Проектирование производственного процесса и эксплуатации.

При проектировании производственного процесса конструкторы преследовали ранее следующие цели:

· достижение желаемого технологического результата;

· достижение высокой точности в соответствии с допусками;

· достижение высокой эффективности путем производства продукта за минимальное время;

· разработка надежных процессов;

· безопасность процессов для работы;

· разработка модульного и модифицируемого процесса;

· минимизация начальных затрат (закупки и установка оборудования);

· минимизация операционных затрат.

Кроме перечисленных целей, промышленная экономика ставит несколько дополнительных целей:

· предотвращение загрязнения, одним из направлений которого является «чистое производство»;

· сокращение риска для окружающей среды;

· осуществление проектирования процесса с учетом жизненного цикла процесса.

Стадии жизненного цикла (ЖЦ) производственного процесса охватывают три периода:

1. Обеспечение ресурсом и реализация процесса. Необходимо обеспечить производственный процесс первичными материалами, лучше рециклированными, от которых ожидают меньше отходов. Для реализации процесса необходимо установить оборудование, подвести трубопроводы различных назначений, конвейеры и т.п.

2. Первичные и дополнительные операции. К дополнительным операциям относятся, например, при сварке подготовка поверхности свариваемых металлов, подготовка флюсов, удаление шлаков или при механической обработке удаление стружки и т.п.

3. Предусмотреть возможность ремонта, рециклирования, размещения отходов. Часто от принятого решения по размещению отходов может зависеть репутация фирмы и конечные затраты.

Конструирование продукта с учётом окончания жизненного цикла.

Экологическое воздействие во время эксплуатации.

При проектированию продукта с учетом окончания жизненного цикла, проектировщики должны придерживаться следующих рекомендаций:

· Использовать минимальное количество материалов и отдельных деталей в разрабатываемой конструкции (стратегия простоты конструкции). При этом эффективность рециклирования возрастает с уменьшением номенклатуры материалов.

· Избегать использования экологически опасных материалов, так как их присутствие мешает демонтажу деталей, повторному использованию или безопасному сжиганию и восстановлению энергии. Если необходимо применять опасные материалы, то они должны легко отделяться от других, и компоненты, содержащие их, - легко разделяться.

· Избегать объединения неоднородных материалов такими способами, которые усложняют сепарацию. Например, наплавленный на металл пластик; стеклянная бутылка с металлической крышкой, после отвинчивания которой остается металлическое кольцо;

Рециклирование использованного продукта имеет только тогда смысл, когда получается энергетический, экологический и экономический выигрыши по сравнению с нерециклируемыми отходами.

Оценка ЖЦ - центральный принцип промышленной экологии. Оценка ЖЦ необходима для выбора продукта или процесса, которые при потреблении оказывали бы минимальное влияние на окружающую среду, из предлагаемых вариантов. Она заключается в изучении, выявлении и оценке соответствующих воздействий на окружающую среду материалов, процессов, продукта или системы на протяжении их жизненного цикла от создания до утилизации. Оценка ЖЦ - это крупная и сложная задача, которая содержит три стадии: определение цели и масштаба; инвентаризация выбросов; анализ воздействия.

Вопрос выбора материалов.

При выборе материалов необходимо учитывать его опасность, воздействие на окружающую среду в процессе добычи и переработки, пригодности к рециклированию, распространенности и доступности, возможности замены. Для выбора материала часто применяют многопараметрический метод. Были определены свойства (характеристики), которые делают материал экологически чище, т.е. определили характеристики «экоматериала». Экоматериал - это материал, получение и использование которого приводит к минимальному воздействию на окружающую среду и человека, минимальному истощению природных ресурсов и минимальным регулирующим ограничениям для использования. Ниже перечислены эти характеристики (свойства): предложение материала неограниченно; можно использовать рециклированный материал; материал имеет низкие энергозатраты при своём производстве; материал оказывает небольшое влияние на окружающую среду; на материал отсутствуют существенные или ожидаемые правовые ограничения; материал можно долго использовать; материал можно обновлять или рециклировать. По возможности выбирать распространенные, нетоксичные, нерегулируемые (нелимитируемые) материалы. Если выбор остановился на токсичном материале, то лучше производить его на месте, а не транспортировать издалека. Необходимо пытаться получать необходимые материалы из рециклированных потоков, а не из первичного сырья. Проектировать с учетом минимального использования материала в продуктах, процессах, услугах, проектировать для долгого срока жизни, возможности ремонта и рециклирования, увеличивать полезность материалов, обеспечивая его восстановление, когда использование прекращается.

Существует несколько уровней упаковок: отсутствие, первичная, вторичная (дополнительный контейнер), третичная (с внешним контейнером). Процесс упаковки продукта должен быть нацелен на использование минимального количества этапов. Упаковка рециклируется лучше, если она сделана из одного материала, например, картона или когда материалы легко отделимы (банка с крышкой), труднее - металлизированные пакеты. Основной целью при разработке твердой упаковки являлась её миниминизация при выполнении других требований к упаковке. При проектировании упаковки необходимо предусматривать повторное её использование или материал должен разлагаться после потребления продукта. Упаковка должна обеспечивать безопасную и беспроблемную транспортировку, чтобы защитить продукт от ударов, коррозии, конденсации влаги, температурных перепадов, заражения насекомыми и т.п.