ศิริรัตน์ ศิริพรวิศาล
Sirirat2@yahoo.com

แนวทฤษฎีนิเวศอุตสาหกรรม (Industrial Ecology) ถือเป็นศาสตร์แขนงใหม่ที่ให้กรอบแนวคิดเกี่ยวกับการพัฒนาระบบอุตสาหกรรมอย่างยั่งยืน โดยมุ่งให้เกิดการใช้วัสดุและพลังงานอย่างเป็นวงจร (Close-loop Material Flow) เพื่อลดความเข้มข้นของการใช้วัสดุในระบบอุตสาหกรรม (Dematerialization) อันเป็นหนทางที่ช่วยประกันว่า อุตสาหกรรมในอนาคตจะสามารถพัฒนาไปข้างหน้าอย่างยั่งยืนโดยไม่ขาดแคลนวัสดุและพลังงาน และยังเป็นการรักษาสมดุลของระบบนิเวศตามธรรมชาติไปพร้อม ๆ กันด้วย 

แต่ปัญหาสำคัญในการปิดวงจรการไหลของวัสดุคือ การสูญหายระหว่างการผลิตและการบริโภค ด้วยเหตุที่ ผลิตภัณฑ์ส่วนใหญ่ไม่ได้ถูกออกแบบมาเพื่อการผันกลับไปใช้ใหม่ การผลิตใหม่ หรือการรีไซเคิล วัสดุส่วนใหญ่ในระบบอุตสาหกรรมปัจจุบันจึงมักจะสูญหายไปจากระบบ ยิ่งไปกว่านั้น แบบแผนการไหลของวัสดุในระบบอุตสาหกรรมยังเป็นไปในลักษณะเส้นตรง (Linear Flow)     

เริ่มจากการถลุง แปรรูป ผลิต บริโภค แล้วที่สุดก็ถูกทิ้งโดยไม่มีการหมุนเวียนมาใช้ใหม่ วัสดุเศษเหลือจากผลิตภัณฑ์ที่ผ่านการบริโภคแล้วจำนวนมหาศาลถูกทิ้งให้กระจัดกระจายไปโดยไม่มีการหมุนเวียนไปใช้ใหม่ ในขยะชุมชน (Municipal Waste) โดยทั่วไปมักจะพบเศษวัสดุหลายประเภทปะปนอยู่ เช่น เศษพลาสติก เศษโลหะ เศษกระดาษ ฯลฯ เศษวัสดุเหล่านี้ส่วนใหญ่จะถูกนำไปทำลายโดยการเผาหรือฝังกลบ มีเพียงส่วนน้อยเท่านั้นสามารถหมุนเวียนกลับไปใช้ใหม่ 

การที่ไม่สามารถนำวัสดุกลับไปหมุนเวียนใช้ได้ นอกจากจะทำให้วัสดุสูญหายไปจากระบบอุตสาหกรรมแล้ว เศษวัสดุบางประเภทที่มีองค์ประกอบของวัตถุมีพิษหรือสารที่เป็นอันตรายต่อสิ่งแวดล้อม หากไม่ได้รับการจัดการอย่างถูกต้องก็จะส่งผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมอย่างรุนแรง ยกตัวอย่าง เช่น ถ่านไฟฉายหรือแบตเตอรี่ที่มีส่วนประกอบของโลหะหนัก หรือ ภาชนะบรรจุสารกำจัดแมลง เป็นต้น     

ดังนั้น การแก้ปัญหาวัสดุสูญหายจากระบบอุตสาหกรรม ส่วนหนึ่งจึงต้องแก้ที่ผลิตภัณฑ์ โดยการออกแบบผลิตภัณฑ์ภายใต้แนวคิด ผลิตภัณฑ์สีเขียว และ ผลิตภัณฑ์ที่ยั่งยืน ซึ่งจะช่วยให้สามารถวางแผนทิศทางการไหลเวียนของวัสดุได้ตั้งแต่ต้น ก่อนการผลิตจริงจะเริ่มขึ้น

ในช่วงปลายศตวรรษที่ 20 ระหว่างที่ปัญหาสิ่งแวดล้อมของโลกทวีความรุนแรงและซับซ้อนขึ้น แนวคิดเกี่ยวกับ ผลิตภัณฑ์ที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม (Environmental Friendly Product) หรือที่เรียกสั้น ๆ ว่า ผลิตภัณฑ์สีเขียว (Green Product) ได้ถูกริเริ่มขึ้น และได้กลายเป็นหัวข้อขบคิดพิจารณาอย่างกว้างขวางในสังคมธุรกิจและอุตสาหกรรม     

ผลิตภัณฑ์สีเขียว หมายถึง ผลิตภัณฑ์ที่ถูกออกแบบมาเป็นพิเศษให้สามารถสนองตอบความต้องการของผู้บริโภคโดยไม่ก่อให้เกิดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม หรือก่อผลกระทบน้อยที่สุดเท่าที่เป็นไปได้ เช่น การออกแบบรถยนต์ประหยัดพลังงาน การออกแบบเครื่องยนต์ที่มีประสิทธิภาพในการเผาไหม้เชื้อเพลิงอย่างหมดจด การพัฒนาสารกำจัดแมลงที่สามารถสลายตัวได้เร็วตามธรรมชาติ หรือ การออกแบบเครื่องทำความเย็นที่ปลอดสาร CFC เหล่านี้เป็นต้น 

โดยรายละเอียดแล้ว นิยามเกี่ยวกับ ผลิตภัณฑ์สีเขียว ค่อนข้างหลากหลายและแปลกแยกพอสมควร ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับหลักการที่นำมาอธิบาย เช่น ถ้าหากนำหลักการ ประสิทธิภาพเชิงเศรษฐนิเวศ (Eco-efficiency) มาอธิบาย ก็จะได้ความหมายว่า ผลิตภัณฑ์สีเขียว คือ ผลิตภัณฑ์ที่สามารถตอบสนองความต้องการของผู้บริโภคได้อย่างมีประสิทธิภาพทั้งในเชิงเศรษฐศาสตร์และในเชิงนิเวศ                 

หรือถ้าหากนำหลัก การคิดแบบครบวงจร (Life Cycle Thinking) มาอธิบาย ผลิตภัณฑ์สีเขียวก็จะหมายถึง ผลิตภัณฑ์ที่ถูกออกแบบขึ้นโดยคำนึงผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมที่จะเกิดขึ้นตลอดวงจรชีวิตของผลิตภัณฑ์นั้น ๆ 

ผลิตภัณฑ์สีเขียวยังสามารถอธิบายภายใต้บริบทของทฤษฎีนิเวศอุตสาหกรรมได้ด้วย โดยทฤษฎีนิเวศอุตสาหกรรมจะมองผลิตภัณฑ์ในเชิงของการไหลเวียนของวัสดุและพลังงาน กล่าวคือ ผลิตภัณฑ์สีเขียว จะต้องเป็นผลิตภัณฑ์ที่ถูกออกแบบให้มีลักษณะที่เอื้อให้เกิดการหมุนเวียนของวัสดุและพลังงาน อย่างเป็นวงจรปิด ช่วยลดการสูญหายของวัสดุและพลังงานในรูปของเสียต่าง ๆ ตลอดวงจรผลิตภัณฑ์นั้น ๆ 

ดังนั้น ผลิตภัณฑ์ที่เข้าข่ายผลิตภัณฑ์สีเขียวตามนิยามนี้ก็คือ ผลิตภัณฑ์ที่ถูกออกแบบให้สามารถรีไซเคิลได้ หรือสามารถนำกลับไปผลิตใหม่ได้ หรือสามารถนำไปใช้ประโยชน์ซ้ำได้หลายรอบ 

ผลิตภัณฑ์สีเขียวตามแนวทฤษฎีนิเวศอุตสาหกรรมสามารถเรียกอีกอย่างหนึ่งว่า ผลิตภัณฑ์ยั่งยืน (Sustainable Product) ทั้งนี้เพราะว่า ผลิตภัณฑ์ที่สามารถรีไซเคิลได้ นำกลับไปผลิตใหม่ได้ หรือสามารถนำไปใช้ประโยชน์ซ้ำได้หลายรอบจะช่วยลดการผันทรัพยากรใหม่ (Virgin Resources) จากธรรมชาติเข้าสู่ระบบอุตสาหกรรม ช่วยลดความเข้มข้นของวัสดุที่ไหลเวียนอยู่ในระบบอุตสาหกรรม และที่สำคัญที่สุดคือช่วยลดปริมาณของเสียในสายธารของเสียให้น้อยลงได้ ซึ่งนั่นก็หมายถึงระบบอุตสาหกรรมที่ยั่งยืนขึ้น นั่นเอง

บทนิยามเกี่ยวกับผลิตภัณฑ์สีเขียวและผลิตภัณฑ์ยั่งยืนที่อธิบายมาข้างต้นได้สะท้อนให้เห็นให้เห็นว่า ความยั่งยืนของระบบอุตสาหกรรมส่วนหนึ่งต้องเริ่มมาจากการออกแบบและพัฒนาผลิตภัณฑ์ การออกแบบช่วยให้ผู้ผลิตสามารถกำหนดคุณลักษณะและวงจรของผลิตภัณฑ์ที่เอื้อต่อการพิทักษ์สิ่งแวดล้อมและการพัฒนาระบบอุสาหกรรมอย่างยั่งยืน 

และที่ผ่านมาก็ได้มีการพัฒนาหลักการในการออกแบบผลิตภัณฑ์อย่างยั่งยืนขึ้นมาหลากหลายหลักการ ซึ่งสามารถสรุปออกมาได้เป็น 2 ส่วนดังนี้ สำหรับการออกแบบผลิตภัณฑ์ที่ยั่งยืนตามแนวทฤษฎีนิเวศอุตสาหกรรม นักออกแบบจะต้องให้ความสำคัญกับการกำหนดคุณลักษณะของผลิตภัณฑ์โดยคำนึงถึงวงจรการไหลวัสดุที่ประกอบอยู่ในผลิตภัณฑ์ด้วย  

ดังนั้นการออกแบบผลิตภัณฑ์ที่ยั่งยืนจะต้องรวมเอาแนวคิดเรื่อง การออกแบบวงจรผลิตภัณฑ์ (Life Cycle Design) เข้าไปพิจารณาด้วย ซึ่งหัวใจสำคัญของการออกแบบวงจรผลิตภัณฑ์ที่ยั่งยืนก็คือการวางแผนให้วิถีการไหลของผลิตภัณฑ์มีความเป็นวัฏจักรมากที่สุดตั้งแต่ขั้นตอนการออกแบบ โดยอาศัยหลักการของการ 13 ประการ ดังนี้

1. การบรรลุขีดความสามารถด้านสิ่งแวดล้อม ต้นแบบผลิตภัณฑ์ใหม่ต้องสนับสนุนการพัฒนาขีดความสามารถด้านสิ่งแวดล้อมตลอดวงจรผลิตภัณฑ์ เช่น กรรมวิธีในการผลิตให้ได้ผลิตภัณฑ์ตามต้นแบบ ต้องใช้พลังงานน้อยกว่าหรือประหยัดกว่า และก่อให้เกิดของเสียน้อยกว่า โอกาสในการกู้คืนวัสดุหลังจากเลิกใช้ต้องอยู่ในอัตราที่สูง หรือถ้าหากจำเป็นต้องทำลาย ต้นทุนพลังงานในการทำลายผลิตภัณฑ์นั้น ๆ ต้องต่ำที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ เป็นต้น

2. การประหยัดทรัพยากร ต้นแบบของผลิตภัณฑ์ใหม่ต้องใช้วัสดุน้อยกว่า ใช้พลังงานในการผลิตน้อยกว่า หรือต้องการพลังงานระหว่างการใช้งานน้อยกว่า เป็นต้น 

3. การใช้วัสดุหมุนเวียน และวัสดุที่มีอยู่อย่างเพียงพอ ต้นแบบของผลิตภัณฑ์ยั่งยืนควรเน้นการใช้วัสดุหมุนเวียนแทนวัสดุสิ้นเปลืองหรือใช้วัสดุที่สามารถหาได้ในท้องถิ่นอย่างเพียงพอเพื่อประหยัดพลังงานในการขนส่ง 

4. การเพิ่มความคงทนถาวรของผลิตภัณฑ์ การพัฒนาผลิตภัณฑ์ยั่งยืนควรเน้นที่ความคงทนถาวรเพื่อยืดอายุการใช้งาน เพื่อลดการใช้พลังงานในการผลิตทดแทน ทั้งนี้เพราะว่า ผลิตภัณฑ์ที่ไม่คงทนจะมีอายุการใช้งานสั้น จึงจำเป็นต้องมีการผลิตทดแทนถี่ขึ้น และการผลิตที่ถี่ขึ้นทำให้สิ้นเปลืองพลังงานมากขึ้น 

5. การเพิ่มโอกาสในการนำกลับไปใช้ใหม่ หมายถึงการออกแบบผลิตภัณฑ์ให้มีลักษณะเอื้อให้เกิดการนำกลับไปใช้ซ้ำ เช่น การออกแบบให้มีความทนทาน มีสมรรถนะสูง และมีอายุการใช้งานยาวนาน มักจะถูกนำมาใช้หมุนเวียนใช้ซ้ำได้หลายรอบ ยกตัวอย่าง รถยนต์สมรรถนะสูงบางรุ่นมีโอกาสขายต่อได้หลายทอด ซึ่งการในขายต่อหนึ่งทอดก็หมายถึงการใช้ซ้ำหนึ่งรอบ นั่นเอง

6. การเพิ่มโอกาสในการรีไซเคิล ต้นแบบผลิตภัณฑ์ใหม่จะต้องเอื้อต่อการนำไปรีไซเคิล โดยการเลือกใช้วัสดุที่สามารถรีไซเคิลได้ หรือการออกแบบให้สามารถแยกวัสดุที่รีไซเคิลได้และวัสดุที่รีไซเคิลไม่ได้ออกจากกันได้ง่าย เป็นต้น

7. การเพิ่มความสะดวกในการแยกชิ้นส่วน การออกแบบผลิตภัณฑ์เพื่อความยั่งยืนควรมุ่งเน้นความสะดวกในการแยกชิ้นส่วน เพราะจะช่วยเพิ่มความสะดวกในการซ่อมแซม อัพเกรด และการรีไซเคิล ซึ่งจะช่วยยืดอายุการใช้งานของผลิตภัณฑ์ให้ยาวนานขึ้น และลดการใช้วัสดุลงได้ ผลิตภัณฑ์ที่ถูกออกแบบให้สามารถแยกชิ้นส่วนได้เมื่อเกิดการชำรุดจะสามารถซ่อมแซมได้ง่าย เพียงแต่เปลี่ยนอะไหล่ชิ้นส่วนที่ชำรุดเท่านั้น  

การแยกชิ้นส่วนได้มีส่วนช่วยการหมุนเวียนวัสดุมีประสิทธิภาพสูงขึ้น เพราะชิ้นส่วนต่าง ๆ ในผลิตภัณฑ์หนึ่ง ๆ จะมีโอกาสนำกลับไปหมุนเวียนใช้ใหม่ในลักษณะที่ต่างกัน เช่น บางชิ้นส่วนอาจนำกลับไปใช้ใหม่ได้ทันที แต่บางชิ้นส่วนต้องกระบวนการรีไซเคิลเสียก่อน การแยกชิ้นส่วนจะช่วยให้เกิดการหมุนเวียนวัสดุไปในช่องทางที่เหมาะสมมากที่สุด 

8. การลดการใช้สารที่เป็นอันตราย การออกแบบผลิตภัณฑ์เพื่อความยั่งยืนควรมุ่งเน้นการลดการใช้สารหรือวัสดุที่เป็นอันตราย ไม่ว่าจะโดยการเลิกใช้ การใช้ในปริมาณที่น้อยลง หรือการใช้วัสดุทดแทนที่ปลอดภัยกว่า

9. สนับสนุนให้ใช้กระบวนการผลิตที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม ผลิตภัณฑ์ใหม่ควรถูกออกแบบให้มีคุณลักษณะที่ส่งเสริมให้เกิดกระบวนการผลิตที่สะอาด (Cleaner Production) เช่นสามารถนำไปผลิตได้ง่าย ช่วยลดการใช้พลังงานระหว่างการผลิตได้ และช่วยลดการเกิดของเสียหรือมลสารระหว่างการผลิตเป็นต้น 

10. การลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมระหว่างการบริโภค ผลิตภัณฑ์ใหม่ควรถูกออกแบบให้สามารถนำไปบริโภคได้อย่างเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมมากที่สุด โดยการปรับปรุงประสิทธิภาพเชิงนิเวศของผลิตภัณฑ์ให้สูงขึ้น เช่น ความประหยัดพลังงาน การลดการเกิดมลพิษหรือวัสดุเศษเหลือจากการบริโภคที่เป็นอันตรายต่อสิ่งแวดล้อม เป็นต้น 

11. การใช้บรรจุภัณฑ์ที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม บรรจุภัณฑ์เป็นองค์ประกอบหนึ่งของผลิตภัณฑ์ ซึ่งถูกผลิตขึ้นด้วยวัตถุประสงค์ 2 การคือ เพื่อประชาสัมพันธ์สินค้าและเพื่อถนอมสินค้า ในปัจจุปัน บรรจุภัณฑ์กำลังกลายเป็นปัญหาหลักอย่างหนึ่งของการออกแบบผลิตภัณฑ์ที่ยั่งยืน เพราะบรรจุภัณฑ์ส่วนใหญ่จะกลายเป็นวัสดุเศษเหลือหลังจากการบริโภค และมักจะถูกทิ้งกระจัดกระจายมากที่สุด 

ในขยะจากชุมชนจะพบเศษบรรจุภัณฑ์ของผลิตภัณฑ์ต่าง ๆ ปะปนอยู่มากที่สุด โดยเฉพาะหีบห่อที่ทำจากแก้ว พลาสติก และกระดาษ เศษวัสดุเหล่านี้ส่วนใหญ่จะถูกนำไปเผาทำลายหรือฝังกลบมากกว่าการหมุนเวียนไปใช้ใหม่ ดังนั้น ออกแบบผลิตภัณฑ์ที่ยั่งยืนจึงควรมุ่งเน้นให้เกิดการใช้บรรจุภัณฑ์ในลักษณะที่หมุนเวียนมากขึ้น เช่น บรรจุภัณฑ์ที่คืนได้ (Take Back) หรือ บรรจุภัณฑ์สำหรับการเติมใหม่ (Refill) เป็นต้น

12. สนับสนุนให้ใช้กรรมวิธีกำจัดอย่างปลอดภัย โดยธรรมชาติของผลิตภัณฑ์บางชนิด เมื่อผ่านการบริโภคแล้วจะยากต่อการนำกลับไปรีไซเคิลใหม่ เช่น สารซักล้าง สารกำจัดแมลง ผลิตภัณฑ์เหล่านี้ควรถูกออกแบบให้สามารถย่อย หรือบำบัดได้ด้วยกรรมวิธีที่ปลอดภัย เช่น การใช้วัสดุที่สามารถย่อยสลายได้โดยกระบวนการทางชีวภาพ เป็นต้น 

13. สนับสนุนให้เกิดโครงข่ายลอจิสติกส์ที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม ในระบบอุตสาหกรรม การขนส่งและการถ่ายโอนสินค้าจากผู้ผลิตไปยังผู้บริโภคเป็นกิจกรรมที่สามารถก่อผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมได้มากมายหลายประการ ผลกระทบด้านสิ่งแวดล้อมหลัก ๆ จากกิจกรรมทางลอจิสติกส์ ได้แก่  

ความเข้มข้นของการพลังงานที่ต้องในการขนถ่ายและขนย้ายสินค้า และความต้องการวัสดุหีบห่อขั้นที่สอง (Secondary Packaging) สำหรับป้องกันความเสียหายที่จะเกิดกับผลิตภัณฑ์ระหว่างการขนส่ง เช่น วัสดุกันกระแทก หีบห่อกันความชื้น หรือห้องควบคุมอุณหภูมิ เป็นต้น   

ดังนั้น ถ้าสามารถออกแบบผลิตภัณฑ์ให้มีคุณสมบัติที่เอื้อต่อการขนส่งสะดวก ก็จะสามารถลดความเข้มข้นของการใช้วัสดุและพลังงานในการขนส่งลงได้ เช่น การออกแบบให้มีขนาดเล็กลงช่วยให้สามารถขนส่งผลิตภัณฑ์ได้คราวละมาก ๆ หรือการออกแบบให้เบาลงก็จะช่วยประหยัดพลังงานในการบรรทุก หรือการออกแบบให้ทนต่อการกระแทกมากขึ้น ก็จะช่วยลดความต้องการวัสดุหีบห่อพิเศษในการขนย้าย เป็นต้น

ตลอดวงจรชีวิตของผลิตภัณฑ์หนึ่ง ๆ จุดวิกฤติที่มักจะเกิดการสูญหายของวัสดุมากที่สุดก็คือ จุดที่เรียกว่า บั้นปลายผลิตภัณฑ์  (Product End-of-Life Stage) หมายถึง จุดที่ผลิตภัณฑ์ไม่สามารถที่จะตอบสนองความต้องการของผู้บริโภครายแรก (The First Consumer) ได้อีกต่อไป ไม่ว่าจะด้วย การหมดอายุ เทคโนโลยีที่ตกรุ่นลงไป หรือ จากการชำรุดเสียหาย เมื่อมาถึงจุดผลิตภัณฑ์ส่วนใหญ่จะถูกเลิกใช้และถูกทิ้งไป ก่อนจะถูกทำลายด้วยกรรมวิธีต่าง ๆ เช่น ฝังกลบ ทิ้งลงมหาสมุทร หรือ เผาทำลาย

การทิ้งโดยไม่มีการหมุนเวียนมาใช้ใหม่ทำให้มีวัสดุจำนวนมากสะสมอยู่ในสายธารของเสีย และทยอยหายไปจากระบบอุตสาหกรรมอย่างต่อเนื่อง ด้วยเหตุที่วัสดุมีการสูญหายมากในช่วงบั้นปลายผลิตภัณฑ์ ดังนั้นแนวทางการออกแบบวงจรผลิตภัณฑ์การในปัจจุบันจึงให้ความสำคัญกับช่วงบั้นปลายผลิตภัณฑ์เป็นพิเศษ และนำไปสู่การพัฒนาหลักการ การออกแบบบั้นปลายผลิตภัณฑ์ (End-of-Life Design) ขึ้นมา

รูปที่ 1 รูปแบบวงจรผลิตภัณฑ์ และทางเลือกในการออกแบบบั้นปลายผลิตภัณฑ์

การออกแบบบั้นปลายผลิตภัณฑ์ เป็นงานด้านการออกแบบผลิตภัณฑ์โดยคำนึงถึงกระบวนการที่วัสดุหรือผลิตภัณฑ์จะถูกส่งต่อไป ภายหลังจากไม่สามารถตอบสนองความต้องการของผู้บริโภครายแรกได้  ซึ่งโดยทั่วไปปลายทางของผลิตภัณฑ์ที่ไม่สามารถตอบสนองความต้องการของผู้บริโภครายแรกได้อีกต่อไปแล้ว มีด้วยกัน 3 เส้นทางหลัก ได้แก่

1. การกู้คืนผลิตภัณฑ์ (Product Recovery) สำหรับผลิตภัณฑ์ที่ยงคงสภาพดี สามารถรถใช้งานได้ แต่ขีดความสามารถเชิงฟังก์ชันเสื่อมถอยลงจนไม่สามารถตอบสนองผู้บริโภครายแรกได้อีก ผลิตภัณฑ์เหล่านี้สามารถที่จะถูกนำกลับไปใช้ใหม่ได้ในหลายแนวทาง เช่น การซ่อมแซมเพื่อฟื้นฟูฟังก์ชัน การอัพเกรดเพื่อตอบสนองความต้องการของผู้บริโภคที่เปลี่ยนแปลงไป การจำหน่ายต่อในรูปสินค้ามือสอง หรือ การนำกลับไปผลิตใหม่ในโรงงาน

ในการออกแบบผลิตภัณฑ์สามารถกู้คืนได้ในช่วงบั้นปลาย ทีมงานออกแบบและพัฒนาผลิตภัณฑ์จะต้องพยายามกำหนดคุณสมบัติของผลิตภัณฑ์ให้มีโอกาสที่จะถูกนำกลับมาใช้ใหม่ได้มากที่สุด  โดยกลยุทธ์การออกแบบที่สามารถนำมาใช้ได้ในกรณีนี้ ได้แก่ 

* การออกแบบเพื่อให้ใช้ใหม่ได้ (Design for Reusability) หมายถึง การออกแบบโดยมุ่งที่จะทำให้เกิดการนำผลิตภัณฑ์ที่ถูกเลิกใช้แล้วกลับไปใช้ซ้ำหลาย ๆ รอบได้ โดยกรณีที่จะเรียกเป็นการนำกลับไปใช้ใหม่ ก็คือ ผลิตภัณฑ์ต้องยังคงลักษณะตามแบบดังเดิม (Original Design) แต่ถูกเลิกใช้เนื่องจากไม่สามารถตอบสนองความต้องการของผู้ใช้ได้ เช่น มีสภาพที่โทรมลง หรือไม่ทันสมัย เป็นต้น แต่ผลิตภัณฑ์นั้น ยังสามารถที่จะตอบสนองความต้องการของผู้ใช้รายอื่นได้ อย่างเช่นกรณีของผลิตภัณฑ์มือสอง ทั่ว ๆ ไป เป็นต้น         

การออกแบบบั้นปลายผลิตภัณฑ์เพื่อเพื่อให้ใช้ใหม่ได้ นอกจากจะอาศัยการออกแบบวงจรผลิตภัณฑ์แล้ว บางครั้งอาจต้องอาศัยกิจกรรมด้านการตลาดและการบริการร่วมด้วย เช่น การสร้างตลาดมือสองขึ้นมารองรับ และการใช้นโยบายซื้อคืน เพื่อนำกลับไปจำหน่ายเป็นสินค้ามือสอง เป็นต้น

* การออกแบบเพื่อขยายอายุการใช้งาน (Design for Extension of Useful Lifetime) หมายถึง การออกแบบบั้นปลายผลิตภัณฑ์ โดยมุ่งเน้นให้ผลิตภัณฑ์ขยายอายุการใช้งานออกไปได้ภายหลังจากผ่านการใช้งานจนหมดอายุ ซึ่งการขยายอายุการใช้งานอาจทำได้โดย การซ่อมบำรุง การเปลี่ยนอะไหล่ หรือโดยการอัพเกรด เป็นต้น         

ดังนั้น จึงมีการจำแนกแนวคิดการออกแบบบั้นปลายผลิตภัณฑ์เพื่อขยายอายุการใช้งานออกเป็นแนวคิดที่จำเพาะลงไปอีก เช่น การออกแบบเพื่อให้ซ่อมได้ (Design for Maintainability) และการออกแบบเพื่อให้อัพเกรดได้ (Design for Upgradeability) เป็นต้น

* การออกแบบเพื่อให้สามารถนำไปผลิตใหม่ได้ (Design for Remanufacturing) หมายถึง การออกแบบผลิตภัณฑ์ให้สามารถแยกชิ้นส่วนกลับไปผลิตใหม่ หรือประกอบเป็นเครื่องใหม่ได้ โดยคุณลักษณะของผลิตภัณฑ์จะต้องเอื้อให้เกิดการแยกชิ้นส่วนที่ใช้ประโยชน์ได้หลายรอบออกจากชิ้นส่วนอื่น ๆ ได้ง่าย และเกิดการรวบรวมชิ้นส่วนที่ต้องการจำนวนมาก ๆ กลับไปยังสถานที่ผลิตใหม่                

เพื่อนำชิ้นส่วนจากผลิตภัณฑ์ที่หมดอายุการใช้งานแล้วไปใช้ในการผลิตเป็นผลิตภัณฑ์ใหม่ เช่น การรวบรวมมอเตอร์จากพัดลมเก่ากลับสู่โรงงานผลิต เพื่อใช้ในการผลิตพัดลมตัวใหม่ หรือการรวบรวมขวดน้ำอัดลมกลับไปบรรจุใหม่ เป็นต้น

2. การกู้คืนวัสดุ (Material Recovery) เป็นปลายทางสำหรับผลิตภัณฑ์ที่ถูกใช้งานจนไม่สามารถนำกลับไปใช้ใหม่ได้อีก แต่สามารถที่จะนำไปใช้เป็นวัตถุดิบสำหรับการรีไซเคิลได้ แนวทางการออกแบบเพื่อการกู้คืนวัสดุจะเป็นไปใน 2 ลักษณะ คือ 

* การออกแบบเพื่อการรีไซเคิลโดยไม่แยกชิ้นส่วน (Recycle without Disassembly) หมายถึง การนำผลรีไซเคิลผลิตภัณฑ์เก่าทั้งมวลโดยไม่มีการแยกชิ้นส่วนก่อน แต่จะทำการแยกชนิดของวัสดุระหว่างกระบวนการรีไซเคิลแทน เช่น การนำเครื่องเล่นวิทยุสเตอริโอไปรีไซเคิลทั้งชุด 

โดยเริ่มจากการบดย่อยรวมกันให้เป็นชิ้นเล็กชิ้นน้อย และค่อยแยกชนิดวัสดุออกจากกันด้วยกรรมวิธีเชิงกลหรือทางเคมี เช่น แยกวัสดุที่เป็นโลหะแม่เหล็ก แยกชนิดพลาสติกโดยการหลอมเหลวที่อุณหภูมิที่ต่างกัน หรือการแยกโลหะหนักด้วยกรรมวิธีการถลุงโลหะเช่นเดียวกับการถลุงจากสินแร่เป็นต้น

* การออกแบบเพื่อการรีไซเคิลโดยมีการแยกชิ้นส่วน (Recycle with Disassembly) หมายถึง การรีไซเคิลที่มีการแยกชิ้นส่วนก่อน ซึ่งเป็นแนวทางในการรีไซเคิลที่มีประสิทธิภาพสูงกว่าการรีไซเคิลแบบไม่แยกชิ้นส่วน เพราะการแยกชิ้นส่วนก่อนจะช่วยให้สามารถแยกแยะหมวดหมู่วัสดุก่อนการรีไซเคิล ทำให้วัสดุผลลัพธ์ที่ได้มีความบริสุทธิ์สูง และยังประหยัดพลังงานในการรีไซเคิล ด้วย

3. การกำจัด (Disposal) เป็นทางเลือกสุดท้ายสำหรับการออกแบบบั้นปลายผลิตภัณฑ์ ซึ่งหมายถึงการนำผลิตภัณฑ์หรือองค์ประกอบของผลิตภัณฑ์ที่สิ้นอายุการใช้งานแล้วและไม่สามารถหมุนเวียนกลับไปใช้ได้อีกไม่ว่าจะด้วยเหตุผลใดก็ตาม วัสดุเหล่านั้นจะต้องถูกกำจัดทิ้งด้วยกรรมวิธีที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมมากที่สุด ซึ่งโดยทั่วไป การกำจัดจะเป็นทางเลือกสุดท้ายสำหรับการวางแผนบั้นปลายผลิตภัณฑ์

คอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล (Personal Computer) จัดเป็นเครื่องใช้สมัยใหม่ที่มีอัตราการบริโภคขยายตัวเพิ่มมากขึ้นเรื่อย ๆ ทั้งในภาคธุรกิจและการบริโภคในครัวเรือน และด้วยการที่เทคโนโลยีของคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลมีการพัฒนาเร็วมากหรือที่เรียกว่า มีวงรอบเทคโนโลยีสั้น ทำให้คอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลมีวงจรชีวิตที่สั้น ภายในเวลาเพียง 2-3 ปีก็จะตกรุ่นและไม่สามารถตอบสนองความต้องการใหม่ ๆ ของผู้ใช้ได้ นั่นทำให้มีปริมาณคอมพิวเตอร์ที่ถูกเลิกใช้อย่างถาวรเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว   

มีรายงานฉบับหนึ่งที่นำเสนอในปี ค.ศ. 1991 โดยสถาบันคาเนกีเมลอน คาดการณ์ว่าในปี ค.ศ. 2005 จะมีเครื่องคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลในสหรัฐ ฯ ประมาณ 148 ล้านเครื่องถูกปลดระวาง ซึ่งหมายความว่าจะมีวัสดุส่วนหนึ่งกระจุกตัวอยู่กับซากคอมพิวเตอร์เหล่านี้โดยเปล่าประโยชน์ระหว่างที่รอการนำไปแปรสภาพ   

และหลายฝ่ายเป็นกังวลว่า ถ้าหากซากคอมพิวเตอร์เหล่านั้นถูกนำไปทำลายโดยการเผาหรือฝังกลบ วัสดุจำนวนมหาศาลก็จะหายไปจากระบบอุตสาหกรรมโดยปริยาย เพื่อรับมือกับปัญหานี้ผู้คอมพิวเตอร์จะต้องแสดงความรับผิดชอบในการสร้างหลักประกันว่า วัสดุต่าง ๆ ที่ใช้ในการผลิตคอมพิวเตอร์จะถูกต้องนำกลับมาใช้ใหม่ และนั้นก็ต้องพึ่งพาเทคนิคการออกแบบวงจรผลิตภัณฑ์และการวางแผนบั้นปลายผลิตภัณฑ์อย่างเป็นระบบ 

การออกแบบเพื่อแยกชิ้นส่วน (Design for Disassembly) เป็นกลยุทธ์การออกแบบวงจรผลิตภัณฑ์และการวางแผนบั้นปลายผลิตภัณฑ์ที่ถูกนำมาใช้ในการออกแบบระบบคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลสมัยใหม่ ดังจะเห็นว่า ภายในเครื่องคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลสมัยใหม่จะประกอบไปด้วยระบบอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่แยกหน้าที่ชัดเจน    

อุปกรณ์แต่ละชิ้นจะทำหน้าที่โมดูลระบบย่อย (Modular Sub-system) เช่น ไมโครโปรเซสเซอร์ทำหน้าที่เป็นระบบประมวลผลส่วนกลาง กราฟิกการ์ดทำหน้าที่เป็นระบบประมวลผลภาพ และเมนบอร์ดทำหน้าที่เป็นศูนย์รวมของระบบบัสหรือชุมทางการรับ-ส่งข้อมูลระหว่างหน่วยต่าง ๆ เป็นต้น     

การที่ระบบย่อยถูกแยกส่วนกันชัดเจนในทางกายภาพช่วยให้คอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลเป็นระบบที่สามารถปรับเปลี่ยนได้ (Customizable) ตามความต้องการของผู้ใช้ โดยขีดความสามารถโดยรวมของระบบจะขึ้นอยู่กับความสามารถของระบบย่อย นอกจากนั้น การแยกชิ้นส่วนยังช่วยให้คอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลเป็นระบบที่สามารถต่ออายุการใช้งานได้โดยการอัพเกรด 

ด้วยการออกแบบเพื่อแยกชิ้นส่วนยังเป็นประโยชน์ต่อการวางแผนบั้นปลายผลิตภัณฑ์คอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล ดังรูปที่ 2  จะเห็นว่า การออกแบบเพื่อการแยกสิ้นส่วน ช่วยให้ชิ้นส่วนต่าง ๆ ของซากคอมพิวเตอร์ถูกแยกจากกัน และมีการแยกแยะหมวดหมู่ตามชนิดวัสดุ ก่อนนำเข้าสู่กระบวนการแปรสภาพเพื่อการหมุนเวียนวัสดุกลับไปใช้ใหม่ตามกรรมวิธีที่จำเพาะ เช่น ชิป (Chip) หน่วยความจำสามารถที่จะนำไปใช้เป็นส่วนประกอบในการผลิตอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์อื่น ๆ ได้ เช่น ปริ๊นเตอร์ หรือ เครื่องถ่ายเอกสาร เป็นต้น

ส่วนมอนิเตอร์ CRT ก็ถูกนำไปแยกชิ้นส่วนและรีไซเคิลในโรงงานรีไซเคิลด้วยระบบเดียวกับการรีไซเคิลเครื่องรับโทรทัศน์ ผลจากการออกแบบวงจรผลิตภัณฑ์และการวางแผนบั้นปลายผลิตภัณฑ์อย่างรัดกุม ทำให้ในปัจจุบันหมุนเวียนวัสดุในอุตสาหกรรมคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลมีอัตราสูงขึ้นจากเดิมมาก ดังข้อมูลเชิงประมาณการในตารางที่ 1

รูปที่ 2 ทางเลือกในการออกแบบบั้นปลายผลิตภัณฑ์คอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล

ตารางที่ 1  การประมาณอัตราการหมุนเวียนวัสดุจากคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลเทียบระหว่าง คอมพิวเตอร์ตามดีไซน์เดิม และดีไซน์ใหม่

จากที่อธิบายมาข้างต้นจะเห็นได้ว่า แนวทฤษฎีนิเวศอุตสาหกรรมได้ให้กรอบแนวคิดที่ชัดเจนแก่นักออกแบบ เกี่ยวกับการออกแบบผลิตภัณฑ์ที่ยั่งยืน ที่สามารถตอบสนองได้ทั้งความต้องการของผู้บริโภค และยังช่วยให้เกิดการหมุนเวียนวัสดุอย่างเป็นวงจรด้วย ซึ่งถือว่าเป็นการพิทักษ์สิ่งแวดล้อมอีกทางหนึ่ง

การออกแบบและวางแผนผลิตภัณฑ์อย่างเหมาะสมจะสามารถช่วยให้การนำกลับไปใช้ใหม่ ผลิตใหม่ หรือการรีไซเคิลทำได้ง่ายขึ้นและมีประสิทธิภาพสูงขึ้น วัสดุถูกหมุนเวียนใช้มากขึ้น มีของเสียสะสมในสายธารของเสียน้อยลง และช่วยลดพื้นที่สำหรับการฝังกลบ ลดต้นทุนในการบำบัด และลดพลังงานในการจัดการของเสียได้มาก

ดังนั้น การออกแบบและวางแผนผลิตภัณฑ์จึงถือเป็นงานที่สำคัญอย่างหนึ่งในการสร้างระบบอุตสาหกรรมที่ยั่งยืน บุคลากรที่เกี่ยวข้องกับการออกแบบ วิจัยและพัฒนาผลิตภัณฑ์ในยุคปัจจุบันจึงจำเป็นต้องมีความรอบรู้ในหลักการต่าง ๆ ที่เกี่ยวข้องกับการออกแบบผลิตภัณฑ์ที่ยั่งยืน ซึ่งก็รวมถึง ความเข้าใจในหลักทฤษฎีนิเวศอุตสาหกรรมด้วย

* Catherine MR, Ishii K and Stevels A (2002) Influencing design to improve product End-of-Life stage. Research in Engineering design 13: 83-93
* Hundal M (2000) Design for recycling and remanufacturing. Proceeding of International Design Conference–DESIGN 2000, Dubrovnik.
* Kobayashi H (2005) Strategic evolution of eco-products: a product life cycle planning methodology. Research in Engineering design 16: 1-16
* Lee CH, Chang SL, Wang KM and Wen LC (2000) Management of scrap computer recycling in Taiwan. J. Hazard. Material A73: 209-220
* O’Rourke D, Connelly L and Koshland CP (1996) Industrial Ecology: a critical review. Int. J. Environment and Pollution 6(2): 98-112
* O’Shea MA (2002) Design for Environment in conceptual product design – a decision model to reflect environmental issues of all life-cycle phases. J. Sust. Product Design 2: 11-28
* Torres F, Gil P, Puente ST, Pomares J and Aracil R (2004) Automatic PC disassembly for component recovery. Int. J. Manuf. Technol. 23: 39-46
* Wang X, Qin Y, Chen M and Wang CT (2005) End-of-Life vehicle recycling based on disassembly. J. Cent. South Univ. Technol. 12:153-156
* Weaver PM, Gabel HL, Bloemhof-Ruwaard JM and van Wassenhove LN (1997) Optimizing environmental product life cycle–a case study of the European pulp and paper sector. Environ. Resource Econ 9:1999-224