JPH10228309A - 製品のライフサイクル環境影響性の評価システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】使用時の部品やユニットの交換修理を考慮した
製品のライフサイクルでの環境負荷を計算評価する評価
システムを提供する。 【解決手段】製品のライフサイクル環境影響を計算する
ための情報として、構成だけでなく交換用の部品とユニ
ットの情報として、実寿命，容量，稼働率，干渉係数，
周囲状況，交換時期，交換順序，制限交換回数等のデー
タ入力又は、予めデータベースとして所持するように
し、計算結果も製品や構成部品やユニットだけでなく交
換部品やユニットの環境負荷も出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は製品のライフサイク
ル環境影響性の評価システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】製品のライフサイクル即ち、製造から使
用廃棄までの間に地球環境にどれほど悪い影響を及ぼし
たかがに及ぼす悪影響を極力小さくした環境配慮型製品
の開発が切望されている。その影響程度を定量的に計算
評価する方法が製品のライフサイクル環境影響性評価法
（ＬＣＡ）である。

【０００３】具体的には、製品が製造，使用廃棄され消
滅するまでに、貴重な石炭や石油の化石資源や鉄鉱石等
の鉱物資源をどれだけ消費したかと、大気や水，土壌の
生活環境に有害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ものである。

【０００４】製品のＬＣＡは、飲料容器を対象としたも
のから始まり、多様な対象についての評価が実施される
に至っている。現在ではその計算に用いるためのコンピ
ュータプログラム化された評価システムも整備されつつ
ある。

【０００５】ＬＣＡの従来技術の例として、アメリカ環
境保護局から発表された報告書が、平成４年に日本語訳
「ライフサイクルアセスメント インベントリのガイド
ラインとその原則」（平成６年１０月、産業環境管理協
会）で発行され、それに詳しく記載されている。また、
評価システムの例として、日本電気株式会社の特開平7
−311760 号公報がある。

【０００６】図５にそれらの従来例を説明する典型的な
製品のライフサイクルでの環境影響性を評価する方法を
示す。

【０００７】製品は先ず、それらを構成する材料１０は
それぞれの素材製造工程１００で製造され、更に加工工
程２００を経て部品２０が製造され、それらが組立工程
300を経てユニット３０が製造され、最後にそれらが最
終組立工程４００を経て製品４０が完成する。製品４０
は流通工程５００を経て販売され利用工程６００で寿命
まで使用される。使用後は廃品５０として回収工程７０
０で回収され、分解工程７５０で再使用できる部品やユ
ニットは有用品６０として回収される。

【０００８】それ以外は破砕分別工程８００で金属やプ
ラスチックの一部は粗材料７０として回収され、残りは
廃棄品８０として埋立等で処分８５０される。分解工程
750と破砕分別工程８００で回収された有用品６０と粗
材料７０はリサイクル工程９００で検査処理され、部品
やユニットとして再使用や素材として再利用される。こ
れらの製品のライフサイクルの全過程での資源消費量１
や環境への排出量２を計算して、環境への影響程度を評
価するのがＬＣＡ技法であり、それをプログラム化した
のが評価システムである。

【０００９】特開平7−311760 号公報の公知例は、一つ
の製品を構成する各部品やユニットの組立工程から部品
工程更に素材製造工程までさかのぼるようにツリー型で
逐次データを入力しながら計算していく方法をシステム
化したものである。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】従来のＬＣＡの方法
は、環境配慮型製品開発の設計者のための支援を主目的
にしていたため、製品を構成する部品やユニットの情報
を入力して、計算評価して、構成部品やユニットの改善
に十分役立っていた。しかし、発明者等は、各種製品の
評価を実施する中で、多くの製品のライフサイクルでの
環境負荷は、使用工程が大きいことに着目し、近い将
来、製品の使用工程の改善に役立つＬＣＡ評価方法が必
要になると考えた。即ち、使用工程で、修理や高性能部
品への交換を行うことで、使用時の負荷の低減と製品の
実用寿命を長くして全体での製品環境負荷を低減する効
果が大きいことにきづいた。

【００１１】この場合は、製品を構成する部品やユニッ
トのみを考慮した従来のＬＣＡ法では対応困難である。
そこで、発明者等は、上記目的を達成できる部品やユニ
ットの修理交換を考慮したＬＣＡを実現する評価方法と
評価システムを発明した。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため、以下の具体的手段を用いる。

【００１３】１．計算情報として、製品やそれを構成す
る部品やユニットだけでなく、交換用の部品とユニット
の情報を入力又は、データベースとして所持するように
した。

【００１４】２．部品やユニットの情報として、材料，
加工，構造の他に、製品内蔵使用での実際の寿命（実寿
命），容量又は能力，交換順序等を入力又は、データベ
ースとして所持するようにした。

【００１５】３．部品やユニットの実寿命の代わりに、
標準寿命と製品内での稼働率，部品・ユニット間の干渉
係数を入力又は、データベースとして所持するようにし
た。４．干渉係数の代わりに、部品の性質やユニットの
容量と、周辺部材配置情報を入力するか、データベース
として所持するようにした。

【００１６】５．製品の実寿命を決定するための、制約
条件を入力するか、データベースとして所持するように
した。

【００１７】６．制約条件として、キーとなる部品やユ
ニットの交換回数を入力するか、データベースとして所
持するようにした。

【００１８】７．製品のライフサイクルでの環境負荷の
出力として、製品の使用工程での部品やユニットの使用
個数や使用期間を出力する。

【００１９】８．製品のライフサイクルでの環境負荷と
して、製品の使用工程の部品やユニットの交換を含めた
合計値を出力する。

【００２０】９．製品のライフサイクルの各工程の環境
負荷を、製品と交換部品やユニットに区別して出力す
る。

【００２１】本発明は、上記手段により、以下の作用が
生まれ、本発明の目的が達成される。

【００２２】１．計算情報として、製品やそれを構成す
る部品やユニットだけでなく、交換用の部品とユニット
の情報を入力又は、データベースとして所持することに
より、製品使用時の交換部品やユニット数が計算でき、
交換部品やユニットを含めた製品のライフサイクルの環
境負荷が予測計算できる。

【００２３】２．部品やユニットの情報として、材料，
加工，構造の他に、製品内蔵使用での実際の寿命（実寿
命），容量又は能力，交換順序等を入力又は、データベ
ースとして所持することにより、製品に内蔵されて使用
した場合の、製品のライフサイクルでの部品やユニット
の交換回数と期間が予測計算できる。

【００２４】３．部品やユニットの実寿命の代わりに、
標準寿命と製品内での稼働率，部品・ユニット間の干渉
係数を入力又は、データベースとして所持することによ
り、部品やユニットメーカーの情報から製品内使用時の
実寿命が予測計算できる。 ４．干渉係数の代わりに、部品の性質やユニットの容量
と、周辺部材配置情報を入力するか、データベースとし
て所持することにより、交換した部品やユニットが周囲
に影響を受ける程度を干渉係数として予測できる。

【００２５】５．製品の実寿命を決定するための、制約
条件を入力するか、データベースとして所持するように
したことにより、部品やユニットの交換回数に制限を加
え、製品の実寿命を予測決定できる。

【００２６】６．制約条件として、キーとなる部品やユ
ニットの交換回数を入力するか、データベースとして所
持するようにしたことにより、部品やユニットの交換回
数を制限でき、製品の実寿命を容易に予測決定できる。

【００２７】７．製品のライフサイクルでの環境負荷の
出力として、製品の使用工程での部品やユニットの使用
個数や使用期間を出力することで、製品のライフサイク
ルでの部品やユニットの稼動交換状況が把握できる。

【００２８】８．製品のライフサイクルでの環境負荷と
して、製品の使用工程の部品やユニットの交換を含めた
合計値を出力することで、部品やユニットの交換を考慮
した製品のライフサイクルでの環境負荷を把握できる。

【００２９】９．製品のライフサイクルの各工程の環境
負荷を、製品と交換部品やユニットに区別して出力する
ことにより、交換部品やユニットのライフサイクルでの
環境負荷を製品と比較しながら把握できる。

【００３０】

【発明の実施の形態】本発明の実施例を図面を用いて説
明する。

【００３１】図２は本発明となる部品やユニットの修理
交換を考慮した製品のライフサイクルでの環境負荷の計
算の概念を示す。従来例の図５との相違は、ライフサイ
クルの範囲として、製品だけでなく交換部品やユニット
も考慮した点にある。

【００３２】即ち、製品に関しては、従来例と同様に、
素材製造工程１００，加工工程200を経て製造された各
種部品２０と、さらに組立工程３００を経て製造された
各種ユニット３０と最終組立工程４００を経て製品４０
が完成する。更に、製品４０は、流通工程５００，利用
工程６００を経て廃品５０となり、回収工程７００，分
解工程７５０，破砕分別工程８００を経て、有用品６
０，粗材料７０は回収されリサイクル工程９００を経て
再使用又は再利用される。残りは廃棄品８０として埋立
等で処分８５０される。

【００３３】以上は従来と同様であるが、本発明は、製
品の使用工程６００での部品やユニットの修理交換を想
定し、それらの部品やユニットのライフサイクルも考慮
した。即ち、交換用の部品やユニットの製造段階と、回
収廃棄段階を追加し、使用工程は製品内蔵として修正計
算する。製造段階は、素材製造工程１０１，加工工程２
０１を経て各種の交換用部品２１を製造し、さらに組立
工程３０１を経て各種の交換用ユニット３１を製造す
る。ここでは、現地修理交換を例にとると、部品やユニ
ットを現地までの輸送５０１と取り付け工程５５０が加
わる。交換される部品やユニットは取り外し又は修理工
程５６０で修理又は、回収・修理工程701を経て、修理
済品６５は交換部品やユニットとして再使用される。修
理不能部品は、破砕・分別工程８０１を経て、一部は有
用品６０や粗材料７０として回収され、残りは廃棄品８
０として処分８５０される。

【００３４】以上のように、本発明の特徴は、従来の製
品のみならず交換用の部品やユニットのライフサイクル
の全過程での資源消費量１や環境への排出量２を計算し
て、環境への影響程度を評価することにある。

【００３５】次に、本発明の具体的手段となる評価シス
テムの実施例を、図１を用いて詳細に説明する。基本と
なる評価システムは、従来と同じ入力部と計算部と出力
部及び計算に必要な共通データを保管するデータベース
部より構成される。本発明の特徴の一つは入力部１００
０に有り、従来の製品のライフサイクル情報を入力する
製品入力部１０１０と製品を構成する部品やユニットの
情報を入力する構成部品類入力部１０２０に、交換部品
やユニットの情報を入力する交換部品類入力部１０３０
を追加したことにある。

【００３６】本発明の二つめの特徴は環境負荷計算部１
１００にあり、これまでの構成部品を含む製品の計算部
１１１０の他に、部品やユニットの交換時期計算部１１
２０や交換部品類（ユニット含む）の計算部１１３０が
追加されている。

【００３７】本発明の三つめの特徴はデータベース部１
２００にもあり、交換部品やユニットに関する情報とし
て構成部品類入力部１０２０や交換部品類入力部１０３
０から入力するデータを、予めデータベースとして所持
させる場合もある。

【００３８】本発明の四つめの特徴は環境負荷出力部１
３００にもある。従来は製品に直接関係するライフサイ
クルの各工程とその合計の環境負荷値１３１０を出力す
るのみであったが、本発明では、さらに交換部品やユニ
ット別にライフサイクルの各工程とその合計１３２０
と、製品と交換部品類の合計のライフサイクルの各工程
とその合計１３３０の環境負荷値も出力できることであ
る。

【００３９】以上が本発明となる評価システムの概要だ
が、以下、更に詳しく説明する。入力部１０００の製品
入力部１０１０では、従来と同じ製品の製造・使用・廃
棄等のライフサイクルの各工程の条件を入力する。本発
明では、製品の寿命として、従来のカタログ等に記載し
た標準寿命でなく、部品の交換を含めた実寿命を入力す
るか、標準寿命を入力して環境負荷計算部１１００で製
品の実寿命を予測計算する。構成部品類入力部１０２０
では、従来と同じ部品やユニット毎の材質や加工法，重
量等の直接情報の他に、部品やユニットの製品内蔵時の
実寿命を入力するか、部品やユニットの標準寿命と稼働
率や干渉係数を入力して、これから環境負荷計算部１１
００で部品やユニットの実寿命を予測計算する。新規に
追加した交換部品類入力部１０３０では、交換部品やユ
ニットの情報として入力する項目は、構成部品類入力部
１０２０と同じように部品やユニット毎の材質や加工
法，重量等の直接情報と実寿命又は標準寿命，稼働率，
干渉係数に、部品やユニットの交換順序と制限交換回数
等が加わるのみである。これらの情報は、必要により予
めデータベース部１２００に所持していてもよい。

【００４０】環境負荷計算部１１００の製品計算部１１
１０は、入力値とデータベースの原単位を用いて、構成
された部品やユニット又は製品毎に図２左側の製品のラ
イフサイクルの各工程の資源消費量や各種排出量を計算
し、更に重み係数等を用いて環境負荷を従来同様に評価
する。ここで製品使用工程の負荷は、実寿命と実消費負
荷を用いて計算するのが従来法と異なる。即ち、製品の
実際の環境負荷や寿命は、部品やユニットを交換すると
変化し、カタログ等に表示された標準消費電力等の負荷
や標準寿命と異なるからである。

【００４１】本発明では、それらを考慮した実消費電力
や実寿命を入力するか、交換時期計算部１１２０で入力
値から実消費電力や実寿命を予測計算する。例えば実寿
命は、標準寿命を交換部品回数で補正又は、交換回数を
限定した部品又はユニットを入力し、その回数（交換部
品類入力部で入力した制限交換回数）が来たら寿命とす
る方法がある。

【００４２】その具体例を図３に示す。製品の実寿命Ｔ
は、構成部品やユニットを交換すると長くなる。最初に
は装着されていたユニットＡは、ユニットの中で寿命が
最も短くＡ１年で寿命になる。交換修理しないと製品寿
命がＡ１（＜Ｔ）になってしまうが、ユニットＡを交換
すると、製品の寿命Ｔは（Ａ１＋Ａ２）に延びる。従っ
て、部品やユニットを交換すれば、製品の寿命はだんだ
ん長くなる。そこで、「ユニットＡは２回まで交換（３
個使用）」の制限条件（制限交換回数）を入力しておけ
ば、製品の実寿命Ｔは、（Ａ１＋Ａ２＋Ａ３）年に決定
できる。製品の実寿命Ｔが決まると、図３より、他の部
品やユニットの交換回数が計算でき、例えばユニットＢ
は２個で部品ａは３個と、交換する各部品や各ユニット
の数が決定できる。

【００４３】本発明では、更に、部品やユニットの寿命
も、製品内での配置や使われ方で変化すると考え、カタ
ログ等に記載された標準寿命を、部品やユニットの容量
と、配置の影響で補正した。即ち、図４のように、交換
した部品やユニットの容量が製品の要求容量より大きい
場合は寿命が長くなり、周囲の部品やユニットが古いと
寿命は短くなるように干渉係数を設定し、部品とユニッ
トの容量と周囲の情報から干渉係数を決定し、それと製
品内での稼働率と標準寿命から、部品とユニットの実寿
命を下式で求める。

【００４４】 （実寿命）＝（標準寿命）＊（干渉係数）／（稼働率） 交換部品やユニットは各種のものがあるので、次にどの
種類のものと交換するかを決める必要がある。この実施
例では、入力又はデータベースに所持した交換順番に従
い交換する。以上で、製品のライフサイクルにおける、
交換する各部品やユニットの種類と個数が決まるので、
交換部品類計算部１１３０で、交換する個々の部品やユ
ニット毎に図２右側の交換部品，ユニットのライフサイ
クルの各工程の資源消費量や各種排出量を、入力値，計
算値及びデータベースに所持した各種原単位を用いて計
算し、必要に応じて重み係数を用いて環境負荷を評価す
る。

【００４５】データベース部１２００は、従来と同じ製
品に直接関係する各工程や材料，加工法の原単位や重み
係数の他に、交換部品やユニットに関するデータを所持
することである。具体的には、交換する各種部品やユニ
ットの材料や加工の他に、実寿命や稼働率，標準寿命，
干渉係数，容量，周囲情報，交換順序，制限交換回数等
である。これらの一部は、構成部品類入力部１０２０や
交換部品類入力部1030等から入力してもよい。

【００４６】環境負荷出力部１３００は、従来と同じ製
品に直接関係するライフサイクルの各工程とその合計１
３１０の環境負荷値だけでなく、本発明では、さらに交
換した部品やユニット別のライフサイクルの各工程とそ
の合計１３２０の環境負荷値と、製品と交換部品の合計
のライフサイクルの各工程とその合計１３３０の環境負
荷値も表やグラフで出力できる。環境負荷値は、従来と
同様に項目別の資源消費量や環境排出量の集合であるイ
ンベントリー結果と、これらを重み係数で統合化してカ
テゴリー別又は全体の環境負荷値として評価するインパ
クト評価の結果である。

【００４７】

【発明の効果】本発明は、ライフサイクルの範囲に、製
品だけでなく交換する部品やユニットを加えることによ
り、環境影響性の計算評価がより現実的に妥当性が向上
し、部品交換による環境影響性の低減効果も計算評価で
きるため、環境配慮型製品開発を製造や廃棄法だけでな
く使用法の観点からも多面的に評価検討できる効果を有
する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明となる計算評価システムの構成の実施例
のブロック図。

【図２】本発明となる評価法の概念を説明するライフサ
イクル範囲の実施例のブロック図。

【図３】本発明で計算評価に用いる製品と部品，ユニッ
トの実寿命の説明図。

【図４】本発明の計算評価で用いる干渉係数の決定法の
実施例の説明図。

【図５】従来の評価法の概念を説明するライフサイクル
範囲の説明図。

【符号の説明】

１０００…入力部、１０１０…製品入力部、１０２０…
構成部品類入力部、１０３０…交換部品類入力部、１１
００…環境負荷計算部、１１１０…製品計算部、１１２
０…交換時期計算部、１０３０…交換部品類計算部、１
３００…環境負荷出力部、１３１０…製品出力部、１１
２０…交換部品類出力部、１２００…データベース部。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】製品のライフサイクルでの各工程の条件
   と、製品の実寿命や構成される部品やユニットの製造・
   廃棄等の情報も用いて製品のライフサイクル環境影響性
   を予測計算する評価システムにおいて、計算情報とし
   て、交換用の部品とユニットの情報を入力又は、データ
   ベースとして所持するようにしたことを特徴とする製品
   のライフサイクル環境影響性の評価システム。
2. 【請求項２】請求項１において、部品やユニットの情報
   として、材料，加工，構造の他に、製品内蔵使用での実
   際の寿命，容量又は能力，交換順序等を入力又は、デー
   タベースとして所持するようにした製品のライフサイク
   ル環境影響性の評価システム。
3. 【請求項３】請求項２において、部品やユニットの実寿
   命の代わりに、標準寿命と製品内での稼働率，部品・ユ
   ニット間の干渉係数を入力又は、データベースとして所
   持するようにした製品のライフサイクル環境影響性の評
   価システム。
4. 【請求項４】請求項３において、干渉係数の代わりに、
   部品の性質やユニットの容量と、周辺部材配置情報を入
   力するか、データベースとして所持するようにした製品
   のライフサイクル環境影響性の評価システム。
5. 【請求項５】請求項１において、製品の実寿命を決定す
   るための、制約条件を入力するか、データベースとして
   所持するようにした製品のライフサイクル環境影響性の
   評価システム。
6. 【請求項６】請求項５において、制約条件として、キー
   となる部品やユニットの交換回数を入力するか、データ
   ベースとして所持するようにした製品のライフサイクル
   環境影響性の評価システム。
7. 【請求項７】請求項１において、製品のライフサイクル
   での環境負荷の出力として、製品の使用工程での部品や
   ユニットの使用個数や使用期間を出力する製品のライフ
   サイクル環境影響性の評価システム。
8. 【請求項８】請求項１において、製品のライフサイクル
   での環境負荷として、製品の使用工程の部品やユニット
   の交換を含めた合計値を出力する製品のライフサイクル
   環境影響性の評価システム。
9. 【請求項９】請求項１において、製品のライフサイクル
   の各工程の環境負荷を、製品と交換部品やユニットに区
   別して出力する製品のライフサイクル環境影響性の評価
   システム。