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2026-05-19

可持续制造的数字化底座:PTC的全生命周期战略

时间: 2026-05-19 编辑:

"两年前,还是企业高管层在试图理解它,市场部门在谈论它。去年,则是副总裁和总监层在为它做规划。现在...

“两年前,还是企业高管层在试图理解它,市场部门在谈论它。去年,则是副总裁和总监层在为它做规划。现在,制造商已经真正开始行动了。”说这话的人,是PTC环保及分析师关系副总裁Dave Duncan。话虽不长,却把这几年制造业可持续发展的演进轨迹,说得相当清楚——从高管层的姿态表演,到战略层的规划演练,再到工程师和制造规划师真正动手。

这当然是一个积极的信号。但同时,它也让人不禁想追问:当”可持续”真正进入执行层,那些具体做事的人——设计工程师、制造工艺师、服务运营团队——手里有没有足够好的工具?

这个问题,恰恰是PTC试图回答的。

PTC环保及分析师关系副总裁 Dave Duncan

减排之外,还有很多事情没做

先把问题说清楚。

多年以来,制造业对可持续发展的理解,有一种根深蒂固的简化倾向:碳排放目标出现在年报里,绿色标签印在产品包装上,车企把电动化当成可持续转型的全部动作。这种理解并没有错,但错在把一件复杂的事当成了一件简单的事。

以交通行业为例。交通运输大约占全球温室气体排放的25%,制造与生产环节贡献的排放则接近20%——两者加起来,几乎是全球能源消耗的近一半。而这组数字背后真正值得追问的,是那20%的制造排放藏在哪里:原材料开采、零部件加工、跨洋物流……这些环节,不会因为你把车换成电动的就自动消失。

用Duncan的话说:”在离散制造领域,脱碳是一个优先需求,但危险材料控制以及有限材料资源保护同样如此。循环性(Circularity)是一个更强、且与商业目标一致的方式,可以同时解决这三件事——更少燃烧、更少填埋,以及在Re-X循环中减少重复活动。”

“Re-X”这个概念值得单独解释一下。它指的是一组以”Re”开头的产品生命周期策略:Reuse(再使用)、Remanufacture(再制造)、Refurbish(翻新)、Recycle(回收)。其核心逻辑并不复杂:一个设计得足够模块化、足够可维修的产品,可以在多个生命周期中持续流转,而不是用完即弃,换一件新的。这不只是减少浪费,在经济账上,它同样成立——服务、翻新、再制造的利润率,通常远高于卖一台全新的设备。

这是PTC对可持续问题的基本判断:它不是一道需要企业忍痛牺牲利润的环保题,而是一套如果做对了,经济和环境可以同时受益的系统性策略。问题只是,”做对”需要什么条件。

 

一个根本性的数据问题

条件之一,是数据。

一件产品在它的整个生命周期里,会持续产生大量数据:设计阶段的图纸和仿真结果,制造阶段的工艺参数和质检记录,使用阶段的运行状态和维修日志,直到最后退役时的报废信息。这些数据,理论上构成了一幅关于产品”一生”的完整图谱。

但在实践中,这幅图谱通常是碎片化的。设计数据存在CAD系统里,制造数据在MES里,服务数据在另一套工单系统里,三者之间的连通性,往往依赖手工传递或者各团队自己的理解与判断。这种状态,意味着设计工程师不知道产品在现场的真实表现,制造部门不了解产品在退役时的拆解难点,而负责回收的人甚至不知道这件设备里用了哪些材料、哪些零部件还有再利用的价值。

这不只是效率问题,更是可持续转型的结构性障碍。Duncan说得很直接:”可持续性(尤其是循环性)强调,不仅要’为服务和生命周期终点而设计’,还要真正执行这些设计意图,以延长产品寿命并优化生命周期终点的回收。”

“真正执行”这四个字是关键。设计师可以在图纸上标注模块化接口,但如果制造工厂拿不到这些意图的结构化数据,标注就只是标注;维修手册可以详尽描述可替换的模块,但如果服务技师没有零件级的数字化信息,手册就只是一本书。从设计意图到执行落地之间,隔着一道道数据的断层。

PTC的产品组合,在某种程度上是为了弥合这些断层而存在的:Creo做产品设计,Windchill管产品数据,Codebeamer连接需求与生命周期管理,ServiceMax处理服务运营。从纸面上看,这是一条从设计到退役的完整数字化链路。而PTC真正想说的是:可持续制造,本质上是一个数据治理问题——谁能打通这条链路,谁就掌握了让可持续目标真正落地的能力。

 

四件事,缺一不可

具体到执行层面,这条链路可以拆成四个环节——而且少了任何一个,链条就会断。

设计,是一切的起点。

有个说法在工业界已经流传了很久:产品80%的成本,在设计阶段就已经被锁定了。可持续性也不例外。一辆电池可以回收但车体复合材料无法分离的电动车,一台采用可再生能源制造但因结构复杂而修不起的工业设备——这些问题,不是在生产线上或者退役场里能解决的,根子都在设计图上。

Duncan提到,ALM能够在设计早期把可持续需求显现出来,让它和性能指标、成本目标一起参与决策,而不是在产品下线之后才以”附加能力”的方式追加。这一点听起来理所当然,但在现实中,可持续性指标进入设计需求层的时间,往往比其他指标晚得多。数字化工具能做的事情之一,就是把这种”迟到”变得不再那么理所当然。

制造,不只是清洁能源那么简单。

当我们谈论”可持续制造”,容易想到的是工厂用上光伏、减少废水排放。这当然重要,但还不够。

更难解决的问题,是生产过程与设计意图之间的对齐。一个在图纸上设计好的模块化结构,到了工厂,能不能被准确地制造出来?物联网和AI可以实时监测能源和资源消耗,识别低效环节;但更深的价值,在于让工厂能够”读懂”设计层面的可持续意图,而不是把它们当成与己无关的研发部门的事。

宝马是PTC经常引用的案例:通过智能材料组合和数字化工作流程,在保持高品质的同时持续降低环境影响。这背后的前提,是生产端的数据系统能够和设计端的数据系统对话。分布式制造的逻辑也在于此:本地化组装减少了跨洋运输的排放,但它能否规模化推进,很大程度上取决于数字化能力是否能够支撑跨地域的协同。

服务,被严重低估的一个杠杆。

这可能是整个生命周期里,最容易被低估的一个环节。

预测性维护让设备在故障发生之前就得到干预,避免了“零件坏了换新件、整机坏了换整机”的资源消耗逻辑;远程诊断让服务工程师不必每次都飞到现场;OTA升级让一辆车或一台设备在不更换硬件的情况下持续获得性能改善。这些,都在延长产品的有效使用寿命——而使用寿命每延长一年,就意味着推迟了一次新产品制造所需的资源消耗。

不过Duncan说得更直接:服务的利润率,通常高于单纯的设备销售,而且收入更稳定。这是一个商业逻辑和可持续逻辑高度吻合的领域——厂商有动力做好服务,因为这件事本身就赚钱。这种吻合,在可持续转型的诸多议题里并不常见,值得认真对待。

数字产品护照,未来十年最重要的基础设施。

如果前三个环节还算是现在进行时,那么数字产品护照(Digital Product Passport)更像是正在成形的未来。

它的逻辑并不复杂:给每一件产品或零部件建立一个数字化档案,记录它的材料成分、生产工艺、维修历史和环境参数,并且让这些信息在整个生命周期和供应链中保持可读、可传递。当一件设备退役进入回收环节,处理它的人能够”读懂”这件设备——知道哪些零部件有再制造价值,哪些材料需要特殊处理,而不是一刀切地填埋或焚烧。

Duncan把它定位为未来十年制造业可持续转型中最重要的结构性变化:”当产品环境足迹的减少具备盈利性时,它才是真正可持续的,而这些产品护照提供了一种快速且持久的实现方式。”欧盟的相关立法已经在推进,IDTA(工业数字孪生协会)在Asset Administration Shell标准方面的工作,也在为跨企业的数据互通性打基础。

 

Ryvid:一个初创公司的全生命周期实验

说了这么多原则和框架,来看一个具体的例子,也许更有说服力。

Ryvid是一家加州的电动摩托车初创公司,规模不大,但做的事很有意思——它几乎把上面提到的每一个环节,都在自己的产品上做了尝试。

在设计上,Ryvid的摩托车从立项之初就围绕模块化展开:骑行者不需要专业工具,就可以自行更换外壳面板、调整悬挂或替换子组件。公司还发布了完整的3D CAD零件目录,允许用户和第三方制造商在此基础上开发配件,等于是把自己的产品变成了一个开放的硬件平台——这在摩托车行业并不常见。

在制造上,Ryvid采用微型工厂的分布式模式,本地化组装,不依赖复杂的全球供应链。在服务上,可拆卸电池不只是骑车用,还可以当作便携式电源;OTA升级让车辆持续进化,不需要回厂改装。

而Ryvid真正有意思的商业策略,是它还在向市场提供动力总成和电池管理系统,帮助传统燃油摩托车完成电动化改装。这一点在摩托车高度普及、但整车更新成本较高的市场尤其重要——不是让人买一辆新车,而是让旧车换一颗新心脏。这是循环经济和电气化转型的一种罕见的同步推进。

Ryvid的规模当然无法与整车巨头相比,但在笔者看来,它的意义恰恰在于:全生命周期的可持续战略,并不是大企业才玩得起的游戏。相比历史包袱沉重的传统大厂,初创公司反而有机会从第一颗螺丝钉开始,就把循环设计的逻辑贯穿进去。Ryvid某种程度上是一个证明——这件事可以做到,而且可以从小规模做起。

 

供应链才是真正的战场

有一组数字,Duncan在采访中提到,值得认真对待:”对于一个从工厂发出的产品来说,通常其80%至95%的环境足迹,都体现在进入工厂大门的材料和零部件中。”

这个比例,把一个经常被忽视的事实说得很清楚:一家制造企业即便把自己工厂的排放降到零,如果供应链上游的材料和零部件依然是高碳的、高浪费的,产品的实际环境影响依然无从根本改善。这意味着,可持续转型在本质上是一个协作问题,而不是单个企业能靠自身努力解决的问题。

这也是数字产品护照之所以重要的深层原因:它不只是一个产品档案,更是供应链各方之间交换环境数据的通用语言。没有这样一套标准化的数据交换机制,跨企业的环境足迹管理就只能停留在PPT层面。

AI在这个框架里同样有它的位置。Duncan提到了几个方向:CAD拓扑优化、服务零部件库存优化、供应链环境足迹仿真……而他着重谈到的”面向可持续性的设计代理”,是目前PTC正在与大学合作研究的方向——在设计过程中嵌入一个AI代理,实时提示设计决策对产品环境影响的影响,同时保留工程师的判断权。

这个思路有点意思。它不是要在设计工具之外再开一个环境评估软件,要求工程师额外学习一套新系统;而是把可持续性的反馈,直接嵌进工程师每天都在用的设计工具里,让它变成一种”自然的提示”,而不是一项”额外的负担”。这种设计理念,在笔者看来,比单纯的功能堆砌更难,也更值得期待。

不过,方向清晰不等于路好走。有几个真实的张力,值得正视。

时间尺度是其中最根本的一个。循环设计和模块化制造带来的好处,往往要在产品生命周期的中后段才能兑现——维修成本的降低、二手价值的提升、回收效率的改善。但企业的财务规划周期通常是三到五年,而这些收益的实现,往往需要更长的时间。如何在商业决策中正确给”长期可持续性”定价,是一个还没有标准答案的问题。

数据标准化是另一道真实的门槛。数字产品护照的价值,建立在不同企业、不同系统之间数据能够互通的前提上。这件事在单个企业内部都不容易,跨越供应链上下游,就更需要行业层面的协调和标准化。目前进展有限——IDTA的工作是有意义的,但离大规模落地,还有相当长的一段路。

还有一个问题,在中国市场尤其值得关注:PTC所描述的这套完整的CAD-PLM-ALM-SLM工具链,对于供应链中大量的中小制造商而言,既是成本压力,也是能力门槛。全链路的数字化基础设施,如何能以更低的门槛、更分步骤的方式被中小企业采纳,是这套战略真正能够在产业层面推开的关键。

 

写在最后

在可持续制造这个议题上,最近几年发生了一个微妙但重要的变化:越来越多的讨论,开始从”要不要做”转向”怎么做”。而”怎么做”这个问题,必然会引出另一个问题:谁来提供做这件事所需的基础设施?

Duncan对此有明确的表态:”我们希望成为这场变革中的产品数据基础,并通过CAD、PLM、ALM与SLM之间的所有关系,创建并利用数字产品护照。”这句话说的,不是某个具体产品的功能,而是一种基础设施层面的战略定位——不是帮企业解决某一个问题,而是成为企业在解决所有可持续问题时所依赖的数据底座。

这种定位,在软件行业并不罕见。但要真正实现它,PTC需要面对的挑战,不比它的客户少:数据标准的统一、跨平台的互通性、对中小企业的可及性……每一项都不轻松。

可持续制造正在从理念变成基础设施之争。这个过程将会很长,也将充满曲折。但有一件事已经确定:在制造业的下一个十年,谁能真正打通产品全生命周期的数据链路,谁就在这场竞争中占据了一个难以替代的位置。而这一点,可能是除了ESG报告里那些漂亮数字之外,可持续转型留给这个行业最真实的商业价值。

 

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