Under studien har det framkommit information som inte har kunnat hanterats inom tidsramen för studien men som har ansetts vara viktigt att dokumentera. För att göra en komplett överlämning till förstudie så har denna information sammanställts i Appendix B. Nedan följer en sammanfattning:
1. Ventilation av tornet – Då fukt och temperaturvariationer är ett stort problemområde anses det vara av värde att undersöka möjligheten till
ventilation. För att spara energi skulle varmluft från närliggande maskinhallar kunna användas.
2. Luckans kontrollsystem – Ett övergripande arbete för att styrning av öppning/stängning, när det tillåts och hur det initieras. Om nämnda kontrollsystem skulle fallera behövs en manuell nödöppning.
3. Underhåll av luckan – Önskemål om att ha ett system som ger en indikation av vart ett potentiellt fel sitter. Detta för en förenklad felsökningsprocedur.
4. Eliminering av inre utloppslucka – Möjlighet att helt kunna utesluta en inre utloppslucka vilket varit ett problemområde. Om den inte kan uteslutas så föreslås det att en ny sorts inloppslucka konstrueras då den gamla visat sig vara bristfällig i sin funktion.
5. Verifiering och uppföljning av kostnader – Värden och kostnader erhållna i studien är baserade på uppskattningar och generaliseringar. Därför föreslås att dessa verifieras med faktiska siffror under förstudien. Vidare rekommenderas det att underhållsdata dokumenteras för att differentiera problemområden och skapa ett brett beslutsunderlag.
Luckans kontrollsystem och en eventuell eliminering av den inre utloppsluckan anses ligga inom det område som kommer att behandlas i förstudien, oavsett om det nämns i denna rapport eller inte. Studiens inställning har varit att ta in och dokumentera
relevant information från intervjuer som legat utanför studiens omfattning. Detta för att förstudien ska kunna genomföras med en bredare kunskapsgrund. Därmed så har det ansetts viktigt att även lyfta denna information för att underlätta arbetet med
förstudien.
Att ha ett system som skulle underlätta felsökning och därmed minska tidsåtgången vid avhjälpande underhåll lämnades i form av ett önskemål från servicetekniker. Detta önskemål anses vara värt att vidare undersöka. Först och främst om möjlighet finns till genomförande och sedan för att utforska den eventuella vinsten.
Att ha ventilation i tornet skulle ytterligare hjälpa strukturen att bibehålla sin funktion och uppfylla sin livslängd. Möjligheten till detta framkom första gången i intervju med Ronny Andersson, forskningschef på Cementa. Han nämnde att skulle man ha möjlighet att torka ut tornet efter drift skulle det vara väldigt hjälpsamt gentemot betongen och för att styra den så kunde fuktindikatorer användas. Frågan om ventilation togs sedan
upp i efterföljande intervjuer för att vidare undersöka om det skulle vara genomförbart.
För att skapa den bästa miljön för betongen inuti tornet så hade ventilation varit önskvärt, men tas det i beaktande den energiåtgång som skulle krävas för att flytta och/eller värma den volymen av luft så blir det inte lika självklart. Ett alternativ som dök upp var möjligheten att ta den varmluft som ventileras ut från närliggande
maskinhallar och leda in den i tornet. Det skulle spara energi i uppvärmning men det skulle kräva en mekaniskt styrd ventilation.
Reflektion
Resultatet ger en tvetydig bild av luckans nytta och lönsamhet. Å ena sidan ställer sig intressenter och sakkunniga positivt till frågan om dess vara eller inte vara. Å andra sidan är tiden till återbetalning av investeringen förhållandevis lång. Den önskade återbetalningstiden har angetts som 3-4 år, vilket vida understiger den beräknade.
Vikten av verifiering för det ekonomiska argumentet kan inte överdrivas. En något mindre konstruktionskostnad för luckan, och/eller en ökning av de besparingar som kan göras som följd av luckans vara, skulle kunna innebära en omedelbar återbetalning.
En ytterligare faktor värd att nämna är underhållskostnaderna för ett torn utan lucka är i direkt omvänd korrelation till återbetalningstiden för ett torn med lucka.
Något som inte behandlats utförligt under studien är de externaliteter som kan uppstå.
Att undvika avhjälpande underhåll förhindrar en stillastående testcell, och frigör
personal till andra uppgifter. Dock gäller samma argument vid de tillfällen där luckan är i behov av underhåll, eller att luckan i sig inte öppnas. I ett komplett beslutsunderlag är det inte orimligt att anta att externaliteter kan vara avgörande.
Under tiden som arbetet har fortlöpt har vi märkt en markant skillnad mellan att utföra uppgifter i skolan och att göra det för ett företag. När konceptgenereringen startade så letade vi inom flera olika branscher för att hitta inspiration till olika lösningar. Det diskuterades att vi ville komma med ett brett spektrum med lösningar för att företaget skulle kunna ta ställning till vilken linje man ville gå på och därifrån ta det till förstudie.
Vi framställde 3-4st koncept som togs från skiss till CAD där vi jobbade med minimal vikt, små utstick utanför tornet och som nämnt tidigare med en bredd i konstruktionen av de olika koncepten. Det hölls ett möte med handledaren vars syfte var att
avrapportera arbetet som gjorts fram till den punkten. Mötets primära mål var att ge en förhandsvisning på koncepten, diskutera dessa och få feedback.
Under mötet så gavs kritik framförallt på funktionen av de olika koncepten.
Handledaren ansåg att vi inte hade tagit hänsyn till de egenskaper vi identifierat som allra viktigast; funktionalitet och robusthet. Frågan uppstod hur vi egentligen hade jobbat med den QFD vi hade upprättat. Kritiken var välriktad, välgrundad och
framförallt kom den i rätt tid då det fortfarande fanns möjlighet att backa några steg och se över koncepten igen. Ett internt möte hölls där vi diskuterade igenom vad som hade hänt och slutsatsen var att vi helt enkelt hade missat att objektivt bedöma våra koncept mot QFD. Det är här skillnaden mellan skola och arbetsliv gjorde sig påmind, i skolan premieras nytänkande och ofta är kursmålen utformade för att främja idéer som ligger
”utanför boxen”. Detta är såklart ett viktigt verktyg att lära sig inom produktutveckling, att tänja på gränser och tänka nytt, men i denna situation hade vi satt våra egna kreativa
koncept före vad kunden egentligen ville ha. Vi missade målet genom att inte lyssna på vad kunden sa och denna gång fanns inte utrymme för experiment.
När insikten om detta hade lagt sig så tog vi ett nytt grepp om konceptgenereringen och denna gång så fick QFD spela huvudroll. Alla funktioner koncepten innehöll kollades noga av för att uppfylla de egenskaperna.
Det vi tar med oss från detta arbete har mycket att göra med hur ett samarbete mellan uppdragsgivare och uppdragstagare måste fungera för att framställa en produkt eller tjänst som uppfyller de satta målen. För oss var det tur att vi hade ett nära samarbete med uppdragsgivaren och kunde få feedback i tid för att kunna strukturera om arbetet. I efterhand så var det en lärorik upplevelse att se koncept man har satt stolthet i att
framställa få rättmätig kritik. På ett emotionellt plan upplevde vi till en början detta som ett misslyckande och att vi kanske inte alls kan produktutveckling på det sätt som vi trodde. Att då kunna ta ett steg tillbaka, luta sig mot de verktyg vi lärt oss att använda på KTH och lita på processen var betydelsefullt. De verktyg som användes är inte något som bara ska fyllas i för att nå ett kursmål. De fungerar som grund för tolkning och utvärdering av arbetets mål och tillför en riktning att följa. Denna lärdom kommer vi ta med oss ut i arbetslivet och vi har förhoppningsvis blivit lite bättre på produktutveckling och vad det betyder.
Referenser
Litteraturlista
[1] (Hjelm, 2016) https://saabaircraftindustry.com/sv/vagar-till-ny-formaga/kundvarde/konceptmetodik/ (Hämtad 2021-03-23)
[2] By Jeff Dahl 2007-12-16, CC BY-SA 4.0,
https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=3235265
[3] “How do jet engines work?” Matthew Johnston California Aeronautical University 2020 How Do Jet Engines Work? - California Aeronautical University (calaero.edu) (Hämtad 2021-04-07)
[4] ”The history of Volvo Aero Corporation” Lars Myrén
https://web.archive.org/web/20061025011640/http://www2.volvo.com/NR/rdonlyres /7B00F4AD-6C2B-40E8-AE56-9BDF0AF5CF3C/0/VACHistory.pdf (Hämtad 2021-04-08)
[5] Pugh, Stuart. 1990. Total Design: Integrated Methods for Successful Product Engineering. Boston: Addison-Wesley Publishing Company.
[6] Axelsson, Elias; Wolme, Kerstin. 2016. Borda - Examensarbete inom produktutveckling och innovationsledning. Halmstad: Halmstad Högskola.
https://www.diva-portal.org/smash/get/diva2:1052513/FULLTEXT02
[7] Mitchell, J.G. 1990. Comparative Engine Performance Measurements. Lecture Series no.
169. Essex: AGARD.
[8] Duivis, Rob. 2016. How do we test jet engines? https://blog.klm.com/how-do-we-test-jet-engines/ (Hämtad 2021-04-16)
[9] Freuler, Richard J. 1991. An Investigation of Jet Engine Test Cell Aerodynamics by Means of Scale Model Test Studies with Comparison to Full Scale Test Results. Dissertation, The Ohio State University.
[10] Bailey, David Laurence. 1972. An analytical and experimental analysis of factors affecting exhaust system performance in sea level static jet engine test cell facilities. Monterey: Naval postgraduate school.
[11] Svensk Betong Service AB. Beständighet och livslängd.
https://www.svenskbetong.se/bygga-med-betong/bygga-med-platsgjutet/hallbart-byggande/bestandighet-och-livslangd (Hämtad 2021-03-29)
[12] McCarthy, Richard; Börtemark, Ingvar; Ljungkrantz, Christer; Peterson, Markus; Jönsson, Ulf; Strandgren, Helen; Hedlund, Hans. 2020. Revidering av Betonghandboken Material.
SBUF.
[13] Andersson, Claes. 2009. Motiverande Samtal (MI) – Styrkor och Svagheter. Växjö:
Institutionen för pedagogik/IKM Pedagogik med inriktning mot ungdoms- och missbruksvård, Växjö universitet. http://lnu.diva-portal.org/smash/record.jsf?pid=diva2:221261
Intervjuer
[1] Bo Lindahl, COOR. Projektledare, med fokus på el och höghöjdsarbeten. 2021-05-04, COOR;s platskontor i anslutning till GKN.
[2] Claes Johansson & Rickard Niklasson, COOR. Servicetekniker. 2021-03-23, konferensrum ”Royal Room”, GKN.
[3] Magnus Nykvist, HAKAB. ”Bollplank till GKN”, entreprenad. 2021-04-09, studie-kontor, GKN.
[4] Olle Kloth, GKN. Testledare. 2021-03-22, konferensrum ”Royal Room”, GKN.
[5] Ronny Andersson, Cementa. Forskning- och innovationschef, med fokus på betongens användning i samhället. 2021-04-1, via länk från Malmö.
[6] Jan-Erik Bränd, HIAK. Teknik- och akustik-ansvarig i företag som jobbar med industriella akustikproblem. 2021-05-06, via länk från Hedemora.
Uttalanden
[7] Fredrik Lundgren, GKN. Projektledare motorprovning. Diskussioner, möten och en intervju utförda mellan 2021-03-08 och 2021-06-03.
APPENDIX A –
”Sammanställning av koncept”
I detta appendix återfinnes de koncept som togs hela vägen till 3D-skiss. Varje koncept redovisas med en kort beskrivning, följt av för- och nackdelar.
Koncept 1.0
Bild 1: Luckan är utformad likt en jalusi, flera mindre paneler som är ihopkopplade med varandra gör att luckan är flexibel. Vid öppning rullas jalusi ned på sidorna av tornet och den har en lutning för att leda bort nederbörd.
Fördelar:
• Finns en liknande lösning (SAI).
• Luckan och tornet får ett minimalistiskt utseende.
Nackdelar:
• Varje panel behöver vara styvt för att klara snölast, svårt att få det att hålla.
(HIAK)
• Kostsamt att göra paneler så långa med tillräcklig hållfasthet. (HIAK)
• Mittbalk skulle behöva konstrueras i rostfritt stål, dyrt och svårt att tillgodose tillräckligt utrymme för material att expandera av värmen. (HIAK)
Koncept 1.1
Bild 2: Öppning/stängning utförs då spjällen roteras. Spjällen är ihopkopplade i
grupper om 5. I stängt läge tätar spjällen genom att ligga omlott och för att nederbörd ska ledas bort är de vinklade.
Fördelar:
• Förhållandevis små krafter för öppning och stängning.
• Vid rätt förhållanden kan funktionen vara autonom.
Nackdelar:
• Utvidgningen vid uppvärmningen gör det omöjligt (HIAK)
• Många rörliga och förhållandevis små komponenter.
Koncept 1.2
Bild 3: Tudelad lucka som viks ihop i varsin ända av tornet där den sticker ut för att inte störa flödet. Består av 2st grupper om 4st paneler som vid stängt läge har en lutning för att leda bort nederbörd.
Fördelar:
• Finns kompetens att tillgå från godsfartyg.
• Tar upp relativt lite plats vid sidan av tornet.
Nackdelar:
• Varje panel behöver vara styvt för att klara snölast, svårt att få det att hålla.
(HIAK)
• Kostsamt att göra paneler så långa och tillräcklig hållfasthet. (HIAK)
• Snö och is kan fastna mellan paneler vid öppning. (Fredrik)
Koncept 2.0
Bild 4: Lucka som består av ett tak med lutning som rullar på skenor för att öppna och stänga.
Detta är den lösning som idag finns på GKN Aerospace på Provhus 8. Lösningen sitter på inloppstornet vilket gör att det inte helt går att jämställa med avgastorn men i denna rapport får den representera den nuvarande lösningen.
Fördelar:
• Nuvarande lösning på GKN.
o Kompetens finns att tillgå.
o Historik över underhåll och kostnader.
o Beprövat koncept.
• Finns etablerade komponenter att tillgå (Demag). (Bosse) Nackdelar:
• Sektionen behöver tillåta tillräcklig luftström mellan sig och tornet för att inte skapa undertryck vid avgasflöde. (HIAK)
• Kräver stor stödsektion.
• Stort vindfång.
Koncept 2.1
Bild 5: Tudelad lucka som består av två tak med lutning som rullar på skenor för att öppna och stänga.
Fördelar:
• Liknar nuvarande lösning på GKN.
o Kompetens finns att tillgå.
o Historik över underhåll och kostnader.
o Beprövat koncept.
• Finns etablerade komponenter att tillgå (Demag). (Bosse) Nackdelar:
• Måste vara tätt mellan sektionerna. (HIAK)
• Sektionerna behöver tillåta tillräcklig luftström mellan de och tornet för att inte skapa undertryck vid avgasflöde.
Koncept 2.2
Bild 6: Tudelad lucka som består av två tak med lutning som rullar på skenor för att öppna och stänga.
Fördelar:
• Liknar nuvarande lösning på GKN.
o Kompetens finns att tillgå.
o Historik över underhåll och kostnader.
o Beprövat koncept.
• Finns etablerade komponenter att tillgå (Demag). (Bosse) Nackdelar:
• Måste vara tätt mellan sektionerna.
• Sektionerna behöver tillåta tillräcklig luftström mellan de och tornet för att inte skapa undertryck vid avgasflöde.
Koncept 2.3
Bild 7:Funktionen och rörelsen av luckan är starkt influerad av bakgavellyftar som återfinns på lastbilar. Där luckans första rörelse lyfter den av tornet och sedan roterar ned för att på så vis inte obstruera avgasflödet. Luckan är tudelad och har lutning för att leda bort nederbörd.
Fördelar:
• Finns kompetens att tillgå från bakgavellyftar.
• Vanligtvis byggda på detta sätt om inte temperaturerna är så höga. (HIAK)
• Luckan förflyttas långt ifrån avgasflödet.
Nackdelar:
• Stort vindfång vid öppning. (HIAK)
• Tung lucka och därmed stort moment. (HIAK)
Legend:
• Bo Lindahl, Projektledare på COOR. Ansvarig för höghöjdsarbeten på GKN Aerospace, har därmed varit mycket involverad i underhåll av befintlig inloppslucka TC8.
• Jan-Erik Bränd, Teknik & Akustikansvarig på HIAK. Har ansvaret för ljudisolering och bullerdämpning samt avgasflöde för testcellen.
• Magnus Nykvist, Projektledare HAKAB. Bistår GKN Aerospace i anläggnings- och byggfrågor. Har varit inblandad i testcellsprojektet från start.
• SAI. Franskt bolag som tillverkar ljudisolering och bullerdämpning för industriellt bruk.
• Fredrik Lundgren, Projektledare på GKN Aerospace. Ansvarig för
ombyggnationsprojektet av TC25 och även handledare till författarna av denna rapport.
APPENDIX B –
”Sammanställning av förslag till fortsatt arbete”
Ventilering av tornet
Under intervjun med Ronny Andersson, forsknings och innovationschef på Cementa nämnde han att det kan vara en stor potentiell ökning av livslängd om man kunde ha ventilation i tornet. Detta skulle hjälpa betongen att torka efter testkörning och då motverka slitage. Han föreslog att man kunde ha fukt- och värmeindikatorer som styrde ventileringen. Svaret kom efter att författarna ställde en fråga angående ”Hibernation mode”, alltså att man skulle försluta tornet med luckan för att på så sätt skydda det under längre perioder av inaktivitet.
Då GKN Aerospace har beslutat att tornet ska vara vattenkylt så ansågs det vara av intresse att vidare utforska detta alternativ. Frågan ställdes i efterföljande intervjuer med intressenter om det skulle vara genomförbart.
Nedan följer återberättelser av de svar som gavs:
• Jan-Erik Bränd från HIAK anser att det låter dyrt då det är en enorm volym inuti tornet som behövs torkas ut. Det kräver även att luckan är helt tät om mekanisk ventilation skall fungera. Han anser att värma bort fukten antagligen är för dyrt och energikostsamt. Han nämner dock att om man kan leda varmluft från maskinhallarna in i tornet på ett kostnadseffektivt sätt så skulle det vara värt ur livslängsperspektiv.
Förslaget om att leda varmluft från maskinhall kommer att tas upp i rapporten som ett förslag till vidare arbete då det skulle kunna både förlänga livslängd för tornet och man skulle ta hand om den varmluft som annars släpps rakt ut.
• Under intervjun med Magnus Nykvist från HAKAB svarade han att om man kan cirkulera luft i tornet då luckan är i stängt läge så är detta positivt för betongen.
Magnus nämner att tätskiktet på betongen suger åt sig fukt och behöver då kunna tillåtas att avdunsta samma fukt. Kan man då hjälpa betongen på vägen vore det bra då en fuktig betongvägg som utsätts för minusgrader och sedan snabbt värms upp kan uppvisa spjälkning.
Luckans kontrollsystem
I de intervjuer som har genomförts med operatörerna av testcellen, provningsledare och testcellsansvarig så framkom det att man inte vill märka av luckan. ”Den ska bara
funka”, alltså den ska göra det den ska, när den ska och den ska göra det varje gång. För att detta allmänna krav ska uppfyllas behövs ett kontrollsystem och styrning.
• Initieringen av öppning/stängning skall utformas på ett sådant sätt att felaktigt handhavande inte tillåts.
o Vid drift av motor tillåter systemet inte att luckan stängs.
o Vid drift av vindtunnel tillåter systemet inte att luckan stängs.
o Knapp/vred/spak har en tydlig utformning och information om vilket läge som ger öppning och stängning.
o Luckans nuvarande position öppet/stängt läge indikeras visuellt och med god läsbarhet.
o Vid handhavande av lucka tillåter inte systemet start av motor.
• Om kontrollsystemet fallerar så skall det finnas en mekanisk nödöppning som med lätthet kan öppna/stänga luckan.
För att få ett tillfredställande resultat angående kontrollsystem föreslås ett samlat grepp om alla punkter ovan. Det föreslås också att man utför detta arbete i tätt samarbete med de operatörer som kommer att använda systemet för att säkerställa en utformning som är adekvat.
Underhåll av luckan
Vid intervju av Claes och Rickard, servicetekniker på COOR lyfte de ett önskemål om att ha ett system som kan ge indikation på vart ett potentiellt problem sitter. För att
tillgodose detta önskemål föreslås det att man undersöker om detta är genomförbart på ett sätt som ger ett värdefullt tillskott i underhållsarbetet.
Eliminering av inre utloppslucka
Vid flertalet intervjuer har den nuvarande inre utloppsluckan som sitter i testcellen pekats ut som ett stort problem. Till stor del då luckan inte klarar av de
temperaturskillnader som finns och blir därför deformerad och går då inte att stänga.
En lucka på taket skulle potentiellt kunna eliminera behovet av en inre utloppslucka.
Dock uppstår ett problem då inre utloppsluckans syfte är att tillåta testcellen att värmas upp då jobb ska utföras där (uppsättning, nedtagning och justeringar). Om denna lucka inte finns så behöver man teoretiskt sett värma upp cellen och hela avgastornets volym för att få önskad arbetstemperatur. I testcell 8 är det en jalusi monterat som inre utloppslucka och enligt Claes och Rickard har detta fungerat bra.
Därmed föreslås det att man undersöker möjligheten att eliminera en inre utloppslucka helt och om detta anses vara icke önskvärt ta fram ett funktionellt alternativ till lucka.
Verifiering och uppföljning av kostnader
Kalkylen i konceptstudien är baserad på uppskattningar och generaliseringar från uttalanden och relevant data. De värden som kalkylen har producerat syftar till att ge en storleksordning på förväntade kostnader. I det fortsatta arbetet under förstudien
behöver kalkylen verifieras med offerter, kostnadsförslag och/eller utökade analyser.
En svårighet med att uppskatta kostnader för underhåll har varit att den fakturerade tiden för underhåll rapporteras endast på provhuset. Vilket leder till att det inte går att särskilja hur mycket underhåll som utförs på specifika områden. Här föreslås det att man löpande dokumenterar:
• Vad man gör.
• När man gör det.
• När man gör det.