2.7 Konstruktion
3.1.1 FMEA (Feleffektsanalys)
Processmässiga feleffektsanalyser genomfördes inför och under varje fas under examensarbetets gång. På så vis hölls en lägre risk för att arbetet skulle bli för brett, riskera att inte bli klart i tid,
minimera risk för omarbete. Utöver dessa gjordes även FMEA:dokument för att utvärdera koncept och konstruktionsmässiga lösningar. Dessa representeras under Bilaga 3
De risker som identifierades initialt vid projektplaneringen, se Bilaga 3.1, var att projektet skulle bli för stort och således kunna riskera att inte bli färdigt i tid samt att projektet skulle ta för mycket tid i anspråk och rapporten därmed skulle bli försenad. Förslag på åtgärder för riskerna var att avgränsa projektet hårdare och således kunna fokusera mer på metod och hur examensarbetet skall
genomföras för att få ihop ett bättre examinerande material.
Under konceptgenereringsfasen, se Bilaga 3.2, identifierades fel som att inte tillräckligt många koncept kunde genereras fram samt att allt för mycket skulle behövas göras om. Dessa punkter undveks i största mån genom att ta hjälp av kollegor hos uppdragsgivaren samt andra innovationsteknik- och designstudenter och på så sätt generera fler koncept samt att tillse att dessa uppfyller
kravspecifikationen.
Vid konstruktionsfasen, se Bilaga 3.3 sågs de största problemen vid datorprogram samt handhavande av dessa. Lösningar blev att arbeta framtungt för att ha tillgång till licenser samt att lägga mer tid i programmen, skulle dessa metoder inte fungera fullt ut skulle befintliga CAD och enkla beräkningar för hand användas.
3.1.2 Tidsplan och Gantt
Tidsplanen hölls fram till konceptvalet, där visst merarbete krävdes för att ta ett bra beslut angående vilket koncept som skulle väljas till nästa fas. Merarbetet var olika former av riskanalyser av nuläget med de metoder som tillämpas idag. Även risker med de olika koncepten och hur de skulle fungera i produktionen var agendor för vissa möten.
Mötena i sig skapade viss försening på grund av att vissa nyckelpersoner var tvungna att medverka och således sköt konceptvalsprocessen framåt nästan tre veckor totalt. Slutligt Gantt ses i bilaga 1.1.
22
3.1.3 Veckoplanerare
Veckoplaneraren användes främst för att tillse att tiden som lades ned på projekt och rapport var i linje med kursPM. Dokumentet användes även för att planera in vad som skulle genomföras under veckan och vad som faktiskt gjorts.
3.2 Förstudie 3.2.1 Litteraturstudie
Litteraturstudie inom Lean och 5s. Här användes Prevents Effektivare med 5s-metoden, Lean av Lars Sörqvist samt Lyckas med 5s skriven av Oskar Olofsson. Ergonomiska delen gjordes studie i Boghard et als bok Arbete och teknik på människans villkor. Resultatet av litteraturen användes i bland annat konceptvalet.
I Prevents Effektivare med 5s-metoden beskrivs under kapitlet Städa och rengör vikten av att komma överens om en gemensam städnivå och en standardiserad metod för hur denna skall genomföras, Prevent (2015). Ett städschema med tillhörande checklista för vad som skall städas skall även finnas.
Anledningen till detta är att det ska gå enklare att identifiera fel och avvikelser, Prevent (2015).
För att få en design som uppfyller ökade krav för användning och underhåll kan det krävas att man ger avkall på olika andra faktorer såsom komplexitet, materialval eller pris, Johannesson et al. (2013). En enklare och mer standardiserad konstruktion är därmed lättare att underhålla och använda både vad gäller ergonomiska aspekter Boghard et al, (2015) och standardiseringsmetoder, Sörqvist (2013).
Sörqvist (2004) beskriver även att en förkortad ledtid skapar mer värde i produktionen. Att således förkorta vissa processer och/eller förflytta en del av arbetet till en annan enhet som har
spetskompetens är således en bättre modell för att skapa en högre tidsutnyttjning, Sörqvist (2013). En nackdel som även berörs med att jobba på detta sätt är att det blir mer resurskrävande, i dessa fall gäller det att se till slutliga värdet av att införa den tänkta processen, Sörqvist (2013).
Däremot tas detta upp av Bergman och Klefsjö (2002) att priset på förändringen blir som lägst för att erhålla en högre kvalité, i projektets och Volvo CE:s fall färre läckage, är att göra åtgärderna så tidigt som möjligt i design och produktionsprocessen.
3.2.2 Användaranalys rengöring samt handhavande
Bildserie 8 till 13 är resultatet av hur en rengöring gick till vid en ventilmonteringsstation. Figur 8 visar den smutsiga fixturen från ovan. Vid bild 9 appliceras vanligt hushållsrengöringsmedel med
sprutflaska, och skrubbas loss med hjälp av diskborste på figur 10. Figur 11 visar hur fixturen torkas av med engångshandduk. Figur 12 visar en använd handduk och alla färgflagor som sitter på denna. Figur 13 visar en fixtur som anses vara rengjord till fullgott resultat.
Rengöringen genomförs en gång per dag, och tar cirka 4-5 minuter att fullborda med ovannämnda moment.
23
Figur 9 fixtur sedd ovanifrån.
Figur 10 Hushållsrengöringsmedel appliceras på fixtur för att lösgöra smuts, exempelvis olja och färgflagor.
24
Figur 11 Diskborste används för att lösgöra smutsen på fixturen
25
Figur 12 Fixtur torkas rent med handduk
Figur 13 Bild på den använda handduken
26
Figur 14 Rengjord fixtur med tydligt synliga färgflagor kvar.
De smutsiga ytorna var aldrig i direkt kontakt med de öppna portarna eller nipplar vilket observerades under användaranalysen av fixturen som såg ut enligt figurserie 15 till 18. Figur 15 visar hur ett ackumulatorventilblock lagts i sin fixtur och bortplockning av plugg sker, plugg är ett skydd som skyddar frästa hål och gängor samt innanmäte i blocket mot kontaminering av smuts under transport fram till montering. Figur16 visar hur rätt moment dras med dragare. Här följs instruktioner som anges på skärm för att inte fel nipplar dras med fel moment. Samtliga moment loggas även för att samla statistiska data. Figur17 visar hur ackumulatorer skruvas till blocket för hand för att sedan dras åt med kraftigt moment på 200Nm, figur 18.
27
Figur 15 pluggar avlägsnas ventilen
Figur 16 Nipplar dras åt med rätt moment med hjälp av datorstyrd tryckluftsdragare.
28
Figur 17 Ackumulatorer skruvas på.
Figur 18 Ackumulatorer dras åt med hjälp av lång momentnyckel.
29
3.2.3 Riskanalyser av rengöringsmetod samt handhavande
De risker som identifierades vid nulägesanalysen och fick högst poäng under användaranalysen och rengöringsprocessen var att fixturen är smutsig, inte går att rengöra och att metod för rengöring inte finns. Lösning på dessa var att en möjlighet tillrengöring ska finnas samt att eventuellt hitta en ny rengöringsmetod – exempelvis genom att använda en tvättmaskin. På mötet diskuterades även dessa punkter där några viktades om och omformulerades. Tabell 2 nedan visar vilka risker som
identifierades och hur dessa kan förändras. Resultatet av No 1 i handhavandematrisen användes som sållande faktor i elimineringsmatrisen, se figur 24 under 3.5.2. Riskbedömningen av handhavandet som ses i tabell 3 användes under vidareutvecklingen av konceptvalet och i konstruktionsarbetet.
Tabell 2 Riskbedömning av rengöring
No Riskbeskrivning trolighet Konsekvens Riskvärde Förebyggande åtgärder
Konsekvensåtgärder
1 Fixturen är smutsig 5 3 15 Tvätta rent
fixturen
Tillse att möjlighet till rengöring finns 6 Diskborste sprätter
upp partiklar
2 2 4 Använda trasa
tex
Undersöka om trasa kommer åt lika bra
30
Tabell 3 Riskbedömning av handhavande
No Riskbeskrivning trolighet Konsekvens Riskvärde Förebyggande åtgärder
3 Plastbackar blir slitna och samlar smuts
3 2 6 Regelbunden
tvätt
Kassera och byt ut slitna detaljer
Efter en presentation av studien på snabbfästen till fixturer ställdes en rad frågor till 6 montörer varav 2 gruppledare, en på Large och en på Medium monteringslina i fabriken som jobbar på stationer som monterar mycket hydraulutrustning. Samma frågor ställdes till produktionsledare för Large line. De svar som gavs från samtliga montörer var mycket entydiga och presenteras här i en form av sammanfattade svar från de olika montörerna i figur 19. Dessa frågor och svar som framkom var;
Frågor Svar
Hur ofta genomförs en rengöring av fixturer? Är det en daglig tillsyn eller en tillsyn som sker veckovis?
Vid slutet av varje dag eller då tid finns.
Finns det instruktioner någonstans om hur denna skall genomföras?
Nej, det finns inga instruktioner om hur den skall genomföras
Hur genomför du den? Här visade montören de olika steg som beskrivs i figurserie 10 till 14.
Finns det beskrivet i någons arbetsinstruktioner om att denna person har yttre ansvar för kontroll att uppgiften genomförs?
Nej, då tid finns kontrollerar gruppledare att det är rent på monteringsstationen. Men någon särskild rutin finns inte.
Hur genomförs kontrollen? En okulärbesiktning så det ser någorlunda rent ut.
Figur 19 Intervjer med montörer angående renhållning av fixturer.
31
3.2.5 Benchmarking
Vid benchmarkingen vid företaget Automatsvarvning AB i Karlskoga gjordes analyser på hur deras system för renhållning hanterades. Företaget använder sig av en tvättmaskin av märket Allkal där extra känsliga komponenter som har höga krav på renlighet tvättas efter att de svarvats för att få bort spån och skärvätska.
Mätningarna från tvätten är ännu inte tillbaka men bilder på den smutsiga fixturen, figur 20, och den rentvättade fixturen, figur 21, visar att en synlig skillnad finns.
Figur 20 Smutsig fixtur före tvätt.
Figur 21 Rentvättad fixtur efter tvätt.
32
3.3 Kravspecifikation
Den kravspecifikation som togs fram var en blandning mellan Johannesson et al och Volvo CE:s modell.
Kravspecifikationen byggdes på resultat från intervjuer, användar- och riskanalyser av nuvärden samt på litteraturen angående 5s, kvalité och ergonomi i design för användning. Den kompletta
kravspecifikationen ses i figur 22 samt som fullständigt dokument i bilaga 2.
Figur 22 Kravspecifikation för examensarbetet.
Ref Kriterium (Vad) Hur Krav = K
Önskemål = Ö
1.0 Design tillfredsställer
belastningar från moment på utvalda fixturer
Hållfasthet skall uppnås för att klara moment och krafter om minst 200Nm vid montering.
K
2.0 Fixturer anpassade till
funktion
Utgå från artikelns geometri
K
3.0 Inga hälsofarliga ämnen i
fixturpart vid
användning/tvättning
Ej cancerogent, Cr6+
K
4.0 Demonterbar utan
specialverktyg vid
5.0 Ej lossna enkelt Fästelement håller för
vibrationer orsakade av
10.0 Lätt att rengöra manuellt Ej mer skrymmande hörn på fixturpart
Ö, 3
11.0 Lättmonterade delar 30 s för byte av fixtur Ö, 3
12.0 Återvinningsbar Material återvinningsbart
till 90 %
Ö, 4
33
3.4 Konceptgenerering
Konceptgenereringen varade under cirka tre veckor samtidigt som viss kompletterande förstudie i form av benchmarking ägde rum. Den första konceptgenereringen genomfördes med studenter från innovationsteknik- och designprogrammet. Där de utvecklade koncepten kan ses under bilaga 4.
Metoder som användes var först en kreativitetsökande övning där LEGO användes för att sätta ihop två pinnar samt att få dem att gå att ta isär lätt. 6-3-5 metoden användes därefter för att skapa koncept som skickades runt och bearbetades av alla medverkande. De framtagna koncepten lades senare ihop och studerades av samtliga medverkande för att komma på fler gemensamma idéer.
Under mötet som hölls på Volvo kom fler koncept fram som användes i en slutgiltig sållning och konceptkombinationssammanställning.
För att få likvärdiga konceptskisser att göra val mellan skapades skisser som numrerades efter ordningen. Nedan ses de framtagna förädlade koncepten med beskrivning.
Koncept 1 som ses i figur 23 är en vidareutveckling av M och O, som ses i bilaga 4, Konceptgenerering.
Det tänkta konceptet ska med hjälp av vakuum hålla ihop fixtur med monteringsbänk. Mellan höljet och vakuumskaparen skall en gummiyta stå för en vakuumskapande yta.
Koncept 2, figur 23, är en blandning av M, N och O. Den stora skillnaden mot koncept 1 är att konstruktionen har en magnet som placeras i en låda för ökad stabilitet.
Figur 23 Koncept 1 med vakuum och koncept 2 med magnetisk låsning
Koncept 3, figur 24, har flänsar för att låsa fast fixtur i X och Z planen. I Y riktning behövs dock ytterligare en låsning för att låsa fixturen till monteringsbänk. Konceptet består av J, K och L.
34 Koncept 4, figur 24, har en u-formad bit som kan plockas bort från skruven och således exponera ett hål som hela skruvens huvud får plats i och kan träs över och således ta bort fixtur genom denna operation. För att styra fixturen till rätt plats har man två styrpinnar som kallas CPK-axel. Konceptet är framtaget av bilder C, E, F och J.
Figur 24 Koncept 3 med flänslåsning och koncept 4 med u-bricka samt styrpinnar.
Koncept 5, figur 25, är en vidareutvecklad variant av koncept 3 och 4. För att få fastlåsning även i andra änden togs CPK-axlarna bort och ersattes med samma typ av spår som ses i koncept 3. Denna variant var av C, E, F, J, K och L, men framför allt skiss I.
35
Figur 25 koncept 5 med flänslåsning samt u-bricka
Koncept 6, figur 26, liknar nummer 4 till stor del men saknar skruvar som man måste lossa med dragare eller verktyg. Denna har istället ersatts av en spännarm som ger samma effekt som en skruv men enklare kan stängas och öppnas tack vare sin handmanövrerade arm. Detta koncept togs fram med hjälp av skisser A, B, D och E.
Figur 26koncept 6 med spännarm och styrpinnar.
36 Koncept 7, figur 27, tänktes som ett slimmat snabbfäste för fixturer som inte är försedda med den fyrkantiga platta som annars ses som utgångsbas. Plattan är tänkt som standardisering av fixturernas fästen men finns således inte på alla fixturer. Därför togs koncept 7 fram. Konceptet är hämtat ur idéskissen E nummer 6.
Koncept 8, figur 27, är tänkt som ett kraftfull och lättborttagbart koncept. Skruvarna lossas och viks ut åt sidorna för att frigöra fixturen. Spår löper öppna på sidan av fixturens fyrkantiga basplatta och gör det således enkelt att fälla in och ut skruvarna med muttrar på. När fixturen plockas bort och körs till tvätt sitter muttrar och skruvar kvar på monteringsbänken.
Figur 27 koncept 7 med spännarmar utan fyrkantiga plattor samt koncept 8 med skruvar som vrids ut.
3.5 Konceptutvärdering
Under konceptgenereringens gång genomfördes konstanta utvärderingar över tiden med några ordentliga sållningar för att genomföra ett konceptval i slutet. Sållningsfaktorer för framtagande av de bästa koncepten var hämtade ur tidigare genomfört arbete under projektets gång.
37
3.5.1 Litteraturstudie
För att skapa förutsättningar för att genom koncepten lösa de satta problemformuleringarna bör det valda konceptet ha en möjlighet att vara anpassningsbara till flera fixturer för att uppfylla S:et
”Standardisera”, Sörqvist (2004). På så vis undviks det även att flera fixturfästen används och gör en standard för hur verktygsbasen ska se ut som gör det lättare att byta ut gamla fixturer mot nya när förnyade hjullastarmodeller skall produceras.