물질흐름분석(MFA)이란?
MFA를 통해 특정 기간 동안 특정 지역의 다양한 재료의 이동과 재고에 대한 체계적인 회계가 가능해졌습니다. "재료"의 정의는 개별 화학 성분, 화합물 및 제조된 물건을 포함하여 포괄적입니다. 알루미늄, 강철, 구리 및 우라늄은 MFA 프로그램의 일부로 자주 연구되는 몇 가지 재료입니다. 질량 보존 법칙에서 개발된 질량 균형 개념은 MFA의 기초입니다. 이는 손실이나 재고가 있는 재료의 투입 및 산출이 균형을 이루어야 함을 의미합니다(즉, 축적). MFA는 채굴, 제조 사용 및 폐기물 관리를 포함하여 재료의 수명 주기를 다룰 수 있습니다. MFA는 재료 흐름 외에도 재료 재고와 재료 흐름을 모두 고려하기 때문에 자원 부족 연구에 적합합니다. 일반적으로 재료 흐름은 수년간 모니터링되어 재료 활용의 장기적 패턴을 연구할 수 있습니다. MFA는 경제의 자원 생산성을 계산할 수도 있습니다. 그러나 단일 생산 시스템을 고려하는 것은 적합하지 않습니다.
물질 흐름 분석(MFA)
따라서 MFA는 생산 또는 유통 시스템에서 자재 및 상품의 흐름을 평가합니다. MFA는 자재 및 상품의 흐름을 최적화하고, 효율성을 개선하고, 비용을 절감하기 위해 개선할 수 있는 영역을 식별하는 데 도움이 될 수 있습니다.
MFA의 목적은 모든 물질 기반 시스템의 흐름과 재고를 조사하는 것입니다. MFA는 적합한 도구입니다. 그것은 시스템의 행동에 대한 정보를 제공합니다. 에너지 흐름, 경제 및 소비자 중심 분석과 같은 다른 분야와 통합하면 인위적인 시스템을 관리하기가 더 쉬워집니다. MFA의 목표는 다음과 같습니다.
제조 또는 유통 시스템에서 자재 및 상품의 이동을 평가하는 것은 MFA 연구의 주요 목표로 알려져 있습니다. 자재 및 관심의 흐름을 최적화할 수 있는 곳을 찾아 궁극적으로 더 큰 효율성과 더 낮은 비용으로 이어질 수 있습니다.
물질 흐름 분석(MFA) 모델의 예
MFA는 프로세스 매핑 및 가치 분석과 같은 다른 분석 방법과 함께 자주 사용되어 생산 또는 유통 시스템을 보다 깊이 이해합니다. MFA의 사용은 조직의 요구 사항에 따라 달라집니다. MFA는 여러 가지 방법으로 적용할 수 있습니다. 다음은 몇 가지 일반적인 MFA 응용 프로그램입니다.
- 생산 또는 유통망의 비효율성과 낭비를 찾습니다.
- 생산 또는 창고 시설의 운영을 강화합니다.
- 공급망을 통해 물품과 제품의 이동을 향상시킵니다.
- 생산 및 자재 취급이 환경에 미치는 영향을 평가합니다.
MFA의 중요성
MFA는 기업이 생산 및 유통 네트워크의 효율성을 높이는 데 도움이 될 수 있기 때문에 중요합니다. 이를 통해 재정적 절감이 이루어지고 자재 취급 및 생산의 환경적 영향이 줄어들 수 있습니다.
MFA는 자재 흐름을 개선하여 조직의 성과를 높이는 비즈니스 도구입니다. 또한 생산 관련 병목 현상을 찾아 해결하는 데 사용됩니다. MFA의 목적은 제조 공정 효율성을 높여 비즈니스의 최종 이익을 실현하는 것입니다. 자재 흐름에 대한 정확한 데이터에 의존하는 데이터 중심 전략입니다. 생산 공정의 다양한 단계에서 자재 재고를 수집하여 이 데이터를 수집합니다. MFA는 제조 공정 모델을 개발하는 데 사용됩니다. 생산 공정 병목 현상을 찾아 해결하려면 이 접근 방식을 활용하세요.
물질 흐름 분석 시스템과 그 주요 정의 이해
물질 흐름 분석(MFA) 모델의 예
공간과 시간으로 특징지어지는 시스템 내의 물질 흐름과 재고에 대한 체계적인 평가를 MFA라고 합니다. 이는 물질의 출처, 경로, 중간 및 최종 싱크를 연결합니다. 간단한 물질 수지법은 물질 보존 규칙 때문에 프로세스의 모든 입력, 재고 및 출력을 대조하는 MFA의 결과를 관리할 수 있습니다.
이 접근 방식은 MFA의 이러한 독특한 특징 때문에 자원 관리, 폐기물 관리 및 환경 관리에서 의사 결정 지원 도구로 매력적입니다. MFA는 포괄적이고 일관된 시스템 내에서 특정 물질의 모든 흐름과 재고에 대한 정보를 제공합니다. 폐기물의 흐름과 환경 부하를 볼 수 있으며, 입력과 출력을 균형 조정하여 그 기원을 찾을 수 있습니다. 물질 재고 고갈 또는 축적을 조기에 감지하면 예방 조치를 실행하거나 더 많은 확장 및 향후 사용을 장려할 수 있습니다. 단기적으로는 볼 수 없지만 점차적으로 장기적으로 해를 끼칠 수 있는 미세한 조정도 나타납니다. 인위적인 시스템에는 물질 이동과 재고 외에도 더 많은 것이 있습니다. 인류권을 책임감 있게 처리하려면 에너지, 공간, 정보 및 사회경제적 과제를 고려해야 합니다. MFA는 이러한 요소를 고려하지 않고 수행될 수 있습니다.
그럼에도 불구하고, 이러한 추가 고려 사항은 대부분의 상황에서 MFA 결과를 이해하고 사용하기 위해 필요합니다. MFA는 일반적으로 경제학, 도시 계획 및 기타 관련 주제 분석과 결합됩니다. 인위적인 시스템을 조사하려면 공통 언어가 필요합니다. 이러한 유사성 덕분에 여러 MFA의 결과를 가시적이고 반복 가능한 방식으로 비교하기가 더 쉽습니다. 이 매뉴얼은 물질 흐름 시스템을 분석, 설명 및 모델링하기 위한 어휘와 프로세스를 정의하여 시스템 내의 모든 물질 흐름과 재고에 대한 철저하고 반복 가능하며 투명한 회계를 가능하게 합니다.
"재료"라는 단어는 사물과 물질을 모두 가리킵니다. 화학적 정의에 따르면, 물질은 균일한 단위로 구성된 단일 물질입니다. 재료는 구성 블록이 탄소나 철과 같은 원자인 경우 원소이고, 구성 블록이 이산화탄소나 염화철과 같은 분자인 경우 화합물입니다. 물질이나 물질의 조합은 시장에서 경제적 가치를 부여할 때 상품으로 간주됩니다. 가치는 양수(예: 차량, 가솔린 또는 목재)이거나 음수(시립 고형 폐기물, 하수 슬러지)일 수 있습니다. "재화"라는 용어는 일반적으로 경제학에서 에너지(예: 전기), 서비스 및 정보와 같은 비물질적 항목을 지칭하는 데 사용됩니다. 그러나 MFA 용어에서 "재화"라는 단어는 유형의 대상만을 지칭합니다. 그러나 예를 들어 MFA가 자원 보존에 대한 판단을 내리는 데 사용될 때 MFA에서 정의한 재화와 경제학자가 사용하는 다른 재화 간의 관계가 중요할 수 있습니다. 재료의 운송, 변경 또는 보관은 모두 처리됩니다.
강에서 용해된 인의 이동은 자연적 수송 과정의 한 예입니다. 파이프라인의 가스 흐름이나 폐기물 수거와 같은 인공적인 활동일 수도 있습니다. 저장 및 변환(자연적 산불에 의한 이산화탄소 산화 대 인공 난방 시스템)(예: 자연 퇴적 대 인공 매립)에도 마찬가지입니다. 재고는 킬로의 물리적 단위를 가지며 검사된 시스템 내부의 물질 저장고(질량)로 정의됩니다. 재고는 프로세스 내에 보관된 질량으로 구성된 프로세스 구성 요소입니다. 재고는 시스템의 신진 대사에서 중요한 역할을 합니다. 재고에 있는 물질의 평균 체류 시간은 정상 상태(입력과 출력이 같음)에서 재고에 있는 물질 질량을 재고로 들어오거나 나가는 물질 흐름으로 나누어 계산할 수 있습니다. 재고는 물질의 축적 또는 고갈로 인해 크기가 증가하거나 감소할 수 있습니다. 물질의 흐름(시간당 질량) 또는 플럭스(시간당 질량 및 단면적)는 프로세스를 연결합니다. 수입 및 수출은 시스템 경계를 넘나드는 흐름 또는 플럭스입니다. 프로세스에 들어가는 것을 입력이라고 하며, 프로세스에서 나가는 것을 출력이라고 합니다.
시스템은 미리 정해진 경계 내에서 여러 물질 흐름, 재고 및 프로세스로 구성됩니다. 가장 작은 시스템은 단순히 하나의 프로세스로 구성됩니다. 다음은 MFA에서 조사하는 일반적인 시스템의 예입니다. 지역, 시립 소각장, 주거용 주택, 산업, 농장 등입니다. 공간과 시간은 시스템 경계를 정의하는 데 사용됩니다. 시간적 시스템 경계를 선택할 때 목표, 데이터 가용성, 적절한 균형 기간, 재고 내 물질의 체류 시간 등과 같은 요소를 고려해야 합니다. 물리적 경계(지역) 또는 가상 한계(예: 개인 가구, 운송, 폐기물 수거 및 하수 시스템과 같은 개인 가구에 서비스를 제공하는 프로세스 포함)로 구성될 수 있습니다.
물질 흐름 분석(MFA) 모델의 예
물질: 단변수 단위로 구성된 모든 (화학적) 원소 또는 화합물은 물질입니다. 모든 물질(예: N, C, Cu, NH4+ 및 CO)2)는 각각 독특하고 동일한 구성을 가지고 있기 때문에 동질적입니다.
좋은: 긍정적 또는 부정적 가치를 가지는 경제적 물질적 실체는 상품(예: 식수, 연료유, 고형 폐기물, 하수)입니다.
공기, 배기가스, 강수량 등 일부 제품은 가치 측면에서 중립적입니다. 즉, 경제적 가치가 없습니다.
자료: "재료"라는 단어는 물질과 사물을 모두 지칭하는 데 사용됩니다. 따라서 자연적으로 발생하는 모든 재료와 물리적 또는 화학적으로 변형된 재료를 포함합니다.
프로세스: 제품과 물질을 검사할 때, 또는 상품 또는 물질 수준에서 검사를 실시할지 여부가 아직 분명하지 않을 때 "재료"라는 단어를 사용합니다. 상품 및 물질의 변형, 운송 및 보관은 프로세스입니다.
스톡: "자재 재고"란 공정에 보관된 전체 자재 수량을 말합니다.
다음은 재고 예시입니다.
- 소각시설의 폐기물 - 신선한 쓰레기는 재고를 상승시키고 소각은 재고를 떨어뜨립니다.
- 건물은 인프라의 구성 요소입니다. 새로운 건물이 건설되면 재고가 증가합니다. 건물이 철거되면 재고가 감소합니다.
FLOW 도체(예: 수도관)를 통과하는 시간 단위당 질량의 비율입니다. 흐름의 물리적 구분을 kg/초 또는 t/년으로 지정할 수 있습니다.
유량: 정의에 따르면 "단면"당 흐름입니다. 사람, 1m2 표면적 또는 개인 주택이나 사업체와 같은 개체는 종종 MFA에서 횡단면을 사용합니다. 플럭스는 kg/(초.m2)와 같은 단위로 표현될 수 있습니다.
체계: 시스템은 서로 상호 작용하는 여러 구성 요소로 구성됩니다. 시스템의 구성원은 MFA에서 프로세스 및 흐름이라고 합니다. 개요는 회사(예: 폐기물 소각 시설), 지역, 국가 또는 단독 주택일 수 있습니다.
MFA 시스템의 모든 제품은 원본 및 대상 절차를 통해 정확하게 인식될 수 있습니다.
시스템 경계: 시스템 경계는 시간과 공간(시간적 및 공간적 시스템 경계)에서 설정됩니다. 회사, 도시 또는 국가와 같은 인위적인 시스템의 경우 데이터 가용성으로 인해 1년 기간이 시간 제한으로 사용되는 경우가 많습니다. 프로세스가 위치한 지리적 영역은 일반적으로 공간 시스템의 경계를 결정합니다.
수입은 시스템으로의 흐름이고, 수출은 시스템에서 시스템으로의 이동입니다.
물질 흐름 분석(SFA)이란 무엇입니까?
단일 물질이 초점일 때, MFA(SFA라고도 함)는 공간과 시간에 지정된 시스템 내의 물질 흐름과 재고의 상태와 변화에 대한 체계적인 평가입니다. MFA는 물질의 출처, 경로, 중간 싱크, 최종 싱크를 연결합니다. MFA의 결과는 물질 보존 법칙 때문에 프로세스의 모든 입력, 재고, 출력을 대조하는 간단한 질량 균형으로 관리할 수 있습니다. 이 접근 방식은 MFA의 이러한 독특한 특징으로 인해 자원 관리, 폐기물 관리, 환경 관리 및 정책 평가에서 의사 결정 지원 도구로 매력적입니다.
그러나 SFA는 화학 원소나 분자에 초점을 맞춘 MFA의 특정 하위 유형입니다. 대부분의 SFA 연구의 주요 목적은 화학 물질의 지역적 또는 국가적 전략적 관리에 대한 지식을 제공하는 것입니다. SFA는 특정 지역의 시간 경과에 따른 환경 오염을 모니터링할 수 있습니다. 다양한 출처에서 특정 지역의 대기, 수질 및 토양으로의 오염 배출. 그러나 MFA와 SFA를 구분하는 선은 종종 모호하며 두 문구는 때때로 서로 바꿔 쓸 수 있습니다.
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