2023年对制造业的永续经营来说,绝对是关键的一年。首先,欧盟将在2023年10月试行碳边境调整机制(Carbon Border Adjustment Mechanism;CBAM),虽然初期仅针对五大高碳排产业:水泥、电力、肥料、钢铁、铝业执行,但在全球减碳以及2050净零碳排的大目标下,影响的范围肯定会愈来愈广。再加上中国台湾也在2023年通过气候变迁因应法,代表制造业必须承担碳排的成本,并计算碳费对经营与竞争力的直接影响。过去仅是环保议题的减碳,现在已经变成直接影响制造业竞争力的重要关键之一了。
在进一步讨论碳排与永续工厂的规划之前,要先理解的是,产生『碳排』的来源,一般会分成三大范畴(请参阅附图)。台湾制造业首先要关注的就是范畴一和范畴二,最后才是范畴三。这是因为范畴一、二是制造商自己比较可以掌握,且以台湾制造业来说,范畴一二应该会占大部分的碳排来源。在面对国际大厂要求2030年要减少50%或以上的碳排时,这是最好的优先着力点。
那实际上,该怎麽逐步执行减碳以达到永续工厂这个目标呢?本文建议应该先从最基本的『制造工具的改善』开始做起,然后逐步建立管理系统,最后才是进行供应链上下游的整合。其中,最基础但却也是最重要的就是自动化设备的改善。
从关灯工厂、效率至上 演变为人机协作、透明第一
过往智能制造的导入上,『关灯工厂』曾经是一个圣杯,有财力物力的大公司,大多会追求部分产线或产品以这样的形式生产,宣告他们的智能制造的程度,并且以全自动化的设计方式,让产线持续不断的大量产出,使整体生产效益达到最大化。但现在,虽然关灯工厂在工程技术上不是遥不可及的梦想,但为了达到所谓的『关灯』付出的代价远比想像中的还要多。在减碳的大趋势下,自动化现在更大的趋势是人机协作。让人员在某些关键制程中,和机器手臂(或其他自动化设备共同协作,让人员的灵活性与弹性与设备的稳定性与自动量产的优势互相搭配,以相对较低的成本,达到更好的生产效益。
自动化设备导入与规划时,另外一个重点就是所有信息的掌握度与透明度。工厂生产用的自动化设备或厂务设备在规划时,往往可能为了尽可能的降低成本,同样功能的零组件,都会倾向选择成本较低、功能可用就好。但这样做,最常被牺牲的就是生产信息的蒐集能力。例如,一个具备电源监控、回报功能的电源供应方案,可能比传统型的电源供应器方案30% ~ 50%。在基础功能基本相同的情况下,就会在成本考量下,采用传统型的电源供应方案。
这样导致的结果,就是生产信息的蒐集变的不完整,也会造成后续进行碳盘查时的困扰。
因此,在考量要面对减碳的议题并打造永续工厂时,最重要的第一步就是数据蒐集以及生产信息的透明化。这是最基础、最重要,却往往是最难跨出的一步。因为这会直接牵涉到产线自动化时的成本,也会直接造成生产成本的增加。但请从未来要达到减碳甚至是净零碳排的角度来思考这个问题,如果现在不愿意多投入一点成本在基础的生产设备上,未来面对政府规范、客户要求或是产业竞争者的挑战时,损失的商业利益可能会更大。
以自动化为基础 产品为单位 逐步展开
除信息透明度的考量之外,制造业在考量导入的优先顺序时,也不能没有思考逻辑地导入。过往制造业在导入自动化时,往往会使用『水平』的方式导入,举例来说,很多工厂会优先考量在所有产品的品检站导入自动化AOI检测设备。而这个导入方式的主要考量可能是因为品检站耗费大量人力,且自动化检测的成熟度高、导入的难度较低,最容易马上看到效益。因此,会优先把所有产品或产线的品检站导入自动化设备。
但这样做的问题在于,未来要进行碳盘查或是产品碳足迹的追踪时,会发现没有一个产品可以完整地由自动化设备产出相关数据,变成所有产品都还是要人工计算、评估。结果花了成本导入的自动化设备,却没办法更好地协助数据的产出与整合。
根据BCG在「2021全球企业碳盘查调查」发现,有高达86%企业仍使用手动记录和揭露排放,这样做不但无法因应多变的经营环境,也不利于后续的供应链系统整合。
因此,建议的做法应该是,以产品为单位,逐步地导入自动化设备,先让某一个产品所有制程均能达到高度的自动化(再次强调,非100%的自动化),这样当这项产品需要进行碳盘查或是产品碳足迹的追踪时,就能明显的看出数据透明化与自动化设备的整体效益。
产品低碳化 供应链系统整合 为最终目标
在完成工厂的生产信息透明化、以及自动化完整的信息蒐集后,接下来就能将所有的信息系统化地汇整起来,并与供应链上的合作夥伴一起合作(假设夥伴们也已经做好自己的基础工作),打造完整的碳排信息,建立起完整的产品碳足迹信息。
除此之外,完整的生产信息更可以进一步回馈到产品设计或研发阶段,导入数码双生(Digital Twin)方案,让产品本身开始透过材料、生产流程或设计方式的改善,降低碳排。
最终,希望透过整个供应链与产业的努力,从生产设备、能源运用一直到产品设计都融入低碳排的目标,达成所谓的绿色供应链生态系。
了解碳排的来源 才能进一步谈减碳
低碳、减碳一直到净零碳排,在全面讲求生产效益的中小型制造业,一直是个不敢触碰却又不能回避的议题。唯有一步一步、有目标、有秩序地导入相关设备或解决方案,先了解碳排的来源,从范畴一二开始逐步盘点,才不至于让这个议题变成整个制造体系的灾难。台湾一向是全球制造体系中非常重要的一环,如果不能尽快积极面对低碳与永续工厂的议题,等到面对2030年国际各大厂的压力时,要在短时间转型,可能就会更慌张不知所措。
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