工业 4.0 加速器:数字化如何驱动制造业绿色转型
2025-07-24

在东莞慕思工业 4.0 工厂的屋顶上,5.15MW 光伏板阵列正将阳光转化为清洁电力,而厂房内的冰蓄冷系统则利用夜间低谷电价蓄存冷量,白天再释放 —— 仅此一项,夏季每月即节省电费超 20 万元。这并非科幻场景,而是数字化赋能绿色制造的生动缩影。当工业 4.0 技术深度融入生产脉络,制造业的低碳转型正迸发出前所未有的加速度。 数字技术:绿色转型的核心引擎

工业 4.0 的实质是通过数据驱动重塑生产逻辑。在虚拟世界与现实工厂的交融中,数字技术成为撬动绿色变革的支点。卡奥斯 COSMOPlat 赋能的上海海尔洗衣机工厂,运用数字孪生技术,在虚拟环境中对产线进行全方位模拟与优化,将原本漫长的建厂周期大幅缩短 6 个月。这一举措从项目规划源头避免了资源的无效投入与浪费,为后续生产的绿色化奠定基础。投产后,智慧能源管理系统(EMS)如同敏锐的 “能源感知器”,实时监测水电气等资源的消耗情况。它能够依据生产节奏与设备状态,精准调控能源供给,实现废水的高效循环利用以及设备的智能启停。在这一系统的精细管理下,每件产品的碳足迹都能被清晰追踪与计算,使生产过程的碳排放透明化、可控化。

施耐德电气无锡工厂同样借助数字孪生技术,对暖通空调系统进行深度优化。通过构建虚拟模型,分析不同工况下的能耗数据,精准调整设备运行参数,最终实现能耗直降 32% 的显著成效。这充分印证了数字化技术的强大力量,它能够让以往难以察觉、难以管理的 “隐形能源” 变得清晰可视、易于管控、便于优化,为制造业绿色转型装上强劲的核心引擎。

智能系统:能效革命的神经中枢

制造业的减碳征程,关键在于实现产能与能耗之间的动态平衡。慕思工厂在这方面的实践堪称典范。其智能空压站借助物联网与边缘计算技术,对压缩空气的生产与使用过程进行实时监测与智能调控。通过精准优化设备运行参数与供气策略,成功将每立方米压缩空气的耗电量降低 7.14%。而数字配电房则如同工厂的 “能源调度大脑”,它能够实时感知电网负荷变化、生产设备用电需求,精准协调各生产环节的用电时序,巧妙避开用电高峰时段,有效降低用电成本与能耗。

施耐德电气的 AVEVA APC 先进过程控制系统,在水泥行业展现出惊人的节能潜力。该系统通过复杂算法对生产过程进行实时分析与动态优化,成功消除 3% 的能耗波动。以单条生产线为例,每年可减少碳排放达 8400 吨。这些实践有力证明,当算法的智慧与硬件的性能实现深度协同,将释放出巨大的节能增效空间,成为推动能效革命的关键神经中枢。

全生命周期:绿色基因的深度渗透

数字化与绿色化的融合,早已突破生产环节的局限,深度渗透至产品的全生命周期。长虹集团构建起覆盖 “生产 - 分销 - 使用 - 报废” 的完整碳管理体系,旗下格润公司通过先进的智能拆解线,将废旧冰箱高效转化为再生塑料。每年处理量相当于减少 2363 吨二氧化碳排放,实现资源的循环利用与环境效益的提升。

双星集团则另辟蹊径,在轮胎产品中创新植入芯片。这些芯片如同轮胎的 “智慧心脏”,能够实时监测轮胎的温度、压力等关键数据,并将信息反馈至设计端。基于这些数据,企业可以精准优化产品设计,推动模块化定制生产,从产品设计源头减少资源的冗余配置,使绿色理念贯穿产品从诞生到报废的全过程。这种全生命周期的闭环管理,让绿色基因深深融入产业发展的血脉之中。

转型路径:从单点突破到系统重构

成功实现绿色升级的企业,无一例外都遵循 **“技术 + 管理” 双轮驱动 ** 的转型路径。在基建革新层面,宁波钢铁豪掷 40 亿元实施超低排放改造项目,大规模引入光伏发电系统,全面替换传统化石能源动力的重卡为电动重卡,从能源供给与运输环节大幅降低碳排放。

在数字赋能方面,美的集团打造的 iBUILDING 平台,创新性地构建虚拟电厂模式。该平台能够实时收集、分析多园区的能源生产与消耗数据,依据各园区的实际需求,动态调控能源分配,实现能源的高效利用与优化配置。

柳工铸造则聚焦循环增值,采用无模化 3D 铸型技术,不仅将研发周期缩短 70%,极大提升产品研发效率,还实现废砂再生率超 90%,显著降低资源消耗与废弃物排放。

当下,5G 与 AI 技术的飞速发展,正将智慧工业推向全新高度。长虹集团构建的 “智慧矩阵” 已助力集团年减碳超 5 万吨。而慕思、海尔等行业先锋企业的成功实践,更清晰地昭示着一个充满希望的未来:当数据流与减碳流深度交融,工厂将彻底摆脱能耗黑箱的困境,转变为零碳生态体系中充满活力的关键节点,为全球制造业的绿色可持续发展注入强大动力。展望未来,随着数字技术的持续迭代与创新,制造业绿色转型的内涵将不断丰富拓展。从能源管理到生产流程优化,从产品全生命周期管理到产业生态协同,数字化手段将持续赋能制造业突破发展瓶颈,让绿色制造从行业标杆的示范案例,逐步演变为整个产业的发展常态,为全球碳中和目标的实现贡献制造业的磅礴力量。  

九河云以'技术+生态'双轮驱动,为制造业提供全周期数字化转型解决方案。联合华为及国产ISV厂商,为企业精准匹配CAD/CAE/EDA等国产工业软件替代方案,实现智能设计、生产流程优化及管理系统升级,推动制造业高质量发展。