DE19722741B4 - Vorrichtung zur Abschätzung der Belastung, welche industrielle Produkte für die Umwelt darstellen - Google Patents

Vorrichtung zur Abschätzung der Belastung, welche industrielle Produkte für die Umwelt darstellen Download PDF

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Abstract

Vorrichtung zur Beurteilung der Belastung, die industrielle Produkte für die Umwelt darstellen, auf der Grundlage der Menge an die Umwelt belastenden Emissionsfaktoren, basierend auf einer Umweltbelastungsgleichung, die modelliert ist für die Lebensdauer des Produkts einschließlich Erzeugung, Benutzung, Abfallbehandlung und Recycling unter Einbeziehen von Umwandlungskoeffizienten zur Umwandlung der Mengen an Material und Energie, die bei der Herstellung, Benutzung, Abfallbehandlung, und beim Recycling des Produkts verbraucht werden, durch Einsetzen der Mengen an Material und Energie, die zugeführt werden, und der Umwandlungskoeffizienten entsprechend den Mengen, in die Umweltbelastungsgleichungen zum Berechnen des Umfangs an Umweltbelastungsfaktoren,
gekennzeichnet durch das Umfassen:
eines Umweltbelastungsgleichungsspeicherabschnitts (22, 39), der auf mindestens zwei Stufen (S1, S2, S3, S4, S5, S6) modellierte Umweltbelastungsgleichungen speichert, in die die Lebensdauer des Produkts aufgeteilt ist einschließlich mindestens einer Stufe (S1, S2, S3, S4), in welcher ein Produkt erzeugt und benutzt wird, und mindestens einer Stufe (S5, S6) der Abfallbehandlung und des Recyclings;...

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Beurteilungsvorrichtung für die Umweltbelastung, welche einfach die Umweltbelastung industrieller Produkte beurteilen kann.
  • Bei der in den vergangenen Jahren zugenommenen erhöhten Befürchtung der Öffentlichkeit in Bezug auf Umweltprobleme wurden nicht nur die Auswirkungen von Fabrikproduktionsaktivitäten auf die Umgebung berücksichtigt, sondern wurde auch eine Verringerung der Belastung gefordert, welche Produkte für die Umwelt darstellten. In diesem Zusammenhang hat die Lebensdauerbeurteilung (LCA) Aufmerksamkeit erregt. Die LCA stellt die Vorgehensweise der Untersuchung und Bewertung der Belastung dar, welche ein Produkt für die Umwelt darstellt, über seine gesamte Lebensdauer, sowie die Verbesserung des Produktes, um die Umweltbelastung zu verringern.
  • LCA dient daher zur Erfassung und Beurteilung einer Umweltbelastung über den gesamten Lebensdauerzyklus eines Produkts (Materialbeschaffung → Produktion → Verteilung → Benutzung → Entsorgung/Recyceln).
  • Die LCA zeichnet sich dadurch aus, daß die Qualität eines Produkts über seine gesamte Lebensdauer zusammenfassend bewertet wird, nicht nur teilweise, und quantitativ Belastungen erfaßt werden, einschließlich der Luftverschmutzung, der Ressourceneffizienz, und des Ausmaßes an Abfall, und die quantitativen Daten für wissenschaftliche oder Wirksamkeitsverbesserungen gut genutzt werden können.
  • Ein LCA Verfahren wurde beispielsweise in der japanischen Patentanmeldung Kokai Veröffentlichung Nr. 7-311760 beschrieben. Das Verfahren zur Beurteilung einer Umweltbelastung in dieser Veröffentlichung verwendet die Vorgehensweise der Ausbildung einer detaillierten Baumstruktur, welche den Vorgang der Herstellung eines zu bewertenden Produkts betrifft, und den Vorgang der Entsorgung des Produkts, wodurch die Umweltbelastung bei sämtlichen derartigen Vorgängen verdeutlicht wird.
  • Ein derartiges Beurteilungsverfahren weist jedoch folgende Schwierigkeiten auf:
    • (1) Die Beurteilung ist nicht fertig, bis die Vorgänge im einzelnen über die gesamte Lebensdauer des Produkts untersucht wurden, so daß die Beurteilung der Art eines Produktes enorme Zeitaufwendungen und viel Arbeit erfordert.
    • (2) Die Einführung des Systems erfordert Investitionen in großem Ausmaß. Konstrukteure müssen erhebliche Versuche unternehmen, um mit dem System fertig zu werden.
  • Wird die LCA eingeführt und die Umweltbelastung beurteilt, so ist insbesondere dann eine schnelle, einfache Beurteilung erforderlich, wenn die Lebensdauer eines Produkts bewertet wird, dessen Entwicklungszeit kurz ist, beispielsweise von Elektrogeräten. Konventionelle Vorgehensweisen können diese Anforderung nicht erfüllen.
  • Es wird als wesentlich angesehen, die Umweltbelastung in Bezug auf das Produkt über den gesamten Lebenszyklus zu bewerten, der von der Produktionsstufe zur Abfallbehandlungsstufe oder Recyclingstufe reicht, nachdem die Nutzdauer des Produkts abgelaufen ist. Daher wurde das Beurteilungsverfahren untersucht. Im Falle der Beurteilung einer Umweltbelastung durch konventionelle Vorgehensweisen wird die Umweltbelastung für jedes der Bauteile untersucht, welche ein Produkt bilden, und die in jeder Stufe der Lebensdauer bewertet werden sollen, beginnend in der Materialbeschaffungsstufe. Dann werden die Bauteile einzeln kombiniert, um das Produkt auszubilden. Daraufhin wird die Umweltbelastung in jeder Stufe der Gesamtlebensdauer des Produkts untersucht. Es tritt daher das Problem auf, daß es sehr schwierig ist, das Beurteilungsverfahren bei Produkten einzusetzen, deren Lebensdauer kurz ist, und die in kurzer Zeit behandelt werden müssen, da die Beurteilung nicht fertig ist, bis die Vorgänge im einzelnen über die gesamte Lebensdauer untersucht wurden, und daher die Beurteilung der Art des Produkts enorme Zeitaufwendungen und erhebliche Arbeit erfordert, und da die Einführung des Systems Investitionen im hohen Ausmaß erfordert, und Konstrukteure erhebliche Anstrengungen unternehmen müssen, um mit dem System fertig zu werden.
  • Da die Anzahl an und Typen von Elektrogeräten enorm groß bzw. vielfältig sind, und ihr Anteil an der Umweltbelastung groß ist, ist die Beurteilung mittels LCA wichtig. Es ist erforderlich, einen Zwang auszuüben, daß die Beurteilungsergebnisse sich in tatsächlichen Verbesserungen des Produkts wiederspiegeln, durch Untersuchung, welche Umweltbelastung in welcher Stufe der Lebensdauer des Produkts vorhanden ist, was in welcher Stufe verbessert werden sollte, um die Umweltbelastung zu verringern, usw. Allerdings ist diese Vorgehensweise nicht für die Beurteilung der Lebensdauer von Produkten mit kurzer Entwicklungszeit geeignet, beispielsweise elektronischer Geräte, in der Stufe ihrer Konstruktion.
  • MIYAMATO, S.; TAMURA, T.; FUJIMOTO, J., "ECO-Fusion, integrated software for environmentally-conscious production" in "Proceedings of the 1996 IEEE International Symposium on Electronics and the Environment", ISEE-1996. Piscataway; IEEE, 6-8 Mai 1996. S. 179-184, ISBN 0-7803-2950-3, offenbart eine Vorrichtung zum Beurteilen der Belastung, die industrielle Produkte für die Umwelt darstellen, basierend auf der Menge an Emissionsfaktoren, die die Belastung für die Umwelt darstellen. Insbesondere wird ein Software-Programm beschrieben, das die Umweltbeeinträchtigung, die durch ein Produkt und seine Lebensdauer verursacht wird, abschätzt. Das Konzept der produktzentrierten Beschreibung verwendet ein Produktlistenfenster, ein Zusammensetzungsfenster und ein Lebensdauerablauffenster zum Eingeben. Die Produktzusammensetzung wird durch eine Baumstruktur und eine Produktwurzel in dem Zusammensetzungsfenster dargestellt und der Produktlebensdauerablauf wird durch eine gekoppelte Baumstruktur mit einer Produktwurzel im Lebensdauerablauffenster dargestellt. Eine objektorientierte Produktdatenbank ermöglicht effizientes Speichern der Zusammenhänge zwischen im Eingabeabschnitt eingerichteten Komponenten und Prozessen. Drei Umweltbeurteilungseinheiten, nämlich eine Umgebungsproduktbeurteilungseinheit, eine LCA-Einheit und eine Montage/Demontage-Ermittlungseinheit sind offenbart. In der Umgebungsproduktbeurteilungseinheit wird ein Produkt mit einem Referenzprodukt unter Verwendung verschiedener Kriterien zum Beurteilen der gesamten Produktlebenszeit, insbesondere der Entsorgung verglichen. Die LCA-Einheit führt ein Verfahren aus, das qualitativ die Umgebungsbeeinträchtigung eines Produktes während seiner gesamten Lebensdauer beurteilt. Die Montage/Demontage-Beurteilungseinheit stellt ein Verfahren zum Unterstützen von Produktmontage und Demontage bereit durch Fokussieren auf seine Struktur. Hierzu wird ein dreidimensionales CAD-System verwendet.
  • Asbjornsen, O.A.: Quality Assurance and Control (QAC) of Uncertainty Models and Simulations of Life Cycle Assessment (LCA), "Proceedings of the 3rd International Symposium on Uncertainty Modeling and Analysis and Annual Conference of the North American Fuzzy Information Processing Society" (ISUMA-NAFIPS '95,), IEEE, 1995. Piscataway: IEEE, 1995, ISBN 0-8186-7126-2, behandelt ein Lebensdauerbeurteilungsverfahren zum Liefern einer Information in Bezug auf die Umweltbelastung, die ein Produkt und sein zugeordneter Produktionsprozess während der Lebensdauer eines solches Produktes von der "Wiege bis zur Bahre" darstellen. Zu diesem Zweck werden alle Materialkomponenten und die gesamte Energie, die zum Erzeugen einer Serie von Produkten erforderlich sind, als ein Verbrauchsvektor v berücksichtigt. Die für eine Produkteinheit über ihre gesamte Lebensdauer von der Wiege bis zur Bahre erforderliche Menge wird durch eine Verbrauchsmatrix N bestimmt, die eine Ressourceneffizienzmatrix ist, welche für den jeweiligen Verbrauchsvektor v einen Produktvektor P des Teils des jeweiligen Verbrauchsguts liefert, welches in dem Produkt verbleibt. Proportionalitätsfaktoren werden in eine Emissionsmatrix C gruppiert, die jeweilige Emissionsvektoren e in Übereinstimmung mit den Verbrauchsvektoren v liefert. Demnach liefert das vorgeschlagene Verfahren unter Verwendung der Matrix C und der Matrix N für jede Materialkomponente und jede Energie, die in ein Produkt während der Lebensdauer des Produktes eingegeben werden, eine Aufspaltung in den jeweiligen Teil, der zu dem Produkt gehört, und der zur Emission gehört. Die Grundidee des Verfahrens ist es, die für eine Produkteinheit für ihre gesamte Lebensdauer von der Wiege bis zur Bahre erforderlichen Mengen in eine Verbrauchsmatrix und eine Emissionsmatrix einzugeben.
  • Es hat ein Bedürfnis auf dem Gebiet von Produkten mit kurzer Entwicklungszeit, beispielsweise elektrischer Geräte, gegeben, ein System zu entwickeln, welches eine schnelle, einfache und effiziente Beurteilung ermöglicht, und für die Lebensdauerbeurteilung in der Konstruktionsstufe geeignet ist.
  • Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung einer Umweltbelastungsbeurteilungsvorrichtung, welche die Belastung beurteilen kann, welche ein Produkt für die Umgebung darstellt, und zwar schnell und einfach mittels LCA.
  • Um dieses Ziel zu erreichen weist die vorliegende Erfindung auf: einen Umweltbelastungsgleichungsspeicherabschnitt, welcher die Umweltbelastungsgleichungen speichert, die auf einer Stufe modelliert sind, an welcher ein Produkt hergestellt und benutzt wird, und bei einer Stufe der Abfallbehandlung und des Recyclings, wobei die Lebensdauer des Produkts in zumindest diese beiden Stufen aufgeteilt wird; einen Umwandlungskoeffizientenspeicherabschnitt, welcher Umwandlungskoeffizienten speichert, die zur Umwandlung der Mengen an Material und Energie verwendet werden, welche bei der Herstellung, der Benutzung, der Abfallbehandlung, und beim Recyceln des Produkts verbraucht werden, in das Ausmaß von Umweltbelastungsfaktoren, die als Ergebnis dieser Operationen ausgegeben werden; einen Eingangsabschnitt zur Eingabe der Mengen an Materialien und Energie, die bei der Herstellung, der Benutzung, der Abfallbehandlung, und dem Recyceln des Produkts verbraucht werden, für jede der Modellstufen; einen Berechnungsabschnitt, der das Ausmaß der Emission von Umweltbelastungsfaktoren berechnet, durch Einsetzen der Mengen an Materialien und Energie, die zugeführt wurden, und der Umwandlungskoeffizienten entsprechend den Mengen, in die Umweltbelastungsgleichungen; einen Beurteilungsabschnitt zur Beurteilung der Belastung, welche das Produkt für die Umwelt darstellt, auf der Grundlage des Berechnungsergebnisses; und einen Ausgangsabschnitt, welcher das Beurteilungsergebnis ausgibt.
  • Die vorliegende Erfindung strebt darüber hinaus an, die LCA-Untersuchung dadurch vielseitig einsetzbar zu machen, daß die Lebensdauer eines industriellen Produkts modelliert wird, und eine Umweltbelastungsgleichung aufgestellt wird. Bei der ursprünglichen LCA-Analyse oder vollständigen LCA-Analyse wird, nachdem jedes Teil der Rohmaterialien zu seinem Ursprung zurückverfolgt wurde, und soviele Stufen (Vorgänge) klargestellt wurden, wie vorhanden sind, nämlich zehntausende von Stufen insgesamt, die Eingabe/Ausgabe in jedem Schritt untersucht, die Emissionsmenge jedes Umweltbelastungsfaktors aufgenommen, beispielsweise CO2, Sox oder Nox, und die Umweltbelastung aus der Gesamtsumme bestimmt. Im Gegensatz hierzu werden gemäß der vorliegenden Erfindung die eindeutig bestimmten Stufen (beispielsweise Lastwagenverkehr in der Verteilungsstufe und die Eingangsenergie in der Abfallbehandlungsstufe) modelliert (standardisiert), wogegen verschiedene Materialien, Teile und Eingangsenergie, die nicht eindeutig bestimmt werden können, nicht bis zu ihren Ursprüngen zurückverfolgt werden, und die Umwandlungsfaktoren (Einheitsbelastungsemissionen) zitiert wurde, die auf der Grundlage verläßlicher Daten bestimmt wurden.
  • Nach einer derartigen Standardisierung ist nur der Ursprung der Einheitsbelastungsemission, die als Bezugsgröße bei der Berechnung dient, vom Gesichtspunkt der Verläßlichkeit und Transparenz her wesentlich. Daher werden bei der vorliegenden Erfindung beispielsweise die Daten in den Eingangs/Ausgangstabellen für jedes Land als verläßliche Daten verwendet. Da die Einfuhr/Ausfuhrtabellen sämtliche weitreichenden Effekte der Versorgung und des Verbrauchs einer Nation abdecken, führt die Verwendung derartiger Eingangs/Ausgangstabellen zu der Auswirkung, daß das Produkt zurück zu seinem Ursprung verfolgt wird.
  • Die Verwendung derartiger Daten und einer derartigen Modellvorstellung macht die LCA-Anaylse von Produkten einfach und leicht, was es ermöglicht, die LCA-Analyse selbst bei Elektrogeräten einzusetzen, die in einem kurzen Zeitraum entwickelt werden müssen.
  • Die Erfindung wird nachstehend anhand zeichnerisch dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert, aus welchen weitere Vorteile und Merkmale hervorgehen. Es zeigt:
  • 1 ein Verarbeitungsflußdiagramm zur Unterstützung der Erläuterung der Gesamtstruktur der Lebensdauer eines modellierten Produkts gemäß der vorliegenden Erfindung und der eingegebenen Datenposten;
  • 2 ein schematisches Blockschaltbild eines System gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 3 ein Flußdiagramm des Abfallbehandlungs- und Recyclingschrittmodells gemäß der vorliegenden Erfindung;
  • 4 ein Berechnungsformat in der Materialbeschaffungsstufe, welches bei dem System gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
  • 5 ein Berechnungsformat in der Produktionsstufe, welches bei dem System gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
  • 6 ein Berechnungsformat in der Verteilungsstufe, welches in dem System gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
  • 7 ein Berechnungsformat in der Benutzungsstufe, welches bei dem System gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
  • 8 ein Berechnungsformat in der Abfallbehandlungsstufe, welches in dem System gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
  • 9 ein Berechnungsformat in der Recyclingstufe, welches in dem System gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
  • 10A bis 10C eine Erläuterung graphischer Darstellungen, die als die Simulationsergebnisse erhalten werden, wenn die Recyclingrate geändert wird;
  • 11A und 11B die Berechnungsergebnisse eines Farbfernsehgeräts auf der Grundlage einer LCA-Analyse unter Verwendung des Systems gemäß der vorliegenden Erfindung;
  • 12A bis 12D Tortendiagrammdarstellungen des Emissionsverhältnisses von CO2, SOx und NOx, die aus den Ergebnissen einer LCA-Analyse unter Verwendung des Systems gemäß der vorliegenden Erfindung erzeugt wurden;
  • 13A und 13B Säulengraphikdarstellungen in Abhängigkeit von der Lebensdauersstufe für drei Belastungen (CO2, SOx und NOx), und graphische Darstellungen des Verhältnisses von drei Belastungen, die beide aus den Ergebnissen einer LCA-Analyse unter Verwendung des Systems gemäß der vorliegenden Erfindung erzeugt wurden;
  • 14 eine graphische Darstellung in Abhängigkeit von der Belastung des Umweltbelastungsverringerungseffekts durch Recycling, welche aus den Ergebnissen einer LCA-Analyse unter Verwendung des Systems gemäß der vorliegenden Erfindung erzeugt wurde;
  • 15 ein schematisches Blockschaltbild einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 16 ein Blockschaltbild zur Unterstützung der Erläuterung der Struktur des Übersichtsmenubildschirms und seiner Vorgänge;
  • 17 ein Beispiel für den Übersichtsmenubildschirm bei der zweiten Ausführungsform;
  • 18 ein Blockschaltbild zur Erleichterung des Verständnisses der Verarbeitung in der Materialbeschaffungsstufe bei der zweiten Ausführungsform;
  • 19 ein Beispiel für den Eingabebildschirm in der Materialbeschaffungsstufe bei der zweiten Ausführungsform;
  • 20 ein Beispiel für den Ausgabebildschirm in der Materialbeschaffungsstufe bei der zweiten Ausführungsform;
  • 21 ein Blockschaltbild zur Erleichterung des Verständnisses der Verarbeitung in der Produktsstufe bei der zweiten Ausführungsform;
  • 22 ein Beispiel für den Eingabebildschirm in der Produktsstufe bei der zweiten Ausführungsform;
  • 23 ein Beispiel für den Ausgabebildschirm in der Produktsstufe bei der zweiten Ausführungsform;
  • 24 ein Blockschaltbild zur Erleichterung des Verständnisses der Verarbeitung in der Verteilungsstufe bei der zweiten Ausführungsform;
  • 25 ein Beispiel für den Eingabebildschirm in der Verteilungsstufe bei der zweiten Ausführungsform;
  • 26 ein Beispiel für den Ausgabebildschirm in der Verteilungsstufe bei der zweiten Ausführungsform;
  • 27 ein Blockschaltbild zur Erleichterung des Verständisses der Verarbeitung in der Benutzungsstufe bei der zweiten Ausführungsform;
  • 28 ein Beispiel für den Eingabebildschirm in der Benutzungsstufe bei der zweiten Ausführungsform;
  • 29 ein Beispiel für den Eingabebildschirm in der Benutzungsstufe bei der zweiten Ausführungsform;
  • 30 ein Beispiel für den Ausgabebildschirm in der Benutzungsstufe bei der zweiten Ausführungsform;
  • 31 ein Blockschaltbild zur Erleichterung des Verständnisses der Verarbeitung in den Abfallbehandlungs/Recyclingstufen bei der zweiten Ausführungsform;
  • 32 ein Beispiel für den Eingabebildschirm in den Abfallbehandlungs/Recyclingstufen bei der zweiten Ausführungsform;
  • 33 ein Beispiel für den Rückgewinnungsrateneinstellbildschirm in den Abfallbehandlungs/Recyclingstufen bei der zweiten Ausführungsform;
  • 34 ein Beispiel für den Recyclingwiederherstellungsrateneinstellbildschirm bei den Abfallbehandlungs/Recyclingstufen bei der zweiten Ausführungsform;
  • 35 ein Beispiel für den Ausgabebildschirm bei den Abfallbehandlungs/Recyclingstufen bei der zweiten Ausführungsform;
  • 36 ein Beispiel für den Ausgabebildschirm bei den Abfallbehandlungs/Recyclingstufen bei der zweiten Ausführungsform;
  • 37 ein Blockschaltbild zur Erleichterung des Verständnisses des Vorgangs der Ausgabe der Berechnungsergebnisse über die gesamte Lebensdauer bei der zweiten Ausführungsform;
  • 38 ein Beispiel für den Ausgabebildschirm der Berechnungsergebnisse über die gesamte Lebensdauer bei der zweiten Ausführungsform;
  • 39 ein Blockschaltbild zur Erleichterung des Verständnisses des Vorgangs des Vergleichens von Modellen bei der zweiten Ausführungsform;
  • 40 ein Beispiel für den Eingabebildschirm zum Vergleich von Modellen bei der zweiten Ausführungsform;
  • 41 ein Beispiel für den Ausgabebildschirm zum Vergleich von Modellen bei der zweiten Ausführungsform;
  • 42 ein Blockschaltbild zur Erleichterung des Verständnisses des Vorgangs der Durchführung einer Einflußbeurteilung bei der zweiten Ausführungsform;
  • 43 ein Beispiel für den Eingabebildschirm für die Einflußbeurteilung bei der zweiten Ausführungsform;
  • 44 ein Beispiel für den Ausgabebildschirm für die Einflußbeurteilung unter Verwendung des Verfahrens des Japan Ecolife Center bei der zweiten Ausführungsform;
  • 45 ein Beispiel für den Ausgabebildschirm für die Einflußbeurteilung unter Verwendung des Öko-Indikatorverfahrens bei der zweiten Ausführungsform;
  • 46 ein Beispiel für den Ausgabebildschirm für die Einflußbeurteilung unter Verwendung des Öko-Punktverfahrens bei der zweiten Ausführungsform; und
  • 47 ein Blockschaltbild zur Erleichterung des Verständnisses einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Nachstehend werden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen Ausführungsformen einer Umweltbelastungsbeurteilungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung erläutert.
  • (ERSTE AUSFÜHRUNGSFORM)
  • 1 zeigt einen Verarbeitungsflußablauf einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Bei einer Umweltbelastungsbeurteilungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform ist die Lebensdauer eines Produkts in Stufen S1 bis S6 unterteilt, wie in 1 gezeigt ist, wird die Belastung des Produkts für die Umwelt stufenweise bewertet, und wird die Belastung, welche das Produkt für die Umwelt darstellt, während seiner gesamten Lebensdauer dadurch bewertet, daß die Ergebnisse jeder Stufe addiert werden.
  • Im einzelnen ist bei dieser Umweltbelastungsbeurteilungsvorrichtung die Lebensdauer eines Produkts in eine Lebensstufe S1 der Materialbeschaffung aufgeteilt, eine Lebensstufe S2 der Herstellung, eine Lebensstufe S3 der Verteilung, eine Lebensstufe S4, in welcher die Benutzer das Produkt nutzen, in eine Lebensstufe S5 der Abfallbehandlung nach Ablauf der Nutzdauer des Produkts, und in eine Lebensstufe S6 des Recyclings von Abfallprodukten. Der Grund dafür, daß die Recyclingstufe berücksichtigt wird, besteht darin, daß die recycelten Materialien erneut als Rohmaterialien in der Materialbeschaffungsstufe zur Verfügung gestellt werden.
  • Durch die vorliegende Erfindung wird jede Lebensstufe vom Gesichtspunkt der Umweltbelastungen her untersucht, und erfolgt auf der Grundlage des Untersuchungsergebnisses die Aufstellung eines Modells, und dann wird eine Umweltbelastungsgleichung als Standardmodell aufgestellt, um die Belastung zu bestimmen, welche das Produkt für die Umwelt in jeder Stufe darstellt. In jeder Stufe werden die Werte, die jeweils für jedes der Bauteile und Materialien des Produkts bestimmt werden, in die Umweltbelastungsgleichung eingesetzt, um die Umweltbelastung des gewünschten Produkts zu bestimmen. Einheitsbelastungsemissionen, die von Eingangs/Ausgangstabellen erhalten werden, welche sehr verläßliche statistische Datenposten enthalten, werden als die Werte verwendet, die jeweils für jedes der Bauteile und Materialien des Produkts bestimmt werden. Sobald die Umweltbelastung in jeder Stufe ermittelt wurde, kann die Umweltbelastung des Produkts über seine Lebensdauer auf der Grundlage der Summe der Emissionen von Umweltbelastungsfaktoren in jeder Lebensstufe beurteilt werden.
  • Die Einheitsbelastungsemission wird als das Ausmaß der Emission eines Faktors (beispielsweise CO2, SOx und NOx) definiert, der eine Belastung auf die Umwelt ausübt, pro Einheit eines Eingangsmaterials. Die Einheitsbelastungsemission ist daher definiert als Emissionsmenge eines Umweltbelastungsfaktors pro Gramm Metall oder Kunststoff, pro m2 für Papier, und pro KWh für elektrische Energie. Prinzipiell kann die Emissionsmenge dadurch berechnet werden, daß die Einheitsbelastungsemission mit der Menge (der Benutzung) des Eingangsmaterials multipliziert wird. Wenn daher die Einheitsbelastungsemission vorher für jedes von verschiedenen Materialien erhalten wird, kann sie als Umwandlungsfaktor verwendet werden, welcher es ermöglicht, daß die Benutzungseinheit (beispielsweise g) jedes Materials in die Menge (g) der Emission von CO2, (SOx oder NOx) umgewandelt werden kann.
  • Nachstehend wird dies im einzelnen erläutert.
  • 1 zeigt Lebensstufen S1 bis S6 und die Datenposten, welche in die Formate (Umweltbelastungsgleichungen) eingesetzt werden, die zur Berechnung der Umweltbelastung in jeder Stufe verwendet werden. Durch Einsetzen der verwendeten Materialien oder emittierten Materialien in den einzelnen Datenposten, zusammen mit den Einheitsbelastungsemissionen, in die Umweltbelastungsgleichungen, wird das Ausmaß der Emission von CO2 (Kohlendioxid), jenes der Emission von SOx (Schwefeloxid), und jenes der Emission von NOx (Stickoxide) berechnet, welche Umweltbelastungsfaktoren darstellen.
  • Nachstehend werden die einzelnen Stufen, nämlich [1] die Materialbeschaffungsstufe (S1), [2] die Produktsstufe (S2), [3] die Verteilungsstufe (S3), [4] die Benutzungsstufe (S4), [5] die Abfallbehandlungsstufe (S5), und [6] die Recyclingstufe (S6) erläutert, in dieser Reihenfolge, auf der Grundlage des Konzepts und des Berechnungsverfahrens.
  • Die vorliegende Erfindung strebt an, bestimmte Abläufe ( 1 und 3) zu erstellen, um die Lebensdauer eines Produkts darzustellen. Bei einer konventionellen LCA-Analyse wird, nachdem jedes Rohmaterial zu seinem Ursprung zurückverfolgt wurde, und wenn es so viele Schritte (Prozesse) gibt, insgesamt zehntausende vorliegeder Stufen klargestellt wurden, die Eingabe/Ausgabe in jedem Schritt untersucht, die Emissionsmenge jedes typischer Umweltgifte, einschließlich CO2, SOx und NOx aufgenommen, und die Umweltbelastung aus der Gesamtsumme bestimmt.
  • Mit der vorliegenden Erfindung werden jedoch die eindeutig festgelegten Schritte (beispielsweise der Lastkraftwagenverkehr in der Verteilungsstufe und die Eingangsenergie in der Abfallbehandlungsstufe) modelliert (standardisiert oder vielseitig einsetzbar ausgebildet), wogegen verschiedene Materialien, Teile und Eingangsenergie, die nicht eindeutig bestimmt werden können, nicht zu ihren Ursprüngen zurückverfolgt werden, und die Emissionsmenge an Umweltbelastungfaktoren dadurch erhalten wird, daß die Einheitsbelastungsemissionen verwendet werden, die aus verläßlichen Daten erhalten werden.
  • Nach einer derartigen Standardisierung ist nur der Ursprung der Einheitsbelastungsemission wesentlich in Bezug auf die Verläßlichkeit und Transparenz der Daten.
  • Die Daten in den Eingangs-Ausgangs-Tabellen werden beispielsweise als verläßliche Daten verwendet. Da die Eingangs-Ausgangs-Tabellen sämtliche weitreichenden Auswirkungen von Angebot und Nachfrage einer Nation abdecken, führt die Verwendung der Eingangs-Ausgangs-Tabellen zu der Auswirkung, daß das Produkt zu seinem Ursprung zurückverfolgt wird. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die Verwendung der Daten in den Eingangs-Ausgangs-Tabellen als verläßliche Daten beschränkt. Wenn beispielsweise Einheitsbelastungsemissionen in der Industrie standardisiert sind, können diese stattdessen verwendet werden.
  • Die Eingangs-Ausgangs-Tabellen stellen das statistische Material dar, welche das Büro des Premierministers alle fünf Jahre ausgibt. Die Eingangs-Ausgangs-Tabellen stellen die Übertragung (Angebot und Nachfrage) von Geld zwischen den industriellen Sektoren einer Nation in Matrixform dar. Mit den Eingangs-Ausgangs-Tabellen kann, um 1 g Stahl zu erzeugen, das Ausmaß des Angebots in Form des Wertes einiger Yen von Reis, des Wertes einiger Yen einer Maschine, des Wertes einiger Yen für den Transport, des Wertes einiger Yen von Öl, und des Wertes einiger Yen elektrischer Energie berechnet werden. Die berechneten Ergebnisse decken sämtliche weitreichenden Auswirkungen in der Nation ab, was zu dem Effekt führt, daß die Materialien zu ihren Ursprüngen zurückverfolgt werden.
  • Für das Ausmaß der CO2-Emission kann der Ursprung von CO2 (dessen Molekulargewicht 44 beträgt) dadurch erfaßt werden, daß ermittelt wird, wieviel fossiler Brennstoff geliefert wurde, um das Material (beispielsweise Eisen) zu erzeugen. Genauer gesagt wird die Verwendung von sechs Arten von Brennstoff (Kohle, Rohöl, Erdgas, petrochemische Erzeugnisse, kohlenstoffchemische Erzeugnisse, und Stadtgas) ermittelt, und mit dem jeweiligen Kohlenstoffgehalt multipliziert, wodurch CO2 berechnet wird (ein Molekulargewicht von 44/12tel multipliziert wird), wenn man berücksichtigt, daß der gesamte Kohlenstoffanteil (dessen Molekulargewicht 12 beträgt) bei der Verbrennung verbraucht wurde.
  • [1] Materialbeschaffungsstufe (S1)
  • 4 zeigt ein Format für ein Beispiel der Umweltbelastungsgleichung in der Materialbeschaffungsstufe.
  • Bei diesem Format werden die Materialkategorien in der Richtung der Zeile aufgeführt, und werden die Namen (Teilname 1, Teilname 2, ...) von Bauteilen eines Produkts in Spaltenrichtung eingegeben. In den Leerräumen wird die Verwendung jedes relevanten Materials für jedes Teil einzeln eingegeben.
  • Rechts von der Bauteilspalte ist die Summe der Nutzung jedes verwendeten Materials gezeigt. Durch Multiplizieren der Nutzung mit der Einheitsbelastungsemission in der Spalte auf der rechten Seite der Summenspalte, wird die Emissionsmenge der Umweltbelastungsfaktoren (CO2, SOx, NOx) für jedes Material erhalten.
  • Einige mehrere zehn Posten in den 187 Kategorien in den Eingangs-Ausgangs-Tabellen werden als die Materialkategorien verwendet.
  • Was darausfolgend erhalten wird, wird als die Einheitsbelastungsemission für jedes Material verwendet. Die Verwendung von sechs Arten fossiler Brennstoffe (Kohle, Rohöl, Erdgas, petrochemische Produkte, carbochemische Produkte, und Stadtgas), welche die Emissionsquellen von Umweltbelastungsfaktoren (einschließlich CO2, Sox und Nox) darstellen, wird bestimmt. Unter Verwendung der Eingangs-Ausgangs-Tabelle und der Eingangskoeffiziententabelle wird dann eine inverse Matrix für die sechs Arten an fossilen Brennstoffen berechnet, wodurch die Summe der Mengen an CO2 (Umweltbelastungfaktor) herausgefunden wird, welche die sechs Arten emittieren. Die Menge an CO2 ist die Einheits-CO2-Emission pro Einheit des Materials.
  • Die Einheits-SOx-Emission und die Einheits-NOx-Emission (andere Umweltbelastungsfaktoren) können unter Verwendung der bereits ermittelten Einheits-CO2-Emission festgestellt werden. Genauer gesagt werden Einheits-SOx-Emissionen und Einheits-NOx-Emissionen für jede der sechs Arten von Brennstoff aus statistischen Daten zitiert. Die Summe der Produkte der Einheits-CO2-Emission für die sechs Arten an Brennstoff, multipliziert mit SOx/CO2 oder mit NOx/CO2 stellt die Einheits-SOx-Emission bzw. die Einheits-NOx-Emission dar.
  • [2] Produktionsstufe
  • 5 zeigt ein Berechnungsformat in der Produktionsstufe. Verschiedene Arten an Energie, einschließlich Elektrizität, Gas, und Wasser, die pro zu untersuchendes Produkt zugeführt werden, und Sekundärmaterialien werden eingegeben. Wenn es schwierig ist, die Menge dieser Typen an Energie zu bestimmen, die pro zu untersuchendes Produkt zugeführt werden, da die Produktionsenergie beinahe proportional zu den Produktionskosten ist, stellt der Quotient der Gesamtnutzung jeder Art von Energie in einer Fabrik, geteilt durch das Verhältnis der Summe der Schifftransporte pro zu untersuchendes Produkt, zur Gesamtsumme der Schifftransporte, die Energiemenge dar, die pro zu untersuchendes Produkt zugeführt wird.
  • Die Einheitsbelastungsemission für die Produktionsenergie wird dadurch berechnet, daß eine inverse Matrix verwendet wird, auf der Grundlage der Eingangs-Ausgangs-Tabelle wie in [1] (Materialbeschaffungsstufe).
  • Genauer gesagt wird aus den Eingangs-Ausgangs-Tabellen die Menge der sechs Arten fossiler Brennstoffe (Kohle, Rohöl, Erdgas, petrochemische Produkte, carbochemische Produkte, und Stadtgas) bestimmt, die zur Erzeugung jeder Art von Energie verwendet wird. Unter Verwendung der Eingangs-Ausgangs-Tabellen-Eingangskoeffiziententabelle wird dann eine inverse Matrix für die sechs Arten fossiler Brennstoffe berechnet, wodurch die Summe der Mengen der Umweltbelastungsfaktoren (CO2, SOx und NOx) ermittelt wird, die von den sechs Arten fossiler Brennstoffe emittiert werden. Die Menge des Umweltbelastungsfaktors stellt die Einheitsbelastungsemission pro Einheitsenergie dar.
  • [3] Verteilungsstufe (S3)
  • 6 zeigt ein Berechnungsformat in der Verteilungsstufe. Als Emissionsquelle bei der Verteilung wird berücksichtigt, daß die Emission von Kraftstoff (Leichtöl) für Transportlastkraftwagen stammt. Im Falle von Elektrogeräten werden LKWs von zehn Tonnen dazu verwendet, diese von einer Fabrik zu Großhändlern oder Niederlassungen zu transportieren, die über das Land verteilt sind, und dann werden Zwei-Tonnen-LKWs dazu verwendet, sie von den Niederlassungen zu Einzelhändlern zu transportieren. Die Anzahl an Einheiten der Produkte, die analysiert werden sollen, deren Verpackungskapazität oder Lastvolumen bestimmt wurde, wird eingegeben, und die Produkte werden auf jeden LKW verteilt.
  • Die Produkte der Entfernung von der Fabrik zu jedem Geschäft, multipliziert mit dem Verteilungsverhältnis der Niederlassung zu sämtlichen Niederlassungen, werden für sämtliche Niederlassungen aufsummmiert. Die so erhaltene Summe der Produkte wird als die mittlere Transportentfernung von der Fabrik zu den Niederlassungen eingegeben. Da es schwierig ist, die Transportentfernung von den Niederlassungen zu den Geschäften zu bestimmen, wird angenommen, daß die Transportentfernung im Mittel 20 km beträgt.
  • Das Berechnungsergebnis wird als mittlere Transportentfernung elektrischer Geräte angesehen. Das Produkt der mittleren Transportentfernung, multipliziert pro Einheits-CO2, SOx- und NOx-Emissionen pro Einheitsgesamtentfernung [km] von Lastkraftwagen stellt die Emissionsmenge in der Verteilungsstufe dar. Die Einheitsbelastungsemission wird aus dem statistischen Material bestimmt.
  • [4] Benutzungsstufe (S4)
  • 7 zeigt ein Berechnungsformat in der Benutzungsstufe. Die Nutzung und die Häufigkeit der Nutzung von Eingangsmaterialien, einschließlich Elektrizität, Wasser, und Papier, und jene der Energie in der Benutzungsstufe pro Produkt, sowie die mittlere Nutzungsdauer des Produkts, werden eingegeben, wodurch die Gesamtnutzung über die Lebensdauer des Produkts berechnet wird.
  • Die Einheitslastimmission wird unter Verwendung einer inversen Matrix auf der Grundlage der Eingangs-Ausgangs-Tabellen berechnet.
  • [5][6] Abfallsbehandlungs- und Recyclingstufen (S5, S6)
  • 8 ist ein Berechnungsformat in der Abfallbehandlungsstufe. 9 ist ein Berechnungsformat in der Recyclingstufe. Im Falle der Untersuchung eines bestimmten Elektrogeräts wird ein Modellfluß der Abfallbehandlungs-/Recyclingstufen eines Produkts auf der Grundlage von Statistiken des Absatzes von Elektrogeräten in den amtlich benannten Städten in Japan aufgestellt. Aus dem Modellfluß auf der Grundlage der Verteilungsstatistik kann die Emissionsmenge in Bezug auf jede Art von Betriebsenergie berechnet werden.
  • 3 zeigt den Modellablauffluß in den Abfallbehandlungs- und Recyclingstufen sowie die Berechnungsbedingungen bei der vorliegenden Ausführungsform.
  • Zuerst werden verbrauchte Elektrogeräte von einem Sammler gesammelt, der sie einer Zwischenbehandlungsstufe zuführt. Die Emission von Umweltbelastungfaktoren in dieser Stufe rührt von dem Kraftstoffverbrauch und den vom Auspuff abgegebenen Stoffen der Lastkraftwagen-Transportvorrichtungen her. In dem Zwischenbehandlungsschritt wird das Produkt zerlegt in Recyclingmaterialien und nicht recyclbare Materialien. Die Emission des Umweltbelastungsfaktors liegt an der für die Verarbeitung benötigten Energie.
  • Die Recyclingmaterialien umfassen Eisen, Kupfer, Aluminium, Papier, Wellpappe und Glas. Diese Recyclingmaterialien werden von Transportvorrichtungen zu Recyclingeinrichtungen befördert. Auch zu diesem Zeitpunkt wird die Emission von Umweltbelastungsfaktoren berücksichtigt, die von den Transportvorrichtungen herrührt. In den Recyclingeinrichtungen wird die Rate, zu welcher die recycleden Materialien erneut als Rohmaterialien für Produkte verwendet werden, also die Wiederherstellungsrate, berücksichtigt. Da die erneut benutzten Rohmaterialien dazu beitragen, daß die Umweltbelastungfaktoren in der Materialbeschaffungsstufe S1 verringert werden, sind sie mit negativem Vorzeichen angegeben.
  • Bei tatsächlichen Berechnungen wird die Menge, die in der Materialbeschaffungsstufe verwendet wird, direkt als die Eingangsmenge jedes Recyclingmaterials verwendet. Das Ausmaß der Verringerung infolge des Recyclens ergibt sich durch Multiplikation der Eingangsmenge mit der Rückgewinnungsmenge und der Rückgewinnungsrate. Die so erhaltenen Verringerungsbeträge werden mit den Einheitslastemissionen multipliziert, wodurch die Mengen an Umweltbelastungsfaktoren mit negativem Vorzeichen festgelegt werden.
  • Jede Rückgewinnungsrate und Energierückgewinnungsrate weist Anfangswerte auf, die aus der geeigneten Literatur erhalten werden. Wenn die Rückgewinnungsrate beispielsweise frei wählbar geändert wird, kann die entsprechende Umweltbelastung simuliert werden.
  • Die Emissionsmenge von Umweltbelastungsfaktoren, die von den Transportvorrichtungen herrühren, und die Umweltbelastungsfaktoren, die beim Wegwerfen von Materialien abgesehen von den Recyclingmaterialien emittiert werden, werden bei dem in 8 gezeigten Format als positive Faktoren berechnet.
  • Bislang wurde das Konzept des grundlegenden Modells zur Berechnung von Umweltbelastungen in jeder Lebensdauerstufe des Lebensdauerzyklus von Produkten erläutert. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist das System so wie in 2 gezeigt aufgebaut, um einen LCA-Analysevorgang durchzuführen.
  • In 2 bezeichnet das Bezugszeichen 21 einen Eingangsabschnitt, 22 einen Verarbeitungsabschnitt, 23 einen Ausgabeabschnitt und 24 ein externes Speichergerät. Der Eingangsabschnitt 21 wird zur Eingabe der erforderlichen Information verwendet. Bei dem Verarbeitungsabschnitt 22 werden die Umweltbelastungsgleichungen bei den einzelnen, voranstehend erwähnten Stufen als Modelle erstellt. Die Umweltbelastungsgleichungen haben die Aufgabe, die erforderlichen Elemente unter Verwendung der Einheitslastemissionen zu berechnen, die aus der Eingangs-Ausgangs-Tabelleninformation erhalten werden. Der Verarbeitungsabschnitt 22 hat die Informationshaltefunktion, Teile der erforderlichen Information zu speichern, einschließlich der getrennten Bauteile der zu bewertenden Produkte, die für die Berechnung in jeder Stufe nötig sind, der Materialien für die Teile, der Verwendung der Teile, der Herstellungsenergie (beispielsweise Elektrizität, Wasser, Gas, petrochemische Produkte), der Verbrennungsrate, und der Einfüllrate, wobei diese sämtlich durch den Benutzer von dem Eingangsabschnitt 21 aus eingegeben werden. Der Verarbeitungsabschnitt hat auch die Funktion der grafischen Verarbeitung der verschiedenen Arten von Informationen, die durch Berechnungen erhalten werden.
  • Weiterhin hat der Verarbeitungsabschnitt 22 die Funktion, verschiedene Bildschirmansichten auf dem Ausgangsabschnitt 23 erscheinen zu lassen, wobei die verschiedenen Bildschirme einen Eingabebildschirm für erforderliche Posten umfassen, einen Editierbildschirm, und einen Menübildschirm, welche den Benutzer darin unterstützen, die erforderlichen Datenposten für die Berechnung von Umweltbelastungen einzugeben.
  • Der Ausgangsabschnitt 23 zeigt verschiedene Bildschirminhalte an, die nach der Verarbeitung durch den Verarbeitungsabschnitt 22 erhalten werden. Im allgemeinen entspricht der Ausgangsabschnitt einem Anzeigegerät. Neben einem Anzeigegerät kann der Ausgangsabschnitt 23 auch ein Ausgabegerät für dauerhafte Kopien sein, beispielsweise ein Drucker, oder eine Kombination eines Geräts für dauerhafte Kopien und eine Anzeige. Das externe Speichergerät 24 ist ein Speichergerät mit hoher Kapazität, beispielsweise eine Festplatte oder eine optische Diskette, welches die erforderlichen Informationen und die Verarbeitungsergebnisse speichert.
  • Wenn bei dem so aufgebauten System der Benutzer einen Untersuchungsstartbefehl von dem Eingangsabschnitt 21 an den Verarbeitungsabschnitt 22 eingibt, fordert der Verarbeitungsabschnitt 22 den Benutzer auf, festzulegen, welches Produkt untersucht werden soll. Dann gibt der Benutzer den Namen eines zu untersuchenden Produkts über den Eingabeabschnitt 21 ein.
  • Entsprechend dem Namen oder der Bezeichnung des Produkts wählt der Verarbeitungsabschnitt 22 die erforderliche Information, welche das betreffende Produkt betrifft, aus den Eingangs-Ausgangs-Tabellen aus. Dann zwingt der Verarbeitungsabschnitt den Bildschirm dazu, den Benutzer aufzufordern, die für die Berechnungen erforderlichen Daten einzugeben, die auf dem Ausgabeabschnitt 23 auftauchen, entsprechend jeder Lebensstufe. Entsprechend dieser Aufforderung gibt der Benutzer die Daten, die für die Untersuchung des zu untersuchenden Produkts erforderlich sind, durch den Eingabeabschnitt 21 ein.
  • Beispielsweise gibt in der Materialbeschaffungsstufe der Benutzer die Materialien der Bauteile pro Produkt und die Verwendung der Materialien pro Produkt ein.
  • Für die anderen erforderlichen Datenposten in jeder Lebensstufe wählt der Verarbeitungsabschnitt 22 diese automatisch in den Eingangs-Ausgangs-Tabellen aus und zieht diese ab, wobei die anderen erforderlichen Datenposten den Verbrauch von sechs Arten von Brennstoff (Kohle, Rohöl, Erdgas, petrochemische Produkte, carbochemische Produkte, und Stadtgas) in der Materialbeschaffungsstufe umfassen, die erforderliche Herstellungsenergie (beispielsweise Elektrizität, Wasser, Gas und petrochemische Produkte) pro Produkt in der Erzeugungsstufe, die Lastkraftwagen-Transportentfernung in dem Produkttransportvorgang in der Verteilungsstufe, und die Gesamtsumme an Elektrizität, Wasser, und Papier, die in dem Benutzungsprogramm während der nutzbaren Lebensdauer des Produkts zugeführt wird.
  • Auf der Grundlage dieser Datenposten werden die erforderlichen Einheitslastemissionen bestimmt. Die Umweltbelastung in jeder Stufe wird dadurch berechnet, daß die Standardmodellgleichung auf der Grundlage der ermittelten Einheitsbelastungsemissionen und der verschiedenen Datenposten verwendet wird, welche der Benutzer eingegeben hat. Weiterhin wird die Gesamtsumme der Umweltbelastungen über die gesamte Lebensdauer ermittelt. Die erforderliche Information einschließlich der berechneten Datenposten wird in einer Datei zusammengefaßt und in dem externen Speichergerät 24 gespeichert.
  • Dann werden die berechneten Datenposten auf dem Ausgabeabschnitt 23 angezeigt. Wenn der Benutzer über den Eingabeabschnitt 21 einen Befehl eingibt, eine grafische Darstellung zur Verfügung zu stellen, führt der Verarbeitungsabschnitt 22 die Grafikverarbeitung bei den erhaltenen Datenposten entsprechend dem Befehl durch, und zeigt das Ergebnis auf dem Ausgabeabschnitt 23 an.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Grobstruktur von Umweltbelastungen in den eindeutig bestimmten Schritten, also in jeder Lebensstufe des Lebensdauerzyklus, als Modell aufgestellt, und das so erhaltene Modell wird bei jedem Produkt eingesetzt. Es wird daher eine Gleichung für ein Standardmodell für jede Lebensstufe erzeugt, und wird unter Verwendung der Gleichung die Umweltbelastung berechnet.
  • Wie voranstehend erläutert werden jene Größen, die bezüglich der Grobstruktur von Umweltbelastungen in jeder Lebensstufe als Modell ausgebildet werden, beispielsweise die standardisierbaren und vielseitig absetzbaren Abschnitte (beispielsweise Lastkraftwagentransport in der Verteilungsstufe und die Eingangsenergie in der Abfallbehandlungsstufe) zur Vereinfachung modelliert (standardisiert oder vielseitig einsetzbar ausgebildet), wogegen verschiedene Materialien, Teile und Eingangsenergiearten, die nicht standardisiert werden können, da sie sich von Produkt zu Produkt unterscheiden, nicht wie beim Stand der Technik zu ihren Quellen zurückverfolgt werden. Gemäß der vorliegenden Erfindung werden die zitierten, verläßlichen Datenposten statt jener verwendet, die nicht zurückverfolgt werden.
  • Nach einer derartigen Standardisierung sind nur die Quellen von Einheitslastemissionen in Bezug auf die Verläßlichkeit und die Transparenz der Daten wesentlich. Die Verläßlichkeit und Transparenz der Untersuchungsergebnisse kann durch die Umwandlung der Daten in die äußerst verläßlichen Eingangs-Ausgangs-Tabellen sichergestellt werden. Der Benutzer muß nur den Produktnamen eingeben, die Bauteile des Produkts, die Anzahl an Teilen, und die Emissionsmenge in Bezug auf Elektrizität, Wasser, und Papier in der Benutzungsstufe, und dergleichen. Selbst im Falle eines Produkts mit einem kurzen Entwicklungszeitraum ist es daher sehr einfach, die LCA-Analyse bei dem Produkt von seiner Entwicklungsstufe aus einzusetzen. Dies ermöglicht es zu bestimmen, in welcher Stufe die Umweltbelastung verringert werden sollte, um einen stärkeren Effekt bezüglich der Verringerung der Umweltbelastungen hervorzurufen, und daher ein besseren Produkt zu entwickeln. Die Auswirkungen der vorliegenden Erfindung sind daher enorm groß.
  • Als nächstes wird ein konkreter Einsatzfall des vorliegenden Systems erläutert.
  • Der Betrieb des Systems mit dem voranstehend geschilderten Aufbau wird unter Bezugnahme auf die 10A bis 14 beschrieben. Hierbei wird ein Fall erläutert, bei welchem das Produkt durch ein Farbfernsehgerät gegeben ist.
  • Berechnungsbeispiel (im Falle eines Farbfernsehgerätes)
  • Ein Beispiel zur Berechnung von Umweltbelastungen im Falle eines Farbfernsehgeräts wird konkret erläutert. Es wird die Berechnung der Menge der CO2-Emission als Umweltbelastung verdeutlicht. Entsprechendes gilt für SOx und Nox.
  • [1] Materialbeschaffungsstufe
  • In der Materialbeschaffungsstufe werden die verwendeten Teile und Bauteilmaterialien festgelegt. Im Falle eines Farbfernsehgerätes umfassen die Teile Rahmen, Gehäuse, PC-Platinenanordnung, Chassis, und Kathodenstrahlröhre (CRT). Die verwendeten Teile werden auf diese Teile aufgeteilt, und es werden die Materialien der Bauteile bestimmt.
  • Das Ergebnis zeigt, daß 5,4 kg Stahl für das Gesamtprodukt verwendet wurden. Das Produkt von 5,4 kg, multipliziert mit einer Einheits-CO2-Emission von 1,09 g CO2/g Stahl, erhalten aus den Eingangs-Ausgangs-Tabellen, also 5,9 kg, ist die Menge der CO2-Emission von Stahlteilen pro Produkt. Die Summe der Mengen an CO2-Emission in den einzelnen Kategorien trägt 137 kg, wodurch die Menge der CO2-Emission in der Materialbeschaffungsstufe berechnet wurde.
  • [2] Produktionsstufe
  • In der Produktionsstufe wird eine Aufgliederung bezüglich der Eingangsenergie durchgeführt. Es wird nämlich die Eingangsenergie pro Produkt in einer Herstellungsfabrik ermittelt. Die Summe beträgt 3,4 kW. Das Produkt von 3,4 kW und 1,17 × 102 g CO2/kWh, erhalten aus den Eingangs-Ausgangs-Tabellen, also 396 g, ist die Menge an CO2-Emission, die von der elektrischen Eingangsleistung herrührt. Summiert man sämtliche Mengen für die einzelnen Energiearten auf, so erhält man 450 g, nämlich das Ausmaß der CO2-Emission in der Produktionsstufe.
  • [3] Verteilungsstufe
  • In der Verteilungsstufe wird als Transportentfernung ein durch einen gewichteten Mittelwert erhaltener Wert von 550 km eingegeben, unter Berücksichtigung des Verteilungsverhältnisses von der Fabrik zu den Verteilungszentren. Das Format weist eine Spalte auf, in welche die Verpackungskapazität eingeschrieben wird. Unter Verwendung der Verpackungskapazität kann die Anzahl an Produkten bestimmt werden, die auf einen Lkw von 10 t aufgeladen werden können (unter der Voraussetzung, daß der Lkw mit 80% seiner Kapazität beladen wird). Im Falle eines Produkts, für welches die Anzahl an Einheiten des Produkts bestimmt wurde, gibt der Benutzer die Anzahl an Einheiten direkt ein. Im Falle von Produkten dieser Art werden 56 Einheiten eingegeben.
  • Dann wird die Transportentfernung durch die Anzahl eingeladener Einheiten dividiert. Der Quotient wird mit einer Einheits-CO2-Emission von 7,42 × 102 g CO2/km für einen 10-t-Lkw multipliziert, der aus den Literaturwerten erhalten wird, was 5,3 kg ergibt. Als nächstes wird die Entfernung von den Verteilungszentren zu den Läden so bestimmt, daß sie im Mittel 20 km beträgt. Der Mittelwert von 20 km wird mit einer Einheits-CO2-Emission eines 2-t-Lkws multipliziert, was einen Wert von 0,02 kg ergibt. Addiert man 0,02 kg zu den voranstehenden 5,3 kg, so erhält man 5,4 kg, nämlich die Menge der CO2-Emission in der Verteilungsstufe.
  • [4] Benutzungsstufe
  • In der Benutzungsstufe wird unter Berücksichtigung des Energieverbrauchs und der mittleren Nutzungszeit eines Farbfernsehgeräts eine elektrische Energie von 0,6 kWh pro Tag verbraucht. Elektrische Energie in der Höhe von 1980 kWh wird über die Lebensdauer verbraucht, wenn angenommen wird, daß die mittlere Nutzungsdauer neun Jahre beträgt. Das Produkt von 1980 kWh, multipliziert mit einer Einheitslastemission von 1,17 × 102 g/kWh, welche aus den Eingangs-Ausgangs-Tabellen erhalten wird, ergibt 231 kg, was die Menge der CO2-Emission in der Benutzungsstufe darstellt.
  • [5] Abfallbehandlungsstufe
  • In der Abfallbehandlungsstufe gibt es keine Eingangsgröße, da eine Berechnung unter Verwendung der Eingangsdaten aus der Materialbeschaffungsstufe in unveränderter Form durchgeführt wird.
  • Ein Berechnungsverfahren ist durch das Flußdiagramm von 3 bestimmt. Im einzelnen werden weggeworfenen Elektrogeräte durch die lokalen Behörden und dergleichen gesammelt, und werden zu einer Zwischenbehandlungsanlage über eine mittlere Entfernung von 20 km durch 4-t-Lkws befördert, die mit einer Kapazität von 60% beladen sind. Das Produkt eines üblichen Gesamtgewichts von 60 kg, multipliziert mit einer Einheitslastemission von 4,72 × 102 ergibt eine CO2-Emission von 235 kg.
  • Da in der Zwischenbehandlungsanlage 6,5 g CO2 infolge der elektrischen Energie pro kg Gewicht ausgestoßen werden, und 1,6 g CO2 durch Leichtöl pro kg Gewicht ausgestoßen werden, betragen die CO2-Emissionsmengen 390 g bzw. 95 g.
  • Daraufhin werden Eisen, Kupfer, Aluminium, Glas, Papier, Wellpappe und dergleichen mit den entsprechenden Rückgewinnungsraten gesammelt. Die gesammelten Recyclingmaterialien (insgesamt 11 kg) werden Materialrecyclingeinrichtungen über eine mittlere Entfernung von 40 km zugeführt, durch Lkws für 20 t, die zu 60% ihrer Kapazität beladen sind. Aus einer Einheitslastemission von 1180 kg CO2/km für einen 20-t-Lkw wird ermittelt, daß 42 g CO2 ausgestoßen werden.
  • Andererseits werden 49 kg Reste, die nach der Rückgewinnung der Recyclingmaterialien übrigbleiben, zur Endbehandlungsanlage über eine mittlere Entfernung von 10 km durch 10-t-Lkws befördert, die zu 60% ihrer Kapazität beladen sind. Aus einer Einheitslastemission von 7,42 × 102 für ein 10-t-Lkw ergibt sich, daß 61 g CO2 ausgestoßen werden.
  • In der Endbehandlungsanlage werden auf der Grundlage von Statistiken über die Entsorgung von Elektrogeräten in den gesetzlich festgelegten Städten in Japan 42,3 der Reste, anders ausgedrückt 21 kg der Reste, verbrannt. Aus einer Einheitsbelastungsemission von 1,08 × 10–2 g CO2/g in Bezug auf das Aufsammeln von Dreck und einer Einheitslastemission von 8,89 × 10–2 g CO2/g bezüglich der Verbrennung ergibt sich, daß 223 g bzw. 1428 g CO2 emittiert werden.
  • Bezüglich der direkten Emission des Kohlenstoffanteils durch die Verbrennung stellt sich aus einer Einheitslastemission von 3,14 g CO2/g und einer Einheitsbelastungsemission von 1,61 g CO2/g heraus, die aus dem Kohlenstoffgehalt von Kunststoff bzw. Papier erhalten werden, daß 13.266 g CO2 bzw. 2.113 g CO2 emittiert werden.
  • Die nach der Verbrennung übrigbleibenden Reste weisen ein mittleres Gewicht von 6,9 kg oder 14,4% auf. Zur Wegbeförderung von Asche ist eine geschätzte CO2-Emission von 34 g erforderlich, was sich aus einer Einheitsbelastungsemission von 8,89 × 10–2 g CO2/g ergibt.
  • Dann werden 35,1 kg Reste, die durch Hinzufügen der Verbrennungsasche zu 57,7% der Reste erhalten werden, dem direkt deponierten Anteil auf der Grundlage des statistischen Materials, deponiert. Aus einer Einheitsbelastungsemission von 1,08 × 10–2 g CO2/g ermittelt man, daß insgesamt 380 g CO2 emittiert werden.
  • In der Abfallbehandlungsstufe wird daher eine Gesamtmenge von 18,2 kg CO2 emittiert, einschließlich der Belastungen in Bezug auf die Recyclingvorgänge.
  • [6] Recyclingstufe
  • In der Recyclingstufe wird beispielsweise Stahl mit einer Rückgewinnungsrate von 97% zurückgewonnen, und wird erneut einem Zwischenschritt in den Materialherstellungsschritten zugeführt. Der Anteil der Energiebelastung, der infolge der Zugabe des recycleden Materials verringert wird, gegenüber der Energiebelastung, die zur Erzeugung des Materials aus einem zu 100% jungfräulichen Material erforderlich ist, ist als die Rückgewinnungsrate bekannt. Im Falle von Eisen tragen 65% des Eisens zur Verringerung der Belastung bei.
  • Genauer gesagt beträgt das Ausmaß der Belastungsverringerung 3,5 kg, nämlich eingegebene Menge an Eisen (5,6 kg) × Rückgewinnungsrate (97,4%) × Wiederherstellungsrate (65%) = 3,5 kg. Das Produkt von 3,5 kg, multipliziert mit einer Einheitsbelastungsemission von 1,09 g CO2/g, erhalten aus den Eisen-Eingangs-Ausgangs-Tabellen, ergibt 3,8 kg, was das Ausmaß der Belastungsverringerung darstellt, die daher negativ angegeben ist, in Bezug auf die Gesamtbelastung.
  • Von [1] bis [6] wird die Emissionsmenge in jeder Lebensstufe in Form von Zusammensetzungsverhältnisgrafiken erhalten, wie sie in den 12A bis 14 dargestellt sind.
  • 11 ist eine Ausführungsform der Ergebnisse bei der Durchführung von Berechnungen in Bezug auf ein Farbfernsehgerät, wie voranstehend beschrieben.
  • Als Ergebnis der Eingabe von Daten in Bezug auf ein Farbfernsehgerät entsprechend den 4 bis 9 wurden jene Berechnungsergebnisse erzielt, welche in den 11A und 11B dargestellt sind. Mit dem vorliegenden System ergibt eine Grafikverarbeitung auf der Grundlage dieser Berechnung Grafiken, wie sie in den 12A bis 14 dargestellt sind.
  • Die 12A, 12B und 12C sind Tortendiagramme der CO2-, Sox-, und NOx-Emissionsverhältnisse. Mit den sich ergebenden Werten in 11A wird eine Grafikverarbeitung durchgeführt, wodurch die Tortendiagramme auf dem Ausgabeabschnitt 23 angezeigt werden. 13A ist ein Säulendiagramm, in welchem drei Belastungen in Abhängigkeit von der Lebensstufe angeordnet sind. 13B ist ein Diagramm, in welchem drei Belastungen (CO2, Sox, Nox) in Abhängigkeit vom Zusammensetzungsverhältnis angeordnet sind.
  • 13 ist ein Säulendiagramm der Umweltbelastungsverringerungseffekte beim Recyclen in Abhängigkeit von der Belastung. Mit den sich ergebenden Werten in 11B wird eine Grafikverarbeitung durchgeführt, wodurch das Säulendiagramm auf dem Ausgabeabschnitt 23 angezeigt wird. Jede Grafik beruht auf einem Berechnungsformat. Die Person, welche die Daten eingibt (im vorliegenden Fall der Benutzer), kann visuell ein Diagramm der Daten überprüfen, während sie die Daten eingibt, oder unmittelbar die sich ergebenden Werte sehen. Der Benutzer kann daher die Analyseergebnisse einfach sehen, während er die eingegebenen Daten überprüft.
  • Aus den voranstehend geschilderten grafischen Darstellungen kann der Benutzer das Gewicht der Umweltbelastungsemission jedes Emissionsfaktors mit einem Blick folgendermaßen verstehen:
    • (a) Es ist das CO2-Emissionsverhältnis gezeigt. Die Materialbeschaffungsstufe nimmt 1/3 der Gesamtlebensdauer ein, und die Benutzungsstufe 60% der Gesamtlebensdauer.
    • (b) Gezeigt ist das SOx-Emissionsverhältnis. Sowohl die Verteilungsstufe als auch die Abfallbehandlungsstufe nimmt etwa 40% der Gesamtlebensdauer ein.
    • (c) Gezeigt ist das NOx-Emissionsverhältnis. Die Benutzungsstufe nimmt etwa 50% der Gesamtlebensdauer ein.
  • Daher kann der Benutzer Verbesserungen der Belastungsverringerung bei den folgenden Konstruktionsstufen durchführen.
  • Darüber hinaus kann der Benutzer quantitativ den Belastungsverringerungseffekt infolge des Recyclings verstehen. Obwohl die Rückgewinnungsrate und die Wiederherstellungsrate bei [5], der Abfallbehandlungsstufe, und bei [6], der Recyclingstufe, auf die Normwerte festgelegt sind, wird durch Änderung der Rückgewinnungsrate und der Wiederherstellungsrate bekannt, wie stark die Belastung verringert werden kann.
  • Beispielsweise trägt die Kathodenstrahlröhre mit 51% zum Gewicht von 60 kg eines Farbfernsehgerätes bei. Das Ausmaß jeder Emission beträgt etwa 30%. Ändert man die Recyclingrate (Rückgewinnungsrate) von Glas auf 50% bzw. 100%, so ergibt dies die in den 10A, 10B und 10C gezeigten Grafiken. Aus diesen Grafiken kann der Benutzer direkt ersehen, wie die Umweltbelastungen verringert werden.
  • Der Effekt der Verringerung von Sox und Nox ist besonders groß. Es stellt sich heraus, daß ein Recycling von 100 dazu führt, daß die Umweltbelastung in Bezug auf Glas halbiert wird.
  • Das vorliegende Beurteilungsverfahren ist nützlich beim Quantifizieren der Belastungsverringerung in dem Abfallbehandlungssystem für Elektrogeräte, und hat erhebliche Auswirkungen nicht nur in Bezug auf den Hersteller, sondern auch auf das Sozialsystem.
  • Ein Vergleich des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung mit einem konventionellen Verfahren wird nachstehend erläutert.
  • Als Beispiel dient ein Kühlschrank.
  • In "Environmental Control", Band 31, Nr. 7, S. 91-97 (1995) wurden die Ergebnisse einer vollständigen Lebensdaueranalyse auf der Grundlage einer Prozeßanalyse von Kühlschränken beschrieben. Die veröffentlichten Daten wurden mit jenen verglichen, die durch das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung erhalten wurden.
  • Die nachstehende Tabelle zeigt einen Vergleich der Prozeßanalyse durch das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung in Bezug auf Kühlschränke, die mit Freon arbeiten. Da bei dem erstgenannten Verfahren die Materialbeschaffungsstufe, die Produktionsstufe, und die Verteilungsstufe in einer Gruppe vereinigt wurden, und die Abfallbehandlungsstufe so angenommen wird, daß sämtliche Bestandteile deponiert werden, ist der Vergleich der beiden Verfahren nicht vollständig. Berücksichtigt man dies, so ergibt die Prozeßanalyse unter Verwendung des CO2-Emissionsverhältnisses:
    "Produktionsstufe": etwa 5,16
    "Benutzungsstufe": etwa 94,78%
    "Abfallbehandlungsstufe": etwa 0,06
  • Im Gegensatz hierzu ergibt das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung:
    Gesamtheit der drei Stufen "Materialbeschaffungsstufe" + "Produktionsstufe" + "Verteilungsstufe": 9,2%
    "Benutzungsstufe": 89,9%
    Gesamtheit der beiden Stufen "Abfallbehandlungsstufe" + "Recycling": 1,0%
  • Aus diesen Daten wird deutlich, daß das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung dieselben Effekte erzeugt wie jenes gemäß der Prozeßanalyse.
  • Da die vollständige LCA-Analyse mit der Prozeßanalyse einen enormen Aufwand an Zeit und Arbeit erfordert, ist das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung keinesfalls schlecher als die vollständige LCA-Analyse, und zeigt, daß es eine einfache Beurteilung von Umweltbelastungen ermöglicht.
  • Tabelle 1 Vergleich der Prozeßanalyse mit erfindungsgemäßem Verfahren für Kühlschränke (CO2-Emissionsverhältnis)
    Figure 00370001
  • (Zweite Ausführungsform)
  • Nunmehr wird eine zweite Ausführungsform einer Umweltbelastungsbeurteilungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung erläutert. Der grundlegende Betrieb und das Grundprinzip sind ebenso wie bei der ersten Ausführungsform, so daß nicht sämtliche Begriffe erneut detailliert erläutert werden.
  • 15 zeigt ein Beispiel für die Hardwareanordnung einer Umweltbelastungsbeurteilungsvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform.
  • In 15 bezeichnet das Bezugszeichen 26 eine CPU. Die CPU 26 ist an eine Busleitung 27 angeschlossen. Mit der Busleitung 27 verbunden sind ein Anzeigegerät 28, beispielsweise ein Monitor, ein Ausgabegerät 29 wie beispielsweise ein Drucker, ein Eingabegerät 30 wie etwa eine Tastatur oder eine Maus, ein RAM 31, ein Hauptspeicher 32, der Steuerprogramme speichert, und ein Datenspeicher 33.
  • Der Datenspeicher 33 weist einen Eingabe-/Ausgabe-Bildschirmspeicherabschnitt 34 auf, der Eingabe-/Ausgabe-Bildschirmformen speichert, einen Materialeingabemengenspeicherabschnitt 35, der die Materialmenge speichert, die für jede der Stufen S1 bis S6 eingegeben wird, einen Einheitsbelastungsemissionsspeicherabschnitt 38, der ein Material original speichert, sowie eine Einheitsbelastungsemissionsdatei 37 bezüglich des Materialoriginals, und einen Gleichungsspeicherabschnitt 39, der die Umweltbelastungsgleichungen speichert. Das RAM 31 wird zur zeitweiligen Speicherung nicht nur der aus den Speichern 32, 33 ausgelesenen Steuerprogramme verwendet, sondern auch der Anzeigebilddaten und der numerischen Verarbeitungsdaten.
  • Wie in 16 gezeigt ist, weist der Eingabe-/Ausgabe-Bildschirmspeicherabschnitt 34 einen Übersichtsmenübildschirm 41 auf (vergleiche 17), der als Anfangsbildschirm zum Zeitpunkt des Startens eines Programms auftaucht. Der Übersichtsmenübildschirm 41 weist verschiedene Schaltungen auf, die in 16 durch die Bezugszeichen 42 bis 57 bezeichnet sind. Diese Schalter 42 bis 57 sind so angeordnet, daß der Benutzer sie einfach erkennt.
  • Bei den Schaltern 42 bis 57 entsprechen der Materialbeschaffungsstufenschalter 45, der Produktionsstufenschalter 46, der Verteilungsstufenschalter 47, der Benutzungsstufenschalter 48, der Abfallbehandlungsstufenschatler 49, und der Recyclingstufenschalter 50 den sechs Lebensdauerstufen S1 bis S6, in welche die Produktlebensdauer unterteilt ist. Wird einer der Schalter gedrückt, so führt dies dazu, daß der Materialeingabebildschirm (18, 21, 24, 27 oder 32) in der entsprechenden Stufe gelesen wird, und auf dem Anzeigegerät 28 auftaucht.
  • Der Materialeingabemengenspeicherabschnitt 35 speichert die Materialeingabemenge, die von dem Übersichtsmenübildschirm 41 eingegeben wird, oder von einem der Eingabebildschirme ( 18, 21, 24, 27 und 32), entsprechend den Stufen S1 bis S6, auf solche Weise, daß die Materialeingabemenge der entsprechenden Umweltbelastungsgleichung entspricht, die in dem Umweltbelastungsgleichungsabschnitt 39 gespeichert ist. Genauer gesagt erfolgt eine Speicherung ähnlich den Berechnungsformen, die in den 4 bis 9 bei der ersten Ausführungsform gezeigt sind. Der hier verwendete Begriff "Material" bedeutet nicht nur Rohmaterialien wie beispielsweise Eisen und Aluminium, die für ein Produkt verwendet werden, sondern auch die Energiemenge, beispielsweise die elektrische Energie, die zur Erzeugung und zum Transport des Produkts erforderlich ist.
  • Das Materialoriginal 36 in dem Einheitsbelastungsemissionsspeicherabschnitt 35 speichert die Namen von Materialien, deren Einheitsbelastungsemissionen vorher bestimmt wurden. Das Materialoriginal 36 weist eine hierarchische Struktur auf, einschließlich allgemeiner Klassifikation, mittlerer Klassifikation, und Materialnamen, wodurch es erleichtert wird, aus vielen Materialien ein bestimmtes herauszufinden. Die Einheitsbelastungsemissionsdatei 37 speichert die Einheitsbelastungsemission, also die Emissionsmenge eines Umweltbelastungsfaktors pro Materialeinheit, auf solche Weise, daß die Emissionsmenge dem Materialnamen entspricht.
  • Anders als bei der ersten Ausführungsform umfassen die Einheitsbelastungsemissionen, die verwendet werden, nicht nur die Einheits-CO2-Emission, die Einheits-SOx-Emission und die Einheits-NOx-Emission, die durch Bestimmung der Eingabemengen von sechs Arten fossiler Brennstoffe aus den Eingangs-Ausgangs-Tabellen der Nation erhalten werden (in diesem Fall zusammen 407 Kategorien), sondern auch BOD (biologischer Sauerstoffverbrauch) und COD (chemischer Sauerstoffverbrauch), die aus den Eingangs-Ausgangs-Tabellen erhalten wurden, unter Verwendung von Statistiken bezüglich der industriellen Forschung in Japan und der Wasseruntersuchungsstatistiken der Umweltbehörde entsprechend der Industrie. Während bei der zweiten Ausführungsform als Einheitsbelastungsemissionen das genommen wird, was auf der Grundlage des japanischen statistischen Materials erhalten wurde, kann natürlich auch das verwendet werden, was aus statistischem Material derselben Art für eine andere Nation erhalten wurde, für welche eine Analyse durchgeführt wird. Es kann die Speicherung in Form einer nach Nationen geordneten Datenbank erfolgen.
  • Der Umweltbelastungsgleichungsspeicherabschnitt 39 speichert die Umweltbelastungsgleichungen, die als Modell so aufgestellt wurden, daß sie die Emissionsmenge von Umweltbelastungen in jeder der Stufen S1 bis S6 bestimmen. Die Umweltbelastungsgleichungen werden dazu verwendet, die Emissionsmenge einer Umweltbelastung aus der Eingabe in Bezug auf jedes Material und der Einheitsbelastungsemission entsprechend dem Material zu berechnen, welches in dem Eingangsmaterialspeicherabschnitt 35 gespeichert ist. Die Umweltbelastungsgleichungen liegen als Modelle auf den Lebensstufen S1 bis S6 vor.
  • Nachstehend erfolgt die Beschreibung eines konkreten Beispiels, wobei eine Waschmaschine als zu untersuchendes Produkt verwendet wird.
  • Wenn der Benutzer einen Programmstartbefehl beispielsweise über das Eingabegerät eingibt, startet zuerst die CPU 26 das Steuerprogramm, und veranlaßt, daß der Übersichtsmenübildschirm auf dem Anzeigegerät von 15 auftaucht.
  • Bei dem Übersichtsmenübildschirm wird zuerst der Produktname eingegeben. Im Falle eines bereits registrierten Modells kann dieses aus einem Pull-Down-Menü ausgewählt werden, durch den bereits eingegebenen Produktauswahlschalter 42. Wenn ein Produkt registriert wird, wird der Schalter 43 für die Registrierung eines neuen Produkts gedrückt, und dann werden Daten bezüglich des Produkts eingegeben. Bei der zweiten Ausführungsform werden der Produktname "Waschmaschine" und dessen Modellnummer "AW-1234" eingegeben.
  • Daraufhin werden Daten dadurch eingegeben, daß einer der Schalter entsprechend der Stufe S1 bis S6 der Produktlebensdauer gedrückt wird, also einer der folgenden Schalter: Materialbeschaffungsstufenschalter 45, Produktionsstufenschalter 46, Verteilungsstufenschalter 47, Benutzungsstufenschalter 48, Abfallbehandlungsstufenschalter 49, und Recyclingsstufenschalter 50.
  • Nachstehend werden hintereinander die Stufe S1 bis S6 beschrieben.
  • [1] Materialbeschaffungsstufe S1 (18 bis 20)
  • Zuerst führt bei dem Übersichtsmenübildschirm 41 das Drücken des Materialbeschaffungsstufenschalters 45 dazu, daß der Teileingabebildschirm 59 von 19 auftaucht. Auf dem Teileingabebildschirm 59 werden die Teilnamen, Materialnamen, die Nutzung von Bauteilmaterialien, die für eine Waschmaschine verwendet werden, die untersucht werden soll, in die Textkästen des Anzeigebildschirms 59 eingegeben.
  • Das Verfahren zur Eingabe von Teilnamen weist eine hierarchische Struktur mit drei Schichten auf, einschließlich Einheitsname, Untereinheitsname, und Teilname, was eine Klassifizierung entsprechend der Zusammenbauanordnung des Produkts ermöglicht. Das Verfahren ist weiterhin so ausgelegt, daß die Ergebnisse entsprechend der Einheit angezeigt werden, entsprechend der Berechnung der Emissionsmenge von Umweltbelastungsfaktoren, wie nachstehend noch genauer erläutert wird.
  • Die Materialnamen werden auf der Grundlage des Materialoriginals 36 ausgewählt und festgelegt. Im einzelnen weist die Materialklassifizierung eine hierarchische Struktur auf, einschließlich einer allgemeinen Klassifizierung, einer mittleren Klassifizierung, und des Materialnamens, um eine Auswahl entsprechend dem Materialoriginal zu erleichtern, was es erleichtert, aus vielen Materialien ein bestimmtes herauszusuchen.
  • Beispielsweise wird die Waschtrommel einer Waschmaschine eingegeben, und der Einheitsname "Waschtrommel" liegt vor, der Untereinheitsname "Drehtrocknertrommelanordnung", und der Teilname "Drehtrocknertrommel". Der Materialname wird in folgender Reihenfolge eingegrenzt: Grobklassifizierung "Harz", mittlere Klassifizierung "thermoplastisches Harz", und Materialname "Polypropylen". Um den Materialnamen festzulegen, wird der Materialnamenentscheidungsschalter 60 gedrückt. Eine Einheit der Menge (Benutzung) wird entsprechend der Materialklassifizierung verwendet: es wird beispielsweise 3.300 g eingegeben.
  • Die eingegebenen Spezifikationen werden automatisch in Form eines Datensatzes in der Rohmaterialeingabetabelle addiert, die in 18 durch das Bezugszeichen 61 bezeichnet ist. Die Rohmaterialeingabetabelle 61 wird in dem Materialeingabespeicherabschnitt 35 gespeichert.
  • Nachdem die Spezifikationen für sämtliche Bauteile einer Waschmaschine eingegeben wurden, wird der auf dem Bildschirm 59 von 19 auftauchende Tabellenschalter 61 gedrückt. Dies veranlaßt die CPU 26 dazu, mit den folgenden Berechnungen zu beginnen.
  • Zuerst wird die Einheitsbelastungsemission für jedes Material aus der Einheitsbelastungsemissionsdatei 37 in Bezug auf der Materialoriginal 36 ausgelesen. Dann wird die Eingabemenge für jedes Material und die entsprechende Einheitsbelastungsemission in die entsprechende Umweltbelastungsgleichung eingesetzt, die aus dem Umweltbelastungsgleichungsspeicherabschnitt 39 ausgelesen wird. Dann wird die Emissionsmenge von Umweltbelastungen für jedes Material berechnet. In der zweiten Ausführungsform werden dieselben Berechnungen durchgeführt, wie sie bereits anhand von 4 bei der ersten Ausführungsform erläutert wurden. Die Berechnungen werden so häufig wiederholt, wie Eingangsmaterialien vorhanden sind. Schließlich wird die Emissionsmenge an Umweltbelastungen für jedes Material zusammenaddiert. Wie durch die Bezugszeichen 61a bis 61f in 18 gezeigt ist, wird die Gesamtemissionsmenge jeder Umweltbelastung in der Materialbeschaffungsstufe ausgegeben.
  • Wie voranstehend bereits erläutert werden bei der zweiten Ausführungsform als Umweltbelastungen sechs Arten von Größen berechnet, einschließlich der Energie, der CO2- Emissionsmenge, der SOx-Emissionsmenge, der NOx-Emissionsmenge, der BOD-Emissionsmenge, und der COD-Emissionsmenge. Wenn dann der Grafikschalter 62 auf dem Eingangsbildschirm 59 von 19 gedrückt wird, so führt dies dazu, daß eine Gesamtanzeigegrafik von 20 auftaucht. In der Grafik ist das Verhältnis (%) der Menge jedes Teils in Abhängigkeit von der Umweltbelastung dargestellt. Der Ausgabebildschirm ist mit den Unterschaltern 62a bis 62h versehen. Werden die Unterschalter gedrückt, so führt dies dazu, daß eine detaillierte Grafik (nicht gezeigt) für jeden Umweltbelastungsfaktor auftaucht.
  • [2] Produktionsstufe S2 (21 bis 23)
  • Bei dem in den 16 und 17 gezeigten Übersichtsmenübildschirm 41 führt zuerst das Drücken des Produktionsstufenschalters 46 dazu, daß der Eingabebildschirm 63 von 22 aus dem Eingabe-/Ausgabe-Bildschirmspeicherabschnitt 34 ausgelesen und dargestellt wird.
  • Mit dem Eingabebildschirm 63 werden die Energiearten, einschließlich elektrische Energie, Wasser, Gas, und petrochemischer Produkte, die in der Produktionsstufe eingegeben werden, und derartige Sekundärmaterialien wie Reinigungsmittel und Transportkästen eingegeben. Diese Größen werden auch in dem Materialoriginal 36 in einem vorher klassifizierten Zustand gespeichert. Die Einheitsbelastungsemission entsprechend jeder Größe wird in der Einheitsbelastungsemissionsdatei 37 auf solche Weise gespeichert, daß eine Zuordnung zum Materialoriginal 36 erfolgt. Die Energiemenge, die über den Eingabebildschirm 63 eingegeben wird, stellt die Menge pro Produkt dar. Der Quotient der Gesamtmenge jeder Art an Energie in einer Fabrik, geteilt durch das Verhältnis des Verschiffungspreises eines Produkts, welches analysiert werden soll, zur Gesamtsumme der verschifften Menge, wird als eingegebene Energiemenge verwendet.
  • Dann wird die Eingangsenergie, beispielsweise elektrische Energie, die zur Erzeugung einer Waschmaschine zugeführt wird, durch Auswahl des Materialnamens und der Menge eingegeben, wie in der Materialbeschaffungsstufe. Die Ergebnisse werden in der Produktionsstufeneingabentabelle 64 aufgezeichnet, wie in 21 gezeigt. Die Eingabetabelle 64 wird in dem Materialeingabespeicherabschnitt 35 gespeichert. Auf diese Weise werden die Daten für sämtliche Arten von Energie und sämtliche Sekundärmaterialien eingegeben.
  • Wird dann der Tabellenschalter 65 gedrückt, so führt dies dazu, daß die Emissionsmenge jeder Umweltbelastung berechnet wird, unter Verwendung der Gleichung, durch Bezugnahme auf das Materialoriginal 36 und die Einheitsbelastungsemissionsdatei 37. Wird dann der Grafikschalter 66 gedrückt, so führt dies dazu, daß eine Grafik mit dem Emissionsverhältnis (%) der einzelnen Posten in der Produktionsstufe auftaucht (23).
  • [3] Verteilungsstufe (24 bis 26)
  • Bei dem in 16 und 17 gezeigten Übersichtsmenübildschirm 41 führt das Drücken des Verteilungsstufenschalters 47 zuerst dazu, daß der Transportvorrichtungseingabebildschirm 68 auftaucht, wie in 25 gezeigt.
  • In der Verteilungsstufe wird nur der Brennstoffverbrauch von Transport-Lkws berücksichtigt. Zuerst wird die Art des Lkws und die Art des Brennstoffs eingegeben. Aus der Art des Lkws und der Art des Brennstoffs, und aus dem Materialoriginal, welcher den Durchschnittsverbrauch angibt, der aus statistischem Material erhalten wird, wird der Brennstoffverbrauch berechnet.
  • Bei dem Eingabebildschirm 68 wird die Anzahl an Produkten, die pro Lkw aufgeladen wird, aus der Verpackungskapazität eines Produkts bestimmt. Bei dem Bildschirm 68 wird daher die Ladekapazität dadurch ermittelt, daß die Abmessungen der Ladefläche des Lkws eingegeben werden. Aus der Ladekapazität wird die Anzahl eingeladener Produkte berechnet.
  • Diese Zustände werden in der Materialeingabetabelle 69 von 24 gespeichert, wie in der vorherigen Stufe.
  • Wie in 25 gezeigt, führt dann bei dem Eingabebildschirm 68 das Drücken des Tabellenschalters 71 dazu, daß die Emissionsmenge jeder Umweltbelastung berechnet wird, in Bezug auf das Materialoriginal 36 und die Einheitsbelastungsemissionsdatei 37, wie in der vorherigen Stufe. Dann führt das Drücken des Grafikschalters 72 dazu, daß eine Grafik von 26 erscheint, mit dem Emissionsverhältnis (%) der einzelnen Posten in der Verteilungsstufe.
  • [4] Benutzungsstufe S4 (27 bis 30)
  • Bei dem in 16 und 17 gezeigten Übersichtsmenübildschirm 41 führt das Drücken des Benutzungsstufenschalters 48 dazu, daß der Benutzungsmusterentwurfsbildschirm 74 auftaucht, wie in den 27 und 28 gezeigt ist. Der Entwurfsbildschirm 74 wird dazu verwendet, Benutzungsmuster einzugeben. Auf diesem Bildschirm gibt der Benutzer Benutzungsbedingungen ein, einschließlich Benutzungsmuster und Musterklassifizierung. Die Benutzungsbedingungen umfassen Firmengebrauch, privaten Gebrauch, zeitliche Benutzung, und Anzahl der Benutzungen.
  • Dann führt das Drücken des Eingabeschalters 75, der auf dem Entwurfsbildschirm 74 vorgesehen ist, dazu, daß der Benutzungszustandseingabebildschirm 76 von 29 auftaucht. Auf diesem Bildschirm wird die Benutzung pro Produkt und die Frequenzbenutzung in Bezug auf die Materialien und die Energie eingegeben, einschließlich elektrischer Energie, Wasser, und Papier, zugeführt in der Benutzungsstufe des Produkts, sowie die mittlere Nutzungslebensdauer des Produkts. Diese Benutzungsbedingungen werden in der Benutzungsstufeneingabentabelle 77 von 27 gespeichert. Die Tabelle wird in dem Materialeingabemengenspeicherabschnitt 35 gespeichert. Bei dem Benutzungszustandseingabebildschirm 76 führt dann das Drücken des Tabellenschalters 78 dazu, daß die Gesamtbenutzung (die Anzahl an Malen der Benutzung) des Produkts berechnet wird, wie durch das Bezugszeichen 79 in 27 angedeutet ist. Unter Rückgriff auf das Materialoriginal 36 und die Einheitsbelastungsemissionsdatei 37 wird die Emissionsmenge jeder Umweltbelastung in der Benutzungsstufe berechnet. Wird dann der Grafikschalter 72 gedrückt, so führt dies dazu, daß eine Grafik gemäß 30 auftaucht, welche das Emissionsverhältnis (%) der einzelnen Posten in der Verteilungsstufe zeigt, wie bei der Materialbeschaffungsstufe.
  • [5][6] Abfallbehandlungs- und Recyclingstufen S5 und S6 (31 bis 36)
  • Bei dem in den 16 und 17 gezeigten Übersichtsmenübildschirm 41 führt das Drücken des Abfallbehandlungsstufenschalters 49 oder des Recyclingstufenschalters 50 dazu, daß sich der Schirm zu dem gemeinsamen Abfallbehandlungs- und Recyclingstufenentwurfsbildschirm 82 ändert, wie in den 31 und 32 gezeigt ist.
  • Der Bildschirm 82 sieht so aus, wie dies in 32 gezeigt ist. Wie aus dem Anzeigebildschirm 82 deutlich wird, ist das Stufenmodell bei den Abfallbehandlungs- und Recyclingstufen beinahe das gleiche wie in der ersten Ausführungsform.
  • Während auf dem Eingabebildschirm 82 die Werte auf der Grundlage der Entsorgungsstatistik für Elektrogeräte als Normwerte eingestellt sind, kann die Verarbeitungsform oder Recyclingsituation entsprechend dem Produkt geändert werden. Genauer gesagt ist der Bildschirm 82 so ausgelegt, daß er das Erscheinen des Rückgewinnungsrateneinstell-Aufklappbildschirms von 33 oder des Wiederherstellungsrateneinstell-Aufklappbildschirms auf dem Bildschirm 82 hervorruft, was eine Änderung dieser Raten ermöglicht.
  • Wenn dann bei dem Entwurfsbildschirm 82 von 32 der Tabellenschalter 83 gedrückt wird, so führt dies dazu, daß die Recyclingmenge berechnet wird, unter Verwendung der Rückgewinnungsrate und der Wiederherstellungsrate, die auf der Grundlage der Rohmaterialeingabetabelle 84 von 31 eingestellt sind. Dann wird die Recyclingzustandseingabetabelle 86 ausgebildet. Auf der Grundlage der Tabelle wird die Emissionsmenge jeder Umweltbelastung berechnet (86a bis 86f). Wenn dann der Grafikschalter 87 gedrückt wird, so führt dies dazu, daß die Grafik von 35 auftaucht, mit dem Emissionsverhältnis (%) der einzelnen Posten in der Recyclingstufe.
  • Das Drücken des Tabellenschalters 88 von 32 führt dann dazu, daß die Abfallmenge für die übrigbleibenden Materialien (nicht recycleten Materialien) bei der Berechnung der Umweltbelastung berechnet wird. Dann wird die AbBfallbehandlungsstufeneingabentabelle 90 ausgebildet. Unter Bezugnahme auf die Materialoriginale 36, 37 wird die Emissionsmenge jeder der Umweltbelastungen 90a bis 90f berechnet. Das Drücken des Grafikschalters 91 führt dann dazu, daß eine Grafik mit dem Emissionsverhältnis (%) der einzelnen Posten in der Abfallbehandlungsstufe auftaucht.
  • Als nächstes wird die Addition der Posten (Lebensdauerposten) in dem Gesamtlebenszyklus unter Bezugnahme auf die 37 und 38 beschrieben.
  • Nachdem die Eingabe und die Berechnungen in jeder Stufe beendet wurden, und dann der Benutzer zu dem in den 16 und 17 gezeigten Übersichtsmenübildschirm zurückkehrt, und den Postentabellenschalter 51 drückt, liest die CPU 26 das Ausgabeergebnis der Emissionsmenge für jeden Posten in jeder Stufe ein, die bislang erhalten wurden, und bildet eine Gesamttabelle 93 für die Gesamtlebensdauer, und berechnet die Emissionsmenge 94a bis 94f für jeden der Posten in der Lebensdauer auf dem Postenauswahlbildschirm 94 (nicht gezeigt). Wird dann der Postengrafikschalter 95 gedrückt, so führt dies dazu, daß ein Diagramm gemäß 38 mit dem Emissionsverhältnis (%) der einzelnen Posten auftaucht.
  • Als nächstes wird unter Bezugnahme auf die 39 bis 41 die Funktion des Vergleichs der Modelle der Produkte beschrieben, die so erhalten wurden.
  • Wenn bei dem in den 16 und 17 gezeigten Übersichtsmenübildschirm 41 der Modellvergleichsschalter 54 gedrückt wird, so geht der Bildschirm in den Modellvergleichseinstellbildschirm 97 von 39 über. Der Modellvergleichseinstellbildschirm 97 ist so ausgebildet, wie dies in 40 gezeigt ist. Auf diesem Bildschirm können ein Bezugsmodell, ein Modell 1, welches verglichen werden soll, und ein Modell 2, welches verglichen werden soll, eigegeben werden, wobei die beiden letztgenannten Modelle mit dem Bezugsmodell verglichen werden. Die Modellnamen können aus den bereits eingegebenen Modellnamen ausgewählt werden. Wenn dann bei dem Bildschirm 97 einer der Schalter 97a bis 97f entsprechend jeder Lebensstufe (Materialerfassungsstufe bis zur Recyclingstufe) oder der allgemeine Schalter 97g gedrückt wird, wird die Emissionsmenge für jeden von sechs Posten in dieser Stufe berechnet. Dann werden eine Tabelle und eine Grafik ausgegeben (41 zeigt ein Beispiel für die Emissionsmenge von CO2).
  • Schließlich wird die Beurteilung der Auswirkungen, die aus diesen Posten oder Aufstellungen berechnet werden kann, unter Bezugnahme auf die 42 bis 46 beschrieben.
  • Die Beurteilung der Auswirkungen stellt einen Schritt dar, der einer Postenanalyse bei der LCA (Lebensdauerbeurteilung) folgt, und bedeutet die Beurteilung des Effekts (der Auswirkung) auf die Umwelt. Dies wird dadurch durchgeführt, daß Auswirkungskategorien berechnet werden, einschließlich globaler Erwärmung, saurer Regen, und Eutrophie von Seen und Marschland, auf der Grundlage jedes Postens, der bei der Postenanalyse erhalten wurde, wobei schließlich eine zusammenfassende Beurteilung und der Gewichtung der Kategorien durchgeführt wird.
  • Auswirkungsbeurteilungsvorgehensweisen wurden entsprechend der Situation jedes Landes entwickelt. Selbst unter den LCA-Forschern wurden sie bislang nicht standardisiert.
  • Das Verfahren gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist so aufgebaut, daß eine Beurteilung auf der Grundlage dreier typischer Arten von Verfahren durchgeführt wird: des Verfahrens 101, entwickelt vom Japan Ecolife Center, des Verfahrens 102, des holländischen Öko-Indikators, und des Verfahrens 103, dem schweizer Öko-Punktverfahren.
  • Bei dem in den 16 und 17 gezeigten Übersichtsbildschirm 41 führt das Drücken des Auswirkungsbeurteilungsschalters 53 dazu, daß der Bildschirm auf den Beurteilungsverfahrenauswahlbildschirm 100 von 42 übergeht. Der Bildschirm 100 ist wie in 43 gezeigt ausgebildet. Auf dem Bildschirm 100 können das Verfahren 101 des Japan Ecolife Centers, das Öko-Indikatorverfahren 102 oder das Öko-Punktverfahren 103 ausgewählt werden.
  • Das Ecolife-Center-Verfahren 101 ist ein Verfahren, welches auf Anforderung der Umweltbehörde 1993 untersucht und studiert wurde. Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, daß der Kehrwert eines Regelwertes als Bezugsgröße genommen wird. Ein Erwärmungsindex und ein Index für sauren Regen werden durch die CO2-Umwandlung bzw. die SO2-Umwandlung ausgedrückt. Unter den momentanen Bedingungen ist es unmöglich, die Größen von Kategorien zu vergleichen.
  • Das Öko-Indikator-Verfahren 102, welches einen umfassenden Index von Umwelteinflüssen zur Verfügung stellt, wurde von der Gruppe vorgeschlagen, die angeführt ist vom holländischen Zentrum der Universität Leiden für Umweltwissenschaft. Das Verfahren ist ein Verfahren der Gewichtung der einzelnen Kategorien, wobei die Wahrscheinlichkeit eines Todes pro Jahr pro eine Million Menschen als entsprechend einer 5 %-tigen Beeinträchtigung des Ökosystems angesehen wird, mit einem Erwärmungskoeffzienten (GWP) oder eines Versäurungsindex (AP) als Bezugsgröße, und eine Beurteilung auf der Grundlage der Gesamtsumme der Punkte vorgenommen wird.
  • Das Öko-Punktverfahren (Schweiz) ist ein Verfahren, bei welchem Umweltmängel mit dem Politiksollwert der Nation als Bezugsgröße verglichen werden. Bei dem Verfahren werden 19 Posten von Belastungsaufstellungen gewichtet, um Ökopunkte zu berechnen (UBP).
  • Da die Auswirkungsbeurteilungsverfahren verschiedene Indexe (Kategorien) aufweisen, und die zu bestimmenden Aufstellungen bis zu einigen Hundert betragen, werden nur die Indizes, die durch die voranstehend genannten drei Verfahren berechnet werden können, aus den sechs Aufstellungen berechnet, die durch das vorliegende, einfache Beurteilungsverfahren erhalten werden.
  • Drückt man den Schalter 101 für das Verfahren des japanischen Ecolife-Centers, so wird veranlaßt, daß die Datentabelle 108 des editierten Modells gelesen wird. Dann wird ein Erwärmungsindex (CO2-Umwandlung) 104, ein Index für sauren Regen (SO2-Umwandlung) 105, ein Luftverschmutzungsindex (SOx-Umwandlung) 106 und ein Wasserverschmutzungsindex (BOD-Umwandlung) für jede Lebensstufe berechnet. Die Ergebnisse werden in Form einer Grafik dargestellt (44).
  • Wird der Öko-Indikator-Verfahrensschalter 102 gedrückt, so führt dies dazu, daß die Datentabelle 108 des editierten Modells gelesen wird. Dann werden GWP (CO2-Umwandlung) sowie AP (NOx-Umwandlung) berechnet. Unter Bezugnahme auf die Indikatorpunktumwandlungstabelle 109 werden dann der Erwärmungsindex, der Versäuerungsindex, und der Eutrophieindex in Indikatorpunkte (110 bis 112) für jede Lebensstufe umgewandelt. Die Ergebnisse werden grafisch dargestellt (45).
  • Wird der Öko-Punkt-Verfahrensschalter 103 gedrückt, so führt dies dazu, daß die Datentabelle 108 des editierten Modells gelesen wird. Die Öko-Punkt-Umwandlungstabelle 14 wird für folgende Umweltbelastungen verwendet: den Energieverbrauch, die SOx-Emissionsmenge, und die NOx-Emissionsmenge. Dann werden der Luftverschmutzungsindex 115 und der Energieverbrauchsindex 116 in Ökopunkte umgewandelt. Die Ergebnisse werden grafisch dargestellt (46).
  • Die Umweltbelastungsbeurteilungsvorrichtung weist nicht nur die voranstehend geschilderten Funktionen auf, sondern auch die folgenden einfachen Beurteilungsoptionsschalter: einen Berechnungsergebnisausgabeschalter 55 zur Ausgabe und Speicherung der Daten in einer Tabellenblattdatei, einen Wartungsschalter 56 für die Wartung und den Betrieb der Datenbank, und einen Modellkopierschalter 44 zur einfachen Durchführung einfacher Änderungen und Simulationen.
  • Wie voranstehend geschildert können, da die vorliegende Erfindung eine einfach zu verwendende, interaktive Software einsetzt, die es ermöglicht, daß der Benutzer die Daten einfach versteht, was im Stand der Technik schwierig war, Konstrukteure selbst LCA-Beurteilungen in den Konstruktionsstufen vornehmen. Die Ausführungsform stellt daher ein wirksames Werkzeug zur Entwicklung in Bezug auf Umweltbedingungen bewußter Produkte dar.
  • (EINE ANDERE AUSFÜHRUNGSFORM)
  • Bei der ersten und zweiten Ausführungsform ist der Produktlebensdauerzyklus in sechs Lebensdauerstufen unterteilt, wird ein Standardmodell für jede Stufe erzeugt, wird jede Einheitsbelastungsemission aus Material auf der Grundlage von Statistiken erhalten, und werden nur die verwendeten Teile und die Anzahl an Teilen, die spezifisch für das zu analysierende Produkt sind, und der Energieverbrauch bei der Benutzung des Produkts später getrennt eingegeben, wodurch eine Analyse unter Verwendung der Standardmodelle durchgeführt wird. Wenn Hersteller die Ergebnisse der Umweltbelastungsanalyse für die Produktentwicklung verwenden, erhalten sie nicht notwendigerweise die Daten für jede der sechs Lebensdauerstufen.
  • Als nächstes wird ein Beispiel zur Unterteilung der Lebensstufe in zwei Stufen oder drei Stufen und Ausbildung eines Standardmodells für jede Lebensstufe zur Bereitstellung eines einfacheren Systems erläutert.
  • 47 zeigt ein Beispiel der Unterteilung der Lebensstufe in zwei Stufen. Bei dem Beispiel von 47 sind die Materialbeschaffungsstufen S1, die Produktsstufe S2, und die Benutzungsstufe S4 in eine erste Gruppe G1 eingruppiert, und sind die Verteilungsstufe S3, die Abfallbehandlungsstufe S5, und die Recyclingstufe S6 in eine zweite Gruppe G2 eingeordnet.
  • Was der Untersucher eingeben muß sind die Spezifikationen eines zu analysierenden Produktes, die Bauteile des Produktes, die Anzahl an Bauteilen, und der Energieverbrauch des Produkts. Die Werte dieser Gegenstände werden in den Konstruktionsstufen festgelegt, so daß Konstruktions- und Entwicklungsabteilungen entsprechende Daten haben. Einer der Zwecke der LCA-Analyse besteht darin, die Konstruktions- und Entwicklungsabteilungen bei der Entwicklung des Produkts zu unterstützen. Die Werte in der Verteilungsstufe S3, der Abfallbehandlungsstufe S5 und der Recyclingstufe S6 ändern sich nicht stark, und sind normalerweise beinahe vollständig durch die Ergebnisse der ersten Gruppe G1 bestimmt. Daher ist es ausreichend, Standardmodelle für die in zwei Gruppen von Lebensstufen zu erzeugen.
  • Dann erfolgt eine Vereinfachung durch Ausbildung eines Standardmodells in Bezug auf die erste Gruppe 1 und eines Standardmodells in Bezug auf die zweite Gruppe G2, als den Gleichungen, die in dem Verarbeitungsabschnitt 22 von 2 gespeichert sind, oder in dem Umweltbelastungsgleichungsspeicherabschnitt 39.
  • Daher ist es möglich, ein einfacheres, einfach zu benutzendes System zu erzeugen, welches für Menschen in der Entwicklung und Konstrukteure geeignet ist.
  • Bei der vorliegenden Erfindung wird die Lebensdauer eines Produkts als Modell in Standardmodelle modelliert, für die einzelnen Lebensstufen, vom Gesichtspunkt der Umweltbelastung aus, und werden die Umweltbelastungsgleichungen für die Standardmodelle aufgestellt. Die Werte der Umweltbelastungen in Bezug auf die Bauteile und Materialien des Produkts werden aus den Eingangs-Ausgangs-Tabellen, äußerst verläßlichen statistischen Daten, und aus den Einheitsbelastungsemissionen erhalten, die aus den Eingangs-Ausgangs-Tabellen ermittelt werden. Nur durch Eingabe der Datenposten, die für das zu analysierende Produkt spezifisch sind, einschließlich der einzelnen Bauteile und der Anzahl an Teilen, wird die Umweltbelastung des zu analysierenden Produkts unter Verwendung der Umweltbelastungsgleichungen für die Standardmodelle bestimmt.
  • Daher ist die Anzahl an zu erstellenden Datenposten verringert, da die Modellerstellung vor der Analyse erfolgt, und da der Wert jeder Umweltbelastung in Bezug auf die Bauteile und die Materialien des Produkts aus äußerst verläßlichen statistischen Daten und den Einheitsbelastungsemissionen erhalten wird, die aus den statistischen Daten ermittelt werden. Daher ist es möglich, ein System zur Verfügung zu stellen, welches jeder einfach benutzen kann, und welches schnelle, einfache Beurteilungen ermöglicht, die für die Lebensdauerbeurteilung in den Konsruktionsstufen geeignet sind, selbst für Produkte mit derartig kurzen Entwicklungszeiträumen wie Elektrogeräten.
  • Weiterhin wird durch die vorliegende Erfindung eine Grafikanzeigefunktion zur Verfügung gestellt, und Allzweckformate, in welche die Einheitsbelastungsemission jeder Umweltbelastung eingegeben wurde, die in jeder der typischen Schritte auf der Grundlage der spezifischen Modelle erzeugt wird. Dies führt dazu, daß die vorliegende Erfindung folgende Auswirkungen erzeugt:
    • (i) Eine detaillierte Analyse der Schritte über die Gesamtlebensdauer des Produkts ist nicht erforderlich. Der Benutzer kann ein Diagramm zeichnen, während die Daten eingegeben werden, und so eine einfache Umweltbeurteilung durchführen, während die Daten überprüft werden.
    • (ii) Der Konstrukteur kann eine schnelle, einfache Beurteilung für die Lebensdauerbeurteilung aus den Konstruktionsstufen vornehmen, und daher das Ergebnis als Index für die Entwicklung in Bezug auf Umweltbedingungen bewußter Umweltprodukte verwenden.
  • Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die voranstehend geschilderten Ausführungsformen beschränkt. Sie läßt sich auf andere Arten und Weisen in die Praxis umsetzen oder verwirklichen, ohne von ihrem Wesen oder wesentlichen Charakter abzuweichen. Beispielsweise können die Ergebnisse, die aus den Allzweckformaten berechnet wurden, eine Auswirkung auf die Umweltbelastungsindizes auf Öko-Etiketten haben.
  • Zwar wurden bei den Ausführungsformen die Eingangs-Ausgangs-Tabellen verwendet, welche das Büro des Premierministers veröffentlicht hat, jedoch können auch die U.S.-Eingangs-Ausgangs-Tabellen im Falle von Produkten verwendet werden, die in den USA hergestellt und verwendet werden. Dasselbe gilt entsprechend für andere Länder.
  • Die gewünschten Einheitslastemissionen werden nicht nur aus den Eingangs-Ausgangs-Tabellen erhalten, sondern können auch aus der Datenbank erhalten werden, die von dem holländischen PR-LCA-Programm "SimaPro" aufgerufen wird. Die vorliegende Erfindung ist deswegen breit einsetzbar, da sie dazu fähig ist, verläßliche Daten zu verwenden, wenn dies erforderlich ist.
  • Wie bislang beschrieben wurde ist es bei der vorliegenden Erfindung möglich, eine LCA-Analyse von Produkten einfach und schnell selbst im Falle von Elektrogeräten durchzuführen, die in kurzer Zeit entwickelt werden müssen.
  • Fachleuten auf diesem Gebiet werden zusätzliche Vorteile und Abänderungen schnell auffallen. Daher ist die Erfindung in ihren Gesamtaspekten nicht auf die spezifischen Einzelheiten und repräsentativen Ausführungsformen beschränkt, die hier gezeigt und beschrieben wurden. Es lassen sich daher verschiedene Abänderungen vornehmen, ohne vom Wesen oder Umfang des allgemeinen erfindungsgemäßen Konzepts abzuweichen, welches sich aus der Gesamtheit der vorliegenden Anmeldeunterlagen ergibt und von den beigefügten Patentansprüchen umfaßt sein soll.

Claims (11)

  1. Vorrichtung zur Beurteilung der Belastung, die industrielle Produkte für die Umwelt darstellen, auf der Grundlage der Menge an die Umwelt belastenden Emissionsfaktoren, basierend auf einer Umweltbelastungsgleichung, die modelliert ist für die Lebensdauer des Produkts einschließlich Erzeugung, Benutzung, Abfallbehandlung und Recycling unter Einbeziehen von Umwandlungskoeffizienten zur Umwandlung der Mengen an Material und Energie, die bei der Herstellung, Benutzung, Abfallbehandlung, und beim Recycling des Produkts verbraucht werden, durch Einsetzen der Mengen an Material und Energie, die zugeführt werden, und der Umwandlungskoeffizienten entsprechend den Mengen, in die Umweltbelastungsgleichungen zum Berechnen des Umfangs an Umweltbelastungsfaktoren, gekennzeichnet durch das Umfassen: eines Umweltbelastungsgleichungsspeicherabschnitts (22, 39), der auf mindestens zwei Stufen (S1, S2, S3, S4, S5, S6) modellierte Umweltbelastungsgleichungen speichert, in die die Lebensdauer des Produkts aufgeteilt ist einschließlich mindestens einer Stufe (S1, S2, S3, S4), in welcher ein Produkt erzeugt und benutzt wird, und mindestens einer Stufe (S5, S6) der Abfallbehandlung und des Recyclings; eines Umwandlungskoeffizientenspeicherabschnitts (22, 38), der die Umwandlungskoeffizienten speichert,; eines Eingabeabschnitts (21, 30) zur Eingabe der Mengen an Materialien und Energie, die bei der Herstellung, Benutzung, Abfallbehandlung, und dem Recyclings des Produkts verbraucht werden, für jede der modellierten Stufen; eines Berechnungsabschnitts (22, 26), der den Umfang der Emission an Umweltbelastungsfaktoren berechnet; eines Beurteilungsabschnitts (22) zur Beurteilung der Belastung, die das Produkt auf die Umwelt ausübt, auf der Grundlage des Berechnungsergebnisses; und eines Ausgabeabschnitts, der das Beurteilungsergebnis ausgibt.
  2. Umweltbelastungsbeurteilungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Umweltbelastungsgleichungsspeicherabschnitt (22, 39) die Umweltbelastungsgleichungen speichert, die auf der Materialbeschaffungsstufe (S1) des Produkts modelliert sind, auf der Grundlage der Arten von Rohmaterialien des Produkts und der Benutzung der Materialien.
  3. Umweltbelastungsbeurteilungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Umweltbelastungsgleichungsspeicherabschnitt (22, 39) die Umweltbelastungsgleichungen speichert, die auf der Produktionsstufe (S2) des Produkts modelliert sind, auf der Grundlage der Benutzung von Energie in jedem Herstellungsschritt.
  4. Umweltbelastungsbeurteilungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Umweltbelastungsgleichungsspeicherabschnitt (22, 39) die Umweltbelastungsgleichungen, die auf der Verteilungsstufe (53) des Produkts modelliert sind, auf der Grundlage des Ladens des Produkts bei einer Transportvorrichtung und des Brennstoffverbrauchs speichert.
  5. Umweltbelastungsbeurteilungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Umweltbelastungsgleichungsspeicherabschnitt (22, 39) die Umweltbelastungsgleichungen, die auf der Benutzungsstufe (S4) des Produkts modelliert sind, auf der Grundlage der Anzahl an Benutzungen des Produkts, der nutzbaren Lebensdauer des Produkts, und der Häufigkeit der Benutzung des Produkts speichert.
  6. Umweltbelastungsbeurteilungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Umweltbelastungsgleichungsspeicherabschnitt (22, 39) die Umweltbelastungsgleichungen, die auf der Abfallbehandlungs- und Recyclingstufe (S5, S6) modelliert sind, auf solche Weise speichert, daß die Menge an Materialien des recycleten Produkts mit der Rückgewinnungsrate und der Wiederherstellungsrate multipliziert wird, um die Menge an recycleten Materialien zu bestimmen, und daß die Modellierung so erfolgt, daß die Umweltbelastungen verringert werden.
  7. Umweltbelastungsbeurteilungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Umweltbelastungsgleichungen, die auf der Abfallbehandlungs- und Recyclingstufe (S5, S6) modelliert sind, auf der Grundlage der Energie gespeichert sind, die bei der Abfallverwertung verbraucht wird, unter der Annahme, daß die Menge an Rohmaterialien des Produkts, die nicht recycled wird, entsorgt wird, und daß für die Materialien, die recycled werden, die Gesamtmenge an Material minus der Menge an recycletem Material entsorgt wird.
  8. Umweltbelastungsbeurteilungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Beurteilungsabschnitt (22) eine Vorrichtung zur Simulation der Änderung des Umweltbelastungsverringerungseffekts beim Recycling durch Änderung der Rückgewinnungsrate und der Wiederherstellungsrate beim Recycling aufweist.
  9. Umweltbelastungsbeurteilungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Umwandlungskoeffzientenspeicherabschnitt (38) aufweist: ein Materialoriginal (36), welches die Eingangsmaterialien speichert; und eine Umwandlungskoeffizientenspeicherdatei (37), welche die Umwandlungskoeffizienten so speichert, daß sie dem Materialoriginal zugeordnet werden können.
  10. Umweltbelastungsbeurteilungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Beurteilungsabschnitt (22) eine Vorrichtung zum Vergleichen der Berechnungsergebnisse für mehrere Modelle aufweist, und eine Vorrichtung zur Ausgabe der Vergleichsergebnisse.
  11. Umweltbelastungsbeurteilungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Beurteilungsabschnitt (22) eine Vorrichtung zur Beurteilung einer Auswirkung auf die Umwelt auf der Grundlage der Emissionsmenge der Umweltbelastungsfaktoren aufweist.
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