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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Beurteilungsvorrichtung für die Umweltbelastung,
welche einfach die Umweltbelastung industrieller Produkte beurteilen
kann.
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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.
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LCA
dient daher zur Erfassung und Beurteilung einer Umweltbelastung über den
gesamten Lebensdauerzyklus eines Produkts (Materialbeschaffung → Produktion → Verteilung → Benutzung → Entsorgung/Recyceln).
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Die
Erfindung wird nachstehend anhand zeichnerisch dargestellter Ausführungsbeispiele
näher erläutert, aus
welchen weitere Vorteile und Merkmale hervorgehen. Es zeigt:
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1 ein
Verarbeitungsflußdiagramm
zur Unterstützung
der Erläuterung
der Gesamtstruktur der Lebensdauer eines modellierten Produkts gemäß der vorliegenden
Erfindung und der eingegebenen Datenposten;
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2 ein
schematisches Blockschaltbild eines System gemäß einer ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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3 ein
Flußdiagramm
des Abfallbehandlungs- und Recyclingschrittmodells gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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4 ein
Berechnungsformat in der Materialbeschaffungsstufe, welches bei
dem System gemäß der vorliegenden
Erfindung verwendet wird;
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5 ein
Berechnungsformat in der Produktionsstufe, welches bei dem System
gemäß der vorliegenden
Erfindung verwendet wird;
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6 ein
Berechnungsformat in der Verteilungsstufe, welches in dem System
gemäß der vorliegenden
Erfindung verwendet wird;
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7 ein
Berechnungsformat in der Benutzungsstufe, welches bei dem System
gemäß der vorliegenden
Erfindung verwendet wird;
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8 ein
Berechnungsformat in der Abfallbehandlungsstufe, welches in dem
System gemäß der vorliegenden
Erfindung verwendet wird;
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9 ein
Berechnungsformat in der Recyclingstufe, welches in dem System gemäß der vorliegenden Erfindung
verwendet wird;
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10A bis 10C eine
Erläuterung
graphischer Darstellungen, die als die Simulationsergebnisse erhalten
werden, wenn die Recyclingrate geändert wird;
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11A und 11B die
Berechnungsergebnisse eines Farbfernsehgeräts auf der Grundlage einer LCA-Analyse unter Verwendung
des Systems gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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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;
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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;
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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;
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15 ein
schematisches Blockschaltbild einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung;
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16 ein
Blockschaltbild zur Unterstützung
der Erläuterung
der Struktur des Übersichtsmenubildschirms
und seiner Vorgänge;
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17 ein
Beispiel für
den Übersichtsmenubildschirm
bei der zweiten Ausführungsform;
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18 ein
Blockschaltbild zur Erleichterung des Verständnisses der Verarbeitung in
der Materialbeschaffungsstufe bei der zweiten Ausführungsform;
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19 ein
Beispiel für
den Eingabebildschirm in der Materialbeschaffungsstufe bei der zweiten
Ausführungsform;
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20 ein
Beispiel für
den Ausgabebildschirm in der Materialbeschaffungsstufe bei der zweiten
Ausführungsform;
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21 ein
Blockschaltbild zur Erleichterung des Verständnisses der Verarbeitung in
der Produktsstufe bei der zweiten Ausführungsform;
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22 ein
Beispiel für
den Eingabebildschirm in der Produktsstufe bei der zweiten Ausführungsform;
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23 ein
Beispiel für
den Ausgabebildschirm in der Produktsstufe bei der zweiten Ausführungsform;
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24 ein
Blockschaltbild zur Erleichterung des Verständnisses der Verarbeitung in
der Verteilungsstufe bei der zweiten Ausführungsform;
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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;
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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;
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30 ein
Beispiel für
den Ausgabebildschirm in der Benutzungsstufe bei der zweiten Ausführungsform;
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31 ein
Blockschaltbild zur Erleichterung des Verständnisses der Verarbeitung in
den Abfallbehandlungs/Recyclingstufen bei der zweiten Ausführungsform;
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32 ein
Beispiel für
den Eingabebildschirm in den Abfallbehandlungs/Recyclingstufen bei
der zweiten Ausführungsform;
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33 ein
Beispiel für
den Rückgewinnungsrateneinstellbildschirm
in den Abfallbehandlungs/Recyclingstufen bei der zweiten Ausführungsform;
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34 ein
Beispiel für
den Recyclingwiederherstellungsrateneinstellbildschirm bei den Abfallbehandlungs/Recyclingstufen
bei der zweiten Ausführungsform;
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35 ein
Beispiel für
den Ausgabebildschirm bei den Abfallbehandlungs/Recyclingstufen
bei der zweiten Ausführungsform;
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36 ein
Beispiel für
den Ausgabebildschirm bei den Abfallbehandlungs/Recyclingstufen
bei der zweiten Ausführungsform;
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37 ein
Blockschaltbild zur Erleichterung des Verständnisses des Vorgangs der Ausgabe
der Berechnungsergebnisse über
die gesamte Lebensdauer bei der zweiten Ausführungsform;
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38 ein
Beispiel für
den Ausgabebildschirm der Berechnungsergebnisse über die gesamte Lebensdauer
bei der zweiten Ausführungsform;
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39 ein
Blockschaltbild zur Erleichterung des Verständnisses des Vorgangs des Vergleichens
von Modellen bei der zweiten Ausführungsform;
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40 ein
Beispiel für
den Eingabebildschirm zum Vergleich von Modellen bei der zweiten
Ausführungsform;
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41 ein
Beispiel für
den Ausgabebildschirm zum Vergleich von Modellen bei der zweiten
Ausführungsform;
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42 ein Blockschaltbild zur Erleichterung des Verständnisses
des Vorgangs der Durchführung
einer Einflußbeurteilung
bei der zweiten Ausführungsform;
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43 ein Beispiel für den Eingabebildschirm für die Einflußbeurteilung
bei der zweiten Ausführungsform;
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44 ein Beispiel für den Ausgabebildschirm für die Einflußbeurteilung
unter Verwendung des Verfahrens des Japan Ecolife Center bei der
zweiten Ausführungsform;
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45 ein Beispiel für den Ausgabebildschirm für die Einflußbeurteilung
unter Verwendung des Öko-Indikatorverfahrens
bei der zweiten Ausführungsform;
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46 ein Beispiel für den Ausgabebildschirm für die Einflußbeurteilung
unter Verwendung des Öko-Punktverfahrens bei
der zweiten Ausführungsform;
und
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47 ein Blockschaltbild zur Erleichterung des Verständnisses
einer weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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Nachstehend
werden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen Ausführungsformen
einer Umweltbelastungsbeurteilungsvorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung erläutert.
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(ERSTE AUSFÜHRUNGSFORM)
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1 zeigt
einen Verarbeitungsflußablauf
einer ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Nachstehend
wird dies im einzelnen erläutert.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Nach
einer derartigen Standardisierung ist nur der Ursprung der Einheitsbelastungsemission
wesentlich in Bezug auf die Verläßlichkeit
und Transparenz der Daten.
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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.
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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.
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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.
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[1] Materialbeschaffungsstufe
(S1)
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4 zeigt
ein Format für
ein Beispiel der Umweltbelastungsgleichung in der Materialbeschaffungsstufe.
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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.
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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.
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Einige
mehrere zehn Posten in den 187 Kategorien in den Eingangs-Ausgangs-Tabellen
werden als die Materialkategorien verwendet.
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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.
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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.
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[2] Produktionsstufe
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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.
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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).
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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.
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[3] Verteilungsstufe (S3)
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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.
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[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.
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[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.
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[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.
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11 ist eine Ausführungsform der Ergebnisse bei
der Durchführung
von Berechnungen in Bezug auf ein Farbfernsehgerät, wie voranstehend beschrieben.
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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.
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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 (CO
2-Emissionsverhältnis)
-
(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.
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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.
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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.
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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.
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Nachstehend
erfolgt die Beschreibung eines konkreten Beispiels, wobei eine Waschmaschine
als zu untersuchendes Produkt verwendet wird.
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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.
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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.
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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.
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Nachstehend
werden hintereinander die Stufe S1 bis S6 beschrieben.
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[1] Materialbeschaffungsstufe
S1 (18 bis 20)
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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[2] Produktionsstufe S2
(21 bis 23)
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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.
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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.
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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.
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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).
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[3] Verteilungsstufe (24 bis 26)
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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.
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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.
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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.
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Diese
Zustände
werden in der Materialeingabetabelle 69 von 24 gespeichert,
wie in der vorherigen Stufe.
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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.
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[4] Benutzungsstufe S4
(27 bis 30)
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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.
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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.
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[5][6] Abfallbehandlungs-
und Recyclingstufen S5 und S6 (31 bis 36)
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Als
nächstes
wird die Addition der Posten (Lebensdauerposten) in dem Gesamtlebenszyklus
unter Bezugnahme auf die 37 und 38 beschrieben.
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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.
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Als
nächstes
wird unter Bezugnahme auf die 39 bis 41 die
Funktion des Vergleichs der Modelle der Produkte beschrieben, die
so erhalten wurden.
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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).
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Schließlich wird
die Beurteilung der Auswirkungen, die aus diesen Posten oder Aufstellungen
berechnet werden kann, unter Bezugnahme auf die 42 bis 46 beschrieben.
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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.
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Auswirkungsbeurteilungsvorgehensweisen
wurden entsprechend der Situation jedes Landes entwickelt. Selbst
unter den LCA-Forschern
wurden sie bislang nicht standardisiert.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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).
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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.
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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.
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(EINE ANDERE AUSFÜHRUNGSFORM)
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.