بازیافت صندلیهای ناوگان هوافضا
پایداری در زنجیرههای تامین هوافضا: بازیافت صندلیهای ناوگان
در سراسر جهان، صنعت هوانوردی به دنبال راههایی برای پایدارتر شدن است. اگرچه اقدامات کاهش انتشار گازهای گلخانهای در حین پرواز، از کاهش وزن هواپیما گرفته تا ایجاد سوختهای پایدار، درحال پیشرفت هستند اما در یک حوزه اغلب نادیده گرفته میشوند؛ خود کابین هواپیما. درحالی که بخش عمدهای از ساختار یک هواپیما تحت نظارت مقررات سختگیرانهای است اما فضای داخلی از نظر ایمنی اهمیت کمتری دارد و فرصتی را فراهم میکند تا پیشرفتهای عمدهای در طراحی و زنجیره تامین ایجاد شود، اگرچه تاکنون از این فرصت استفاده نشده است.
درحال حاضر، صندلیهای مسافران در طول عمر یک هواپیما چندین بار تعویض میشوند. صندلیهای قدیمی معمولً دور انداخته شده و دهها هزار تن ضایعات در "گورستانهای هواپیما" ایجاد میکنند. با نگاهی به چگونگی بازیافت این قطعات، فرصت بزرگی برای معرفی سیستمهای چرخشی به زنجیره تامین وجود دارد. به عبارت دیگر، آیا صندلیهای هواپیما در پایان عمر خود میتوانند به صندلیهای جدید بازیافت شوند؟ و آیا این کار هم امکان پذیر است و هم از نظر اقتصادی مقرون به صرفه؟ طراحی چرخه عمر محصول بسیار مهم است زیرا در این مرحله عوامل تعیین کننده اثرات زیست محیطی تا حد زیادی مشخص میشوند. بنابراین، این مرحله کلید بهبود پایداری عملیاتی و غیرعملیاتی است.
یک پروژه عملیاتی که به سفارش شرکت High Value Manufacturing (HVM) Catapult انجام شد، اهمیت استراتژیک چرخهای بودن در زنجیرههای تامین هوافضا را به رسمیت شناخت. مهندسان گروه تولید یکپارچه AMRC یک شبیه سازی رویداد گسسته (DES) را طراحی و اجرا کردند؛ یک مدل کامپیوتری که نحوه عملکرد یک سیستم یا شبکه جدید و پیچیده را آزمایش میکند. این یک ابزار قدرتمند است که میتواند برای ارزیابی تاثیر ایجاد تغییرات در زنجیره تامین کابین هواپیما درطول زمان مورد استفاده قرار گرفته و عوامل مختلف زیادی را درنظر بگیرد. حتی میتواند شامل عدم قطعیتها نیز باشد؛ تجزیه و تحلیل آماری پیامدهای فرآیندهای مختلف. این یک محیط بدون ریسک برای کسب بینش عمیق و ارزیابی تصمیمات قبل از ایجاد تغییرات در عملیات تولید در زندگی واقعی فراهم میکند.
شبیه سازی آینده
این شبیه سازی، روشهای مختلف بازیافت با هدف تعویض صندلیهای هواپیما را ارزیابی و مقایسه کرده و انواع مواد، هزینهها و مقادیر و میزان انتشار گازهای گلخانهای مرتبط با تولید هر ماده را نیز بررسی میکند. با تمرکز مدل بر اروپای غربی، از آنجایی که دادههای کافی ازطریق پایگاههای داده متن باز برای ناوگانهای هوایی در سراسر منطقه در دسترس بود، این تیم ابتدا تصویری از وضعیت فعلی را ترسیم کرد. این تصویر شامل سن هر هواپیما، نحوه پیکربندی کابین هر هواپیما، زمان نیاز به تعویض صندلیها و زمان نیاز به تولید صندلیهای جدید به منظور جایگزینی صندلیهای موجود یا قرار دادن آنها در هواپیماهای جدید بود. سپس آنها توانستند یک مدل شبیه سازی را برای پنج سال آینده اجرا کرده و نیاز هر ناوگان به صندلیها و هواپیمای جدید، جریان معکوس هواپیماهای از رده خارج شده و صندلیهای کابین بازسازی شده را در نظر بگیرند.
از آگوست ۲۰۲۴، همچنین شبیه سازی پنج ساله ترکیب مواد، هزینهها و میزان انتشار گازهای گلخانهای را بررسی کرد. مهندسان دریافتند که باتوجه به سن ناوگان و افزایش سطح تولید در ایرباس، در این بازه زمانی به حدود ۲۵۰،۰۰۰ صندلی جدید نیاز است. با اجرای سناریوهای مختلف با استفاده از فرآیندهای مختلف، از وضعیت فعلی که شامل عدم بازیافت است تا فرآیندی که در آن هر صندلی توسط یک مرکز بازیافت جدا شده و از مواد آن برای ساخت صندلیهای جدید استفاده میشود، انواع مختلف مواد مورد مطالعه قرار گرفته و چگونگی تاثیر آنها بر فرآیند کلی و امکان سنجی بررسی شد. در مرکز بازیافت صندلی، مواد (از چرم گرفته تا فوم، پلاستیک، پارچه و آلومینیوم) جدا و پردازش میشوند. سپس مواد بازیافتی به تولیدکنندگان صندلی تحویل داده شده و وابستگی به مواد اولیه دست نخورده نیز کاهش مییابد. درصد مواد بازیافتی به کار رفته در صندلیهای جدید، همراه با ارزیابی هزینه و کاهش انتشار گازهای گلخانهای حاصل، همگی در مدل AMRC محاسبه میشوند.
به طور کلی، این شبیه سازی نشان داد که میتوان مواد کافی برای تامین ۷۰ درصد از مواد مورد نیاز در ساخت صندلیهای جدید را بازیابی کرده و انتشار کربن را در این فرآیند را تا بیش از نصف کاهش داد. همچنین نشان داد که معرفی عنصر بازیافت میتواند به اندازه سیستم فعلی ازنظر مالی سودآور باشد؛ نتیجهای که در تشویق صنعت به ایجاد تغییرات حیاتی نقش اساسی دارد.
یک راهکار مقیاس پذیر؟
با بررسی مراحل مختلف، تیم توانست متعادل ترین سناریو را که بر اساس اثرات زیست محیطی و مقرون به صرفه بودن آن انتخاب شده بود، ارائه داده و عملی ترین و مقیاس پذیرترین راه حل را در محدوده مطالعه ارائه دهد. بنابراین، این تحقیق نشان داده است که بازیافت صندلی هواپیما هم امکان پذیر است و هم ازنظر اقتصادی، مقرون به صرفه. علاوه براین، تغییر قابل توجهی در نحوه رویکرد صنعت هوافضا به پایداری و مدیریت پسماند درحال حاضر ایجاد میکند. نتایج حاصل شده همچنین نشان میدهد که ایجاد یک مرکز بازیافت صندلی متمرکز میتواند زنجیره تامین را سادهتر کرده و امکان سنجی شیوههای چرخشی را در صنعت هوافضا نیز افزایش دهد.
اگرچه این نوع شبیه سازی اغلب در بخشهای دیگری که شیوههای بازیافت و چرخهای بودن به خوبی جا افتادهاند مانند خودروسازی استفاده میشود، اما هنوز برای صنعت هوافضا رویکرد جدیدی است. سازمان بین المللی هوانوردی غیرنظامی اعلام کرده است که اقتصاد چرخشی هنوز یک مفهوم نوظهور برای این بخش است و کاربرد آن گسترده نیست، بنابراین دادههای قابل اعتماد اندکی در دسترس است. این مطالعه با ارائه یک ابزار تصمیم گیری مبتنی بر داده، میتواند به بخش هوانوردی این اطمینان را بدهد که مدلهای زنجیره تامین خطی سنتی را به چالش بکشد و از گذار به اقتصاد چرخشی در هوافضا پشتیبانی کند.
AMRC اکنون نه تنها یافتههای خود را به شرکتهای همکار خود ازجمله غولهای هوافضا، ایرباس و بوئینگ و تولیدکنندگان مختلف صندلی ارائه میدهد بلکه یافتههای خود را نیز در کنفرانسهای جهانی منتشر میکند. این مدل همچنین بر روی دیوار نمایشی زنجیره تامین AMRC Factory 2025 به نمایش گذاشته شده است؛ به طوری که این بینشها را باهدف تغییر نحوه برنامه ریزی و طراحی فضای داخلی کابینهای آینده و اطمینان از اینکه بازیافت و چرخه عمر در این فرآیند گنجانده شده است برای مخاطبان گستردهتری به نمایش میگذارد. مارکو فرانچینو، مهندس ارشد هوش تولید در گروه تولید یکپارچه AMRC، پتانسیل این پروژه را برای کاربردهای گسترده بیان میکند و میگوید "کار بر روی این پروژه نشان داده است که چگونه شبیه سازی میتواند چالشهای پیچیده پایداری را به بینشهای عملی تبدیل کند. مدل ما نه تنها نشان دهنده مزایای زیست محیطی کاهش انتشار گازهای گلخانهای ازطریق بازیافت است بلکه یک توجیه تجاری مناسب برای چرخهای بودن را نیز نشان میدهد و زمینه را برای راه حلهای مقیاس پذیر در صنعت هوافضا و فراتر از آن فراهم میکند".
اگرچه این مطالعه بر ساخت صندلیهای هواپیما متمرکز بود اما روش شناسی مورد استفاده با سایر قطعات، چه در بخش هوافضا و چه فراتر از آن، قابل تطبیق است. هدف نهایی، گسترش استفاده از این مدل در مطالعات موردی دنیای واقعی، تقویت همکاری در صنایع مختلف به منظور ترویج شیوههای پایدار و تعیین کمیت مزایا است. پروژههای آینده تولید با ارزش بالا (HVM) در AMRC، که با همکاری ویکتور گوانگ شی، سرپرست تابآوری زنجیره تامین در AMRC انجام میشوند، براساس دانش به دست آمده درطول این پروژه بنا خواهند شد. به عنوان بخشی از HVM، ARMC به بررسی جنبههای قابلیت ردیابی رشته دیجیتال و استفاده از هوش مصنوعی هوشمند و همچنین یادگیری ماشینی (ML) درجهت نقشه برداری و ارزیابی زنجیره تامین آینده، باهدف کاهش خطرات و بهبود شبکهها خواهد پرداخت. به طور کلی، اگرچه این شبیه سازی ذاتا شامل تعدادی فرضیه است اما ابزاری ارزشمند برای تحریک بحث درمورد توجیه تجاری بالقوه به منظور تغییر نحوه ساخت صندلیهای هواپیما به شمار میرود.