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人类在扩张，但地球上的空间却是有限的。据统计，在接下来的50~100年，人口的数量将增加到100至110亿。而这一增长主要集中在发展中国家，特别是在亚洲。到2050年，人类的平均年龄增长大约10岁，人口老龄化的现象将会日益突出。同时，全球60~70%的人将居住在城市。此外，到2025年，预计全球2/3地区的居民将受到水资源短缺的严重困扰。
随着世界范围内对能源的需求不断增加，地球的气候、物种的多样性，乃至整个地球的环境都将受到严重的威胁。
现实是残酷的，但值得庆幸的是，如今人类已逐渐认识到实现可持续发展的重要性，并开始看到了如何实现可持续经济发展的第一步。许多企业也已经意识到，经济性和生态性并非是完全对立的，而是一个可接受的商业模式。
可持续发展要求我们急需对现在的生产模式进行变革，然而如何才能找到通往绿色制造的道路？答案是技术。这种技术是让我们能够使经济的发展繁荣与资源消耗解耦的技术，只有这样才能实现资源消耗的大幅度降低。
分离资源消耗和经济增长
能源革命正是为了将资源消耗与经济发展分离。右上图显示了德国自1950年开始并计划到2050年，人均国民生产总值和人均主要能源消费的关系。据悉，德国目前已经开始着手打破资源消耗和经济发展之间的必然联系。从2008年开始，德国的能源革命已经展开，如果能在2050年实现这一目标的话，德国除了可以获得明显的国民经济优势外，还有希望成为榜样，为发达国家如美国以及发展中国家如中国和印度提供技术支持。 （图片）
德国能源消耗和经济增长的关系 将效率效益代替放任自流
市场和资源战略的变革是由生产模式的转变来推动的。真正全面的可持续发展，仅仅通过一味地提高效益的措施是无法获得成功的，而必须通过有效率的实施。这里的效率，其重点就是要去思考，怎么做才是“正确”（而不是纠结于如何去优化“错误”）。两种观点都有道理，相辅相成。效益策略是基础，它为有效率策略的实施提供必要的经济基础。（图片）
急需将效率和效益代替放任自流 由以上“德国能源消耗和经济增长的关系”图，我们可以看出，虽然德国的人均能源消耗减少，德国的人均国民生产总值却在上升—这便是效率。
效益策略包括优化现有工艺、提高设备利用率、提高材料的利用率、以及降低人员成本等4大方面。而效率策略则包括零废料工艺、建立材料循环系统、提高材料的利用率、人成为决定性生产要素、使用可再生能源等5大方面。具体而言，这意味着不仅在企业层面而且在国民经济以及企业经济层面都必须有动力，进行能源、材料以及人力资源的革命。此外，在经济市场的层面上，也需根据当前状况进行资本变革（这方面本文没有涉及）。
总而言之，我们要进行所有生产要素的变革，包括各种决定性因素，例如计划、机构、领导、企业监管等。因此，这场变革可以被称为实际的生产模式的转变，它标志着第四次工业革命的开始。而事实上，我们已经可以在许多行业中观察到这次工业革命开始的迹象。
能量的转变
能源的变革基于3大支柱。首先，石化燃料将被可再生能源取代；其次，能源制造将被分散并与智能电网联系在一起；最后，能源的利用将通过新技术变得高效，旨在到2050年减少50%的能源消耗。然而，能源的高效利用、以及贯穿于整个设计思想中的能源高效利用设计理念，迄今为止并没有得到足够关注。当新网络和可再生资源一直在被受争议地讨论时，能源消耗的问题却被忽视。现在我们还有很多的问题要去解决，在能源领域有多种多样的机会，如新技术的发展和市场投放。
材料的转变
材料的变革一方面是指近乎无尽的、可再生利用的原料使用，碳元素就是这样一个例子。未来价值的创造是以 Michael Braungart “摇篮到摇篮” 的理念为蓝本的封闭技术和生物周期，如下图所示。即当所有的材料被消耗的时候，可被彻底地生物分解；而当它们被利用的时候，则可以通过先进的科技至少达到同能量级的再利用。
我们将要探索的另一方面是，如何能够通过很短的过程链去实现这种生物周期，并把所谓的零浪费生产科技引入进来，尽可能使100%的原料在成品中被使用。届时，生产垃圾将不再存在，即便不能这样，垃圾也将尽可能地在工厂回收创造价值。
人力资源的转变
劳动力成本在现代化生产中的分量越来越轻。在这样的前提下，取而代之的是正确的人员在直接和间接领域的可利用性，未来这两者将融合在一起。而企业的发展也将越来越依赖于训练有素且适应性强的技能精英。未来，员工的技能、经验和能力决定着他们的竞争力。由此带来的劳动力成本下降，加上劳动生产率和经济性的复杂过程或小批量生产自动化能力的大幅增长，将使得发达国家与传统低工资国家的成本差距减小，包括中国在内的很多发展中国家已不再是低成本国家。低成本将会被最佳成本所取代，并且最佳成本将越来越独立于直接的人工成本。整体资源效率推动未来全球生产，而这些都是基于灵活和受高等教育的人以及智能化的全自动工艺。
模式变革是否能够成功？
在可持续发展的过程中，人们的生活方式和行为的变化不够快。人类已经消耗了明显超过地球所能提供的资源，而现在却只剩最多40年的时间去改变。
改变过程必须从企业开始行动，即从企业得到技术上的支持开始，这是因为政策和资金只能带来短期的成功。也就是说，这些只是一个眼前有效的短期回报。只有一个充满活力的民主国家才能实现生产模式的转变。
然而，虽然我们无法从经济形势层面进行彻底的改变，但在现有体系的基本要求下，我们可以分离经济增长和资源消耗之间的联系，只有这样才能保证可持续发展的顺利进行。未来，繁荣不再是以牺牲环境为代价。
本文根据作者在2012中德会议上所做演讲整理报道。
T. Bauerhansl 德国Fraunhofer生产自动化研究所
12/21/2012
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