Utvärdering och val

Under utvärdering och val av koncept användes ett antal metoder på både individuell och gemensam nivå. Evalueringen baserades på kriterier i kravspecifikationen och även spontana frågor som uppkom under arbetet. De spontana frågorna avsåg lämna utrymme för att kravspecifikationen kunde behöva uppdateras under arbetets gång utifall nya, oförutsedda upplysningar tillkom. Utvärdering och val utfördes på ett iterativt sätt och resulterade hela tiden i färre och mer genomarbetade koncept. Slutligen återstod endast ett koncept som viktats fram med hjälp av de mervärdeskriterier som hade sitt ursprung i de önskemål som noterats i kravspecifikationen.

5.2.1 Evalueringsmetoder

För att på ett tillåtande sätt sålla fram den bästa lösningen användes både vetenskapliga och egna evalueringsmetoder.

Individuell betygssättning

De olika varianter som genererats ur diverse kreativa metoder utvärderades till att börja med på ett individuellt plan. För- och nackdelar diskuterades sedan gemensamt vartefter de svagheter som påpekats åtgärdades i så stor utsträckning som möjligt om dessa ansågs relevanta. Korrektionerna syftade till att lyfta varje koncept till en nivå som ansågs genomarbetad relativt utvecklingsfasen, samt för att undvika onödigt extra arbete längre fram i processen.

Beslutsdiagram

För att bedöma de olika varianternas potential och mognadsgrad relativt den tillgängliga tiden utvärderades koncepten i ett beslutsdiagram (se bilaga B). Detta gjordes för att ytterligare bedöma varianternas svagheter och styrkor inför nästa steg i processen. Frågorna i beslutsdiagrammet formulering baserades på kravspecifikationen och gav svar på frågor som var essentiella för att kunna fortsätta med konstruktionen.Frågorna besvarades med ”+”,” –”, eller” ?”. När samtliga frågor besvarats summerades antalet plus och minus och de koncept med flest plus och minst frågetecken valdes ut för ytterligare förfining.

012-matris

En 012-matris (Pahl et al. 2005) används för att ge vikter till önskemålen, det vill säga de mervärden som utmärker ett koncept från ett annat. För projektet användes matriser i två olika nivåer. Den första nivån innehåller övergripande önskemål. Önskemålen jämfördes mot varandra; två poäng ges utifall önskemålet anses viktigare än det jämförda. Noll poäng ges utifall önskemålet anses mindre viktigt än det jämförda. Utövaren tvingas välja noll eller två även om egenskaper kan anses väldigt lika varandra i värde vilket uppmuntrar till diskussion och längre gångna tankar på funktionerna i en mekanism. Vikten faller ut genom att summera önskemålets poäng och därefter dividera med summan av totalpoängen.Tabell 2 visar viktning av fösta ledet i önskemålsträdet, se Figur 18.

Tabell 2. Viktningsmatris där önskemålen ställs mot varandra rad mot kolumn.

ÖNSKEMÅL Tillgänglig ^Högtantalka ssetter Användar-vänlig Billigatttillv

erka ^{Kompatibel ∑ Vikt}

Tillgänglig 1 2 2 2 2 9 9/25=0,36 Högtantalka ssetter ^{0 1 2 2 2 7 7/25=0,28} Användar-vänlig ^{0 0 1 0 2 3 3/25=0,12} Billigatttillve rka ^{0 0 2 1 2 5 5/25=0,2} Kompatibel 0 0 0 0 1 1 1/25=0,04

Den andra nivån utgörs av en uppdelning av de övergripande önskemål som återfinns i önskemålsträdet, seFigur 18.Vikterna från 012-matrisen sätts in önskemålsträdet(Pahl et al. 2005). För att önskemålen på den andra nivån ska tilldelas sin rätta vikt, multiplicerades dess procentuella vikt med den första nivåns procentuella vikt. Till exempel multiplicerades önskemålet ”Tillgänglighet” med ”Hög precision” enligt: 0,36*0,49=0,18.

Figur 18. Önsketräd med viktning.V%, står för den procentuella vikten ochVv står för det viktade värdet.

5.2.2 Vinnande varianter

De fyra starkaste varianternai beslutsdiagrammet utvecklades ytterligare. Varianterna synades också på eventuella oklarheter, det vill säga de områden som markerats med ett ”?” klarades upp, och nya tydligare skisser gjordes med förklarande texter och pilar. Skisserna användes sedan som presentationsmaterial och diskussionsunderlag i diverse möten och samtal med beställare för examensarbetet, samt med handledare.De olika skisserna utgjorde också en god grund för att visualisera koncepten under interna diskussioner, uppdelning av arbete och upprättandet av sammanställnings-träd, se Figur 23.

De olika varianterna har alla ett roterande magasin. Fördelarna med detta är bland annat, att en mer exakt positionering vid kassettbytekan åstadkommas utan att kassetten själv behöver transporteras i någon ledd (x,y, z). Det vill säga, ingen extra rörelse krävs för att placera kassetten i förhållande till uttryckningsmekanismen eftersom kassetten hela tiden befinner sig på ett exakt avstånd från centrum av den roterande rörelsen, detta värderades mycket högt eftersom precisionen är viktig och svår att uppnå på grund av de kraftiga vibrationer som uppstår under drift. Däremot är, till exempel, samtliga fastsättningsanordningar (S4) olika. De olika del-lösningarna från idé-matrisen presenteras tillsammans med respektive principskiss vidare nedan.

MAG-MAT

Billig att tillverka

V %=0,20 Vv=0.20 Många standard-komponenter V %=0,35 Vv=0.07 Billigt material V %=0,23 Vv=0.046 Få komplexa komponenter V %=0,42 Vv=0.084 Kompatibel V %=0,04 Vv=0.04 Monterbar på olika maskiner V %=1 Vv=0.04

*

Variant #2

Magasinet med 8 kassetter är fyrkantigt med två liggande kassetter för varje kant. Kassetterna är fastsatta i en form som exakt följer kassettens yttre struktur. Denna form sitter i över- och underkant av kassetten och syns i Figur 19, i rött. Centreringen utförs av en liten tratt på baksidan av kassetten för varje potta i raden. Denna tratt passar mot varje pottas avfasade nederkant.Depopper-hanteringen innehåller 5 stycken depopper-cylindrar som flyttar sig på en räls i x-led längs kassetternas baksida. Då sidan ska bytas på det kvadratiska magasinet kan hela depopper-hanteringen förflyttas längst ut på rälsen, ur vägen för magasinets roterande rörelse. På så sätt är det möjligt att undvika kollision med depopprarna vid kassettbyte.

Figur 19. Principskiss för variant #2.

OBS! S1 Fålla enl. koncept #7 om tester visar att fållan måste röra sig i Y.

S1 S2 S3 S4

Variant #7

I variant 7, Figur 20, är kassetterna stumt fastsatta i vinkel i en roterande karusell med ca 10 kassetter. Fastsättningen görs med en ”kassettband”-princip. Kassetten har fastsatts mot en ”cupcake”-form som centrerar varje potta i respektive hål i formen. Kassetterna sitter med långsidan neråt. Varje kassett byts med hjälp av att undersidan av magasinet, på vilken kassetterna sitter fastsatta, är lagrad och kan snurra. Mittennavet är tomt för att ge plats åt fållan och tratten.Depopperhanteringen kan föras i x-led för att byta rad. För att fållan ska kunna befinna sig på samma rad som depopper-hanteringen befinner sig, är dessa kopplade till varandra, de rör sig alltså likadant på vardera sida om kassetten. Tratten bör kunna medge att plantan fälls ner lite ur centrum. Depopper-pinnarnas spets är avrundad, och dessa är inställda för ”cupcake”-formen.

Figur 20.Principskiss för variant #7.

S1 S2 S3 S4

Variant #10

8 eller 10 kassetter fästs i ett roterande magasin. Kassetten är fastsatt mot en ”cupcake”-form som centrerar varje potta i respektive hål. Kassetten sitter fastlåst med ett lås som användaren med en spak kan låsa upp och fast. Pinnar som förs i hål på kassettens framsida säkerställer att kassetten sitter stabilt. Varje kassetthållare har en särskild kuggstångs-anordning fastsatt i sig. Denna gör att kassetten kan föras uppåt och neråt.En motor som kan föras i och ur kontakt kör den upp och ner vid depopper-stationen. Depopper-pinnarna är avrundade pinnar som är inställda för ”cupcake”-formen. Varianten visas i Figur 21 nedan.

Figur 21. Principskiss för variant #10.

S1 S2 S3 S4

Variant #11

Variant #10, se Figur 22, har ett magasin med liggande kassetter för att säkerställa att plantorna sitter kvar. Varje kassett har en form med inbyggda hjul för att kunna föras i lister som i sin tur kan vinklas för att kassetten ska få den vinkel som behövs för att depopprarna ska komma åt och så att fållan kan ta emot plantan bra. En ”cupcake”-form eller ett gumminät gör att kassetten sitter stadigt. Vid depopper-stationen vinklas kassetten upp med hjälp av listerna som sitter i ett gångjärn i nederkant. Med depopper-hanteringen som ”motor” förs både depopprarna i läge och kassetten hamnar i rätt vinkel.

Figur 22. Principskiss för variant #11.

S1 S2 S3 S4

5.2.3 Slutligt val av koncept

De fyra varianterna passerade alla kravspecifikation och beslutsdiagram. För att skilja det bästa lösningsförslaget från övriga viktades dessa fyra varianter med hjälp av en merittalsberäkning(G. Pahl et al. 2005), se Tabell 3. De tio kriterierna baseras alla på önsketrädet, som i sin tur baseras på önskemålen i kravspecifikationen och utgör de mervärden konstruktionen kan förväntas ha.

Merittalsberäkning

Tabell 3. Tabellen visar viktningen av de fyra vinnande koncepten. Tabellen baseras på mervärden från önsketrädet.

Kriterie # Vikt Parameter Enhet Variant #2 M V VV Variant #7 M V VV Variant #10 M V VV Variant #11 M V VV 1

Hög precision 0.18 Antalet träffar St H 4 0,72 H 4 0,72 H 4 0,72 H 4 0,72

2 Skydd från

omgivning ^{0.03 Skyddsnivå - M 3 0,09 M 3 0,09 H 4 0,12 H 4 0,12}

3

Lite underhåll 0.16 Underhåll Tid M 3 0,48 L 2 0,32 M 3 0,48 L 2 0,32

4 Stort kassettmagasin ^0.28 Antal medgivna kassetter ^{St L 2 0,56 L 2 0,56 M 3 0,84 H 4 1,12} 5 Enkel manuell återfyllning ^0.11 Användar-vänlighet ^{- H 4 0,44 H 4 0,44 L 2 0,22 H 4 0,44} 6 _{Säker för} användaren ^{0.012 Skyddsnivå - H 4 0,048 H 4 0,048 M 3 0,036 H 4 0,048} 7 Många standard-komponenter ^0.07 Antal standard-komponenter ^{St M 3 0,21 M 3 0,21 M 3 0,21 M 3 0,21} 8

Billigt material 0.046 Material-kostnad Kr H 4 0,184 H 4 0,184 H 4 0,184 H 4 0,184

9 Få komplexa

komponenter ^0.084

Antalet komplexa

komponenter ^{- M 3 0,252 M 3 0,252 M 3 0,252 H 4 0,336}

10 Monterbar på

olika maskiner ^{0.04 Monterbarhet - M 3 0,12 M 3 0,12 M 3 0,12 M 3 0,12}

∑ ∑V=1 3,10 2,94 3,18 3,62

Valet av variant föll på Variant #11 efter viktning av alla varianter i beslutsdiagrammet. Med 3,62 poäng i diagrammet vannVariant #11 över Variant #10 med 0,44 poäng. Konceptet, Variant #11, fick ca 12% högre poäng än Variant #10. Med denna relativt stora skillnad i poäng kunde Variant #11 väljas utan ytterligare iterationer av valmetoderna.

Då kassetter används till att fylla planteringsmaskinen måste dessa hämtas från sidan av grävmaskinen där en lagringsstation finns. Enligt Erssons studiefrån 2010 tar det i snitt20 sekunder enkel väg att hämta nya kassetter genom att gå ifrån planteringsmaskinen till lagringsplatsen. Samma antas gälla för tillbakavägen.Ett antagande kan göras att det tar samma tid att förflytta fyra kassetter jämfört med två, eftersom en person har möjlighet att samtidigt bära fyra kassetter. Detta betyder alltså att tio kassetter i ett magasin jämfört mot åtta kassetter ökar varje återfyllningstid med 40 sekunder, trots att föraren bara bär två kassetter. (En tanke kan dock vara att det går snabbare att montera kassetterna när man endast har 2 i handen istället för 4 st., eftersom det kan bli mer en komplicerad återfyllningsprocedur med 4 kassetter,men denna teori bortses ifrån för att kunna göra en jämförelse.)Man kan anta att monteringstiden är oväsentlig eftersom det för att avsluta planteringen av ett likadant hygge alltid måste placeras lika många kassetter i maskinen.En ökning av magasinstorlek medför att maskinen inte behöver stanna lika många gånger på ett hygge, och kan därigenom tjäna in tid. Om planteringsmaskinen kan sätta 320plantor (åtta kassetter) per

tillfälle,behövs 19 stopp på medelhygget på 3ha med 2000 plantor/ha. Med en magasinstorlek på 10 kassetter kan stoppen minskas till 6000/400=15 stycken.

Ett stopp av maskin kräver enligt Erssons studie i genomsnitt 84 sekunder från att föraren slutar plantera till att föraren återigen kan börja plantera, bortsett den tid det tar att återfylla planteringsaggregatet. Ett 8 kassetters magasin istället för 10,tar det, med de tre extra stoppen 84*3 sekunder, alltså ytterligare 252 sekunder för ett medelhygge. Med ett 10 kassetters magasin har man istället 40 sekunder extra per laddningstillfälle. Detta ger en total extra tidsåtgång på 40*15=600 sekunder på medelhygget. Denna jämförelse pekar alltså på att ett magasin med 10 kassetter gör att man tappar 600-252=348 sekunder eller nästan 6 minuter per medelhygge.