projektovanje proizvoda pogodnog za okolinu...

4/10/2014

1

530577-TEMPUS-1-2012-1-RS-TEMPUS-JPCR

IMPROVEMENT OF PRODUCT DEVELOPMENT STUDIES IN SERBIA AND BOSNIA AND HERZEGOVINA

web: http://iprod.masfak.ni.ac.rs

Projektovanje proizvoda pogodnog za okolinu – DFE(Design for Environment)

M.Sc. Kolundžić Mirjana




Sadržaj

� Odgovaraćemo na pitanja:□ Zašto ?

□ Šta ?

□ Od kada ?

□ Šta konkretno ? SUMIRANJE

□ Zašto konkretno ?

□ Kako ?

□ Da li hoćemo ili moramo ?

□ Kako primeniti ?

□ Ko može pomoći ?




Zašto ?

Zato što je:- industrijalizacija sve veća, - razvoj tehnologije sve brži i - eksplatacija prirodnih sirovina sve širaVažno je strateško:- planiranje, - proizvodnja i - potrošnjaZbog:- sopstvenog opstanka.

‘’Zemlja se može eksploatisati i ogoleti tokompet godina u korist brzog profita, ali stotinugodina čuvanja i negovanja neće u potpunostiotkloniti štetu’’ (Glikson 1971.)

• Sve veća proizvodnja

• Velika konkurencija (slične/iste kompanije)

• PLM > ključan za održivu proizvodnju




Šta ?

Slika - Faze životnog ciklusa proizvoda

• velike kompanije,

• multidisciplinarni timovi

• računarska podrška

PLM ujedinjuje alate i tehnologije i obezbeđuje• prave informacije, • u pravo vreme• u pravom smislu.

4/10/2014

2




Šta ?

Slika - Šema ekološki orijentisanog PLM-a (LCA/LCI- Life Cycle Assessment/Inventory, EIME- Engineering Informations Management Executive )

PLM povezuje svefaze dizajna i proizvodnjeodređujući

najekološkiji metodproizvodnje i najpogodnijematerijale za

proizvode i okolinu

PLM olakšava razmenu bez

obzira na lokaciju




Šta ?

Slika - Opšti prikaz životnog ciklusa proizvoda sa ekološkim uticajima

U svakoj od faza životnog ciklusa proizvoda, PLM sistem može biti

upotrebljen na način da uzima u obzir

uticaj proizvoda na životnu sredinu -

EOPLM




Šta ? -- PRIMER

PrimerEOPLM počeo je da se primenjuje u veoma različitim granam industrije, naročitou automobilskoj industriji. Primenu u ovom području približićemo kroz jedanprimer prosečnog automobila gde ćemo pokazati koji se to podatci uzimaju uobzir. Početni podaci EOPLM sistemske aplikacije bili su sledeći:

Masa automobila = 1532 kg

metal 64%, nemetal 9%, plastika 9%, tečnosti 5%, ostalo 13%

Potrošnja energije = 1 TJ

proizvodnja materijala 15%, upotreba 83%, kraj životnog ciklusa 2%

Čvrsti otpad = 4200 kg

proizvodnja materijala 67%, upotreba 25%, kraj životnog ciklusa 8%

Čvrsti otpad u proizvodnji = 860 kg

projektovani otpad 61%, pesak iz livnice 14%, razno 12%, pakovanje 8%,

kotlovski pepeo 2%, otpadno ulje 1%, emisije u vazduh 1%, nečistoće od brušenja1%

EOPLM softverska aplikacija treba da nudi neke od sledećih ključnih funkcija • Inženjering softvere • Upravljanje informacijama

proizvoda • Softver za upravljanje materijalima • Softver za upravljanje odnosima sa

potrošačima.




Od kada ?

Slika - Opseg odgovornosti prema životnoj sredini

Koncept DFE-anastao je početkom

1990ih

Zeleni dizajn - GD Ekološki savestan

dizajn - ECD Eko-dizajn - ED

4/10/2014

3




Šta konkretno ?

Obim DFE uključuje:• Zaštita životne sredine• Bezbednost i zdravlje ljudi• Održivost prirodnih resursa

DfE




Zašto konkretno ?

Slika - Prednosti dizajna za životnu sredinu

PREDNOSTI




Zašto konkretno ? -- PRIMER

Primer primene DFEa za održivo pakovanje.

• Sam’s Club je redizajnirao pakovanje za mleko

• smanjila radnu snagu za 50% i

• potrošnju vode za čišćenje za 60-70%.

• više galona stane u kamione

• nema praznine u gajbama,

• smanjujući putovanje do marketa na dve, od pet nedelja – ušteda goriva.

• 224 galona – gde je ranije smeštano 80

• manja isporuka kamionima za 11.000 godišnje

• uštedu 10-20 centi po galonu (transport)

• Ranije 100.000 galona vode dnevno za pranje gajbi

• potreba za gajbama je nestala




Kako ?

� Uz pomoć:

□ Tehnika i alata

□ Strategija

□ Resursnog kaskadiranja

□ Industrijske ekologije

□ Makrookruženja

□ Ekoloških mera

4/10/2014

4




Kako uz pomoć tehnika i alata?

Širok spektar tehnika je dostupan i one se svrstavaju u dve kategorije:

1. Tehnike koje se koriste zaidentifikaciju uticaja

proizvoda na životnu sredinutokom njegovog životnog

ciklusa, kao što je procenaživotnog ciklusa (LCA – Life

Cycle Assessment)





Slika - Procena životnog ciklusa proizvoda

1. Tehnike za identifikaciju uticaja proizvoda na životnu sredinu tokom životnog ciklusa – LCA





2. Tehnike koje pomažu dizajnerima da poboljšaju osobine proizvoda vezane za životnu sredinu

Slika - Analiza dizajna proizvoda u smislu DFX-a

Procenjuje se da faza dizajna

proizvoda troši oko 5% budžeta, ali utiče na više od 70% finalne cene proizvoda.

DFX ima za cilj:• Kraće vreme do

tržišta,• Niže cene i da poveća kvalitet

proizvoda.





� Dizajn za reciklažu – DFR (Design For Recycling)

� Dizajn za demontažu – DFD (Design For Disassembly)

� Dizajn za proizvodnju i montažu –DFMA(Design For Manufacturing and Assembly)

� Dizajn za energetsku efikasnost – DFEE (Design For Energy Efficiency)

� Dizajn za ponovnu proizvodnju – DFRe (Design For Remanufacturing)

� Dizajn za odlaganje

� Minimiziranje opasnog materijala

DFE alati

u praksi su:

4/10/2014

5




Kako uz pomoć strategija ?

Osnovne strategije na kojima se zasniva celokupni DFE su:

� Dizajn za dematerijalizaciju

� Dizajn za detoksikaciju

� Dizajn za revalorizaciju

� Dizajn za obnovu i zaštitu kapitala

Slika - Osnovne DFE strategije

Revalorizacija predstavlja ponovnoiskorišćenje ostatka vrednosti kodmaterijala i resursa koji su već biliiskorišćeni.

Detoksikacija zapravo predstavljaminimizaciju štetnog dejstva svake fazeproizvoda na zdravlje ljudi i životnusredinu.

Dizajn za dematerijalizaciju teži daminimizira tokove materijala u svakoj faziživotnog ciklusa kao i potrošnju energije iresursa koji imaju veze sa tim tokovima.

Dizajn za obnovu i zaštitu kapitala teži daosigura celovitost, vitalonost, sigurnost,produktivnost i kontinuitet ljudskih,prirodnih i ekonomskih resursa koji bitrebali da održe životni ciklus proizvoda.




Kako uz pomoć strategija ? -- Dematerijalizacija

Dematerijalizacija se može postići kroz nekoliko različitih tehnikao kao što su: produžetak života proizvoda, smanjenje na izvoru, pojednostavljenje procesa, reproizvodnja, upotreba recikliranih ulaznih veličina ili zamena usluga za proizvode.




Kako uz pomoć strategija ? Dematerijalizacija -- PRIMER

PRIMER• Ford proizvodi automobile koji su 85%

od svoje mase reciklabilni • noviji modeli Forda, koristili su penu na

bazi soje za sedišta i i naslona za glavu• Ford će koristiti 25% materijala na bazi

soje za naslone za glavu u tri četvrtine svojih vozila

• Ford procenjuje da će smanjiti svoju godišnju potrošnju nafte za 1.360 tona i emisiju CO2 za 6.800 tona

• Ford je smanjio količinu automobilske plastike koja se odlagala na deponije za oko 1360 tona i uštedeo oko 4.5 miliona dolara

• Ford je postavio neke od ciljeva za budućnost, da smanje emisiju CO2 iz postrojenja i to za 30% po automobilu do 2025.godine počev od 2010.god.

4/10/2014

6




Kako uz pomoć strategija ? -- Detoksikacija

Detoksikacija se može postići kroz: uklanjanje/zamenu otrovnih i štetnih materijala sa materijalima koji nemaju štetan uticaj,predstavljanje čistijih tehnologija koje smanjuju nastajanje štetnog otpada i emisija kao što su gasovi koji doprinose stvaranju efekta staklene bašte ili modifikaciju otpada upotrebom hemijskih, energetskih ili bioloških tretmana.




Kako uz pomoć strategija ? – Detoksikacija --PRIMER

PRIMERBASF je razvio liniju sintetskih plastika:• Ecoflex i Ecovio

• potpuno biorazgradive i razgrade se u zemljištu ili kompostu u roku od nekoliko nedelja• koristi se kao kese za smeće ili pakovanje otpada• Ecovio - mešavina Ecoflex-a i određene vrste kiseline dobijene iz kukuruza, i koristi se u proizvodnji najlonskih

vrećica za markete.




Kako uz pomoć strategija?-- Revalorizacija

Revalorizacija se može postići sekundarnom upotrebom odbačenih proizvoda, obnavljanjem ili ponovnom proizvodnjom proizvoda ili delova na kraju njihovog upotrebnog ciklusa. Jednostavno revalorizacija teži da ponovo upotrebi, reciklira ili na neki drugi način iskoristi ostatke materijala i energije koji se ostvaruju u svakoj od faza životnog ciklusa proizvoda.




Kako uz pomoć strategija?—Revalorizacija-- PRIMER

PRIMER• 2007 kompanija Caterpillar je preuzela milion tona materijala = 56 milijardi aluminijumskih

konzervi. • Dobit osnovnog materijala sa oko 45 000 t 2002. na oko 64 000 t u 2007. godini. • Povrat materijala na globalnom novou 93% • Blizu 70% materijala je iz reproizvodnje i ponovne upotrebe u proizvodnji Cat Reman proizvoda.• 2006. sprovedena studija radi utvrđivanja ekološkog otiska:

• nije obuhvatala uticaj ekstrakcije materijala,• transporta i procesuiranja • emisija gasova smanjena za preko 50%, • potrošnja vode je smanjena za preko 90%, • energije preko 80%, materijala preko 99% i • deponijskog prostora za preko 99%.

4/10/2014

7




Kako uz pomoć strategija?– Obnova i zaštita kapitala

Ljudski resursi - zdravlje, bezbednost , sigurnost i radnika, dobavljača i drugih učesnika u poslovanju preduzeća.Prirodni resursi –prirodni resursi i ekosistemi koji omogućavaju sve ekonomske aktivnosti celokupnog života ljudiEkonomski resursi – ukazuju na materijalnu imovinu preduzeća uključujući postrojenja i opremu kao i intelektualnu svojinu, reputaciju i druge vrednosti koje su značajne u kontekstu ekonomske vrednosti.

Kapital je upotrebljen u

smislu: Ljudski resursi

Prirodni resursi

Ekonomski

resursi




Kako uz pomoć strategija?– Obnova i zaštita kapitala--PRIMER

PRIMER• Herman Miller - ekološki dizajn Aeron stolica. • Poboljšanje radnog mesta, dovelo je do značajnih povećanja zadovoljstva i produktivnosti

radnika. • Kompanija je postavila ciljeve za 2020.god.:

• eliminisati čvrsti i opasni otpad, kao i emisije u vazduh i vodu; • koristiti 100% ’’zelenu’’ električnu energiju; • konstruisati zgrade za najmanje srebreni nivo LEED sertifikacije (LEED - Leadership

in Energy & Environmental Design); i • 100% prodatih proizvoda koji su odobreni kao DFE.




Kako uz pomoć resursnog kaskadiranja ?

Slika - Prikaz resursnog kaskadiranja i prespajanja

Jedan od prilaza dizajna za životnu sredinu koji teži da

maksimizira korisnost upotrebe resursa,

baziran je na teoriji resursnog

kaskadiranja

’’plastikafantastika’’




Kako uz pomoć industrijske ekologije ?

Kalundborg industrijska regija na obali DanskeRazvijena je složena mreža razmene otpada i energije između brojnih učesnika.• Novo Nordisk - milion tona mulja godišnje kao

nus-proizvoda iz farmaceutskih procesa, koristi se kao đubrivo na obližnjoj farmi.

• 5000 tona suficitnog kvasca godišnje - kao hrana za svinje.

• 1500 MW električna centrala koristi rafinerijski gas od Statoil rafinerije za proizvodnju struje i pare koji se iposručuju i Statoil-u i Novo Nordisk-u za grejanje njihovih procesa.

• Lokalna kompanija za proizvodnju cementa godišnje koristi 135.000 tona pepela iz električne centrale, dok električna centrala 200.000 tona godišnje gipsa iz procesa desulfurizacije dimnih gasova, transportuje do Gyproc-a koji proizvodi gipsane ploče.

Kod ovih industriskih učesnika• Smanjena je potreba za vodom za 20-25% što

je 1.2 milona kubnih metara godišnje • smanjena je upoterba nafte za 19.000 tona

godišnje, • uglja za 30.000 tona godišnje, • emisija CO2 za 130.000 tona godišnje i • emisija SO2 za 25.000 tona godišnje Slika - Industrijska simbioza Kalundborg regije u Danskoj

4/10/2014

8




Kako uz pomoć makrookruženja ?

• Ekonomsko okruženje

• Društveno okruženje• Demografski aspekt• Kulturni aspekt

• Tehnološko okruženje

• Ekološko okruženje

• Političko okruženje

Možemo razlikovati pet različitih scenarija makrookruženja:




Kako uz pomoć ekoloških mera ?

Slika - Aspekti merenja uspešnosti

Postoje tri važne činjenice merenjapokazatelja u kontekstu upravljanja

životnim ciklusom proizvoda a to su:




Kako uz pomoć ekoloških mera ?

Postoje važni ekološki pokazatelji koje bi kompanije trebale definisati a to su:• Finansijski – troškovi životnog ciklusa po jedinici proizvoda• Operativni – ekološka efikasnost proseca u pogledu materijala i potrošnje energije• Saradnički – percepcija odgovornosti zajednice i interesnih strana• Učenje i rast – usklađivanje i obuke prema viziji održivosti

Slika - Primer ekološkog kompasa

Drugi manjepoznat obrazac je Eko-kompas koji

se sastoji od kružnih polja sapokazateljima




SUMIRANJE

4/10/2014

9




SUMIRANJE

• Primer 1 – Dizajn potrošačkih elektronskih uređaja

• Primer 2 – Dizajn procesa prenosa toplote




Da li hoćemo ili moramo ?

1. Direktiva za ambalažu i ambalažni otpad – zahteva od proizvođača da ponovo upotrebe, odlože na otpad ili recikliraju ambalažu koja ima veze sa njihovim proizvodima.

2. ELV direktiva – teži da promoviše sakupljanje, ponovnu upotrebu i reciklažu automobilskih delova sa ciljem zaštite životne sredine.

3. WEEE direktiva – pokriva dizajn i proizvodnju električne i elektronske opreme, i mogućnost da se olakša recikliranje odbačene elektronske opreme i da se recikliranje postavi kao odgovornost proizvođača.

4. EuP direktiva – povezuje pravila eko dizajna širom EU kako bi se osiguralo da razlike između nacionalinih propisa ne postanu prepreka trgovini unutar EU.

5. RRR direktiva – reguliše reciklabilnost i mogućnost ponovne upotrebe materijala u proizvodnji (95%) i reciklaži automobila (85%).

6. RoHS direktiva – nastoji izbaciti iz upotrebe određene supstance i proizvođači da bi bili u skladu sa RoHS direktivom moraju osigurati da njihovi proizvodi ne sadrže navedene supstance preko dozvoljenog nivoa

RoHS supstance Granične vrednosti

Pb 0.1 % (1000ppm)Hg 0.1 % (1000ppm)Cd 0.01 % (100ppm)

Cr6+ 0.1 % (1000ppm)PBB 0.1 % (1000ppm)

PBDE 0.1 % (1000ppm)




Da li hoćemo ili moramo ?

7. REACH direktiva – ima za cilj da osigura da su sve hemikalije testirane i upotrebljene na bezbedan način a takođe uređuje i supstance koje se smatraju kao vrlo rizične za životnu sredinu i zdravlje ljudi, bez obzira na količinu.

8. Japanska RoHS direktiva – ista je kao i EU RoHS jedini bitan zahtev jeste da se obezbedi označavanje na proizvodu i natablici sastava proizvoda. Zeleni znak ukazuje na to da su supstance prisutne i da su u dozvoljenim granicama a narandžasti znak ako su supstance iznad dozvoljenih granica.

9. Kalifornijska RoHS direktiva – Za razliku od EU RoHS, Kalifornijska RoHS ne zabranjuje PBB (polibromirane bifenile) i PBDE (Polibromirane difeniletre).

10. Kineska RoHS direktiva – kako bi se zadovoljili zahtevi označavanja proizvodi moraju sadržati oznaku koja ukazuje naprisustvo ograničenih supsatnci i ako su prisutne otrovne supsance onda se treba istaćiperiod njihove bezbedne upotrebe.

11. Korejanska RoHS – Postoje sličnosti sa Kineskom RoHS i sa RoHS Evropske unije, ali i razlike. Npr. Koreja ne zahteva od proizvođača originalneopreme da obeležavaju svoje proizvode kao usklađene, za razliku od Kineske RoHS. Sve što proizvođači trebaju da urade je da naprave registar i da kažu da će njihov proizvod biti usklađen sa regulativom.

12. ISO standardi – Internacionalna organizacija za standardizaciju razvila je 14000 seriju standarda za sistem upravljanja životnom sredinom koji osiguravaju da kompanije upravljaju sa rizicima i da vode računa o otpadu koji nastaje u proizvodnji ili labaratorijama i da brinu o recikliranju.




Kako primeniti ?

Izvođenje (realizacija) DFEa dosledno i efikasno, izazov je iz nekoliko razloga:• Potrebna stručnost • Široka i bezgranična priroda fenomena životne sredine• Ekonomski sistemi

DFE je implementiran u dizajnersku praksu kroz tri uzastopne faze:1. Opseg rada2. Prikupljanje podataka3. Prevođenje podataka

4/10/2014

10




Kako primeniti ?

Koncept DFEa nije ograničen samo na direktan uticaj na životnu sredinu već se mora posmatrati u širem smislu što uključuje fiše faktora:

• Smanjenje škarta i otpada

• Optimalno upravljanje materijalima

• Optimizacija proizvodnih procesa

• Poboljšanje proizvoda




Kako primeniti ?

Postoji sedam osnovnih principa kojih bi se trebale pridržavati kompanije koje žele da implementiraju DFE u svoje inovativno poslovanje:

11• Primeniti princip razmišljanja ’’life-cycle thinking’’ u toku procesa razvoja proizvoda

22• Oceniti isplativost i efikasnost resursa celokupnog sistema

33• Odabrati odgovarajuće mere za predstavljanje performansi životnog ciklusa proizvoda

44• Održavati i primeniti asortiman sistemskih dizajnerskih strategija

55• Koristiti analitičke metode za ocenu dizajnerskih performansi i razmene

66• Obezbediti softverske mogućnosti kako bi se olakšalo upravljanje DFE aplikacijama

77• Tražiti inspiraciju u prirodi kako bi se dizajnirali proizvodi i sistemi




Kako primeniti ?

Imlementacija i integracija DFE-aNeophodni koraci su:

• istraživanje, • promovisanje, • izveštavanje i • nagrađivanje.

PRIMERKompanija X postavlja cilj: eliminacija svih otrovnih materijala iz proizvoda u roku od tri godine. 1. Kompanija X ostvaruje prednost smanjenjem regulatornih pitanja koje

imaju veze sa toksičnim materijalima. 2. Kompanija X, prebacuje zadatak na istraživački i razvojni sektor, a

zadatak je da se pronađu prihvatljivi materijali kao zamena3. Sektor za istraživanje i razvoj se zatim savetuje sa menadžerima

proizvodnje 4. Zatim se sastavlja lista toksičnih i zamenskih materija 5. Mesečno izveštavanje će utvrditi napredak 6. Timski se predlažu dizajnerske izmene7. Kako istraživački tim nađe zamenski materijal tako se toksičan uklanja

sa liste8. Redovni sastanci radi praćenja ispunjenja roka 9. U prvoj godini, kompanija X je pronašla zamenu za skoro polovinu

toksičnih materijala.10. Kompanija priznaje da su do većine tih zamenskih materijala došli

kroz komunikaciju i kontakt sa drugim proizvođačima11. Kompanija X većinu resursa usmerava na internu komunikaciju,

dodatno potencirajući na DFE implementaciji.




Ko može pomoći ?

Teamcenter kao rešenje za ekološku usklađenost omogućava proizvođačima da razviju proizvode i provere

njihovu usklađenost sa mnogim ekološkim smernicama koje su utvrđene od strane SAD, Azijske vlade i EvropskeUnije . Kompanije koje usklađenost smatraju kao sastavni element njihovih procesa životnog ciklusa, stičukonkurentsku prednost, bržim iznošenjem svojih proizvoda na tržište i sa manje troškova.

4/10/2014

11




Ko može pomoći ?

Koristi od Teamcenter rešenja za ekološkuusklađenost su :

• Olakšava dizaj za okolinu (DFE)

• Pruža proizvođačima brzu vidljivostsvih usklađenih i neusklađenih delova

• Integriše sposobnost upravljanjausklađenošću u trenutne poslovneprocese

• Smanjuje rizik od neusklađenosti

• Smanjuje ukupne troškove

• Smanjuje troškove povezane sazalihama koje su višak i zastarele ilineke druge, nastale upotrebomneusklađenih delova.




Ko može pomoći ? -- PRIMER









4/10/2014

12




Na kraju – imamo odgovore:

� Zašto?- zbog životne sredine, � Šta? - ekološki orijentisan PLM - EOPLM� Od kada? – početkom devedesetih� Šta konkretno? - DFE� Zašto konkretno? - održivog razvoja, bezbednosti i

zdravlja ljudi, očuvanja prirodnih resursa, profita, uspeha, konkurencije, potrošača...

� Kako? – uz pomoć tehnika, alata, strategija...� Da li hoćemo ili moramo? – bolje je hteti nego morati� Kako primeniti? – korak po korak� Ko može pomoći? - Teamcenter� Šta je na kraju?....




SVE(T) JE U NAŠIM RUKAMA

projektovanje proizvoda pogodnog za okolinu...

Documents