研究課題
基盤研究(C)
工業製品のエコデザインを実現するにあたって有効な方法の1つにリマニュファクチャリングがある。リマニュファクチャリングでは、回収された製品から取り出されたユニットは新たな製品に組み込まれるため、リユースの対象となるユニットには2サイクル以上の使用に耐えられるよう物理寿命を与えておく必要がある。使用する原材料を多くしたり、特殊なコーティングを施したりするなどによって、リユースユニットの物理寿命を長期化することが考えられるが、安易な長寿命設計は逆に地球に負荷をかける可能性がある。そこで本研究ではリユースユニットの最適な物理寿命分布を数理モデルの立場から考察した。初年度ではある特定のリユースユニットに注目したとき、それがリマニュファクチャリングされるにつれて発生する環境インパクトの定量評価が可能な数理モデルを構築した。この数理モデルを用いリユースユニットの物理寿命分布とリユース回数に関する最適解を導いた。次年度では製品の機能寿命が簡単な確率分布で与えられるのではなく、製品の機能面の劣化と、消費者のクラスタ化を行ったもとで、機能寿命に関する特性を考慮した。これらのもとで、物理劣化、価値低下、需要、および消費者クラスタが環境インパクトに及ぼす影響の定量評価が可能なシミュレーションソフトウェアを作成し、最適な物理寿命分布を考察した。最終年度ではLife Cycle Simulationを適用した結果をもとに、環境インパクトが最小となる最適な物理寿命設計を非線形最適化問題として定式化した。この数理モデルを歯車などの機械要素に適用することによって、設計対象物の物理寿命に関する最適な分布に関する平均と変動係数を導出した。
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すべて 雑誌論文 (21件)
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