JP4160457B2 - ライフサイクル環境評価システム及びライフサイクル環境評価方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、施設のエネルギー消費量も評価できるライフサイクル環境評価方法及びシステムに関する。
【0002】
【従来の技術】
大気中の温室効果ガス(二酸化炭素、メタン等)等に代表される環境影響物質の増大が地球を温暖化し自然の生態系等に悪影響を及ぼす恐れがある。このため、大気中の温室効果ガスの濃度を安定化させることを目的とした気候変動枠組条約が1994年に日本を含む186カ国(含む1地域)で発効された。また、1997年には気候変動枠組条約第3回締約国会議(京都会議)で先進国及び途上国の温室効果ガス排出の削減目的を定めた京都議定書が採択され、国家、自治体、事業者、個人等それぞれのレベルで環境影響物質の積極的な排出量低減が求められている。
【0003】
かかる状況に対応し、製造・サービス分野においては、製品、システム、サービス等のライフサイクルにおける環境影響を考慮し、地球環境影響を極力小さくした環境考慮型製品の開発が急がれている。また、工場、ビル設備等のエネルギー需給量を専門の事業者が診断、評価し、エネルギー消費量を最小とするための設備、運用を提案するエネルギー診断評価手法の開発と、本手法を利用したサービスの適用が進められている。
環境考慮型製品の開発に当たり、地球環境に及ぼす影響を定量的に計算評価する方法をライフサイクル環境影響評価(LCA)と呼ぶ。
【0004】
LCAでは、製品が製造、使用、廃棄され消滅するまでに、化石燃料や天然資源をどれだけ消費したか、大気、水圏、土壌等の地球環境にどのような物質をどれだけ排出したか等を計算し、地球環境に及ぼす影響を定量的に評価する。
【0005】
具体的には、製品を製造、使用、廃棄にいたる各工程での環境負荷を、製品を構成する部品の材料や加工法等の情報を基に、素材製造や部品製造(加工)、組立等の製品製造までの各種資源消費量や排出量を計算する。次に、製品のライフサイクルにおける各工程の情報を基に、製品輸送時と使用時及び製品使用後の回収、廃棄、リサイクル等の各種資源消費量や排出量を計算する。更にそれらの計算値と重み係数を用いて温暖化や酸性雨等のカテゴリー毎の環境影響度を計算する。
【0006】
LCAによる環境影響計算方法としては、例えば特許文献1、2に開示された従来技術が知られている。
【0007】
特許文献1では、LCA対象製品の製造設備から環境負荷情報を計測し、計測値をネットワークを介してLCAシステムに送信し、LCAシステムでは前記計測値を用いて環境影響度を計算する。本システムの特徴は、環境負荷を評価する機能(環境負荷評価ユニット)と環境情報を蓄積する機能を分離し、蓄積された環境情報を検索するための機能を環境負荷評価ユニットに設けたことを特徴とする。
【0008】
特許文献2では、環境影響度を計算する上で必要となる各種情報の入力手段と、環境影響度を計算するLCAシステムをネットワークで接続し、システムは顧客が入力した環境負荷情報をネットワークから取得し、得られた環境影響度を顧客に送出する。特に、予めLCAシステム側が環境負荷を計算するための原単位や重み係数などをデータベースに格納し、顧客の負担を軽減している。
【0009】
一方、事業者が所有する設備のエネルギー需給量を専門の事業者が診断、評価し、エネルギー消費量を最小とするエネルギー診断評価サービスはESCO(Energy Service Company)事業と呼ばれる。ESCO事業では、事業者が顧客の所有するビル、工場、上下水処理設備等の施設に対するエネルギー診断評価事業を受託する。事業者は、施設内の電気設備、空調設備、熱源設備、昇降機設備、防犯設備などの運転実績及びエネルギー消費量を計測し、各設備のエネルギー消費量を最小とするための改善施策を顧客に提案する。顧客は提案された改善施策に従い設備の運用改善を実施し、改善実施後のエネルギー消費量削減により得られた利潤を原資として、契約に基づく額を事業者に支払う。
【0010】
ESCOによるエネルギー診断評価方法の従来技術としては、例えば特許文献3が知られている。
【0011】
特許文献3では、ESCO対象である顧客のビルに設置した監視制御用計算機とESCO事業者が所有する診断サービス用計算機をネットワークで接続し、診断サービス用計算機は診断サービスメニューを監視制御用計算機に提供する。監視制御用計算機は診断サービスの選択内容と、この選択内容に対応する各計測値からエネルギー消費解析を実施する。
【0012】
【特許文献1】
特開平11−353384号公報(段落0020−0021、0027)
【特許文献2】
特開平11−219391号公報(段落0008−0016)
【特許文献3】
特開2002−312457号公報(段落0005、0007−0008)
【0013】
【発明が解決しようとする課題】
従来のLCA評価手法は、製品あるいはシステムの製造、使用、廃棄の各段階における環境影響度を評価することを目的に、製品を構成する部品や機器、あるいはこれら部品や機器を組み立てる際の製造工程のエネルギー使用量を詳細に計測する。これらの情報は環境影響度の計算に用いるが、ESCO事業においてもほぼ同様の情報をエネルギー診断に利用している。しかし、これらの情報を用いて環境影響度とエネルギー消費量を同時に評価することについては考慮されていない。
【0014】
本発明の目的は、上記従来技術の問題点に鑑み、製品のライフサイクルにおける環境影響と、施設のエネルギー消費量を同時に評価可能なLCAシステム及び環境評価方法を提供することにある。これにより、環境性が高く、かつ製品コストを抑えた製品の開発、製造が可能となる。
【0015】
【課題を解決するための手段】
従来のLCA評価手法は、製品の製造者は製品の製造から廃棄・リサイクルまでの全ての工程における環境負荷影響を考慮する必要があることから、全てのステージにおける環境負荷影響の計算が求められる。一方、設備の省エネルギーが目的のエネルギー診断では、設備外での工程、例えば原材料の採掘に必要とされるエネルギーや商品出荷後の利用状況、廃棄・リサイクル時の環境影響度などについては考慮する必要がない。そこで、本発明のLCAシステムでは、製品のサイト情報をエネルギー診断の際の判断基準とし、サイトが設備の外部であった場合には対象外として、それ以降のエネルギー使用量及び環境影響物質の集計をしない構成とした。
【0016】
本発明のライフサイクル環境評価システムは、製品、部品の環境影響度を記憶する記憶手段1と、製造場所(工場内)での各工程における環境影響度を記憶する記憶手段2を備え、前記記憶手段1の部品情報と前記記憶手段2の工程情報との組による製品情報から製品の環境影響度を求めるものにおいて、前記工程情報には、前記各工程における電力などのエネルギー使用量の原単位を有し、前記製品情報の部品情報と工程情報に基づき製品の環境影響度の評価指標を計算すると共に、各工程における前記エネルギー使用量に基づき製品のエネルギー使用量を計算するLCA/エネルギー評価手段を設けることを特徴とする。
【0017】
さらに、前記製品のエネルギー使用量と所定期間における製造実績から、前記所定期間におけるエネルギー使用量を集計し、前記製造場所のエネルギー評価値を出力する設備エネルギー評価手段を設けることを特徴とする。
【0018】
また、前記記憶手段2の部品情報は、前記製造場所の内外を示すサイト情報を有し、前記LCA/エネルギー評価手段は、サイト内の部品情報に関わる製品のエネルギー使用量を計算することを特徴とする。
【0019】
また、前記製品の環境影響度の評価指標と前記製造場所のエネルギー評価値の少なくとも一方を出力するための選択手段を備えることを特徴とする。
【0020】
本発明のLCAネットワークシステムは、LCA計算装置と複数の部門の端末がネットワークを介して結ばれ、前記LCA計算装置に前記ライフサイクル環境評価システムを設け、各部門の端末からの部門情報に応じて、ライフサイクル環境評価のための入力情報を取得したり、ライフサイクル環境評価結果の出力情報を提供したりすることを特徴とする。
【0021】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。図1は、本発明の第1の実施形態によるライフサイクル環境評価システム(LCAシステム)のブロック図である。LCA計算装置1は設備2を対象にLCA評価やエネルギー簡易診断を実施する。設備2は原料あるいは部品を調達先22から調達し、この原料・部品を部署23、部署24、部署25でそれぞれ加工、組立することにより製品を製造し、この製品を出荷先21に出荷する生産プラントである。設備2で使用する電力・蒸気・燃料等はエネルギー供給設備3から供給される。
【0022】
LCA計算装置1の最終目的は、製品の環境影響度あるいは設備のエネルギー使用量の指標をユーザに提供することである。このため、選択手段13で選択された出力要求に従い、設備2が製造する製品に対するLCA評価値あるいは設備2のエネルギー診断指標を、LCA評価値表示手段14あるいはエネルギー診断指標表示手段15に出力する。
【0023】
LCA計算装置1は演算装置、記憶装置、入出力装置を備える計算機装置で実現される。選択手段13にはキーボードなどが使用される。LCA計算装置1は、製品を構成する部品の環境影響度を原単位として記録する部品原単位データベース11を備える。
【0024】
部品原単位データベース11は、各部品における原料(鉄、アルミニウム、ゴム等)あるいは設備外から持ち込まれる部品の環境影響度及びエネルギー使用量を記述したものである。部品原単位データベース11にはネジ、ゴムブッシュ、抵抗器など、各製品のLCA評価で共通に利用できるものを登録しておき、LCA/エネルギー評価時に適宜参照する。
【0025】
原単位データベースに入力する環境影響度及びエネルギー使用量は、ユーザが独自に推定した値を用いてもよいが、規格化された部品の場合には、既存のデータベースを利用するのが簡便である。既存のデータベースとしては産業総合研究所のLCA研究センターが作成した原単位データベースや、産業環境管理協会(JEMAI)が作成したものなどがある。また、LCA評価システムを販売しているメーカが独自に配布しているものも利用できる。これらのデータベースはシステム導入の際にライセンス契約を結び、使用権を購入するのが一般的である。
【0026】
また、部署23から部署25において部品を加工あるいは組み立て・塗装・保管・運搬・出荷する際に必要な環境影響度と、各工程における電力、熱、水、油などのエネルギー使用量を原単位として記録する工程原単位データベース12を備える。エネルギー使用量の原単位はLCA計算装置1を提供ないし利用するメーカあるいはユーザが入力しても良い。なお、工程原単位データベース12に記述する環境影響度及びエネルギー使用量の内訳は部署の設備に依存する。各部署は、各製品を製造する際に発生する作業に対する環境影響度及びエネルギー使用量を独自に入力し、記述する。
【0027】
また、LCA計算装置1は、システムの2種類の演算動作、すなわちLCA評価計算とエネルギー診断計算の選択的実行を、ユーザによる選択手段13からの入力で決定する。
【0028】
LCA/エネルギー評価手段16は、設備2において環境影響度あるいはエネルギー使用量評価の対象となる製品の情報を製品マスターテーブル19に保持している。製品マスターテーブル19は、部署23、部署24、部署25等でそれぞれ製造される製品のリストであり、設備2が製造管理すべき製品のリストに相当する。製品マスターテーブル19には製品の名称、型番などの情報のほか、部品情報、工程情報を製品情報として保持している。
【0029】
本実施例では製品情報は少なくとも一つ以上の部品情報と少なくとも一つ以上の工程情報で記述する。部品情報の環境影響度は部品原単位データベース11を参照して求める。また、工程情報の環境影響度及びエネルギー使用量は工程原単位データベース12を参照して求める。
【0030】
LCA/エネルギー評価手段16は、部品原単位データベース11に記録された部品の環境影響度と、工程原単位データベース12に記録された工程の環境影響度及びエネルギー使用量を入力する。そして、選択手段13からの入力信号に基づき製品1個あたりのLCA評価、あるいは製品1個を製造するために必要なエネルギー使用量41を計算する。
【0031】
LCA評価では、後述する製品マスタテーブル19に記述した部品情報および工程情報に従い、部品情報、工程情報それぞれの環境影響度の合計値を製品の環境影響度とする。部品情報に記述された部品の環境影響度は部品単位データベース11から値を参照する。また、工程情報に記述された工程の環境影響度は工程原単位データベース12から値を参照する。
【0032】
LCA評価の結果40はLCA評価結果表示手段14に出力する。選択手段13からの入力が設備のエネルギー診断を求めている場合は、エネルギー使用量41の結果に基づいて算出した設備2のエネルギー診断指標47をエネルギー診断指標表示手段15に出力する。LCA評価結果表示手段14とエネルギー診断指標表示手段15は1つの表示装置の画面切り替えによって実現される。
【0033】
エネルギー診断は、製品マスタテーブル19に記述した工程情報に従い、工程情報のエネルギー使用量の合計値を製品のエネルギー使用量の指標とする。工程情報に記述された工程のエネルギー使用量は工程原単位データベース12から値を参照する。一般的なエネルギー指標としては、エネルギーを通貨に換算した値や、他のエネルギー(電力量、重油量)などに換算した値などがあり、本実施例ではそのどれを用いても良い。
【0034】
製造実績集計手段17はエネルギー使用量41と、部署23から部署25における製品の製造実績42、日々実績、月間実績、年間実績等から、製品を一定期間製造した際のエネルギー使用量集計値43やエネルギーコスト集計値44を計算する。
【0035】
設備エネルギー消費量推定手段18は、エネルギー使用量集計値43とエネルギー供給手段3のエネルギー供給実績の計測値とから、エネルギー診断指標47(エネルギー使用量45及びエネルギーコスト46)を計算し、これをエネルギー診断指標表示手段15に出力する。エネルギー診断指標47は、建物全体が使用したエネルギーと、製品の製造に用いられたエネルギーの使用量との差から計算し、製品の製造には直接関与しない設備の照明、空調、昇降機などのエネルギー使用量に相当する。
【0036】
従来のESCO事業では、これらのエネルギー使用量は各機器に設置した計測器の計測結果を積算して求めている。これに対して本発明による簡易エネルギー診断では、製品のエネルギー使用量の合計から製品の製造には直接関係しない設備のエネルギー使用量を逆算により求めているので、照明、空調、昇降機などに計測器を設置しなくてもよい。
【0037】
図2に、LCA/エネルギー評価手段16における処理内容をフローチャートで示す。LCA評価と簡易エネルギー診断の計算手順を以下のアルゴリズムに基づき記述したものである。LCA評価では、製品に含まれる全ての部品、原料、作業に対し、環境影響負荷及びエネルギー使用量を集計する。集計の対象は工場内外を問わない。一方、エネルギー診断では、製品に含まれる作業に対してのみ環境影響負荷及びエネルギー使用量を集計する。集計は、診断対象の設備内の作業によるもののみとする。
【0038】
このため、部品原単位データベース11に記録してある部品に対し、この部品の製造場所(サイト)情報を入力する。サイト情報は部品原単位データベース11の付加情報としてもよいし、部品が参照されるたびにサイト情報をチェックするようにしてもよい。これにより、LCA計算装置1はユーザが所属するサイト内のエネルギー使用量のみを積算することになり、評価対象となるサイト内での部品・製品のエネルギー使用量が計算可能となる。
【0039】
以下、図2のフローチャートに従って本実施形態の動作を詳細に説明する。LCA/エネルギー評価手段16は、選択手段13の値によって製品のLCA評価、あるいは製品1個の工程が必要とするエネルギー使用量を計算する。そのため、選択手段13の値に基づきLCA評価とエネルギー使用量計算とで後述の動作モードを切り替える。
【0040】
まず、製品マスタテーブル検索処理1601を実施する。図3に製品マスタテーブルの例を示す。製品マスタテーブル19は製品情報をテーブル形式で記録したもので、製品の名称、型番などの情報のほか、部品情報、工程情報を製品情報として保持している。部品情報は下位部品として製品マスターテーブル19の別のテーブルを参照先とする場合と、原料あるいは設備外からの部品として部品原単位データベース11を参照先とする場合とがある。部品情報は部品原単位データベース11、工程情報は工程原単位データベース12に記述されており、製品マスターテーブル19に記載されたコード(ID番号、タグ番号でもよい)から部品あるいは製品の情報を参照する。
【0041】
ここでは、製品Cの製造に3種の部品と1種の作業工程が設定されている。3種の部品に対しては、各々を識別するコードと部品の数量、数量に対する単位が記入されている。すなわち、製品Cを1個製造するにはコードPB001の部品を2個、コードPB002の部品を3個、コードPA001の部品を1個使用し、コードMC001の工程を1時間必要とする。
【0042】
製品マスタテーブル検索処理1601で製品マスタテーブルを読み込むと、部品・工程抽出処理1602はテーブルから部品情報あるいは工程情報を一項目抽出する。次に、抽出した部品・工程情報が種別判定処理1603により部品情報であった場合、下位部品判定処理1606に移行する。抽出した部品・工程情報が工程情報であれば工程集計処理1604を実行する。
【0043】
工程集計処理1604では、抽出した部品・工程情報のコードを基に工程原単位テーブル12を検索し、工程情報コードに対応した工程のエネルギー使用量を集計する。
【0044】
図4に工程原単位テーブル12から抽出したデータの例を示す。ここでは、コードMC001の工程が組立、洗浄1、洗浄2、搬出の4工程で構成されており、各工程で電力、水、軽油の消費量を設定している。
【0045】
工程集計処理1604では電力、水、軽油の使用量をこれまでの積算値に対してそれぞれ加算する。また、数量処理1605では図3の数量に示す単位に従い、使用量を製品毎の値に補正する。
【0046】
従来のLCA評価手法では、電力や軽油の環境に対する負荷影響、すなわち火力発電所における二酸化炭素の発生量や軽油の採掘時に発生する二酸化炭素、煤塵などの発生量を集計する。しかし、本実施形態のLCA計算装置1はLCA評価とエネルギー診断の2種類を計算する。
【0047】
製品マスタテーブルから抽出した部品・工程情報が、種別判定処理1603によって部品、あるいは原単位データであると判断された場合、下位部品判定処理1606により下位部品の有無を判定する。
【0048】
なお、部品と下位部品の関係は便宜上木構造で表すことが可能である。図5に部品と下位部品の関係のツリー図を示す。図において、製品Cは部品PB001、PB002、PA001及び工程MC001によって製造されるが、部品PA001は部品PA002、部品PP001及び工程MC001によって製造されている。この場合、部品PA001の下位部品はPA002及びPP001であると見なされる。さらに、部品PA002が部品PQ001、原料A_001、原料A002及び工程MA002で製造されており、部品PA002の下位部品は部品PQ001と定義される。
【0049】
原料A_001、A002及び下位部品の定義されない部品PQ001の環境影響度及びエネルギー使用量評価値は、部品原単位データベース11を参照して求める。本実施例では部品PQ001はサイト外で製造される部品として下位部品を定義していないが、これらの部品や原料に下位部品を定義してもよい。この場合、LCA評価の精度向上が期待できるが、環境影響度及びエネルギー使用量評価値をユーザが推定することになり入力の手間が増加する。
【0050】
図2において、下位部品判定処理1606において部品に下位部品が定義されていない場合、動作モード判定処理1607を実行する。選択手段13においてLCA評価が選択されている場合、原単位集計処理1608において部品の原単位を集計し、各部品の環境影響度に応じて二酸化炭素、煤塵の発生量などを集計する。また、数量処理1609において二酸化炭素、煤塵の発生量などを部品個数に応じて補正する。
【0051】
動作モード判定処理1607においてエネルギー診断が選択されている場合には、次項目判定処理1614を実行し、部品の環境影響度は集計しない。また、選択手段13においてLCA評価とエネルギー診断の両方が選択されている場合には、LCA評価のみの場合と同様に、原単位集計処理1608、数量処理1609の後に次項目判定処理1614が実行される。
【0052】
種別判定処理1603により部品情報(部品または原単位)であった場合、下位部品判定処理1606において下位部品の有無が判定される。下位部品が定義されている場合は、動作モード判定処理1610を実行する。動作モード判定処理1610は、選択手段13においてLCA評価が選択されている場合、下位部品に対してLCA・エネルギー評価処理1612を再帰的に実行し、下位部品に対しても同様にエネルギー使用量及び環境影響物質を集計する。また、数量処理1613においてエネルギー使用量及び環境影響物質を数量に基づき補正する。
【0053】
この環境影響物質から、製品における温暖化や酸性雨等のカテゴリー毎の環境影響度を計算してもよい。環境影響物質や環境影響度によるLCA評価値40はLCA評価結果表示手段14に表示される。
【0054】
動作モード判定処理1610でエネルギー診断が選択される場合には、対象部品が診断対象である設備(サイト)内で製造される部品かどうかの製造場所判定処理1611を行い、サイト内であれば下位部品に対してLCA/エネルギー評価処理1612を再帰的に実行する。サイト外で製造される部品の場合にはエネルギー診断の範囲外であることから、次項目処理1614を実行する。ここでは、サイト内であるか否かの情報は、製品マスタテーブル19の各部品に付加されているものとする。
【0055】
次項目処理1614では、製品マスタテーブル内に次に処理すべき部品あるいは作業が存在するかを判定し、次に処理すべき部品あるいは作業が存在する場合には部品・工程抽出処理1602から再実行する。製品マスタテーブル内の全ての項目に対して処理が終了している場合には処理完了となる。なお、LCA/エネルギー評価処理1612を再帰的に実行している場合には、再帰呼出元に実行制御を戻す。
【0056】
図6に、製造実績集計手段の計算手順をブロック図で示す。製造実績集計手段17は、LCA/エネルギー評価手段16で求めたエネルギー使用量41を入力し、日々、月間、年間等の製造実績42から、製品を一定期間製造した際のエネルギー使用量集計値43及びエネルギーコスト集計値44を計算する。サイトにおける製品の期間別の製造実績を入力する手段を備えても良い。期間別の製造実績を入力した場合には、一定期間におけるエネルギー使用量の集計が可能となる。以下に計算手順を説明する。
【0057】
製造実績集計手段17は、期間集計手段1701、エネルギー使用量集計手段1702、製造コスト集計手段1703からなる。
【0058】
期間集計手段1701は、設備内の各部署における製品の製造実績データ42と、LCA/エネルギー評価手段16で計算された製品毎のエネルギー使用量41を入力し、任意時刻におけるエネルギー使用量E’(t)及び製造コストC(t)を計算する。エネルギー使用量集計手段1702はE’(t)を、製造コスト集計手段1703はC(t)をそれぞれ集計し、期間中のエネルギー使用量集計値43及び製造コスト集計値44を計算する。
【0059】
製品製造時刻tにおけるエネルギー使用量E’(t)は、(1)式を用いて計算される。
E’(t)=E×x(t) …(1)
ここで、E:エネルギー使用量、x(t):燃料使用量修正値である。
【0060】
製品製造時刻tは製品の製造された時間から求められる。図6では、製造時刻抽出手段1704において製造時刻tを抽出している。燃料使用量修正値x(t)は燃料使用量修正手段1706で求められる。
【0061】
エネルギー使用量を集計する場合、製品が製造された時間(夜間、冬季など)に応じてエネルギー使用量に補正を加える。気候情報データベース1705は製造時刻抽出時の外気温度、湿度などを記録し、燃料使用量修正手段1706は製造時刻における外気温度、湿度の状態からx(t)を出力する。このとき、燃料使用量修正手段1706は通常状態を1とし、エネルギー使用量が通常状態よりも多い場合は1より大、小さい場合は1未満の値域を持つ係数を持つ。
【0062】
時刻tにおける製造コストC(t)は(2)式を用いて計算される。
C(t)=E’(t)×c(t) …(2)
ここで、c(t):エネルギー単価である。
【0063】
エネルギー単価c(t)は、日々変動する燃料単価の履歴を記録した燃料単価データベース1707と製品製造時刻tから求められ、製造時刻抽出時の燃料単価c(t)にエネルギー使用量E’(t)を乗じた値が製造コストC(t)となる。
【0064】
図7に、設備エネルギー消費量推定手段の計算手順をブロック図で示す。設備エネルギー消費量推定手段18は、製造実績集計手段17で求めたエネルギー使用量集計値43、製造コスト集計値44、エネルギー供給量31を入力し、エネルギー供給実績を元に製品のエネルギー消費量指標45及びコスト指標46を計算する。以下に計算手順を述べる。
【0065】
設備エネルギー消費量推定手段18は、期間集計手段1801、エネルギー供給量集計手段1802、供給コスト集計手段1803、減算器1804及び加算器1805からなる。
【0066】
期間集計手段1801は、設備へのエネルギー供給実績から任意時刻におけるエネルギー供給量及び供給コストを計算する。エネルギー供給量集計手段1802はエネルギー供給量を集計し、エネルギー供給量集計値を計算する。また供給コスト集計手段1803は供給コストを集計し、供給コスト集計値を計算する。
【0067】
期間集計手段1801は、通常時は設備エネルギーの供給量31をエネルギー供給実績記憶手段1806に記録するほか、エネルギー供給コストC’(t)を計算する。エネルギー供給時刻tにおけるエネルギー供給コストC’(t)は(3)式で求められる。
C’(t)=F(t)×c’(t) …(3)
ここで、F(t):エネルギー供給量、c’(t):エネルギー単価である。
【0068】
上述したように、エネルギー単価c’(t)は日々変動する燃料単価の履歴を記録した燃料単価データベース1707と製品製造時刻tから求める。供給時刻抽出時の燃料単価c’(t)にエネルギー供給量F(t)を乗じた値がエネルギー供給コストC’(t)となる。
【0069】
エネルギー供給量集計値とエネルギー使用量集計値の差を、ここではエネルギー消費量指標45とし、エネルギー診断時の評価指標の一つとする。同様に、供給コストの集計値と製造コストの集計値の差をここではコスト指標46とし、エネルギー診断時の評価指標の一つとする。
【0070】
エネルギー消費量指標45は、設備において製造に関与しないエネルギー消費分であり、サイトにおける冷暖房や照明、昇降機など製品の製造に直接関与しないエネルギー使用量を計算し、設備が消費するエネルギーを推定したものである。エネルギー消費量指標45はその値を低くすることで、設備の運用コストが抑えられる。
【0071】
コスト指標46は、設備に供給した全供給コストから製造に使用した全製造コストを差し引いたもので、その値を低くすることで設備の運用コストが抑えられる。なお、全供給コストと全製造コストの和を求め、製造に必要とするエネルギーの全使用量をコストに換算したものをコスト指標としてもよい。
【0072】
本実施形態ではエネルギー診断の指標として、エネルギー消費量指標及びコスト指標を計算したが、エネルギー使用量集計値や製造コスト集計値、エネルギー供給量集計値、供給コスト集計値などをエネルギー診断の指標として利用しても良い。また、これらの値から別の指標を導出し、これを指標として利用しても良い。
【0073】
第1の実施形態によるLCA評価システムは、製品のLCA評価の際に算出される製品毎のエネルギー使用量をサイト内について集計して、製造設備のエネルギー診断を行なうので、環境影響度とエネルギー診断指標(エネルギー使用量及びエネルギーコスト)を同時に計算できる。これにより、ユーザは環境影響と製品コストがともに低い製品開発の指針を取得できる。
【0074】
特に、部品情報に製造場所(サイト)情報を入力し、ユーザが指示するサイト内でのエネルギー使用量の計算を可能にしている。また選択手段を備え、ユーザの入力に応じて、システムはLCA評価またはエネルギー診断あるいはその双方の演算と出力を選択する。
【0075】
また、環境影響度とエネルギー診断に用いる部品情報、工程情報、製品製造量、気象情報、燃料単価等が共通化するため、環境影響度とエネルギー診断指標の整合性が向上する。これにより、信頼性の高い環境影響評価値及びエネルギー診断結果をユーザに提供できる。
【0076】
本実施形態では、サイト内で製造する全ての製品のエネルギー使用量が計算できるので、サイト内全体で使用した供給エネルギーとの差に基づいてエネルギー診断が可能になる。これにより、ユーザは製品製造に寄与しない設備に対するエネルギー使用量の削減目標を容易に取得できる。また、個々の機器の使用エネルギーの計測が必要なく、診断装置が簡単かつ安上がりに実現できる。
【0077】
本発明における第2の実施の形態を説明する。図8は第2の実施形態を示し、第1の実施形態によるLCA計算装置1をネットワーク100に接続し、複数の部署で利用・管理する場合のLCAネットワークシステムの構成図である。このLCAネットワークは、例えば工場全体のLCA管理などに適用可能である。
【0078】
ネットワークは診断対象であるサイト内に設置されており、各部署にはLCAネットワークシステムを利用するための端末を設置している。LCA計算装置1は製造実績、製品情報、部品情報、工程情報などの諸情報をネットワーク100経由で各部署の端末から入力し、LCA評価値、エネルギー消費量指標値およびコスト指標値を各端末に出力する。本実施例では、ネットワーク100への接続例として製造部門101、資材部門102、QA部門103、環境部門104、管理部門105、設計部門106を接続している。
【0079】
各部署は、その業務内容によってLCA計算装置1に入力する諸情報及びLCA計算装置1によって得られる情報が異なる。製造部門101はネットワークを介してLCA計算装置1に製造実績を送出する。LCA計算装置1は製造コスト、エネルギー使用量を計算し、計算結果を製造部門101の表示装置107に表示する。製造部門101は部門内の製造コスト低減、エネルギー使用量低減のための指標として利用する。
【0080】
資材部門102は材料あるいは部品の調達先22あるいはサイト外のデータベースから、部品情報として環境影響度やエネルギー使用量を入手し、LCA計算装置1の部品原単位データベース11に情報を入力・更新する。調達先22からの部品情報入力手段は、ネットワーク100を介したものとしてもよく、この場合ネットワーク100は社外のネットワークと接続する形態となる。
【0081】
QA部門103は製品のサイト内での製造実績を集計し、LCA計算装置1に製造実績情報を入力する。
【0082】
環境部門104はサイト内のエネルギー使用量、環境影響度を監視する。そこで、LCA計算装置1の出力である製品のLCA評価値、エネルギー使用量、エネルギーコストを表示装置108に表示し、製品の環境影響度、エネルギー消費量指標を評価する。
【0083】
管理部門105は、LCA計算装置1の出力である製品の環境影響度、コスト指標、サイト全体のコスト指標、エネルギー使用量などを表示装置109に表示し、サイト全体を運営管理するための指標とする。
【0084】
設計部門106は製品の部品情報、工程情報をLCA計算装置1に入力する。また、LCA計算装置1は製品コストを設計部門106の表示手段110に出力し、製造コスト低減のための指標とする。
【0085】
本実施例のシステムでは、各部署はLCA計算装置1に対してそれぞれ異なる情報を入力し、また各部署の目的に沿って計算結果をそれぞれの部署の表示手段に出力している。そこで、各部署に設置した計算機端末は、各端末における入力情報、出力情報を部署情報として入出力選択手段50に出力し、入出力選択手段50では要求部署の部署情報に応じてLCA計算装置1の入出力モードや動作モードを切り替える。
【0086】
図9に入出力選択手段における処理の対応図を示す。図では、ネットワーク100に接続された部門101〜106がネットワークを介してLCA計算装置1にアクセスする際のアクセス条件を記述している。部門毎に6個の端末が設置され、それぞれの端末に部門情報としてクライアント番号、部門名称を定義している。
【0087】
本実施例では、クライアント番号を部門情報とし、部門101〜106の端末は、端末の種別を認識するための情報として入出力選択手段50に対して部門情報を出力する構成とした。部門情報は一貫番号として定義しているが、LCA計算装置1に固有のアドレス(MACアドレス)やIPアドレスなど、端末を他の端末と区別できる情報であれば良い。入出力選択手段50は各部門の部門情報から、LCA計算装置1において演算すべき内容及びLCA評価、エネルギー評価の動作モードを決定し、これらの情報をLCA計算装置1に出力する。
【0088】
本実施例では、部門101〜106に対して送出する演算結果を0あるいは1のデジタル値とした。各部門からの演算要求が発生した場合、入出力選択手段50は1を示す演算結果をLCA計算装置1で演算した後、各部門に対して送出する。
【0089】
本実施例での入出力選択手段50の値は、LCA/エネルギー評価選択欄の値に基づいて決定する。ユーザ指示に従う場合には、LCA/エネルギー評価の選択は部門101〜106に設置した端末から可能となる。選択不可の場合、その端末には評価結果が表示されない。また、LCAあるいはエネルギー評価の場合にはそれぞれの動作モードが選択される。入出力選択手段50の選択結果は、図2における動作モード判定処理1607及び1610の動作制御に用いられる。
【0090】
なお、図9に示す設定内容は、システムの管理者が管理してもよいし、本システムのメーカ等がインストール時に設定しても良い。
【0091】
第2の実施形態によれば、本LCA計算装置はこれを使用する工場内の複数のユーザとネットワークを介して接続され、ユーザの所属する部門の部品や工程の環境影響度を提供したり、ユーザの所属する部門のエネルギー評価を提供できる。前記入出力選択手段はそれぞれの部門が必要とする情報を各部門向けに選択的に提供するので、ユーザの使い勝手が向上する。また、情報を各部門で選択的に表示することにより、不要な情報を遮蔽し、不特定ユーザに対するセキュリティが向上する。
【0092】
次に、第1、第2の実施形態におけるLCA計算装置1を計算機に組み込んだ場合の表示例を図10〜図14に示す。
【0093】
図10はメインメニューの表示例である。メニューには各種データを入力するための選択アイコンとして、部署情報登録アイコン200、製品情報登録/修正アイコン201、原単位登録/修正アイコン202、製品実績入力アイコン203を配置している。また、LCA評価、エネルギー診断を実行するための実行アイコンとして、LCA評価実行アイコン204、エネルギー評価実行アイコン205、コスト評価実行アイコン206を配置している。なお、LCA評価とエネルギー評価を共に行うアイコンを備えてもよい。LCA計算装置1の使用者は画面上のアイコンをマウスあるいはキーボード等の入力手段を用いて選択して各種処理を実行する。
【0094】
部署情報登録アイコン200は、LCA計算装置1を使用するユーザの所属部署を登録・管理する際に選択する。ユーザが必要とする評価値は所属部署によって異なる。そこで、ユーザがLCA評価値、エネルギー評価値、コスト評価指標のうちどの情報を必要とするか、また製品情報、原単位、製品製造実績のどの情報を入力することが可能かを、このアイコン内で設定する。
【0095】
製品情報登録/修正アイコン201は、ユーザがサイト内で製造する製品情報、すなわち部品情報、工程情報を登録/修正する場合に選択する。登録・修正した製品情報、部品情報、工程情報はそれぞれ製品マスタテーブル19に保存する。
【0096】
原単位情報登録/修正アイコン202は、ユーザが部品情報、工程情報の原単位を登録/修正する場合に選択する。登録・修正した部品情報、工程情報の原単位はそれぞれ部品原単位データベース11及び工程原単位データベース12に保存する。
【0097】
製品実績入力アイコン203は、ユーザが製品の製造実績を日々入力する場合に選択する。入力した製造実績は製造実績集計手段17で使用される。
【0098】
その他、本計算装置では気候情報、燃料単価、エネルギー供給実績などの情報についてもそれぞれ入力する。このときの各種情報は計測値をオンライン、オフラインで集計しても良いし、ユーザが手作業で入力しても良い。
【0099】
LCA評価実行アイコン204、エネルギー評価実行アイコン205、コスト評価実行アイコン206を選択した場合、LCAシステムは図2のフローチャート及び図6、7に示したブロック図の処理手順に従いLCA評価値、エネルギー評価指標、コスト評価指標を計算する。
【0100】
図11は、本計算装置においてLCA評価値を計算した場合の表示画面の一例である。LCA評価値の詳細を記述したテーブル301では、製品、部品、工程が排出すると予想される二酸化炭素(CO2)、窒素酸化物(NOX)、毒性物質などの排出量が表示される。また、これらの排出量を集計した合計値がテーブルの最下段に表示される。
【0101】
テーブル301の下方には製品の製造実績のトレンドグラフを表示するための製造実績表示アイコン302を配置し、本製品の製造実績が日々のグラフで表示される。また、最下段には今回のLCA評価値を保存する保存アイコン303、以前に計算したLCA評価値を入力し、画面に再表示するための結果読込アイコン304、表示画面を閉じてメインメニューに復帰する復帰アイコン305などが配置される。
【0102】
図12は、本計算装置において製品エネルギー評価値を計算した場合の表示画面の例である。画面には、製品を製造する際に各部品、工程が必要とする電力、水、石油などの使用量を表示する。また、これらの使用量を集計した合計値をテーブルの最下段に表示する。
【0103】
図13は、本計算装置においてエネルギー使用量評価値を計算した場合の表示画面の一例である。本画面では製品単体のエネルギー使用量ではなく、全ての製品の製造に要する電力量(使用量)と、エネルギー供給設備からのサイトへ供給されるエネルギー供給量とをテーブル307に表示している。図では、電力供給量として買電と自家発電の集計値と、各製品製造に用いた電力使用量の集計値を計算・表示する。本図には記載していないが、供給量と使用量の差から、製品製造以外に使用された設備電力使用量を集計・表示することも可能である。また、発電実績表示アイコン308を選択することにより、自家発電、買電などの発電実績をトレンドグラフで確認可能とする。
【0104】
図14は、本計算装置においてコスト評価指標を計算した場合の表示画面の一例である。本画面では、電力会社からの買電、自家発電による発電コスト、水使用量金などの供給量に対するコストと、各製品に対する製造・設備のコストを計算・表示している。本図には記載していないが、自家発電によって得られた電力を電力会社に売電する場合や、隣接するサイトに蒸気を供給する場合には、これらの収入もコスト評価指標に含めてもよい。
【0105】
また、サイトを経営する上での人件費、保険料、借地代、リース費用、固定資産税、消費税、減価償却費、機器のメンテナンス料金などの項目をコスト評価指標に含め、これら経費を差し引いた分を設備維持費用としてコスト評価指標としてもよい。
【0106】
【発明の効果】
本発明によれば、LCA計算装置は製品の環境影響度とエネルギー診断指標(エネルギー使用量及びエネルギーコスト)を同時に評価できるので、環境影響と共に製造コストに関する指標をユーザに提供できる。これにより、ユーザは環境影響と製品コストがともに低い製品開発の指針を取得ができる。
【0107】
また、環境影響度とエネルギー診断に用いる部品情報、工程情報、製品製造量、気象情報、燃料単価等が共通化するため、環境影響度とエネルギー診断指標の整合性が向上するため、より信頼性の高い環境影響評価値及びエネルギー診断結果をユーザに提供できる。
【0108】
さらに、本計算装置はサイト内で製造する全ての製品のエネルギー使用量と、サイト内で消費するエネルギー供給量から、サイト内における製品製造に寄与しないエネルギー使用量を推定できる。これにより、ユーザは製品製造に寄与しない設備に対するエネルギー使用量の削減目標を容易に取得できる。
【0109】
さらに、本計算装置はサイト内の設計部署、製造部署、管理部署など複数の部署とネットワークで結び、それぞれの部署が必要とする情報を各部署向けに選択的するので、ユーザの使い勝手が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態におけるLCA計算システムを示すブロック図。
【図2】一実施例によるLCA/エネルギー評価手段のフロー図。
【図3】一実施例による製品データベースの説明図。
【図4】一実施例による工程データベースの説明図。
【図5】一実施例による製品データベースのツリー構造を示す説明図。
【図6】一実施例による製造実績集計手段のブロック図。
【図7】一実施例による設備エネルギー消費量推定手段のブロック図。
【図8】本発明の第2の実施形態におけるLCAネットワークシステムの概略図。
【図9】一実施例による入出力選択手段の選択機能を示す説明図。
【図10】計算機で構成されたLCA計算装置のメインメニュー画面例の表示図。
【図11】LCA評価結果の一例を示す表示図。
【図12】製品エネルギー評価結果の一例を示す表示図。
【図13】エネルギー使用量評価結果の一例を示す表示図。
【図14】コスト指標評価結果の一例を示す表示図。
【符号の説明】
1…LCA計算装置、2…設備、3…エネルギー供給設備、11…部品原単位データベース、12…工程原単位データベース、13…選択手段、14…LCA評価値表示手段、15…エネルギー診断指標表示手段、16…LCA/エネルギー評価手段、17…製造実績集計手段、18…設備エネルギー消費量推定手段、19…製品マスターテーブル、21…出荷先、22…調達先、23−25…部署、31…エネルギー供給量計測器、40…LCA評価値、41…エネルギー使用量、42…製造実績、43…エネルギー使用量集計値、44…エネルギーコスト集計値、47…エネルギー診断指標、50…入出力選択手段、100…ネットワーク、101…製造部門、102…資材部門、103…QA部門、104…環境部門、105…管理部門、106…設計部門、107−110…表示装置、1701…期間集計手段、1702…エネルギー使用量集計手段、1703…製造コスト集計手段、1704…製造時刻抽出手段、1705…気候情報記録手段、1706…燃料使用量修正手段、1707…燃料単価記録手段、1801…期間集計手段、1802…エネルギー供給量集計手段、1803…供給コスト集計手段、1804,1805…減算器。
Claims (5)
- 製品、部品の環境影響度と、製造場所での各工程における環境影響度をそれぞれ部品情報及び工程情報に記憶し、かつ前記工程情報は前記各工程における電力などのエネルギー使用量の原単位を記憶する記憶手段と、
前記部品情報と工程情報との組による製品情報に基づき製品の環境影響度の評価情報を計算すると共に、各工程における前記エネルギー使用量に基づき製品のエネルギー使用量を計算するライフサイクル環境影響評価(以下、LCAと呼ぶ)・エネルギー評価手段を設け、
ネットワークを介して接続される各部門の端末からの部門情報に応じて、ライフサイクル環境評価のための入力情報を取得し、ライフサイクル環境評価結果の出力情報を各部門に提供し、
前記製品を設備内で製造するためのエネルギー使用量と所定期間における前記製造設備内での製造実績から、前記所定期間における前記製品の製造に要したエネルギー使用量を集計し、設備全体に供給したエネルギー供給量の実績から前記製品の製造に要したエネルギー使用量を差引き前記製造場所のエネルギー消費量の指標を出力する設備エネルギー評価手段を設けることを特徴とするライフサイクル環境評価システム。 - 請求項1において、
前記記憶手段の部品情報は、前記製造場所の内外を示すサイト情報を有し、
前記LCA・エネルギー評価手段は、サイト内の部品情報に関わる製品のエネルギー使用量を計算することを特徴とするライフサイクル環境評価システム。 - 請求項1において、
前記製品の環境影響度の評価指標と前記製造場所のエネルギー消費量の指標の少なくとも一方を出力するための選択手段を備えることを特徴とするライフサイクル環境評価システム。 - LCA計算装置と複数の部門の端末がネットワークを介して結ばれるLCAネットワークシステムにおいて、
前記LCA計算装置に請求項1〜3のいずれかに記載されたライフサイクル環境評価システムを設けることを特徴とするLCAネットワークシステム。 - ライフサイクル環境影響評価(以下、LCAと呼ぶ)計算装置と複数の部門の端末がネットワークを介して結ばれるLCAネットワークシステムのライフサイクル環境評価方法において、
前記LCA計算装置は記憶手段とLCA・エネルギー評価手段と設備エネルギー評価手段を設け、前記記憶手段は製品、部品の環境影響度と、製造場所での各工程にける環境影響度をそれぞれ部品情報、工程情報に記憶し、かつ前記工程情報は前記各工程における電力などのエネルギー使用量の原単位を記憶し、
前記LCA・エネルギー評価手段は、前記記憶手段の部品情報と工程情報との組による製品情報に基づき製品の環境影響度の評価指標を計算すると共に、各工程における前記エネルギー使用量に基づき製品のエネルギー使用量を計算し、
前記設備エネルギー評価手段は、前記製品を設備内で製造するためのエネルギー使用量と所定期間における前記製造設備内での製造実績から、前記所定期間における前記製品の製造に要したエネルギー使用量を集計し、設備全体に供給したエネルギー供給量の実績から前記製品の製造に要したエネルギー使用量を差引き前記製造場所のエネルギー消費量の指標を出力し、
ネットワークを介して接続される各部門の端末からの部門情報に応じて、ライフサイクル環境評価のための入力情報を取得し、ライフサイクル環境評価結果の出力情報を各部門に提供することを特徴とするライフサイクル環境評価システムのライフサイクル環境評価方法。
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