對(duì)創(chuàng)新與競(jìng)爭(zhēng)挑戰(zhàn),中國(guó)制造業(yè)可積極發(fā)展可持續(xù)技術(shù)創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)。這包括與高校、研究機(jī)構(gòu)和初創(chuàng)企業(yè)建立合作關(guān)系,共同推動(dòng)綠色技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用。此外,制造企業(yè)可建立開(kāi)放創(chuàng)新文化,鼓勵(lì)員工提出創(chuàng)新想法,并將其轉(zhuǎn)化為實(shí)際創(chuàng)新項(xiàng)目。
企業(yè)利用區(qū)塊鏈技術(shù)的不可篡改性和透明性,構(gòu)建一個(gè)安全、可靠的數(shù)據(jù)管理和共享平臺(tái)。這樣不僅可以保障數(shù)據(jù)安全性和可信度,還能促進(jìn)跨企業(yè)、跨行業(yè)的數(shù)據(jù)共享,為綠色制造提供更加豐富、多元的數(shù)據(jù)支持。通過(guò)邊緣計(jì)算技術(shù)將數(shù)據(jù)處理任務(wù)分布在網(wǎng)絡(luò)的邊緣節(jié)點(diǎn),減少數(shù)據(jù)傳輸?shù)难舆t,提高數(shù)據(jù)處理的效率。這對(duì)于實(shí)時(shí)監(jiān)控生產(chǎn)過(guò)程、及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決問(wèn)題尤為重要,有助于提升制造業(yè)能效和資源利用率。研發(fā)專(zhuān)門(mén)針對(duì)綠色制造需求的智能算法,如能耗優(yōu)化算法、廢物最小化算法等。這些算法可以幫助企業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中自動(dòng)調(diào)整參數(shù),實(shí)現(xiàn)資源的最優(yōu)配置,降低能耗和排放。
企業(yè)應(yīng)以頂層設(shè)計(jì)和戰(zhàn)略規(guī)劃為起點(diǎn),明確設(shè)定制造業(yè)綠色發(fā)展及數(shù)字化轉(zhuǎn)型目標(biāo),將目標(biāo)整合到企業(yè)使命和長(zhǎng)期戰(zhàn)略中。領(lǐng)導(dǎo)需以行動(dòng)示范承諾,并通過(guò)培訓(xùn)與教育加強(qiáng)員工對(duì)綠色發(fā)展和數(shù)字化的理解與技能。
在管理上采取扁平和靈活的結(jié)構(gòu),建立跨部門(mén)合作機(jī)制,促進(jìn)不同部門(mén)間的信息交流和資源共享。同時(shí),采用高效的管理策略和數(shù)字化工具提升效率,構(gòu)建以成果為基礎(chǔ)的評(píng)估體系及激勵(lì)機(jī)制,鼓勵(lì)員工發(fā)揮創(chuàng)新思維,并積極參與綠色及數(shù)字化轉(zhuǎn)型。