9MOP Prezentace projektu disertační práce

Transkript

1 9MOP Prezentace projektu disertační práce R. Sovják Ústav konstruování Odbor průmyslového designu Fakulta strojního inženýrství Vysoké učení technické v Brně Školitel: Doc. ing. arch. Jan Rajlich Školitel specialista: Ing. Marie Tichá Téma: Objemová metodika určování CO 2 stopy v průmyslovém designu 10. července 2015,FSI VUT v Brně,Česká republika

2 Obsah Osnova prezentace Název a klíčová slova (CZ, EN) Shrnutí současného stavu poznání Analýza, interpretace a zhodnocení rešerše Podstata a cíle DP Vědecká otázka a pracovní hypotéza Způsob řešení a pouţité vědecké metody Časový rozvrh a etapy řešení Odůvodnění potřebnosti daného řešení Popis koncepčních a metodických postupů Spolupráce s jinými institucemi Předpokládané náklady řešení DP Předpokládané výsledky DP dle hodnocení V a V Bibliografie 1/27

3 Název a klíčová slova (CZ, EN) Název DP Český název Objemová metodika určování CO 2 stopy v průmyslovém designu Anglický název Volumetric Methodology for Determing CO 2 Footprint in Industrial Design Klíčová slova DP Česky ecodesign, uhlíková stopa, CO2, průmyslový design, objemová metodika Anglický překlad Ecodesign, Carbon Footprint, CO2, Industrial Design, Volumetric Methodology 2/27

4 Úvod DP se zabývá Určováním CO 2 stopy v průmyslovém designu z pohledu objemu a druhu výrobku Posouzením vhodných nástrojů ecodesignu Klasifikací průmyslových výrobků Zohlednění pouţitých materiálů Určení ţivotního cyklu výrobku Splnění legislativních poţadavků na Zohlednění recyklovaných výrobků v řešení Poznatky z oblasti ecodesignu 10. července 2015,FSI VUT v Brně,Česká republika 3/27

5 Úvod oprava DP se zabývá Určováním CO 2 stopy v průmyslovém designu z pohledu objemu a druhu výrobku Posouzením vhodných nástrojů ecodesignu Klasifikací průmyslových výrobků Zohlednění materiálů Určení ţivotního cyklu výrobku Splnění legislativních poţadavků Školitel: Doc. ing. arch. Jan Rajlich Školitel: Doc. akad. soch. Ladislav Křenek ArtD. Školitel specialista: Ing. Marie Tichá 4/27

6 (zyxel.com, 2015)

7 Shrnutí současného stavu poznání Investigation into the role of core industrial designers in ecodesign projects [1] Práce se zabývá vztahem průmyslového designéra k ostatním profesím, zejména na jeho vztah k udrţitelnému rozvoji surovinových zdrojů Závěr Designér nemá být jen odborníkem v oblastech umění Nástroje ecodesignu jsou navrţeny pro konstruktéry Designér má zohledňovat vlastnosti materíálů Schéma Dovednosti designéra a konstruktéra [1] 6/27

8 Shrnutí současného stavu poznání Ecodesign tools for designers: defining the requirements [3] Práce navazuje na předchozí avšak analyzuje důleţitá kritéria poţadavků průmyslových designérů na nástroje ecodesignu. Odráţí také poţadavky designérů za visuální či grafické informace Závěr Poţadavky designérů na visuální rozhraní pro práci s nástrojem ecodesignu Vytvoření webového nástroje Information/Inspiration Obsahuje nástroje LiDS wheel, EcoWeb a poţadavky WEEE, RoHS, EuP Schéma Holistický nástroj pro designéry [3] 7/27

9 Shrnutí současného stavu poznání Adopting and applying eco-design techniques: a practitioners perspective [4] Práce se zaměřuje na moţnost zavádění nových technik ecodesignu do procesu návrhu výrobku. Porovnává přístup tří technik ecodesignu, které je moţné dle studie vyuţívat Závěr MET matrix shrnuje dopady výrobku v kaţdé fázi Checklists hojně vyuţívané slouţí pouze k seznámení LCA nejpouţívanější a nejpropracovanější nástroj ecodesignu Graf Analýza vyuţití nástrojů ecodesignu [4] 8/27

10 Shrnutí současného stavu poznání Environmental assessment - Gotten across to industrial designers [5] Účelem této práce je nalezení řešení problémů a souvislostí v rámci práce průmyslového designéra. Nalezení základních indikátorů v rané fázi návrhu výrobků a představení výhodnosti aplikace OPM (Oil Point Method) Závěr Kvantifikována dle objemu, hmotnosti, spotřebě kw/hod Dokáţe do jisté míry nahradit metodiku LCA Moţnost aktualizace a doplňování vstupních dat Tabulka Indikátory spotřeby OPM [5] 9/27

11 Shrnutí současného stavu poznání Reducing and reusing industrial scraps: a proposed method for industrial designers [6] Výzkum se zabývá znovu vyuţití průmyslového odpadu s ekonomickým potenciálem a významem k ţivotnímu prostředí za pomoci produktového designu Závěr Definuje fáze odpadu: optimalizace (tvar), nevyhnutelný (X) navrhování z odpadu Aţ o 50 % sníţení sníţení znečištění za pouţití recyklátů. Schéma Proces designu výrobků z odpadu [6] 10. července 2015,FSI VUT v Brně,Česká republika 10/27

12 Shrnutí současného stavu poznání Predicting the total environmental impact of product technologies [7] Článek je zaměřena na určení metodologie dopadů výrobků na ţivotní prostředí, zejména na předpovědi nového zavádění výrobku na trh. Funkčnost metodiky byla ověřena pro zařízení ipad 1 aţ ipad 4 Závěr Určení dopadu na ţ. p. předpovědi budoucího chování trhu Vliv výrobků na ţ. p. můţe být charakterizována samotnou funkcí/povahou produktů. Enviromentální matice Graf Dopad zavádění nového výrobku na ţivotní prostředí [7] 11/27

13 Shrnutí současného stavu poznání From ecodesign products guidelines to materials guidelines for a sustainable product. Qualitative and quantitative multicriteria environmental profile of a material [8] Autoři se zabývali rozšířením MATto knihovny, která obsahuje více jak 500 materiálových poloţek Závěr Nástroj MATto rozšířen o senzorické vjemy Metodika volby trvanlivosti výrobku (krátká, střední, dlouhá ţiv. výrobku) Tabulka Rozšíření nástroje MATto o senzorické vjemy [8] 12/27

14 Shrnutí současného stavu poznání Methodology of ecodesign for the development of more sustainable electroelectronic equipments [9] Článek popisuje metodologii pro optimalizaci a vývoj elektronických zařízení. Zaměřuje se na vývoj výrobku a hodnotí postup podle čtyř fázové metodiky, která zahrnuje ţivotní cykly výrobku Závěr Metodika popisná, vývojová, projekční, komunikační Optimalizace výrobku tvarové spoje, vnitřní rektifikace prvků, absence šroubových spojů Není moţné zpětně validovat s LCA Vnitřní uspořádání kompresor pro rybičky [9] 13/27

15 Shrnutí současného stavu poznání The role of industrial designers in Japanese companies involved in eco-redesign process [10] Účelem studie bylo zjištění znalostí (LCA) a zájmu průmyslových designérů v rámci procesu návrhu výrobků. Studie byla zpracována pro dizertační práci s názvem: "The Role of Industrial Designers Toward Environmental Concern for Sustainable Product Development and Ecodesign Strategy" Závěr Designéři pracující ve velkých firmách (Sony, Nec,...) mají povědomí o ecodesignu, ale malé znalosti Překáţka zavádění ecodesignu do výroby - ekonomické nároky z 36 % a technické problémy z 22 % Graf znalosti principů/nástrojů ecodesignu [10] 14/27

16 Shrnutí současného stavu poznání Using eco-design tools: An overview of experts' practices [11] Práce hledá odpovědi na hypotézy vztahující se na proces pouţívání nástrojů ecodesignu a stanovení zátěţe na ţivotní prostředí. Článek je zaměřen na srovnání nástrojů ecodesignu: Ecofaire, Ecodesign Pilot, Information/Inspiration [3] a SimaPro 7.0 (metodika LCA). Závěr Osoby pracující s nástroji ecodsesignu nezohledňují design výrobku Některé změny v rámci optimalizace mohou mít jen nepatrný projev Vhodný nástroj pro posuzování je SimaPro (zaloţen na LCA) Graf znalosti principů/nástrojů ecodesignu [11] 15/27

17 Analýza, interpretace a zhodnocení rešerše Interpretace zhodnocení rešerše Stanovování ekologické zátěţe je velmi problematické Metoda LCA je pouţívána pro celý ţivotní cyklus Nástrojem ecodesignu pro průmyslové designéry nabízí řešení "Information/Inspiration", které je podporováno metodikou LiDS wheel, EcoWeb WEEE, RoHS, EuP a nařízení Packaging and Packaging Waste Analýza rešerše Designéři nemají povědomí o pouţívání ecodesignu Práce s nástroji ecodesignu by měla být vizuálně zpracovaná Zavádění nástrojů ecodesignu je nákladné a časově náročné na zaškolení Nástroje ecodesignu zpravidla vychází z metodiky LCA 80 % znečištění je dáno samotným návrhem výrobku Mezi recyklovaným a novým výrobkem je o 50 % méně znečištění 10. července 2015,FSI VUT v Brně,Česká republika 16/27

18 Analýza, interpretace a zhodnocení rešerše oprava Interpretace zhodnocení rešerše Stanovování ekologické zátěţe je velmi problematické Metoda LCA je pouţívána pro celý ţivotní cyklus Nástrojem ecodesignu pro průmyslové designéry nabízí řešení "Information/Inspiration", které je podporováno metodikou LiDS wheel, EcoWeb WEEE, RoHS, EuP a nařízení Packaging and Packaging Waste 17/27

19 Analýza, interpretace a zhodnocení rešerše oprava Analýza rešerše Designéři nemají povědomí o pouţívání ecodesignu Práce s nástroji ecodesignu by měla být vizuálně zpracovaná Zavádění nástrojů ecodesignu je nákladné a časově náročné na zaškolení Nástroje ecodesignu zpravidla vychází z metodiky LCA 80 % znečištění je dáno samotným návrhem výrobku Mezi recyklovaným a novým výrobkem je o 50 % méně znečištění 18/27

20 Analýza, interpretace a zhodnocení rešerše oprava 19/27

21 Podstata a cíle DP Podstata DP Stanovení metodiky pro určení zatíţení ţivotního prostředí ve fázi návrhu výrobků v průmyslového designu Cíl DP Hlavní cíl Analýza stanovení CO 2 stopy za pomoci nástrojů ecodesignu dle objemu výrobků Dílčí cíle Stanovení nejvhodnějšího nástroje pro určování CO 2 Kategorizace třídění průmyslových výrobků Analýza vnitřního uspořádání dle skupin výrobků Stanovení CO 2 stopy pro jednotlivé skupiny výrobků 20/27

22 Vědecká otázka a pracovní hypotéza Vědecká otázka Jaký vliv má na znečištění ţivotního prostředí velikost a druh výrobku a lze určit znečištění pouze na základě objemu a povaze výrobku? Pracovní hypotéza Lze předpokládat ţe znečištění ţivotního prostředí je závislé na objemových a povahových vlastnostech výrobku LCA nástroje poskytuje přesnější a věrohodnější data Je moţné docílit 15% odchylky určování objemovou metodikou 21/27

23 Způsob řešení a použité vědecké metody Použité vědecké metody Seřazeno chronologicky Klasifikační analýza Empirická evidence Statistické zpracování Indukce Empiristická evidence Dedukce Možné problémy Špatně provedena klasifikační analýza Velký rozptyl určeného koeficientu Nezahrnutí parametrů do metodiky LCA špatný vzorek dat pro finální reverzní kontrolu 22/27

24 Časový rozvrh a etapy řešení Časový rozvrh Etapy řešení DP 23/27

25 Časový rozvrh a etapy řešení Ganttův diagram Přehled fází řešení 24/27

26 Odůvodnění potřebnosti daného řešení Nutnost daného řešení v průmyslovém designu Neznalost pouţití materiálů v průmyslovém designu Neznalost ţivotního cyklu výrobků Designér odborníkem na ergonomii, estetiku, psychologii, marketing Absence znalosti nástrojů ecodesignu Vysoká cenu a časová náročnost zavádění komplexních LCA metodik Ostatní metodiky neposkytují univerzálnost nástrojů LCA Časová náročnost posouzení a sestavení podkladů pro analýzu LCA Nutnost daného řešení Jednoduchým způsobem určit dopad svého návrhu na ţivotní prostředí Rychlost a efektivita z důvodu statisticky zpracovaných údajů dle kategorizace Poţadavky schválené normy/předpisy (WHEE, RoHS, EuP, REACH, EU 2009/125/ES, ČSN EN ISO a ČSN EN ISO 14040), Kjótský protokol, ale i Ecolabeligu ISO (štítky uvádějící spotřebu elektrozařízení). 25/27

27 Popis koncepčních a metodických postupů Prostředky Tabulkový procesor Nástroj LCA Nástroj OPM a MATto Schéma metodický postup řešení 26/27

28 Spolupráce s jinými institucemi Uvažovaná spolupráce Soukromý sektor Romo, a. s. Narex Ţdánice, spol. s r. o. ETA a. s. Veřejný sektor Ústavem matematiky VUT FSI UJEP Ing. Marie Tichá 27/27

29 Předpokládané náklady řešení DP Náklady na pořízení nástroje ecodesignu Vyuţití OpenLCA, GaBi (bezplatně) Výdaje - předpokládané náklady spojené s řešením DP 28/27

30 Předpokládané výsledky DP dle hodnocení výzkumu a vývoje Metodiky a hodnocení výzkumu a vývoje I. Kategorie publikační výsledky recenzovaný odborný článek (J) článek ve sborníku (D) uspořádání workshopu (W) Prostředky k dosažení výsledků impaktovaný časopis (Design Issues, Journal of Environmental Law, ) recenzovaný časopis (Design Studies, Journal of Cleaner Production, ) recenzovaný český časopis (MM Spektrum) prezentace výzkumu na konferencích, článek ve sborníku (KČMS) uspořádání workshopu v rámci výuky na OPD VUT 29/27

31 Bibliografie [1] LOFTHOUSE, Vicky. Investigation into the role of core industrial designers in ecodesign projects. Design Studies. 2004, 25(2): DOI: /j.destud ISSN x. Dostupné také z: [2] United Nations Environment Programme (UNEP) - Home page [online] [cit ]. Dostupné z: [3] LOFTHOUSE, Vicky. Ecodesign tools for designers: defining the requirements. Journal of Cleaner Production. 2006, 14(15-16): DOI: /j.jclepro ISSN Dostupné také z: [4] KNIGHT, Paul a James O. JENKINS. Adopting and applying eco-design techniques: a practitioners perspective. Journal of Cleaner Production. 2009, 17(5): DOI: /j.jclepro ISSN Dostupné také z: [5] BEY, Nouredine Yahya, Environmental assessment - Gotten across to industrial designers, DESIGN 2002: Proceedings of the 7th International Design Conference. 2002, Vols 1 and 2: Dostupné také z: [6] PACELLI, Francesco, Francesca OSTUZZI a Marinella LEVI. Reducing and reusing industrial scraps: a proposed method for industrial designers. Journal of Cleaner Production. 2015, (vol. 86): DOI: /j.jclepro ISSN Dostupné také z: 30/27

32 Bibliografie [7] KIM, Seung-Jin a Sami KARA. Predicting the total environmental impact of product technologies. CIRP Annals - Manufacturing Technology. 2014, 63(1): DOI: /j.cirp ISSN Dostupné také z: [8] ALLIONE, Cristina, Claudia DE GIORGI, Beatrice LERMA a Luca PETRUCCELLI. From ecodesign products guidelines to materials guidelines for a sustainable product. Qualitative and quantitative multicriteria environmental profile of a material. Energy. 2012, 39(1): DOI: /j.energy ISSN Dostupné také z: [9] PLATCHECK, E.R., L. SCHAEFFER, W. KINDLEIN a L.H.A. CÃNDIDO. Methodology of ecodesign for the development of more sustainable electro-electronic equipments. Journal of Cleaner Production. 2008, 16(1): DOI: /j.jclepro ISSN Dostupné také z: [10] UEDA, Edilson Shindi; SHIMITSY, T.; SATO, Kiminobu. The role of industrial designers in Japanese companies involved in eco-redesign process. In: Proceedings of 6th Asian Design International Conference [11] VALLET, Flore, Benoît EYNARD, Dominique MILLET, Stéphanie Glatard MAHUT, Benjamin TYL a Gwenola BERTOLUCI. Using eco-design tools: An overview of experts' practices. Design Studies. 2013, 34(3): DOI: /j.destud ISSN x. Dostupné také z: [12] Definice druhů výsledků výzkumu, experimentálního vývoje a inovací Výzkum a vývoj v ČR. Výzkum a vývoj v ČR [online] [cit ]. Dostupné z: 31/27

33 Děkuji Vám za pozornost R. Sovják Ústav konstruování Odbor průmyslového designu Fakulta strojního inženýrství Vysoké učení technické v Brně