PRODUKTUTVECKLING AV UNDERKROPPSSTÖD
5.2. Testning av position
Genom förundersökningen om ergonomi och funktionsnedsättningar uppkom idén att praktiskt identifiera positioner för underkroppsstödet. Sedan utvärdera vilka positioner som är optimalast så att majoriteten av användarna kan utnyttja underkroppsstödet på ett enkelt och givande sätt. Från ett ergonomiskt perspektiv är detta mycket fördelaktigt
då redan innan konceptgenereringen kan beaktande medföras till lösningar som har potentiell risk för felanvändning (Gurses, et al., 2012). En möjlig nackdel är att det något begränsar innovation genom att göra tidiga avgränsningar på detta vis men denna ”trade-off” ansågs nödvändig.
Två positioner av fyra potentiella valdes ut (de gröna cirklarna på figur 11). Testet genomfördes på så vis att, i luften, placera sina ben eller knän i de olika positionerna och föreställa sig ett fysiskt underkroppsstöds möjlighet att stödja
positionen. Detta gjordes också med hjälp av en användare som gav sina åsikter om de olika positionerna. För att se de förberedande frågorna se bilaga 4, detta är vad den ostrukturerade intervjun utgick från. Idén att nyttja en användare redan vid detta stadie uppkom också genom upptäckterna om ergonomi samt DT. Syftet var att fånga med användaren i ett sådant tidigt skede som möjligt så att de senare idégenererade stödkoncepten är anpassade till dem faktiska användarna (Diban & Gontijo, 2015).
För område A var tanken att användaren skulle ha någon anordning att placera sina knän i. Detta är svårt då det inte finns bra utrymme samt är positionen mer ansträngande att anpassa sig till (flexibilitet och muskelansträngning) än de gröna områdena. Område B vid främre däckets nav var tänkt att vara en anordning för fötterna istället. Denna position är också onödigt svår för användaren att nå fram till, samt så sitter redan delarna för eldrivna funktionen vid detta område därför utesluts denna position.
33 av 72 För område C finns en möjlighet att utveckla koncept av underkroppsstöd för bakre däcken. Denna position kräver dock fortfarande en del flexibilitet och muskelansträngning från användaren. Utrymmet att springa med underkroppsstödet framme kan möjligtvis vara
problematiskt men inte omöjligt. Område D skulle kunna använda anordningar som fälls fram från sidorna av ramen eller mittenröret som leder till sadeln. Detta ger ett stöd till användarens fötter i sin neutrala position när hen sitter på sadeln. Med andra ord krävs ingen flexibilitet eller muskelansträngning från underkroppen för att nå fram till denna position. Möjliga nackdelar med detta är att den får eldrivna RaceRunnern att se klumpig/konstig ut (ger tydliga ändringar i utseendet) eller att konstruktionen ökar mycket i vikt och kräver omständliga funktioner för att effektivt kunna fälla fram och bort underkroppsstödet. I jämförelse med andra positionen (område C) kan det vara ännu svårare att designa så att underkroppsstödet kan vara tillgängligt (fält fram stödet) samtidigt som användaren springer. För att bättre kunna utvärdera dessa positioner (C och D) ska koncept tas fram för båda positioner och sedan utvärderas genom ett konceptval.
En åsikt från användaren angående område C och hur underkroppsstödet ska fällas fram är att den borde eftersträvas att göra detta genom händerna och inte fötterna. Detta är på grund av att det krävs betydligt mera flexibilitet och finmotorik att göra detta med fötterna som kan vara svårt för många användare.
5.3. Konceptgenerering
Konceptgenereringen är baserad på de observationer som gjordes när position av
underkroppsstödet utvärderades (figur 11). Metoden som användes var brainstorming genom att skissa olika koncept för hur underkroppsstödet skulle kunna monteras på eldrivna
RaceRunnern, dessutom vilka mekanismer som skulle kunna användas för att fälla fram och bort stödet.
Det finns huvudsakligen tre olika typer av idéer för hur underkroppsstödet ska monteras på eldrivna RaceRunnern och fungera. För den första typen finns koncepten A1, A2 och A3. Dessa har annorlunda mekanismer och design på att fälla fram stödet men de ska sitta vid vardera sida om ramen nära användaren (fälls fram från sidorna). Sedan finns koncept B som är en idé om att montera underkroppsstödet på mittersta röret av ramen som leder till sadeln där användaren sitter. Sista typerna är koncept C1 och C2. Dessa idéer är att fästa stöden vid bakre däcken. Skillnaden är att C1 kan också fälla fram stöden med händer och inte bara fötterna. C2 är det enda konceptet som är tänkt att fällas fram med fötterna. Alla dessa koncept går att hitta i bilaga 6.
Parallellt med konceptgenereringen undersöktes också likartade stödtyper för andra produkter. Detta var för att få inspiration men också för att motverka onödig konceptgenerering där potentiella lösningar redan existerar. De stödtyper som har undersökts är för cyklar (BMX) och motorcyklar. Dessa går att hitta i bilaga 7. Totalt är det sex olika designer av stöd. Dessa stöd uppfyller dock inte de måstekrav som måste finnas för eldrivna RaceRunnern, exempelvis fällbarheten. De är alltså inte lämpliga som lösningsförslag för problemet i detta projekt men kan ändå användas för att jämföras i QFD:n med valt koncept (ger ändå ett perspektiv på dessa stöd som redan finns på marknaden).
34 av 72
5.4. Kundcentrerad kvalitetsutveckling
Inom en QFD brukar ett så kallat kvalitetshus användas. Kvalitetshuset är till för att beskriva relationen mellan kundbehoven och de tekniska egenskaperna (Poel, 2007). Syftet med detta är att kundbehoven kan bli översatt till målvärden för de tekniska egenskaperna samt hur dessa borde prioriteras eftersom designvalen kommer vara olika viktiga.
Kundbehoven har blivit identifierade och viktade i kapitel 5.1. De tekniska egenskaperna har definierats i tabell 8, dessa är framtagna genom studenten, uppdragsgivaren och två användares synpunkter på viktiga egenskaper hos underkroppsstödet.
Nästa steg är att fylla i själva relationsmatrisen (Poel, 2007). Det är i detta steg korrelationen mellan kundbehoven och de tekniska egenskaperna avgörs, vilket vanligtvis sker genom en subjektiv värdering. Korrelationen poängsätts med siffrorna 9 (stark korrelation), 3 (mild korrelation) och 1 (svag korrelation).
När den totala summan beräknades multiplicerades viktningen av varje kundbehov med hur stark relation de har till specifik teknisk egenskap, därefter gjordes en summering av varje multiplicering. Se exempel nedanför.
Exempel: Den tekniska egenskapen ergonomi (se tabell 9 för hela QFD:n):
𝑆𝑢𝑚𝑚𝑎 = 5 ∗ 9 + 4 ∗ 9 + 3 ∗ 9 + 5 ∗ 9 + 4 ∗ 9 + 2 ∗ 9 + 4 ∗ 9 + 3 ∗ 1 + 2 ∗ 3 + 4 ∗ 9 = 288
𝑅𝑒𝑙𝑎𝑡𝑖𝑣 𝑠𝑢𝑚𝑚𝑎 = 288
198 + 248 + 168 + 288 + 154 + 204= 288
1260≈ 0,23 → 23%
I kvalitetshuset har också tre av konkurrenterna från benchmarkingen (konkurrent 1, 2 och 3 från bilaga 7) viktats med en poäng från 1 till 5 (samma skala som viktningen av
kundbehoven). Det egna konceptet har fått sin viktning genom Pughs matris i kapitel 5.5 (koncept B). Totala summan för dessa har sedan räknats ut på samma sätt som ovanför men med individuell viktning för varje konkurrent och eget koncept.
Tabell 8: Beskrivning av de tekniska egenskaperna i QFD:n.
Teknisk egenskap Beskrivning
Hantera funktion med händer. Denna egenskap innebär huvudsakligen att kunna använda händerna för att fälla fram och bort
underkroppsstödet under körningen utan att behöva kliva av eldrivna RaceRunnern.
Position av underkroppsstöd. Detta är en ytterligare utvärdering till kapitel 5.2 där positionen testades.
Hållbarhet. Denna handlar om att produkten ska tåla lämpliga belastningar.
Ergonomi och säkerhet. Underkroppsstödet kan användas på ett sätt som inte utsätter användaren för dålig kroppsform eller statisk ansträngning under en längre tid.
Tillverkningsmöjlighet. Användning av standarddelar och geometri som inte är onödigt komplext att tillverka.
Enkelhet/snabbhet fälla fram/bort underkroppsstöd.
En säkerhetsfaktor som säkerställer att det är möjligt att få fram underkroppsstödet utan förhinder under stress- eller paniksituationer.
35 av 72
Tabell 9: Fullständig QFD.
5.5. Konceptval
Konceptvalet genomfördes enligt Pughs matris. Kundbehoven från tabell 7 har använts. Då ett stöd inte existerar i nuläget för att stödja användarens underkropp under eldrivna körningen har standardvärdet (ref.) blivit satt som 0 (Decision Making Confidence, 2019). Utvärderingarna sker genom att ge de olika alternativen 1, 0 eller -1. Detta beskriver om alternativet tillbringar en positiv, neutral eller negativ effekt till de olika kundbehoven.
Koncept B och rund fotplatta framstår som den mest lämpliga kombinationen (se tabell 10). Den huvudsakliga skillnaden till de andra koncepten (för samma position) av
underkroppsstödet är att färre delar kan användas och kostnaden är förhoppningsvis mindre på grund av detta. Skillnaden för typen av fotplatta är att den runda varianten förutses ha en bättre geometri i detta sammanhang av problem (motverkar skarpa kanter som användaren kan slå sina ben emot när underkroppsstödet är framfällt).
36 av 72
Figur 12: Valt huvudkoncept (koncept B). Tabell 10: Val av huvudkoncept.
Konceptval
Koncept underkroppsstöd Fotplatta
Ref. Vikt A1 A2 A3 B C1 C2 Platt Rund Kundbehov Fällbarhet 0 5 5 5 5 5 5 5 0 0 Justerbarhet 0 4 4 4 4 4 0 0 0 0 Fotfäste 0 3 3 3 3 3 0 0 3 3 Säkerhet 0 5 0 5 5 5 0 0 5 5 Bekvämhet 0 4 4 4 4 4 0 0 4 4 Dämpbarhet 0 2 2 2 2 2 2 2 0 2 Stabilitet 0 4 4 4 4 4 4 4 4 4 Pris 0 3 -3 -3 -3 3 3 3 3 3 Storlek 0 2 -2 -2 -2 2 0 2 0 2 Utrymme 0 4 4 4 4 4 0 0 0 4 Summa 21 26 26 36 14 16 19 27
Beskrivning av valt koncept
Som beskrevs i konceptgenereringen utgår koncept B (figur 12) från att den ska sitta vid mittenröret av ramen som går ut till sadeln och magplattan på eldrivna RaceRunnern. I detta koncept ska underkroppsstödet, i sitt bort-fällda läge, befinna sig i närheten av eldrivna RaceRunnerns främre däck. Sedan när den fälls fram kommer den hamna mycket nära till användarens bens neutrala
position (direkt under användaren). Huvudsakligen kan detta koncept ses som fyra delar. Nämligen, delen som fäster anordningen på eldrivna
RaceRunnern. Delen som möjliggör att det går att fälla fram och bort underkroppsstödet. Fotdelen som användaren sätter sina fötter på och slutligen röret mellan fotdelen och fästdelarna. Röret mellan fästet och fotdelen måste ha en funktion där
längden går att justera (annars fungerar inte stödet lika bra för olika långa användare). En annan betydlig funktion är en låsmekanism som
förhindrar underkroppsstödet ifrån att fällas fram av sig själv (när användaren vill springa istället för att köra med den eldrivna funktionen).
37 av 72
5.6. Enkel prototyp
En prototyp på det valda huvudkonceptet framställdes. Enligt förundersökningen om ergonomi är placeringen av underkroppsstödet en mycket betydelsefull fråga att utvärdera (Rasmussen, et al., 2012) (Campos, et al., 2012). Detta är anledningen till att denna prototyp framställdes, för att återigen utvärdera om positionen är lämplig. Testet utfördes på samma sätt som beskrevs i kapitel 5.2 men nu med ett fysiskt stöd för att bättre kunna utvärdera positionens möjligheter. Denna består av två armeringsjärn och en halvmåne från ett metallrör. Dessa delar svetsades ihop. Prototypen utgick från en ritning där de ungefärliga måtten är 45 centimeter från RaceRunnerns mittenram och bredden för fotdelen är cirka 25 centimeter. Se figur 13 för ritning, prototyp och hur den fästes på RaceRunnern.
Figur 13: Prototypframtagning och hur den sattas på RaceRunnern.
När prototypen fästes på RaceRunnern lindades först ett lager med vanligt ritpapper runt ramen som skydd för lacket sedan tejpades prototypen fast på detta papperslager (figur 14). Därefter genomfördes tester på hur det känns att vila sina ben på detta koncept av underkroppsstöd (figur 15) och hur det känns att röra sig omkring med RaceRunnern om stödet skulle vara framfällt. Dimensionerna på prototypen var inte för stora och kan utnyttjas vid senare
vidareutveckling av konceptet. Det valda konceptet känns fortfarande lämpligt att arbeta vidare med, eftersom inga förhinder uppkom under de praktiska testerna. Det går att springa med underkroppsstödet framme, men det kommer att kännas som den är i vägen om den är helt nerfälld.
38 av 72
Figur 14: Närbild på hur prototypen fästes.
39 av 72
5.7. Konceptutvärdering på komponentnivå
Fästedel
Tre olika koncept för att montera underkroppsstödet på eldrivna RaceRunnern framställdes. Fäste 1 och 2 är designmässigt ganska likartade och båda monteras med två skruvförband. Skillnaden är att längre skruvar används för fäste 2 och döljer skruvförbanden mera. Fäste 1 kan dock använda mindre skruvar och är möjligtvis enklare att montera. Fäste 3 använder bara ett skruvförband men har en mycket öppen profil som kan göra den ostabil. För att sålla bort två av koncepten har Pughs matris använts återigen. Se figur 16 för hur koncepten ser ut och tabell 11 för sållningen av dessa.
40 av 72 För valmatrisen har några krav blivit tillagda och några av kundbehoven från innan har
uteslutits på grund av att de inte är lämpliga för denna utvärdering. Montering är det första tillagda kravet som angår hur enkelt det är att sätta fast denna del på eldrivna RaceRunnern. Dolda skruvar angår hur väl designen av koncepten gömmer skruvförbanden. Mängd skruvförband är om fler än ett skruvförband används, detta anses mindre positivt.
Utvecklingspotential beskriver enkelheten att förbättra konceptet genom en vidareutveckling av designen.
Tabell 11: Val av koncept från figur 16.
Konceptval
Koncept fästetyp Ref. Prio. 1 2 3 Kundbehov Pris 0 3 3 3 3 Stabilitet 0 4 4 4 0 Säkerhet 0 5 5 5 0 Storlek 0 2 2 2 2 Tillagda krav Montering 0 5 5 0 5 Dolda skruvar 0 2 0 2 0 Mängd skruvförband 0 2 0 0 2 Utvecklingspotential 0 2 2 2 0 Summa 21 18 12Som går att se i tabell 11 är Fäste 1 den med högst summa och blir därför själva huvudkonceptet för hur underkroppsstödet ska monteras på eldrivna RaceRunnern.
41 av 72 Del som styr fällbarheten
Konceptet för fällbarheten av underkroppsstödet styrs av en cylindrisk del. Som går att se i vy 4 figur 17 sitter en ihålig cylinder löst runt ”basdelens” cylindriska yta. Hur tätt (större tryck) det är mellan väggarna avgör hur svårt det är att vrida underkroppsstödet. Det finns två spärrar som förhindrar underkroppsstödet ifrån att vridas hur mycket som helst. I vy 3 går det också att se låsmekanismen för att hålla kvar underkroppsstödet i det övre läget. Idén är att utnyttja en typ av ”snap-fit” för att hålla kvar underkroppsstödet i positionen. I vy 1 går det att se vinkeln som avgör hur långt det går att vrida underkroppsstödet, syftet med detta är att göra så att stödet inte kommer för nära användaren så att det går att springa med stödet framme.
42 av 72
Figur 19: Funktionen av hur underkroppsstödets längd ska ställas in.
Figur 18: Vart funktionen för att justera längden inspirerades från.
Del som justerar längden
Denna del har sin funktion inspirerad från ställningar som används för skivstångar och bänkar på gymanläggningar (se figur 18). Konceptet (figur 19) består huvudsakligen av två rördelar där den ena delen har mindre omkrets och sitter på insidan. Den övre piggen ska egentligen ha en fjäder som drar den inåt mot konstruktionen och på så
vis håller den i ett låst läge (detta finns inte med i figur 19). Genom att dra ut piggen kan längden ändras sedan när den släpps kommer fjädern dra piggen tillbaka in i ett av hålen. Den undre piggen kan användas för att skruva fast ställningen. Som går att se i figur 19 kommer piggen skruvas fast emot väggen av det inre röret och på så sätt ytterligare säkerställa att den är i ett låst läge.
43 av 72 Fotdelen
I kapitel 5.5 utvärderades runda stödtyper som mest lämpliga och är anledningen till att endast dessa vidareutvecklas i detta skede. Koncepten i figur 20 är huvudsakligen tre olika former och fyra olika mönstertyper (koncept 1, 2, 3 och 4 har samma form men olika mönster). I detta steg kommer mönstertyper och former utvärderas. Koncept 6 har formen av en halvcirkel vilket är lite utav ett undantag till fullständigt runda former.
44 av 72 Vid utvärderingen användes inga egna tillagda krav utan endast kundbehoven (tabell 7) som framställdes sedan tidigare har använts. Kundbehoven justerbarhet och fällbarhet har dock inte tagits med i utvärderingen då dessa egenskaper inte angår denna del. Se tabell 12.
Tabell 12: Val av koncept från figur 20.
Konceptval
Mönster Form Ref. Prio. 1 2 3 4 1 5 6 Kundbehov Pris 0 3 3 3 3 3 3 0 0 Stabilitet 0 4 4 4 4 4 4 4 4 Säkerhet 0 5 0 0 0 0 0 5 5 Storlek 0 2 0 0 0 0 0 0 2 Fotfäste horisontellt 0 3 3 3 3 3 3 0 3 Fotfäste vertikalt 0 3 0 3 3 3 3 3 3 Bekvämhet 0 4 4 4 4 4 4 4 4 Dämpbarhet 0 2 2 2 2 2 2 2 2 Utrymme 0 4 0 0 0 0 0 0 4 Summa 16 19 19 19 19 18 27För formen utvärderades koncept 6 som mest lämplig. Idén bakom detta koncept är att den ska ha en något lutad form, så den är närmre till marken i ändorna än i mitten där användarens ben med större sannolikhet kan slå i underkroppsstödet. Halvcirkelformen innebär också att mindre material behövs, vilket är också fördelaktigt. Tre av mönstertyperna hade samma betyg.
Koncept 4 kommer väljas då mönstertypen täcker större delar av underkroppsstödets yta för både horisontellt och vertikalt fotfäste.
45 av 72