Χρήση ήπιων υπολογιστικών τεχνικών για τη βέλτιστη επιλογή υλικών σε βιώσιμα προϊόντα συσκευασίας

Abstract

Η επιλογή υλικών κατά τη διάρκεια του βιώσιμου σχεδιασμού προϊόντων αποτελεί μία δαπανηρή και χρονοβόρα διαδικασία. Στις περισσότερες περιπτώσεις υπάρχουν περισσότερα από ένα υλικά κατάλληλα για την εξεταζόμενη εφαρμογή και η τελική επιλογή αποτελεί μια συμβιβαστική λύση ανάμεσα σε πολλά πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα. Η παρούσα εργασία έχει ως σκοπό την ανάπτυξη μιας μεθόδου προσδιορισμού του ιδανικού – από πλευράς περιβαλλοντικών επιπτώσεων – υλικού για την εκάστοτε υπό εξέταση εφαρμογή. Η μέθοδος αυτή κάνει χρήση (α) κλασσικών και ήπιων υπολογιστικών τεχνικών (Πολυωνυμική Παλινδρόμηση – Polynomial Regression και Νευρωνικά Δίκτυα Γενικευμένης Παλινδρόμησης – General Regression Artificial Neural Networks – GRANNs–) για την προσέγγιση της σχέσης μεταξύ των ιδιοτήτων των υποψήφιων υλικών και των περιβαλλοντικών τους επιπτώσεων κατά τη διάρκεια του κύκλου ζωής τους και, (β) Γενετικών Αλγορίθμων για τον προσδιορισμό νέων «βέλτιστων» περιβαλλοντικών υλικών και για την παροχή πληροφοριών για τη βελτίωση των ήδη υπαρχόντων υλικών. Μέσω της εφαρμογής των τεχνικών αυτών, επιχειρείται η σύνδεση των ιδιοτήτων των υποψήφιων υλικών με τις περιβαλλοντικές επιπτώσεις που προκαλούνται κατά τον κύκλο ζωής των υλικών. Τα υλικά κατατάσσονται βάσει των ιδιοτήτων τους χρησιμοποιώντας έναν αδιάστατο περιβαλλοντικό δείκτη ο οποίος κατατάσσει τα γνωστά υλικά βάσει του κατά πόσον είναι περιβαλλοντικά φιλικά, οπότε και τελικά επιλέγεται το «βέλτιστο περιβαλλοντικά υλικό». Για την καλύτερη κατανόηση της μεθόδου, αυτή εφαρμόζεται στην επιλογή του καλύτερου περιβαλλοντικά πολυμερικού υλικού για την κατασκευή φιαλών αποθήκευσης υγρών ευρείας κατανάλωσης μέσω ενός υποσυνόλου των μηχανικών ιδιοτήτων των υλικών αυτών και μελετώντας έναν αριθμό περιβαλλοντικών επιπτώσεων κατά τη διάρκεια του κύκλου ζωής του προϊόντος. Η μέθοδος ισχυροποιείται με την εφαρμογή Πολυκριτηριακής Ανάλυσης και Ανάλυσης Ευαισθησίας.