買い物に出かける機会があったら、周りを見回してみてください。より少ないエネルギーでより多くの成果を上げる製品のプロモーション、最小のパッケージングで省エネを促進する製品、そして全体的にサステナブルな製品が登場してきていることに気づくでしょう。例えば、洗濯洗剤のボトルには、企業がサステナビリティ目標達成のために行っている取り組みが記載されています。また、乾燥機を見てみると、多くのメーカーがエネルギー消費に関するスター評価、エネルギー消費量、そして効率性を宣伝していることに気づくと思います。しかし、サステナビリティへの取り組みに「傾倒」しているのは消費者向け製品だけではありません。建築業界でも、建物がサステナビリティ要因に基づいて評価されるようになるなど、この流れに加わるようになってきています。

SOLIDWORKSをご使用の多くのお客様も持続可能な設計に興味を持っているように見受けられます。

サステナブルな製品設計は、機能性と価値を維持しながら、製品のライフサイクル全体を通して環境への影響を最小限に抑えることに重点を置いています。最良のアプローチは、循環型経済の原則に従い、耐久性、リサイクル性、そして資源効率性を目指すということです。製品ライフサイクル全体を通して、最小限のリソースでより多くの成果を上げるという考え方です。これには、材料使用量の最小化にとどまらず、環境への影響を考慮した輸送コストや製造方法なども考慮に入れることが含まれます。炭素排出量の測定に加え、「3R」と呼ばれるもの、つまり「修理する権利」「アップグレードする権利」「ダウンサイクルする権利」も重要です。

「でも、これでどれくらいコストがかかるの？」と疑問に思われるかもしれません。こう考えてみてください。競争上の優位性を獲得し、材料費を削減し、このムーブメントのリーダーとなり、環境への影響も軽減できるとしたら、と。

投資やプロセスの変更を考える前に、色々な事ができます。何故なら、サステナブルな設計とは、主にものの見方を変え、問題解決に対する考え方を変えることだからです。

このムーブメントに参加し、持続可能な社会への道を歩み始める準備はできていますか？

まず、以下の6つのステップを考えるべきだとご提案します。

1.持続可能な材料の選択

2.エネルギー効率と環境負荷の少ない製造

3.長寿命と修理容易性を考慮した設計

4.循環型経済と耐用年数後の配慮

5.倫理的で持続可能なサプライチェーン

6.ライフサイクルアセスメント（LCA）と認証

1.持続可能な材料の選択

NESTサーモスタットは、米国で販売開始されたサーモスタット(温度調節器)です。古いサーモスタットを交換し、NESTを使って家の快適さを最適化し、光熱費を最小限に抑えた家庭は多く存在しました。しかし、意図せぬマイナス面がありました。古いサーモスタットはゴミとして捨てられてしまうのです。問題は、古いサーモスタットには水銀が含まれていたことです。水銀は非常に有毒な物質で、生態系から排除する必要があります。革新的な製品を発売する側には、古い製品を適切に廃棄する方法をも人々に啓蒙することが重要です。

弊社は、ヘッドフォン業界がどのように持続可能な取り組みに取り組んでいるかを調べた経験もあります。例えば、フレームとハウジングには、アルミニウム、ステンレススチール、再生プラスチック、あるいは見た目を重視する木材などを使うことができます。クッション、ヘッドバンド、パッドには、ヴィーガンレザー、天然ゴム、オーガニックコットンなど、よりサステナブルな素材を使うことができます。安価で環境に優しくない製品よりも、価格が高くても環境への負荷を減らすために協力する、とか、見た目も美しい製品を好む傾向も高くなっており、少々の代償を払うことは当然だと思う消費者が増え、躊躇することはなくなってきているようです。

検討すべきサステナブルな素材をいくつかご紹介します。

リサイクル素材と再生可能素材

・採掘による環境負荷を軽減するため、リサイクルアルミニウム、プラスチック、希土類金属を使用します。

・可能な場合は、生分解性プラスチックや植物由来素材の使用も検討します。

無毒性部品

・鉛、水銀、臭素系難燃剤（BFR）の使用を避けます。

・RoHS（特定有害物質使用制限）規制に準拠します。

電子機器と回路

・鉛フリー、RoHS準拠の部品 – Digi-Key、Mouser、またはFairphone認定サプライヤーから調達してください。

・低消費電力Bluetoothチップセット – QualcommまたはNordic Semiconductorは、電力効率の高いSoCを提供しています。

バッテリーとサステナビリティ

・交換可能なバッテリー – 接着式バッテリーは避けてください。可動部を持たないセルまたはカーボン素材グラフェンセルなどを検討してください。

・持続可能なバッテリーサプライヤー – Northvolt（EU）またはAceleron（モジュール式バッテリーソリューション）など。

材料の選択は、製品ライフサイクル全体に長期的な影響を与える可能性があります。材料が少なければ少ないほど、製造コストも削減されます。

2.エネルギー効率と環境負荷の少ない製造

エネルギー消費量を削減する設計はますます進化していると考えます。Apple iMacの発売当初は、CRTスクリーンで35wの電力を消費していました。今では、フラットスクリーンでわずか0.9wしか消費しません。

製造工程で消費されるエネルギーについても考慮する必要があります。3Dプリントは少量生産に適しています。比較的エネルギー効率は高いのですが、大量生産には速度が遅すぎます。

エネルギー使用量と製造工程で考慮すべき要素は次のとおりです。

効率的な設計

・低消費電力プロセッサとエネルギー効率の高いディスプレイ（OLED、電子インク、マイクロLED）を使用する。

・バッテリーを最適化するために、アダプティブパワーマネジメントを実装する。

持続可能な製造方法

・製造工程における水使用量と二酸化炭素排出量を削減する。

・工場では再生可能エネルギー源を使用する。

効率的なバッテリーと電源管理

・バッテリー寿命を延ばすために、低消費電力のBluetooth 5.0以上を使用する。

・自動電源オフ機能とエネルギー効率の高いチップセットを実装する。

持続可能な製造

・廃棄物削減のための3Dプリント

・ラピッドプロトタイピングには生分解性フィラメント（PLA、PHA）を使用する

・太陽光発電またはカーボンニュートラルな工場を活用する。

・製造工程における水と化学薬品の使用を最小限に抑えます。

・リーン生産方式 ― 製造工程における過剰な材料廃棄を削減します。

3.長寿命で修理しやすい製品の設計

テレビを修理できた時代を覚えていますか？少し時代遅れかもしれませんが、昔はモジュールや部品の交換を専門業者に依頼していました。しかし、現代では修理することもなく、壊れて捨てられてしまいます。私たちは「消費してゴミにする」という考え方から脱却し、「消費し、再利用し、リサイクルする」という設計哲学へと移行したいと考えています。それでもまだ廃棄されるものはありますが、それを可能な限り減らしたいと考えています。

使い続けられるものを設計することを考えましょう。たとえ初期投資として設計に多少の費用がかかり、消耗品から価値ある製品へと移行するとしても、市場における地位を向上させることができます。

耐久性と修理容易性を考慮した設計を行う際には、以下のオプションを検討してください。

モジュール式で修理可能な設計

・修理しやすくするために、接着剤ではなく標準化されたネジを使用します。

・交換可能なバッテリー、アップグレード可能なRAM/ストレージ、交換可能な部品を設計します。

・消費者が製品を修理できるように、修理する権利の原則に従います。

耐久性と時代を超越した美しさ

・ハードウェアとソフトウェアの寿命を確保することで、計画的陳腐化を回避します。

・傷に強く耐久性のある素材を使用することで、製品寿命を延ばします。

4.循環型経済と製品寿命終了時の考慮事項

循環型経済における主な目標は、システムから廃棄物を排除し、天然資源の使用を最小限に抑えるかまたは排除し、より長いライフサイクルまたは複数回使用できるライフサイクルを持つ製品を設計・製造することです。

(出典：Sustainable Global Resources Ltd. オンタリオ州リサイクル協議会)

分解を考慮した設計において考慮すべき項目は、次のとおりです。

リサイクル性と廃棄における責任

・リサイクルのために容易に分解できることを確認する（混合素材の部品は使用しない）。

・適切な廃棄のために、電子廃棄物リサイクルプログラムと連携する。

下取りおよび再生プログラム

・製品寿命を延ばすために、買戻しおよび再生プログラムを実施する。

・新モデルにおける部品の再利用を奨励する。

生分解性と最小限のパッケージ

・プラスチックの代わりに、堆肥化可能な段ボールまたはリサイクル段ボールを使用する。

・パッケージサイズを縮小し、印刷には大豆ベースのインクを使用する。

5.倫理的で持続可能なサプライチェーン

・調達場所および製造方法も同様に重要であり、考慮すべき項目は次のとおりです。

責任ある調達

・希土類金属については、フェアトレード認証を受けたサプライヤーを利用する。

・倫理的なコバルト、リチウム、金を調達することで、紛争鉱物を回避する。

カーボンニュートラルな物流

・地域の生産拠点を活用することで、排出量を削減する。

・航空貨物ではなく、海上貨物などの低炭素輸送手段を選択しましょう。

環境に優しい物流

・排出量を削減するため、コンパクトで軽量な梱包で発送しましょう。

・カーボンオフセット輸送方法を活用しましょう。

6.ライフサイクルアセスメント（LCA）と認証

「測定できないものは改善できない」という格言があります。最初の5つのステップを実施したら、ライフサイクルアセスメント（LCA）を実施して、それらのステップの環境影響を測定することをお勧めします。LCAは、製品、プロセス、またはサービスのライフサイクル全体にわたる環境影響を評価するための体系的な手法です。各段階におけるエネルギー使用量、排出量、廃棄物発生量、資源消費量を評価することを通じて、持続可能性の向上領域を特定するのに役立ちます。

成功を測定するための手順をいくつかご紹介します。

カーボンフットプリントの測定と削減

・ライフサイクルアセスメント（LCA）を実施して、生産から廃棄までの影響を分析しましょう。

・設計上の選択を最適化し、排出量と資源使用量を削減します。

環境認証とコンプライアンス

・持続可能性に関するEPEATゴールド、Energy Star、RoHS、TCO認証を取得しています。

・持続可能性への取り組みについて、お客様に透明性のある情報を提供します。

・持続可能な設計を行う際には、ライフサイクルチェックを実施しなくても、これらのステップの一部またはすべてを実行することで、変化をもたらすことができます。

なぜ気にする必要があるのでしょうか？

地球を救うだけでなく、皆様のお客様を獲得・維持し、ますます厳しくなる規制を遵守し、生産コストを削減することにもつながります。

クールな若者たちほど、皆、これを実践しています。調査を進める中で、持続可能な設計と製造方法を実践している企業が数多くあることを発見しました。その中には、ヘッドフォンデザイナー3社も含まれています。他にも、ロールスロイスがテストしたリサイクルチタンから作られた3Dプリントエンジン部品、コーヒーかすをリサイクルし、使用済みプラスチックや海洋プラスチックをリサイクルしたHPのPC、そして最初から修理とアップグレードが可能なように設計された新しいスポーツパフォーマンスとGPSウォッチなど、クールな事例に出会いました。これは素晴らしいことではないでしょうか？アースデイが近づいています。ぜひ、あなたも今日からこの取り組みを始めてみてください。顧客を獲得・維持し、ますます厳しくなる規制を遵守し、生産コストを削減することに繋がります。

しかも、クールな若者たちは皆、これを実践しています。調査を進める中で、持続可能な設計と製造方法を実践している企業が数多くあることを発見しました。その中には、ヘッドフォンデザイナー3社も含まれています。私が出会った他のクールな例としては、ロールスロイスがテストしたリサイクルチタンから作られた3Dプリントエンジン部品、リサイクルコーヒーかすと使用済みプラスチック、そして海洋プラスチックをリサイクルしたHPのPC、そして最初から修理とアップグレードが可能なように設計された新しいスポーツパフォーマンス＆GPSウォッチなどです。なんて素晴らしいんでしょう？アースデイが近づいていますので、皆さんも今日から地球環境保護の旅を始めませんか？

ご興味のあるお客様は、以下のブログもご参照下さい。

あなたの設計は持続可能性が考慮されていますか？

サーキュラーデイザンと持続可能性について