Kisthantering för framtiden

KISTHANTERING FÖR

FRAMTIDEN

K

PP

301

E

XAMENSARBETE

15H

P

P

RODUKTUTVECKLING

K

ONSTRUKTION

G

RUNDNIVÅ

UTFÖRT AV: JOHAN LILJA

PROGRAM: HÖGSKOLEINGENGÖRSPROGRAMMET

SAMMANFATTNING

Arbetet bygger på den ställda problemformuleringen att minska lyft inom begravningsbranschen. Utifrån en förundersökning, kravspecifikation, funktionsanalys och

studiebesök är syftet att ta fram ett koncept till en ny produkt som skall förändra handhavandet inom begravningsbranschen. Genom dessa grunder skapades ett antal koncept som utvärderades i en Pughs matris och diskuterades grundligt med uppdragsgivarna. Sedan kombinerades två av koncepten till ett nytt som blev sedan grunden till den kommande produkten.

Komponenter valdes i största mån ur ett modulsystem som medförde flexibilitet. Montering och tillverkning har utvärderats med hjälp av DFA- och DFM-verktygen vilket ledde till förbättringar för enklare tillverkning och montering. Produkten har bearbetats i SolidWorks där ritningsunderlag och komponentlistor på de färdiga komponenterna har sammanställts. Sammanställningen ligger som grund till en första prototyp för att testa alla funktioner och integrera elektroniken utefter behov och utsträckning.

Det färdiga resultatet är en vagn som kan transportera en kista. Med hjälp av två linjära ställdon som viker de båda benen bakåt kan höjden justeras. Vagnen kommer vid inlastning att befinna sig under kistan i begravningsfordonets lastutrymme. Vid inlastning finns hjälpande funktioner och styrningar för att vagnen alltid hamnar på rätt plats och förankras på ett säkert sätt i fordonet. Det finns en del frågetecken kring produktens koncept som återstår att lösas innan den kan tillverkas. Det är förutom de områden som har avgränsas i detta arbete i form av styrsystemet till de linjära ställdonen och klassificering i form av CE och de elektronikklasser som marknaden kan kräva. Den mekaniska biten är klar för att tillverkas för tester inför framtida konstruktion men till denna måste ovan givna punkter tas i beaktning för att minska kostnader i senare skede.

Ställdonen uppfyller inte till fullo de temperaturkrav som ställts i kravspecifikationen och kan behöva ändras. Då styrsystem och tekniska krav på ställdonen inte finns i beaktning i arbetet kan det finnas med som krav när styrsystemet skall konstrueras så att dessa blir kompatibla med varandra. Infästningspunkterna för ställdonen kan lätt justeras för att anpassas till andra ställdon av just denna anledning.

FÖRORD

Jag vill rikta ett tack till mina uppdragsgivare Sören Elfving och Bror-Erik Andersson för stöd och kunskap under arbetet och för att jag fick vara med och utveckla deras idé. Jag vill även tacka Anders Martisen på minST innovation som gjorde att projektet blev möjligt. Tack till min handledare Jan Frohm som väglett och stöttat mig i mitt arbete. Stort tack till samtliga för förtroendet och möjligheten jag fick.

ORDLISTA

 DFA - Design for Assembly. En metod som används för att optimera produkten med avseende på montering.

 DFM - Design for manufacturing. En metod som inriktar sig på att forma produkten med avseende på tillverkningen.

 FMEA - Failure modes and effects analysis. En tillförlitlighetsanalys som strukturerat analyserar alla möjliga felsätt, deras orsaker och konsekvenser.

 Funktionsanalys - Verktyg som anger produktens funktioner.

 Gantt-schema - Ett hjälpverktyg för planering av projekt.

 Idégenerering - Begrepp för att sammanfatta kreativa övningar för att generera idéer.

 Koncept - En tänkt lösning på ett givet problem.

 Kreativitet - Meningsfullt idérikt skapande.

 P-diagram - Parameter diagram. Ett verktyg som identifierar och representerar ingående signaler, kontrollparametrar och störningssignaler.

 Pu-process -PU är en förkortning för Produktutveckling (produktutvecklings processen).

 Pughs matris -Metod för att på ett systematiskt sätt vikta de olika konceptlösningarna mot varandra.

 QFD -Quality function developement. Verktyg för att översätta kundkrav till teknisk specifikation.

 CAD -Computer aided design. Tredimensionellt dataverktyg som används för att skapa digitala modeller, ritningar och visualisera en produkt.

INNEHÅLL

6 TEORETISK BAKGRUND OCH LÖSMINGSMETODER ... 5

6.1 PLANERING ... 5

6.2 PROBLEMIDENTIFIERING ... 5

6.2.1 Funktionsanalys ... 5

6.2.2 Kravspecifikation ... 5

6.3 KONCEPT OCH VAL ... 6

6.3.1 Pughs matris ... 6 6.3.2 Komponentsökningar ... 6 6.3.3 Cad ... 6 6.4 KONCEPTVÅRD ... 7 6.4.1 DFA ... 7 6.4.2 DFM ... 7 6.4.3 FMEA ... 9 7 TILLÄMPAD LÖSNINGSMETODIK ... 11 7.1 PLANERING ... 12 7.1.1 Planering av Arbetet ... 12 7.2 PROBLEMIDENTIFIERING ... 12 7.2.1 Analys av Förundersökning ... 12

7.3 KONCEPT OCH VAL ... 13

7.3.1 Studiebesök 2 ... 13 7.4 KONCEPTVÅRD ... 13 7.4.1 Komponentval ... 13 7.5 CAD ... 17 7.5.1 DFM och DFA ... 18 7.5.2 FMEA ... 18 8 RESULTAT ... 20

8.1 KONSTRUKTION ... 20 8.1.1 Komponenter ... 21 9 ANALYS ... 21 REFERENSER ... 21 Tryckta Referenser ... 21 Digitala referenser ... 21

Hänvisningar till tillverkare ... 21

BILAGOR ... 1

BILAGEFÖRTECKNING

FIGURFÖRTECKNING

Figur 16. Den strängpressade Aluminiumprofilen med yttermått 40X40 mm ... 15

Figur 17. Infästningar från Item ... 15

1

1

INLEDNING

1.1 BAKGRUND

Innan projektet startades genomfördes en förundersökning bestående av en omvärldsanalys med tillhörande konkurrensanalys för att kartlägga konkurrenter och andra faktorer som kan påverka konceptets framtid. Konstruktionen skapades utifrån kravspecifikationen och de framarbetade koncepten togs fram och bedömdes genom projektutvecklingsverktyg som sedan ritades och visualiseras i SolidWorks. Ritningarna ligger till grund för den första funktionsprototypen för tester och utvärderingen till företaget efter avslutat arbete.

2

SYFTE & MÅL

Dokumentation av komponenter som används redovisas för att inköp skall kunna göras och en kostnadskalkyl skall läggas och samtidigt uppfylla de krav som ställs på konstruktionen och för kommande klassningar. Målet är att underlaget för examensarbetet skall kunna användas för att ta fram en funktionsprototyp för tester och utveckling av de system som kommer att styra funktionerna.

3

5

PROJEKTAVGRÄNSNINGAR

5.1 PRECISERING AV PROJEKTET

Produkten skall utformas utifrån en gemensamt uppsatt kravspecifikation framtagen genom förstudier, uppdragsgivarens önskemål och erfarenheter, studiebesök och enklare användarstudier. Konstruktionen kommer inte att innefatta den elektroniska styrningen av de linjära ställdonen och manöverpanelens funktioner till denna. Styrning med tillhörande elektronik kommer inte att tas med i konstruktionen men vetenskapen finns om att det ska gå att montera detta i framtiden. Ställdonens specifikationer kan ändras under utvecklandet av styrsystemet och de som nämns i rapporten är endast ett förslag för att förtydliga konstruktionens funktioner. Klassificering enligt CE och EMC kommer ej att behandlas i arbetet.

En utförlig rapport skall skrivas som behandlar projektarbetets samtliga delar som är utförda under kursen. De verktyg som har använts skall även beskrivas för att nå resultatet enligt rapportmall för examensarbete från Mälardalens högskola. Tidsbegränsningen för detta projekt ligger på 10 veckors heltidstudier som motsvarar 15 högskolepoäng och 400 mätt i timmar.

5

6

TEORETISK BAKGRUND OCH

LÖSMINGSMETODER

6.1 PLANERING

Ett Gantt-schema är ett verktyg som används vid planering av ett projekt. Gantt utgörs av ett flödesschema som används vid projektledning då det beskriver projektets olika faser och aktiviteter. Den planerade tiden för varje aktivitet i projektet visas som horisontella stolpdiagram längs med en tidslinje uppdelad i projektveckor. Stolparnas placering visar respektive aktivitets start- och sluttid. Dessa ska sedan stämmas av med den tid det i verkligheten tog. Som fördel kan dessa två olika resultat inneha olika färger för att bättre kunna visualiseras. 1

6.2 PROBLEMIDENTIFIERING

6.2.1 FUNKTIONSANALYS

En funktionsanalys innehåller produktens/tjänstens olika funktioner. Utifrån kundens önskemål analyseras vilka funktioner som är önskvärda och delar sedan upp dem i tre olika kategorier: huvudfunktion, stödfunktion och delfunktion. Nedan framgår exempel.

 Huvudfunktion: Produktens/tjänstens huvudsakliga uppgift. T.ex. en brödrostens huvudfunktion är att värma bröd.

 Stödfunktion: Funktioner som stödjer huvudfunktionen. T.ex. att brödrosten skall vara lätt att lägga i eller ta ut bröd ur.

 Delfunktion: Delfunktioner kan oftast ses mer som önskemål, dvs. dessa kan förbises för att kunna uppfylla huvud- och delfunktioner. T.ex. att brödrosten skall vara i rostfritt stål.

 Funktionsanalys är ett bra verktyg att använda vid produktutveckling, då det är viktigt att se vilken typ av funktion produkten/tjänsten skall tillföra för användaren. Den används även som underlag vid utformning av kravspecifikationen.2

6.2.2 KRAVSPECIFIKATION

En kravspecifikation är ett kontrakt som upprättas mellan beställare och leverantör. Det är ett styrande dokument för hur produkten/tjänsten skall utformas och ska innehålla beställarens önskemål och krav på produkten/tjänsten. Kravspecifikationens syfte är att se till så leverantören får en klar bild av problemformuleringen och därmed minska kostnads‐ och

1

Antvik & Sjöholm, 2010, s.114

2

tidsåtgång. Den används under utvecklingsprocessens gång för att kontrollera att önskat resultat uppnås. 3

6.3 KONCEPT OCH VAL

6.3.1 PUGHS MATRIS

Efter konceptgenerering och sållning användes verktyget Pughs matris. Med Pughs matris ges poäng för varje koncept. Ju högre poäng desto bättre är konceptet. För att kunna poängsätta koncepten behövs en referens. Referensen är en konkurrerande produkt som finns ute på marknaden. I Pughs matrisen listas kundkrav i en kolumn och placerar dem i ordning efter hur viktiga de är. Finns exempelvis fem kundkrav får det viktigaste kravet värde fem och det lägsta värde ett. När kundkraven är listade i rätt ordning under en kolumn så ställs referensprodukten i kolumnen bredvid till höger med betyg noll på alla kraven. Nollan innebär att den klarar kraven. Sedan återstår det att lägga koncepten i kolumner till höger om referensprodukten och jämföra. Om ett koncept uppfyller ett visst krav lika bra som referensen så skrivs en 0:a, om den uppfyller bättre så skrivs en 1:a och om den är sämre skrivs -1. Slutligen finns en tabell med kundkrav och vikt, en referens, alla koncept och hur de förhåller sig till referensprodukten. Sedan återstår att summera poängen för varje koncept. Poängen beräknas på följande sätt:

Krav 1 – värd 5 poäng, multipliceras med förhållandesiffran -1, 0, eller 1 beroende på hur konceptet är i jämförelse mot referensprodukten för det kravet.

Beräkning görs för varje rad i tabellen som sedan summerar konceptets poäng.

Vissa koncept kan få minus vilket innebär att den varit sämre gentemot referensprodukten. De som får över noll poäng är bättre på vissa eller möjligtvis alla krav. Konceptet som fått högst poäng i Pughs matrisen blir oftast det konceptet som man tar till nästa nivå i produktutvecklingsprocessen. Pughs matris kan göras om flera gånger allt eftersom koncepten utvecklas.4

6.3.2 KOMPONENTSÖKNINGAR

Då färdiga komponenter skall användas i en konstruktion kan med fördel leverantörernas onlinekataloger eller trycksaker användas för att söka det söker.

6.3.3 CAD

CAD-Computer aided design. Tredimensionellt dataverktyg som används för att skapa digitala modeller, ritningar och visualisera en produkt. En del av programmen klarar även att göra simuleringar av flöden temperaturer och belastningar.5

3 Österlin, 2010, s. 51. 4 http://zoomin.idt.mdh.se/course/produktutveckling/konceptutv.asp. Hämtad 2013-06-09. 5 Österlin, 2010, s. 77.

7

6.4 KONCEPTVÅRD

6.4.1 DFA

Design for Assembly (DFA) handlar om att minimera monteringskostnaden. Detta görs genom att anpassa produktens och komponenternas design så att de med kortast tidsåtgång och minsta möjliga ansträngning kan monteras. Detta kan åstadkommas med bland annat färger, delar som bara passar på en plats, att montering endast sker i en riktning, välutformad basenhet för montering av komponenter, verktygslös installation, installation kan göras med ena handen, informativ design. Designen skall helt enkelt underlätta arbetet för montören. Informativ design betyder i detta fall att man guidar montören under monteringen hed hjälp av produkten eller komponentens design. Ett exempel på detta är när linjer och färger kan orientera montören till en korrekt placering av komponenten. Det skall även vara tydligt för montören att komponenten sitter rätt. Hakar är ett bra exempel på detta. Man känner tydligt av när komponenten fastnar på sin plats och ett litet klickljud meddelar även montören om att den är riktigt placerad. 6

Att integrera en komponent vid tillverkningen minskar antal moment vid monteringen och sparar därmed tid. Om färre moment utför likvärd montering har kostnaden för monteringen reducerats. Ibland kan detta dock motstrida med ett tidigare DFM-beslut, om så skulle vara fallet har den mest lönsamma åtgärden förhandsrätt förutsatt att produktkvaliteten inte försämras. Vid DFA måste man ta hänsyn till vem/ vilka som kommer att montera produkten. Det första monteringsstegen kommer oftast ske på fabrik av utbildad personal, men vissa fall kan även slutkunden tänka sig att utföra enklare montering. Ett exempel på detta är IKEA, stora möbler köps hem i delar och slutmonteringen sker av kunden själv. Detta kan skapa vissa fördelar såsom; enkel transportering. Dock måste produkterna vara så pass genomtänkta att det bör vara omöjligt att göra fel. Detta ställer oerhörda krav på produktdesignen men även informationsdelning mot slutkund. Med detta i åtanke är det inte alltid det lönar sig att låta slutkunden delta i monteringen.

”Idioter är otroligt påhittiga” 7 6.4.2 DFM

Design for Manufacturing (DFM) är idag en vanlig metod som används vid produktutveckling. DFM är ett viktigt steg i produktutveckling då designen på produkten är direkt hänförbar till tillverkningskostnaden, det vill säga att alla designval som görs under designprocessens gång bidrar till den slutliga tillverkningskostnaden. En låg tillverkningskostnad, det vill säga en låg kostnad per producerad enhet, ger en större vinstmarginal vid försäljning och det är det som eftersträvas i DFM. Vid DFM är det viktigt att känna till hur produkten kommer att tillverkas då det finns många olika metoder att tillgå. Att behöva köpa in dyra maskiner för tillverkning av en specialanpassad del kommer inte att

6

Ullman, 2010, s. 329.

7

vara ekonomiskt försvarbart. Därför är det viktigt att designen är anpassad efter hur produktionen går till. Att skicka iväg en modell för tillverkning är vanligt vid DFM då designers får feedback på sin design. Metoden används redan vid konceptgenereringen i utvecklingsprocessen där produktens egenskaper bestäms. Här vägs tillverkningskostnader emot attraktiva funktioner eller former för att sedan se vilket som prioriteras gentemot kravspecifikation och budget.

8

Tillvägagångssätt

Uppskattning av tillverkningskostnad

En uppskattad Produktionskostnad görs likt en ABC-kalkyl. Tillverkningssystemet ses som en kostnadsbärare och identifierar dess direkta kostnader. Till de kostnader som anses direkta kan råmaterial, inköpta komponenter, arbetskraft, maskintid, ställtider, verktygskostnader, energiförbrukning, konsulter, etc. Efter identifiering katigoriseras de olika kostnadsställena för att se vilken del i som har den högsta kostnaden. Tillverkningskostnaderna kan som exempel brytas ner och kategoriseras i underkategorier som komponenter, montering och övriga kostnader. En stycklista eller liknande kan vara ett bra hjälpmedel för att på ett enkelt och överskådligt sätt se dessa kategorier och de olika kostnaderna. 9

Reducera komponentkostnad

För att underlätta och minska kostnaderna är det viktigt att designen/ingenjören har förståelse för tillverkningsprocessen och dess olika steg. Finns ej detta kan det leda till höjda kostnader i form av flera uppspänningar, för fina toleranser eller att fler maskiner än nödvändigt krävs för tillverkningen.

För att kunna reducera komponenternas kostnad är det viktigt att designern/ ingenjören förstår tillverkningsprocessen. Sätts exempelvis väldigt låga toleranser där det inte behövs kommer det att krävas onödiga precisionsmaskiner och kostnaden för tillverkningen kommer att vara onödigt hög. Det är viktigt att ha förståelse för vilka tillverkningsprocesser som är svåra i en produktion och vad som driver kostnaderna. Vid behov bör tillverkningsexperter tillfrågas så att man inte överstiger produktionens normala kapacitet. Har komponenten ”testtillverkats” och feedback från tillverkaren granskats kan det till och med vara nödvändigt att ”redesigna” den. Onödiga eller tidskrävande steg i tillverkningen kanske kan hoppas över om man gör mindre ändringar i den tidigare tänkta designen. En annan kostnad är den för verktyg och maskiner som kan påverka komponentkostnaden om dessa skall tillverkas. En maskin med dyrt inköpspris kan ge en lägre kostnad per tillverkad enhet, antingen på grund av dess kapacitet eller då den kan används en längre tid. Standardisera komponenter och processer är också ett enkelt sätt att dra ner på kostnad per enhet. Stora kvantiteter köps in för ett lägre pris än vid små beställningar. Detta fungerar bra om man ska tillverka stora serier eller om man har möjlighet att använda inköp komponent i flera olika produkter.10

8

Ullman, 2010, s. 328.

9

Ulrich & Eppinger, 2008, s 211-216.

10

9

6.4.3 FMEA

Failure mode and effectanalysis, FMEA, är ett verktyg som används för att hitta potentiella fel som kan uppstå hos en produkt samt åtgärder till dessa. Verktyget kan användas genom hela produktutvecklingen flera gånger men mer och mer noggrant allteftersom produkten utvecklas. FMEA är ett av verktygen som används i DFR, Design for reliability. Det går även att använda FMEA i produktionsprocesser då själva produkten inte blir fokus utan processerna. I projektet kommer däremot produkten vara det som utvärderas 11.

FMEA är uppbyggt i fem olika steg. Stegen bildar sedan kolumnerna i en tabell där varje problem listas.

1. Hitta funktionerna. Det första steget är att analysera produktens samtliga funktioner och fundera på hur de på något sätt kan haverera.

2. Hitta typ av haveri. Det andra steget går ut på att beskriva vilka haverier som förstör funktionen i steg 1. Varje funktion kan möjligtvis haverera på flera olika sätt och varje ny haverityp bildar en ny rad i tabellen.

3. Vilka effekter får haveriet? Till exempel, om ett kugghjul går sönder i ett mekaniskt urverk så kommer urverket att stanna. Att urverket stannar är alltså effekten av haveriet. Däremot kan det även här finnas fler effekter på varje typ av haveri, ett kugghjul kan tillexempel repa sönder intilliggande hjul. Varje effekt bildar en egen ny rad i tabellen.

4. Felorsakerna? I steg 4 försöker man hitta orsaker till varje haveri. Det kan såklart även här finnas fler orsaker.

5. Det åtgärdande steget. Detta steg representeras i tabellen av tre kolumner. Den första med rekommenderade åtgärder för varje felorsak. I den andra kolumnen fyller man i vem som är ansvarig för åtgärdandet och i den sista kolumnen fyller ansvarige i vad som gjorts för att åtgärda problemet. När problem är åtgärdade kan de behöva analyseras på nytt för att se om de skapar nya problem eller haveriorsaker.

Något som även kan komplettera FMEA-tabellen är att använda sig av ett poängsystem och på så sätt få fram ett ”risktal” för varje potentiell orsak. Detta är inte ett krav men ger mycket bättre möjlighet att prioritera åtgärder rätt, speciellt i en komplex produkt. Poängen sätts ut på effekt av haveriet, hur stor sannolikhet att haveriet uppstår samt hur stor sannolikhet att haveriet upptäcks av användaren. Dessa tre multipliceras sedan med varandra och ger då risktalet. Poängen sätts 1-10 vilket kan generera ett risktal mellan 1-1000.

 Effekt av haveriet innebär allvarlighetsgraden det innebär. 1 på skalan innebär inga problem alls medan 10 innebär att produkten kan vara en risk att använda med personskada som följd om detta händer.

11

 Hur stor sannolikhet att haveriet uppstår skalas från 1, då man aldrig tror att det kommer inträffa till 10, då haveriet troligen kommer att inträffa om produkten används. Denna skalning kan vara svår att sätta, då de kan kräva en del förkunskaper inom området. Detta är även en av begränsningarna med verktyget, att det baseras på gruppens kunskaper.

 Sannolikhet att felet upptäcks skalas från 1, att det kommer att upptäckas till 10 då det förblir oupptäckt.

11

7

TILLÄMPAD LÖSNINGSMETODIK

Nedan beskrivs den lösningsmetodik som tillämpats i arbetet. Figur 4 illustrerar hur processen har sett ut under arbetets gång, planering, problemformulering, koncept och val samt konceptvård.

7.1 PLANERING

7.1.1 PLANERING AV ARBETET

Planeringen av arbetet planerades grovt i form av ett Gantt-schema där den givna tiden var 10 veckor á 40 timmar. Inom tidrymden skulle ett flertal olika moment innefattas. I detta skede fanns bara tanken till produkten och förundersökningen till hands. Utifrån detta valdes att inte precisera vilka verktyg som skulle användas i konceptutvärderingen utan tid avsattes bara för de olika delarna. En stor del av tiden i planeringen avsattes för konceptgenerering, Solidworks och rapportskrivande. Anledningen till detta var att vid tidigare projekt har dessa bitar varit mer tidskrävande än vad som beräknats i planeringen. Schemat har sedan följts upp för att se att planeringen följs under projektets gång. Planeringen har inte följts som det var tänkt då det har blivit stora ändringar av material och komponentval i slutsketet krävdes en stor insats på slutet som inte var planerad. Se Bilaga 1.

7.2 PROBLEMIDENTIFIERING

7.2.1 ANALYS AV FÖRUNDERSÖKNING

Den sedan tidigare framtagna förundersökningen är en del av trendspaningsrapporten av Johan Lilja VT 2013 i kursen INO 101. Innehållet som analyserats är en omfattande och bred konkurrensanalys inom lyft och hantering av kistor. Inom ramen för konkurrensanalys finns inget som tyder på att det finns någon liknande produkt på marknaden vara sig tänkt för emballage.

Förundersökningen innehåller även en PEST-analys och trendkartor över det branschområdet. Pestanalysen är uppbyggd så att de faktorer som påverkar branschen delas upp i Politiska, Ekonomiska, Sociala och Tekniska och dessa gås igenom. Detta skapar en bred bild av påverkande faktorer och med hjälp av fakta från sökningar på berörda områden har en del av dessa sets som speciellt viktiga för framtagnigen av detta koncept. De som har varit speciellt intressanta har varit de om Befolkningsökning och urbanisering.

Befolkningsökningen påverkar hur många som skall transporteras, begravas och förvaras på den berörda orten. Med en ökad befolkning ställs det högre krav på logistiken kring detta och hanteringen måste skötas så att alla lagar följs. Belastningen vid hanteringen kommer att öka och där kan en produkt som den tänkta komma väl till pass.

13

7.3 KONCEPT OCH VAL

7.3.1 STUDIEBESÖK 2

Det andra studiebesöket skedde i slutfasen av arbetet och var ett besök för att se vad den berörda firman kunde ha att erbjuda för en framtida produkttillverkning. Under besöket studerades det som var produkten vid detta skede i form av underlag i Solidworks. Diskussioner om materialval och lösningar skedde och beslut togs om att byta ut konstruktionen till delar av fabrikatet Item som har ett brett sortiment strängpressade profiler med T-spår med tillhörande fästen. Det bestämdes även att produkten skulle ha två linjära ställdon för att reglera höjden istället för ett. Besöket resulterade i att hela konstruktionen, utom hjulen, fick göras om.

7.4 KONCEPTVÅRD

Konceptet med dubbla benpar bak fortsatte att utvecklas och då standardkomponenter skulle användas så långt som möjligt söktes komponenter hos olika tillverkare som kunde passa i konstruktionen.

7.4.1 KOMPONENTVAL

Val av komponenter har skett efter att ha sökt bland ett flertal olika leverantörer och tillverkare. Då tillgången på olika leverantörer är god men deras produktinformation och service skiljer sig åt har detta varit ett sorteringsverktyg under arbetet. De valda tillverkarna av komponenterna till den färdiga produkten är sådana med brett sortiment, bra guider för hjälp vid val av komponent och bra cad bibliotek för stöd till CAD underlag. Rekommendationer och tidigare erfarenheter från uppdragsgivare och dess kontakter har tagits som hjälp vid sökandet av komponenter tillsammans med tidigare nämnda orsaker. HJUL

Vid val av hjul togs hänsyn till den tänkta maxhöjden på produkten i hopfällt läge, maximal vikt samt dess framkomlighet enligt kravspecifikation. Då höjden är satt till 200 mm och att hjulen skulle vara så stora som möjligt för framkomlighetens skull, togs detta med vid sökandet. Ett flertal leverantörer söktes fram och utifrån kvalitén på produktinformation, CAD-bibliotek, sökfunktioner och urval valdes leverantör av hjul. Då flertalet leverantörer hade stora brister i sin produktinformation både angående mått, maxlast och beläggningar på hjulens slityta, valdes dessa bort som leverantörer då det fanns leverantörer med bättre produktinformation. Den valda hjulleverantören Blickle12 visade en tydlig guide till hur rätt hjul väljs för rätt applikation och på ett fördelaktigt sätt kunna söka fram rätt hjul med ett flertal faktorer som krav.

12

De hjulpar som skall vara svängbara valdes i samråd med uppdragsgivaren. Länkhjulen var ett bra alternativ då de har 360° rotation och att det kan vara lämpligt för manöverförmågan på produkten då den är relativt lång. Hjul finns även att få med broms, som även det är ett krav ifrån beställaren. Nackdelen med länkhjulen är att infästningsplanet måste vara vågrät med hjulets rullplan för att den styrande förmågan skall kunna bibehållas. Det främre hjulparet som skall vara fasta och ej roterbara har endast kravet att de skall vara samma beläggning som de bakre på hjulets slityta och ha en så stor diameter som möjligt, samt en bredd på min 30 mm. Detta kommer att resultera i att de standardhjul som finns klarar större belastning än vad som behövs för produktens max last.

Hjulens ytbeläggning skall vara sådan att den fungerar både utomhus på fastare underlag och inomhus på ett skonsamt sätt mot golvet i t.ex. kyrkor och bårhus. Hjulen har även till uppgift att vara stöd för produkten när den ligger hopfälld i begravningsfordonet genom att stödja mot golvet. Beräkningar på hjulen ansågs inte vara nödvändiga då de redan är beräknade för maximal last från tillverkaren. Då hjulen är relativt stora klarar de långt över den maximala vikten som de kommer att utsättas för. Se Bilaga 5 och 6

MATERIAL I BÄRANDE DELAR

I det första konceptet fanns en tanke av att använda bårplanet som bärande del för att spara vikt på konstruktionen. Vid en senare genomgång ändrade sig uppdragsgivaren och ville ha konstruktionen så smal som möjligt i framkant och på mitten för att underlätta inlastning och för att minska den uppbyggnad som idag sker av golvet i befintliga fordon. Anledningen till uppbyggnaden är att få plats med utrustningen och att denna skall gå fri från hjulhusen i fordonet. Detta ledde till att en ramkonstruktion togs fram med två längsgående parallella profiler och tre tvärprofiler som sedan resterande delar av konstruktionen monteras i. Då kistan endast belastar konstruktionen i sina fyra hörn är materialet däremellan sammanbindande eller skapar bärighet för konstruktionen. Benen använder sig av samma profiler som huvudramen. Fördelen med dessa profiler i den kommande provning av prototypen är att det finns viss mån av justeringar för infästningar då det finns spår på alla sidor. Dessa profiler finns sedan att beställa med öppningar på en till fyra sidor om det skulle bli aktuellt att producera i dessa och om inte öppningarna behövs. De går även att täcka med lister för att minimera att smuts och annat hamnar i spåren men detta kräver mer montage och är inte att föredra vid serieproduktion. Dessa profiler är i 6063-T6 aluminium fast benämns i DIN-standard i produktbladen och kommer att tas ur Items13 sortiment.

13

15

INFÄSTNINGAR

Infästningar till de valda profilerna finns det ett brett sortiment av och dessa är enkla att montera och kombinera. För hopmontering av de befintliga profilerna samt infästningar av de flesta detaljer kommer standard produkter att användas i den mån detta är möjligt.

Figur 3. Infästningar från Item

ELEKTRONISKA KOMPONENTER

Den vikande rörelsen av benen resulterade i att linjära ställdon valdes att använda som assistans för höjning och sänkning av vagnen. Dessa linjära ställdon finns i ett flertal olika varianter och oftast med inbyggda gränslägesbrytare och bromssystem. Bromssystemen var ett krav på de linjära ställdon som skulle användas i denna konstruktion då de ej enbart kommer att belastas i sina ändlägen. Med denna vetskap samt att den befintliga strömmen i fordonen har en spänning av 12 V och att den uppskattade vikten att lyfta var uppskattad till 300 kg var det bara att börja söka efter lämpliga leverantörer. Valet föll på Linak då uppdragsgivaren sedan tidigare hade god erfarenhet av deras produkter och dess kvalité. Då kravet från början var att endast använda ett linjärt ställdon togs detta med i konstruktionen och ett parallellstag förband de bakre med de främre benen, staget skulle sedan frikopplas vid inlastning och de främre benen skulle fällas upp mekaniskt medan de bakre fortfarande skulle fungera med hjälp av det linjära ställdonet. Förslaget ändrades senare genom att två mindre ställdon använd, en för varje benpar. Detta ger fördelar i in- och utlastningsfasen där det

annars kan bli problem att få parallellstag att låsas i rätt läge vid urlastning på ojämnt eller lutande underlag. Detta krävde omkonstruktion av mer än väntat men resulterade i nya möjligheter med bättre och enklare inlastningsmöjligheter för användaren. Detta till följd av att hjulparen kan höjas och sänkas individuellt.

STYRSKENA

Produkten vid inlastning i fordon kommer att behöva en styrning för att på ett säkert sätt kunna transporteras och fixeras in i fordonet. Detta har varit ett av de största problemen att lösa och att få plats med i konstruktionen. Till en början togs ett flertal förslag fram på teleskopskenor, men då dessa oftast bygger på höjden och bör placeras på en bred bredd så fungerade det inte med den smala konstruktionen som efterfrågades av uppdragsgivarna. Det ledde till att ett utrymme i centrum av konstruktionen valdes att användas för denna funktion. Då det stått klart vilken leverantör som skulle användas av material i huvudkonstruktionen söktes deras sortiment igenom av linjära styrprodukter.

Då det första konceptet hade individuellt rörliga ben med parallellstag till de bakre krävdes ingen sammanbindning av dessa ben. När det sedan beslutades att två ställdon skulle användas blev det ett krav att de främre behövde sitta ihop. En idé var att integrera skenan i benen. Då deras färdiga profiler som innefattade styrspår hade huvudmåtten 38 mm till skillnad från 40 mm gick inte detta ihop med de valda fästena samt att den styrande funktionen skulle vara placerad framåt vid användning som transportvagn. Med placeringen skulle funktionen bli utsatt för stötar om något skulle köras på och detta skulle kunna leda till att den skadas och halva funktionen av produkten skulle utebli.

Vid vidare utforskning visade det sig att de har skenor som det monteras slipade rundstänger på. Dessa kunde monteras i de valda profilerna i benen utan någon bearbetning förutom kapning till rätt längd. Dessa kommer fungera som styrningar mot hjul med konkav yta som monteras i rad inuti bilens lastutrymme. Denna konstruktion spar vikt åt konstruktionen och frigör utrymmet ovanför benen för annan montering och sammanbindning av ben.

17

7.5 CAD

Solidworks är det CAD-program som har använts för att realisera produkten och skapa ett ritningsunderlag för senare tillverkning. Det är ett fåtal av produkterna som är ritade specifikt för denna produkt då den bygger på standardkomponenter. Leverantörerna av komponenterna erbjuder dessa cad filer för att underlätta arbetet för konstruktören. Dessa filer innehåller även artikelnummer och benämningar som kan vara till nytta vid en senare beställning för produktion. De CAD filer som har använts på produkter från tillverkarna har hämtats i deras cadbibliotek och inte ritats av skaparen till detta arbete.

7.5.1 DFM OCH DFA

DFM har funnits med genom hela arbetets gång men blivit extra tydligt på slutet då leverantören av profiler och fästen blev bestämt. Då leverantören tillhandahåller det mesta som finns i fästelement och profilväg valdes att använda så mycket av de komponenter som de tillhandahöll som möjligt. Fördelen med detta är att större inköp kan göras och priserna kan hållas nere. Resultatet medförde att alla leder till benen byttes ut mot de som leverantören tillhandahöll istället för egentillverkade. Ben och ramverk till produkten kommer att bestå av en och samma strängpressade aluminiumprofil med t-spår. Istället för ett flertal olika dimensioner på fyrkantsrör i aluminium som var tänkt från början. Detta har även medfört att bearbetningen av de ingående delarna har minskat. Bearbetningen sker efter ändring enbart genom kapning av profilerna och borrning/gängning av hål som krävs för infästning av en del fästelement. För att förenkla vid tillverkningen har det hål som behöver borras i den mån det har varit möjligt lagts på samma sida som de andra hålen. Anledningen är att få bearbetning av så få sidor som möjligt då omriggning av biten begränsas och kostnader, tid sparas vid tillverkningen. Som komplement till detta har konstruktionen strävat efter att vara liksidig för att minska antalet olika komponenter och den extra tillverkning detta kräver. De produktspecifika detaljerna som de infästningarna för att sammanbinda de bakre hjulen med hjulplattan är utskuren och i detta läge är både höger och vänster lika. Vid bockningen sker sedan förändringen om det blir en höger eller vänster detalj.

DFA har använts på samma sätt som DFM under arbetets gång och tankarna kring detta har

funnits med hela tiden. Ibland har en snabb blick gjorts över den CAD-ritade konstruktionen för att se om det är något som kan förenklas för monteringen. Då standardkomponenter används till stor del är själva monteringen av komponenten redan given och svår att påverka. Det som kan göras för att underlätta i detta skede är att se till att så många av de olika komponenterna sitter placerade på en och samma yta för att minska hanteringen vid montage. Arbetet har strävat efter att ge tydlighet i hur de detaljer som ska monteras. Som exempel kan ramens undre balk ges. Där de olika lederna skall sitta i ändarna av balken istället för en bit in på. Då flertalet av fästena inte har genomgående hål är fixturer att föredra vid monteringen för att minska risken för att fästen placeras på fel plats och spara tid.

7.5.2 FMEA

En FMEA analys har gjorts på produkten som helhet då alla de färdiga komponenterna ansågs uppfylla de krav som leverantörerna uppger. De som blev det som hade störst påverkan var felmontering och defekter från monteringen. Då det är många förbindelser mellan de olika komponenterna finns det många punkter där det kan bli fel eller brista om fel åtdragningsmoment av skruvar används. Minst påverkan hade de glidelement som gör att

8

RESULTAT

8.1 KONSTRUKTION

Konstruktionen är i första hand uppbyggd av standardkomponenter för att minska på produktion och utvecklingskostnader. Konstruktionen kommer att ligga som grund för kommande utveckling med integrering av de elektroniska funktionerna, system för styrningen av dessa samt tester av inlastningsfunktionerna. Detta kommer att utföras för kommande produktion och säkerställa produktens tillförlitlighet. I detta skede kan det vara fördelaktigt att kunna göra enklare justeringar som inte kräver tillverkning av nya delar till konstruktionen. Genom att använda standardkomponenterna och dess infästningsmöjligheter i de valda profilerna finns det utrymme för att justera fästenas position och läge.

21

8.1.1 KOMPONENTER

9

ANALYS

REFERENSER

Tryckta Referenser

Antvik, Sven. & Sjöholm, Håkan. (2010) Projekt – ledning och metoder. SIS Förlag AB. ISBN: 91-7162-680-8

Sten Grahn, Mälardalens Högskola, KPP017, HT 2012.

Ulrich, Karl T. & Eppinger, Steven D. Product Design and Development. 4 uppl. New York: The McGraw-Hill Companies, Inc, 2008 – ISBN-13: 9780071259477, ISBN-10: 0071259473.

Ullman, David G. (2010). The mechanical design process. Fourth edition. ISBN: 987-0-07-297574-1. Mc Graw Hill.

Österlin, Kenneth. (2010) Design i fokus. Malmö: Liber AB. ISBN: 978-91-47-09443-1.

Digitala referenser

http://zoomin.idt.mdh.se/course/produktutveckling/fmea.asp Hämtad 2013-05-09.

http://zoomin.idt.mdh.se/course/produktutveckling/konceptutv.asp Hämtad 2013-05-09.

Hänvisningar till tillverkare

www.blickle.se Hämtad 2013-06-10

BILAGOR

2

Bilaga 1 Gannt schema

Tid ssc h e m a. Pl an e rin g Jo h an Li lja E xa m e n sa rb e te V T 2 01 3 A tt g ö ra V e ck a 1 3 V e ck a 1 4 V e ck a 1 5 V e ck a 1 6 V e ck a 1 7 V e ck a 1 8 V e ck a 1 9 V e ck a 2 0 V e ck a 2 1 V e ck a 2 2 V e ck a 2 3 V e ck a 2 4 P la n e rin g R ap p o rt/ u p p sta rt 10 14 G ra n sk n in g a v f ö ru n d e rs ö kn in g 10 2 K ra vs p e cif ik ati o n 10 Fu n kti o n sa n aly s 5 K o n ce p tg e n e re rin g 30 K o n ce p 10 V al av k o n ce p t 15 D FA 5 D FM 5 FM EA 5 B e rä kn in ga r 14 6 Ca d o ch ri tn in gs u n d e rla g 7 20 22 P ro toty p 10 30 20 R ap p o rt 4 8 10 8 8 6 6 20 10 10 10 G ra n sk n in g o ch P re se n ta ti o n /o p p o n e rin g 10 10 30 tot: P la n e ra d ti d tot ti ll f ö rfo ga n d e Su mma ti d 24 39 40 33 30 40 34 30 40 40 20 30 400 400 R e se rv ti d fö r p ro b le m so m ka n u p p stå 16 1 0 7 10 0 6 10 0 0 Tid ssc h e m a. U tfa ll A tt g ö ra V e ck a 1 3 V e ck a 1 4 V e ck a 1 5 V e ck a 1 6 V e ck a 1 7 V e ck a 1 8 V e ck a 1 9 V e ck a 2 0 V e ck a 2 1 V e ck a 2 2 V e ck a 2 3 V e ck a 2 4 P la n e rin g R ap p o rt/ u p p sta rt 10 14 G ra n sk n in g a v f ö ru n d e rs ö kn in g 10 2 K ra vs p e cif ik ati o n 10 Fu n kti o n sa n aly s 5 K o n ce p tg e n e re rin g 30 K o n ce p 10 V al av k o n ce p t 15 D FA 5 D FM 5 FM EA 5 B e rä kn in ga r 10 6 Ca d o ch ri tn in gs u n d e rla g 7 10 22 20 20 20 P ro toty p 10 30 20 R ap p o rt 4 6 2 4 8 6 6 20 10 20 30 G ra n sk n in g o ch P re se n ta ti o n /o p p o n e rin g 10 10 30 tot: U tf all ti d tot ti ll f ö rfo ga n d e Su mma ti d 24 37 32 29 30 26 28 30 66 70 60 30 462 400 R e se rv ti d fö r p ro b le m so m ka n u p p stå 16 3 8 11 10 14 12 10 -2 6 -3 0 -2 0 K o n ce p tu tv e ck lin g. A n d ra v e rk ty g k an ko mma a tt an vä n d as v id b e h o v K o n ce p tu tv e ck lin g. A n d ra v e rk ty g k an ko mma a tt an vä n d as v id b e h o v