作者：梁乐华、汪小帆、潘蕾、Stephan Fuchs、Stephan Mohr
纵观各行各业，低碳减碳已是大势所趋。面对监管与投资方的压力以及消费者偏好的改变，企业皆在减少自身活动对环境的负面影响。对许多企业而言，设计、采购及供应链环节是碳排放的“主力军”。以全新的视角看待上述环节，在保证产品性能与质量达标（甚至超标）的同时，力减产品全生命周期内的资源消耗，建立可持续的供应链管理体系并落地保障机制，已成为各行各业的当务之急。
为此，我们希望围绕低碳制造这一主题，从不同环节分享经验洞见，深入分析可持续发展的工具方法与系统机制，供企业参考。本文为该主题的上篇，将聚焦产品设计环节展开探讨。
受两大因素的推动，设计对企业的可持续发展愈发重要。第一大因素是得益于技术进步，产品生命周期的排放量正从运营端向生产端转移。这种转移的部分原因是，用户对产品的性能提出了更多要求，企业在生产时需要消耗更多的物料。另一原因是，技术带来的运营效率提升势必会增加产品的复杂性。譬如，相较于老式燃气或燃油锅炉，家用热泵需要更多材料；新一代高效电动机虽然能耗较低，但消耗的铜和稀土磁铁等碳密集型材料也更多；在生产用于优化电机控制的变频驱动器时，也需要专用的电路和半导体元件。
这种排放转移在乘用车的转型上最为典型。从内燃机转向电力驱动后，乘用车的整个生命周期排放都发生了改变。研究发现，柴油车的生产环节约占总碳排放的20%，其余80%基本都来自于尾气排放。相比之下，电动车在使用时虽然较为清洁，但电池生产需要消耗额外的碳密集型材料。如果电动汽车的电力来自于化石燃料，则生产在电动车整个生命周期中的碳排放占比为45%；如果只使用可再生能源充电，这一数字将升至85%（见图1）。
第二大因素是人们愈发认识到，要想减少未来产品和服务的碳足迹，最有效、最经济的方法就是优化设计。长久以来，设计决策始终是产品制造、使用和维护成本的主要决定因素。这一点对可持续性同样适用。
设计对可持续性的影响是多方面的。低碳的设计通常用料更少，与碳足迹较高的原生材料相比，也更倾向于选择更环保的回收材料或生物基替代材料。譬如，某消费电子企业在其设计环节广泛应用生物基塑料，其中超过 30% 成分提炼自蓖麻油，相对传统塑料，减少了 超过60% 的二氧化碳排放；某汽车企业在旗下绿色车型研发过程中秉承生态造车理念，车漆和内饰部件大量采用高可再生环保材料，在减少碳排的同时也从源头杜绝了车内污染。
打造可持续的研发职能
领先组织的研发团队已在力争提升可持续性，并取得了丰硕成果。然而，许多企业的研发部门都面临一大关键挑战，即如何在控制成本、满足客户变化的需求，以及打造差异化产品的同时，提升产品和服务的可持续性。
企业管理层普遍认为，有效管理可持续发展带来的复杂问题，是高成熟度研发企业的未来发展方向。部分企业已于近年大幅提升了自身能力。譬如，设计理念已从传统的“成本导向型设计”（design-to-cost）转为“价值导向型设计”（design-to-value），以最具成本效益的方式，为客户提供最重要的产品性能。更多的企业在数字化方面取得了长足进步，在新型工具和数据源的助力下，产品研发速度和结果都得到了大幅改善。
长久以来，设计决策始终是产品制造、使用和维护成本的主要决定因素。这一点对可持续性同样适用。
“面向可持续性的设计”（Design for Sustainability，简称DfS）是上述做法的延伸。在该理念下，企业需要调整现有工具，开发新工具，并升级研发职能的基础设施和能力（见图2）。
为了大规模推行DfS，企业可围绕研发职能回答三个问题：一是如何重塑资源使用方式，适应不断变化的监管要求，遵循循环原则，发挥客户洞见的作用？二是如何理解、跟踪设计决策带来的排放和成本影响，实现可持续发展目标？三是如何培养正确的观念与能力，将可持续性融入产品和设计决策之中？下文将逐一探讨这三个问题。
全局审视价值链
改善可持续性的一大关键，是围绕整个价值链做出改变。领先公司会从一开始的设计环节便通盘考虑可持续性，审视各个环节的碳排放情况与减碳机会，包括供应商、生产制造、渠道运输、产品包装、终端使用，甚至是报废与回收。他们会与客户、供应商及价值链上的其他利益相关者沟通，观察他们的行为，并基于得到的洞见来优化产品。
以某快餐公司为例，为了减少各大门店的包装浪费，设计团队对价值链进行了全局审视。他们发现，为了保护转运过程中的商品，员工会对出厂产品进行额外包装，从而产生大量的资源浪费。受此启发，该公司对包装价值链进行了全面重塑。他们开发了一种美观且资源消耗较少的可回收包装，能将产品安全送至消费者手中。此外，公司还使用了一些轻质可回收容器，在转运过程中对产品提供额外保护。这些举措帮助该公司减少了18%的包装浪费，流向垃圾填埋场的废料比例也因此降低，供应链整体的温室气体排放量也减少了三分之一。
积极使用分析工具
可持续设计充满了复杂的权衡与考量。比如，用回收材料取代原生材料固然会减少产品碳足迹，但若回收工厂的位置较为偏远，运输环节的排放可能会抵消此前产生的效益。因此，设计团队在做类似决策时，需要以各种材料和制造方案的碳排放量、成本及风险等数据为支撑。此外，能够精准、快速比较各类选项的分析工具也必不可少。
此类分析工具正不断涌现。譬如，“资源白纸分析法”（Resource cleansheets）对成熟组织此前使用的“成本建模法”进行了延伸，进一步细化了设计和采购流程的影响（见图3）。考虑到产品和流程模型采取了自下而上的分析方式，纳入温室气体排放这一指标后，公司可对比不同设计、制造和供应链方案的碳足迹。此外，他们还能与最佳实践进行对标，改进现有方法。
考虑到材料和制造成本也在数据源中，企业可以利用“资源白纸分析法”识别双赢机遇，在减排的同时实现降本。有些方案虽然能够减少碳排放，但成本相对较高。针对这些方案，“资源白纸分析法”可直观呈现它们的相对价值。
有了严谨的颗粒化分析方法，再辅以创造性的方案，企业可解锁更环保、更经济、更具价值的解决方案。譬如，某大型鞋业公司基于“资源白纸分析法”， 重新设计了所有产品的包装。优化包装盒设计，改用再生纸板，减少印刷面积和颜色数量后，产品包装盒的碳足迹减少了近一半。这些变化也带来了近20%的成本节约。公司若对节省下来的部分资金进行再投资，使用生物基替代物而非传统油墨，则可进一步减少9%的碳足迹（见图4）。
从该案例中不难看出，组织决策可切实影响包装带来的碳排放量。譬如，某些设计需要特殊的工装。工装本身便带来了大量碳排放，而由于包装设计的调整，这些工装往往在报废之前便被弃用。减少设计变更，便能显著降本减排。
推动能力建设落地
第三大要素涉及组织架构、资源和能力的建设，以支持研发职能部门的DfS举措（见图5）。如何让可持续改进举措落地，是研发部门领导面临的一项共同挑战。工程师不仅缺乏评估工具来选择合适的举措，自身也不具备相关知识来推动举措的落实。
不少企业克服上述挑战时进行了“责任聚焦”，设立了专项负责部门/人。有些企业打造了一个卓越中心，支持公司各部门的可持续发展；有些则委任了一些“可持续发展大使”，在业务部门推行可持续发展举措。卓越中心会使用“资源白纸分析法”等新工具，收集和维护相关数据，协助组织围绕可持续发展做出更好的决策。此外，卓越中心也会与研发部门领导合作，将可持续性纳入正式研发流程。
为了帮助研发人员有效使用新工具和新流程，企业需要投资推动能力建设。能力建设需覆盖多个层级，譬如帮助高管层熟悉可持续发展主题，为设计和工程人员提供生命周期分析，以及“资源白纸分析法”的深入培训等。
最后一步，是跟踪可持续发展举措的进程，并将其纳入研发绩效管理。这就要求企业调整自身的衡量标准、目标和激励制度，确保这些指标与公司的可持续发展目标保持一致。
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千里之行，始于足下。企业在践行低碳减碳，推动产品全周期可持续性时，迈好设计这一步至关重要。进入采购及供应链环节后，企业又将如何提高可持续性？我们将在下篇中进行深入探讨，敬请期待！
作者：
梁乐华是麦肯锡全球董事合伙人，常驻上海分公司；
汪小帆是麦肯锡全球董事合伙人，常驻上海分公司；
潘蕾是麦肯锡咨询顾问，常驻上海分公司；
Stephan Fuchs是麦肯锡资深专家，常驻慕尼黑分公司；
Stephan Mohr是麦肯锡全球董事合伙人，常驻慕尼黑分公司
作者感谢杨博、王颖杰、陆一露、张珊、苏沁羽对本文的贡献。
