Tuotteen kestävyys: Takaisin piirustuspöydälle (2024)

Suuri siivous on käynnissä eri toimialoilla.Kiristyvien säännösten, sijoittajien painostuksen ja asiakkaiden mieltymysten muuttumisen johdosta yritykset pyrkivät vähentämään toimintansa taakkaa planeetalla. Tämä kestävän kehityksen pyrkimys vaatii toimia monella rintamalla, ja muutoksia toimitusverkostoihin, valmistusprosesseihin ja liiketoimintamalleihin. Yritykset myös harkitsevat uudelleen tuotteidensa suunnittelua, suunnittelua ja käyttöä ja etsivät tapoja täyttää suorituskyky- ja laatuvaatimukset samalla kun he käyttävät vähemmän resursseja kaiken valmistamansa elinkaaren aikana.

Kaksi tekijää nostaa suunnittelua kestävän kehityksen asialistalle. Ensimmäinen on teknologinen: jatkuva elinkaaripäästöjen siirtyminen tuotteen käytöstä tuotteen tuotantoon. Muutos johtuu osittain käyttäjien kysynnästä lisäominaisuuksia ja -ominaisuuksia, joiden toimittaminen vaatii lisämateriaaleja. Mutta se johtuu myös siitä, että tehokkaan toiminnan edistämiseksi tehdyt tekniset muutokset lisäävät tuotteiden monimutkaisuutta. Esimerkiksi kotitalouksien lämpöpumput vaativat enemmän materiaaleja kuin ne korvaavat kaasu- tai öljykattilat. Verrattuna energiaa kuluttaviin edeltäjiinsä, tehokkaat sähkömoottorit voivat sisältää lisää hiili-intensiivisiä materiaaleja, kuten ylimääräistä kuparia ja harvinaisia ​​maametallimagneetteja. Taajuusmuuttajakäytöt, joita käytetään näiden kehittyneiden moottoreiden ohjauksen optimointiin, tarvitsevat omat piirinsä ja puolijohdekomponenttinsa.

Ehkä merkittävin esimerkki tästä muutoksesta on siirtyminen polttomoottoreista sähkökäyttöön, mikä muokkaa henkilöautojen elinkaaren päästöprofiilia. Eräässä tutkimuksessa havaittiin, että noin 20 prosenttia dieselajoneuvon tuottamasta hiilestä tulee sen tuotannosta, ja suurin osa lopuista 80 prosentista pääsee pakoputkeen. Vastaava sähköauto sen sijaan tuotti käyttövaiheessa vähemmän päästöjä, mutta vaati akussa lisää hiili-intensiivisiä materiaaleja. Jos ajoneuvon sähkö tulisi fossiilisista polttoaineista, tuotannon osuus elinkaaren päästöistä nousisi 45 prosenttiin. Jos ajoneuvoa ladattaisiin vain uusiutuvalla energialla, tuotannon päästöt olisivat 85 prosenttia kokonaismäärästä (kuva 1).

1

Toinen syy suunnittelun kestävyyden lisääntyneeseen valvontaan on tunnustus, että suunnitteluvaihe on tyypillisesti tehokkain ja kustannustehokkain kohta tulevien tuotteiden ja palvelujen resurssijalanjäljen käsittelemiseksi. Yritykset ovat pitkään tienneet, että suunnittelupäätökset määräävät suurimman osan tuotteen valmistus-, käyttö- ja ylläpitokustannuksista. Sama logiikka pätee myös kestävyyteen. Analyysimme viittaa siihen, että vaikka T&K-toiminnan osuus on enintään 5 prosenttia tuotteen kokonaiskustannuksista, se vaikuttaa jopa 80 prosenttiin tuotteen resurssijalanjäljestä.

Muotoilu vaikuttaa tuotteiden kestävyyteen monin tavoin. Tuotteet, jotka on suunniteltu kestävän kehityksen periaatteiden mukaisesti, voivat käyttää vähemmän materiaalia tai korvata suuren jalanjäljen neitseelliset materiaalit vähävaikutteisilla kierrätetyillä tai biologisesti perustuvilla vaihtoehdoilla. Esimerkiksi sveitsiläinen urheilukenkäyritys On on kehittänyt täysin kierrätettävän kengän, joka on valmistettu biopohjaisista synteettisistä materiaaleista. Pelkän tuotteen myynnin sijaan yritys tarjoaa kuluttajille tilausmallin. Kuluneet kengät lähetetään takaisin valmistajalle purettavaksi, ja kuluttaja saa vastineeksi uuden parin.

Suunnittelupäätökset voivat myös määrittää, kuinka helposti tuote voidaan korjata, päivittää, valmistaa uudelleen tai kierrättää sen käyttöiän lopussa. Kuluttajaelektroniikkayhtiö Fairphone käyttää laitteissaan modulaarista rakennetta, jonka tavoitteena on eliminoida suunniteltu vanhentuminen antamalla käyttäjän vaihtaa komponentit, jos ne epäonnistuvat tai vanhentuvat.

Kestävän T&K-toiminnan rakentaminen

Johtavat organisaatiot saavuttavat jo vaikuttavia tuloksia keskittämällä T&K-tiimiensä ponnistuksen ja kekseliäisyyden tuotteen kestävyyden välttämättömyyteen. Monien T&K-toimintojen keskeinen haaste on kuitenkin löytää tapoja vastata uusiin kestävän kehityksen vaatimuksiin sekä jatkuvan tarpeen hallita kustannuksia, vastata asiakkaiden uusiin tarpeisiin ja erottaa heidän tuotteet kilpailijoidensa tuotteista.

Johtajat kertovat meille, että kyky hallita tätä lisämonimutkaisuutta edustaa seuraavaa rajaa korkean kypsyyden T&K-organisaatioiden kehityksessä. Tietysti jotkut yritykset ovat jo tehneet asteittain muutoksia ominaisuuksissaan viime vuosina. Esimerkiksi perinteiset design-to-cost -menetelmät ovat kehittyneet nykypäivän design-to-value (DTV) -lähestymistapaksi, jossa keskitytään asiakkaille tärkeimpien ominaisuuksien kustannustehokkaaseen toimittamiseen. Yhä useammat yritykset ovat myös ottaneet suuria harppauksia digitalisaatiossa käyttämällä uusia työkaluja ja tietolähteitä tuotekehitysprosessin nopeuttamiseen ja sen tulosten parantamiseen.

Design for Sustainability (DfS) laajentaa ja laajentaa näitä lähestymistapoja vaatien organisaatioita mukauttamaan olemassa olevia työkalujaan, ottamaan käyttöön uusia ja päivittämään sekä T&K-toiminnon infrastruktuuria että valmiuksia (kuva 2).

2

Saavuttaakseen DfS:n mittakaavassa yritykset voivat käsitellä kolmea toisiinsa liittyvää elementtiä T&K-toiminnossa. Ensinnäkin, kuinka he ajattelevat uudelleen tapaa, jolla heidän tuotteet käyttävät resursseja, mukauttavat ne muuttuviin säädöksiin, ottavat käyttöön kiertoperiaatteet ja hyödyntävät asiakkaiden näkemyksiä? Toiseksi, kuinka he ymmärtävät ja seuraavat suunnittelupäätösten päästöjä ja kustannusvaikutuksia kestävän kehityksen tavoitteidensa saavuttamiseksi? Kolmanneksi, kuinka ne edistävät oikeaa ajattelutapaa ja kykyjä integroida kestävyys jokaiseen tuotteeseen ja jokaiseen suunnittelupäätökseen? Katsotaanpa kutakin näistä elementeistä yksityiskohtaisemmin.

Asiakas- ja suunnittelunäkemyksiä

Usein suurimmat mahdollisuudet parantaa tuotteiden kestävyyttä syntyvät muutoksiin tuotetta ympäröivässä laajemmassa arvoketjussa. Johtavat yritykset ottavat kokonaisvaltaisen näkökulman kestävään kehitykseen ja tutkivat, miten tuotteet kuljetetaan, pakataan, käsitellään ja käytetään – ja mitä niille tapahtuu käyttöiän lopussa. He keskustelevat asiakkaiden, tavarantoimittajien ja muiden arvoketjun sidosryhmien kanssa ja tarkkailevat niitä, minkä jälkeen he käyttävät saatuja oivalluksia luovien parannusideoiden luomiseen.

Esimerkiksi yksi pikapalvelu-ravintolayritys halusi vähentää myymälöissään syntyvän pakkausjätteen määrää. Kun suunnittelutiimi tarkasteli koko arvoketjua, se havaitsi, että merkittävä osa tästä jätteestä syntyi välipakkauksissa, jotka suojasivat tuotteita kuljetettaessa tehtaalta varastoon.

Se inspiroi pakkausten arvoketjun täydelliseen uudelleensuunnitteluun. Yritys kehitti esteettisesti miellyttävän, resurssitehokkaan ja kierrätettävän pakkauksen, joka suojaa tuotteita aina tuotannosta asiakkaan käsiin. Yksittäiset tuotteet yhdistettiin sitten kevyisiin, uudelleenkäytettäviin ja palautettaviin pakkauksiin niiden suojaamiseksi kuljetuksen aikana. Muutokset auttoivat yritystä vähentämään pakkausjätteen kokonaismäärää 18 prosenttia, jolloin vähemmän jätettä joutui kaatopaikoille. Yhtiö leikkasi myös toimitusketjun kasvihuonekaasupäästöjä kolmanneksella.

Päästökustannusten läpinäkyvyys

Kestävä suunnittelu on täynnä monimutkaisuutta ja kompromisseja. Kierrätysmateriaalin korvaaminen neitseellisellä materiaalilla saattaa aluksi vaikuttaa vähentävän tuotteen hiilijalanjälkeä, mutta kuljetuspäästöt voivat olla suuremmat kuin mahdolliset hyödyt, jos kierrätyslaitokset keskittyvät kaukaisiin paikkoihin. Tällaisten päätösten tekemiseksi suunnittelutiimit tarvitsevat hyvää tietoa eri materiaalien ja valmistusvaihtoehtojen ympäristöjalanjäljestä, kustannuksista ja riskeistä. Ja he tarvitsevat tehokkaita työkaluja, joiden avulla he voivat analysoida erilaisia ​​vaihtoehtoja nopeasti ja tarkasti.

Tällaisia ​​työkaluja on nyt saatavilla.Resurssien puhdistuslaputesimerkiksi laajentaa puhtaan arkin kustannusmallinnusmenetelmiä, joita kypsät organisaatiot jo käyttävät tukemaan suunnittelu- ja hankintaprosessia (Näytös 3). Sisällyttämällä kasvihuonekaasupäästöt alhaalta ylöspäin suuntautuviin tuote- ja prosessemalleihinsa yritykset voivat verrata erilaisia ​​suunnittelu-, valmistus- ja toimitusketjuvaihtoehtoja. Tai he voivat vertailla nykyisiä lähestymistapojaan parhaisiin käytettävissä oleviin ratkaisuihin löytääkseen suurimmat parannusmahdollisuudet.

3

Koska resurssien puhdistuslomakkeet sisältävät myös materiaalien ja valmistusvaiheiden kustannustiedot, yritykset voivat käyttää niitä löytääkseen hyödyllisiä mahdollisuuksia, jotka samanaikaisesti vähentävät kustannuksia ja niihin liittyviä päästöjä – tai ainakin vertaillakseen tuotteen ympäristöjalanjälkeä parantavien mutta kalliimpien vaihtoehtojen suhteellista arvoa. .

Tiukan, yksityiskohtaisen analyysin ja luovan ajattelun yhdistäminen voi avata ratkaisuja, jotka tarjoavat yhdistelmän paremman ympäristönsuojelun, alempien kustannusten ja suuremman asiakasarvon yhdistelmän. Esimerkiksi eräs suuri jalkineita valmistava yritys käytti tätä lähestymistapaa koko tuotevalikoimansa pakkausten suunnitteluun. Laatikon suunnittelun optimointi, kierrätyspahviin siirtyminen sekä tulostusalueen ja värien määrän vähentäminen auttoivat laatikoiden hiilijalanjälkeä lähes puoleen. Muutokset alensivat myös kustannuksia lähes 20 prosenttia. Jos päättäisit sijoittaa osan näistä säästöistä vaihtamiseen öljypohjaisista painoväreistä biopohjaiseen vaihtoehtoon, hiilijalanjälki pienenisi vielä 9 prosenttia (kuva 4).

4

Työ paljasti myös, että organisaation politiikalla oli todellinen vaikutus pakkauksiin liittyviin päästöihin. Joidenkin pakkaustyyppien valmistuksessa käytetyt erikoistyökalut aiheuttivat merkittävän osan niiden hiilijalanjäljestä, ja toistuva pakkaussuunnittelun muutos johti siihen, että nämä työkalut heitettiin usein pois kauan ennen niiden käyttöiän loppua. Pelkästään samojen mallien säilyttäminen pidempään aiheutti huomattavan leikkauksen sekä kustannuksissa että hiilidioksidipäästöissä.

Ominaisuudet ja toteutus

Kolmas palapelin osa sisältää organisaatiorakenteiden, resurssien ja valmiuksien kehittämisen DfS-ponnistelujen tukemiseksi koko T&K-toiminnossa (kuva 5). Yksi T&K-johtajien ilmaisema yleinen huolenaihe on, että he kamppailevat toteuttaakseen tunnistamiaan mahdollisia kestävän kehityksen parannuksia. Insinööreillä ei yleensä ole työkaluja arvioida ja priorisoida erilaisia ​​ideoita tai tietoa niiden sisällyttämiseksi tuotteeseen.

5

Näiden kompastuskivien voittamiseksi monet yritykset pitävät hyödyllisenä perustaa ponnisteluilleen keskipiste – joko osaamiskeskus, joka tukee kestävän kehityksen ohjelmaa koko toiminnon alueella, tai liiketoimintayksiköissä työskenteleviä omistautuneita kestävän kehityksen mestareita. Huippuyksikkö ottaa vastuun uusien työkalujen, kuten resurssien puhdistuslehtien, käyttöönotosta sekä tehokkaan kestävän kehityksen päätöksenteon tukemiseen tarvittavan tiedon hankkimisesta ja ylläpidosta. Se työskentelee myös laajemman T&K-toiminnon johtajien kanssa rakentaakseen kestävyyttä organisaation virallisiin T&K-prosesseihin.

Auttaakseen T&K-henkilöstöä käyttämään uusia työkaluja ja prosesseja tehokkaasti yritysten on todennäköisesti investoitava valmiuksien kehittämiseen ylempien johtajien esittelyistä kestävään kehitykseen liittyviin aiheisiin ja suunnittelu- ja suunnitteluhenkilöstön elinkaarianalyysiin ja resurssien puhtaaseen koulutukseen.

Lopuksi organisaatioiden on seurattava kestävän kehityksen ponnistelujen edistymistä ja sisällytettävä ne T&K-suorituskyvyn hallintajärjestelmiinsä. Tämä edellyttää muutoksia mittareihin, tavoitteisiin ja kannustinjärjestelmiin, jotka kaikki on linjassa laajemman liiketoiminnan kestävän kehityksen tavoitteiden kanssa.

Siirtyminen kestävään talouteen edellyttää tuotteita, jotka on suunniteltu eri tavalla, valmistettu eri tavalla ja käytetty eri tavalla. Myös näitä tuotteita suunnittelevat tiimit on perustettava eri tavalla. Johtavat organisaatiot ovat jo aloittamassa tätä muutosta nostaen T&K-toimintojensa kypsyyttä uusilla taidoilla, prosesseilla, työkaluilla ja ajattelutavalla.