基于TOC理論及因果鏈的綠色低碳高質(zhì)量發(fā)展生產(chǎn)管理模式研究

關(guān)鍵詞：綠色低碳；高質(zhì)量發(fā)展；TOC理論；因果鏈；5MIE

前言

2003年英國政府發(fā)表的《能源白皮書》當(dāng)中，首次提出“低碳經(jīng)濟(jì)”這一概念，為英國政府的低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展設(shè)立了一個(gè)明確的目標(biāo)。“低碳經(jīng)濟(jì)”這一概念表面上為減少溫室氣體的排放，但實(shí)質(zhì)上是社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、能源消費(fèi)方式以及人們生活方式的變革，它會(huì)全方面改造現(xiàn)有基于化石燃料基礎(chǔ)上的現(xiàn)代工業(yè)文明，從而向生態(tài)經(jīng)濟(jì)和生態(tài)文明轉(zhuǎn)變。作為一個(gè)負(fù)責(zé)任的發(fā)展中國家，中國自“十一五”開始．就根據(jù)自身國情和國力，將節(jié)能降碳列入國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的規(guī)劃里，使其成為中央到地方各級(jí)政府的一項(xiàng)常規(guī)性工作。雖然中國通過這幾年來的積極推動(dòng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、能源優(yōu)化，在節(jié)能減排上取得了顯著的成效，但生產(chǎn)制造業(yè)的碳排放規(guī)模依舊十分驚人，在制造業(yè)中挖掘和追尋綠色低碳高質(zhì)量發(fā)展仍具有很大的空間。

1研究意義

在企業(yè)追尋綠色低碳高質(zhì)量發(fā)展的道路上，碳足跡成為了企業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)中所產(chǎn)生的碳排放量的重要指標(biāo)。對(duì)于碳足跡的控制也成為了企業(yè)節(jié)能減排和降本增效的措施之一。對(duì)此國內(nèi)外學(xué)者對(duì)碳足跡的應(yīng)用進(jìn)行了相關(guān)研究。

Rudele（2023）等人對(duì)汽車零部件制造過程中的碳足跡進(jìn)行評(píng)估，提出包括采用低碳材料等措施以降低碳排放。Ghosh（2020）在評(píng)估物流部門的碳足跡后則是提出采用電動(dòng)或混動(dòng)汽車以降低碳排放。Cunha（2022）則是提出了新的電阻點(diǎn)焊方式從而可以降低汽車領(lǐng)域的碳排放。

張婧（2023）采用生命周期法對(duì)熱交換器生產(chǎn)制造企業(yè)生產(chǎn)過程提供碳足跡核算方法，給該類型企業(yè)提供核算依據(jù)。宋曉聰（2023）等人從生命周期角度構(gòu)建碳排放核算模型，為鋼鐵行業(yè)低碳綠色發(fā)展提供依據(jù)。甘欣（2023）基于四川典型鋼鐵企業(yè)開展了初步研究，建立了符合四川省實(shí)際的鋼鐵產(chǎn)品碳足跡基礎(chǔ)數(shù)據(jù)集及核算模型。趙希（2015）運(yùn)用TOC理論對(duì)碳足跡管理瓶頸進(jìn)行識(shí)別從而為改善重點(diǎn)提供依據(jù)。

由此可見碳足跡所應(yīng)用的行業(yè)之廣，范圍之大，但對(duì)于一些制造企業(yè)來說，全方位的低碳改善猶如廣撒網(wǎng)，投入巨大收效甚微，缺少發(fā)現(xiàn)改善重點(diǎn)的工具方法。已有研究中缺乏系統(tǒng)性的分析，沒有對(duì)識(shí)別出來的瓶頸深入分析原因。對(duì)此此研究在TOC理論的基礎(chǔ)上，運(yùn)用因果鏈識(shí)別各個(gè)環(huán)節(jié)碳排放所造成的實(shí)際來源，從而把控真正造成某一環(huán)節(jié)高排放的原因，進(jìn)而提出針對(duì)性的解決措施。

2基本理論方法與低碳生產(chǎn)管理模式建立

2.1TOC理論

TOC理論又稱“瓶頸理論”或“約束條件理論”，是由以色列物理學(xué)家高德拉特博士創(chuàng)立，與精益生產(chǎn)、六西格瑪并稱為全球三大管理理論；它的核心觀點(diǎn)為立足企業(yè)系統(tǒng)之中，聚焦生產(chǎn)瓶頸的改善，從而達(dá)到系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的同步和整體的改善。TOC理論的主要步驟分為5步：

步驟一：找出約束條件

步驟二：徹底挖掘約束條件

步驟三：將約束條件以外的都配合于約束條件

步驟四：提高約束條件的能力

步驟五：注意惰性然后循環(huán)

2.2基于因果鏈的低碳企業(yè)建設(shè)

因果鏈方法常用于探究問題產(chǎn)生的根本原因，需遵循的原則包括：

（1）層層剖析，避免跳躍，防止錯(cuò)過重要原因，從而失去解決問題的機(jī)會(huì)。

（2）剖析到以下條件時(shí)可以停止分析：

①找不到下一層次的原因；

②到自然現(xiàn)象時(shí)；

③到達(dá)物理、生物等領(lǐng)域現(xiàn)有極限時(shí)；

④到達(dá)當(dāng)前法律法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)、成本等極限時(shí)；

⑤遵循滿意原則，找到關(guān)鍵的原因，繼續(xù)剖析下去與本項(xiàng)目無關(guān)時(shí)。

（3）因果鏈分析完成后需要識(shí)別關(guān)鍵的原因，需要利用質(zhì)量、技術(shù)、財(cái)務(wù)等人員專業(yè)知識(shí)進(jìn)行識(shí)別。如果根本原因無法改變或控制，則從根本原因向結(jié)果的方向逐個(gè)檢查原因節(jié)點(diǎn)，找到第一個(gè)可以改變或控制的原因節(jié)點(diǎn)，將其定義為根本原因著手解決。

5MIE分析法對(duì)于質(zhì)量的分析效果是經(jīng)得起考驗(yàn)的，并且因果鏈分析對(duì)于原因的把握不能是拍大腿的，應(yīng)該有一個(gè)系統(tǒng)性的判斷，故可以從5MIE角度即人機(jī)料法環(huán)測(cè)6個(gè)方面進(jìn)行分析。

2.3基于TOC理論和因果鏈的低碳生產(chǎn)管理模式

結(jié)合TOC理論和因果鏈，此研究將這兩種方法應(yīng)用于企業(yè)碳足跡管理中，具體分為以下5個(gè)步驟：

步驟一：識(shí)別碳足跡瓶頸

該步驟又分三個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行：

（1）碳足跡數(shù)據(jù)收集：搜集各工序或各生產(chǎn)過程碳足跡數(shù)據(jù)，對(duì)于碳足跡的計(jì)算，此研究不進(jìn)行詳細(xì)贅述，現(xiàn)在主要的碳足跡核算方式有3種：

①排放因子法

IPCC提供的基本方程：溫室氣體（GHG）排放=活動(dòng)數(shù)據(jù)（AD）×排放因子（EF）

AD表示導(dǎo)致溫室氣體排放的生產(chǎn)或消費(fèi)活動(dòng)的活動(dòng)量，如每種化石燃料的消耗量、凈購入的電量等，EF表示活動(dòng)水平系數(shù)，包括單位熱值含碳量、氧化率等。

②質(zhì)量平衡法

C02排放=（原料投入量×原料含碳量一產(chǎn)品產(chǎn)出量×產(chǎn)品含碳量一廢物輸出量×廢物含碳量）×44/12其中，44/12表示C02/C的相對(duì)原子質(zhì)量，即轉(zhuǎn)換系數(shù)。

③實(shí)測(cè)法

一般為現(xiàn)場(chǎng)煙氣排放連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)或者通過采集樣品送至專業(yè)檢測(cè)中心運(yùn)用專業(yè)設(shè)備技術(shù)定量分析。

（2）各工序碳足跡因果鏈分析：運(yùn)用因果鏈分析方法對(duì)各工序的碳排放從SMIE角度進(jìn)行剖析，分析到最終產(chǎn)生的原因，將產(chǎn)生的碳排放量轉(zhuǎn)移至根本原因所在的工序，形成的因果鏈也可用于步驟二及步驟四改善的依據(jù)。

（3）碳足跡數(shù)據(jù)修正：修正并重新制定碳足跡數(shù)據(jù)表格，從而確定真正的瓶頸。數(shù)據(jù)公式如下：

步驟二：挖掘碳足跡瓶頸

該步驟還是基于零投入或低成本，結(jié)合因果鏈分析的根本原因或運(yùn)用其他的分析工具對(duì)瓶頸進(jìn)行改善，挖掘潛力。

步驟三：非瓶頸配合

非瓶頸圍繞瓶頸工序配合，如調(diào)配人員、設(shè)備、工作量、各部門進(jìn)行配合等。

步驟四：優(yōu)化碳足跡瓶頸

對(duì)碳足跡進(jìn)一步優(yōu)化，也可基于因果鏈分析的根本原因進(jìn)行，在經(jīng)過經(jīng)濟(jì)效益分析后，投入需要的資金，購置設(shè)備或改善工藝等。

步驟五：制定標(biāo)準(zhǔn)并維持然后進(jìn)入下一次循環(huán)。

持續(xù)解決惰性問題，制定標(biāo)準(zhǔn)，在穩(wěn)定后進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)。

整體管理模式見圖1。

3應(yīng)用

3.1瓶頸識(shí)別

ZT電器企業(yè)制造部擁有2000多名員工，致力于斷路器生產(chǎn)。企業(yè)年耗電約70萬kw，汽油與天然氣消耗量也較大，需要在節(jié)能減排上下大功夫。將碳排放整體劃分為物流運(yùn)輸排放、倉庫排放、辦公服務(wù)區(qū)排放、生產(chǎn)區(qū)排放。初始收集的碳排放數(shù)據(jù)見表1（數(shù)據(jù)僅做方法展示參考）。

若按初始收集數(shù)據(jù)則“瞬時(shí)”是碳排放瓶頸，但還需要對(duì)每個(gè)工序進(jìn)行因果鏈分析，從5MIE角度將該工序產(chǎn)生碳排放的源頭找出來，以物流運(yùn)輸、延時(shí)舉例，見圖2。

從圖2分析可得部分車輛運(yùn)輸?shù)奶寂欧艁碜杂谄渌ば颍缫驗(yàn)椤把訒r(shí)”的報(bào)廢品產(chǎn)生需要去報(bào)廢或回收等。

經(jīng)過各工序因果鏈分析，對(duì)各工序碳排放量重新劃分計(jì)算，制定碳排放數(shù)據(jù)表格（如表2所示），從而確定真正的瓶頸。經(jīng)過分析后，可以得到真正的瓶頸是“延時(shí)”工序。

3.2挖掘碳足跡瓶頸及非瓶頸配合

主要是針對(duì)“延時(shí)”碳排放高的問題進(jìn)行改進(jìn)，但因該步驟改進(jìn)手法為低成本或零成本，故對(duì)各工序無需投入的改善也可以同步進(jìn)行，依據(jù)各工序碳排放因果分析圖，對(duì)各工序可以通過低成本解決的問題進(jìn)行改善，見表3。

3.3優(yōu)化碳足跡瓶頸

該步驟主要是針對(duì)瓶頸的進(jìn)一步優(yōu)化改善，這一部分要考慮投入資金，故找到瓶頸的重要性就體現(xiàn)了出來，企業(yè)無法全方面的進(jìn)行改善，只能針對(duì)改善重點(diǎn)進(jìn)行改善，且需要進(jìn)行經(jīng)濟(jì)效益分析。見表4。

3.4制定標(biāo)準(zhǔn)并維持

對(duì)改善后的措施制定標(biāo)準(zhǔn)文件并維持改善，如改善初期員工會(huì)因手法不熟悉導(dǎo)致產(chǎn)量下降，老員工往往會(huì)有怨言。為了維持這個(gè)改善手法，管理人員需給員工做好宣貫，改善初期給予一定的經(jīng)濟(jì)補(bǔ)償。班組長做好產(chǎn)能的記錄以觀測(cè)產(chǎn)能提升情況，并安排新員工按照該改善手法進(jìn)行培訓(xùn)。IE工程師要時(shí)刻關(guān)注現(xiàn)場(chǎng)狀況，及時(shí)接收問題并改進(jìn)。完成此次改善后，就可以進(jìn)入下一輪的改善，進(jìn)入持續(xù)改善的循環(huán)。最后得出總的碳排放降低了2.56%。

4不足與建議

此研究不足之處在于經(jīng)過調(diào)整后的數(shù)據(jù)瓶頸也存在難以改善的情況，比如某工序只因消耗的能源比較高，所以要針對(duì)改善的瓶頸是否由原先碳排放最高的改成第二高的也需要方法進(jìn)行權(quán)衡。

基于以上研究，對(duì)此提出低碳管理措施與意見：

（1）決策層應(yīng)重視綠色低碳管理，并將綠色低碳納入企業(yè)方針目標(biāo)，自上而下影響整個(gè)企業(yè)。

（2）對(duì)員工進(jìn)行培訓(xùn)，包括技能培訓(xùn)（提高產(chǎn)品質(zhì)量減少報(bào)廢）、低碳理念培訓(xùn)（讓員工重視低碳管理，提高對(duì)細(xì)節(jié)的把控，如隨手關(guān)燈等）等。

（3）針對(duì)綠色低碳管理設(shè)立新組織或者將該工作內(nèi)容分配至已有部門，并針對(duì)每次行動(dòng)或需要長時(shí)間保持的措施設(shè)立責(zé)任人進(jìn)行監(jiān)督和復(fù)盤。

（4）充分發(fā)揮員工的智慧，設(shè)立綠色低碳相關(guān)改善主題，對(duì)提出優(yōu)秀提案的員工進(jìn)行獎(jiǎng)勵(lì)，以提高員工的參與性與歸屬感。

5結(jié)論

此研究將碳排放指標(biāo)與TOC理論相結(jié)合，再運(yùn)用因果鏈從5MIE角度系統(tǒng)地找出企業(yè)的碳排放瓶頸，制定綠色低碳高質(zhì)量生產(chǎn)管理模式。將該模式運(yùn)用至企業(yè)實(shí)際碳排放管理中，ZT企業(yè)通過因果鏈從5MIE角度找出了實(shí)際的碳排放瓶頸，對(duì)各工序進(jìn)行低成本或零成本優(yōu)化，再對(duì)實(shí)際瓶頸進(jìn)行了進(jìn)一步優(yōu)化，投入資金進(jìn)行針對(duì)性改善，最后制定標(biāo)準(zhǔn)并維持改善措施，得到碳排放量降低2.56%的改善效果，證實(shí)了可行性，為企業(yè)綠色低碳高質(zhì)量發(fā)展提供了一種新方法。