Περιβαλλοντικός σχεδιασμός προϊόντος: αποσυναρμολόγηση και διαχείριση μετά το τέλος της χρήσιμης ζωής

Abstract

In the past products were used for a considerable number of years, were frequently repaired and were not discarded easily. The rapid advance of technology, the consecutively more effective manufacturing and the automation of production have led to the insertion of new products in the market. Modern products are more advanced, cheaper to produce and reinforced in capabilities, thus repairing used products became redundant. Traditionally, environmental implications were not considered during transformation of input materials to products. The diminution of natural materials, the rapidly increasing need for energy and the growth of waste leading to lack of landfill space are caused mainly by the various production processes. Environmental concerns raised the demand of consumers and non-governmental organizations for environmentally friendly products, leading to the enforcement of environmental laws and to landfill penalty costs. The accomplishment of two broadly accepted objectives is predominant among companies and industry: creation of “green” products and development of efficient product recovery and management techniques. In this context, the cost of disassembling end-of-life products has recently emerged as a critical factor in the design process. Design for Disassembly (DfD) has been developed as a framework for defining disassembly goals, applying specific guidelines, reducing disassembly complexity and evaluating product ease of disassembly in the design phase. Quantitative tools for disassembly assessment at the design stage are still lacking. This dissertation presents a novel metric for DfD evaluation of personal computers. The disassembly and detailed evaluation of specific computer models is presented in order to illustrate the efficacy of the proposed index. The proposed index imposes the scoring of particular design characteristics, provides the necessary quantitative information and leads to the computation of the intermediate indices concerning the factors and the disassembly tasks. According to this data the designer attempts to make alterations by identifying the tasks and the factors which need improvement. After implementing the changes the design can be reevaluated and the process is repeated until the designer decides that the disassemblability of the computer is adequate. The quantitative evaluation in combination with the general guidelines of DfD is crucial for the accomplishment of an effective computer design. The proposed index has been developed in accordance with the most influencing factors of DfD, the estimation is relatively simple and fast while not requiring special training; thus it can be integrated easily in the existing design process.

Οι συνέπειες της ραγδαίας ανάπτυξης των παραγωγικών συστημάτων είναι ευρύτατα γνωστό ότι δημιούργησαν ένα πλήθος περιβαλλοντικών προβλημάτων. Η φιλική προς το περιβάλλον παραγωγή και η ανάγκη ανάκτησης των αποβλήτων ανέδειξε τον περιβαλλοντικό σχεδιασμό ως απαραίτητη διαδικασία για τη συνολική μείωση των επιπτώσεων στο περιβάλλον των προϊόντων με πολύπλοκη κατασκευαστική δομή. Οι ηλεκτρικές και ηλεκτρονικές συσκευές προσέλκυσαν ιδιαίτερο ερευνητικό ενδιαφέρον, καθώς η ακατάλληλη διαχείριση των αποβλήτων τους προκαλεί σημαντικά περιβαλλοντικά προβλήματα. Καθώς η αποσυναρμολόγηση αποτελεί απαραίτητη διαδικασία για την ορθή περιβαλλοντική διαχείριση των απόβλητων προϊόντων, η ανάγκη αποδοτικής αποσυναρμολόγησης των ηλεκτρικών και ηλεκτρονικών συσκευών στο τέλος της χρήσιμης ζωής τους επέβαλλε τη βελτίωση του σχεδιασμού τους. Η αξιολόγηση της αποσυναρμολόγησης κατά τη σχεδιαστική φάση αποτελεί σημαντικό ζήτημα, καθώς είναι αναμφισβήτητη η έλλειψη ποσοτικών μεθόδων που θα συμβάλλουν στη βελτίωση της διαδικασίας. Η παρούσα διατριβή εστιάζει στα ζητήματα διαχείρισης μετά το τέλος της χρήσιμης ζωής των προϊόντων πολύπλοκης δομής και πιο συγκεκριμένα στην ποσοτική αξιολόγηση της ευκολίας αποσυναρμολόγησής τους. Στο πλαίσιο αυτό: i) πραγματοποιήθηκε μία κριτική περιγραφική ανάλυση της βιβλιογραφίας και ταξινομήθηκαν οι υφιστάμενες μέθοδοι σε κατηγορίες, οπότε προέκυψε ένα πρωτότυπο ενιαίο συνεκτικό πλαίσιο που επιτρέπει τη συγκριτική αξιολόγηση, ii) αναπτύχθηκε και παρουσιάστηκε ένας καινοτόμος δείκτης αξιολόγησης του σχεδιασμού των ηλεκτρικών υπολογιστών υπό το πρίσμα της αποσυναρμολόγησης, ο οποίος βασίστηκε στην ανάλυση της βιβλιογραφίας και στην πειραματική αποσυναρμολόγηση μοντέλων υπολογιστών, και παρουσιάστηκαν αναλυτικά τέσσερα παραδείγματα εφαρμογής, και iii) αναπτύχθηκε ένας νέος τρόπος οπτικοποίησης των αποτελεσμάτων του δείκτη και παρουσιάστηκαν οι αντίστοιχες απεικονίσεις για τα παραδείγματα εφαρμογής. Τα ερευνητικά αποτελέσματα της διατριβής ανοίγουν νέους δρόμους στην περιβαλλοντική διαχείριση του τέλους της ωφέλιμης ζωής καταναλωτικών προϊόντων και επιτρέπουν τη συγκριτική αξιολόγηση εναλλακτικών σχεδιαστικών πολιτικών.