dr Srđan Glišović, dipl. ing. - znrfak.ni.ac.rs · konstruisanja. Recikliranje predstavlja...

21
dr Srđan Glišović, dipl. ing. [email protected] (INDUSTRIJSKI EKO-DIZAJN)

Transcript of dr Srđan Glišović, dipl. ing. - znrfak.ni.ac.rs · konstruisanja. Recikliranje predstavlja...

Page 1: dr Srđan Glišović, dipl. ing. - znrfak.ni.ac.rs · konstruisanja. Recikliranje predstavlja optimalni tretman otpada, ali je njegova cena u velikoj meri zavisna od mogu ć nosti

dr Srđan Glišović, dipl. [email protected]

(INDUSTRIJSKI EKO-DIZAJN)

Page 2: dr Srđan Glišović, dipl. ing. - znrfak.ni.ac.rs · konstruisanja. Recikliranje predstavlja optimalni tretman otpada, ali je njegova cena u velikoj meri zavisna od mogu ć nosti

Design for Environment – DfE

“Green” Design

Environmentally Friendly Design

ECO Design

Page 3: dr Srđan Glišović, dipl. ing. - znrfak.ni.ac.rs · konstruisanja. Recikliranje predstavlja optimalni tretman otpada, ali je njegova cena u velikoj meri zavisna od mogu ć nosti

Realizacija takozvanog “ekološki podobnog proizvoda” je jedan od osnovnih preduslova ostvarenja koncepta održivog razvoja.

Ekološka podobnost ima posebno značenje u kontekstu proizvodnje potrošnih dobara.

Page 4: dr Srđan Glišović, dipl. ing. - znrfak.ni.ac.rs · konstruisanja. Recikliranje predstavlja optimalni tretman otpada, ali je njegova cena u velikoj meri zavisna od mogu ć nosti

Proizvodne strategije u periodu intenzivnog industrijskog razvoja: pri odlučivanju o primeni odre|ene proizvodne tehnologije skoro u potpunosti su preovladavali ekonomski i tehnološki kriterijumi. Ekološki kriterijumi su smatrani za neto ekonomsko opterećenje.

Reinženjering postojećih tehnologija i procesa, treba da dovede do radikalno novog koncepta konstruisanja proizvoda, sa drugačijim vrednostima u fokusu.

U post-industrijskoj eri ekološki i energetski kriterijumi postaju dominantni.

Page 5: dr Srđan Glišović, dipl. ing. - znrfak.ni.ac.rs · konstruisanja. Recikliranje predstavlja optimalni tretman otpada, ali je njegova cena u velikoj meri zavisna od mogu ć nosti

• Masovna produkcija zasnovana na dosadašnjim principima projektovanja dovodi do eksponencijalnog porasta količine otpadnih materija i ostataka isluženih proizvoda široke potrošnje.• Postojeće tehnologije i preovladavajuće metode konstruisanja izložene su temeljitom preispitivanju usled uznemiravajućih saznanja o poražavajućim posledicama njihove primene na opstanak živog sveta, pa i samog čoveka.

Page 6: dr Srđan Glišović, dipl. ing. - znrfak.ni.ac.rs · konstruisanja. Recikliranje predstavlja optimalni tretman otpada, ali je njegova cena u velikoj meri zavisna od mogu ć nosti

Nastojanje da se angažovanje u zaštiti životne sredine učini ekonomski isplativim je proces koji svojim multidisciplinarnošću objedinjuje tehnološke, pravne, ekonomske i aspekte koji u sinhronizmu treba da dovedu do stvaranja “ekološki podobnog proizvoda” kao bazične pretpostavke ostvarenja koncepta o održivom razvoju.

Potrebno je, dakle, ponuditi nove proizvode čiji će koncept biti u potpunom saglasju sa nastojanjem da se zaštiti životna sredina.

Ekološki reinjenjering, kao operativni segment zaštite životne sredine, predstavlja važan segment aktivnosti u oblasti upravljanja kvalitetom životne sredine. Ekološko inženjerstvo u svom najširem poimanju treba da dovede do ostvarenja koncepta “ekološki podobnog proizvoda”

Page 7: dr Srđan Glišović, dipl. ing. - znrfak.ni.ac.rs · konstruisanja. Recikliranje predstavlja optimalni tretman otpada, ali je njegova cena u velikoj meri zavisna od mogu ć nosti

Sagledavanje životnog ciklusa je holistički pristup i njegovom kreativnom primenom se stvara prostor za kompromise u izboru konstrukcionih rešenja

LCA metod - baza razvoja DfE strategija - ukazuje na žarišta konflikta proizvoda sa biosferom

Uravnoteženje konfliktnih parametara -kompromisna rešenja - identifikacija dominantnih faza životnog ciklusa

Page 8: dr Srđan Glišović, dipl. ing. - znrfak.ni.ac.rs · konstruisanja. Recikliranje predstavlja optimalni tretman otpada, ali je njegova cena u velikoj meri zavisna od mogu ć nosti

Proaktivni pristup - kontinuitet upravljanja promenama - od reinženjeringa proizvoda ka reinženjeringu produkcionih sistema

Preko granica tehničkog domena - ka oblastima upravljanja, obrazovanja i ekonomije.

Smanjenje količine otpada (proaktivni pristup):- Produženim eksploatacionim periodom (servisni plan, modularna struktura, unapređenje performansi)- Ponovnom upotrebom proizvoda za istu ili drugačiju namenu- Recikliranjem materijala i komponenata

Najnoviju etapa u evoluciji strateškog ovladavanja ekološkihm problemima -proaktivni i sistemski pristup -poboljšanje interakcije tehnoloških sistema sa biosferom uz simultano sniženje troškova proizvodnje i distribucije dobara.

Page 9: dr Srđan Glišović, dipl. ing. - znrfak.ni.ac.rs · konstruisanja. Recikliranje predstavlja optimalni tretman otpada, ali je njegova cena u velikoj meri zavisna od mogu ć nosti

Razvoj bezotpadnih tehnologija, optimizacija proizvodnje i projektovanje zatvorenih ciklusa su neke od sfera inženjerstva životne sredine koje mogu da dovedu do prevazilaženja ekoloških problema u fazi nastajanja industrijskog proizvoda.

Energetskom analizom, rekonstrukcijom i optimizacijom strukturnih elemenata se mogu značajno unaprediti ekolo{ke performanse u fazi eksploatacije proizvoda.

Angažovanje prostora (za odlaganje ostataka) ili utrošak energije (za uklanjanje, recikliranje ili rekuperaciju). Potrebno je ova dejstva preusmeriti i primenom odgovarajućih organizaciono - tehničkih mera vratiti deo energetskog i/ili materijalnog sadržaja u cirkulaciju. Ovi se uticaji mogu umanjiti skoro isključivo preventivno, u fazi konstruisanja.

Recikliranje predstavlja optimalni tretman otpada, ali je njegova cena u velikoj meri zavisna od mogućnosti separacije komponenata i materijala. Nastupajuće razvojne koncepcije se moraju bazirati na saznanju da recikliranje počinje projektovanjem.

3 osnovne faze delovanja industrijskog proizvoda na okruženje:

dejstvo procesa nastajanja proizvodadejstvo eksploatacije proizvodadejstvo ostataka proizvoda po isteku upotrebne vrednosti

UTICAJ INDUSTRIJSKIH PROIZVODA NA ŽIVOTNU SREDINU

Page 10: dr Srđan Glišović, dipl. ing. - znrfak.ni.ac.rs · konstruisanja. Recikliranje predstavlja optimalni tretman otpada, ali je njegova cena u velikoj meri zavisna od mogu ć nosti

“Ekolo{ka podobnost” u kontekstu proizvodnje potro{nih dobara: Ekolo{ki podoban proizvod treba dabude reciklabilan, dakle sa~injen od me|usobno rastavljivih monomaterijalnih i reciklabilnihkomponenata. Resursi potrebni za formiranje ovakvog proizvoda, kao i energija neophodna za njegovo recikliranje treba da predstavljaju optimalni minimum koji se mo`e posti}i na nivou datogtehnolo{kog razvoja. Primenjeni tehnolo{ki proces treba da bude ostvaren uz minimum {tetnihemisija energetske ili materijalne prirode (toplotnih emisija, vibracija, jonizuju}ih zra~enja, emisijagasovitih i te~nih polutanata).

EKOLOŠKA PODOBNOST INDUSTRIJSKIH PROIZVODA

Page 11: dr Srđan Glišović, dipl. ing. - znrfak.ni.ac.rs · konstruisanja. Recikliranje predstavlja optimalni tretman otpada, ali je njegova cena u velikoj meri zavisna od mogu ć nosti

Reciklabilnost industrijskih proizvoda je zahtev savremene civilizacije koji proizilazi iz sve rasprostranjenije svesti javnog mnenja o problemima zaštite životne sredine i perspektivama globalnog opstanka.

Na opredeljenja konstruktora često utiču faktori koji su delimično ili potpuno izvan sfere tehnike i tehnologije, a prioriteti se menjaju u skladu sa razvojem tržišta i opštim okolnostima u društvenoj sredini.

RECIKLABILNI DIZAJN:• izbor modularnih rešenja, sa spojevima predviđenim za odvajanje raznorodnih materijala.• primena materijala izraženije reciklabilnosti.• prednost metodama asembliranja rastavljivim vezama zasnovanim na tehnikama uklapanja, u odnosu na spajanje klasičnim vijčanim spojevima.• smanjenje broja "hibridnih" komponenata, i favorizovanje "monomaterijalnih" rešenja.

RECIKLABILNOST I PRINCIPI PROJEKTOVANJA

Page 12: dr Srđan Glišović, dipl. ing. - znrfak.ni.ac.rs · konstruisanja. Recikliranje predstavlja optimalni tretman otpada, ali je njegova cena u velikoj meri zavisna od mogu ć nosti

SMERNICE ZA KONSTRUISANJE SA ASPEKTA PROIZVODNJE

Minimizacija zaostalih materijala iz proizvodnog procesa: Treba birati takve proizvodne operacije kod kojih posle završenog proizvodnog procesa nema zaostalog materijala, ili je količina zaostalog materijala svedena na najmanju moguću meru.Treba težiti svim onim proizvodnim operacijama koje se do potpunog formiranja proizvoda pretežno odvijaju bez razdvajanja materijala (npr. obrada deformacijom, fino livenje, precizno kovanje ili presovanje) i poluproizvodima čije dimenzije najpribližnije odgovaraju potrebama proizvodnje.

Raznovrsnost proizvodnog materijala: U principu, treba primenjivati što manji broj različitih proizvodnih materijala.

Reciklabilnost zaostalih materijala: Zaostali meterijal iz proizvodnog ciklusa treba da bude reciklabilan uz najmanje moguće ulaganje i gubitak vrednosti.Problemi nastaju pre svega kod limova prevučenih zaštitnim i/ili dekorativnim slojem, i sličnih kombinovanih materijala. Plastični i bojeni namazi se mogu ukloniti primenom visokih ili niskih temperatura, ali su postupci često na granici ekonomičnosti.Termoplastčne polimere treba sakupljati odvojeno po vrstama ili u kombinacijama koje ne ometaju dodatno korišćenje, a onda ih reciklirati direktno ili topljenjem.Predvideti tretman otpadaka pogonskih i pomoćnih materijala (ostatak rashladnog fluida pri operacijama rezanja i glodanja, ulja, galvanski mulj, pare, itd).

Page 13: dr Srđan Glišović, dipl. ing. - znrfak.ni.ac.rs · konstruisanja. Recikliranje predstavlja optimalni tretman otpada, ali je njegova cena u velikoj meri zavisna od mogu ć nosti

Fundamentalni principi DfE koncepta i ekološke implikacije primene

Projektovanjem modularnih struktura i subsistema produžava se vreme eksploatacije proizvoda i sprečava njegova prerana supstitucija usled ubrzanja tehnološkog ciklusaMODULARNE STRUKTURE

Ambalaža predstavlja inicijalnu kategoriju otpada koji potiče od industrijskog proizvoda u post-manufakturnoj fazi. Principi eko-projektovanja primenljivi su kako na proizvod, tako i na njegovu ambalažu, i nameću upotrebu recikliranih materijala, eliminaciju upotrebe boja sasadržajem teških metala, kao i primenu standardizovanih sistema označavanja u svrhu pojednostavljene indentifikacije i izbora postupka prerade.

RECIKLABILNOST AMBALAŽE

Ekološki podobni proizvodi sastoje se od materijala koji se na jednostavan način mogu identifikovati i reciklirati postojećim metodima i standardnom opremom. Informacije o sastavu i postupcima prerade sklopova i materijala koje se upućuju centrima za recikliranje i potrošačima, predstavljaju osnovni ekološko-ekonomski motivacioni faktor za efikasnu i široku primenu platforme o proširenoj odgovornosti proizvođača.

RECIKLABILNOSTI UPOTREBA SEKUNDARNIH

MATERIJALA

Iskustva iz različitih centara i sistema za recikliranje industrijskih proizvoda sa stanovišta efikasne rastavljivosti u temporalnom i mehaničkom smislu sublimisana su u novim principima mašinskog projektovanja. Okosnicu novog pristupa čini planiranje post-aplikativnog tretmana proizvoda na kraju životnog ciklusa, i projektovanje sekundarne upotrebe proizvoda, komponenata i materijala.

RASTAVLJIVOST / DEKOMPOZICIJA

STRUKTURE

Proizvodi sa minimalnom potrošnjom energije u aktivnom i pasivnom režimu rada na zadatom stepenu tehnološkog razvoja elementarno doprinose očuvanju energetskih rezervi na nacionalnom i globalnom nivou. Aktivnosti na redukciji potrošnje energenata imaju svoje ekonomske implikacije koje se prostiru do nivoa potrošača, a ekološki značaj se ogleda u smanjenju zagađenja pri konverziji fosilnih goriva u energiju, redukciji površinskih kopova i efluenata, kao i u smanjenom riziku od akcidenata u proizvodnji i/ili transportu energenata.

REDUKCIJA POTROŠNJE ENERGIJE

Page 14: dr Srđan Glišović, dipl. ing. - znrfak.ni.ac.rs · konstruisanja. Recikliranje predstavlja optimalni tretman otpada, ali je njegova cena u velikoj meri zavisna od mogu ć nosti

PRINCIPI DfE U INŽENJERSKOJ PRAKSI

Page 15: dr Srđan Glišović, dipl. ing. - znrfak.ni.ac.rs · konstruisanja. Recikliranje predstavlja optimalni tretman otpada, ali je njegova cena u velikoj meri zavisna od mogu ć nosti

ULOGA EKOLO[KOG IN@ENJERINGA I REIN@ENJERINGA U PROCESU STVARANJA EKOLO[KI PODOBNIH PROIZVODA

Globalni kvalitet `ivotne sredine je degradiran antropogenim dejstvima, pre svega u formi industrijskih aktivnosti. Kako su neodgovaraju}e tehnologije i odsustvo planiranja u ovoj oblasti osnovni vinovnici akumuliranih problema, logi~no je da upravo rein`enjering tehnologija i procesa pru`a alternativu, kako u oblasti sanacije, tako i u oblasti prevencije. Tretman i minimizacija otpada, prevencija zaga|enja i o~uvanje prirodnih resursa su osnovna podru~ja ekolo{kog in`enjerstva, koje novim konstrukcijama proizvoda i postrojenja nastoji da ostvari ekvilibrijum izme|u industrijskih aktivnosti i apsorbcione mo}i ekosistema.

Ekološki inženjering - skup multidisciplinarnih tehničkih aktivnosti koje imaju za cilj da, na osnovu saznanja o posledicama uticaja tehnološog okruženja na životnu sredinu, pruže alternativna rešenja u skladu sa konceptom održivog razvoja.

Ekološki inženjering - kao operativni segment primenjene industrijske ekologije.

Ekološko inženjerstvo u svom najširem poimanju treba da dovede do ostvarenja koncepta “ekološki podobnog proizvoda”.

Page 16: dr Srđan Glišović, dipl. ing. - znrfak.ni.ac.rs · konstruisanja. Recikliranje predstavlja optimalni tretman otpada, ali je njegova cena u velikoj meri zavisna od mogu ć nosti

Koncept ekolo{ki ne{kodljive proizvodnje

Page 17: dr Srđan Glišović, dipl. ing. - znrfak.ni.ac.rs · konstruisanja. Recikliranje predstavlja optimalni tretman otpada, ali je njegova cena u velikoj meri zavisna od mogu ć nosti

OP[TI TOK OPERACIJAPRI KONSTRUISANJU

• faza stvaranja koncepta: preciziranje funkcija,odgovaraju}e strukture za realizaciju, fizi~ki principidelovanja sa pripadaju}om geometrijom, pogoni i vrsteproizvodnih materijala

• faza skiciranja: izgled i struktura (delovi, grupe, spojevii karakter veza)

• detalji potrebni za proizvodnju

Prioriteti pri konstruisanju:• koli~ina i karakter otpadaka iz proizvodnog

procesa,• vek trajanja sklopova,• vrste spojeva• kombinacije proizvodnih materijala.

Opšte radne operacije, rezultati i faze procesa konstruisanja prema VDI 2221

Page 18: dr Srđan Glišović, dipl. ing. - znrfak.ni.ac.rs · konstruisanja. Recikliranje predstavlja optimalni tretman otpada, ali je njegova cena u velikoj meri zavisna od mogu ć nosti

Kru`ni tok proizvoda sa fazama nastajanja i `ivotnog ciklusda uz prate}i tok informacija

veliki broj informacija potrebnih konstruktorumnogostruke informacije iz drugih oblasti tehnike i organizacijerada.informacije iz oblasti izvan delokruga mati~nog proizvo|a~a

Po~etak sekvence aktivnosti: definisanje proizvoda -anticipacija njegovih budu}ih karakteristika.Tradicionalne kategorije od interesa: namena, funkcije,svojstva, cena, estetika …Kategorije definisane paradigmom DFX (Design for X),gde je X={E, S, M/D, MC, R}

E - ekolo{ka podobnostS - servisibilnostM/D - podobnost za monta`u i rastavljanjeMC - primenljivost alternativnih materijala i komponenataR - pouzdanost, itd.

Osnovni stadijumi projektovanja sa aspekta ekolo{ke podobnosti su:

• Definicija proizvoda - inicijalni i krucijalni stadijum u razvoju funkcionalneceline. U ovoj fazi se ekolo{ki atributi proizvoda identifikuju i inkorporiraju ukonstrukciju.

• Izbor materijala - ova faza se odnosi na odlu~ivanje o vrsti, koli~ini i na~inuupotrebe materijala koji ulaze u sastav odre|enog proizvoda. Konstruktoru jedopu{tena izvesna sloboda u odlu~ivanju, uz neizbe`na ograni~enjatehni~kog i ekonomskog karaktera.

• Detaljni projekat - centralno podru~je konstruisanja u u`e - tehni~kom smislu.Uklju~uje neizbe`ne kompromise uslovljene ekonomskim i tehnolo{kimfaktorima

• Analiza interakcija proizvoda i procesa - rein`enjering proizvoda ~estouslovljava rekonstrukciju industrijskog procesa. Efekat rekonstrukcije jepotpun isklju~ivo ako su na raspolaganju sredstva za proizvodnju neophodnaza realizaciju ideje.

• Analiza interakcija sa dobavlja~ima - neophodno je da komponentekooperanata ispunjavaju definisane ekolo{ke zahteve, kako bi funkcionalnacelina u tom pogledu bila optimizovana.

Analiza interakcija sa konzumentima - marketin{ki pristup u ovoj sferipodrazumeva promociju ciljeva industrijske ekologije i informisanje konzumenatao ekolo{kim svojstvima nove konstrukcije.

Page 19: dr Srđan Glišović, dipl. ing. - znrfak.ni.ac.rs · konstruisanja. Recikliranje predstavlja optimalni tretman otpada, ali je njegova cena u velikoj meri zavisna od mogu ć nosti

Elementi i materijali: bez otrovnih ili kancerogenih supstanci, (kadmijum, živa i sl.), bez samogasivih sredstava sa sadržajem polibrometera,bez toksičnih supstanci (polihlorovani bifenili i sl.)

Konstrukcija i struktura aparata:• sistem za klizno odvajanje elemenata kućišta• sistem uskočnika za monta`u unutrašnjih elemenata• spajanje elemenata šasije bez upotrebe vijaka• fiksiranje neophodnih vijčanih veza standardnim uniformnim vijcima

Pakovanja: od 100% recikliranog papira, biorazgradljiva, ambalaža smanjene zapremine

Potrošnja energije: minimalna potrošnja energije u "stand by" režimu (manja od 5W)

PRIMER STRUKTURE EKOLOŠKI KONCIPIRANOG PROIZVODA

Plastika: • usitnjavanje na nivo granulata• me]usobno kompatibilne plastikei lakovi• označavanje delova mase veće od 100g utiskivanjem oznake upotrebljene plastike (tehnički i trgovački naziv, šifra)

Lemljenje: bez ispiranja elektronskih komponenata.Prefabrikacija: ispiranje metala na vodenoj bazi, "eco-clean" tretman industrijskih voda.Lakiranje spoljnjih površina: lakovima sa vodenom bazom.

Page 20: dr Srđan Glišović, dipl. ing. - znrfak.ni.ac.rs · konstruisanja. Recikliranje predstavlja optimalni tretman otpada, ali je njegova cena u velikoj meri zavisna od mogu ć nosti

MreMrežžna struktura i elementi strategije DfEna struktura i elementi strategije DfE

Page 21: dr Srđan Glišović, dipl. ing. - znrfak.ni.ac.rs · konstruisanja. Recikliranje predstavlja optimalni tretman otpada, ali je njegova cena u velikoj meri zavisna od mogu ć nosti