Detta kapitel avser att presentera hur författarna har applicerat teorin i arbetet. En produktutvecklingsprocess implementerades i arbetet för att ta fram förbättringskoncept för korgnoden. För att generera koncept krävdes ingen komplett behandling av alla steg i en produktutvecklingsprocess, därav valdes de mest passande stegen i processen för att uppnå resultatet.
5.1 Definiera problemet
Det första steget i att utveckla en produkt är att samla önskemål och krav från kunder samt användare. I detta fall identifieras både montören och installatören som användare och kund av korgnoden. Kommentarena samlades in via semi-strukturerade intervjuer med både montörer och installatörer, se bilaga C. Därefter sammanställdes svaren i två tabeller en med kommentarer från montörer C.1, och för installatörer C.2.
För att identifiera produktmål, grupperades liknande kommentarer från montör och installatör i en kundens röst-tabell, se tabell D.1 i bilaga D. Med hjälp av kundens röst kunde funktionella och tekniska krav på korgnoden etableras, enligt tabell D.2.
Efter att produktmålen etablerats genomfördes en viktnig för att erhålla en rangning av objektiven från kundens röst, se tabell 5.1 och figur 5.1. Viktningen gav en relativ prioritering av mål som kunden önskas lösas. Viktningen av produktmålen visas i tabell D.3 i bilaga D.
Tabell 5.1: Relativ viktning.
Produktmål Relativ viktning Rang
Gör det enklare att dra kablar i korgnoden 0.27 1
Gör det enklare att skydda kablar på korgtaket 0.18 2
Gör en minskning av antal kablar 0.15 3
Gör det möjligt att fästa hängkabeln från fler vinklar 0.15 3
Gör det enklare att hitta kopplingspunkter 0.12 4
Gör verktygslös koppling till komponenter utan det 0.06 5
Undvik att skada montörer på händerna 0.042 6
Undvik att kablar kommer i kontakt med
Figur 5.1: Relativ viktning.
Genomförandet av en tidsanalys av montering och installation gav en bättre blick av potentiella områden för förbättringar identifieras, om det finns möjligheter att minimera antalet komponenter eller om förbättringar kan göras för att minska tiden. Då företaget inte har genomfört en analys av monteringen sedan tidigare har en metod framtagen av Boothroyd använts. Metoden behandlar både analysering av tid och effektivitetsberäkningar för manuell montering av mekaniska komponenter men också elektriska.
En tidsanalys av monteringen på företget genomfördes både på den mekaniska monteringen av skruvar, kretskort och plintar, men också den elektriska monteringen av samtliga kablar i korgnoden. En tidsanalys av installationstiden på plats genomfördes på liknande sätt som den för montering. Genomförandet av samtliga analyser kan ses i bilaga E och resultatet av analyserna i tabell 5.2 samt tidsfördelningen i figur 5.2.
Tabell 5.2: Monterings och installationstid
Monteringssteg Tid (minuter) Korrigerad tid (minuter)
Förmontering, mekanisk 10 15 Montering, mekanisk 5 8 Montering, elektrisk 85 128 Installation, mekanisk 2 4 Installation, elektrisk 30 46 Gör det enklare att dra kablar i korgnoden 27%
Gör ett enklare att skydda kablar på korgtaket 18% Gör en minskning av antal kablar 15% Gör det möjligt att fästa hängkabeln från fler vinklar 15% Gör det enklare att hitta kopplingspunkter 12% Gör verktygslös koppling till komponenter utan det 6%
Undvik att skada montörer på händerna 4%
Undvik att kablar kommer i kontakt med
kretskortskanter 3%
Figur 5.2: Tidsfördelning.
Från tidsanalysen framgår det att den processen under montering och installation vilket är mest tidskrävande är montering och installation av de elektriska komponenterna. Monteringen uppskattas till 85 minuter och installationen till 30 minuter. Den totala tiden för montering av en korgnod uppskattas till 100 minuter med samtliga steg i monteringen och installationen av korgnoden till 32 minuter.
Då resultatet från tidsanalysen skiljer sig markant ifrån insamlade kommentarerna vilka gav en tid på 150 minuter, uppskattas det därför en felmarginal av minst 50 procent påverkar monteringstiden. Det betyder att den korrigerade totala monteringstiden blir 151 minuter istället för 100 minuter. Samma felmarginal på 50 procent antogs vid installationstiden. Detta innebär att installationstiden är på 50 minuter istället för 32 minuter. Samtliga korrigerade tider kan ses i tabell 5.2.
5.2 Definiera problemområden
Utvärdering av det erhållna resultatet av tidsanalyseringen på montering och installation, samt de satta produktmålen från kundens röst, kunde tre problemområden identifieras: Monteringen, Installationen och Hängkabelfästet.
5.2.1 Område 1: Monteringen
Från produktmålen kunde ett problem med hur monteringen genomförs identifieras. De problem som vägde högst efter viktningen var att förenkla kabeldragning, minska antalet kopplingar och öka tillgängligheten för dessa. Då arbetet är avgränsat till den mekaniska konstruktionen av korgnoden kommer inte produktmålet att minska antalet kopplingar att vara en del av den nya konstruktionen. 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 Förmontering, mekanisk Montering, mekanisk Montering, elektrisk Installation, mekanisk Installation, elektrisk tid ( m in )
Ett lägre prioriterat mål var att minska risken för skador på händer från nyckelhålen utmed kanterna på korgnodsbotten, och kablar i det smala utrymmet under kretskortet.
Utifrån tidsanalysen av monteringstiden i figur 5.2, framgår det klart att montering av elektriska komponenter svarar för den största tidsandelen. En analys av enbart monteringstiden tabell E.2 i bilaga E, visar att kabelinfästningen utgör 34 procent av den totala monteringstiden. Efter det kommer kabelförberedelsen som utgör 20 procent av den totala monteringstiden, se figur 5.3. En avgränsning i arbetet är att inte fokusera på den elektriska aspekten av korgnoden, utan den mekaniska konstruktionen. Därför kommer endast områden utöver kabelförberedelse och kabelinfätningen behandlas under förbättringsarbetet.
Figur 5.3: Monteringstid elektriska komponenter.
I både förmontering och montering av mekaniska komponenter utgör distansmonteringen för kretskort samt infästningen av kretskort på distanserna den största tidsandelen, se figur 5.4 med monteringstid per detalj under monteringen. Kabelförberedelse 20% Kabelhantering 7% Kabelbuntning 8% Kopplingsdonsinfästning 2% Kabelinfästning 34% Kabeldragning 12% Övriga operationer A 14% Övriga operationer B 3%
Figur 5.4: Monteringstid per detalj.
För att beräkna effektiviteten i den nuvarande konstruktionen under förmontering samt montering tillämpades ekvation 1, och två beräkningar utfördes för de två monterings stegen, se bilaga E ekvation E.4 och E.8. Effektiviteten beräknades till 54 % för förmonteringen medan en effektivitet på 79 % för monteringen.
För att uppnå produktmålet med bättre kabeldragning identifierades områden där montörerna upplevde svår platsbrist vid kabeldragning. Ett var under det främre kretskortet, där kablar dras under kortet efter koppling i den övre delen av kortet. Det är även här kablar skadas av de vassa kanterna, figur 5.5 visar området under kretskortet där det råder platsbrist.
0 20 40 60 80 Kretskort 1 Kretskort 2 Skruv M5 Kretskort 1 Skruv M5 plast Skruv M5 Kretskort 2 Kopplingsplint hängkabel Kretskort korg- dörrmodul Kopplingsplint säkerhetskrets Fäste kopplingsplint Relä k65x Relä k66x Relä k68x Skydd kretskort Skruv M4 Monteringstid (s) Detalj
Figur 5.5a: Platsbrist för kablar.
5.2.2 Område 2: Installationen
Från produktmålen kunde problem under installationen identifieras. Efter viktning klargjordes det att en bättre lösning av kabelskydd på taket efterfrågades. Detta på grund av att dagens lösning bildar en onaturlig vikning av kabel för att skydda kabeln mot tramp, se i figur 5.6.
Figur 5.6: Trampskydd
Genom att observera installationen samt utföra en tidsanalys, se tabell E.12 i bilaga E, kunde även fästpunkter för korgnoden i korgtaket identifieras som ett möjligt förbättringsområde. Dagens korgnod fästs i korgtaket genom att skruva fyra M6 skruvar i taket igenom de förbereda stansade hålen vilka kan ses i figur 5.7. Den långa installationstiden av dessa fyra skruvar beror på den dåliga tillgängligheten för både tillgång och synlighet.
Figur 5.7: Fäste korgtak
En analys av effektiviteten i den nuvarande installationen av de mekaniska komponenterna genomfördes med ekvation 1 i bilaga E, ekvation E.12.
5.2.3 Område 3: Hängkabelfäste
Från observationen av installationen och intervju med installatör definerades ett funktionskrav att öka möjligheterna för att fästa hängkablen i korgnoden. Då det endast finns fäste på en kortsida av korgnoden, kan inte installatören anpassa positioneringen av korgnoden på korgtaket då tillgänglighet av komponenter begränsas vid rotation. För att illustrera den nuvarande situationen som uppstår under installation, se figur 5.8.
Figur 5.8: Exempel nuvarande layout korgtak.
Den lösning som finns på korgnoden idag består av en plåtdetalj som håller fast kabeln samt två brickor och två skruvar med tillhörande muttrar, se figur 5.9. Ur ett DFA perspektiv är den nuvarade konstruktionen för fäste av hängkabel ineffektiv. Konstruktionen medför dålig tillgänglighet, är tidskrävande under installation och endast en komponent av sju är nödvändiga för att uppfylla funktionskravet. Vilket ger konstruktionen en låg effektivitet på 20 procent, se beräkningarna i bilaga E.
5.3 Förbättringsförslag
Konceptgenereringen genomfördes med appliceringen av fem-stegs metoden. Intervjuer med ledande användare av korgnoden, vilket i detta fall är montörer och installatör, kombinerat med observationen av montering och installation gav
upphov till idéer genom brainstorming. Detta genererade således
förbättringskoncept på de tre identifierade problemområden.
För att ta fram den mest optimala lösningen för respektive problemområde, genomgick de nygenererade koncepten en gallringsprocess i form av två olika rangningssystem. Koncepten vägdes gentemot riktlinjer enligt DFA och relevanta produktmål. Det lösningskoncept som tillfredställer riktlinjerna och satta produktmål bäst illustrerades således i CAD-miljö som det vinnande lösningskonceptet.
5.3.1 Område 1: Monteringen
Att eliminera mekaniska komponenter för vilka det inte finns ett uppenbart behov av är en viktig faktor i att minska monteringstider. De komponenter vilka kan ge en större potentiell förbättringsprocent identifieras genom analys av montering, se figur 5.4. Distanser för diverse komponenter undersöktes därför om det finns en möjlighet att förbättra utformningen av och minska antalet detaljer från dagens tre per distans.
För att på ett effektivt sätt generera lösningsförslag för att minska antalet detaljer valdes metoden att väga koncept med attribut. Attributen för distanserna valdes utifrån de riktlinjer vilka etablerats för DFA.
Tabell 5.3: Attributsidentifiering område 1.
Produktmål Attributsnamn
Reducera antalet delar Minska delar
Sträva efter att eliminera justeringar Justeringsfri
Själv positionerande och låsande Enkel positionering
Tillgång och synlighet Tillgänglighet
Enkel hantering från bulk Hantering
Designa delar som är omöjliga att fel montera Felmontering
Kretskortet ska sitta fast med korgnoden Hållfasthet
Genom brainstorming och jämförande av produkter som redan finns på marknaden idag, kunde fyra koncept för alternativa distanser genereras, se figur F.2- F.5 i bilaga F. Koncept 2 [27], 3 [28] och 4 [29], är redan existerande distanser som finns att köpa på marknaden. Koncepten för distanserna genomgick en initial testning gentemot de satta attributerna, se tabell F.2.
Utifrån den initiala testningen blev koncept två och tre utgallrade och koncept ett och fyra genomgick ytterligare en testning i form av poängsystem, se tabell F.3. För att se vilka attribut som anses vara mest relevanta för det specifika problemområdet utfördes en viktning av dessa, se tabell F.4 i bilaga F. Motivation till utgallringen av distanserna samt varför en viss poäng väljs för en viss distans hänvisas till tabell F.1 i bilaga F.
Utifrån de erhållna vikterna på attributerna samt de återstående distanserna kunde ett vinnande lösning utses i en Pugh konceptvalsmatris, se tabell F.5 i bilaga F. Koncept ett utsågs till vinnare då det tillfredställer de satta attributerna bäst och illustrerades därmed i CAD-miljö, se figur 5.10 .
5.10: Distans koncept ett.
Det område vilket identifierades som ett av de mest kritiska för bättre tillgänglighet vid kabeldragning var området under det främre kretskortet där kablar förs under, enligt figur 5.5.
Genom brainstorming kunde fyra olika lösningsalternativ skapas: öka längden på distanserna för kretskortet, flytta upp hålen för det främre kretskortet, förlänga längden på flänsarna och flytta hålen där kretskortet monteras och slutligen hål i korgnoden under hela kretskortet.
Alternativet att använda längre distanser för att flytta kretskortet längre ifrån fästet på korgnoden valdes bort då det inte ansågs lösa problemet. Detta eftersom kablarna leds på korgbotten hjälper det inte att flytta kretskortet längre ut, dessutom finns en begränsning i hur långt ut kretskortet kan flyttas utan att hindra andra komponenter. Att göra yttreliggare hål ansåg inte heller vara en rimlig lösning då konstruktionen riskerar att bli för klen. Då båda kvarstående alternativ var relaterade till att flytta hålen för distanserna undersöktes det.
Genom att granska den hålbilden som det främre kretskortet kräver för att monteras i korgnoden, kunde hålen flyttas rakt upp med 8 mm utan hinder från hålen till det bakre kretskortet, se figur 5.11 där de befintliga hålen är markerade i rött och de nya i svart.
5.11: Nya distans hål.
Tillsammans med de nya distanserna för kretskortet ökar hålrummet mellan kretskortet och korgnods botten från 3 mm till 11 mm, enligt figur 5.12.
Figur 5.12: Nuvarande (vänster) och Konceptet.
5.3.2 Område 2: Installationen
Vid definiering av attributsnamn användes riktlinjer utifrån monteringsanpassad konstruktion (DFA) samt relevanta funktionella krav vilka visas i bilaga D. Detta i syfte att skapa en attributslista, se tabell 5.4, att väga koncept emot.
Tabell 5.4: Attributsidentifiering område 2.
Produktmål Attributsnamn
Gör det enklare att skydda kablar på korgtaket Kabel vinkel
Undvik att skada montörer på händerna Vassa kanter
Maximera symmetrin Symmetri
Tillgång och synlighet Tillgänglighet
Tillåta kabelfästning med buntband Buntband
Genom tillämpning av fem-stegs metoden där brainstorming användes som primär konceptframtagnings metod, generades fem koncept för att lösa problemet som beskrivits. Dessa fem koncept kan ses i bilaga G från figur G.1-5, för- och nackdelar med samtliga koncept sammanställdes i tabell G.1. Koncepten genomgick därefter en initial testning mot de satta produktmålen i tabell G.2. Koncept tre och fem gallrades därefter bort och de kvarstående koncepten poängsattes och testades i en Pughs konceptsvalsmatris, tabell G.5, där koncept två valdes att utvecklas. Motivering till varför koncept tre och fem gallrades bort visas i för- och nackdelstabellen. Konceptet utformades i 3D- cad vilket kan ses i figur 5.13.
Figur 5.13: Koncept två.
Utvärdering av det vinnande konceptet medförde en vidareutveckling. Istället för två längsgående hål på korgnodsbotten ersätts dessa av elva mindre hål, se figur 5.14. Motivationen för denna vidareutveckling är framtaget utifrån ett kostnadsperspektiv. De nya hålen har samma dimensioner som hålen hos DIN-skenorna, det finns därför redan ett tillgängligt verktyg för stansoperationen och inget specialtillverkat verktyg behöver utvecklas.
Figur 5.14: Vidareutveckling koncept två.
Nuvarande fästen för installation av korgnoden på korgtaket har dålig tillgänglighet och synlighet. För att förbättra det och skapa tillgänglighet är ett möjligt alternativ att bocka fästena åt motsatt riktning, se figur 5.15 där fästena visas ihop med vidareutvecklingen av koncept två.
5.3.3 Område 3: Hängkabelfäste
Produktmålen från kunden gav ett önskemål att kunna välja vilken sida hängkabeln fästs i korgnoden. Anledningen till detta önskemål är att göra det enklare att placera korgnoden på korgtaket. Det problem som uppstår med nuvarande korgnodskonstruktionen är att tillgängligheten begränsas kraftigt om korgnoden roteras med kopplingarna riktade från korgtaket. Möjligheten att välja kortsida för fäste hade eliminerat detta problem då korgnoden inte behöver roteras bibehålls tillgängligheten för kopplingar, se figur 5.16.
Figur 5.16: Förslagslayout korgtak
De attribut som för fästet av hängkabeln används vid jämförelse av koncept kan ses i tabell 5.5.
Tabell 5.5: Attributsidentifiering område 3.
Produktmål Attributsnamn
Reducera antalet delar Minska delar
Sträva efter att eliminera justeringar Justeringsfri
Själv positionerande och låsande Enkel positionering
Tillgång och synlighet Tillgänglighet
Enkel hantering från bulk Hantering
Designa delar som är omöjliga att fel montera Felmontering
Maximera symmetrin Symmetri
Tillåter val av fästpunkt i korgnoden Valfri fästningsposition
Förmågan att hålla hängkabeln Fasthållning
Genom brianstorming och jämförande av existerande lösningar som finns på marknaden kunde sju koncept genereras, fyra av dessa koncept baserades på existerande produkter på marknaden koncept 1 [30], 3 [31], 4 [32] och 5 [33], se bilaga H. Efter konceptgenereringen jämfördes konceptens för- och nackdelar med avseende på de attribut som etablerats i tabell 5.5. Därefter genomfördes en initial testningsprocess där de genererade koncepten vägdes emot riktlinjerna enligt DFA och relevanta produktmål.
Resultatet av den initiala testningen var att koncept tre, fyra, fem och sju blev bort gallrade. Motivationen till dessa val hänvisas till för- och nackdelstabellen, tabell H.1. Koncept ett, två och sex gick således vidare till en ny testning med ett flerdimensionerat poängsystem. Den nya testningen visade att koncept ett i detta fall var den mest optimala då konceptet fick mest poäng, återigen i förhållande till DFA riktlinjer och relevanta produktmål, se tabell H.3 i bilaga H. Därefter genomfördes en vägning av attributerna för att se vilka attrubiter är viktigare än andra.
Slutligen genomgick koncept ett, två och sex en slutgiltig testning i en Pugh konceptvalsmatris, se tabell H.5 i bilaga H. Resultatet av den slutgiltiga testningen var att koncept ett utsågs till det främsta och illustrerades i CAD-miljö, se figur 5.17 och 5.18 med fäste och hängkabel.
Figur 5.18: Montering hängkabelfäste. 5.4 Tids- och effektivitetsanalys av förbättringsförslag
Efter att samtliga områden behandlats genomfördes det nya tidsanalyser av förmontering, montering och installation med avseende på både de mekaniska och elektriska komponenterna i bilaga I. Anledningen till att genomföra ytterligare en tidsanalys är för att jämföra effektiviteten med den förbättrade korgnoden och den nuvarande korgnodskonstruktionen.
Utifrån tidsanalysen kunde en tid för förmonteringen på 3 minuter uppskattas, samt 86 minuter för monteringen och 29 minuter för installationen.
Genom att tillämpa ekvation 1 kunde effektivitetsberäkningar utföras i bilaga I, ekvation I.4, I.8 och I.12. Beräkningarna genererade en effektivitet på 75 % för förmonteringen, 67 % för monteringen och 64 % under installationen.