Quick Base Assembly : Konceptstudie

(1)

Quick base

assembly

Konceptstudie

HUVUDOMRÅDE: Maskinteknik, Produktutveckling och Design FÖRFATTARE: Jonas Mattsson, Dennis Brinkebäck

HANDLEDARE:Jonny Tran

(2)

Detta examensarbete är utfört vid Tekniska Högskolan i Jönköping inom Maskinteknik, Produktutveckling och Design. Författarna svarar själva för framförda åsikter, slutsatser och

(3)

Abstract

Abstract

The purpose of this thesis was to generate a solution for Rol-Ergo AB with focus on minimizing or eliminating the use of tools, during assembly of an adjustable table. This thesis work was performed as a part of the engineering program Mechanical engineer product development and design as a product development assignment for Rol-Ergo AB.

The reason for investigating the table was to decrease the assembly time during the assembly of the product with an intuitive solution. The project investigated new ideas and angles on how the assembly can be performed with less use of tools or completely without tools. This will create a simpler and efficient process during the assembly. Through the project a study was implemented as an inspiration for creating a robust solution with less screws for the assembly. The study presents a method for global interlocking systems for furniture. To achieve this a system of components locks in a specific order with a local key that can be moved for disassembly.

The project follows design thinking with its methods for a successful project. The methods are following empathize, define, ideate, prototype and test. With help from design thinking the specifications and the problem statements was answered.

After the execution of these phases, a final concept was created, which was lastly presented for Rol-Ergo that partially meet requirements and answer all questions. The project's deliveries generated during the work are in the form of design documentation, prototype, and simulations.

(4)

Sammanfattning

Sammanfattning

Syftet med rapporten var att generera en lösning för Rol-Ergo där uppgiften går ut på att minimera eller eliminera verktyg, vid montering av sidostag, tvärstag och ben (motorhus). Dessa komponenter utgör underredet av ett höj och sänkbart skrivbord. Examensarbetet utfördes som en del av utbildningen Maskinteknik produktutveckling och design och utförs som ett rent konceptuellt arbete för Rol-Ergo AB.

Anledningen till att Rol-Ergo undersökte bordet är för att minska tiden under monteringen med hjälp av en intuitiv lösning. Projektets mål var att utforska nya idéer och infallsvinklar på hur monteringen kan se ut, med mindre användning av verktyg eller utan verktyg. För användaren resulterade detta i en smidigare och enklare process vid montering.

Under projektet användes en studie som inspiration för att skapa ett hållbart koncept med färre skruvförband. Studien behandlar lokala låsnings system med en lokal nyckel som låser hela systemet, detta utfördes med hjälp av en skruv i slutkonceptet. Med hjälp av olika faser skapade projektet ett koncept som bemöter kraven från Rol-Ergo. Faserna är följande förstudie, definiera, idégenerering, prototyp och test. Ingående i dessa faser finns det metoder som först behandlar information som sedan användes för att generera idéer. Med idéer kunde prototyper tas fram och testas med fysiska modeller och FEM-beräkningar.

Efter utförandet av dessa faser skapades ett slutkoncept, som presenteras för Rol-Ergo vilket delvis bemöter kraven och svarar på alla frågeställningar. Projektets leveranser genererade under arbetet är i form av konstruktionsunderlag, prototyp och simulationer.

(5)

Innehållsförteckning

Innehållsförteckning

1 Introduktion ... 1

1.1 BAKGRUND ... 1 1.2 PROBLEMBESKRIVNING ... 1

1.3 SYFTE OCH FRÅGESTÄLLNINGAR ... 2

1.4 AVGRÄNSNINGAR ... 2

1.5 DISPOSITION... 3

2 Teoretiskt ramverk ... 4

2.1 KOPPLING MELLAN FRÅGESTÄLLNINGAR OCH TEORI ... 4

2.2 COMPUTATIONAL INTERLOCKING FURNITURE ASSEMBLY ... 4

2.3 FEM-ANALYS I SOLIDWORKS ... 5 2.4 DESIGN THINKING ... 5 2.4.1 Empathize ... 6 2.4.2 Define ... 6 2.4.3 Ideate ... 6 2.4.4 Prototype ... 6 2.4.5 Test ... 6 2.5 SKRUVFÖRBAND ... 6 2.6 TOLERANSER ... 7

3 Metod... 8

3.1 KOPPLING MELLAN FRÅGESTÄLLNINGAR OCH METOD... 8

3.2 PLANERINGSRAPPORT ... 8

3.2.1 Work Breakdown structure ... 8

3.2.2 Program Evaluation Review Technique ... 9

3.2.3 Gantt-schema ... 9

3.3 FÖRSTUDIE ... 9

(6)

Innehållsförteckning 3.3.3 Observation ... 9 3.4 DEFINIERA ... 10 3.4.1 Kravspecifikation ... 10 3.4.2 Funktionsanalys ... 10 3.5 IDÉGENERERING ... 10 3.5.1 Brainwriting ... 10 3.5.2 Sållning ... 11

3.5.3 Elimineringsmatris (Pughs Matrix) ... 11

3.5.4 ”Gut-Feel”- metoden ... 12

3.6 SKISSNING ... 12

3.7 PROTOTYP ... 12

3.7.1 Computer Aided Design ... 12

3.7.2 3D-print ... 12

3.8 TEST ... 13

3.8.1 Finite Element Method ... 13

4 Genomförande och resultat ... 14

4.1 PLANERINGSRAPPORT ... 14

4.1.1 Work breakdown structure ... 14

4.1.2 Program Evaluation Review technique ... 15

4.1.3 GANTT- schema ... 16 4.2 FÖRSTUDIE ... 16 4.2.1 Marknadsanalys ... 16 4.2.2 Litteraturstudier ... 17 4.2.3 Observation ... 17 4.3 DEFINIERA ... 19 4.3.1 Kravspecifikation ... 19

(7)

Innehållsförteckning 4.4.3 Första sållning ... 24 4.4.4 ” Gut-feel” metoden ... 25 4.4.5 Morfologi ... 26 4.4.6 Andra sållning ... 30 4.5 PROTOTYP ... 31 4.6 TEST ... 34

5 Resultat ... 38

6 Analys ... 40

6.1 VILKA LÖSNINGAR MÖJLIGGÖR MONTERING AV ROL ERGO:S SKRIVBORDSSTATIV MED FÄRRE, ELLER HELT UTAN VERKTYG? ... 40

6.2 HUR KAN MAN LÅSA MOTORHUSET, SIDOSTAG OCH TVÄRSTAG UTAN VERKTYG? ... 40

6.3 HUR FÖRHÅLLER SIG DET NYA KONCEPTET TILL ROL-ERGOS:S TESTKRAV? ... 40

7 Diskussion och slutsatser ... 41

7.1 IMPLIKATIONER ... 41

7.2 SLUTSATSER OCH REKOMMENDATIONER ... 41

7.3 VIDARE ARBETE ELLER FORSKNING ... 42

Referenser... 43

(8)

Introduktion

1 Introduktion

Detta projekt utfördes för Rol Ergo AB och kommer att behandla ett nytt koncept för ”Quick base assembly” för höj och sänkbart skrivbord. Studien utfördes som ett rent konceptuellt arbete utgivet av Rol Ergo AB med Rebecka Chiu som handledare. Arbetet omfattar 15 högskolepoäng och är en ingående del i utbildningen Maskinteknik: produktutveckling och design.

1.1 Bakgrund

Rol Ergo:s försäljning av skrivbord för både företag och återförsäljare som monterar borden själva har ökat. Ett behov av enkla och snabbt monterade bord har uppstått vilket Rol Ergo vill bemöta med en ny lösning. Detta kan bero på ekonomi, avsaknad av verktyg eller kundens förståelse om hur bordet är uppbyggt. Rol Ergo vill att deras produkter blir mer lukrativa för deras kunder och erbjuda en lösning som förgyller deras upplevelse.

Den befintliga lösningen kommer i ett paket där man inleder med att fälla upp benen enkelt och skruvar åt 4 skruvar, lokaliserade vid benfästena. Skruvarna skruvas in halvt för att möjliggöra senare monteringssteg. Steg två är att placera två sidostag på vardera sida av bordet som säkras med hjälp de två tidigare halvt indragna skruvarna, dessa sidostag är till för att dölja komponenter samt möjliggöra fäste. Sista steget är att montera fötterna till benen, detta utförs enkelt med hjälp av fyra skruvar, monteringen av bordsstativet är nu färdigt utan hänsyn till bordsskivan. Skruvarna är från början monterade på plats och kräver inga vidare instruktioner vart de ska placeras. Tidigare nämnt söker Rol Ergo en lösning på att minimera användningen av verktyg under dessa beskrivna steg.

1.2 Problembeskrivning

Inom branschen har ett behov av intuitiva och smidigt monterade skrivbord ökat. Rol Ergo söker därmed en lösning som kan tillmötesgå detta behov, läsaren hänvisas till bilaga 8.

Den befintliga lösningen idag använder sig av hopfällbara ben som kompletteras med skruvar för att hålla bordsbenen på plats. Uppgiften ligger i att ta fram en lösning som kan ersätta skruvarnas funktion hos produkten, detta är tänkt att minimera antal moment vid montering. Lösningen ska vara användarvänlig och lätt att förstå för den tänkta slutanvändaren. Tanken är att slutkunden ska undvika onödig tid vid monteringen och starta sin verksamhet utan komplikationer.

(9)

Introduktion

1.3 Syfte och frågeställningar

Syftet med detta arbete är att hitta en lösning som enkelt kan minimera eller eliminera användningen av verktyg under montering av sidostag, motorhuset och tvärstag. Arbetet tar fram flera olika koncept som kan bemöta detta med utgångspunkt att bespara slutkunden på tid, ekonomi och generera en intuitiv lösning utan/med mindre användning av verktyg.

Frågeställningar:

[1] Vilka lösningar möjliggör montering av ROL Ergo:s skrivbordsstativ med färre, eller helt utan verktyg?

[2] Hur kan man låsa motorhuset, sidostag och tvärstag utan verktyg?

[3] Hur förhåller sig det nya konceptet till Rol Ergo:s testkrav?

1.4 Avgränsningar

Arbetet kommer att utföras rent konceptuellt inom tidsramen 13 veckor. Detta bestämdes genom diskussioner med både handledaren från Rol-ergo och Jönköpings Tekniska Högskola (JTH). Ett beslut togs att avgränsa projektet till specifika komponenter på grund av den korta tidsperiod projektet utförs under. Ur ekonomisk aspekt kommer allt som berör konceptet ekonomiskt inte vara i fokus, detta på grund av att kreativiteten under projektet inte skall bli begränsad. Bordsskivan innefattas inte i detta projektarbete på grund av att Rol Ergo inte tillverkar bordsskivor. Kortfattat avgränsas arbetet till tre komponenter sidostag, tvärstag och motorhus.

- Projektet kommer att utföras som rent konceptuellt arbete - Projektet kommer inte att beröra kostnaderna runt produkten

- Tillverkningsmetod, Projektet skall fokusera på möjligheterna och inte låsa sig till tillverkningsmetoder

- Projektet kommer innefatta 13 veckor

- Bordskivan bortses från projektet då företaget inte arbetar med dessa, även de skruvar som används för att låsa bordskivan.

- Övriga komponenter som inte påverkar projektet kommer inte att beröras under projektet.

(10)

Introduktion

1.5 Disposition

En introduktion inleder rapporten med bakgrund, problembeskrivning, syfte, frågeställningar och avgränsningar. Andra kapitlet behandlar teoretiskt ramverk där lämplig litteratur presenteras, litteraturen skapar en struktur för det resterande arbetet. Teoretiskt ramverk följs upp av rubriken metoder vilket beskriver de nödvändiga metoder för detta projekt. Utförandet av metoderna hamnar under genomförande och resultat och presenteras utförligt. Rapporten avslutas med analys, diskussion och slutsatser, sedan följs det upp med referenser och bilagor.

(11)

Teoretiskt ramverk

2 Teoretiskt ramverk

I kapitlet teoretiskt ramverk presenteras teorier som har lagt grunden till utförandet av projektarbetet.

2.1 Koppling mellan frågeställningar och teori

Tabell 1:

[3] Hur förhåller sig det nya konceptet till Rol Ergos:s testkrav? Frågeställning

Teori 1 2 3

2.2 Computational interlocking furniture assembly x x

2.3 FEM-analys i SolidWorks x

2.4 Design Thinking x x x

2.5 Skruvförband x x

2.7 Toleranser x

2.2 Computational interlocking furniture assembly

Ett arbete utfört av Chi-Wing FU, Peng Song, Xiaoqi Yan, Lee Wei Yang, Pradeep Kumar Jayaraman och Daniel Cohen-or. Arbetet har tagit fram en lösning där användaren kan metodiskt montera möbler utan skruv, spik eller lim. Låsningen av komponenterna utförs med hjälp av träfogar och olika sorter av fogar används beroende på vad för komponent det berör. Artikeln beskriver en metod som togs fram för att enklare visualisera och realisera ett globalt låsningssystem för möbler.

Metoden beskriver hur det är möjligt att globalt låsa olika komponenter i en möbel, slutsatsen av arbetet kom fram till att det är nödvändigt att dela upp systemet i mindre grupper. Oftast består en grupp av fyra olika komponenter som i led låser varandra i x, y och z-led, medan den sista komponenten kallas en lokal nyckel som låser allt inom gruppen.

(12)

För att tydliggöra om komponenterna är låsta används siffror för att symbolisera statusen hos en komponent, det vill säga om den är låst eller rörlig. System är 6-siffrigt och använder antingen 1: a eller en 0: a. Ettan visar på att komponenten kan röra sig och noll visar på att komponenten är låst. Exempel på detta är att om komponenten får bara 1: or som beteckning kommer den att kunna röra sig fritt i alla led. [1]

2.3 Fem-analys i SolidWorks

Metoden är ett redskap för att evaluera komplicerade modeller mot olika belastningar. SolidWorks skapar mesh-modeller av Cad-modellen för att simulera specifika värden för konceptet. Randvillkor, elementtyper och laster definieras i programmet för att skapa en simulering av konceptets tänka miljö.

En FEM-simulation ger användaren ett resultat av deformationsfigurer och spänningsplottar. Detta kan användas för att bättre förstå hur konceptet står mot krav och kan bidra med underlag för förbättring av koncept. [2]

2.4 Design Thinking

Metoden förenklar strukturen av projektet och är en effektiv modell för att planera ett arbete. Modellen följer fem olika faser Empathize (Förstudie), Define (Definiera), Ideate (Idégenrering), Prototype (Prototyp) och Test.

Dessa olika metoder behöver inte nödvändigtvis utföras i ordning utan kan utföras likt bilden nedan. Att arbeta på detta sätt är effektivt då information tillkommer löpande under projektarbetet. Projektmedlemmarna kommer naturligt förstå problemet djupare under det senare stadiet under projektet, därav kan det bli nödvändigt att återgå till ett tidigare stadie för efterarbetet. [3]

(13)

2.4.1 Empathize

I detta stadie gäller det att samla på sig information inför skapandet av bakgrund och syfte till problemet. Detta utförs med lämpliga metoder som till exempel användaranalyser. Viktigt att tänka på under detta stadie är att man har en empatisk inställning till att förstå problemet. [3]

2.4.2 Define

Med relevant information insamlad genom olika metoder kan nu definitionen av projektet formas. Skapandet av definitionen är en viktig del inom produktutvecklingen vilket bestämmer vad projektet skall utföra, samt tydligt definiera problemet. Syftet och bakgrund skapas och bearbetas för att skapa en trygg grund för projektet. [3]

2.4.3 Ideate

Här gäller det att finna idéer på det definierade problemet. Viktigt att tänka fritt och acceptera alla idéer. Flera olika lösningar är bra att generera då detta kan bidra med ett brett perspektiv på problemet. Att skapa innovativa lösningar är alltid välkommet och låter projektgruppen att tänka i nya banor. För att uppnå detta kan till exempel metoden brainstorming tillämpas. [3]

2.4.4 Prototype

Prototypstadiet är till för att experimentera och förbättra uppfattningen av konceptet genom enklare modeller, till exempel 3D printade prototyper. Syftet är att förfina och förstå hur konceptet funkar i verkligheten. [3]

2.4.5 Test

Prototyper har nu tagits fram och ska nu utvärderas, detta är för att se hur väl produkten fungerar. Problem med produkten kan uppstå i detta stadie, vilket i tidigare moment har varit svåra att förutse. När man använder sig av design thinking utförs en process där man ständigt återgår till tidigare moment för att utveckla och förbättra konceptet. [3]

2.5 Skruvförband

Skruv i gängat gods är en säker och enkel metod för att montera produkter. Andra metoder är lättare att automatisera till exempel nitning och svetsning, dessa metoder sammanfogar komponenter permanent. [3]

(14)

2.6 Toleranser

Toleranser används för att avgöra hur mycket konceptet får avvika från dimensioner. Benämningen för olika toleranser är LL (lower limit) och UP (upper limit), detta är övre och nedre gräns för var dimensioner begränsas.

Enligt boken ”Produktutveckling” resulterar snäva toleranser i högre tillverkningskostnader, det vill säga när avståndet mellan UP och LL är lågt. [2]

(15)

Metod

3 Metod

I metoderna förklaras vad för metod och hur man utför dem, syfte är att fungera som ett styrdokument för projektarbetet. Under de olika huvudrubrikerna finns det de olika metoder som krävs för att uppnå respektive mål och besvara frågeställningarna.

3.1 Koppling mellan frågeställningar och metod

[3] Hur förhåller sig det nya konceptet till Rol Ergos:s testkrav?

Tabell 2: Frågeställning Metod 1 2 3 3.2 Planeringsrapport x x x 3.3 Förstudie x x x 3.4 Definiera x x 3.5 Idégenerering x x 3.6 Skissning x x 3.7 Prototyp x x 3.8 Test x

3.2 Planeringsrapport

3.2.1 Work Breakdown structure

Work breakdown structure (WBS) är ett effektivt verktyg för att skapa en överblick och en grund till Gantt-schemat. En WBS bryter upp huvudmoment delas in i mindre arbetsuppgifter som krävs för att uppnå målen, det ger en hierarkisk bild av projektarbetet. En WBS skall inte innehålla tidsaspekter och använder sig enbart av olika faser och delmoment som ingår i projektet.

I en WBS finns en regel om hur momenten fördelas i flera mindre uppgifter. Regeln är att uppgifter som pågår under en hel vecka borde fördelas i mindre detaljerade uppgifter. [5]

(16)

Metod

3.2.2 Program Evaluation Review Technique

PERT används för att uträtta en tidsplan som är mer realistisk och förstärker förståelsen av vad för uppgifter som skall utföras i projektet. En korrekt PERT tar inte hänsyn till tiden det tar att utföra de olika momenten inom ett projekt utan enbart ordningen och hur de hänger ihop. [5]

3.2.3 Gantt-schema

Efter framtagandet av PERT och WBS kan ett Gantt-shema tas fram. Nu skall fokuset ligga på tidsramen projektet skall utföras inom. Detta schema är för att enklare följa projektets gång och ge en tidsplan som kan visa vilka olika moment och specifikt när de skall utföras.

Ett typiskt Gantt-Schema utformas med en lodrät kolumn med olika moment och deluppgifter som skall utföras i respektive ordning de utspelar sig. Medan olika staplar i vågrät riktning visar när och hur länge de utförs under projektets tidsram. Hur detaljerat ett Gantt-schema tas fram beror på hur väl man har utfört WBS:en och om man har utfört detta korrekt kan ett Gantt-schema bli väldigt långt. Eftersom schemats syfte är att ge en bättre förståelse om hur projektet skall utföras är det viktigt att definiera det noggrant, och för alla inblandande i projektet kommer detta resultera i bättre förståelse av hur arbetet borde utföras. [5]

3.3 Förstudie

En förstudie är ett viktigt moment inom produktutvecklingen då den bidrar med en tydligare bild av vad som skall utföras i projektet. Detta moment kan ändra på de tidigare ställda frågeställningarna och projektbeskrivningen då en djupare förståelse av projektet har tillkommit.

3.3.1 Litteraturstudie

Litteraturstudien samlar teoretiskt underlag till projektet med hjälp av sökmotorer, böcker och artiklar. Syftet är att granska dessa olika publikationer och texter för att skapa en bättre förståelse om hur projektet skall utföras. [6]

3.3.2 Marknadsundersökning

En marknadsanalys kan som litteraturstudien utföras på många olika sätt beroende på vad som eftersöks i arbetet. Analysen samlar relevant fakta om produkter på den befintliga marknaden för att införskaffa information om vad användare förväntar sig av produkten idag. Tekniska lösningar ligger i intresse under marknadsundersökningen. [2]

(17)

Metod

3.4 Definiera

Under förstudien samlas det in information om själva problemet som projektet ämnar lösa. Med hjälp av denna information kan projektet bli mer definierat och med en projektbeskrivning som sammanställer de frågeställningar projektet skall bearbeta. Därefter skapas det en funktionsanalys och kravspecifikation vilket bidrar till en tydligare definition av vad för funktioner och krav konceptet skall besitta, samt uppfylla. [8]

3.4.1 Kravspecifikation

En kravspecifikation innefattar funktionella krav produkten ska besitta. I framtagande av en kravspecifikation är det viktigt att tänka på VAD produkten skall uppfylla och inte hur. Formulerandet av kravspecifikationen kan fortlöpa under större delen av projektarbetet då det anses som ett levande dokument. Dokumentet kan kompletteras då information dyker successivt under projektet. [2]

3.4.2 Funktionsanalys

Metoden fokuserar endast på funktionerna och inte färdiga lösningar. På detta sätt bryter funktionsanalysen ner produktens olika funktioner för att förstå vad för funktioner produkten ska besitta. I stora drag formuleras en funktionsanalys genom huvudfunktion, delfunktioner och önskade funktioner. Huvudfunktionen definierar exakt vad produkten ska utföra medan nödvändiga funktioner möjliggör

huvudfunktionen, önskade funktioner kan bidra med det lilla extra till produkten men är inte nödvändiga för huvudfunktionen. [2]

3.5 Idégenerering

Även kallat konceptgenerering är en metod för att generera fram nya koncept med hjälp av de underlag vilket tidigare i projektet har tagits fram.

3.5.1 Brainwriting

Brainwriting är en metod för att snabbt och enkelt ta fram förslag på koncept som kan besvara frågeställningarna och uppfyller både de funktionella samt de kraven från olika intressenter. Metoden är baserad på att ta fram idéer genom att illustrera med användning av penna och papper. Idéer samlas på papper vilket ska presenteras för alla inblandade i projektet och utvecklas gemensamt för bättre lösningar. En blandning mellan en Brainstorming och Brainwriting tillämpas för att generera lösningar. Grundregler tagna från Brainstorming bidrar med riktlinjer inom metoden.

Dessa fyra regler är följande, 1. Kritik är inte tillåten 2. Kvantitet före kvalité

3. Tänka fritt, begränsa inte och tänk bort problem. Hitta en lösning som sticker ut.

(18)

Metod

I projektet har “kombinera idéer” valts att kallas för morfologi och har tillämpats som en idégenrerings metod, i kombination med Brainwritning. Syftet är att kombinera olika koncept för att skapa ett nytt koncept som kan bemöta funktioner och krav effektivare.

[2]

3.5.2 Sållning

En elimineringsmatris tillämpas med inspiration från Stuart Pugh som i sin bok utförligt beskriver hur en sådan matris skall utföras. Denna matris är allmänt känd som Pughs matris.

3.5.3 Elimineringsmatris (Pughs Matrix)

Metoden används för att effektivt och tydligt sålla ut koncept som inte uppfyller de ställda kriterierna. För att strukturera en Pughs matris följs 7 olika punkter.

1. Det är viktigt att alla koncept har utförts med samma bakgrund och har en lösning på det problem projektet söker att lösa. Det vill säga att koncepten följer de krav och avgränsningar som har definierats.

2. Att de koncept som har tagits fram har skissats fram i ungefärligt samma kvalité, detta är för att alla ska få samma förutsättning att presenteras på lika villkor. 3. Skapa en matris som kan väga de olika koncepten mot varandra mot satta

kriterier.

4. Tydligt numrera de olika koncepten för att enklare visualisera dem i matrisen. 5. Definiera de olika kriterier konceptet vägs mot. Viktigt att kriterierna har

definierats innan koncepten skapas.

6. Viktigt att bestämma vad de olika koncepten får för tecken beroende på hur väl de uppfyller kriterierna vägt mot utgångspunkten. Med utgångspunkten menas med befintliga produkten.

Plus (+): Betyder att konceptet uppfyller kriterierna på ett bättre sätt än utgångspunkten.

Minus (-): Betyder att konceptet inte uppfyller kriterierna jämfört med utgångspunkten.

Noll (0): Syftar på att konceptet är jämbördigt med utgångspunkten.

7. En rad i slutet av tabellen summerar de olika betyg koncepten fick för att se vilka som kan tas vidare, men detta skall inte behandlas som ett konkret beslut. Koncept som inte togs sig vidare kan fortsatt uppfylla bra kriterier, därför är det viktigt att evaluera resultaten och bedöma vilka koncept som kan tas vidare för utveckling. [9]

(19)

Metod

3.5.4 ”Gut-Feel”- metoden

Är en metod som syftar på en känsla av hur ett koncept är realistiskt eller ej. Första intrycket av ett koncept med förkunskap inom området kan skapa ett intryck av att konceptet är omöjligt utföra. Det är viktigt att den som utför metod har erfarenhet inom området. Detta är ett redskap man kan utnyttja i elimineringen av koncept och bedöma om ett koncept är ska gå vidare eller kräver vidareutveckling.

Olika stadier rekommenderas att följa vid metoden ”Gut-feel” dessa är följande. • Det första stadiet är att inse att konceptet inte är realistiskt.

• Andra stadiet behandlar vad är det som behöver kompletteras eller förbättras för att skapa ett fungerande koncept.

• Tredje och sista stadiet är att bedöma om konceptet med dess nya modifikationer är värt att tas vidare i projektarbetet.

Det vill säga om det kommer att resultera i ett gynnsamt utfall eller kommer det att hämma projektarbetet. [10]

3.6 Skissning

För att förmedla idéer skissades olika koncept upp för att tydligare och enklare förmedla idéerna inom projektarbetet. Skissning är ett effektivt sätt att förmedla och förtydliga idéer där ord inte riktigt kan bidra med samma förståelse om hur individen faktiskt tänker sig konceptet.

3.7 Prototyp

Prototypframtagandet är det sista steget för att skapa ett fungerande koncept och ger projektet en fysisk modell. I syfte för att utveckla och förfina konceptet till det bättre, då den fysiska modellen kan presentera nya problem hos konstruktionen. För att skapa en bra prototyp krävs det underlag i form av de filer som krävs för att skapa en fysisk modell, som underlag som till exempel cad-modeller, ritningar och skisser. [11]

3.7.1 Computer Aided Design

CAD-system idag används till att skapa tredimensionella modeller med dimensioner som styrs av olika parametrar. Detta ger möjligheter när det kommer till att anpassa och ändra modeller genom att justera till önskad parametervärden. Kortfattat definieras metoden som ett avancerat ritbord där modeller kan ändras och anpassas efter behov.

I detta projektarbete används SolidWorks till simuleringar och modellering. [2]

3.7.2 3D-print

Är en metod för att skapa fysiska 3D modeller genom att addera material succesivt för att skapa en modell. Till skillnad får tidigare metoder där material i stället subtraheras från materialet för att skapa en modell. Metoden är effektiv att använda för att snabbt visualisera CAD-geometrier med komplexa former.[2]

(20)

Metod

3.8 Test

Test av prototyp och simulationer i SolidWorks.

3.8.1 Finite Element Method

CAD program använder en implementation av Finite Element Method för att utföra simulationer på 3D modeller. Programmet skapar en förenklad modell genom att implementera mesh, detta är mindre element delar som evaluerar olika värden i dessa specifika områden. Metoden utför matematiska beräkningar med syfte att undersöka hur modellen påverkas under olika belastningar, spänningar, värme osv. [2]

Med hjälp av FEM-beräkningar kan en säkerhetsfaktor beräknas.

𝑁 i ekvationen står för säkerhetsfaktorn.

𝛿𝑦 står för sträckgränsen för materialet

𝑄𝑤 Spänningar som konceptet utsätts för i simulationen.

(21)

Genomförande och resultat

4 Genomförande och resultat

4.1 Planeringsrapport

Planeringsrapportens syfte är att ta fram en helhetsplan över hur projektet ska genomföras. För att utföra detta inleddes diskussioner med både handledare från Jönköping Tekniska Högskola och företaget, för att skapa en bättre förståelse för projektet.

I diskussion kring planering av projektet togs det upp introduktion, bakgrund och problembeskrivning. Dessa baseras utifrån en problembeskrivning som företaget tidigare har definierat för projektet. Utifrån bakgrunden kunde projektets syfte och problembeskrivningen formuleras, samt med dialog med företagets kontaktperson. Avgränsningarna togs fram i samarbete med handledaren både från Jönköping Tekniska Högskola och Rol-Ergo. I början av projektets gång var avgränsningarna inte tydligt definierade eftersom kunskap kring ämnet var begränsat. Under projektets gång gav det en mer förståelse över hur det ska struktureras, vilket resulterade att tidsplanen och avgränsningar kunde definieras mer tydligt.

4.1.1

Work breakdown structure

Under Work Breakdown structure bryts de större metoderna ner i mindre moment för att skapa en struktur till arbetet. Nedan är det en bifogad bild om hur metoderna har fördelats och brutits ner. är ett preliminärt upplägg av de olika metoderna för projektet i detta tidiga stadie. Exempelvis försvann olika metoder på grund av djupare förståelse

där bland annat QFD och tidiga beräkningar försummades, QFD:n ansågs inte nödvändig att utföra då en tydlig kravspecifikation och funktionsanalys kan ersätta metoden. Informationen från WBS:en togs vidare för att formulera en PERT och dessa två metoder används för att lägga grunden till Gantt-schemat.

(22)

4.1.2 Program Evaluation Review technique

Under Pert:en utfördes liknande metod som WBS:en men även tidsaspekten togs i beaktning. Vanligtvis skall inte detta utföras i en Pert men för att skapa ett mer utarbetat Gantt-schema utfördes detta ändå. I bilderna nedan kan man se de olika moment i vilken ordning och hur lång tid det uppskattas att utföras på. Med utgångspunkt från de inblandades tidigare erfarenhet från projektarbeten.

PERT:ens tidsaspekt uppskattades genom att utgå från arbetsperioden, vilket var mellan den första februari till första maj. En arbetsvecka består av 5 dagar varav 3 ägnades till projektarbetet. Detta uppskattades totalt till ca 39 arbetsdagar under perioden för projektet, vilket är ca 13 veckor. För att minimera risken för försenat arbete togs detta ner till 35 dagar som i bilden nedan, för att skapa en säkerhetsmarginal. Planeringen fokuserar på projektarbetet och tar inte hänsyn till rapportskrivningen, detta anses ske löpande parallellt med arbetet. I bilden nedan fördelas tiden i dagar ut till olika moment, detta är uppskattning. Läsaren hänvisas till bilaga 1 för tydligare förstå processen för PERT:en.

(23)

4.1.3 GANTT- schema

En estimerad tidsplanering gjordes för projektet i form av ett Gantt-schema. Schemat baseras på PERT och WBS som definierade de olika moment som behöver utföras. Vid estimering av tid till momenten användes en Pert, slutligen för att kontrollera så att allt blir rimligt, utfördes det en kontroll med handledare från både Rol-Ergo och JTH. Läsaren hänvisas till bilaga 2 för Gantt-schemat.

4.2 Förstudie

Under förstudie samlas information med hjälp av en marknadsanalys, Litteraturstudie och en observation.

4.2.1 Marknadsanalys

En marknadsanalys genomfördes för att få en inblick på olika konkurrenter och vilka lösningar företagen har. En sammanställning utfördes i form av en tabell med beskrivande bilder, produktinformation och respektive tillverkare. Tabellen förenklar och förtydligar, därav blir det en enkel process att jämföra marknadens produkter, vilket fungerar som en inspiration till idégenereringen.

Kostnad, material, maxbelastning och totalvikt

Information kring detta togs fram genom att studera broschyrer eller produktbeskrivningen.

Stabilitet

Med hjälp av produktinformation kunde en estimering av stabiliteteten bedömas, där val av material och produktens konstruktion gav en grund för bedömningen av stabilitet till tabellen.

Monteringssteg

Syftet med projektet är att optimera monteringstegen till bordet, i marknadsanalysen räknas antal monteringssteg för att jämföra de olika produkterna.

I analysen konkluderas att de borden med låg kostnad ”Göran” och “Hopfällbart bord” är inte anpassade till kontorsmiljö, därav inte lika robusta. Anledningen till att projektmedlemmarna har tagit produkterna i beaktning är för att monteringsprocessen för borden är effektiva och intuitiva. Syftet är att använda borden som inspiration och möjligtvis implementera funktionerna i projektet.

Linak och SA möblers lösningar är relevanta eftersom de har en stabilare konstruktion, vilket passar den tänkta kundgruppen arbetet ska tillfredsställa. Linak har en unik produkt ”Kick and click” med funktioner som enkelt monterar skrivbordet utan användning av verktyg. Istället tillämpar företaget ett smart system av olika klickfunktioner och profiler för att montera bordet, detta är ett intuitivt tillvägagångsätt för att montera bord.

(24)

Tabell 3: Sammanfattar marknadsanalysen. Bilderna hänvisas till:

Bord med montering

inriktning _IKEA Rusta Kinnarps SA möbler Linak

Göran

Hopfällbart

bord Oberon skrivbord Snitsa arbetsbord

Kick & ClickTM Kostnad 395kr 399kr 6 725kr // // Stabilitet ( Skala 1-5) 1/5 2/5 5/5 5/5 5/5 Material Metall och trä Plast och

metall Metall och trä Metall och trä Metall och trä Antal monteringsteg 1 1 5+ 5+ 4 Max belastning 50 kg 60kg ca 120 kg // 160 kg Totalavikt monterad 10,5 kg 11,2 kg 15 kg + // // [13][14][15][16][17][18]

4.2.2 Litteraturstudier

Litteraturstudien användes för att hitta möjliga lösningar till projektet och metoder som kommer att användas inom projektet. Detta utfördes genom sökmotorn Primo, för att hitta pålitliga och relevant fakta. En studie som hittades var “Computional intelocking furniture assembly” som gav en god grund och en metod för att generera koncept. Även design thinking togs fram under litteraturstudien bland flera andra metoder och teorier. Diverse litteratur användes under projektets gång för att bidra med ett korrekt underlag till olika metoder som utfördes.

4.2.3 Observation

I observationen gjordes ett besök hos Rol-Ergo AB där handledaren berättade om företagets olika produkter. Under besöket berättade handledaren om hur olika lösningar användes för att montera borden och även varför de är designade som dem är. Detta gav

(25)

komponenter samt möjliggöra fäste. Sista steget är att montera fötterna till benen detta utförs enkelt med hjälp av fyra skruvar. Monteringen av bordsstativet är nu färdigt utan hänsyn till bordsskivan. En tydligare bild på monteringsstegen visas i figur nedan. [19]

(26)

4.3 Definiera

De tidigare momenten kommer att användas och har skapar en djupare förståelse om projektet under rubriken definiera. All information kommer att sammanställas och användas för att skapa en kravspecifikation och funktionsanalys. Båda metoderna är till för att enklare visualisera och sammanställa informationen som är nödvändig för att skapa ett koncept, som speglar det beställaren vill åstadkomma med projektet.

4.3.1 Kravspecifikation

Vid utförandet av kravspecifikation utfördes ett självständigt utkast för att sedan stämma av med företaget. För att definiera kraven, bröts produktlivscykel ner för att hitta intressenter som berör produkten. Utifrån de krav som valdes bortsågs vissa på grund av avgränsningar.

Avstämningen utfördes via ett digitalt videomöte där anställda från olika avdelningar på företaget deltog. Från Rol-Ergo deltog två från marknadsteamet och två från produktutvecklingsavdelningen, detta skapar ett bredare perspektiv vid definieringen av kraven. Kraven granskades och sedan godkändes av företaget under mötets gång, nedan i bilden visas slutresultatet av kravspecifikationen.

(27)

4.3.2 Funktionsanalysen

Med hjälp av företaget togs en funktionsanalys fram likt kravspecifikationen. Huvudfunktionen definierades med hjälp av en observation på den befintliga produkten och kompletterades med problembeskrivning framtagen i projektet. Utifrån huvudfunktionen skapades de nödvändiga och önskvärda funktionerna. Som beskrivet i metoden är alla nödvändiga funktioner viktiga för att möjliggöra huvudfunktionen, resterande funktioner är önskvärda.

Under projektets gång betraktades funktionsanalysen som ett levande dokument eftersom förståelse för projektet fördjupas under arbetet. En avstämning med företaget resulterade i att justeringar implementerades i tabellen.

Ett kommentarsfält kompletterar funktionsanalysen i syfte att förtydliga funktionerna. För längre kommentarer, skapades en separat ruta som komplement, se bilaga fem.

Figur 5: Illustrerar utförandet av funktionsanalys

4.4 Idégenerering

Efter att relevant information är insamlad i planeringsrapporten, marknadsanalys, litteraturstudien, kravspecifikationen och funktionsanalysen kan nu idégenreringen starta.

Syftet med idégenereringen är att ta fram så många olika koncept som möjligt. Där metoden går ut på att alla gruppmedlemmar tar fram flera olika unika lösningar. Processen följer de fyra principer som tidigare definierats under metoder. Kortfattat, de som utför idégenereringen ska inte kritisera lösningar i detta stadie. Kvantitet går före kvalité, då många lösningar som möjligt skall skapas, detta i syfte för att utforska problemet från flera olika vinklar. Kombinatorisk metod tillämpas för att skapa helhetslösningar till problemet. Principerna följdes under utförandet av Brainwriting.

(28)

4.4.1 Brainwriting

För att illustrera idéerna användes papper och penna som verktyg för att presentera koncepten inom gruppen. Detta resulterade i ett antal koncept som senare gick vidare till en lättare morfologi. Vid morfologi av de olika koncepten kombinerades de bästa koncepten för att skapa en helhetslösning. Detta resulterade i att det blev färre koncept som slutligen presenterades för företaget. Resultatet av metoden kommer att visas under rubriken skissning, där de utvalda lösningarna presenteras.

4.4.2 Skissning

Koncept 1

Konceptet använder sig av ”Computational

interlocking furniture assembly”. Nyckeln är oftast den sista komponent som läggs till i monteringsprocessen för att låsa alla komponenter i ett genomtänkt led. Nyckeln i detta koncept är komponent fyra, vilket säkras med hjälp av ett skruvförband.

Med hjälp av utskärningar och geometrier låser konceptet sig i olika steg för att skapa en låst konstruktion. För att låsa nyckeln används ett

skruvförband, detta strider mot reglerna som var satta men det var nödvändigt för att skapa en säker

konstruktion.

Regler som följdes i framtagningen av detta koncept var följande:

1, Alla komponenter får ej vara rörliga i x,y och z-led.

2, Nyckeln i konceptet ska vara rörlig.

(29)

Koncept 2

Konceptet använder sig av Computational Interlocking Furniture Assembly.

Nyckeln i detta koncept är bordsskivan och används för att låsa alla komponenter. Motorhuset läggs mot

bordsskivan för att sedan låsas av tvärstagen och

sidostaget. Sista steget är att säkra sidostag och tvärstag med hjälp av bordsskivan för att skapa en global

låsning.

Koncept 3

Profiler på sidostaget användes i detta koncept för att låsa benet till tvärstagen. Även en snäppfunktion används för att låsa benet till tvärstagen.

Nyckeln i detta koncept är bordsskivan med de

skruvförband montören använder för att säkra skivan.

Figur 7: Illustrerar koncept 2

(30)

Koncept 4

Konceptet integrerar verktyget i konstruktionen av hela underredet.

Lådan som illustreras uppe till vänster i bilden innehåller en skruv och ett hjul för att skapa vridmoment. Konceptet kräver mindre av användaren då både skruv och verktyg redan är vid korrekt placering.

Koncept 5

Konceptet använder sig som första konceptet av Computational Interlocking Furniture Assembly för att låsa alla komponenter.

Nyckeln i detta koncept är ett spännlås som används för att låsa alla

komponenter i sista steget.

Figur 9: Illustrerar koncept 4

(31)

Koncept 6

Konceptet använder sig av Computational Interlocking Furniture Assembly.

Kåpan som sitter på motorhuset används som nyckeln i detta koncept. Denna komponent monteras vid sista steget av konceptet och låses fast med ett skruvförband för att möjliggöra globallåsning.

4.4.3 Första sållning

För att utföra en korrekt bedömning och sållning av koncepten utfördes en version av Pughs matris. Den följer inte Stuart Pughs exempel exakt då den har 15 punkter medan projektets följer 7 punkter. Anledningen till detta är för att koncepten kräver mer bearbetning för att bli vägda mot en fullt utvecklad matris. Punkt 11 och 12 i boken beskriver att man djupt kritiserar och analyserar varför vissa koncept inte fungerade, även kollar på de koncept som fungerade. [10] Detta i syfte för att utveckla koncept vidare. Varje kriterie kommer att följas upp med kommentarer för att bättre förstå hur besluten har tagits under utförandet av Metoden.

Koncepten kommer att vägas mot den befintliga produkten för att bedöma dess styrkor mot dagens produkt.

Kriteriet “Bibehålla tillverkningsmetod” är ett kriterium i matrisen som behandlas men är en del av avgränsningar i projektet. Men det har tagits i beaktning till viss utsträckning för att det ligger i företagets intresse.

Sållningen har utförts i två omgångar, först är det på 6 koncept. Andra sållningen utförs på de koncept som ansågs vara värda att utveckla från första sållningen, samt genomgått morfologi.

(32)

Elimineringsmatris 1

Figur 12: Illustrerar Elimineringsmatris 1

Resultat Elimineringsmatris 1

Resultatet av första sållningen visar på att alla koncept kräver större utveckling för att bemöta alla kriterier. Ett detaljerat utförande finns under bilagor där tankegångar och resonemang presenteras tydligt. Vinnande koncept tagna ur första vändan är 1, 3 och 5. Det vill säga att även om koncept 1 fick neutralt och 5:an negativt värde togs de vidare på grund av andra faktorer, så som “Gut-Feel”-metoden.

4.4.4 ” Gut-feel” metoden

Koncepten presenterades för Rol-Ergo och synpunkter tillkom från handledaren om vilka koncept som borde gå vidare i arbetet. Även om en sållning har utförts är handledarens expertis högt värderad och kommer att påverka sållningen av koncepten. Detta är en metod som kallas ”Gut-feel” och använder sig utav personer med erfarenhet inom området.

Under mötet ansågs koncept 3 och 5 lukrativa och togs därför vidare i vidarebearbetning. Koncept 4 togs inte vidare, då det under mötet beslutades att det var för likt det befintliga konceptet idag. Efter andra elimineringsmatrisen stod det klart att koncept 8 och 9 uppfyller kraven i lika stor utsträckning.

(33)

4.4.5 Morfologi

Koncept 7, 8 och 9 skapades genom att tillämpa metoden Morfologi, metoden förklaras under rubriken Brainwriting inom kapitlet metoder. Efter utförandet av första sållningen utfördes ett fortsatt arbete på koncept 1, 3 och 5, för att hitta koncept som uppfyller kraven och skapar en helhetslösning. Detta resulterade i att koncept 1, 3 och 5 skapade de nya koncepten genom att kombinera funktionerna med varandra. Anledningen för att kombinera lösningarna är för att skapa helhetslösningar med olika styrkor. För att visualisera de nya koncepten togs de fram i SolidWorks. Anledningen att tidigare skapa ett CAD-underlag var på grund av tidsbrist. Att skynda på den här processen skapar större sannolikhet att tillverka en riktig prototyp, vilket resulterar i en djupare förståelse om koncepten.

Koncept 7

Koncept 7 tillämpar större användning av profiler (koncept 3) och tagit inspiration från koncept 1, med utgång från Computional Interlocking Furniture Assembly. T-skenor har introducerats för att minimera användningen av verktyg. T-skenorna guidar och säkrar komponenterna, detta resulterar i att komponenter kan enbart röra sig i en riktning, respektive x, y och z-led. Konceptet säkras sedan med hjälp av en global nyckel i form av en skruv lokaliserad vid en T-skena, se bild nedan.

(34)

Koncept 8

Koncept 8 är lik koncept 7 men skillnaden ligger vid användningen av verktyg, där koncept 8 inte kräver verktyg. Största skillnaden är den globala nyckeln, i stället för ett skruvförband tillämpas ett spännlås.

Där tidigare skruvförband var positionerad är nu i stället ett spännlås och brukar sig av tidigare moment som koncept 7, det vill säga t-skenor.

Figur 14: Illustrerar koncept 8

(35)

Koncept 9

Koncept 9 är en utveckling av koncept 7. Skillnaderna mellan koncepten är placeringen av skruvförbandet och konstruktionen på sidostaget. Konstruktionen på sidostaget är modifierat, så att den inte kräver lika många steg i tillverkningen. Koncept 7 använder sig av geometrier vilket kräver fler bockingsteg för sidostaget. En modifikation på detaljen ”Head” vid sidostaget möjliggör att skruvförband kan tillämpas, samt förhindrar felanvändning av sidostaget.

(36)

(37)

4.4.6 Andra sållning

Elimineringsmatris 2

Figur 18: Illustrerar Elimineringsmatris 2

Resultat Elimineringsmatris 2

Tre av sex koncept togs vidare med hjälp av första sållningen och “Gut-feel”. Dessa resulterade i koncept 7, 8 och 9. I sållning nummer två kommer dessa

vidareutvecklade koncept vägas mot den befintliga produkten, med samma kriterier som tidigare matris. Ett beslut togs att koncept 7 kommer inte att gå vidare i detta projektarbete. Detta är på grund av att koncept 9 uppfyller liknande kriterier som 7 men anses bättre, med utgångspunkt på designspråk och erbjuda låsning.

För koncept 8 togs inte heller vidare inom projektet på grund av bristande

designspråk. Men visar på bra funktioner vid låsning men kräver vidarebearbetning för att realisera konceptet.

Resultatet för sållningen och med hjälp av handledare kunde ett beslut om att fortsätta arbetet med koncept 9.

(38)

4.5 Prototyp

Tidiga Prototyper

För att bättre förstå hur toleranserna och olika komponenter fungerar skapades det enkla 3D-modeller under projektets gång för att testa dessa i verkligheten. skenor och T-huvuden är profiler som används för att guida och säkra olika komponenter av underredet.

(39)

Slutgiltiga Prototypen

En fullskalig prototyp av koncept 9 tillverkades med hjälp av 3D-printer i samma syfte som den tidigare prototypen. Med hjälp av prototypen kan ett intryck och en bättre förståelse skapas angående de nya funktionerna på det senaste konceptet. Toleranserna påverkar avsevärt konceptets funktionalitet vid användningen av profilerna, vilket kräver en tillverkningsmetod med hög precision.

(40)

Under prototyptillverkningen upptäcktes det att två komponenter är snarlika i konstruktionen, det krävs endast få ändringar för att skapa en universal version av dessa två. Tidigare bestod det av en höger och vänster skena för vardera sida av motorhuset. Genom att utföra denna ändring krävs det färre moment vid tillverkning, ändringen visas tydligt i bilden nedan.

(41)

4.6 Test

Fem analys

Utfördes på koncept 9 för att skapa en uppfattning hur konstruktionen påverkas av belastning.

Material:

Kallvalsat stål, Solidworks: AISI 1020 Steel, Cold Rolled, E-modulus: 205 GPa. ABS plast, applicerades på botten till motorhuset.

Sträckgräns för kallvalsat stål: 305 MPa.

Formel för beräkning av säkerhetsfaktor:

𝑁 i ekvationen står för säkerhetsfaktorn.

𝛿𝑦 står för sträckgränsen för materialet

𝑄𝑤 Spänningar som konceptet utsätts för i simulationen.

𝑄𝑤 = 𝛿𝑦 ÷ 𝑁 → 𝑁 = 𝛿𝑦 ÷ 𝑄𝑤 [12]

Simulation med bordsskiva

Bordsskivan: En bordsskiva modellerades för simulationerna. Dimensionerna följer en bordsskiva från IKEA, skivan har namnet Lagkapten. Dimensionerna är 140x60cm. [21]

Fixturer: Applicerades vid ändpunkten av vartdera ben, detta för att simulera att bordet står still på golvet.

Belastning: En belastning på 120 Kg (1 177.2N) applicerade på bordsskivan, homogent över hela ytan på bordet.

Sökt i simulationen: Hur förhåller sig det nya konceptet till Rol Ergos:s testkrav? Mer specifikt håller konstruktionen med en pålagd belastning av 120 Kg.

Spänningar: Maxvärdet för Spänningar inom konstruktionen uppmätts vi motorhuset till 68 MPa, detta visualiseras tydligt i bilden nedan.

Överlag uppmäts spänningarna I de nya komponenterna till väldigt låga. Detta är på grund av den robusta konstruktion komponenterna har och hanterar spänningen bra. Ingen komponent i konstruktionen passerar 305 MPa som är materialets sträckgräns. Därav klarar detta koncept kravet för belastning. Säkerhetsfaktorn för detta koncept är 4,45.

(42)

Figur 27: Illustrerar bordet under belastning

Figur 28: Illustrerar maxstress på konstruktionen

Figur 29: Illustrerar von Mises stressen I konstruktionen

Förskjutning: Maxvärdet för förskjutningen vid den nya konstruktionen uppmätts till 0,0048 mm. Vilket är en väldigt liten förskjutning och kommer inte att påverka stabiliteten på ett negativt sätt.

(43)

Simulation ett ben

Simulationen utfördes med de nya konstruktionerna och ett tillagt ben för att skapa ett trovärdigt scenarium.

Detta för att tydligare visualisera vad som händer med konceptets komponenter och skapa ett så kallat “Worst case scenario”.

Fixturer: Applicerades vid ändpunkten av benet, detta för att simulera att bordet står still på golvet.

Belastning: En belastning på 120 Kg (1 177.2N) applicerades, homogent över hela ytan på komponenterna som vidrör bordsskivan.

Sökt: Hur påverkas konceptet med en koncentrerad belastning på ett ben?

Stress: Konceptets högsta värde på stress uppmätts igen på samma område som simulationen innan. Men maxvärdet är

högre mer exakt värde är 169 MPa, det vill säga att säkerhetsfaktorn blir mindre men överskrider inte sträckgränsen för materialet. Beräknad säkerhetsfaktor blir 1.8 vilket är ett bra värde även för det benet utsätts för.

Förskjutning: Största förskjutningen i konstruktionen kan lokaliseras vid botten lådan för motorhuset och vid ytterdelen av sidostaget. Detta kan man tydligt se i bilderna nedan. Värdena är 0.88 mm vid botten lådan och värdet för sidostaget är 0.3626mm. Detta är väldigt låga värden och det är förväntat att materialet förflyttas med pålagd belastning.

Figur 30: Illustrerar belastningar och fixturer på modellen

(44)

(45)

5 Resultat

Slutgiltiga konceptet tillämpar användningen av profiler för att säkra komponenter vid monteringen. Den orangea skruven i bilden krävs för att säkra konstruktionen och därmed låser alla komponenter i x, y och z-led. Skruvar utöver den orangea kommer monteras under produktionen.

Tidigare monterings steg krävde sex moment för att låsa bordet för varje ben. Slutgiltiga konceptet genererat i detta projekt kräver enbart 3 moment för att låsa alla komponenter för ett ben.

Tidigare i rapporten utfördes det två elimineringsmatriser med ett kriterium “Produktkrav” vilket syftar på ett krav från ROL Ergo, där konceptet skall klara av en belastning på 120 kg. En godtycklig bedömning kunde inte utföras under sållningen men efter FEM-beräkningar kan det konstateras att koncept 9 klarar av Produktkravet.

(46)

(47)

Analys

6 Analys

6.1 Vilka

lösningar

möjliggör

montering

av

ROL

Ergo:s

skrivbordsstativ med färre, eller helt utan verktyg?

I kapitel 2 under punkten 2.2 Computational interlocking furniture assembly, beskriver avsnittet om hur det är möjligt att låsa bord utan verktyg. Denna teori bygger på en metod som använder sig utav fogar. Dessa fogar används för att låsa komponenterna i x, y och z-led, med en “lokal nyckel” som håller i samman alla komponenter. Koncept 8 som inte togs vidare av tidigare motiverade skäl, möjliggjorde montering utan verktyg. Konceptet har potential att uppfylla frågeställningen men kräver vidarebearbetning.

För att ta fram ett fungerande koncept som möter frågeställningens krav användes metoden design thinking vilket skapade en struktur för arbetet. För ytterligare komplettera detta används kunskap inom skruvförband som möjliggjorde ett fullständigt koncept.

Koncept 7 minskar användningen av verktyg likt koncept 9 men har av tidigare skäl inte tagits vidare. Det de båda koncepten utför väldigt bra till skillnad mot det befintliga bordet idag är att monteringen kan ske i tre enkla steg och med hjälp av en skruv. Därmed besvaras frågeställningen med koncept 9.

6.2 Hur kan man låsa motorhuset, sidostag och tvärstag utan verktyg?

Utifrån 9.4 idégenerering under rubriken 9.4.2 skissning visar hur koncept 9 använder sig utav Computational interlocking furniture assembly genom att insvetsade T-skenor på komponenterna. Dessa komponenter efterliknar fogar som monteras genom att ha en passande detalj som kan monteras från sidledes. Detta system används för att låsa konceptet i x, y och z riktning som sedan säkras med en skruv som betraktas som en “lokal nyckel” i detta sammanhang.

6.3 Hur förhåller sig det nya konceptet till Rol-Ergos:s testkrav?

Testerna för konceptet utfördes med hjälp av SolidWorks och utfördes med belastningskravet 120 Kg. En simulation utfördes på en komplett konstruktion av underredet med en bordsskiva. Resultatet av denna simulation visar på att konstruktionen är robust och klarar av kravet. Stressnivåerna var inte höga och förflyttningen minimal. Första simulationen fick en säkerhetsfaktor på 4.45 vilket ger konstruktionen en stor marginal.

Simulation två utfördes på ett ensamt ben för att utsätta konstruktionen för belastningen direkt på den nya konstruktionen, samma belastning används som i första simulationen. I testet får konceptet en säkerhetsfaktor på 1.8 vilket är fortsatt godkänt.

(48)

Diskussion och slutsatser

7 Diskussion och slutsatser

7.1 Implikationer

Slutresultatet av projektet resulterade i ett koncept som enbart använder en skruv för att låsa hela konceptet. Det nya konceptet är möjligt att tillverka hos företaget då d besitter nödvändiga tillverkningsmetoder. Tillverkningen av profilerna i det slutgiltiga konceptet kräver hög precision för att skapa noga toleranser, vilket kan påverka vilken metod som krävs vid tillverkningen. Med hög precision tillkommer kostnader och tidskrävande detaljer för att skapa konceptet. Den unika lösningen från konceptet är tagen från ett nytt perspektiv, genom att tillämpa lösningar från andra

användningsområden för att lösa problemet.

Rol-Ergo har full tillgång till detta koncept och kan vidareutveckla det för att skapa en helhetslösning, det vill säga att konceptet behöver integreras med andra komponenter för att skapa ett komplett bord. En utveckling på detta är tvärstagen vilket vid slutet av detta projekt enbart fokuserar på att låsa motorhus och sidostag. Men borde även besitta funktioner som att förlänga underredet, det vill säga bli anpassad till flera olika bordsskivor.

7.2 Slutsatser och rekommendationer

Projektets huvudmål är att leverera ett koncept som besvarar de ställda frågeställningarna. Dessa krav uppfylldes då konceptet minskade användningen av verktyg. Men huvudsakliga frågeställningen var att eliminera verktyg, vilket inte uppfylldes av slutkonceptet. Vidareutveckling av koncept 8 kan resultera i att första frågeställningen kan besvaras helt. Utifrån konceptet som utvecklades finns möjlighet för vidareutveckling, där toleranser bör tas i åtanke.

Vid elimineringsmatrisen visas det tydligt att slutgiltiga konceptet inte uppfyllde alla krav. De framtagna koncepten inom projektet kräver vidare bearbetning, med avseende på toleranser och volym. Studien Computational interlocking furniture assembly kan tillämpas på fler sätt jämfört vad som har utförts i detta projekt och kan användas till vidareutveckling av konceptet. Anledningen till att projektet inte använder sig helt utav studien är för att bordet kräver en konstruktion av stål, då studien är mer anpassad för trä och är mer förlåtande när det kommer till att implementera fogar.

Resultaten från FEM analysen påvisar hur slutkonceptet hanterar höga belastningar som applicerades homogent på bordsskivan. Följd av detta kan det konstateras att produkten klarar grundkravet från Rol-Ergo. Men produkten kräver fler tester, utifrån flera realistiska scenarion och där punktbelastningen appliceras vid realistiska sektioner.

(49)

Diskussion och slutsatser

Alla frågeställningar besvaras utifrån de resultat från projektet, där CAD, prototyper och Finita elementmetoden används för att påvisa hur slutkonceptet bemöter problemen.

7.3 Vidare arbete eller forskning

På grund av avgränsningar i tid, har projektgruppen inte utfört andra tester utöver FEM-analys på konceptet. För att realisera idén behövs fysiska tester utföras för att besvara frågor som hur konceptet klarar av verkliga förhållanden. Prototyp för produkten bör även skapas på en verklig skala i det tänkta material produkten skall tillverkas av vid lanseringen. För att avgöra hur komponenter påverkar konceptets funktionalitet måste tillverkningsmetoden och materialvalet definieras för att skapa ett lyckat resultat. Främst skall toleranser utvärderas och testas för att generera en produkt med bra användarvänlighet.

Toleranser är svårt att kringgå i projektet men lösningen kan ligga i att implementera snäppfästen i profilerna för att minska behovet av noga toleranser.

Utvärdering av de resterande koncepten har koncept 8 även möjlighet för vidareutveckling, eftersom den inte kräver några skruvar eller verktyg. På grund av tidsbrist inom projektarbetet kunde inte vidareutveckling på detta koncept utföras. I framtiden kan det ligga i intresse att fortsätta utvecklingen av detta koncept då det möjliggör montering utan verktyg.

Resultatet från FEM-simuleringar visar på låg stress i större utsträckning i konstruktionen, vilket visar på att konceptet klarar belastningen. Detta tyder på att konstruktionen kan optimeras med avseende på materialanvändningen och fortsatt uppfylla belastningskravet. Optimeringen kan vara att använda sektioner av profiler i stället för kontinuerliga t-skenor. Det vill säga att i tidigare koncept används tre profiler vilket kan skalas ner till fler mindre profiler, detta för att minska material och kostnad.

Det krävs vidare undersökning kring profiler för att hitta ett bättre alternativ ur ekonomiskt perspektiv och effektivare tillverkningsmetoder. Projektet har avgränsat sig från de nämnda områdena men det ligger i Rol-Egos intresse att anpassa konceptet till dessa i framtiden.

(50)

Referenser

Referenser

Kapitlet ger detaljerad information, i listform, om i studien använda referenser.

[1] Fu, C., Song, P., Yan, X., Yang, L., Jayaraman, P., & Cohen-Or, D. (2015). Computational

interlocking furniture assembly. ACM Transactions on Graphics, 34(4), 1–11.

https://doi.org/10.1145/276689

[2] H.Johannesson, J.J Persson, Produktutveckling: effektiva metoder för konstruktion och design, 2:a upplagan red., B Kullinger,Red., Stockholm: Liber, 2013, pp. 67, (100–103), (117–118),120, (155–157), (158–159), (162–164),166,174, 410, 481, (507–508),587, 659

[3] Interaction Design Foundations, “Design Thinking”, Available: www.interaction-design.org/literature/topics/design-thinking, [Accessed April. 30, 2021]

[4] SFN, Swedish Fasterners Network, “Kraft - förlängningsdiagram - lång”,

http://handbok.sfnskruv.se/[Online]. Available: http://handbok.sfnskruv.se/template.asp?lank=160. [Accessed: april. 30, 2021].

[5] S. Eklund, Arbeta i projekt–Individen, gruppen, ledaren, tredje upplaga, Studentlitteratur AB, 2010 [6] Göteborgs universitet, “Riktlinjer för litteraturstudier vid IKI”, Institutionen för kost- och idrottsvetenskap, 2016

[7] Interaction Design Foundations, “How to Conduct User Observations”, Available: www.interaction-design.org/literature/article/how-to-conduct-user-observations, [Accessed April. 30, 2021]

[8] Interaction Design Foundations, “5 Stages in the Design Thinking Process”, Available:

www.interaction-design.org/literature/article/5-stages-in-the-design-thinking-process, [Accessed April. 30, 2021]

[9] S.Pugh, TOTAL DESIGN,1990, pp. 76–78

[10] David G.Ullman, The Mechanical Designprocess, 4th ed, University of Strathclyde,1991 [11] A.K Kamrani ,E.A Nasr, Enginering and design and rapid prototyping, Springer Science,2010

[12] William D. Callister, JR David G, Rethwisch, Material science and engineering, Publisher John Wiley & Sons (Asia) Pte Ltd

[13] Ikea, “Göran”, ikea.com. [Online] Available: https://www.ikea.com/se/sv/p/goeran-bord-vit-furu-20276314/. [Accessed: April.30, 2021].

[14] Rusta, “Hopfällbart bord”, rusta.com. [Online] Available: https://www.rusta.com/se/sv/hopfallbart-bord-p405001050101.aspx. [Accessed: April.30, 2021].

[15] Kinnarps, “SKRIVBORD OBERON”, Kinnarps.se. [Online]. Available:

(51)

Referenser

[18] Linak, “Office desks”, linak.com. [Online].Available: https://www.linak.com/business-areas/desks/office-desks/ . [Accessed: April.30, 2021].

[19] ROL ergo, User manual, GF 470 [Online]. Available:

https://www.ajprodukter.no/Archive/ASE/Documents/1615716/UserManual_0.pdf

[20] ROL Ergo AB, ROL ERGO Rapid, July. 11, 2017. Accessed on: May, 1, 2021 [Video file]. Available:

https://www.youtube.com/watch?v=JrlwICBTn0I

[21] Ikea, “Lagkapten bordsskiva”, ikea.com. [Online]. Available:

(52)

Bilagor