1987年聯合國報告《我們共同的未來》中將可持續發展定義為“滿足當前需求而不損害后代滿足自身需求的能力的發展”。

盡管后來全球對這份報告做出了多邊回應（如1997年的《京都議定書》和隨后2015年的《巴黎環境協定》），但令人擔憂的趨勢清楚地表明，為什么許多人認為可持續發展是我們人類歷史上最大的挑戰。

· 2019年聯合國報告預測到2050年全球人口將達到97億

· 根據美國環保署發布的一份報告，1988年至2015年間，100家公司排放了全球71%的溫室氣體

· 1880年至1980年間，全球年氣溫每十年上升0.07攝氏度左右。此后，這一溫度每10年翻一番，達到0.18攝氏度。有記錄以來最熱的五年發生在2015年之后。（國家資源保護委員會，2021）

· 1990年至2016年間，世界失去了130萬平方公里的森林——比法國、德國和英國的陸地面積總和還多（世界銀行，2016年）

事實上，據估計，如果目前的人口統計和消費趨勢持續到2050年，我們將需要四個地球來維持我們在發達世界的生活方式！當然，我們今天可以通過個人、地區、國家和公司的選擇來影響這些趨勢預測。

所有這些對于制造業，特別是設計和工程，到底意味著什么？

制造過程會產生二氧化碳排放和環境污染，以及我們世界寶貴的能源、原材料和水資源的密集使用。對所有行業的制造商來說，解決可持續性問題從未像現在這樣重要。可持續發展正在改變全球商業的面貌，隨著我們進入工業4.0時代，“數字雙胞胎”和自主流程，這將是每個制造商數字轉型計劃的關鍵部分。

從好的方面來看，我認為計算機輔助工程（CAE）在其50年的歷史中一直在悄悄地解決許多潛在的可持續性問題。如果我們將可持續性分解為其組成部分和解決方案領域，在這些領域中，CAE影響概念設計階段，在這些領域中，最大的成本節約（和投資回報）會受到影響，對最終產品的碳足跡產生最大的影響，我看到這些結果:

· 交付新的可再生能源項目（風能、波浪能、潮汐能、太陽能……）

· 提供智能、節能的建筑和建筑環境景觀

· 實現運輸車輛輕量化的最佳3D打印

· 設計和制造下一代電子商務解決方案

· 城市和交通環境中的噪聲污染治理

· 最大限度地減少概念構思和制造過程中的產品浪費

· 了解產品內部的材料及其對可持續發展的全面影響，包括減少再利用和再循環的影響

· 在概念設計階段確保立法環境合規性

憑借面向所有物理類型的預測設計和工程模擬工具，工程師們一直在構思更好的產品，改進現有流程，從而通過更高效的產品設計延長產品壽命。

工程師們還通過在設計周期的早期設計更輕、更高效的產品，減少繪圖板上的噪音污染，改進現有產品和工藝（節省碳排放和材料），制造阻力更小、一氧化碳更低的運輸工具，最大限度地減少材料浪費2排放并產生更高的燃料效率。

工程師們現在可以在源頭減少污染氣體，為各種行業的各種產品和工藝提供更好的設計。CAE越來越多地消除了對物理原型的需求，以及這些原型所需的所有浪費和能源消耗，因為虛擬原型和“數字雙胞胎”在制造業中的出現現在正在更廣泛地發生。

圖1:使用六邊形設計和工程軟件套件的可持續性相關CAE模擬的例子

利用設計和工程工具推動可持續發展的未來

我們已經達到了通常所說的工業4.0，導致了跨越工廠、設施、運輸、農業、采礦、城市甚至民族國家的自治過程。CAE既是模擬數據的來源，也是“數字數據線”的粘合劑，這是實現智能制造成本節約、生產率提高以及最終設計更高質量產品以應對從概念到退役的所有環境挑戰所必需的。我相信，未來所有的消費產品都需要通過設計來實現可持續發展。

幾乎總是如此，科學和工程將為我們的全球可持續發展挑戰找到許多答案。我相信設計和工程模擬將處于前沿，因為計算機輔助工程工具已被證明可以減少概念設計階段的浪費，有助于減少物理原型，提供正確的首次定制解決方案，推動可再生能源和可回收性的革命，并最終將可回收性設計放在首位，以在產品開發和整個產品生命周期中實現最高的業務投資回報率。