친환경제품설계시 환경성 측면 통합 방법 : 제품 전과정 및 이해관계자의 요구사항
Integration of environmental aspects into product design from two perspectives ; product life cycle and stakeholder requirements
- 주제(키워드) ecodesign+environmental aspects , 환경부하 , 친환경제품설계 , Ecodesign , 경제성
- 주제(KDC) 539
- 주제(DDC) 628
- 발행기관 아주대학교 일반대학원
- 지도교수 이건모
- 발행년도 2007
- 학위수여년월 2007. 2
- 학위명 박사
- 학과 및 전공 일반대학원 환경공학과
- 본문언어 한국어
초록/요약
특정 제품의 환경부하를 저감하기 위해서는 제품 전과정에서의 환경적 취약점을 파악하고, 이를 개선하기 위한 활동들을 모색해야 한다. 이러한 제품의 전과정에 걸친 일련의 활동을 기존 제품 설계 및 개발 프로세스에 통합시키는 것이 친환경제품설계(Ecodesign)이다. 기존의 친환경제품설계 방법론에서는 제품의 환경적 취약점 도출 시 제품 자체의 환경성에 초점을 맞추었고, 경제성 등의 소비자 요구나 국가별로 다른 규제 등과 같은 제품 외부의 환경성은 간과하였다. 그 결과 이들 제품들은 기술적 무역장벽인 제품 관련 환경 규제를 극복하지 못하는 결과를 초래하였을 뿐 아니라 시장에서도 경제성 있는 친환경 제품을 원하는 소비자의 외면을 받았다. 따라서 이 연구에서는 환경적 취약점 도출 시 제품 자체의 환경성뿐 아니라 경제성과 각 국가별 규제 등 여러 이해관계자의 환경적 요구사항도 동시에 반영할 수 있는 환경성 측면 통합 방법론을 제안하였다. 제안한 환경성 측면 통합 방법론은 대상제품 선정, 제품 기초 환경 특성 파악 및 제품의 환경성 분석 및 통합 등으로 나누어진다. 개선 대상제품 선정은 준정량적인 방법을 도입하여 선정 하였다. 제품 기초 환경 특성 파악은 환경성 파라미터를 사용하여 실시하였다. 제품의 환경성은 제품 자체의 환경성(제품 내적요인, internal factor)과 제품 외부의 환경성(제품 외적요인, external factor)으로 구분하였다. 제품 자체의 환경성은 생산·사용·폐기시의 환경영향을 대상으로 한다. 제품 외부의 환경성은 ⅰ) 최종 소비자의 요구사항, ⅱ) B2B (Business-to-Business) 소비자의 요구사항, ⅲ) 환경과 관련된 법규 및 규제, ⅳ) 환경마크와 같은 자발적 이행을 위한 요구사항, ⅴ) 제품에 적용되는 표준 그리고 ⅵ) 경쟁제품의 환경적 특성 등과 같은 이해관계자의 요구사항을 대상으로 한다. 제품 환경성 분석 통합은 제품자체의 환경성 분석 결과와 제품 외부의 환경성 분석 결과를 합하여 이루어진다. 제품의 환경성 분석 시 사용한 도구는 i) 환경성 파라미터를 이용한 기초 환경 특성 파악, ii) 간략화된 전과정 평가를 통한 제품 자체의 환경성 분석, iii) 환경성 품질기능전개와 환경성 벤치마킹을 수행하여 제품 외부의 환경성을 분석 하는 것으로 이루어진다. 제안한 환경측면 통합 방법론을 실제 자동차 부품의 친환경제품설계에 적용하여 그 적용성을 평가하였다. 먼저 대상제품 선정 방법을 사용하여 개선설계 대상제품으로 플라스틱 연료탱크를 선정한 후, 환경성 파라미터를 이용하여 제품 전과정을 모델링하였다. 그리고 간략화된 전과정평가를 실시하여 제품 자체의 환경성을 분석 하였다. 플라스틱 연료탱크에 대한 이해관계자의 요구사항을 분석한 결과, 원료물질 사용량·배출물 및 폐기량·유해물질 발생량·에너지 사용량 저감과 운송과 보관 용이, 작업환경·내구성·재사용성·재활용성 향상 등 9개가 있었고, 경제성과 밀접한 관련이 있었다. 이해관계자의 요구사항을 반영한 환경성 품질기능전개와 환경성 벤치마킹을 실시하여 제품 외부의 환경성을 분석하였다. 이렇게 하여 파악된 플라스틱 연료탱크의 중요 환경관련 취약점은 부품의 환경성, 사용된 재질, 재활용률, 부품 수, 체결구조 등이었다. 제안한 환경측면 통합 방법론을 기존 방법인 제품 자체의 환경성 분석법과 비교하였다. 기존 방법으로 도출한 중요 환경적 취약점은 사용된 재질이었으나, 제안한 방법론으로는 부품의 환경성, 사용된 재질, 재활용률, 부품 수, 체결구조 등이었다. 여기서 부품의 환경성은 법률 규제(유해물질 규제)를 반영하고 사용된 재질·재활용률·부품 수·체결구조 등은 소비자의 요구사항(경제성)을 반영한다. 이 결과로 제안한 환경측면 통합 방법론이 법률 규제와 경제성 요구를 반영할 수 있다는 것을 알 수 있다. 이 연구에서 제안된 환경측면 통합 방법을 친환경 제품 설계 및 개발 단계에 적용할 경우 기업은 제품에 적용되는 환경 관련 기술적 무역장벽을 극복할 수 있을 뿐만 아니라 친환경제품개발의 선진기업으로 자리매김 될 수 있다고 사료된다.
more초록/요약
In order to reduce the environmental impact of a product, there is a need for the identification of the environmental aspects and find out ways to mitigate its environmental impacts. Ecodesign is a process that integrates a series of activities related to the product life cycle into existing product design and development process. The present ecodesign methodologies focuses on the environmental impacts of a product in its entire life cycle, and overlooked the external factors such as the requirements of the end users and international regulations as such those product could not overcome trade barriers and do not meet the expectation of the end users of the product. This research work proposes a method that integrates environmental aspects into product design from two different perspectives; product life cycle and stakeholder requirements. Proposed method for the integration of environmental aspects consists of selection of a product for redesign, definition of environmental aspects and the integration of environmental aspects from two perspectives. A semi quantitative method was used to select for redesign. The environmental aspects of a product are divided in internal factors and external factors. Internal factors are environmental impacts occurring in the entire life cycle of the product. External factors are stakeholder requirements such as : ⅰ) the requirements of end users, ⅱ) the requirements of business-to-business customers, ⅲ) environmental directives and regulations, ⅳ) eco-labels(voluntary product criteria to achieve certification), ⅴ) standards(general/procedural requirements to fulfill), ⅵ) competitors (environmental design parameters or features to compete against). Integration of environmental aspects of a product is implemented by combining environmental weak points identified by the analysis of the internal factors and the external factors. Tools used for the analysis include ; 1) the life cycle modeling by the use of environmental parameters, 2) the analysis of internal factors by the screening life cycle assessment, 3) the analysis of external factors by environmental quality function deployment and environmental bench marking. The proposed method was applied to automobile parts in order to evaluate its applicability. First a survey was conducted to select a part to be redesigned; and fuel tank was selected. Then a life cycle modeling for the fuel tank using environmental parameters was implemented. In addition, an analysis was made to identify internal environmental weak points by screening LCA, external environmental weak points by EQFD and EBM. The identified environmental weak points of the fuel tank were environmental aspects of the part, material used, recycle rate, number of parts, and joint structure. A comparison was made between the proposed method and the existing method. The identified environmental weak points based on the existing method was material used. In the case of the propose method, they were environmental aspects of the part, material used, recycle rate, number of parts, and joint structure. This result indicates that the proposed method renders wider spectrum of environmentally weak points to be identified compared to the existing method. When the proposed method that integrates environmental aspects into product design from two perspectives is applied to ecodesign of a product, manufacturers can produce environmental conscious products that allow overcome technical trade barriers from product related environmental regulations.
more목차
1. 서론 = 1
1.1. 연구 배경 = 1
1.2. 연구 목적 및 내용 = 2
1.2.1. 연구 목적 = 2
1.2.2. 연구 내용 = 3
2. 문헌연구 = 4
2.1. 친환경제품설계 정의 및 기존 방법론의 제품 환경성 분석 방법 = 4
2.1.1. 친환경제품설계 정의 = 4
2.1.2. 기존 친환경제품설계 방법론의 제품 환경성 분석 방법 = 4
2.2. 친환경제품설계 도구 = 16
2.2.1. 전과정평가(Life Cycle Assessment; 이하 LCA) = 16
2.2.2. 간략화된 전과정평가(Screening Life Cycle Assessment; 이하 S-LCA) = 17
2.2.3. 체크리스트 = 21
2.2.4. 환경성 품질기능전개(Environmental Quality Function Deployment; 이하 EQFD) = 22
2.2.5. 환경성 벤치마킹(Environmental Benchmarking; 이하 EBM) = 24
2.3. 기존 친환경제품설계 방법론 및 도구의 제품 환경성 분석 방법 = 25
3. 친환경제품설계시 환경성 측면 통합 방법 : 제품의 전과정 및 이해관계자의 요구사항 = 27
3.1. 대상제품 선정 = 28
3.1.1 평가항목 설정 = 28
3.1.2 평가 방법 = 28
3.2. 제품 기초 환경 특성 파악 = 29
3.2.1. 환경성 파라미터 = 30
3.2.2. 제품 기초 환경 특성 파악 = 32
3.3. 제품의 환경성 분석 및 통합 = 32
3.3.1. 제품의 환경성 정의 = 32
3.3.2. 제품의 환경성 분석 도구 = 33
4. 사례 연구: 자동차 연료탱크에의 적용 = 43
4.1. 대상제품의 선정 = 43
4.1.1. 플라스틱 연료탱크 = 43
4.1.2. Door Trim = 44
4.2. 환경성 파라미터를 사용한 기초 환경 특성 파악 = 45
4.2.1. 플라스틱 연료탱크의 주요부품 = 45
4.2.2. 환경성 파라미터를 사용한 기초 환경 특성 분석 = 52
4.3. 제품 자체의 환경성 분석 = 55
4.3.1. 목표 및 범위 정의 = 55
4.3.2. 전과정 목록 분석 = 59
4.3.3. 전과정 영향평가와 환경적 주요이슈 규명 = 67
4.4. 제품 외부의 환경성 분석 = 72
4.4.1. 환경성 품질기능전개 (EQFD) 결과 = 72
4.4.2. 환경성 벤치마킹(EBM) 결과 = 81
4.5. 플라스틱 연료탱크의 환경성 분석 결과 통합 = 89
5. 기존 방법론과의 비교 = 90
5.1. 기존 방법론의 환경적 취약점 규명 방법 = 90
5.2. 기존 방법의 환경성 분석 결과 = 91
5.3. 제안된 방법론의 환경성 분석 결과 = 92
5.4. 기존 방법과 제안된 방법론의 비교 = 93
6. 결론 = 95
6.1. 결론 = 95
6.2. 향후 연구 방향 = 96
참고 문헌 = 98
ABSTRACT = 104
APPENDIX = 106
