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マテリアル フロー分析 (MFA) およびサブスタンス フロー分析 (SFA) とは何ですか?

目次

マテリアルフロー分析(MFA)とは?

エリア内の特定の期間におけるさまざまな資材の移動と備蓄の体系的な計算は、MFA によって可能になります。 「材料」の定義は包括的で、個々の化学成分、化合物、製造物を含みます。アルミニウム、鉄鋼、銅、ウランは、MFA プログラムの一部としてよく研究されるいくつかの材料です。質量保存の法則から開発された質量バランスの概念は、MFA の基礎です。これは、材料のインプットとアウトプットが、損失や備蓄を含めてバランスが取れていなければならないことを意味します (つまり、蓄積)。 MFA は、採掘、製造使用、廃棄物管理など、材料のライフ サイクルをカバーする場合があります。 MFA は、マテリアル フローだけでなく、マテリアル ストックとマテリアル フローの両方を考慮するため、リソース不足の研究に適しています。通常、材料の流れは何年にもわたって監視され、材料の利用における長期的なパターンの研究が可能になります。 MFA は、経済の資源生産性を計算する場合もあります。ただし、単一の生産システムを考慮するのは適切ではありません。

マテリアルフロー分析 (MFA)

したがって、MFA は、生産または流通システムにおける材料と商品の流れを評価します。 MFA は、材料や商品の流れを最適化し、効率を改善し、コストを削減するために改善できる領域を特定するのに役立ちます。

MFA の目的は、材料ベースのシステムのフローとストックを調べることです。 MFA は適切な手段です。システムの動作に関する情報を提供します。エネルギーの流れ、経済、消費者志向の分析などの他の分野と統合することで、人為的システムの管理が容易になります。 MFA の目標は次のとおりです。

製造または流通システムにおける材料および商品の移動を評価することは、MFA 調査の主要な目標として知られています。物の流れと利益の流れを最適化できる場所を見つけ出し、最終的には効率の向上とコストの削減につながります。

マテリアル フロー解析 (MFA) モデルの例

MFA は、生産システムや流通システムをより深く理解するために、プロセス マッピングや価値分析などの他の分析手法とともに頻繁に使用されます。 MFA の使用は、組織の要件によって異なります。 MFA はいくつかの方法で適用できます。以下は、典型的な MFA アプリケーションの一部です。

  • 生産または流通チェーンにおける非効率性と無駄を特定します。
  • 生産施設または倉庫施設の運用を強化します。
  • サプライ チェーンを通じた供給品と製品の移動を強化します。
  • 生産と材料の取り扱いが環境に与える影響を評価します。

MFA の重要性

企業が生産および流通ネットワークの有効性を高めるのに役立つ可能性があるため、MFA は重要です。これにより、金銭的な節約が可能になり、マテリアルハンドリングと生産の環境への影響が軽減されます。

MFA は、材料の流れを改善することによって組織のパフォーマンスを向上させるビジネス ツールです。また、生産関連のボトルネックを特定して対処するためにも使用されます。 MFA の目的は、製造プロセスの有効性を高め、ビジネスの収益を向上させることです。材料の流れに関する正確なデータに依存するデータ駆動型の戦略として。生産プロセスのさまざまな段階で、このデータを収集するために材料の在庫が取られます。 MFA は、製造プロセスのモデルを開発するために使用されます。生産プロセスのボトルネックを特定して対処するには、このアプローチを利用します。

マテリアル フロー分析システムとその主要な定義を理解する

マテリアルフロー解析(MFA)の考え方
マテリアルフロー解析(MFA)の考え方

マテリアル フロー解析 (MFA) モデルの例

空間と時間で特徴付けられるシステム内の材料の流れとストックの体系的な評価は、MFA として知られています。マテリアルのソース、ルート、中間および最終的なシンクをリンクします。単純な物質収支は、物質保存の法則により、プロセスのすべてのインプット、ストック、およびアウトプットを対比する MFA の結果を管理する場合があります。

このアプローチは、MFA のこの特徴的な機能により、資源管理、廃棄物管理、および環境管理における意思決定支援ツールとして魅力的です。 MFA は、包括的で一貫したシステム内の特定の材料のすべてのフローと在庫に関する情報を提供します。廃棄物の流れと環境負荷が見え、インプットとアウトプットのバランスを取ることで、その発生源を見つけることができます。材料在庫の枯渇または蓄積を早期に検出することで、予防措置を実施したり、より多くの拡張と将来の使用を奨励したりできます。また、短期的には見られないが、徐々に長期的な害をもたらす可能性のある微妙な調整も発生します。人為起源のシステムには、物質的な動きや在庫以上のものがあります。人間圏を責任を持って扱うには、エネルギー、空間、情報、社会経済的な課題を考慮する必要があります。 MFA は、これらの要素を考慮せずに実行される場合があります。

それでも、これらの追加の考慮事項は、ほとんどの状況で MFA の調査結果を理解して使用するために必要です。 MFA は、通常、経済学、都市計画、およびその他の関連トピックの分析と組み合わされます。人為起源システムの調査には、共通言語が必要です。この類似性により、複数の MFA の結果を、目に見える再現可能な方法で簡単に比較できます。このマニュアルでは、マテリアル フロー システムを分析、記述、およびモデル化するための語彙とプロセスを定義し、システム内のすべてのマテリアル フローとストックの完全で反復可能で透過的な会計処理を可能にします。

「物質」という言葉は、物と物質の両方を指します。化学の定義によれば、物質は均一な単位で構成される単一の物質です。材料は、構成要素が炭素や鉄などの原子である場合は要素であり、構成要素が二酸化炭素や塩化鉄などの分子である場合は化合物です。物質または物質の組み合わせは、市場がそれらに経済的価値を与える場合、商品と見なされます。この値は、正の値 (車両、ガソリン、木材など) または負の値 (都市の固形廃棄物、下水汚泥) の場合があります。 「財」という用語は、一般的に経済学では、エネルギー (電気など)、サービス、および情報などの非物質的なものを指すために使用されます。ただし、MFA の用語では、「商品」という言葉はもっぱら有形の物を指します。しかし、MFA を資源保全の判断などに利用する場合、MFA で定義された財と経済学者が使用する他の財との関係が重要になる可能性があります。材料の輸送、変更、または保管はすべて処理されます。

河川における溶存リンの移動は、自然輸送プロセスの一例です。また、パイプライン内のガスの流れや廃棄物収集などの人為的な活動の場合もあります。貯留と変換(自然森林火災と人工暖房システムによる二酸化炭素の酸化など)についても同じことが言えます(たとえば、自然沈降と人工埋立)。ストックはキロの物理単位を持ち、調査対象のシステム内の物質貯留層 (質量) として定義されます。ストックは、プロセス内に保持される質量で構成されるプロセス コンポーネントです。株式は、システムの代謝において重要な役割を果たします。在庫中の材料の平均滞留時間は、在庫中の材料の質量を在庫への、または在庫からの材料の流れで割ることによって、定常状態の状況 (入力が出力に等しい) で計算できます。在庫は、材料の蓄積または枯渇によりサイズが増減する場合があります。材料の流れ (時間あたりの質量) またはフラックス (時間あたりの質量と断面積) がプロセスを結び付けます。インポートとエクスポートは、システムの境界を越えて発生するフローまたはフラックスです。プロセスに入る材料はインプットと呼ばれ、材料から出る材料はアウトプットと呼ばれます。

システムは、あらかじめ決められた境界内のいくつかのマテリアル フロー、在庫、およびプロセスで構成されます。最小のシステムは、1 つのプロセスだけで構成されます。以下は、MFA が調査する典型的なシステムの例です。地域、自治体の焼却炉、住宅、産業、農場などです。空間と時間は、システムの境界を定義するために使用されます。時間におけるシステム境界を選択する場合、目的、データの可用性、適切なバランス調整期間、在庫内の材料の滞留時間などの要素を考慮する必要があります。これは、物理的な境界 (地域) または仮想的な境界 (たとえば、輸送、廃棄物収集、下水道などの個人の家庭にサービスを提供するプロセスを含む個人の家庭) を含むことができます。

マテリアル フロー解析 (MFA) モデルの例

物質: 単変量単位で構成される任意の (化学) 元素または化合物は、物質です。すべての物質 (N、C、Cu、NH4+、CO など)2)は、それぞれが明確で同一の構成を持っているため、均質です。

良い: 正または負の値を持つ物質の経済実体は商品です (たとえば、飲料水、燃料油、固形廃棄物、下水など)。

空気、排気、降水などの一部の製品は、価値が中立であり、経済的価値がないことを意味します。

素材: 「物質」という言葉は、物質と物体の両方を指すために使用されます。したがって、すべての天然素材と、物理的または化学的に変更されたものを含みます。

プロセス: 製品や物質を検査する場合、または検査が商品または物質のレベルで実施されるかどうかまだ明らかでない場合、「材料」という言葉が使用されます。商品や物質の変換、輸送、保管はプロセスです。

株式: 「材料在庫」とは、工程内に保管されている材料の全量を指します。

在庫の例は次のとおりです。

  • 焼却施設の廃棄物 - 生ゴミは在庫を増やし、焼却は在庫を減らす
  • 建物はインフラの構成要素であり、新しい建物が建設されるとストックが増加します。建物が取り壊されるとストックは減少します。

フロー 水道管などの導体を通過する単位時間あたりの質量の比率です。 kg/sec または t/yr で物理的な流量分割を指定することができます。

フラックス: 定義によると、「断面」あたりの流れです。人、1m2 表面積、または個人の家や企業のようなエンティティは、MFA で断面を使用することがよくあります。フラックスは、kg/(sec.m2) などの単位で表すことができます。

システム: システムは、相互に作用する複数のコンポーネントで構成されています。システムのメンバーは、MFA ではプロセスおよびフローと呼ばれます。アウトラインは、会社 (廃棄物焼却施設など)、地域、国、または一戸建て住宅の場合があります。

MFA システム内のすべての製品は、元の手順とターゲット手順によって正確に認識されます。

システム境界: システムの境界は、時間と空間で確立されます (時間的および空間的なシステム境界)。企業、都市、または国などの人為的システムの場合、データの可用性のために、1 年の期間が制限時間として使用されることがよくあります。プロセスが配置されている地理的領域は、通常、空間システムの境界を決定します。

インポートはシステムへのフローであり、エクスポートはシステムからの移動です。

サブスタンス フロー分析 (SFA) とは

単一の物質に焦点を当てる場合、MFA (SFA とも呼ばれます) は、空間と時間で指定されたシステム内の材料の流れと在庫の状態と変化の系統的な評価です。 MFA は、マテリアルのソース、ルート、中間シンク、および最終シンクをリンクします。 MFA の結果は、物質保存の法則により、プロセスのすべてのインプット、ストック、およびアウトプットを対比する単純なマス バランシングによって管理できます。このアプローチは、MFA のこの特徴的な機能により、資源管理、廃棄物管理、環境管理、および政策評価における意思決定支援ツールとして魅力的です。

ただし、SFA は、化学元素または分子に焦点を当てた MFA の特定のサブタイプです。ほとんどの SFA 研究の主な目的は、化学物質の地域または国家の戦略的管理に関する知識を提供することです。 SFA は、特定の地域の環境汚染を経時的に監視できます。さまざまな発生源から特定の地域の空気、水、および土地への汚染排出。ただし、MFA と SFA の境界線はしばしばあいまいであり、2 つのフレーズは時折交換可能です。

DEISO は MFA で組織をどのように支援できますか?

  • MFAページはこちら 分析と評価からMFAサービスについて学びます。
  • DEISO は、MFA とそのソフトウェアのトレーニング プログラムも提供しています。
  • こちらもご覧ください 循環経済 これらのサービスは、持続可能性、資源効率、サプライ チェーン、および環境パフォーマンスを向上させるための MFA との統合アプローチを表しています。
  • こちらもご覧ください 廃棄物管理システム向けサービス.

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