Development of Material Selection System for Trade-Off between Environmental Loads and Costs using Multi-Criteria Decision Making

使用多标准决策开发用于权衡环境负荷和成本的材料选择系统

基本信息

批准号：
18J14789
负责人：
木下雄貴
金额：
$ 0.96万
依托单位：
The University of Electro-Communications
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2018
资助国家：
日本
起止时间：
2018-04-25 至 2020-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本年度は，環境負荷とコストの多目的評価による材料決定支援システムの開発と，材料種類を考慮した分解生産計画法の構築を行った．①温室効果ガスと調達コストの算出ツールの開発　環境負荷とコストの多目的材料決定支援システムでは，各材料に依存する温室効果ガスと調達コストを算出する必要がある．しかし，専門的な知識に加え，データの入力や確認に多くの時間や労力が必要だった．そこで，温室効果ガスと調達コストの算出を容易にするツールの開発を行った．これにより，部品の材料種類と重量を入力するだけで，温室効果ガスと調達コストを自動的に同時に算出できることが可能になり，算出時間を平均25分間削減することができた．②材料決定支援システムの開発　環境負荷とコスト評価に多目的意思決定手法であるGoal Programming(GP)を適用し，材料決定支援システムの開発を行った．GPの適用により，嗜好範囲を変更するだけで複数の材料を列挙できるため，各候補材料を比較しながら設計の検討を可能にした．また本システムは，各部品の材料種類と重量のみを入力データとするため，初期の製品設計における材料の検討に有効であることを示した．③受注分解生産システムにおける多目的生産計画法の構築　材料決定支援システムにより，低環境負荷かつ低コストの材料決定を可能にしたが，再生可能な使用済み製品が廃棄されてしまうと，天然資源の消費と温室効果ガスの排出が生じてしまう．そのため，材料の種類を考慮した分解生産計画法の構築を行った．はじめに，多目的意思決定手法であるLinear Physical Programming(LPP)を適用し，利益や廃棄コストといった複数の目標を同時に満足する生産計画の立案を可能にした．次に，パソコンの製品例を用いて，材料種類を考慮した生産計画が可能なことを示した．

今年，我们开发了基于环境影响和成本多目标评估的材料决策支持系统，构建了考虑材料类型的拆解生产计划方法。 ① 开发温室气体和采购成本计算工具在环境负荷和成本的多用途材料决策支持系统中，需要计算依赖于每种材料的温室气体和采购成本。然而，除了专业知识之外，数据的输入和检查也需要大量的时间和精力。因此，我们开发了一种工具，可以更轻松地计算温室气体和采购成本。只需输入零件的材料类型和重量，即可同时自动计算温室气体排放量和采购成本，计算时间平均减少 25 分钟。 ②开发重大决策支持系统我们将多目的决策方法“目标规划”（GP）应用于环境影响和成本评估，开发了重大决策支持系统。通过应用GP，只需更改偏好范围即可列出多种材料，从而可以在比较每种候选材料的同时考虑设计。此外，该系统在初始产品设计过程中考虑材料方面被证明是有效的，因为它只需要每个零件的材料类型和重量作为输入数据。 ③ 订单拆解生产系统中多用途生产计划方法的建立物料决策支持系统使得选择环境影响小、成本低的物料成为可能，但如果对可回收的废品进行处理，则会消耗自然资源这将导致温室气体排放量增加。因此，我们开发了一种考虑材料类型的拆卸生产计划方法。首先，我们应用线性物理规划（LPP）这种多目标决策方法，使创建同时满足利润和处置成本等多个目标的生产计划成为可能。接下来，我们以 PC 产品为例，证明了考虑材料类型的生产计划是可能的。