Текст книги "Инновации от идеи до рынка"

3. Принцип потоков способствует организации непрерывного потока надежной и качественной работы, правильным с первого раза продуктам и процессам, широкой компетентности вместо героического поведения в кризисных ситуациях, отличной коммуникации и координации, параллелизму, частому разъяснению требований и обеспечению видимости прогресса проекта для всех.

4. Принцип вытягивания является мощной защитой от напрасных затрат на переработку и перепроизводство. Он способствует извлечению задач и результатов на основе внутренних и внешних потребностей клиентов (и отклонению других как отходов), а также лучшей координации между сотрудниками, обрабатывающими любую транзакцию, чтобы результат мог быть правильным с первого раза.

5. Принцип совершенства способствует идеалу в разработке и организационных процессах, использованию извлеченных уроков предыдущих работ в текущем проекте, разработке оптимальной политики сотрудничества между людьми и процессами, а также устранению потерь посредством стандартизации и постоянного улучшения. Несовершенства должны быть видны в режиме реального времени, а инструменты непрерывного улучшения должны применяться как можно раньше.

6. Принцип уважения к людям способствует развитию корпоративной культуры доверия, открытости, честности, уважения, расширения прав и возможностей, сотрудничества, командной работы, синергии, а также хорошего общения и координации, чтобы позволять людям добиваться совершенства.

Может показаться, что изложенные рекомендации потребуют больше затрат на начальном этапе и больше усилий по проектированию. Однако, подходы бережливого производства снизят в дальнейшем общие затраты и будут способствовать повышению прибыли, полученной от продукта.

4.5 Дизайн для устойчивого развития

В последние годы среди инновационных ОКР появилось новое направление «дизайна для устойчивого развития», то есть формирования устойчивых моделей производства и потребления для дальнейшего роста качества жизни людей с учетом бережного отношения к сохранению биосферы планеты. Термин означает, что дизайн продукта предназначен для минимизации негативного воздействия на окружающую среду, улучшения здоровья и комфорта пользователей, а также для принятия мер по сокращению потребления невозобновляемых ресурсов, минимизации отходов, и созданию здоровой и продуктивной среды. Разработчик продукта или системы должен выбрать или создать проект, который оказывает наименьшее воздействие на окружающую среду и способствует сокращению использования ресурсов (например, снижению потребления питьевой воды).

ООН провозгласила семнадцать целей в области устойчивого развития человечества. Перечислим некоторые из них, имеющие прямое отношение к теме данной главы. Это здоровье и благополучие, чистая вода и санитария, устойчивая и надежная энергия, индустриализация, инновации и инфраструктура, ответственное потребление и производство, борьба с изменениями климата.

Устойчивые продукты обеспечивают экологические, социальные и экономические преимущества, защищая здоровье населения и окружающую среду на протяжении всего их жизненного цикла, от добычи сырья для производства продуктов до их окончательной утилизации. Цель их создания состоит в том, чтобы уменьшить воздействие на окружающую среду (уменьшить количество токсичных веществ и отходов), отказаться от материалов, которые нельзя повторно использовать, сократить использование ресурсов (например, материалов, энергии и затрат) при производстве продуктов. В общем, выпускать на рынок безопасные продукты, удобные и долговечные (сокращение ненужных проблем с производством, потреблением и утилизацией).

Преимущества подхода устойчивого развития включают:

• оптимизацию потенциала площадки, где будет установлена новая система;

• минимизацию потребления невозобновляемой энергии;

• защиту и экономию источников пресной воды;

• сокращение отходов в процессах производства и утилизации;

• сокращение производственных затрат и повышение технической эффективности;

• сокращение сроков и снижение затрат на разработку;

• адаптацию продукта и его компонентов для повторного использования или переработки по истечении срока службы.

При планировании подобной специфической разработки нового продукта ОКР необходимо выполнить тщательный анализ стоимости жизненного цикла (оценку затрат и выгод на протяжении всего жизненного цикла анализируемого продукта или системы).

Проектируемый для устойчивого развития продукт или система должен иметь следующие характеристики:

1. Потребляет меньше энергии, энергоэффективен, снижает потребление энергии и количество отходов.

2. Экологичный, сводит к минимуму негативное воздействие на окружающую среду. Продукт нетоксичный, пригоден для вторичной переработки, меньше загрязняет окружающую среду и производит меньше отходов, а также обеспечивает здоровые условия жизни и работы.

3. Включает бережливое производство, использует меньше ресурсов (денег, материалов и энергии) и обеспечивает переработку для повторного использования материалов.

4. Использует энергию из возобновляемых источников. Это позволяет избежать выделения загрязняющих веществ (например, CO₂, оксидов азота, образующихся при работе тепловых электростанций, автомобилей и самолетов).

5. Безопасен, удобен и продуктивен. Его эксплуатация не вызывает травм и дискомфорта.

6. Обеспечивает долговечность (с увеличенным сроком службы).

7. Может быть легко утилизирован для извлечения материалов, пригодных к повторному использованию.

Рекомендации при разработке продукта устойчивого развития:

a) минимизировать количество компонентов, используемых в сборке, путем интеграции деталей, либо путем изменения конструкции системы;

b) минимизировать количество типов материалов, используемых в сборке;

c) разделить конструкцию на модульные узлы;

d) избегать окрашивания деталей, так как наличие краски может загрязнить и предотвратить переработку всей партии пластика;

e) выбирать материалы, пригодные для вторичной переработки;

f) интегрировать компоненты, относящиеся к одной и той же функции;

g) стандартизировать использование крепежных деталей;

h) обеспечить хороший доступ (зазоры для пальцев рук и инструментов, а также видимость) к компонентам и крепежным деталям.

В процессе проектирования инновационных продуктов для устойчивости биосферы следует принять во внимание стандарты ISO 14040 и ISO 14044, где определены этапы экологической составляющей ЖЦ систем:

1. Определение цели и объема. Включает цели исследования системы, границы системы, необходимые данные, предположения и ограничения, которые необходимо определить.

2. Инвентаризация ЖЦ. Включает анализ и изучение материальных и энергетических потоков за весь ЖЦ всех компонентов анализируемой системы. Качество входных данных должно быть проверено и подтверждено для гарантии их надежности и правильного использования.

3. Оценка воздействия. Включает оценку потенциального воздействия, связанного с выявленными формами использования ресурсов и выбросами в окружающую среду.

4. Интерпретация эковлияния. Изучение и обсуждение данных, для предоставления лицам, принимающим решения, максимально точной информации.

Категории воздействия при оценке СЖЦ обычно включают потребление ресурсов, использование энергии, воды, пространства на свалочных полигонах (опасных и неопасных), разрушение озонового слоя, фотохимический смог, подкисление, качество воздуха с учетом наличия твердых частиц, обогащение водоема питательными веществами, качество воды, токсичность для здоровья человека, запахи. Воздействия на окружающую среду включают изменение климата, ухудшение здоровья человека из-за наличия в воздухе твердых частиц, токсичных веществ, канцерогенов, образование смога, изменение среды обитания, обеднение биосферы, истощение ресурсов, потребление воды, изменение землепользования. Уровни воздействия нормируются региональными властями на основе государственных стандартов. Каждый компонент продукта должен быть оценен с точки зрения этапов обработки, которые выполняются от добычи сырья до сборки компонента, эксплуатации и утилизации продукта и завода, производящего продукт. В ходе оценки каждого шага рассчитывается количество выбросов и отходов, а их общее воздействие суммируется для каждой категории оценки воздействия.

При выборе и использовании материалов для разработки продукта устойчивого развития полезно принять во внимание следующие особенности:

• Выбор материалов не должен нарушать реализацию конструктивных требований проекта.

• Металлы удобно перерабатывать для вторичного применения.

• Металлы без покрытия более пригодны для повторного использования.

• Низколегированные сплавы более пригодны для повторного использования.

• Большинство чугунов легко перерабатываются.

• Алюминиевые сплавы, сталь и магниевые сплавы легко отделяются для переработки.

• Загрязнение железа или стали медью, оловом, цинком, свинцом или алюминием снижает возможность вторичной переработки.

• Загрязнение алюминия железом, сталью, хромом, цинком, свинцом, медью или магнием снижает возможность вторичной переработки.

• Загрязнение цинка железом, сталью, свинцом, оловом или кадмием снижает возможность вторичной переработки.

Для реализации данного подхода следует уделять внимание при разработке инноваций руководящим экологическим точкам контроля разработки систем в течение жизненного цикла программы продукта.

A. Приобретение сырья. Устранение токсичного и опасного сырья. Сокращение транспортировки сырья.

B. Производство материалов. Сокращение использования сырья. Избавление от токсичных материалов. Сокращение и утилизация отходов.

C. Производство. Выбор процессов с высокой энергоэффективностью. Устранение ненужных этапов производства и сборки. Уменьшение количества компонентов. Сокращение отходов материалов. Сокращение времени обработки, транспортировки и сборки компонентов. Использование материалов, которые не требуют поверхностных покрытий.

D. Распределение. Избавиться от токсичных и опасных упаковочных материалов. Избавиться от упаковки.

E. Использование. Устранение выбросов и снижение энергопотребления во время использования. Продление срока службы продукта. Сокращение времени заправки.

F. Ремонт и утилизация. Облегчение разборки продукта на отдельные материалы. Возможность восстановления и повторного изготовления компонентов. Сокращение объема отходов для сжигания и захоронения на полигонах.

Полезно ознакомиться со стандартом ГОСТ Р ISO 14001—2016, который охватывает требования к системе экологического менеджмента в части документации, обучения, аудитов, определения экологических аспектов и их воздействия, оценки эффективности, оценки жизненного цикла, лидерства и постоянного совершенствования. Этот стандарт предназначен для защиты окружающей среды Земли, позволяя при этом расширять международную торговлю.

Проекты устойчивого развития должны обеспечивать наряду с полезностью продукта его безопасность для окружающей среды. Например, в области водородной энергетики создано более десятка уникальных технических решений. Но внедрять их преждевременно, из-за отсутствия норм и требований по эксплуатации таких энергетических систем, в том числе по обеспечению безопасности.

Следует отметить, что данное направление активно используют западные страны для нечестной конкурентной борьбы.

Так, на основании принятого в 1985 г. международного Монреальского протокола был запрещен хладагент фреон. В СССР его производили в больших объемах и поставляли на экспорт. Западные компании, во главе с американским концерном DuPont, оплатили заказные исследования на тему разрушения озонового слоя атмосферы фреоном, где отбросили факт, что газ фреон тяжелее воздуха, и в верхние слои атмосферы не поднимается. Запад навязал запрет фреонов по всему миру (были закрыты производства), и монополия на его замену «случайно» оказалась у западных химкомпаний.

Сегодня можно подвести итог многолетних запретов дешевых, эффективных и безопасных для человека и для озоносферы хладоагентов на более дорогие суррогаты, откровенно ядовитые и взрывоопасные. Озоновая дыра в атмосфере не изменилась. Россия потеряла холодильную и специализированную химическую промышленность хладонов, пожаротушащих и вспенивающих веществ. Снизилась на 20% энергоэффективность холодильников и кондиционеров. Каждый домашний холодильник и кондиционер превратился в хронической источник токсической, взрывной или пожарной опасности. Предложенные на замену традиционным хладагентам суррогаты не обладают качествами запрещенных фреонов, но стоят в 10 раз дороже. От этих хладагентов погибло и пострадало очень много людей, информацию об этом стараются скрывать, придумывая другие причины несчастных случаев.

Сегодня ряд европейских стран активно муссирует переход к углеродной нейтральности, когда под предлогом углеродного следа в конкретных интересах монополий пытаются перекраивать инвестиционные и торговые потоки в мире. Трансграничное углеродное регулирование, по сути, представляет новый налог на импортируемую продукцию, и якобы направлено на защиту европейских производителей на фоне роста климатической нагрузки на них, а также включает сбор средств с отсталых экономик для дополнительного финансирования процесса декарбонизации.

Сначала многие страны в 2015 г. подписали Парижское соглашение по климату. В нем только было сказано, что с выбросами шести тепловых газов нужно бороться за счёт общих совместных усилий, прежде всего за счёт восстановления вырубленных лесов, которые обеспечивают население земного шара чистым воздухом. Там нет ни слова о том, что именно антропогенный вклад в глобальное изменение климата является решающим.

Объективные данные по осредненным температурам вблизи поверхности земли за период с 1750 по 1970 гг. прямо коррелируют с графиком солнечной активности. Кроме того, ученые на математических моделях показали, что насыщение атмосферы углекислым газом при прочих равных условиях приводит не к повышению, а к понижению парникового эффекта и средней температуры. То есть навязываемые представления о потеплении климата при накоплении в атмосфере двуокиси углерода и других «парниковых» газов являются мифом, не имеющим обоснований. Мало того, увеличение концентрации углекислого газа в земной атмосфере повышает продуктивность сельского хозяйства, способствует более эффективному восстановлению растительной массы в районах сведения лесов. CO₂ лежит в основе фотосинтеза растений, а растительная пища является основой всей жизни на Земле.

Углеродным следом называют количество углекислого газа, выбрасываемого в атмосферу в результате деятельности человека, организации или сообщества. Этот след включает общее количество парниковых газов (в основном, углекислый газ и метан), которые образуются в результате действий человечества. Средний углеродный след на человека в США составляет 16 тонн в год, что является одним из самых высоких показателей в мире. В РФ это показатель равен 11,9 тонны. Средний мировой углеродный след приближается к 4,7 тоннам в год.

Давление на конкурентов продолжается, несмотря на то, что около 95% углекислого газа в атмосфере имеют естественное происхождение, так что антропогенные выбросы не оказывают влияние на состав атмосферы. Так называемые «эксперты по потеплению климата» оставили за кадром, что главным парниковым газом является водяной пар от испарения поверхности океанов, с вкладом в суммарный парниковый эффект почти в 80%. Влагосодержание атмосферы является значимым климатообразующим фактором и оказывает непосредственное влияние на формирование глобального изменения климата. Важно отметить, что по национальному законодательству США, имеющему внутренний приоритет перед международными соглашениями, углекислый газ (якобы главный виновник глобального потепления) не является газом-загрязнителем. И действительно, бороться с 5% от оставшихся 20% (что интегрально составляет 1% общего объема атмосферных выбросов) углеродного следа драматически неэффективно по воздействию на климат.

В 2016 г. опубликовано письмо протеста против жульнических теорий глобального потепления, которое подписали 31 тысяча ученых всего мира. Они протестовали против примитивных концепций антропогенного потепления, углеродных налогов и ограничений на экономический рост.

Проекты в сфере улавливания, хранения и использования углекислого газа являются чрезвычайно капиталоемкими, существует достаточно доказательств того, что меры по снижению выбросов CO₂ и вредны, и дорогостоящи. В настоящее время необходимо, согласно решениям правительства РФ, снижать долю тепловой генерации, а также повышать экологичность существующих тепловых электростанций. Вредное влияние выбрасываемых при тепловой генерации электроэнергии оксидов азота и серы, а также сажи, на здоровье людей научно доказано.

Активно внедряемая в разных странах посредством государственных субсидий возобновляемая энергетика сегодня несет убытки из-за повышения цен на углеводородное топливо и сырье, используемые при производстве ветряков и фотоэлектрических панелей. Влияет инфляция, повысившая стоимость расходных материалов. С начала пандемии коронавируса произошел резкий рост цен на сырье, рабочую силу, логистические услуги.

После отказа европейских стран от использования трубопроводного газа РФ и перехода на массовые закупки сжиженного природного газа (СПГ), доставляемого морским путем из США, выяснилась любопытная деталь. Ученые США доказали, что даже при выборе самых экологичных судов и кратчайших маршрутов доставки СПГ из США в Европу общие выбросы парниковых газов при использовании СПГ выше, чем при сжигании угля (!), цифры варьируются от 24% до 274%. Европейские страны, подписавшие в 2021 г. договор об отказе от использования угля в энергетике, как основной причины «глобального потепления», сегодня сносят ветряные электростанции для получения доступа к залежам угля на своей территории и возврата к угольным электростанциям. Бюджет ЕС к 2030 г. должен был на треть формироваться из уплаченного углеродного налога на импортируемые товары, но что-то пошло не так.

Например, электромобили рассматривают как транспортные средства с «нулевым» уровнем выбросов по сравнению с традиционными транспортными средствами, оборудованными двигателем внутреннего сгорания. Однако долю выбросов углерода для электромобиля следует рассчитывать путем включения в цепочку добычи сырья, переработки, производства, эксплуатации, утилизации и переработки энергии и материалов, используемых на этапах ЖЦ. Тогда становится ясно, что процесс создания электромобилей и использования для их зарядки электроэнергии, произведенной из ископаемых источников (угля, нефти и газа) также включает существенное количество выбросов углерода.

В 2023 г. в Дубае очередное требование западных стран поэтапного отказа от ископаемого топлива встретило ожесточенную критику из-за отсутствия научных данных, указывающих на связь с ограничением глобального потепления до 1,5° C. Россия, Китай и Индия не стали подписывать документ, обязующий ускоренно закрыть существующие угольные электростанции. На эти страны приходится примерно 70% от суммарного годового потребления угля в мире. В Индии на долю угольной электрогенерации приходится 72%, в Китае более 60%, в России 22%, в США 17%. РФ находится на 2-м месте в мире (после США) по запасам угля и реализует процесс модернизации угольных ТЭЦ. Одновременно, в силу передела рынков энергоресурсов, зафиксирован рост добычи и использования низкосортного бурого угля в Германии.

Логически, в 2024 году на рассмотрение и голосование в законодательный орган Франции, где атомная энергия является превалирующей в энергобалансе государства, внесен законопроект об энергетическом суверенитете. Проект предлагает заменить зеленый энергопереход обычным движением к сокращению выбросов парниковых газов, что включает устранение многих целей, связанных с производством и потреблением возобновляемой энергии.

Не решен вопрос ликвидации отходов солнечной энергетики. За 15 лет солнечные панели теряют свою эффективность, после чего их демонтируют. Отходы солнечных батарей на порядки более вредны, чем ядерные, и для их утилизации требуется дорогостоящий и специализированный метод. Производители солнечных батарей стремятся переправить токсичные отходы, которые невыгодно перерабатывать, в слаборазвитые регионы.

Использование экологичных авиационных топлив (SAF) является еще одним рычагом экономического воздействия на страны, где используется традиционное авиатопливо. Декарбонизацию воздушного транспорта связывают в первую очередь с углеводородными синтетическими топливами (УСТ) с уменьшенным углеродным следом. Эти топлива необходимо смешивать с нефтяным топливом по нескольким причинам. УСТ является недостаточно плотным, что влияет на снижение массы залитого в баки топлива. Также при взаимодействии синтетики с резиновыми уплотнениями, герметиками или эластомерами возникает риск утечек топлива и возгорания ГТД. Данный период рассматривают как промежуточный в декарбонизации авиации. Кроме того, стоимость УСТ в среднем в 2…5 раз выше, чем у традиционного нефтяного топлива.

Для Российской Федерации освоение таких типов топлив актуально вследствие перспективы исчерпания основных континентальных месторождений нефти.