产品生命周期管理（PLM）：可持续产品开发的支柱

前言：企业必须更具可持续性。这就要求从产品开发到回收再利用的整个过程都进行转型。 PLM 系统涵盖了整个产品生命周期，因此是实现可持续发展的理想基础。

为了成功应对可持续发展的挑战，塑料加工企业需要整个产品生命周期的透明度。产品生命周期管理（PLM）就是实现这一目标的工具之一：它管理并汇总产品生命周期内的产品数据，从一开始就为可持续地设计产品创造了条件。

更严格的可持续发展法律法规，来自客户、合作伙伴、投资者和社会的日益增长的压力，以及供应链中断和资源稀缺迫使塑料行业的企业重新思考他们的流程。

为了协调企业的生态、经济和社会目标，必须从根本上改变产品的规划、开发、生产、再利用和回收方式。

为了实现循环，一些制造商已经在战略、组织、程序和文化方面做出了调整。首先，必须对操作流程和整个产品生命周期进行评估。

PLM 系统是一个已经包含大量产品生命周期信息的工具。通过有意义的整合，它可以成为可持续发展企业的数据中心，从而确保整个产品生命周期的透明度和可追溯性。

从一开始就实现可持续性

PLM 是一种集成管理方法，它使用一致的方法、流程、模型和 IT 工具，在整个产品生命周期内管理产品信息、流程和应用。从开发到生产、运营和服务，直至拆卸和报废，所有阶段都在考虑之列。

高达 80% 的产品环境影响和成本是在开发阶段确定的。因此，我们的目标必须是基于生命周期的产品开发，即在设计产品时尽量减少对人类和环境的负面影响。根据德国联邦环境署 2022年委托进行的一项研究，2019 年德国工业中使用的可回收材料比例仅为 14%。 根据 IK Industrievereinigung Kunststoffverpackungen e.V. 的数据，2021 年用于制造塑料产品的材料达 1400 万吨，其中仅有约 12% 是回收塑料--这显然太少了。

智能选材，减少对环境的影响

PLM 系统支持设计人员选择可持续材料，并根据材料清单监控对环境的影响。这使他们能够根据数据的变化做出优化决策。

通过集成 REACH 数据库，PLM 系统还能支持避免在产品中使用有害和有毒物质。该指令对产品生产中化学物质的使用进行了规定。

PLM 系统还可以提供用于可持续采购的信息。与相应工具（如材料数据库或生命周期评估工具（LCA））的集成在这方面非常重要。生命周期评估工具的集成使比较产品替代品和在产品生命周期的每个阶段生成环境报告变得更加容易。从生命周期评估工具中获得的洞察力可用于确定哪些产品特性的改变会带来最大的可持续发展相关效益。

实现循环发展

对于可持续产品开发，最好明确提出与可持续性相关的要求，并将产品视为总体系统的一部分。在此基础上，应贯彻减少材料的原则：模块化设计、可重复使用性、再制造、翻新、可再利用、重复使用和可回收。

PLM 系统既能确保需求和组件的可追溯性，又能支持组件的标准化或模块化--这样，这些组件就可以安装在不同的产品中，从而在以后的不同产品系列中重复使用和重新利用。 标准化还简化了可修复性，因为部件可以轻松更换。

模块化产品设计也是如此，它简化了产品的拆卸或分解。这样就可以对相关部件进行再加工和重新安装，使之作为再制造或全面检修的一部分。PLM 系统通过提供材料特性和可回收性等相关信息，支持产品的回收利用。

惠普为自己设定的目标是：到 2030 年实现 75% 的产品可回收利用率，并将价值链中的温室气体排放量减少 50%。为了跟踪年度进展，惠普从材料强度、产品消耗（能源、纸张、废物）、维修等方面收集产品、服务和供应链的相关信息。

目前，惠普大幅面印刷（LFP）的可持续发展团队通过 Excel 电子表格手动收集大部分信息。不过，惠普计划在 PTC 的 PLM 软件 Windchill 中获取所有这些信息。通过将所有信息集中到一个数据库中，公司可以创建更好的仪表板，并在组合层面分析数据，从而做出更好的决策。

丹麦风力涡轮机制造商 Vestas 使用 Windchill 记录其工艺和材料对环境影响的所有信息，并在全公司范围内应用。Windchill 还使 Vestas 能够在单一数据源中连接整个价值链。 这有助于最大限度地减少数据孤岛，加快协作。Vestas的目标是利用 PLM 收集的性能数据，使下一代产品更好、更可持续。其目的是通过环保设计实现更好的可回收性和更容易的材料拆卸。

减少材料消耗，提高可持续性

PLM 支持的另一项可持续发展原则是减少材料消耗。PLM 系统可提供早期模拟所需的产品数据，例如生成式设计。即使需要，也只需要很少的实物原型，而且可以快速优化产品。 通过提供与质量相关的特定生产信息，PLM 系统有助于减少生产中的废品和返工。

康明斯公司是全球领先的能源解决方案供应商，作为其 PLANET 2050 战略的一部分，该公司引入了可持续发展设计（DfS，Design for Sustainability）文化。 这需要一些时间才能成为新产品开发的基础，因为人们认为较重的部件更坚固，这给公司带来了巨大的挑战。然而，一旦引入并应用了 DfS 技术，就会发现：在不影响结构完整性的情况下，将产品的材料减少 10% 至 15% 是有可能的。在某些情况下，经过材料优化的产品甚至比被取代的重型部件更加坚固。

PLM 系统还可以利用已在使用的产品的研究结果，帮助开发创新的可持续解决方案。例如，采集的数据可以揭示如何更好地确定新一代产品的尺寸，从而节省材料或减少磨损。

可持续生产、运营和服务

通过支持部件分类和供应商优先级排序，PLM 系统还能促进生产本地化，从而通过缩短运输路线减少二氧化碳排放量。此外，通过集中访问所有供应商的数据，还可以轻松准确地选择二氧化碳排放量最低的材料。

PTC公司全球资深副总裁兼大中华区总裁刘强认为：在当前的全球竞争和环境挑战中，中国作为世界第二大经济体，在全球可持续发展目标中扮演着重要角色，因此中国企业应更加重视可持续发展，并且有责任在可持续发展方面采取积极行动，这不仅是社会责任的体现，更是企业未来竞争力的关键因素。PTC不仅致力于推动企业数字化转型，还在可持续发展方面作出了重要承诺：为中国企业用户提供更有效的数字化技术，帮助中国企业实现更高效的运营方式，减少资源浪费，降低碳排放，帮助中国企业通过数字化转型实现可持续的增长。