Σχεδιασµός & Ανάπτυξη Προϊόντος

Μέγεθος: px

Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "Σχεδιασµός & Ανάπτυξη Προϊόντος"

Φοῖνιξ Δασκαλόπουλος
7 χρόνια πριν
Προβολές:

1 Σχεδιασµός & Ανάπτυξη Προϊόντος ΣΧΕ ΙΑΖΟΝΤΑΣ ΓΙΑ ΤΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ ιαφάνειες ιαλέξεων ιδάσκων: Αναπλ. Καθ.. Καραλέκας 1

2 Εισαγωγή Το θέλουµε αυτό? : Πηγή: Internet 2

3 Εισαγωγή ή αυτό? : Πηγή: Internet 3

4 Εισαγωγή Περιβαλλοντική Κρίση Αύξηση της θερµοκρασίας Καταστροφή όζοντος Όξινη βροχή Αποψίλωση δασών Εντοµοκτόνα Αυτοκίνητα Εξάντληση πόρων Πλαστικά Τοξικά Χηµικά? Πηγή: Internet 4

5 Στάδια κύκλου ζωής προϊόντος Εξόρυξη Πρώτων Υλών Επεξεργασία Υλών Παραγωγή Χρήση ιαχείριση απορριµµάτων/σκάρτων Ανακύκλωση Ανακατασκευή Επαναχρησιµοποίηση Τα προϊόντα παρουσιάζουν αρνητικό αντίκτυπο στο περιβάλλον κατά τη διάρκεια του κύκλου ζωής των (από τη «γέννηση» έως την «ταφή»), π.χ. χρήση διεργασιών µόλυνσης/ρύπανσης, κατανάλωση µεγάλων ποσοτήτων ακατέργαστων πρώτων υλών, κατανάλωση µεγάλων ποσοτήτων ενέργειας, µεγάλη διάρκεια ζωής µετά την απόθεση, κλπ. ΣΧΕ ΙΑΖΟΝΤΑΣ ΓΙΑ ΤΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ: αποτελεί µία ολιστική προσέγγιση σχεδιασµού και ανάπτυξης ενός προϊόντος µε στόχο τη µείωση του αρνητικού του αντίκτυπου στο περιβάλλον. 5

6 Παράδειγµα: Ανεπιθύµητες εκλύσεις και καταναλώσεις Στάδιο κύκλου ζωής Παραγωγή Προϊόντος ιακίνηση Προϊόντος Λειτουργία και Σέρβις Προϊόντος «Συνταξιοδότηση» Προϊόντος Παραδείγµατα µη φιλικών καταναλώσεων και εκροών Σπατάλη ενέργειας κατά την παραγωγή Μεγάλες ποσότητες άχρηστων υλικών Χρήση επικίνδυνων χηµικών ουσιών Σπατάλη θερµότητας Μεγάλη κατανάλωση ενέργειας Μεγάλες ποσότητες υλικών συσκευασίας Μεγάλη κατανάλωση ενέργειας µεταφοράς Αυξηµένες εκλύσεις ρύπων και κατανάλωση ενέργειας Αντικατάσταση και απόθεση φθαρµένων εξαρτηµάτων Κατανάλωση ενέργειας για συλλογή Άχρηστα προϊόντα (scrap) Πηγή: Internet 6

7 Κύκλος ζωής µηχανολογικού εξαρτήµατος Inputs Life-cycle Stages Outputs Raw Materials Acquisition Atmospheric Emissions Raw Materials Manufacturing Materials Manufacture Wate rb orn e Waste s Product Fabrication Filling/Packaging/Distr ibution Solid Wastes Energy Coproducts Use / Reuse / Maintenance Recycle / Waste Management Other Releases Πηγή: Georgia Institute of Technology 7

8 Ενέργειες κύκλου ζωής προϊόντος Παραγωγική Manufacture ιαδικασία Άντληση Mining Επεξεργασία Material processing Υλικών Παραγωγή Product manufacture Προϊόντος ιακίνηση Distribution Προϊόντος Περιβάλλον: Environment: Αέρας, νερό, air, sea, land έδαφος Demanufacture Χρήση Use & Επισκευή + Service Disposal Απόθεση Material Απόσύνθεση demanufacture Υλικών Product Απόσυναρµολόγη demanufacture ση Προϊόντος Ανάκτηση Product take-back Προϊόντος Energy Άντληση recovery with incineration Ενέργειας Clean Άντληση fuel production via Καθαρού pyrolysis Καυσίµου 1 = 1 = Απευθείας Direct recycling ανακύκλωση / reuse / επαναχρησιµοποίηση 2 = 2 = Παραγωγή Remanufacture προϊόντων of reusable µε επαναχρησιµοποιηµένα components 3 = εξαρτήµατα Reprocessing of recycled material 3 = 4 = Μετά-επεξεργασία Monomer / raw material ανακυκλωµένων regeneration υλικών 4 = ηµιουργία πρωτογενών πρώτων υλών 8

9 Παράδειγµα: Πόλη Kalundborg της ανίας Πηγή: Internet 9

10 Παράδειγµα: Κύκλος ζωής αυτοκινήτου material and parts specifications Vehicle Platform Material Supplier Material Supplier Mills materials Tier 2 Part Molder/Suppliers materials Tier 1 Part Molder/Suppliers parts Tier 2 Part Molder/Suppliers parts Tier 3 Part Molder/Suppliers Supplier Base parts Recycler(s) Assembly Plant(s) OEM recyclable nonmetallic materials vehicles remanufact. parts Dealer Parts Remanufacturer metals cores vehicles scrap parts cores junked vehicles Consumer Vehicle Dismantler Auto Shredder Πηγή: Georgia Institute of Technology reusable parts scrap vehicles 10

11 Σχεδιάζοντας για το περιβάλλον Βασικές Αρχές του «Σχεδιάζοντας για το Περιβάλλον»: Εύκολη αποσυναρµολόγηση προϊόντων και εξαρτηµάτων Χρήση ανακυκλώσιµων υλικών Επαναχρησιµοποίηση ανακυκλωµένων υλικών Μείωση κατανάλωση ενέργειας στην παραγωγή Αποφυγή χρήσης επικίνδυνων ουσιών και υλικών Μείωση έκκλησης χηµικών ουσιών από το προϊόν Μείωση κατανάλωσης ενέργειας από το προϊόν Εύκολη επισκευή προϊόντων Ελαχιστοποίηση µέσων συσκευασίας προϊόντων 11

12 Σχεδιάζοντας για το περιβάλλον «Σχεδιάζοντας για το Περιβάλλον» περιλαµβάνει: Σχεδιασµός για την µείωση χρήσης υλικού κατασκευής Σχεδιασµός για την αποσυναρµολόγηση Σχεδιασµός για την ανακύκλωση Σχεδιασµός για την επανακατασκευή Σχεδιασµός για µείωση επικίνδυνων υλικών και ουσιών Σχεδιασµός για εξοικονόµηση ενέργειας Σχεδιασµός για κανονισµούς και προδιαγραφές 12

13 Σχεδιάζοντας για το περιβάλλον 7. Opt. of end-of-life system Reuse of product, remanufacturing, recycling of materials, safer incineration 6. Opt. of initial lifetime Reliability and durability, easier maintenance and repair, modular structure, classic design, strong user relation New New concept concept Dematerialization Dematerialization Integration Integration of of functions, functions, Functional Functional optimisation 7 1 New Old 2 1. Low impact materials Cleaner, renewable, low energy, recycled or recyclable materials 2. Reduction of material usage Reduction in weight, volume and number of materials 5. Reduced impact from use Lower energy consumption, cleaner energy source, fewer/cleaner consumables, no waste of energy/consumables Optimisation of distribution system Less/cleaner/reusable packaging, energy efficient transport and logistics 3. Cleaner technology Alternative techniques, fewer steps, lower/cleaner energy consumption, less waste etc. Πηγή: Internet 13

14 Σχεδιάζοντας για το περιβάλλον Θέσπιση και εφαρµογή κατευθυντήριων γραµµών και οδηγιών για τη σχεδίαση ενός προϊόντος ως προς τη δοµή του, τη χρήση υλικών, τη σύνθεση λειτουργιών και σύνδεση εξαρτηµάτων, τη χρήση ετικετών, κλπ. Πρωτοπόροι στη θέσπιση και εφαρµογή των οδηγιών αυτών είναι: Η Γερµανικής VDI (1993), η Αγγλική ICER (1993), το Πανεπιστήµιο του Manchester, η Fiskel (1996), η Bras (1998), και η General Electric Plastics (1995). Η ικανοποίηση των οδηγιών αυτών εξετάζεται αµέσως µετά το στάδιο Ανάπτυξης Ιδεών (Concept Development) για ένα προϊόν. 14

15 Σχεδιάζοντας για το περιβάλλον Χαρακτηριστικός Πίνακας Οδηγιών για τη ΟΜΗ ΠΡΟΪΟΝΤΟΣ Οδηγίες Σχεδιασµός πολλών λειτουργιών σε ένα προϊόν Μείωση αριθµού εξαρτηµάτων Modular σχεδιασµός µε ξεχωριστές λειτουργίες Τοποθέτηση εξαρτηµάτων υψηλής αξίας σε προσβάσιµα σηµεία Αποφυγή χρήσης µεταλλικών εισαγωγών και ενισχύσεων σε πλαστικά εξαρτήµατα Φανερά σηµεία πρόσβασης Προκαθορισµός επαναχρησιµοποιούµενων εξαρτηµάτων Προκαθορισµός επαναχρησιµοποιούµενων µέσων µεταφοράς ή αναλωσίµων προϊόντος Οµαδοποίηση εξαρτηµάτων από το ίδιο υλικό κατασκευής Λόγος Φιλικότερο προς το περιβάλλον Μείωση χρόνου αποσυναρµολόγησης και χρήσης πόρων Πολλές επιλογές κατά το σέρβις, δυνατότητες αναβάθµισης και ανακύκλωσης Εύκολη αποµάκρυνση και επαναχρησιµοποίησης Μείωση ανάγκης τεµαχισµού και διαχωρισµού Γρήγορη αποσυναρµολόγηση και εκπαίδευση Μείωση κατανάλωσης ακατέργαστων υλών Μείωση κατανάλωσης ακατέργαστων υλών Εξάλειψη της ανάγκης για διαχωρισµό κατά την ανακύκλωση καθώς µπορούν να αλεθούν ή λιωθούν ταυτόχρονα 15

16 Σχεδιάζοντας για το περιβάλλον Χαρακτηριστικός Πίνακας Οδηγιών για τη ΧΡΗΣΗ ΥΛΙΚΩΝ Οδηγίες Ελαχιστοποίηση χρήσης διαφορετικών υλικών Χρήση ανακυκλωµένων υλικών Χρήση υλικών που µπορούν να ανακυκλωθούν (χωρίς πρόσθετα) Αποφυγή χρήσης σύνθετων υλικών Επικίνδυνα υλικά κατασκευής θα πρέπει να σηµειώνονται (mark) και να αποµακρύνονται από το προϊόν Λόγος Απλουστεύει τη διαδικασία ανακύκλωσης Αυξάνει την ζήτηση τέτοιων υλικών Ελαχιστοποίηση των τελικών αποβλήτων, αύξηση της αξίας του προϊόντος στο τέλος του κύκλου ζωής του Μη οµοιογενή υλικά, δεν ανακυκλώνονται Ταχεία εξάλειψη εξαρτηµάτων αρνητικής αξίας 16

17 Σχεδιάζοντας για το περιβάλλον Χαρακτηριστικός Πίνακας Οδηγιών για ΣΥΝΑΡΜΟΛΟΓΗΣΗ ΕΞΑΡΤΗΜΑΤΩΝ Οδηγίες Ελαχιστοποίηση των µέσων σύνδεσης (π.χ. βίδες) εξαρτηµάτων Μείωση διαφορετικών εργαλείων αποσύνδεσης εξαρτηµάτων Τα σηµεία σύνδεσης θα πρέπει να είναι εύκολα προσβάσιµα Χρήση ιδίου υλικού µέσου σύνδεσης µε εκείνο των εξαρτηµάτων Εξάλειψη χρήσης κόλλας εκτός και εάν είναι συµβατή µε τα εξαρτήµατα προς σύνδεση Ελαχιστοποίηση του αριθµού και του µήκους καλωδίων Σύνδεσµοι µπορεί να σχεδιάζονται έτσι ώστε να σπάζουν εύκολα Λόγος Ο περισσότερος χρόνος κατά την αποσυναρµολόγηση καταναλώνεται για την αποµάκρυνση των µέσων αυτών Εξοικονόµηση χρόνου κατά την αποσυναρµολόγηση Περιττές κινήσεις αυξάνουν τον χρόνο αποσυναρµολόγησης εν απαιτείται αποσυναρµολόγηση Μόλυνση εξαρτηµάτων προς ανακύκλωση από τη κόλλα Ευλύγιστα στοιχεία αυξάνουν τον χρόνο αποµάκρυνσης Η θραύση επιταχύνει τη διαδικασία της αποσυναρµολόγησης 17

Παράδειγµα: BMW Η Γερµανική «πράσινη» νοµοθεσία καθιστά τους κατασκευαστές υπεύθυνους για τον συνολικό κύκλο ζωής των προϊόντων που παράγουν.

18 Παράδειγµα: BMW Η Γερµανική «πράσινη» νοµοθεσία καθιστά τους κατασκευαστές υπεύθυνους για τον συνολικό κύκλο ζωής των προϊόντων που παράγουν. Η BMW σχεδιάζει τα αυτοκίνητά της έτσι ώστε τα εξαρτήµατα αυτών να είναι ανακυκλώσιµα (επαναχρησιµοποίηση υλικών ή ανά-σχεδιασµός για επαναχρησιµοποίηση) Εύκολη αποσυναρµολόγηση και χρήση διακριτών εξαρτηµάτων, «καθαρά» υλικά (χωρίς χρήση βαφής ή κόλλας) 3-Series coupe: το 81% του αυτοκινήτου µπορεί να ανακυκλωθεί Ίδρυση σηµείων ανακύκλωσης εξαρτηµάτων σε Γερµανία, Ευρώπη και Αµερική Πηγή: Internet 18

ζωής: 2-3 χρήσεις) Αντικατάσταση χάρτινων αυλακωτών κουτιών µε πλαστικά Η Chrysler έχει περιορίσει τη

19 Παράδειγµα: Chrysler Επαναχρησιµοποίηση συσκευασιών και κουτιών µεταφοράς (containers) εξαρτηµάτων Χρησιµοποίηση ανακυκλωµένων πλαστικών παλετών (διάρκεια ζωής: χρήσεις) αντί για ξύλινες (διάρκεια ζωής: 2-3 χρήσεις) Αντικατάσταση χάρτινων αυλακωτών κουτιών µε πλαστικά Η Chrysler έχει περιορίσει τη χρήση προϊόντων συσκευασίας και µεταφοράς (containers) κατά 55% Στόχος της εταιρείας: µείωση στο 95% Πηγή: Internet 19

20 Παράδειγµα: 3Μ Μία παραγωγική µονάδα της 3M: ανέπτυξε ένα νέο προϊόν από τις προς απόθεση χηµικές ουσίες που προέρχονταν από τη διαδικασία παραγωγής ενός άλλου προϊόντος. Το νέο αυτό προϊόν χρησιµοποιείται για τον περιορισµό και απορρόφηση επικίνδυνων ουσιών µόλυνσης του εδάφους. Επίσης, σε άλλη µονάδα της: Η χρήση ρητίνης στην παραγωγική διαδικασία υπό µορφή σπρέι είχε ως αποτέλεσµα την χρήση 500,000 pounds επιπλέον υλικού το χρόνο Η εγκατάσταση και χρήση νέου εξοπλισµού περιόρισε σηµαντικά την κατανάλωση και διαφυγή της επιπλέον ρητίνης Ανασχεδιασµός του προϊόντος περιόρισε την απαιτούµενη ποσότητα ρητίνης 20

21 Παράδειγµα: Microsoft Windows 2001 για Macintosh Υπολογιστές MS Office 98 for Mac Πηγή: Internet MS Office 2001 for Mac Πηγή: Internet 21

22 Παράδειγµα: Microsoft Windows 2001 για Macintosh Υπολογιστές 1/10 th του βάρους της συσκευασίας των Office 98. Επαναχρησιµοποιήσιµη θήκη συσκευασίας, δυνατή η αποθήκευση έως και 10 άλλων CDs. Εγχειρίδιο προγράµµατος περιορίστηκε σε λίγες σελίδες, διάθεση πλήρους εγχειριδίου on line. Αύξηση µεταφερόµενων µονάδων ανά µέσο µεταφοράς µείωση εκποµπών µέσων µεταφοράς. Μείωση τέλους συσκευασίας στη Γερµανία: cents/µονάδα 6.5 cents/µονάδα Συµµόρφωση µε EU standards. Απονοµή χρυσού µεταλλίου στο 2001 Industrial Design Excellence Awards (IDEA). 22

23 Ασκήσεις Ενότητας 1. Οι φοιτητές θα πρέπει να µελετήσουν την Μελέτη Περίπτωσης «Design for Environment: A Case Study of the Power Mac G4 Desktop Computer και να απαντήσουν στα ερωτήµατα που θα τους ανακοινωθούν στην τάξη. 23

24 Βιβλιογραφία Ενότητας 1. Otto K., Wood K. Product Design, Prentice Hall,

Σχετικά έγγραφα

ΘΕ15: ΣΧΕ ΙΑΖΟΝΤΑΣ ΓΙΑ ΤΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ. Εισαγωγή. Εισαγωγή. Τοθέλουµεαυτό? : ήαυτό? : Πηγή: Internet

ΘΕ15: ΣΧΕ ΙΑΖΟΝΤΑΣ ΓΙΑ ΤΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ 1 Εισαγωγή Τοθέλουµεαυτό? : 2 Εισαγωγή ήαυτό? : 3 1 Εισαγωγή Περιβαλλοντική Κρίση Αύξηση της θερµοκρασίας Καταστροφήόζοντος Όξινηβροχή Αποψίλωσηδασών Εντοµοκτόνα Αυτοκίνητα