科技正在为应对气候变化开辟道路,而博世则是该领域的开拓者。早在2020年2月,博世便已成为全球第一家实现碳中和的工业企业。博世也在专注于研发节约资源、减少能耗、保护环境、缓解全球变暖的绿色技术。“工业将驱动企业和社会的绿色转型。因此,博世整合了内部资源,对外分享技术专长和多年的制造经验。”博世集团董事会成员和工业技术业务负责人Rolf Najork表示。在2021年,工业绿色技术为博世创造了逾8亿欧元销售额,在博世工业技术业务板块总销售额的占比近14%(该业务板块2021年的总销售额为61亿欧元)。绿色技术市场的年增长率为8%(资料来源:绿色技术德国制造2021)。“博世的增长速度快于市场平均水平。我们希望绿色工业技术的销售额能在2023年前突破10亿欧元大关。”Najork说道。绿色转型带来了切实的好处:根据德国机械设备制造协会(VDMA)的数据,系统化使用绿色技术能减少90%的工业温室气体排放量(资料来源:VDMA,2020)。VDMA的调查结果还显示,到2050年,气候友好型技术在工业领域的普及每年能够创造超过3000亿欧元的市场需求。在汉诺威工业博览会期间(2022年5月30日至6月2日),博世将展示从工业出发、为工业服务,并且能够造福工业之外的领域的绿色技术解决方案。

 

绿色工厂:数字互联

缓解气候变化是全社会面临的共同挑战。工业的碳排放量约占全球总碳排放量的五分之一。“工业必须、也充分可以在环境和气候行动中扮演关键角色,”Najork表示,“绿色工厂并非遥不可及的空想,而是已经成为了现实,而我们现在的主要目标是打造更多的绿色工厂。”在这一过程中,能效是一个关键的切入点,而数字化应用能减少机器和设备的能耗,同时精准定位能耗来源。博世借助自主研发的能源管理平台,结合Nexeed工业4.0软件来管理热能、电力和压缩空气的消耗。该举措不仅简化了能源消耗预测和规避峰值负载,而且更便于发现并纠正单个机器的异常。目前,该平台已在120多个博世业务所在地和80多个客户项目中投入使用。在德国洪堡的博世工业4.0标杆工厂里,按单件制造产品计算,该软件帮助减少了超过40%的能源需求。同时,人工智能技术(AI)的应用又创造了更多的可能性。在同样位于德国的艾森纳赫工厂,博世正在试点自主研发的平衡能源网络。基于能源管理平台,这一AI解决方案能够管理并优化1000台设备的能源需求。AI展示了生产物流数据、天气信息和能源价格之间的关系,并提出相应的行动建议。借助AI技术,该工厂预计每年能进一步降低约5%的能源成本。

 

高效的机器:更高性能、更低能耗

将设备和生产流程智能互联,再对接信息和通信技术,以此为高能效生产奠定基础。这就涉及到越来越普遍地把功能性从硬件转移到软件上,数字孪生则进一步强化了该趋势。“在未来工厂里,只需点击一个按钮,即能调整许多东西。”Najork表示。在这一方面,博世采取了模块化的方式。地板、天花板和墙壁将是未来工厂里仅存的静态元素,其余的一切都会是动态的、可变的。机器会根据当下的任务,不断调整位置并完善配置。因此,工厂和设备的使用期限都会延长,而用于生产新硬件的原材料消耗则会减少。数字孪生提供了设计、研发、测试生产系统的方式,以提高其资源效率。“通过把工厂的有形资产转变为虚拟副本,我们能够模拟并优化工作和生产流程,并且不会干扰正常的生产活动。”Najork说。

 

其中一个突出的例子就是全新的博世力士乐自动化平台ctrlX Automation,这是一款可以基于网页开发并可实现APP应用形式的自动化平台。得益于该技术,所有系列自动化元件的体积平均可减少50%。此外,驱动的重量也可减少三分之一。硬件重量越轻,驱动所需功率和能源就越少。上市三年以来,已经有300多个客户在使用博世这项自动化技术,其运行就像智能手机一样高效便捷。博世甚至在重新定义并释放液压技术的潜力:在机床、注塑机和压机行业推广智能液压动力单元,例如博世力士乐的CytroBox。相较于传统驱动,该集成式变速泵驱动能减少高达80%的能耗和电力成本。CytroBox拥有基于负荷的控制系统,这意味着该驱动永远处于最佳运行模式,并在未使用时,自动切换为待机模式。

 

可持续工业:绿色经济的基础和先驱

德国企业是环境技术领先提供商的重要组成部分,占据全球绿色技术市场15%的份额。在这些德企中,较为突出的就是机器设备制造商,该行业在德国绿色技术市场的份额最大(资料来源:绿色技术德国制造2021)。“工业是构建绿色经济的关键。能够可持续地改变工业和其他行业的创新技术往往源于工业。”Najork表示。以出行为例,博世是全球领先的汽车技术与服务供应商,也是电动出行领域的创新引领者,没有一家公司能和博世一样提供如此全面的产品,涵盖电动自行车、乘用车和商用车。博世力士乐则更进一步,加速了挖掘机、叉车和拖拉机等行走机械的电动化。博世计划于2022年下半年开始量产非道路应用电动机。同时,博世也是工厂设备的领先供应商之一。博世既为自有工厂供货,也为客户提供机器和设备。在电动出行的转型过程中,必须研发高质量能源存储系统,并实现可持续的生产和回收。在电池模块和电池组的生产领域,博世提供全栈解决方案,涵盖单个元件和装配流水线的整套系统解决方案。博世也在与大众合作研发用于生产电动汽车核心元件蓄电池单元的工厂设备。目前,双方建立的项目组正在进行市场研究,并且在验证和筹备年底之前建立一家新公司。

 

除了电池,氢燃料电池也将推动未来出行。博世的特殊用途机械部门不仅为汽车生产商和供应商提供量身打造的高效制造和测试技术,还为航空业的客户提供服务。例如,博世今年将为其合作伙伴Nikola位于美国亚利桑那州的工厂提供卡车用燃料电池系统生产线。在建设加氢站时,电解制取的氢气需配备压缩设备。博世力士乐正在研发液压驱动和电动控制装置及配套软件,用于能把气压提高至900巴(bar)的氢气压缩机。在2030年前,大约4000个加氢站将搭载博世技术。“工业界正开启一道通往气候中和未来的大门。”Najork表示。