Работа недавно была опубликована в Journal of Cleaner Production. В нем описывается способ помочь дизайнерам и инженерам-технологам тщательно рассмотреть все ответвления своих проектных решений и оценить возможные различные способы создания продукта — прежде, чем он попадет на конвейер.
«Есть большой спрос со стороны потребителей, рабочих и компаний, которые хотят добиться прогресса в обеспечении устойчивости продукции и производственных процессов», — сказал Карл Хаапала, доцент инженерного колледжа ОГУ.
«Обычно существует более одного способа создать деталь или продукт», — сказал он. «С помощью тщательного анализа мы можем определить способы определить, какой подход может иметь наименьшее воздействие на окружающую среду, наименьшие затраты, наименьшее количество отходов или другие преимущества, которые делают его предпочтительнее другого подхода."
По словам исследователей, это движение возникло более 20 лет назад в результате международной дискуссии на Конференции Организации Объединенных Наций по окружающей среде и развитию, которая вызвала озабоченность по поводу растущей нехватки воды, истощения невозобновляемых источников энергии, проблем со здоровьем человека в рабочее место и другие проблемы, которые могут быть связаны с неустойчивыми моделями производства в промышленности.
По словам экспертов, проблема заключается в том, как учитывать благополучие сотрудников, клиентов и общества, производя при этом качественный продукт и сохраняя экономическую конкурентоспособность.
Это непросто, и комплексных моделей, оценивающих все аспекты устойчивости, практически не существует.
«С помощью современных инструментов вы можете анализировать различные аспекты операции по очереди, такие как преимущества различных материалов, способы транспортировки, используемая энергия или другие факторы», — сказал Хаапала. "Гораздо сложнее рассмотреть их все одновременно и прийти к разумному выводу о том, какой подход лучше всего."
Чтобы помочь этим усилиям, исследователи OSU создали новую методологию, которая включает моделирование единичных процессов и существующий метод, называемый инвентаризацией жизненного цикла. Это позволило им количественно оценить выбранный набор показателей устойчивости и задать реальные вопросы. Если в продукте используется другой материал?
Будет ли ускорение работы производственной линии стоить дополнительных затрат энергии или повлияет на здоровье и безопасность работников?? Какой подход может привести к травмам и большему количеству потерянной работы? Как минимизировать брак и отходы?
Какой вариант конструкции приведет к наименьшим выбросам парниковых газов?
Чтобы проиллюстрировать этот подход в исследовании, исследователи использовали три гипотетических альтернативных «конических зубчатых колеса», которые обычно производятся в авиационной и автомобильной промышленности. В их шестиэтапной системе учитывались потребление энергии, водопользование, сброс сточных вод, охрана труда и безопасность, эксплуатационные расходы и другие факторы для оценки использования различных материалов и производственных процессов — и в конечном итоге путем математического моделирования был сделан вывод о том, какой из трех возможных вариантов конструкции является подходящим. самый устойчивый.
«Когда вы принимаете решения о том, что лучше, вы можете делать оценочные суждения о том, какой аспект устойчивости наиболее важен для вас», — сказал Хаапала. "Но результаты моделирования могут помочь дизайнерам в выполнении этих оценок и в понимании компромиссов наряду с другими аспектами производственного процесса."
Исследователи заявили в своем исследовании, что этот подход к оценке при дальнейшем изучении и тестировании должен быть применим к широкому спектру продуктов в процессе принятия проектных решений.