【研究分野】設計工学・機械機能要素・トライボロジー

【研究領域課題番号】17560124 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

環境問題 / ライフサイクル設計 / ライフサイクル・シナリオ / 設計支援 / 設計根拠 / 統合化 / 環境配慮設計 / シナリオ・モデル / エコデザイン

【研究成果の概要】

環境問題の解決に向けて、循環型のものづくりを実現するために、「ライフサイクル設計(LC設計)」が必要不可欠である。本研究では、ライフサイクル設計の初期段階で設計者が製品ライフサイクルの基本プランの作成支援をする計算機環境を開発することを目的として研究を実施した。結果として以下の点を明らかにした。
1.製品LCの基本プランを「LCシナリオ」として表現することにより、試行錯誤的にLCシナリオを作成するワークスペースを開発した。また、LCシナリオを製品情報、LC目標、LCコンセプト、LCフロー、シチュエーションを構成要素として定式化することに成功した。
2.LC設計における設計根拠(Design Rationale)を明示的に記述することにより、LCシナリオ構成要素の間の関係を合理的に構造化する手法を提案した。
3.これらに基づき要素設計技術を統合化する統合型LC設計支援のための計算機環境を開発した。廃棄要因分析表、LCシミュレータなどの要素設計支援ツールを例として本システムに接続し、利用可能にした。さまざまな製品を例題に、LCの基本プランを作成し、本手法の有効性を検証した。
今後の課題として二つの点が明らかになった。第一に、現状では要素設計支援技術との接続が入出力ファイルレベルであり、作業プロセスモデルを提示することはできたが、より高度な統合化のためにはさらなる技術開発が必要である。第二に、企業における環境配慮設計の実態調査から、本研究が対象としたLCの基本プランの策定は明示的な形では十分に行われていないことが明らかになった。この点に関しては、本研究の成果を広く公表し、普及啓発活動を進めてゆく必要がある。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2005 - 2006

【配分額】3,600千円 (直接経費: 3,600千円)

【研究分野】環境保全

【研究領域課題番号】13780458 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

環境問題 / リユース / 3R / 時間的限界 / ライフサイクル設計 / 多世代設計 / 限界リユース率 / 廃棄要因分析表

【研究成果の概要】

循環型社会実現のために、いわゆる3R(リデュース、リユース、リサイクル)の達成が求められている。中でも「リユース」は、使用済み部品の価値を維持可能で、かつ、新部品製造の環境負荷、コスト、および、廃棄物量を削減可能な有望な手段である。本研究の目的は、リユース可能性の時間的な限界の評価手法を提案することである。本研究で解決を試みる「リユースの時間的な限界」とは、製品組込型のリユースは製品販売と製品回収が重なった期間でのみ可能であり、家電製品等ではこの重なりが存在しないため、どのような設計上の工夫をしようとも、そもそもリユースが原理的に不可能であることを指している。
本年度の成果は以下の通りである。
1.限界リユース率評価のケーススタディ
昨年度、製品の販売曲線と回収曲線の重なり部分の割合として定義、定式化した「限界リユース率」に基づき、計算機一式を使用して、限界リユース率評価ツールを開発した。さらに、このツールを用いて、具体的な例題に適用したケーススタディを実施した。その結果、長寿命型製品の場合は多世代設計が限界リユース率を高める鍵となること、逆に寿命が短く迅速に循環する製品の場合は、回収率の向上や販売期間の長期化が有効であることを理論的に明らかにした。
2.寿命評価手法の検討
昨年度の課題として、限界リユース率評価において、製品や部品の価値的、物理的寿命を考慮に入れていない点が挙げられた。そこで本年度は、特に評価が困難な価値的寿命を中心に検討を行い、既に提案してきた廃棄要因分析表を用いて、製品の廃棄分布から、価値的寿命、および、物理的寿命を推定し、リユース設計の指針とする手法の検討を行った。

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2001 - 2002

【配分額】2,200千円 (直接経費: 2,200千円)

【研究分野】機械工作・生産工学

【研究領域課題番号】07305005 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

インバース・マニュファクチャリング / ライフサイクル設計 / LCA / Soft Artifacts / 環境問題 / Green Browser / マイクロ・ディスアセンブリ / 閉ループ型ライフサイクルシステム / Life Cycle Product Modeling / 閉ループ型ライフサイクル・システム

【研究成果の概要】

インバース・マニュファクチャリングの目的は、資源・エネルギーの使用量、廃棄物、および、環境負荷を最小化するような、循環型製品ライフサイクル・システム(これをインバース・マニュファクチャリングシステムと呼ぶ)を実現することにある。特に本研究は、インバース・マニュファクチャリングシステムの基本的考え方を技術的、経済的、政策的側面から総合的に検討し、その基礎理論の整理と今後の課題を明らかにすることを目的とした。
インバース・マニュファクチャリングの考え方として、
1.リサイクルではなく、リユ-スを中心とた循環型製品ライフサイクルの実現
2.製品の量によるのではなく、製品機能により社会的要求を充足する「量的充足から質的充足へ(dematerialization)」の二つの重要性が明らかになった。
また、「インバース・マニュファクチャリングの基本的枠組とその経済・政策的議論」、「ライフサイクル設計」、「インバース・マニュファクチャリングのためのプロセス技術」、「社会・文化的評価」の四つの視点からこの基本的な考え方を検討した。結果として、インバース・マニュファクチャリングの基本的な考え方は整理できた。また、これを実現するための要素技術はかなり存在する、もしくは、開発可能であることが明らかになった。我々は本研究を通じて、これら要素技術を使用して、基本的な考え方を実現するような、製品ライフサイクルのシステム化技術の方向性(例えば、ライフサイクル設計)を提案できたと考えている。一方で充分に検討できなかった課題は、「評価」とインバース・マニュファクチャリングシステムを実装する「社会システム」であり、これらの問題を解決し、インバース・マニュファクチャリングシステムを現実化するシナリオを構築することが今後の課題である。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】1995 - 1996

【配分額】13,900千円 (直接経費: 13,900千円)