2020 Fiscal Year Research-status Report
環境配慮型製品の時間軸・空間軸・機能軸に関する多元最適化による環境負荷低減
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17K00671
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| Research Institution | The University of Shiga Prefecture |
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Principal Investigator |
奥村 進 滋賀県立大学, 工学部, 教授 (70204146)
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2017-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 環境配慮型製品 / リマニュファクチャリング / リユース / リユース効率 / メンテナンス / ライフサイクルシミュレーション |
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| Outline of Annual Research Achievements |
使用済みの工業製品からリユース可能な部品を取り出し，それを新規に製造する工業製品に組み込む生産方式（リマニュファクチャリング，再製造）は，すべての部品を新規に製造して組み込む生産方式よりも環境負荷の低減が期待できる．本研究では，リユース部品の物理寿命分布（時間軸），エンドオブライフオプション（空間軸），およびメンテナンス（機能軸）の多元最適化を実施する．この研究によって，リマニュファクチャリングを効果的に行う上で不可欠である，環境配慮型製品の設計に関する新規的な指針を得ることができ，環境負荷のさらなる低減が期待される．今年度における研究実績の概要は次の通りである．
１．使用済み製品が回収され，必要に応じて修理等が行われた後，製品リユースが行われて再度市場に出荷されていくような循環システムを研究の対象とした．製品故障が発生する確率分布，使用済み製品が発生する確率分布，使用済み製品の回収率，および使用済み製品の最大リユース回数が与えられたとき，製品のリユース効率が評価可能な数理モデルを構築した．また，コストを考慮した最適化問題を定式化して，製品の耐久性，使用済み製品の回収率，および最大リユース回数に関する最適解を得た．
２．リユースユニットの長寿命化はユニットの循環性を高めるためには大事であるが，長寿命化の処理内容によっては，逆に環境負荷やコストが増大してしまうことがある．このため，製品に応じて適切な物理寿命の改善計画を立案することが大事である．そこで，製品の物理・機能寿命分布に関するパラメータを変化させたもとで，リユースユニットの故障時におけるメンテナンス処理およびリユースユニットの物理・機能寿命分布がリユース効率とコストに及ぼす影響をライフサイクルシミュレーションによって調べた．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
昨年度までに進めた研究を基礎にして今年度の研究を進めたこともあり，概ね順調に進んでいると判断している．
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| Strategy for Future Research Activity |
１．相対劣化と絶対劣化が種々の確率分布にしたがう場合，リユース効率に及ぼす影響を調べる．また，絶対劣化分布の変更に伴うコスト，相対劣化製品回収率の改善に伴うコストを考慮した最適化問題において，製品の耐久性，使用済み製品の回収率，および最大リユース回数に関する最適解を得る．
２．リユースとリサイクルが行われる場合のリユース効率に関する数理モデルを構築し，リサイクルがリユース効率に及ぼす影響を調べる．
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| Causes of Carryover |
現有設備の本研究遂行における適否を見極めながら本年度の研究を進めた結果，物品費を節約できたため次年度使用額が生じた．また，コロナ禍で学術研究集会がオンライン形式で開催されたことも次年度使用額が生じた理由である．研究成果を国際学術雑誌に掲載するための資金として使用するのが主たる計画である．
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