張虹，黃貞靜

（中國電子技術標準化研究院，北京 100007）

1 引言

黨的二十大報告和國家“十四五”規(guī)劃均提出要加快發(fā)展方式綠色轉型，工信部也印發(fā)了《“十四五”工業(yè)綠色發(fā)展規(guī)劃》以著力推進綠色制造發(fā)展，這些都為推進經(jīng)濟綠色化發(fā)展指明了方向。作為推進綠色發(fā)展最主要的市場主體和制造業(yè)企業(yè)如何利用新一代信息技術推動綠色制造，對我國“雙碳”目標的實現(xiàn)、促進制造業(yè)轉型升級和推動綠色制造體系建設發(fā)揮著至關重要的作用。

近年來，綠色低碳已逐漸成為全球共識，世界范圍內(nèi)數(shù)字化綠色化轉型不斷加快。世界經(jīng)濟論壇從2018年開始評選“燈塔工廠”，其被認為是代表當今全球制造業(yè)領域智能制造和數(shù)字化最高水平的企業(yè)。而在全球132家燈塔工廠中，中國占據(jù)50家，排名世界第一。最新公布的2023年《全球燈塔網(wǎng)絡：續(xù)寫工業(yè)4.0新篇章》報告顯示，2022年除新增29家燈塔外，新增中國海爾等企業(yè)在內(nèi)的7家可持續(xù)燈塔，這是中國本土企業(yè)首次上榜可持續(xù)燈塔榜單。迄今為止，世界范圍內(nèi)共13家企業(yè)被納入可持續(xù)燈塔?！翱沙掷m(xù)燈塔”表彰的是應用新一代信息技術推進單個企業(yè)或供應鏈上下游實現(xiàn)資源、能源的高效利用，促進生態(tài)可持續(xù)發(fā)展的優(yōu)秀企業(yè)。由于其技術的先進性、流程的綠色低碳和生態(tài)的可持續(xù)等特征，可持續(xù)燈塔被視為是“燈塔中的燈塔”，一定程度上代表了全球綠色制造的最智能、最先進水平。從這個角度上，研究分析世界可持續(xù)燈塔的創(chuàng)新實踐和發(fā)展經(jīng)驗，對推進我國發(fā)展綠色制造有著積極的借鑒意義。

2 新一代信息技術背景下綠色制造的內(nèi)涵及外延

2.1 資源·能耗·生態(tài)：理解綠色制造的三個維度

當前，綠色制造被視為制造業(yè)發(fā)展的利器，也是新型工業(yè)化道路發(fā)展的必然趨勢［1］。綠色制造是把綠色理念和綠色工藝技術貫穿于制造業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈，追求從設計、制造、包裝、運輸、使用到報廢處置整個生命周期中，環(huán)境影響最小化，資源利用最大化［2］。從理論上看，綠色制造與三個主要的維度相關：從資源維度，綠色制造將提高資源利用率，同時減少環(huán)境污染，進而推動經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展；從能耗維度，綠色制造的技術應用助力企業(yè)系統(tǒng)內(nèi)外能源消耗降低，同時提升能源轉化率；從生態(tài)維度，綠色制造的產(chǎn)品體系、流程工藝等能降低環(huán)境負荷程度，提升企業(yè)的生態(tài)效益。從與傳統(tǒng)制造的差異上看，傳統(tǒng)制造業(yè)在資源利用、能源轉化、生態(tài)效益方面與綠色制造業(yè)存在的差距如表1所示。

表1 傳統(tǒng)制造與綠色制造的三維度對比

綜合產(chǎn)業(yè)發(fā)展的實際，綠色制造是上述三個維度的概念的綜合體現(xiàn)，不僅體現(xiàn)在企業(yè)產(chǎn)品體系、制造流程、生命周期的資源利用率高、環(huán)境污染少，也體現(xiàn)在企業(yè)技術創(chuàng)新發(fā)展帶來的低能耗和高轉化率，并有助于提升整個企業(yè)的經(jīng)濟效益和生態(tài)效益的統(tǒng)一。

2.2 新一代信息技術對綠色制造的外延三重拓展

世界范圍內(nèi)數(shù)字經(jīng)濟方興未艾，新一代信息技術的發(fā)展為綠色制造奠定了數(shù)字化、智能化的發(fā)展底色，也拓寬了綠色制造的外延，成為一種集全流程綠色生產(chǎn)、全周期綠色管理、全譜系信息化的新興模式和綜合實踐，不僅能夠促進企業(yè)實現(xiàn)多種效益的提升，增加環(huán)境友好度和穩(wěn)定性，促進生態(tài)與產(chǎn)業(yè)平衡，也能在產(chǎn)品品類、制造手段、工藝流程等各個方面提高新興技術的應用范疇與貢獻程度。

在以新一代信息技術為特征的數(shù)字經(jīng)濟背景下，綠色制造的內(nèi)涵和外延得到了拓展，主要表現(xiàn)在三個方面：第一，產(chǎn)業(yè)數(shù)字化層面，數(shù)字技術被應用于提升資源、能耗、生態(tài)維度的綜合效益，升級智能制造綠色化水平等；第二，數(shù)據(jù)要素層面，將綠色制造涉及的流程、環(huán)節(jié)和周期的數(shù)據(jù)進行數(shù)字化，利用數(shù)字化技術或平臺輔助生產(chǎn)制造轉型，將數(shù)據(jù)要素作為優(yōu)化企業(yè)發(fā)展的基礎生產(chǎn)要素；第三，數(shù)字化治理層面，如利用人工智能模型預測資源利用和降耗情況，實現(xiàn)對整個產(chǎn)業(yè)環(huán)節(jié)、生命周期的實時監(jiān)測，并通過數(shù)字模型的測算給出治理方案。

3 從思維到實踐：全球可持續(xù)燈塔的創(chuàng)新探索

從全球13家可持續(xù)燈塔企業(yè)的創(chuàng)新實踐來看，綠色制造已成為此類企業(yè)的發(fā)展共識和現(xiàn)實路徑。可持續(xù)燈塔的企業(yè)類型涉及電子產(chǎn)品、工業(yè)自動化、家用電器、消費品、半導體、電子元件、電子設備等制造業(yè)，對我國開展相關領域綠色制造具有借鑒意義。

3.1 資源、能耗、生態(tài)兼顧的綠色化思維

從可持續(xù)燈塔的共性實踐來看，兼顧資源、能耗、生態(tài)三個維度的綠色化是貫穿綠色制造始終的整體思維。在資源保護方面，位于羅馬尼亞的阿奇立克綠色工廠擴大光伏等再生能源系統(tǒng)建設，實現(xiàn)百分之百綠色電力，通過建立廢水處理廠循環(huán)利用水資源，每個產(chǎn)品取水量減少25%［3］。在能源降耗方面，巴西的偉創(chuàng)力公司利用新一代信息技術和數(shù)字化二氧化碳排放儀表盤等，減少能源使用、水資源消耗和溫室氣體的排放。在生態(tài)環(huán)境效益方面，如西門子的安貝格工廠在集團可持續(xù)發(fā)展框架下，致力于供應鏈脫碳，其中開發(fā)的數(shù)字產(chǎn)品通行證系統(tǒng)極大的節(jié)約了塑料和紙張，還通過數(shù)字流程效率分析評估工具助力工廠減少69%的溫室氣體排放量。

3.2 新一代信息技術為驅動的綠色化實踐

新一代信息技術的普遍應用，推進了產(chǎn)業(yè)數(shù)字化進程，充分盤活了數(shù)據(jù)要素在綠色制造中的作用?？沙掷m(xù)燈塔企業(yè)以新一代信息技術為驅動，將數(shù)字化作為綠色治理的重要手段。

3.2.1 新一代信息技術的普遍應用

利用物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、云等新一代信息技術推動企業(yè)的綠色制造和可持續(xù)發(fā)展，是可持續(xù)燈塔企業(yè)的共通手段。德國施耐德電氣利用物聯(lián)網(wǎng)技術，全面檢測工廠的能耗分布、時間和環(huán)節(jié)。美國漢高將30個工廠的能耗監(jiān)測和決策納入其數(shù)字孿生方案，為實時開展可持續(xù)行動提供便利。法國施耐德電氣利用云平臺將廢水回收納入監(jiān)測系統(tǒng)，通過人工智能模型進行預測，達到了節(jié)水降耗的目的。上海西部數(shù)據(jù)公司運用機器學習實現(xiàn)了水循環(huán)，使工廠節(jié)水降耗的動態(tài)優(yōu)化和性能得到增強。印度達帕達的聯(lián)合利華工廠通過集成能源管理系統(tǒng)以機器學習推動能源優(yōu)化，通過數(shù)字孿生技術制定可持續(xù)、友好型配方生產(chǎn)策略，達到有效推動減排的目標。

3.2.2 數(shù)據(jù)要素的充分調(diào)動

作為數(shù)字經(jīng)濟的基礎要素，數(shù)據(jù)被可持續(xù)燈塔應用于生產(chǎn)過程的能耗監(jiān)測、評估、優(yōu)化等環(huán)節(jié)中。馬來西亞西部數(shù)據(jù)工廠通過構建以數(shù)據(jù)分析為動力的工廠管理系統(tǒng)，提升了能源利用率。羅馬尼亞的阿奇立克烏爾米綠色工廠搭建樓宇管理系統(tǒng)，從650多個能源監(jiān)測設備和傳感器采集約15 000個實時數(shù)據(jù)點，實現(xiàn)整個資源管理的實時數(shù)據(jù)監(jiān)測。西門子安貝格工廠基于區(qū)塊鏈開發(fā)的軟件系統(tǒng)，實現(xiàn)對供應鏈全程碳排放數(shù)據(jù)的監(jiān)測，同時與產(chǎn)業(yè)鏈上下游環(huán)節(jié)共享碳足跡數(shù)據(jù)，實現(xiàn)碳足跡通行的透明化。

3.2.3 企業(yè)的數(shù)字化治理

數(shù)字化治理的思維體現(xiàn)在綠色制造的整個環(huán)節(jié)之中。如新加坡美光科技通過跟蹤原材料的環(huán)境足跡，在提升存儲產(chǎn)品產(chǎn)量的同時，不斷減少每生產(chǎn)千兆字節(jié)的資源消耗，將高級分析技術利用到企業(yè)數(shù)字化與綠色化的可持續(xù)發(fā)展過程中。

3.3 全生產(chǎn)流程優(yōu)化的綠色化效益

從綠色化效益來看，可持續(xù)燈塔通過全流程優(yōu)化實現(xiàn)了節(jié)能降耗減排的綠色化效益。通過梳理，表2顯示了13家全球可持續(xù)燈塔綠色效益的總體情況。

表2 全球可持續(xù)燈塔綠色效益及全生產(chǎn)流程優(yōu)化

在這份成績單背后涉及的是綠色設計、綠色材料、綠色工藝、綠色物流、綠色回收等全流程的綠色化。綠色設計方面，通過綠色制造提升產(chǎn)品的適用性、整體性和復用率，在節(jié)能降耗的同時，保證產(chǎn)品的性能和質量；綠色材料方面，保證了參與生產(chǎn)制造的原材料和資源的綠色化，降低對環(huán)境的損害程度；綠色工藝方面，通過嚴格把控產(chǎn)品的生產(chǎn)制造流程和運營，實現(xiàn)環(huán)境友好和可持續(xù)；綠色物流方面，利用數(shù)字化物流管理和運輸，減少能耗，保護資源和環(huán)境；綠色回收方面，對產(chǎn)品產(chǎn)生的廢棄物、能耗等進行回收利用和再生產(chǎn)，實現(xiàn)人機料環(huán)的可持續(xù)發(fā)展。

4 并航追光：對智能時代我國發(fā)展綠色制造的啟示

黨的二十大強調(diào)要推動制造業(yè)高端化、智能化、綠色化發(fā)展。當前，我國制造業(yè)進入重要的升級發(fā)展時期，如何進一步提升綠色制造水平，推進互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等新一代信息技術與制造業(yè)深度融合，深入開展工業(yè)領域碳達峰行動［4］，全面推行綠色制造，是制造業(yè)高質量發(fā)展的重要課題。在此方面，全球可持續(xù)燈塔在綠色制造方面的創(chuàng)新探索，對我國在數(shù)字經(jīng)濟背景下走新型工業(yè)化具有重要的借鑒意義。

4.1 戰(zhàn)略重視，全面推進綠色制造體系建設

當前各國均將綠色化作為取得未來經(jīng)貿(mào)競爭的重要戰(zhàn)略。從國家層面來看，要進一步提升戰(zhàn)略重視程度，牢固樹立資源、能源、生態(tài)兼顧的綠色化思維，將“雙碳戰(zhàn)略”充分吸納到綠色園區(qū)、綠色工廠、綠色供應鏈、綠色產(chǎn)品的申報、認證和考核中，強化綠色制造體系建設，從國家到省級的制造業(yè)重點領域逐次鋪開，通過政策完善、科研投入、標準認證、服務支撐、人才培養(yǎng)等，加快制造業(yè)企業(yè)融入綠色制造體系。以重點產(chǎn)業(yè)鏈、行業(yè)、企業(yè)為單位，層層梳理制約制造業(yè)綠色化發(fā)展的關鍵難點和堵點問題，注重補短強基，集中優(yōu)勢資源，聯(lián)動政產(chǎn)學研用，打通全流程、全周期的綠色化運營和管理，推進綠色裝備、產(chǎn)品、服務、運營的有機運轉和優(yōu)化升級。

4.2 戰(zhàn)法重視，前瞻制定綠色制造發(fā)展計劃

戰(zhàn)略落地需方法論支撐，從可持續(xù)燈塔的經(jīng)驗來看，以制造業(yè)企業(yè)為單位，點對點制定綠色制造發(fā)展計劃，是調(diào)動全局力量推進綠色制造體系建設的基礎。一方面，可持續(xù)燈塔企業(yè)的綠色計劃充分基于自身能耗認知，啟示我國企業(yè)，充分立足自身資源能源消耗情況，在對全流程周期的摸底基礎上，評估引入資源循環(huán)利用、能耗監(jiān)測、能耗優(yōu)化等系統(tǒng)的可行性與有效性。另一方面，開展綠色化生產(chǎn)方式探索，將綠色化設計、生產(chǎn)、運營、管理、回收利用等納入到發(fā)展規(guī)劃中，鼓勵采用綠色設計方法與工具、工業(yè)節(jié)能環(huán)保裝備和技術工藝、碳排放核算等全面縱深推進規(guī)劃執(zhí)行落地。具體而言，通過制定綠色制造發(fā)展計劃，充分響應國家政策并優(yōu)化資源要素配置，進而結合生產(chǎn)目標開展綠色化生產(chǎn)，同時加強績效評估、運行監(jiān)測、系統(tǒng)優(yōu)化等工作，確保計劃實施的科學性與高效性。

4.3 戰(zhàn)術重視，善于借力新一代信息技術發(fā)展紅利

近年來，新一代信息技術業(yè)已成為制造業(yè)節(jié)能減排降耗低碳的重要驅動力，為推進綠色制造全流程綠色生產(chǎn)、全周期綠色管理、全譜系信息化的創(chuàng)新發(fā)展釋放了紅利。從可持續(xù)燈塔的實踐來看，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能、數(shù)字孿生、物聯(lián)網(wǎng)、區(qū)塊鏈等技術的應用，極大提升了綠色制造的經(jīng)濟和生態(tài)效益。對于制造業(yè)企業(yè)而言，要繼續(xù)深挖新一代信息技術在綠色制造方面的賦能潛力，拓寬賦能范圍，利用大數(shù)據(jù)分析、物聯(lián)網(wǎng)傳感器、人工智能能源預測、數(shù)字孿生模型、基于機器學習的工廠管理等，將新一代信息技術和數(shù)據(jù)要素整合到綠色制造的各個環(huán)節(jié)之中，發(fā)揮綠色制造和智能制造的融合效能［5］，優(yōu)化綠色治理，提升綠色實效。

作為制造業(yè)大國，我國在綠色制造體系建設方面依舊任重道遠，面向人類共同發(fā)展的未來，面向全球技術和產(chǎn)業(yè)競爭的實際，只有從戰(zhàn)略、戰(zhàn)法、戰(zhàn)術上，全面凝聚政產(chǎn)學研用的更多共識，才能凝心聚力推進制造業(yè)高端化、智能化、綠色化發(fā)展。

致謝感謝劉哲主任，李越編輯和匿名審稿人對本文提出的參考意見。