JP3856022B2 - 製品毎環境負荷度自動算出方法及びその装置 - Google Patents

Description

本発明は、製造企業の製造段階での職場毎の環境負荷度を製品単位に配賦するための装置に関し、特に製造業において、その製品を製造する際にどのくらいのエネルギーや資源を利用したか、または、どのくらいの排出物を排出したかを容易に算出することのできる装置に関する。

一般に、ＬＣＡ（Life Cycle Assessment）と称し、原料の採取から製品の製造、使用、廃棄に至る製品ライフサイクルの全過程で環境負荷度を調査し、評価する手法がある。この中で、製造過程において職場の実際の環境負荷実績を収集し、製品単位に環境負荷度を配賦する方法が研究されている。一例として、ある商品１個を製造するのに電力、石油、その他関連するエネルギーや、資源をどの程度使用するかを算出することにより、その製品の製造のためにどの程度環境に影響を与えるかを調べようというものがある。しかし、同一職場で複数の製品が同時に生産される場合、トータルの資源消費量、例えばその工場の１日あたりの消費量は容易に算出できるが、これを個々の生産物の環境負荷として分離するのは容易ではなく、製品毎の環境負荷の配賦は困難となる。従来の技術は、分解できないもの、あるいは共有して使っているものは、生産数量又は生産額比で配賦するものであったり、計算値、推定値として求めるものであった。

従来技術では、職場毎環境負荷実績を製品毎に配賦する方法として、製品の生産数量または生産額比を用いて按分していたため、製品特性による製品毎の環境負荷度の違いを考慮することができなかった。従って配賦された値は現実の製品毎の環境負荷実績と乖離する可能性が高く、環境負荷低減のための管理指標として用いることはできず、設計等の改善に結びつけることができないことが多かった。

本発明は、製造過程における職場別環境負荷の実測データを基に、製品毎の環境負荷原単位をロットが終了する度にフィードバックをかけながら、職場毎環境負荷実績を製品毎に配賦することにより、ロット毎に製品毎環境負荷度を捉え、製品毎環境負荷度の時系列的変化を管理し、設計改善などの環境負荷低減に向けた対策をタイムリーに行うことを目的とする。

上記課題を解決するため本発明では、職場毎の環境負荷実績と生産実績とを入力としてロットの終了の度に当該ロットにおける製品毎環境負荷度を自動算出する手段と、製品毎環境負荷度と生産実績を入力として製品毎環境負荷原単位を割り出す手段を備えた構成とする。

本発明の製造時点製品毎環境負荷度自動算出装置は、各設備毎に環境負荷の測定をしなくても、職場毎環境負荷実績と生産実績から製品毎環境負荷度を、製品毎環境負荷原単位を随時更新することにより、高精度に算出することができる。

また、ロット単位で実測値に基づいた製品毎環境負荷実績を高精度に算出することにより、製品毎環境負荷度の時系列的変化を捉えることができるため、設計等の改善をタイムリーに行うことができる。

以下に、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。図１は本発明の構成を示したブロック図である。生産実績データベース１０１は、設備毎の時々刻々の製品とその生産数量を記録する。職場毎環境実績データベース１０２は、職場毎の時々刻々の環境負荷実績を記録する。製品毎環境負荷度算出部１０３は、生産実績データベース１０１より当該職場における当該期間の生産品目と生産数量を示した生産実績データと、職場毎環境負荷実績データベース１０２より当該職場における当該期間の環境負荷実績を記録した職場毎環境負荷実績データを入力して、製品毎の環境負荷度を算出する。製品毎環境負荷度算出部１０３の出力は、製品毎環境負荷度算出結果として製品毎環境負荷原単位算出部１０４に与えられる。

製品毎環境負荷原単位算出部１０４は、製品毎環境負荷度算出部１０３によって算出された当該期間の製品毎環境負荷度と生産実績データから得られる製品毎生産数量から、ある製造管理単位における製品単位当たりの環境負荷度（製品毎環境負荷度原単位）を算出するブロックであり、その出力は製品毎に記憶部１０５に更新、記憶され、その値は製品毎環境負荷度算出部１０３から常時呼び出し可能な構成とする。

出力部１０６には、表示装置としてＣＲＴ１０７を接続し、製品毎環境負荷度算出結果を表やグラフとして表示し、また、プリンタ１０８等の印字装置を接続し、製品毎環境負荷度算出結果を記録紙上に印字する。

図２は当該職場におけるある一時点からの使用電力量の累計値の変化と、当該期間の設備１、設備２、設備３における生産ロット順を示したものである。本例では、ある１つの職場に設備１、設備２、設備３の３台の同一設備があり、その職場で使用する電力量を職場毎環境負荷実績データとし、その職場のある製造管理単位において製品毎に使用された電力量を製品毎環境負荷度として算出する例を取り上げる。当該職場において製造される製品の種類は製品Ａ〜製品Ｅの５種類とする。図では、設備１で製品Ａ、Ｃ、Ａ、Ｂの順に製造し、設備２で製品Ｄ、Ｅ、Ｂの順に製造し、設備３で製品Ｅ、Ａ、Ｃの順で製造することことを示している。また、図中の使用電力量累計のグラフの縦軸は電力量（ＫＷ）、横軸は時間（時）である。

本実施例では、製品毎環境負荷度の計算を、いずれかの設備で、商品の製造が終了した時を基準に区切り、これらの期間ごとに計算を行う。例えば、設備１の製品Ｃのロットの終了時点を前回ロット終了時刻Ｔ１とした時、次の区切りは設備２における製品Ｄのロット終了時点となる。よってこの時点を今回ロット終了時刻Ｔ２と呼ぶことにする。そうすると、Ｔ１からＴ２の期間を１つの処理単位として、この期間における各設備で使用された電力量を算出する。同様にして、以降同じ様な期間を区切り、この期間ごとに算出を行う。

次に、図５のフローチャートを使って本願発明の動作について説明する。まず、製品毎環境負荷度算出部１０３において１回目の製品毎環境負荷度の配賦を行うための製品毎環境負荷原単位（後述）を、接続されたキーボード等の入力手段（図示せず）を用いて設計情報や過去実績をもとに記憶部１０５に初期設定する。

次に、図２の今回ロットの終了時刻Ｔ２を経過したら、前回ロット終了時刻Ｔ１から今回ロット終了時刻Ｔ２の間の生産実績を生産実績データベース１０１から、職場毎の環境負荷を職場毎環境負荷実績データベース１０２から製品毎環境負荷度算出部１０４に呼び込む。（ステップ５２）。

ここで、図３を用いて、これらのデータベース１０２に格納される情報の詳細を説明する。生産実績データ情報２００は生産実績データベース１０１に格納されるもので、生産現場からリアルタイムで得られる時系列の職場毎の生産実績から、前回ロット終了時点を開始時刻、今回ロット終了時点を終了時刻として時刻をキーに切り出したものであり、職場コード２０１、設備NO．２０２、ロットNO.２０４、製品コード２０５、その処理単位の開始時刻２０６及び終了時刻２０７とその間の生産数量２０７が格納される。

職場毎環境負荷実績情報３００は職場毎環境負荷実績データベース１０２に格納されるもので、職場単位にリアルタイムで得られる時系列の環境負荷実績（使用電力量）から、前回ロット終了時点を開始時刻、今回ロット終了時点を終了時刻として時刻をキーに切り出したものであり、職場コード３０１、開始時刻３０２、終了時刻３０３とその間の職場毎環境負荷実績（使用電力量）３０４が格納される。この職場毎環境負荷実績は、図３では、職場イで、商品Ａ、Ｃ、Ｅを製造するに要するトータルの消費電力量である。

再び図５において、次に、記憶部１０５から、当該期間に製造された製品（本例では製品Ａ、製品Ｃ、製品Ｅ）の製品毎環境負荷原単位平均（後述する図４の６０６）を製品毎環境負荷度算出部１０３に呼び込む。（１回目の処理の場合、ステップ５１で設定した初期値を呼び込む。）（ステップ５３）
次に、製品毎環境負荷度算出部１０３では、当該期間中に製造された製品の製品毎環境負荷原単位と生産数量を乗じた値の比率で、当該期間の製品毎環境負荷実績を配賦し、この値を製品毎環境負荷実績２０９に格納する（ステップ５４）。

具体的な算出の仕方は、製品Ａ、製品Ｃ、製品Ｅの最新の製品毎環境負荷元単位平均（後述する図４の６０６）をそれぞれ３．０、２．０、１．５、（ＫＷ／個）、生産数量２０８を１００、３００、２００（個）と仮定した場合、当該期間の当該職場における使用電力総量（職場毎環境負荷実績３０４）が１２００（ＫＷ）であるならば、製品Ａの当該期間における製品ごと環境負荷Ｋａは、
Ｋａ＝（使用電力総量）×［製品Ａ＊の製品毎環境負荷元単位平均×１００／
製品Ａの製品毎環境負荷元単位平均×１００＋
製品Ｃの製品毎環境負荷元単位平均×３００＋
製品Ｅの製品毎環境負荷元単位平均×２００］
＝１２００×［３．０×１００／（３．０×１００＋２．０×３００
＋１．５×２００）
＝３００（ＫＷ）
とのように、各製品の製品毎環境負荷元単位平均をもとに求めることができる。同様にして、上記＊の部分を変えることによって製品Ｃ、製品Ｅについても求められる。

次に、製品毎環境負荷度算出結果５００のロットNO.をキーとして今回算出したロットと同一ロットのデータがあるかを検索し（ステップ５５）、あれば同一ロットの製品毎環境負荷実績と合計する。（ステップ５６）。この求めた値は、図４の製品毎環境負荷度ロット集計結果５００に示すフォーマットで記憶部１０５に格納される。その内容は、製品毎環境負荷度算出結果をロット単位に集計したものであり、職場コード５０１、ロットNO.５０２、製品コード５０３、ロット開始時刻５０４、ロット終了時刻５０５と当該ロットにおける製品毎環境負荷実績ロット集計結果５０６である。この製品毎環境負荷実績ロット集計結果５０６は、同一ロットの製品毎環境負荷実績の累計値が７００で、今回の製品毎環境負荷実績２０９が３００のときは合計して１０００（ＫＷ）となる。

次に、製品別環境負荷原単位算出部１０４は、今回算出したロット当たりの製品毎環境負荷実績２０９を生産数量２０８で除することにより、今回ロットにおける製品単位当たりの環境負荷度である今回ロット原単位６０５を算出する。（ステップ５７）ここで、製品毎環境負荷原単位算出結果６００は図４に示すように職場コード６０１、製品コード６０２と各製品の過去一定数の製造管理単位に於ける製品毎環境負荷算出結果６０３〜６０５とその原単位の平均６０６が格納される。図４の例では、図３のデータに基づいて算出した今回ロット原単位６０５と、それ以前に処理期間中に算出済みのＮ−２期間の原単位６０３と、Ｎ−１期間の原単位６０４が格納されている。

ここで、今回ロットNo. Ａ００１（５０２、製品Ｃ）における製品毎環境負荷実績ロット集計結果を１０００（ＫＷ）（５０６）、当該ロットの生産数量を５００個とすると、今回ロット（Ｃ製品）の製品毎環境負荷原単位６０５は、
１０００（ＫＷ）／５００（個）＝２．０
となり、製品Ｃの今回ロット原単位６０５は、２．０となる。

また、製品別環境負荷原単位算出部１０４では、記憶部１０５に格納されている過去２回（過去何回分を活用するかは任意）のロットに対する製品毎環境負荷原単位算出結果（６０３〜６０４）と今回ロットでの算出結果６０５の平均した値を算出し、その値は、製品別環境負荷度原単位平均６０６として記憶部１０５に格納する。（ステップ５８）本例でのＣ製品原単位平均は、
（１．９＋２．１＋２．０）／３＝２．０
となり、原単位平均６０６に格納される。

次に、製品毎環境負荷算出結果は、出力部１０６より出力される。（ステップ５９）この原単位６０６が、その製品１個を製造するのに必要とする環境負荷（必要なエネルギー、資源）である。

以上のように、本実施例ではいずれかの工程の終了時に環境負荷の実績値を取得して、その都度製品ごとの環境負荷の実績値を集計するようにしている。また、算出した集計値はフィードバックされ、後の計算に反映するようにしているので、実績値の集計の蓄積が進めば進むほど信頼度の高いデータが算出できる。なお、初めて製品を製造する場合は過去の製品毎環境負荷原単位のデータがないので、計算値や理論値を初期値として設定する（図５のステップ５１）。

以上、本発明の実施例を説明したが本発明はその趣旨を逸脱しない範囲で、種々の応用が可能である。例えば、本実施例では環境負荷の例として、電力の使用量を用いて説明したがその他の使用実績値が算出できるものであれば同様に適用できることはいうまでもない。

また、本例ではいずれかのロットの終了時に環境負荷の実績値を算出するようにしたが、これを定められた一定の時間毎（例えば１時間ごと）で取得して計算するようにしても良い。

さらに、本実施例では消費するエネルギーを元に説明したが、消費するものだけでなく排出する廃棄物でも同様に算出することができることはいうまでもない。

本実施例を別の言葉で説明すると以下のとおりである。
各職場毎に、ある製造管理単位（例えばロット）の開始時刻と終了時刻と、その間に製造した製品の品種、数量を生産実績データとし、各職場毎に発生する製品毎環境負荷実績（使用エネルギー、排水量など）の累計値の変位を環境負荷実績データとしたとき、製品毎環境負荷度算出手段では、この生産実績データと環境負荷実績データとを入力とする。

ある製造管理単位が終了した時点で、前回製造管理単位が終了した時刻からの職場毎環境負荷実績の変位を時刻をキーとして算出する。一方生産実績データからその期間の生産実績を時刻をキーとして割り出す。

次に、前回算出した製品毎環境負荷原単位平均（初期値は設計情報や過去実績等から算出）に当該期間の製品毎生産実績を乗じた値の比率で職場毎環境負荷実績の当該期間に於ける変位を配賦し、製品毎環境負荷度を算出する。

製品毎環境負荷原単位算出手段では、今回終了した製造管理単位の製品毎環境負荷度を全て集計し、当該製造管理単位における製品別生産量で除することにより、当該製造管理単位における製品単位当たりの環境負荷度（製品毎環境負荷原単位）を算出する。今回算出したこの値と当該製品の過去一定数の製造管理単位に於ける製品毎環境負荷原単位を平均した値を平均しその値を新たに製品毎環境負荷原単位平均として保存、それを用いて次回の製品毎環境負荷度の算出を行う。

以上の処理を製造管理単位終了時に繰り返し行い、各職場で製品毎環境負荷度を製造管理単位毎に即座に算出できる。

本発明の実施例の装置構成を示すブロック図 実施例における、当該職場の使用電力量の累計値変化と各設備の生産ロット順を示す図 図１の生産実績データベース１０１と職場毎環境負荷実績データベース１０２に格納されるデータの詳細を説明するための図 図１の記憶部１０５に格納されるデータの詳細を説明するための図 本実施例の動作を示すフローチャート

符号の説明

１００ 製造時点製品毎環境負荷度自動算出装置
１０１ 生産実績データベース
１０２ 職場毎環境負荷実績データベース
１０３ 製品毎環境負荷度算出部
１０４ 製品毎環境負荷原単位算出部
１０５ 記憶部
１０６ 出力部
１０７ ＣＲＴ
１０８ プリンタ

Claims (4)

1. 生産実績データベースと製品毎環境負荷度算出部と環境負荷実績データベースと製品毎環境負荷原単位算出部とを備え、複数の設備で複数の製品をロット単位で並行して製造する場合における製品毎の単位数量当りの環境負荷度を、ある期間における、各製品の生産実績と環境負荷実績とに基づいて更新する環境負荷度算出装置であって、
   前記製品毎環境負荷度算出部は、前記複数の設備のいずれかの設備においてロット単位の製造が終了した時点である第1の時点から次にロット単位の製造が終了した時点である第2の時点までの期間内に上記各設備で製造した製品ごとの生産数量の実績値を格納した前記生産実績データベースから、各製品の生産数量の実績値を取得し、該期間内における上記複数の設備の環境負荷実績を格納した前記環境負荷実績データベースから上記複数設備の環境負荷実績のトータル値を取得し、当該取得した環境負荷実績のトータル値を、前記第1の時点における単位数量当りの製品毎環境負荷度と当該取得した生産数量実績値の積に応じて按分することにより、前記期間内に製造した各製品の製品毎環境負荷を算出し、算出された各製品の製品毎環境負荷と同一のロットの製品環境負荷の有無を前記環境負荷実績データベースから検索して、前記同一のロットの製品環境負荷が検索された場合には、算出された製品毎環境負荷と前記同一のロットの製品環境負荷を合計して合計値を算出し、該算出した製品毎環境負荷をロット単位で集計したものおよび前記合計値を、各製品について上記生産数量実績値のロット単位での集計値で除することにより、同一ロット内に製造した各製品の単位数量当りの環境負荷度である今回ロット原単位を算出し、
   前記製品毎環境負荷原単位算出部が、当該算出した今回ロット原単位と過去のロットにおける単位数量当りの製品毎環境負荷度とを用いて次回の各製品の製品毎環境負荷算出に用いる単位数量当りの環境負荷度を算出することを特徴とする環境負荷度算出装置。
2. 請求項１記載の環境負荷度算出装置において、
   前記製品毎環境負荷原単位算出部は、各製品の単位数量当りの製品毎環境負荷度の履歴データと、算出された前記各製品の単位数量当りの環境負荷度の平均を取ることにより前記第2の時点の環境負荷度を算出することを特徴とする環境負荷度算出装置。
3. 生産実績データベースと製品毎環境負荷度算出部と環境負荷実績データベースと製品毎環境負荷原単位算出部とを備え、複数の設備で複数の製品をロット単位で並行して製造する場合における製品毎の単位数量当りの環境負荷度を、ある期間における、各製品の生産実績と環境負荷実績とに基づいて更新する環境負荷度算出装置を用いた環境負荷度算出方法であって、
   前記製品毎環境負荷度算出部は、前記複数の設備のいずれかの設備においてロット単位の製造が終了した時点である第1の時点から次にロット単位の製造が終了した時点である第2の時点までの期間内に上記各設備で製造した製品ごとの生産数量の実績値を格納した前記生産実績データベースから、各製品の生産数量の実績値を取得し、該期間内における上記複数の設備の環境負荷実績を格納した前記環境負荷実績データベースから上記複数設備の環境負荷実績のトータル値を取得し、当該取得した環境負荷実績のトータル値を、前記第1の時点における単位数量当りの製品毎環境負荷度と当該取得した生産数量実績値の積に応じて按分することにより、前記期間内に製造した各製品の製品毎環境負荷を算出し、算出された各製品の製品毎環境負荷と同一のロットの製品環境負荷の有無を前記環境負荷実績データベースから検索して、前記同一のロットの製品環境負荷が検索された場合には、算出された製品毎環境負荷と前記同一のロットの製品環境負荷を合計して合計値を算出し、該算出した製品毎環境負荷をロット単位で集計したものおよび前記合計値を、各製品について上記生産数量実績値のロット単位での集計値で除することにより、同一ロット内に製造した各製品の単位数量当りの環境負荷度である今回ロット原単位を算出し、
   前記製品毎環境負荷原単位算出部が、当該算出した今回ロット原単位と過去のロットにおける単位数量当りの製品毎環境負荷度とを用いて次回の各製品の製品毎環境負荷算出に用いる単位数量当りの環境負荷度を算出することを特徴とする環境負荷度算出方法。
4. 請求項３記載の環境負荷度算出方法において、
   前記製品毎環境負荷原単位算出部は、各製品の単位数量当りの製品毎環境負荷度の履歴データと、算出された前記各製品の単位数量当りの環境負荷度の平均を取ることにより前記第2の時点の環境負荷度を算出することを特徴とする環境負荷度算出方法。
   

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