Circulariteit op schaal in productie operationaliseren

De industrie heeft meer dan ooit grondstoffen nodig, met name zeldzame mineralen. Zelfs als de jacht op dergelijke hulpbronnen intensiever wordt, streeft de industrie naar duurzame groei en nieuwe milieu-, sociale en bestuurlijke (ESG) doelen.

Volgens de Copper Alliance hebben hernieuwbare energiesystemen tot 12x meer koper nodig dan traditionele energiesystemen. De vraag naar koper zal tegen 2030 naar verwachting met bijna 600% zijn gestegen.

Jean-Dominique Senard, voorzitter van Renault, zei tegen persbureau Reuters: “Als er een echte geopolitieke crisis komt, zal de schade voor batterijfabrieken die uitsluitend worden gevoed door producten die van buiten komen aanzienlijk zijn.”

Volgens het Intergovernmental Panel on Climate Change van de VN vereist het terugdringen van de uitstoot van broeikasgassen door de industrie gecoördineerde actie in de waardeketens. Dergelijke actie omvat circulaire materiaalstromen en transformationele veranderingen in productieprocessen.

De verwerkende industrie blijft voorop lopen bij de inspanningen om de impact van het ontginnen van natuurlijke hulpbronnen te verminderen en om materialen te verkrijgen die koolstofarme productie mogelijk maken. Maar om deze en andere uitdagingen aan te gaan, moeten organisaties efficiënte manieren blijven vinden om hun waardeketens om te vormen tot gesloten kringloopstromen van de basismaterialen die nodig zijn om de levensduur van producten te verlengen. En ze moeten hun recyclingprogramma’s verdubbelen door manieren te vinden om materialen van afgedankte producten om te zetten in compleet nieuwe producten.

Een reeks spelbepalers heeft organisaties aangespoord om efficiënter met hulpbronnen om te gaan en de principes van de circulaire economie over te nemen. Deze omvatten:

  • Organisaties hebben een duurzaamheidsbeleid aangenomen dat hen oproept om hun koolstofvoetafdruk te verminderen tot ten minste netto nul.
  • De massale verspreiding van elektromobiliteit heeft de EV-batterijsector en de zeldzame mineralen die nodig zijn voor deze batterijen tot kritische activa gemaakt.
  • De COVID-19 crisis heeft aangetoond dat het riskant kan zijn om afhankelijk te zijn van derden voor het transport van strategische materialen over de hele wereld.
  • Digitale technologie heeft zich de afgelopen drie jaar sterk ontwikkeld, vooral op het gebied van cloudgebaseerde digitale platforms en IT-infrastructuur, digitale tools die kunstmatige intelligentie ondersteunen en generatieve AI-engines.

Productieorganisaties bevinden zich, althans in theorie, in een ideale positie om circulaire principes onlosmakelijk verbonden te maken met de bedrijfsvoering. Het operationaliseren van circulaire principes op schaal blijft echter een van de grootste uitdagingen voor managers in verschillende bedrijfsonderdelen en industrieën.

In IDC’s wereldwijde onderzoek uit 2022 onder meer dan 1300 productieorganisaties gaf 58% van de respondenten aan dat ze de principes van de circulaire economie al hebben geïntegreerd in hun activiteiten, waaronder ontwerp- en productieprocessen, hergebruik van afval en lokale inkoop van grondstoffen. Twee vijfde (43%) van de respondenten gaf aan dat het terugdringen van koolstofemissies en hun CO2-voetafdruk sleutelelementen zijn voor het behalen van hun strategische bedrijfsdoelstellingen op het gebied van ESG/duurzaamheid. Twee vijfde (41%) van de respondenten noemde ook de doelstellingen om afval te verminderen en kostenefficiëntie te stimuleren.

Een verminderde koolstofproductie en kostenbesparingen door een geoptimaliseerd gebruik van materialen, arbeid en bedrijfsmiddelen zijn enkele van de voordelen die organisaties ondervinden na het invoeren van de principes van de circulaire economie.

De auto-industrie pioniert met circulariteitsprincipes in haar activiteiten, met name op het gebied van de productie van EV en EV-batterijen.

  • In 2022 kondigde General Motors een initiatief aan om de grondstoffen in de Ultium-batterijpakketten terug te winnen en te hergebruiken, waardoor de kosten dalen en de EV’s van de fabrikant nog duurzamer worden.
  • Stellantis heeft een Circular Economy Business Unit opgericht met als doel “de levensduur van voertuigen en onderdelen te verlengen, ervoor te zorgen dat ze zo lang mogelijk meegaan en materiaal en afgedankte voertuigen terug te brengen in de productiekringloop voor nieuwe voertuigen en producten”. Volgens de website van het bedrijf worden onderdelen van verschillende merken die nog in goede staat zijn teruggewonnen uit autowrakken en verkocht in 155 landen via het B-Partsecommerce platform.
  • Renaults “The Future Is NEUTRAL”-entiteit richt zich op het opschalen van de circulaire auto-economie, met als doel de auto-industrie richting grondstofneutraliteit te brengen.

Dit zijn allemaal geweldige initiatieven die de veerkracht van materialen willen verbeteren, efficiënter gebruik willen maken van hulpbronnen in de hele waardeketen, de gevolgen van klimaatverandering willen afremmen en duurzame winst en meer vertrouwen bij de klant willen realiseren.

Operationele uitdagingen

Hieronder volgt een kort overzicht van de operationele uitdagingen die organisaties moeten aangaan om een zinvol niveau van winstgevende circulariteit te bereiken.

  • Gefragmenteerde aanpak: Veel organisaties hebben geen duidelijke, verenigde strategie en circulaire principes worden dus opportunistisch toegepast, meestal in productiegebieden waar de inspanning direct voordeel kan opleveren of voor de hand liggende problemen oplost.
  • Logistiek: Veel organisaties worstelen met een ontoereikende productie-infrastructuur en bijbehorende logistiek. Het toepassen van remanufacturing en reparatie op de huidige operationele setups vermindert de algehele efficiëntie tijdens productie-, opslag- en leveringsprocessen aanzienlijk.
  • Transparantie en flexibiliteit: Implementatie van circulaire principes in de bedrijfsvoering vereist absolute transparantie, traceerbaarheid en operationele flexibiliteit. Om circulaire principes gedurende de hele levenscyclus van het product te waarborgen, moeten gegevens over het gebruik van het product in realtime worden vastgelegd en gedeeld op een autonome, aanraakloze manier.

Geconfronteerd met deze uitdagingen kan een digitale draad – een gesloten lus tussen het fysieke product en zijn digitale vertegenwoordiger – relevante feedback geven aan de belanghebbenden tijdens de levensduur van het product. Om dergelijke gegevensstromen werkelijkheid te laten worden, moeten echter verschillende technologische elementen samenkomen, waaronder alomtegenwoordige connectiviteit, IoT, digitale tweelingen en het vastleggen en delen van gegevens via cloudgebaseerde digitale platforms.

Gedetailleerde transparantie vereist naadloze integratie van bedrijfssoftware. Voorbeelden van dergelijke systemen zijn productlevenscyclusbeheer, materiaalhiërarchie, enterprise resource planning met remanufacturing-functionaliteit, logistiek beheer, platforms voor productiebeheer en serviceplatforms.

Voorafgaande kosten en investeringen kunnen aanzienlijke belemmeringen vormen voor circulariteit. Het bereiken van een betekenisvolle impact op schaal vereist coördinatie tussen functies en de betrokkenheid van verschillende belanghebbenden binnen en zelfs buiten het bedrijf.

Leveranciers, aanbieders van omgekeerde logistiek, revisie- en reparatiecentra, klanten en technologiepartners moeten worden gecoördineerd tot een perfect gesynchroniseerde machine. Een circulaire omgeving is veel complexer dan traditionele ketens. Organisaties kunnen uitgedaagd worden om een business case te maken met een korte ROI.

Organisaties moeten ook bepalen of circulaire principes kunnen worden toegepast op een product dat al in productie is – of dat circulair productontwerp en -beheer in plaats daarvan alleen moet worden geïmplementeerd voor nieuwe producten, aan het begin van hun levenscyclus.

Circulair worden”, zoals ik deze laatste optie noem, was zeer belangrijk voor 46% en zeer belangrijk voor 38% van de respondenten van een IDC Manufacturing Insights onderzoek. “Circular native” wordt niet gedefinieerd door materialen of verlengde levenscycli, maar door een verbinding via een digitale draad met het delen van gegevens gedurende de hele levensduur van een product.

De operationalisering van circulariteit vereist een goede samenwerking tussen inkoop-, engineering- en supply chain managers, vooral tijdens het ontwerp- en leverancierselectieproces.

We moeten ook erkennen dat de complexiteit van toeleveringsketens het een uitdaging kan maken om gesloten kringloopsystemen op te zetten. Samenwerking en coördinatie tussen leveranciers, klanten en andere partners zijn noodzakelijk voor efficiënte materiaalstromen. En het terugwinnen van hulpbronnen moet worden ondersteund door digitale technologie (bijv. cloudgebaseerde controletorens voor de toeleveringsketen).

De oceaan koken?

Voor sommige leiders kan het verankeren van circulariteitsprincipes in productieprocessen – inclusief het herontwerpen van productspecificaties volgens circulaire principes – een beetje aanvoelen als “het koken van de oceaan”, of het ondernemen van een schijnbaar onmogelijke of onnodig moeilijke taak.

Toch zijn er veel voordelen verbonden aan het in realtime verstrekken van gegevens over technologische processen en toeleveringsketens aan belanghebbenden. Producten die via een digitale draad verbonden zijn met gesloten kringloopstakeholders kunnen organisaties helpen om de materiaallijst van het product tijdens zijn levenscyclus beter te beheren, gegevens te verzamelen om de volgende generatie van het product te verbeteren en productgegevens in context te plaatsen met actuele gegevens van het gebruikspunt om een complex beeld te krijgen van de levenscyclusstatus van het product.

Om de circulaire economie tot een succes te maken, moeten circulaire principes ingebed zijn in de gehele levenscyclus van het product, inclusief verpakking. En de digitale tweeling van het product moet worden geïntegreerd met een cloud data platform.

Circulariteit gaat niet alleen over het gebruik van duurzame en recyclebare materialen: Levensverlenging is een belangrijk element. Het meest duurzame materiaal is een materiaal dat niet verwerkt hoeft te worden. Reparatie en revisie zijn dus integrale stappen in de levenscyclus van een product.

Circulariteit vereist ook investeringen in digitale tools die productieprocessen aankunnen waarbij input- en outputindicatoren niet altijd goed gedefinieerd zijn. Fabrikanten die deze uitdaging aangaan, moeten speciale software overwegen die is uitgebreid met functies zoals omgekeerde stuklijsten, demontage, verwacht herstel en kitting, beheer van gereviseerde onderdelen en prijsbepaling voor herfabricage met kernwijzigingen.

Gegevens en gecontextualiseerde levenscyclusinformatie, inclusief koolstofemissies, zijn een echte stimulans voor de optimalisatie van circulariteitsprincipes in de productie- en supply chain-omgeving.

In de hyperverbonden wereld van vandaag is de stap van fascinatie voor, naar visualisatie, naar implementatie van circulaire principes niet haalbaar zonder een betrouwbare en veilige digitale infrastructuur, relevante digitale tools en AI-gestuurde technologie.

Conclusie: Als het gaat om het veiligstellen van materiële veerkracht en het bereiken van ESG-doelstellingen, is er geen tijd voor aarzeling of inertie!

Uncategorized