由于其本质,电源行业一直在寻求新技术以提高能源效率和安全性的永无止境的探索 和小型化。在这样做的过程中,一种令人钦佩的开拓精神在电力社区内得到发展和壮大。从过去的镀锗整流器到最新的氮化镓或碳化硅技术,电源设计人员一次又一次地证明了他们有能力优化高效的能量转换,同时遵守越来越严格的法规。一步一步——有时是小,有时是大——该行业已经创建了降低能源消耗的电源架构,并且在许多情况下已经找到了解决所谓“无法解决”问题的技术解决方案。谁,二十年前,我们会相信我们可以生产出如此高效率且符合非常严格的环境法规的电源吗?所有这些成就都很棒,但它们是否足以满足市场不断增长的需求,以减少——甚至进一步——减少对环境的影响?
风险可控
技术帮助我们施展“魔法”,但同时世界发生了变化,环境挑战变得更加复杂和全球化,要求所有行业重新考虑他们的工作方式,尤其是对环境和社会问题给予更高的关注和责任.
这是电力行业目前面临的最新挑战,尽管推向市场的技术有助于减少二氧化碳排放,但与国际标准接轨的企业和社会责任 (CSR) 政策将需要在他们的工作方式。不仅如此,还有他们的供应商将如何遵守此类环境法规和管理相关风险的问题。
一个例子是全球风险管理 ISO 31000 方法的实施。这最初是为政府和大公司的决策者和政策制定者开发的,目的是最大限度地减少风险并确保股东的商业诚信,现在被许多公司采用,例如医疗行业的公司。
ISO 31000 正在成为一个重要的工具,帮助公司制定环境战略并更好地控制内部和外部风险。ISO 31000 被定义为“一个过程,它提供了在可接受的剩余风险程度内实现计划目标的信心”。展望未来,ISO 31000 将成为组织的一个巨大且日益重要的部分。
显然,许多电源设计人员习惯于处理风险管理评估(例如,在设计符合 IEC 60601-1-3 版本的医疗电源时,或设计用于其他领域(如天然气和石油)中要求苛刻的应用的电源时行业),尽管未来几年 OEM 客户对电源行业的风险管理需求可能会变得更加全球化,包括环境影响和社会责任到单一供应商。这要求我们的行业为新的工作方式做好准备,甚至考虑修改一些我们认为已经刻在石头上的商业原则!
我们准备好了吗?
医疗驱动趋势!
针对从消费类到国防的广泛应用,电源行业必须遵守许多标准和法规。其中一些最初是为特定细分市场开发的,现在正在迅速被其他行业采用。医疗行业的监管就是一个很好的例子,其中 IEC 60601-1-3 和 -4 中规定的许多参数现已被参与“工业 4.0”的工业项目经理采用(例如更高的隔离度、更低的泄漏电流、减少和受控 EMI 和记录的风险评估)。
设计电源并遵守安全法规无疑是一项至关重要的义务,但设计符合环境要求的产品 (DfE) 也同样重要。再次,医疗行业正在设置场景,根据强生公司 2014 年发布的市场研究,预计全球 80% 以上的医院将可持续性纳入其采购决策,并且许多医院将遵循 ISO 31000风险评估过程——包括他们的供应商。
考虑到,电源行业必须以某种方式遵守医疗行业以及其他行业对其供应商和合作伙伴提出相同要求的环境要求。因此,对于电源行业来说,在任何项目的早期阶段采用一种包括环境因素的工作方式变得非常重要。
环境设计通常是在自愿的基础上进行的,或者用作营销/销售论据,尽管现在正在发生变化。对于许多人来说,具有高效率和低待机功耗的产品可能看起来本质上是 DfE,但事实并非如此。DfE 远不止于此,尽管存在 ISO 14062,但由于缺乏与电子行业相关的通用定义或标准,因此客户和用户难以验证每个公司 DfE 定义和验证中包含的内容。
意识到从供应商那里评估作为 DfE 一部分的不同变量的困难,医疗行业和监管机构意识到需要定义一个标准化的方法,该方法考虑到整个生命周期,即从初始规范到结束的所有阶段-生活管理。
经过几年的准备,2007 年作为 IEC 60601 的附属,国际电工委员会 (IEC) 发布了所谓的“破折号一九”;IEC 60601-1-9。IEC 60601-1-9 的目标是减少整个范围的医疗电气设备(ME 设备)对环境的影响,同时考虑到产品生命周期的所有阶段,即产品规格、设计、制造、销售、物流、安装、调试、部署和报废管理。
IEC 60601-1-9 的基本原则是保护环境和人类健康免受有害物质的侵害,保护原材料和能源,最大限度地减少废物的产生,并最大限度地减少与废物相关的不利环境影响。
无需深入研究微观细节,IEC 60601-1-9 的核心要求可以概括为“标识”、“说明”和“报废管理”。在此过程中,制造商必须按照现有流程(例如,根据 ISO 1497 执行风险管理、生命周期思维、符合 ISO 14001,特别强调 ISO 14062)并制定文件证明所有步骤是在对环境的最高考虑下进行的。
自 IEC 60601-1-9 于 2013 年修订以来,该标准已被用于指导和帮助企业最大限度地减少产品和运营环境的影响,并在自愿基础上实施。但在 2014 年巴西国家卫生监督局 (ANVISA) 率先要求在 2016 年 12 月 1 日前销售到该国的任何医疗电气设备都符合标准,并特别注意三个条款:(4.1)环境方面的识别,( 4.5.2) 正常使用期间最小化环境影响的说明,以及 (4.5.3) 报废管理信息。
所以巴西是第一个正式规定医用电气设备符合标准的国家,但其他国家也在考虑其实施或国家指令,旨在激励医疗设备制造商将部分标准包括在内,以尽量减少影响,并为发展做出贡献保护环境的可持续经济。
电力行业能否采用从摇篮到摇篮的商业模式?
作为工程师,我们喜欢挑战、解决问题,并且在某种程度上我们习惯于打破“牢不可破”的限制。电源历史上充斥着“永远不可能的事情”最终成为“伟大的创新”的例子。在对环境的贡献方面,通过不断提高技术性能和降低能源消耗,我们已经证明了我们有能力为减少环境影响做出贡献,但我们还可以做得更多。整合全生命周期阶段并遵守 ISO 60601-1-9(或同等标准)等标准固然很好,但展望未来,我们能否重新思考电源行业的运作方式?我们能否为子孙后代建立一个可持续的环境做出更大的贡献?
作为内部项目的一部分,来自不同学科和公司的一组工程师受邀对 Powerbox 的 OFM225 电源的完整生命周期进行规划(图 1)。电源最初的设计初衷是为了高效和易于制造,该小组被要求探索如何在既定的商业模式之外,这样的产品/过程不仅可以将环境影响降至最低,而且能够优化积极影响(例如支持当地经济)。
图 1:用作 C2C 模拟试验案例的医疗电源 OFM225(来源:Powerbox)
考虑到从初始设计到生命周期结束(以及潜在的第二次生命)的所有方面,该项目遵循了从摇篮到摇篮 (C2C) 的方法,并确定了工作领域,以最大限度地减少负面影响并优化积极影响(图2)。
图 2:持续改进策略的从摇篮到摇篮的三阶段方法(来源:Powerbox)
对于许多供电公司来说,考虑改造传统的工作方式以采用这种模式似乎是一种奇怪的方法,但考虑到 C2C 考虑到项目的整个生命周期,包括采购和报废处置,它与现有和即将出台的法规、客户、最终用户和利益相关者的期望同步,也是电源行业帮助创造更美好世界的前进方向。
在项目开始时整合 C2C 五个目标(图 3)将有助于开发对环境影响最小的电源,同时增加积极的影响(例如选择从事可持续发展的组件供应商,与 CEM 合作伙伴合作减少水消耗和使用可再生能源,设计产品时考虑到生命终结或第二次生命),为电力供应行业做出贡献,不仅能够提供一流技术的产品,而且为当地经济和经济做出贡献开发一种新的工作方式,为子孙后代铺平道路。
图 3:用于认证的从摇篮到摇篮的质量类别(来源:摇篮到摇篮产品创新研究所/Powerbox)
最近的气候和生态事件每天都在提醒我们环境是多么脆弱,我们都必须为保护环境做出贡献。电力行业从摇篮到摇篮的商业模式可能不是一个乌托邦,但它最终将成为我们日常工作方式的一部分。那么问题来了:“电源行业会不会采用从摇篮到摇篮的商业模式?” 答案是响亮的,“是的!”
作者:Patrick Le Fèvre,CMCO Powerbox
审核编辑 黄昊宇
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