Najpierw jest potrzeba zmiany lub stworzenia czegoś nowego. Następny jest pomysł na rozwiązanie. A konkretne rozwiązanie to często projekt. Współpraca pomiędzy projektantem a wykonawcą i użytkownikiem rozpoczyna się od ustalenia wszystkich parametrów projektowanego obiektu, z uwzględnieniem perspektywy cyklu życia. Spojrzenie na zadanie projektowe z perspektywy cyklu życia przykładowego urządzenia to ciekawe wyzwanie zarówno dla projektanta jak i przyszłego użytkownika.
Teoretycznie perspektywa cyklu życia nie jest trudna do opisania. Od pomysłu do zakończenia stosowania. Tak w skrócie. Do czasu, gdy faktycznie zaczyna się ustalanie logicznego ciągu zależności dotyczących wpływu na stosowanie wybranego rozwiązania. Podobnie jak w wielu innych sytuacjach, podczas projektowania maszyny każdy projektant ma wypracowany schemat zbierania informacji niezbędnych do wykonania zadania. Schemat ten może nie być sformalizowany, jednak warto przyjrzeć się bliżej konsekwencjom konkretnego podejścia.
Zdj. z archiwum II Ogólnopolskiej Konferencji Jakościowej “Przyszłość zarządzana przez jakość” – wystąpienie Magdaleny Gawareckiej & Marcina Polaka pt. Perspektywa cyklu życia zaczyna się od projektu
Definicja cyklu życia według ISO 14001 to kolejne i powiązane ze sobą etapy wyrobu/ usługi, od pozyskania lub wytworzenia surowca z zasobów naturalnych do końcowego unieszkodliwienia. Zgodnie z zamieszczonym wyjaśnieniem cykl życia obejmuje pozyskanie surowców, projektowanie, wytwarzanie, transport/dostawę, użytkowanie, przetworzenie po zakończeniu użytkowania, utylizację.
Co to znaczy dla projektanta?
Decyzje podjęte w oparciu o uzyskane od potencjalnego użytkownika informacje będą miały wiele konsekwencji. Jednak bardzo często potencjalny użytkownik nie zdaje sobie z nich sprawy w chwili formułowania swoich wymagań. Jeżeli projektant nie uwzględni w swoim opracowaniu różnych możliwości, po zbudowaniu i zainstalowaniu maszyny z reguły nie ma już możliwości wprowadzenia zmian lub są one zbyt kosztowne. A decyzje projektanta mają wpływ na każdy etap cyklu życia, a powiązane są często z jakością i precyzją uzyskania informacji o wymaganiach użytkownika. Dla każdego etapu konsekwencje podjętych decyzji będą inne:
- Projekt maszyny. Tu z reguły wydaje się oczywiste, z jakich materiałów wykonywane są poszczególne elementy maszyny. Konstrukcja zwykle stalowa, wykorzystanie różnych metali i tworzyw. Jednak poza podstawowymi zasadami projektowania maszyn zastosowanie mają również wymagania wynikające z Dyrektywy maszynowej 2006/42/WE (zmienionej Rozporządzeniem 596/2009/WE i Dyrektywą 2009/127/WE) oraz wewnętrznych wymagań firmy. Wszelkie zabezpieczenia, osłony, elementy poprawiające ergonomię wymagają zastosowania kolejnych materiałów. Konsekwencje zastosowanych na tym etapie rozwiązań będzie ponosił użytkownik maszyny przez cały okres jej użytkowania.
Jednak sama konstrukcja maszyny to jeszcze nie wszystko. Już na tym etapie podejmowane są decyzje, które wpłyną na rodzaj i ilość substancji niezbędnych do prawidłowej eksploatacji maszyny. Tym razem również wsparciem będą wymagania prawne oraz wymagania klienta. Począwszy od rozporządzenia REACH, czyli Rozporządzenia (WE) nr 1907/2006 Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 18 grudnia 2006 r. w sprawie rejestracji, oceny, udzielania zezwoleń i stosowanych ograniczeń w zakresie chemikaliów i utworzenia Europejskiej Agencji Chemikaliów, poprzez przepisy krajowe i normy branżowe, powiązane z miejscem użytkowania danej maszyny. - Wytworzenie maszyny wydawać się może najprostszym etapem cyklu życia. W końcu realizowane jest w oparciu o projekt oparty na założeniach użytkownika. Jeżeli jednak założenia podane do projektu zawierają wyłącznie parametry dotyczące warunków jakościowych i technicznych wymagań produkcyjnych, to przy odbiorze maszyny możliwe są problemy wynikające z wymagań wynikających z przepisów ochrony środowiska oraz BHP. Jeżeli na etapie projektowania nie uwzględniono wymagań w tym zakresie, konieczne będzie uzupełnienie projektu, wprowadzenie wymaganych zmian i niestety, często przebudowa gotowej już maszyny.
- Warto również pamiętać o aspekcie użytkowym projektowanej maszyny. Cykl życia projektowanego urządzenia to jedno, ale przecież od ustalonych parametrów pracy zależy późniejsze zastosowanie maszyny w przewidzianym dla niej procesie. Jeżeli rozwiązania projektowe ukierunkowane są wyłącznie na poprawną pracę urządzenia, bez spojrzenia na proces w którym będzie ona wykorzystywana, to chwila prawdy pojawi się już po zainstalowaniu i uruchomieniu. A wtedy nawet jeśli okaże się, ze można było wprowadzić drobne zmiany poprawiające wydajność procesu lub dokładność wykonania wyrobu, z reguły jest już za późno na zmiany. A często drobne różnice w konstrukcji maszyny, które nie wpływają znacząco na koszt wykonania, mają istotny wpływ na wydajność procesu, żywotność elementów wymagających okresowej wymiany lub czas niezbędny do przezbrojenia. Żeby jednak wprowadzić poprawki, trzeba często czekać na kolejny projekt i pamiętać o dodatkowych wytycznych dla projektanta!
Zdj. z archiwum II Ogólnopolskiej Konferencji Jakościowej “Przyszłość zarządzana przez jakość”. Na zdjęciu Monika Kunicki, Marcin Polak, Malwina Kopczyńska, Magdalena Gawarecka, Anna Farion, Gabriela Polak, Sylwia Król.
Techniczne wymagania i parametry pracy to tylko część konsekwencji pracy projektanta, które ponosi użytkownik. Patrząc na projekt z uwzględnieniem perspektywy cyklu życia, nie sposób pominąć efektywność energetyczną, pozostawiony ślad węglowy i wpływ urządzenia na wskaźniki w tym zakresie oraz odpady powstające w czasie użytkowania oraz w chwili wycofania z użytkowania. Tu również motywacją do podejmowania racjonalnych decyzji są wymagania prawne, jednak uwzględnione po zainstalowaniu zaprojektowanej maszyny stają się wyłącznie problemem użytkownika.
Ustawa z dnia 10 kwietnia 1997 r. (z późniejszymi zmianami) Prawo energetyczne w rozdziale 6 dotyczącym urządzeń, instalacji, sieci i ich eksploatacji w Art 52 wymaga, aby producenci i importerzy urządzeń, w tym urządzeń wykorzystujących energię z odnawialnych źródeł energii, określili w dokumentacji technicznej wielkość zużycia paliw i energii, odniesioną do uzyskiwanej wielkości efektu użytkowego urządzenia w typowych warunkach użytkowania, czyli efektywność energetyczną. Jeżeli jednak nie zostaną w tym temacie przewidziane żadne wcześniejsze ustalenia z projektantem, nie ma on obowiązku przedstawiania różnych możliwych rozwiązań poprawiających efektywność energetyczną.
Wchodzące aktualnie przepisy dotyczące raportowania ESG wymagają od podmiotów zobowiązanych do raportowania, aby w zakresie 3 uwzględniały również ślad węglowy zakupionych w danym roku maszyn i urządzeń. Jeżeli podczas projektowania maszyny nie zostaną uwzględnione różne warianty, trudno i w tym przypadku mówić o świadomym wyborze konkretnego rozwiązania.
Dodatkową motywacją w zakresie ograniczania zużycia energii i śladu węglowego związanego z użytkowaniem maszyn jest DYREKTYWA PARLAMENTU EUROPEJSKIEGO I RADY (UE) 2023/1791 z dnia 13 września 2023 r. w sprawie efektywności energetycznej, która do października 2027 zmieni w znaczący sposób podejście do zarządzania energią w przedsiębiorstwach.
Trudno również zmienić w istniejącej maszynie rozwiązania dotyczące tych elementów, które ulegają okresowemu zużyciu i trzeba je wymieniać. I tu również konsekwencje ponosi użytkownik, który często nie miał możliwości wyboru rozwiązania na etapie projektowania.
Można wymienić jeszcze wiele aspektów, które potraktowane pobieżnie na etapie projektowania, są znaczącym problemem podczas użytkowania maszyny. Świadome podejście zarówno ze strony projektanta, jak i zlecającego projekt to jedyna możliwość uniknięcia nietrafionych rozwiązań. Podkreślić należy, że konieczna jest tu współpraca i rzetelne przygotowanie informacji przez obie strony. W końcu to użytkownik maszyny najlepiej zna szczegóły i zasady działania procesu i na tej podstawie może przekazać informacje istotne dla właściwego dobrania wszystkich parametrów. Warto również pamiętać, że czas i pieniądze zaoszczędzone w nieprzemyślany sposób na projekcie, wydane zostaną wielokrotnie podczas użytkowania maszyny. Będą to koszty związane z mniejszą wydajnością, zwiększonym zużyciem energii czy opłatami środowiskowymi, w tym te dotyczące zagospodarowania odpadów.
Perspektywiczne spojrzenie na każdy projekt pozwala natomiast na uwzględnienie wszystkich możliwych rozwiązań i świadomy wybór tych, które są racjonalne zarówno ze względów ekonomicznych jak i związanych ze zrównoważonym rozwojem.
