Akademin för Innovation, Design och Teknik
Handkontroll för luftburna kamerasystem
Examensarbete Produktdesign - formgivning
15 högskolepoäng
Högskoleingenjörsprogrammet Innovation och produktdesign
Linus Ehrlin
Uppdragsgivare: SWESYSTEM Handledare (företag): Daniel Johansson Handledare (högskola): Ragnar Tengstrand Examinator: Ragnar Tengstrand
2
Sammanfattning
Rapporten avhandlar studenten Linus Ehrlins examensarbete inom produktdesign på Mälardalens Högskola.
Hos företaget Swesystem i Ärla, som erbjuder skräddarsydda produktlösningar av luftburna kamerasystem, utfördes examensarbetet vars mål var att ta fram en prototyp på en alternativ handkontroll till företagets styrsystem. Processen för att uppnå målet redovisas genom denna rapport, fungerande prototyp samt CAD-modeller.
För att kunna lösa uppdraget behövdes ökad problemförståelse kring och om gällande området, så det införskaffades. En teoretisk bakgrund rörande ämnet inleddes, och likaså en
förundersökning som innefattade granskning och funktionstest av Swesytems befintliga produkter utfördes. Därefter en marknad- och konkurrensanalys, för att sedan med studentens ökade problemförståelse tillsammans med uppdragsgivarens önskemål, kunna upprätta en kravspecifikation. Kravspecifikationens riktlinjer har sedan varit det som navigerat arbetet i rätt riktning.
Efter kravspecifikationen gjordes en moodboard som med ett bildkollage kan uttrycka den känsla som produkten önskas äga. En funktionsanalys gjordes också innan projektets kreativa del i form av framtagning av lösningar startade. Här användes diverse kreativa verktyg för att generera fram idéer och koncept. Dessa lösningsidéer och koncept utvärderades med hjälp av Pughs Matris och Koncept Scoring för att studenten skulle kunna få hjälp att avgöra vilka idéer som skulle vidareutvecklas och vilka som skulle sållas bort.
När ett koncept sedan var valt inleddes det stora konstruktionsarbetet inför
prototypframtagning. Studenten använde då sig av dataprogrammet CAD för att testa och illustrera olika konstruktionsmöjligheter innan verkstadsarbetet inleddes. Under
prototyptillverkningen arbetade studenten parallellt med att illustrera tillverkningen digitalt, och att sedan testa detta i verkligheten.
Det slutgiltiga resultatet är en ergonomisk handkontroll som uppfyller 12 krav av
kravspecifikationens samanlagda 14. Den kan bland annat styras med en hand och är anpassad för såväl höger som vänsterhänta. Prototypen har dessutom testkörts mot ett av företagens kamerasystem. Resultatet medför god vidareutvecklings möjligheter som kan medföra att det tillslut blir en färdig produkt som i en snarframtid kan hamna hos kund.
3
Förord
Till att börja med vill jag tacka Sweystem för det förtroende jag getts i och med uppdraget att utveckla en ny kontroll.
Riktar ett stort tack till företagets samtliga medarbetar för det trevliga mottagandet, för all hjälp och alla härliga fikapauser.
Några personer som bör uppmärksammas extra från företaget är dock Daniel Johansson och Stefan Lidec som fungerat som uppdraggivare och bra bollplank. De har varit delaktiga under hela projektet och god kommunikation oss i mellan har varit nyckeln till ett gott resultat. Även Andreas Nygren och Peter Malnes får absolut inte glömmas då de under prototyptillverkningen var mycket behjälpliga och bidragit med många trevliga stunder nere i verkstadsdelen.
Ett tack till Ragnar Tengstrand som varit min handledare från skolan, och som trots den utdragna arbetstiden funnits till hands när man så önskat.
Jag vill även passa på att tacka min flickvän som under hela projektet varit stöttande och fungerat som en motivationskälla.
4
Ordlista
Analys Noggrann undersökning
Brainstorming En metod där syftet är att lösa problem eller hitta på nya förslag och idéer.
CAD Programvara för 3D-modellering
Ergonomi Läran om kroppen i arbete
Funktionsanalys Översikt över produktens funktioner Gantt- Schema Grafisk planläggning av projektgången
Gimbal Är ett svängbart stöd som tillåter rotation av ett objekt runt en enda axel
Komponent En del av ett system
Koncept Förslag till lösning av uppsatt problem. En beskrivning av en produkt utseende, funktioner och egenskaper
Konceptgenerering Frambringa koncept
Konkurrentanalys En analys vars syfte är att ge en bild av vilka konkurrenter som finns och därefter bedöma deras produkter.
Konstruktion Hur en produkt är uppbyggd; med hjälp av utveckling, beräkning och dimensionering.
Kravspecifikation. Tekniska krav som ställs på produkten Kretskort Sammankopplade elektronikkomponenter
Marknadsanalys En analys av en befintlig marknad. Syftet med analysen är att finna behov eller att kunna skapa ett behov
MDH Mälardalens högskola
PIPS The Phases of Integrated Problem Solving, utvärdering av en grupps arbete
PU Produktutveckling
Pugh matris Ett verktyg för att utvärdera lösningar eller koncept för att kunna välja det bästa alternativet.
Prototyp Testmodell eller utkast av den verkliga produkten som sedan ska produceras.
Referenser Hänvisning
5
Innehållsförteckning
1. INLEDNING ... 7 1.1BAKGRUND ... 7 1.1.1 Swesystem ... 7 2. SYFTE OCH MÅL ... 8 3. PROJEKTDIREKTIV ... 9 4. PROBLEMFORMULERING ... 10 5. PROJEKTAVGRÄNSNINGAR ... 116. TEORETISK BAKGRUND OCH LÖSNINGSMETODER ... 12
6.1TEORETISK BAKGRUND ... 12
6.1.1 Ergonomi ... 12
6.1.2 Material ... 13
Material som främst kan användas på en kontroll är: ... 13
6.2PLANERING ... 13 6.2.1 Gantt-schema ... 13 6.3PROBLEMFÖRSTÅELSE ... 14 6.3.1 Förundersökning ... 14 6.3.2 Marknadsanalys ... 14 6.3.3 Konkurrensanalys ... 14 6.3.4 Kravspecifikation ... 14 6.3.6 Moodboard ... 16 6.3.5 Funktionsanalys ... 16 6.4FRAMTAGNING AV LÖSNINGAR ... 17 6.4.1 Brainstorming ... 17 6.4.2 Mindmap ... 17 6.4.3 Konceptskissar ... 17 6.4.4 Konceptgenerering ... 17 6.5VAL AV KONCEPT ... 17 6.5.1 Pughs matris ... 18 6.5.2 Koncept Scoring ... 18
6.6BEARBETNING AV VALT KONCEPT ... 18
6.6.1 FMEA ... 18 6.7KONSTRUKTION ... 19 6.7.1 CAD ... 19 6.7.2 Prototyp ... 19 6.7.2.1 Lödning ... 19 6.8.1 PIPS-utvärdering ... 19 7. TILLÄMPAD LÖSNINGSMETODIK ... 20 7.1PLANERING ... 20 7.1.1 Gantt-schema ... 20 7.2PROBLEMFÖRSTÅELSE ... 20 7.2.1 Flödeschema ... 21
7.2.2 Funktioner Swesystem standardkontroll ... 22
7.2.3 Marknad och konkurrensanalys ... 23
7.2.4 Kravspecifikation ... 25
7.2.5 Moodboard ... 26
7.2.6 funktionsanalys ... 27
7.3FRAMTAGNING AV LÖSNINGAR ... 28
7.3.1 Brainstorming, Mindmap, Konceptskissar. ... 28
7.3.2 Konceptallternativ ... 29
VAL AV KONCEPT 7.4 ... 35
Phugs matris 7.4.1 ... 35
6
7.4.2.1 Komponenter ... 37
7.4.3 Koncept Scoring ... 38
7.5KONSTRUKTION OCH PROTOTYPFRAMTAGNING ... 38
7.5.1 Vattenskärning och skylt ... 39
7.5.2 Lödning ... 39 7.6PIPS-UTVÄRDERING ... 40 8. RESULTAT ... 41 8.1BILDER HANDKONTROLL ... 41 ... 41 ... 42
8.2SLUTRESULTAT KONSTRUKTION OCH KOMPONENTER ... 43
8.2.1 Formen ... 43
8.2.2 T4 Fyrvägsswitch ... 43
8.2.3 Tryckknapp ... 44
8.2.4 Tum Joystick ... 44
8.2.5 Zoom ... 44
8.2.6 Hylsa till zoom ... 45
8.2.7 Frontplatta ... 45
8.2.8 Skylt ... 45
8.2.9 Sprängskiss ... 46
8.3MATERIAL OCH KOMPONENTKOSTNAD PROTOTYP ... 47
9. ANALYS ... 48
9.1PROBLEMFORMULERING ... 48
9.2KRAVSPECIFIKATION ... 50
10. SLUTSATSER OCH REKOMMENDATIONER... 52
10.1SLUTSATSER ... 52
10.2REKOMMENDATIONER ... 52
11. REFERENSER ... 54
12. BILAGOR ... 56
BILAGA AGANTT-SCHEMA ... 56
BILAGA BPIPS-UTVÄRDERING ... 57
BILAGA CKONCEPT RITNINGAR. ... 58
BILAGA DRITNING SLUTKONCEPT ... 61
BILAGA EBILDER RESULTAT ... 63
BILAGA FHANDENS STORLEK ... 64
BILAGA GBROSCHYR SWESYSTEM... 65
BILAGA HBILDER PROTOTYPARBETE ... 66
BILAGA IPRODUKTINFORMATIONBLAD ... 68
7
1. Inledning
Rapporten omfattar ett examensarbete på grundnivå inom produktdesign med inriktning formgivning. Examensarbetet har utförts för och i sammarbete med Swesystem av student Linus Ehrlin på Mälardalens högskola. I detta projekt är Daniel Johansson, VD och delägare av företaget Swesystem och Ragnar Tengstrand på Mälardalens högskola handledare.
1.1 Bakgrund
Examensarbetets uppdragsgivare, Swesystem som tillverkar och säljer mekaniska och elektroniska styrsystem för övervakning vill ta fram en ny alternativ handkontroll till deras styrsystem.
1.1.1 Swesystem
Swesystem är ett av de ledande företagen inom Gimbal tillverkning.
De erbjuder egendesign och utveckling av luftburna kamerasystem och skräddarsyr
produktlösningar för att anpassa kundens beställning. Främst används styrsystemen genom att de monteras på en helikopter se figur 1. Swesytem har idag en omfattande kundkrets runt om i helavärlden. Det är ett växande företag som startade upp med endast 3 anställda för 7år sedan, som idag vuxit till 10 anställda. Företaget hade 2013 en omsättning omkring 25 MSEK.1
Figur 1 – Swesystem bildcollage
1
8
2. Syfte och mål
Det övergripande syftet med detta examensarbete är att konstruera och formge en ny alternativ handkontroll som skall kunna manövrera Swesytems styrsystem. Det ska göras utifrån ställda krav och med hjälp av verktyg och metoder inom produktutveckling.
Examensarbetets mål är att studenten skall ta fram en fullt fungerande prototyp på en ny kontroll som skall kunna användas av företaget Swesystem. Prototypen ska klara de krav och direktiv som ställts från uppdragsgivare. Arbetet ska också redovisas med en rapport, CAD-modeller, ritningar och slutligen en muntligpresentation.
9
3. Projektdirektiv
För att få en mer överblickade uppfattning rörande projektets omfattning och resurser så upprättades ett antal lämpliga direktiv mellan studenten och uppdragsgivaren.
Uppdragsgivarna kommer tillsammans med studenten fatta avgörande beslut under utvecklingsprocessen.
Produkten skall i största möjliga mån använda standard komponenter.
Tillsammans med uppdragsgivaren skall en fullt fungerande prototyp tas fram och testköras mot Swesystems styrsystem.
Ett produktblad om produkten skall göras och lämnas till uppdragsgivaren. Swesystem kommer stå för samtliga kostnader vid framtagning av prototyp. Framställningen av prototyp görs i Swesytems verkstadslokaler.
Produkten skall kunna styras med en hand och ha minst lika många funktionsmöjligheter som företagets nuvarande standardkontroll.
Då Swesystems kamerasystemet designas specifikt utifrån den enskilde beställarenskrav och användningsområde kommer således också kontrollen behöva göras så. Där av kommer inte alla funktioner ha en absolut plats.
10
4. Problemformulering
Problemformuleringen är grunden för de lösningar examensarbetet kommer inneha. Den formulerar de problem som studenten ska undersöka och lösa. Problemen som ansågs vara viktiga för att studenten skall uppnå examensarbetets mål visas nedan i punktform.
o Hur ska kontrollen vara utformad för att den skall kunna brukas med endast en hand? o Vilka är kontrollens huvudfunktioner?
o Hur ska kontrollen konstrueras för att passa olika handstorlekar? o Vilka standardkomponenter kan utnyttjas?
o Vilket material skall kontrollen vara gjord av?
o Hur ska kontrollen konstrueras för att vara lätt att förstå? o Hur ska kontrollen konstrueras föra att vara lätt att montera?
o Vilka komponenter skall användas för att kontrollen ska uppnå så lång livslängd som möjligt?
11
5. Projektavgränsningar
Projektavgränsningar har satts upp för att projektet ska kunna genomföras under rimliga tidsramar.
Examensarbetets resultat ska generera i en prototyp som ska vara färdig att testas mot företagets kamerasystem. En rapport som beskriver hur projektet har fortskridit och dess tillvägagångssätt skall skrivas. Studentens mål är att den framtagna prototypen ska uppfylla de höga kriterier, förväntningar och krav uppdragsgivaren ställer på produkter som går under namnet Swesystem. Förhoppningsvis kommer det önskade resultatet leda till vidare arbete av produkten.
Beräkning av tillverkningskostnad och materialkostnad ska göras i den utsträckning det är möjligt. Då ekonomi alltid är viktig variabel att ha med i ekvationen produktutveckling. SolidWorks kommer användas som huvudverktyg i utvecklingsarbetet för att konstruera CAD-modelleringar och realistiska 3D-bilder.
Programmeringsarbete av produkten kommer studenten lämna över till Swesytems tekniska chef. Då studenten saknar tillräcklig kunskap inom detta område.
12
6. Teoretisk bakgrund och lösningsmetoder
6.1 Teoretisk bakgrund
Den teoretiska bakgrund som studenten har använt för att nå sitt resultat redovisas nedan.
6.1.1 Ergonomi
Ett måste gällande utveckling av produkter som skall integreras fysiskt med människohänder är att stor hänsyn måste tillägnas området ergonomi. Därför kommer ergonomi flitigt
uppmärksammas i den här produktutvecklingsprocessen.
Ergonomi betyder läran om människan i arbete eller med andra ord samspelet mellan människan och arbetsredskapen. Ergonomi handlar om att kombinera vetenskapen om den mänskliga kroppen med design för att skapa produkter som ser bra ut, fungera felfritt och kan monteras perfekt. God ergonomi uppnås då produkten anpassas utifrån användarnas fysiska, kognitiva och emotionella behov och på sådant vis besparar användaren på onödigt slitage.2 Handens ergonomi
Examensarbetets mål är att ta fram en prototyp på en handkontroll. Med andledning av det är främst handens ergonomi en aspektet som måste dissekeras och appliceras noggrant för nå gott slutresultat.
Figur 2 - handens funktionella utgångsställning
Handens funktionella utgångsställning/viloläge är den position som upplevs som den mest bekväma.
Det är likt det här läget med den raka handleden man vill eftersträva så mycket som möjligt när nya produkter skall ta form. Då ergonomiska produkter för händer utformas så behövs också handrörelser och positioner i särskilda insatser granskas.3
För att en kontroll skall uppnå god ergonomi så är det viktigt att pröva sig fram med olika typer av händer vad som upplevs vara bekvämt och skönt. För att sedan förhoppningsvis kunna framföra en lösning som passar olika typer av händer och personer.
2http://www.ne.se/ergonomi 2013-05-16 3
13
6.1.2 Material
Material som främst kan användas på en kontroll är: Plast
Då plast används flitigt inom dagens tillverkningsindustri. Mycket tack vare dess fördelaktiga förmåga att formges och bearbetas lätt. Beroende på plastblandning kan plast dessutom uppnå olika materiella egenskaper vilket medför att de kan appliceras inom de mesta
användningsområden. Aluminium
Aluminium är den vanligaste metallen i jordskorpan. Lättmetallen aluminium är till utseendet silvrig/gråfärgad. Den har cirka en tredjedel av densiteten och styvheten hos stål och har därmed god formbarhet. Aluminium har låg vikt och går dessutom att återvinna hur många gånger som helst. I dag används metallen i alla sorters konstruktion exempelvis: möbler, köksredskap, förpackningsmaterial, transportmedel listan kan göras lång.4
6.2 Planering
När en produkt ska utvecklas krävs noggrann planering av projektet. En bra planering utgör ofta en god grund för att projektmål skall uppfyllas. För att få en tydlig struktur så bör planering över hur resurser så som tid, arbetskraft och utröstning skall distribueras mellan olikaprocesser genomföras. Något att tänka på är att problem oftast blir svårare och på sådant vis oftast dyrare att lösa desto längre projektet har lidit.
6.2.1 Gantt-schema
För att planera tidsåtgångarna i ett produktutvecklingsprojekt så upprättas ofta ett Gantt-schema. Det är en form av flödesschema som används för att schemalägga projektets alla delmoment över en bestämd tid. Delmomenten blir översiktliga och schemat tydliggör också vilka delmoment som parallellt genomförs med varandra. Allt för att hjälpa projektet att fortskrida framåt och fullfölja aktiviteterna i planerad tid. En negativ aspekt med ett schema likt detta är den lätt kan begränsa flexibilitet. Därför bör schemat användas mer som en riktlinje än en absolut sanning, då en del justeringar oftast genomförs under projektets gång.
När ett Gantt-schema upprättas kan det vara svårt att vet hur mycket tid som skall planeras för varje delmoment. För att underlätta har det tagits fram standard riktlinjer man kan utgå ifrån under en produktutvecklings projekt de är följande.
Definiera och planera projekt 3-5 % Definiera produkt 10-15 % Konceptgenerering 15-35 % Utveckla produkt 50-70 % Produktvård 5-10 % 5 4http://ravarumarknaden.se/aluminium-varldens-vanligaste-metall/ 2013-04-25 5
14
6.3 Problemförståelse
Problemförståelse handlar om att kunna förstå problemet. Vilket är ett måste för att i förlängningen kunna ta fram en lösning. Därför krävs nödvändig information om och kring problemet. Att samla in information kan göras med hjälp av en mängd olika verktyg. De verktyg som detta projekt har används sig av följer nedan.
6.3.1 Förundersökning
Förundersökningen används för att öka projektgruppens kunskap inom området där problemet exciterar. Beroende på vilket område problemet gäller är det olika svårt att inhämta
information, då vissa områden är mer väl dokumenterade än andra. Under förundersökning är det också vanligt om möjlighet finnas att befintliga lösningar testas och på sådant vis kan en personliguppfattning om problemet skapas.
6.3.2 Marknadsanalys
När en produkt tas fram är det viktigt att kundens behov och önskemål blir tillfredställda. Därför måste en undersökning av marknaden genomföras och analyseras. Desto bättre företaget känner kunden ju lättare blir det att ta fram en produkt som tillfredsställer hens behov. Att identifiera kunden och marknaden kan göras på olika vis. Några klassiska exempel är intervjuer, enkäter och frågeformulär. Att sätta sig in hur befintliga lösningar fungerar på marknaden genererar ofta i förbättrat kännedom om problemet. Det går även ut på att identifiera och undersöka målgruppen, och titta på behovet och efterfrågan. I begreppet marknadsanalys ingår även undersökning av konkurrenter se efter vilka som är marknadens stora aktörer.
6.3.3 Konkurrensanalys
En bra metod för att skapa överblick över marknaden är att göra en konkurrensanalys.
Det är viktigt för arbetet med en kommande produkt att ha studera befintliga lösningar och vad konkurrenterna har att erbjuda. Konkurrenterna bör identifieras och analyseras utifrån deras marknadsposition, finanser och produktutbud. För att på sådant sätt kunna värdera
konkurrenterna och även se deras styrkor och svagheter. Detta kan generera nya idéer då behov som ej är tillfredställda kan upptäckas eller utveckling av konkurrenterslösningar kan
genomföras. För att undvika intrång av någon annans idéer är det viktigt att titta genom patentverkets databas.
6.3.4 Kravspecifikation
En kravspecifikations största uppgift är att tydliggöra specifika mål som skall ställas på en produkt eller tjänst. Kraven sammanställs i ett dokument som bland annat ska sammanfatta beställarens/kundens önskemål. Inom just produktutveckling och utveckling av tjänster
används kravspecifikationen som ett underlag för hur den nya produkten skall utformas. Under utvecklingsprocessen jämför man det framtagna förslaget med de krav som dokumenteras för att bekräfta att den fortfarande uppfylls.
15 En Kravspecifikation kan ha många fördelar, som t.ex. att man får en struktur över
problemformuleringen. Samt att man får en klarare bild av målet med produkten eller tjänsten vilket underlättar arbetet under utvecklingsprocessen.
En nackdel är att en färdigställd kravspecifikation kan bli för styrande, på så vis att man kanske inte kan finna bättre och smartare möjligheter under projektets gång.
När man ska börja arbeta fram en kravspecifikation måste man starta med att ta reda på vad kunderna vill ha. Men framförallt, vem är kunden? Kravspecifikationen är verktyget för att ställa upp alla kraven utifrån kundernas och uppdragsgivarens önskemål. Projektgruppen får fokusera på de krav som utvecklar produkten/tjänster.
En annan viktig del som bör finnas med i bakgrunden för kravspecifikationen är
förundersökning av produkten/tjänstens konkurrenter. Att ha kännedom över konkurrenternas lösningar och dess för-och nackdelar är väldigt gångbart. Om man vill vara konkurrenskraftig bör man kunna lösa problemet bättre än sina konkurrenter.
De krav som fåtts från både kunden och marknadsanalysen används och bildar en kravspecifikationen.
En kravspecifikation är ett dokument som fungerar som riktlinjer mellan uppdragsgivare och leverantör. Den kan vara skapad av uppdragsgivaren eller tillsammans med kunderna. En väl genomförd kravspecifikation är ett bra underlag när en produktutvecklingsprocess genomförs vilket kan leda till kortare utvecklingstid som i sin tur medför lägre kostnader Kravspecifikationens dokument är uppbyggda av ett antal rubriker med ett antal tillhörande punkter. Bland annat innehåller den rubriker som Information om marknad, priser och självklart produktkrav. Man kan även dela in produktens krav i skall- och bör-krav. Skall-kraven kan man se som avgörande vilka som skall uppfyllas, medan bör-Skall-kraven är med som en bonus till produkten.
Utöver dessa krav som skall uppfyllas i själva kravspecifikationen skall man även ha krav på just kravspecifikationen i sig. Det är väldigt viktigt att kraven inte är beroende av en specifik lösning och att de är mätbara. Därför är det väldigt viktigt att kravspecifikationen är så omfattande som möjligt.
16
6.3.6 Moodboard
Moodboard är ett kollage med bilder som kan användas för att beskriva en viss typ av känsla och stämning som en produkt önskas uppnå. Skulle kunna kallas för en visuell
kravspecifikation. Moodboarden kan hjälpa till att inspirera under konceptskissar. Viktigt att tänka på är att en moodboard inte ska visa hur resultatet ska se ut, utan den ska väcka idéer, associationer och inspiration.
6.3.5 Funktionsanalys
En funktionsanalys är ett bra verktyg för att lätt kunna förstå hur produkten ska fungera och vad för funktioner den ska äga. Analysen används för att fastställa de olika uppgifter, aktiviteter och egenskaper som en produkt ska ha. Den ska däremot inte beskriva hur dessa funktioner ska åstadkommas.
För att lätt kunna få en klar överblick av funktionsanalysen är det bra att skapa ett
funktionsträd. Trädets stam består av huvudfunktionen för produkten, den grenar sedan ut till delfunktionerna som är viktig för att kunna uppnå huvudfunktionen. Därefter grenar det ut stödfunktionerna/underfunktioner, som är bra för att kunna uppnå delfunktionerna.
Stödfunktionerna är nödvändigtvis inte bara till för att få fungerande delfunktioner utan kan även användas för att skilja sig från liknande produkter. Exempelvis genom form och färg.6
Figur 3 - Funktionsträdets teori.
6
17
6.4 Framtagning av lösningar
För att få fram olika lösningar på problemet användes främst några lösningsalternativ.
6.4.1 Brainstorming
Brainstorming är en metod som används för att generera idéer och problemlösningar. Där deltagare i en grupp muntligt eller skriftligt kastar ut sig mängder av förslag som inte ska censureras eller kritiseras.7 När i projektet brainstormingen skall påbörjas varierar beroende på projekttyp. Brainstormingen genererar oftast i väldigt många idéer. Därför extra viktigt att alla dessa idéer dokumenteras så inte man tappar bort den perfekta lösningen.
6.4.2 Mindmap
Ett bra verktyg att använda sig av för att dokumentera, strukturera och anteckna är mindmap. Att använda metoden tillsammans med brainstorming lämpar sig extra väl, då de gör att idéerna från brainstormingen blir lättare att läsa och resultatet mer strukturerat. Det som främst skiljer mindmapping från vanliga anteckningar är att just samband och relationer mellan olika idéer ritas ut och på sådant vis syns lösningsförslagen tydligare och ytterligare idéer kan väckas till liv.
6.4.3 Konceptskissar
Konceptskiss går till på sådant vis att de olika lösningskoncept och idéer som projektets deltagare tänker på skall försökas skissas ner på papper. När projektdeltagaren börjar skissa på papper föds ofta ytterligare idéer och mönster som i förlängningen leder till flera skisser. Denna metod brukar ofta ge god effekt. Kan sedan en skissad idé visas upp för någon annan som inte ser på problemet på samma sätt genererar det ofta i ännu flera idéer.8
6.4.4 Konceptgenerering
Under den här processen skall färdiga koncept tas fram. Koncepten arbetas fram utifrån framtagna idelösningar från de tidigare använda idégeneriringsverktygen. Att granska de framtagna koncepten under en till brainstorming där deltagarna får vara kritiska kan även genomföras i den här fasen för att kunna utesluta de koncept som inte håller.
Vid utvärderingsfasen genomförs en rad olika aktiviteter där olika konceptförslag utvärderas för att senare välja ut det koncept som bäst uppfyller dem kraven som formulerats i
kravspecifikationen.
6.5 Val av koncept
I projektet är nu den kreativa fasen avslutad och utvärderingsfasen ska köras igång. Under utvärderingsfasen ska de koncept och lösningsförslag som tagits fram analysera, värderas och rankas jämtemot varandra och emot befintliga lösningar för att sedan kunna välja de koncept som har bäst potential att arbeta vidare med. Som produktutvecklare kan den här fasen som går ut på att analysera, värdera och ranka vara klurig då utvecklaren kan har personligafavorit och på sådant vis
7http://www.ne.se/brainstorming 2014-05-20 8
18 kan ha svårt att bedöma koncepten helt opartiskt. Därför är det bra att uppdragsgivaren och/eller andra människor med djupare kunskap inom problemområdet att medverka under denna
projektetprocess. De verktyg som studenten valt att använda i val av koncept följer nedan.
6.5.1 Pughs matris
Pughs är en metod för att på ett så objektivt och systematiskt sätt som möjligt välja ut det mest lämpande konceptet. Främst används denna metod för att lösa design- och
konstruktionsproblem.
För användning utav Pughs matris krävs det att man kommit fram till ett flertal alternativa lösningar på ett problem. Sedan väljs kriterier ut som ska användas för att värdera
lösningsalternativens lämplighet och bestämma hur viktigt var och ett av kriterierna är. Utefter det poängsätts varje möjlig lösning hur väl den uppfyller kriterierna. Man kan sedan se vilket lösningsalternativ som genererar högst totalpoäng. Vid värdering av de olika koncepten används en referens som utgångspunkt. Referensen kan vara en befintlig produkt eller ett utav koncepten. Referensen värderas till 0. Sedan kan de andra koncepten antingen anses som likvärdiga, bättre eller sämre än referensen. För att enklare räkna ut slutpoängen används därför en skala från -1 till +1 där värdet 0 står för likvärdigt +1 för bättre och -1 för sämre.
6.5.2 Koncept Scoring
Verktyget Koncept Scoring är väldigt likt Pughs matrisen och fungerar i stort på sammavis. Skillnaden är dock att koncepten inte bedöms efter ett referenskoncept utan varje krav kan ha olika referenser. Dessutom ökas betygskalan och ett betyg från 1till 5 sätts under hur väl konceptet uppfyller kriteriet. Där 1 är mycket sämre och 5 mycket bättre i förhållande till referensen i frågan. Verktyget är bra att använda efter Pughs matrisen om inte ett koncept har stuckit ut som det självklara utan det finns några stycken likavärdiga.
6.6 Bearbetning av valt koncept
Det valda konceptet och dess lösning skall nu förfinas och undersökas. Konceptet ska bearbetas för att tydligöras. Studenten har i det här arbetet används sig av ett verktyg FMEA se nedan.
6.6.1 FMEA
Failure Mode and Effect Analysis som FMEA står för är en systematisk metod för att
identifiera fel och risker i en konstruktion eller en process. Man kan kalla att denna process är en ”tänka efter” process. Det bör gå till på som så vis att en sammansatt grupp går systematiskt igenom produkten eller tillverkningssystemet för att finna eventuella möjliga fel som kan uppkomma. Man undersöker då orsakerna till dessa fel samt vad konsekvenserna blir innan produkten eller tillverkningsprocessen börjar produceras. En FMEA börjar man utforma i ett tidigt stadium i produktutvecklingsprocessen eller så snart processberedningsskedet påbörjats. En FMEA resultera till sist i ett dokument där fel och brister som kan uppkomma under självaste tillverkningen och användningen, där dem identifieras samt prioriteras. Denna
identifiering används sedan för att på ett strukturerat sätt åtgärda de allra allvarligaste bristerna i produkten eller processen. En FMEA är även ett underlag vid vidareutveckling av
19 kvalitetsbristkostnader. En väl genomförd och FMEA-analys kan med hjälp utav felanalyserna leda till goda förutsättningar att lyckas det fortsatta arbetet i produktutvecklingsprocessen.9
6.7 Konstruktion
Under fasen konstruktion konstrueras det valda konceptet. I det här examensarbetet har studenten först konstruerat konceptet i 3D-modeller med hjälp av programmet CAD för att sedan tillverka en prototyp utefter dessa konstruktioner och ritningar.
6.7.1 CAD
För att illustrera och konstruera koncept, idéer och resultat används modulerings program solidworks, CAD. Med hjälp av dataprogramet CAD kan koncept konstrueras och designas i 3D visualiseringar digitalt. Pogramet kan även bland annat skapa ritningar och göra simulationer vilket möjliggör att eventuella fel och konstruktions problem kan upptäckas innan prototyp arbete och produktionsstart.
6.7.2 Prototyp
En prototyp är en fysisk testmodell som används vid utvecklingen av en produkt. Den används bland annat för att kunna visualisera produkten samt att kunna upptäcka brister innan en
produktionsstart. En prototyp skall dessutom till skillnad från en modell äga funktioner likt den färdiga produktens.
6.7.2.1 Lödning
För att prototypen skall kunna köras mot företagets kamerasystem krävs det att kontrollens alla tryck och styrfunktioner kan sända signaler till ett kretskort som sedan med hjälp av en
mjukvara kan berätta hur kamerasystemet ska agera under bestämda tryck. För att signalerna ska komma fram till kretskortet så behövs sladdar lödas fast där emellan. Lödning är ett sätt att foga samman metallstycken och det sker genom att man smälter en annan metall mellan de metallstyckena som skall fogas samman. Den här metallen kallas lod och är vanligtvis tenn eller bly vid den här typen av lödning som kallas mjuklödning.10
6.8.1 PIPS-utvärdering
PIPS står för Phase of Intergrated Problems Solving. Under ett projektarbete är det många faser som man ska ta sig genom och när arbetet är klart är det bra att gå tillbaka och göra en
utvärdering av de olika faserna. Det är här PIPS – verktyget kommer in. De olika fasernas steg sätts in i en tabell, sedan diskuteras de olika ämnena av hela gruppen som därefter bedömer stegen genom att poängsätta dem mellan 1-5. Det man får ut av PIPS- verktyget kan sedan ta2 med till kommande projekt för att förbättra arbete. Om projektgruppen bearbetar PIPS-
verktyget tidig, kan svagheterna identifieras och åtgärdas i ett tidigt skede i projektarbetet.
9http://extra.ivf.se/lean/pdf/kvalitet/FMEA.pdf 2013-02-23 10
20
7. Tillämpad lösningsmetodik
Kapitlet tillämpad lösningsmetodik beskriver studentens tillvägagångsättet för att nå slut resultatet.
7.1 Planering
Projektets planerades för att studenten lättare skulle se en struktur när olika verktyg skall användas och under hur lång tid. Detta gjordes för att kvalitetsäkra utvecklingsarbetet.
7.1.1 Gantt-schema
Ett Gantt-schema upprättades. Schemat visar att de första 3 veckorna av projektet skulle fokus helt läggas på teoretisk bakgrund och problemförståelse, då studenten anser att en djup
förståelse för projektet ofta genererar i bra produkter. Det planerades också att mycket tid skulle läggas på konstruktion och prototyparbete då en prototypframtagning var projektets stora mål. På grund av studentens bristande erfarenheter som beställningsansvarig, då sådant som beställningsmöten, leveranstider och industrisemester måste tas i beaktande blev inte Gantt-schemats utfall som planerat. Schemat finns under Bilaga A där både den planerade tiden och utfallna är uppdaterad.
7.2 Problemförståelse
Att förstå problemet är ett måste för att kunna lösa det. Studenten har i det här projektarbetet använt sig av några olika produktutvecklingsverktyg för att samla information för att kunna förstå sig på problemet. För att illustrera verktygen studenten använt och i vilken ordning har ett flödesschema gjorts. Se nästa rubrik 7.2.1 Flödesschema.
21
7.2.1 Flödeschema
22
7.2.2 Funktioner Swesystem standardkontroll
Projektets mål var att ta fram en alternativ handkontrol till Swesytems standardkontroll. Då dissekerades först företagets kontroll för att bena ut vilka funktioner den äger. Så funktionerna sedan kan appliceras på den nya lösningen.
Figur 5 –Analys av Swesystem standardkontroll
Funktion Zoomknapp Joystick Vridströmställare Tryckfunktion Funk totalt
Antal 1 1 2 11 15
Vridströmställare för att dirigera kamerafokus. Har även en tryckfunktion. Zoomknappen Handjoystick för styrning av kamerasystemet. På toppen även en tryckfunktion. Vridströmställare för att dirigera styrningshastighastigheten.
Kontrollens resterande knappar som namngetts: VIDEO, AUX, CAGE, MENU och cirkulära styrkorset har tillsammans 9 tryckfunktioner.
23
7.2.3 Marknad och konkurrensanalys
Marknad och konkurrensanalys genomfördes då studenten behövde ökad kunskap av vad marknaden redan har att erbjuda. Då marknaden för kontroller till luftburna kamerasystem inte är särskilt stor för privatpersoner så var det svårt att inhämta information från internet.
Undersökningen begränsas till att analysera de främsta konkurrenterna för Swesystem idag som utvecklar och säljer kontroller.
FlIR Systems Polytech AB
Polytech är ett högteknologiskt företag beläget i Eskilstuna som utvecklar och tillverkar innovativa kameralösningar för installation på helikoptrar, kustbevakningsflyg och
obemannade farkoster. Polytech är dotterbolag inom FLIR koncernen. Företaget har på senaretid också utvecklat en egen handkontroll.1112
+
Kontrollen är tillverkat i glasfiberförstärkt polykarbonat och är mycket tålig. Den är formad så den lämpas sig för både höger och vänster hand. Har väldigt många funktioner. Stabilt grepp.
-
Tryckställare och knappfunktioner saknar struktur och kontrollen inger ingen självklarhet. Kontrollen ser på sådant
vis svår manövrerad ut.
Figur 6 - Polytech handkontroll13
DACO hand controllers
DACO är ett väl respekterat ingenjörsföretag från Storbritannien som varit i branschen i över 30år. Företaget är speciallist inom tillverkning av skräddarsydda handkontroller med lång livslängd. DACO uppger sig att vara det snabbaste handkontroll
specialisterna gällande leveranstider, de har till exempel leverarat en skräddarsydd militär joystick på bara 13 veckor. 14
+
En typisk DACOs kontroll har väldigt god ergonomi och bra kvalitet. På exempelkontrollen (se figur) är funktionerna bra strukturerade och strategiskt valda för att passa användaren. -
Exempelkontrollen lämpar sig endast för höger hand. Den äger inte särskilt många funktionsmöjligheter.
F
Figur 7 - DACO exempel- handkontroll15 11 http://addilon.se/portfolio-item/flir-systems-polytech/ 2014-05-24 12http://www.polytech.se/corporate-profile/ 2014-05-24 13http://www.emeraldinsight.com/content_images/fig/0870280201001.png 2014-05-24 14http://www.daco.co.uk/about-us 2014-05-26 15 http://www.daco.co.uk 2014-05-26
24 Gyro-Stabilized Systems
GSS grundades år 2011och är en relativt ny aktör på kamerasystem marknaden. Företaget består av en grupp av teknik och affärs innovatörer som tillsammans har stora kunskaper och erfarenheter inom gyrostabiliserade kamerasystem.
GSS tillverkar, utvecklar och marknadsför över hela världen. Företaget är storleksmässigt likvärdig med Swesystem och därför en konkurrent som bör analyseras.16
+
GSS standard kontroll är snygg och har bra struktur. Många olika funktionsmöjligheter utan att bli för rörig. Äger självklarhet.
-
Svårt att navigera och göra flera funktioner samtidigt med en hand. Är alltså utformad för två händer måste användas samtidigt. Figur 8 - GSS-kontroll17 16http://gyrostabilizedsystems.com/about-us 2014-05-26 17 http://gyrostabilizedsystems.com 2014-05-26
25
7.2.4 Kravspecifikation
En kravspecifikation gjordes och dokumenterades för att projektet skulle få tydliga riktlinjer. Kraven upprättades utifrån uppdragsgivarens önskemål och studentens nu fördjupade förståelse för problemet, vilket han fått genom den grundliga förundersökningen och
marknad/konkurrensanalysens.
Marknadskrav
Kontrollen skall vara ett alternativ till Swesystems standardkontroll.
Kontrollen skall kunna användas av konsumenter över hela världen.
Kontrollen skall vara likvärdig eller bättre än konkurrenterna gällande användarvänlighet.
Kontrollen skall kunna tillverkas på ett ekonomiskt försvarbart sätt.
Produktkrav
Kontrollen skall kunna styras med en hand.
Kontrollen ska ha liknande i antal funktionsmöjligheter som företagets nuvarande standardkontroll
Kontrollen skall bekvämt kunna användas av såväl höger som vänsterhänta.
Kontrollen skall utstråla kvalitet, tillit, hållbarhet och säkerhet.
Kontrollen skall vara estetiskt tilltalande och passa i dess miljö.
Kontrollen skall konstrueras i lämpliga material med god hållbarhet.
Kontrollen skall vara lätt att tillverka och montera.
Dokumentation
Kontrollen ska vara enkel och på sådant vis relativt självinstruerande. Där eventuella förståendebrister kan uppstå skall instruktioner finnas tillgängliga.
Slutresultatet presenteras med en CAD-modell och färdig prototyp.
Återvinning
26
7.2.5 Moodboard
En moodboard skapades innan konceptgenereringen för att med bilder försöka beskriva vilken känsla och stämning produkten önskas förmedla till användaren. Studenten önskar att
användaren skall känna en känsla av trygghet och säkerhet. Vilket bland annat de svenska landskapen och volvo-bilen förmedlar. Avändaren ska känna att kontrollen är ett skräddarsytt handarbete där tid, kreativitet och kompetens har lagts ner på produkten. Vilket bland annat händerna och mannen vid skrivbordet ska väcka en känsla av. Moodboarden vill också väcka känslor som lugn, design, ergonomi och världsledande kompetens.
27 Manövreras med en
hand
Inneha minst llika många funktionsmöjligheter som standardkontroll
Enkel att producera
Använd standardkomponenter
minnimera antalet komponenter
Kunna zooma och styra samtidigt
inneha god ergonomi
inneha lämpliga knappar lättanvändlig Vara lättanvändlig av såväl höger som vänsterhänta komfortabel
Inneha lämplig storlek
Medge säkerhet
uttrycka kvalitet
inneha säkerhet
Skydda elektronik
7.2.6 funktionsanalys
Projektets funktionsanalys skapades utifrån kravspecifikationen och de slutsatser som
studenten gjort i utvecklingsarbetets tidiga skede. Huvudfunktion för produkten är att den skall kunna manövreras med en hand. Sedan togs stöd-, del- och underfunktioner fram genom att omvandla de andra kraven från kravspecifikationen. Huvudfunktionen är markerad med grön färg. Delfunktionerna med blå och underfunktionerna med orange. De streckade linjerna markerar stödfunktionerna. De har liten eller ingen påverkan på
huvudfunktionen.
28
7.3 Framtagning av lösningar
När tillräckligt med information hämtats in under förundersökningarna, krav specificerat och funktioner analyserats, så fortsatte arbetet med att ta fram lösningar för handkontrollen.
7.3.1 Brainstorming, Mindmap, Konceptskissar.
Eftersom examensarbete utförts utav en ensam student blev de kreativa lösningsverktygen, som egentligen kräver en projektgrupp, tvungna att anpassas en smula. Speciellt under första
verktyget som användes. För en ensam person som skall utföra en brainstorming kan det vara svårt att vräka ur sig idéer och låta hjärnan arbeta okritiskt och censurfritt. Då idéer formuleras och bara kastas rakt ur munnen från en person under en brainstorming kan personen själv i fråga ibland direkt efter glömt bort eller inte riktigt förstått vad hen sagt. Så studenten beslutade att filma sig själv i 15 minuter under brainstormingen, som en tänkt monolog som gick ut på att prata om problemet och formulera tänkbara lösningar. Detta för att ett litet ord kan vara
triggern eller ett stoft till en lösning, och skulle inte brainstormingen spelas in skulle det lätt kunna tappas bort eller gå obemärkt förbi. Inspelningen granskades sedan och därefter
antecknades och strukturerades idéerna och lösningarna som föddes ur brainstormingen som en mindmap. Lösningsarbetet övergick sedan till konceptskissning för att illustrera idéerna och väcka än mer kreativitet. Skisserna (se figur) som gjordes användes sedan som underlag när studenten bollade idéer om framtagning av lösning med handledaren.
29
7.3.2 Konceptallternativ
Då de kreativa verktygen brukats och idéer visualiserats i enklare skisser, analyserades dessa med handledaren. Det beslutades tillsammans att det inte är riktigt ekonomiskt försvarbart att formge en kontroll helt själv från grunden och sedan tillverka den genom exempelvis gjutning eller annan tillverkningsmetod. Utan den framtagna lösningen var tvungen att i grunden bestå av en form som köps in, och som efter det kan modifieras. Det beslutades också i det här skedet att formen som köps in skulle vara lik de skisser som hade ett joystick- liknande utseende. Efter kontakt med åtskilliga återförsäljare av kontrollformar kunde sedan 6 stycken
formkoncept väljas ut som tänkbara allternativ att arbeta vidare med. Ritningar finns i Bilaga. Se koncepten nedan:
1
Modell 8601-RB Handy-Grip är en robust, industriell kontroll som är byggd med möjlighet att få plats med en mångfald av styrfunktioner för den mest krävande utrustning. Den har en avtagbara frontplatta och kontrollen är designad för höger och vänster hand och kan även växla läge, 18° från vertikalt. Det är ett ergonomiskt format grepp med livslång garanti.18
Material: Aluminium Vikt: 393 gram
Storlek: Höjd= 18.3cm Bredd=10.2cm Djup=8.3cm Återförsäljare: Cyber-Tech Pris: 1390 kr 18 http://www.cyber-tech.net/index.cfm?fuseaction=products.details&subID=47 2014-05-27 Bredd Höjd Djup
30
2
Modell 1801-RB Handy-Grip är en unik industriell handkontroll. Handtaget är utformat för att rymma en stor mängd olika funktioner. Den har en avtagbar frontplatta och kontrollen är
designad för höger och vänster hand och kan växla läge 15° från vertikalt. Kontrollen är ergonomiskt formad och gör att handen är i bekvämt läge vid användning. Det robusta greppet har en livslång garanti 19
Material: Aluminium Vikt: 348 gram
Storlek: Höjd= 17.8cm Bredd=10.2cm Djup=9.4cm Återförsäljare: Ellisonsales
Pris: 1469 kr
19
31
3
Modell 8901-RB Handy-Grip är en robust industriell kontroll byggd för att passa handen. Har en avtagbara frontplatta. Kontrollen är designad för höger och vänster hand och kan växla läge 25° från vertikalt.20
Material: Aluminium Vikt: 231 gram
Storlek: Höjd= 16.5cm Bredd=8.3cm Djup=10.2cm Återförsäljare: Cyper-Tech
Pris: 1090 kr
20
32
4
OTTO Contour Grip har ett ergonomiskt grepp, och praktiskt taget alla Stigabs omkopplare från OTTO lämpar sig väl till greppet. Både vänster-och högerhänta versioner finns att köpa men samma grepp kan inte användas av både höger och vänsterhänta. Konstruktionen minimerar muskelbristning i armar och handleder detta möjliggör utökad användning med minimal trötthet. Greppet är tillverkat i två delar och går på sådant vis att öppna upp i mitten vilken underlättar att arbeta med. Greppet är gjort för att tåla tuffa miljöer och kan användas inom bygg-, jordbruk, skogsbruk och industriella applikationer.21
Material: Glasfiberförstärkt polykarbonat Vikt: 373 gram
Storlek: Höjd= 17.2cm Bredd=13.3cm Djup=12.4cm Återförsäljare: OTTO
Pris: 979 kr
21
33
5
P-10 Grip är en ergonomisk, kostnadseffektiv industriell kontroll. Höljet är tillverkat av glasfylld ABS och är lika motståndskraftig som pressgjuten aluminium. Greppet är användbart för både höger och vänsterhänta operatörer. Greppet är lätt att arbeta vidare med då den går att öppna på mitten. 22
Material: glasfiberfylld ABS Vikt: 226 gram
Storlek: Höjd= 16.2cm Bredd=7.9cm Djup=5.9cm Återförsäljare: Cyber-Tech
Pris: 380kr
22
34
6
Det större universalgreppet i serie G3 lämpar sig för både höger och väster hand. Greppet är tillverkat i glasfiberförstärkt polykarbonat och är mycket tåligt för stötar och slag. Samtliga grepp i serie G3 har en demonterbar frontplatta vilket förenklar montering av strömställare och kablage.23
Material: Glasfiberförstärkt polykarbonat Vikt: 369 gram
Storlek: Höjd= 19.3cm Bredd=8 cm Djup=8.5cm Återförsäljare: STIGAB
Pris: 900 kr
23
35
Val av koncept 7.4
Vid det här skedet skall koncepten sållas och ett ska väljas att arbeta vidare med. En av de 6 formarna ska väljas ut och köpas in. Det är viktigt att just den som lämpar sig bäst för att lösa problemet väljs att arbeta med.
Phugs matris 7.4.1
Att veta vilken av formarna som ska väljas att köpa in var inte helt lätt. Som en hjälp för att välja rätt, användes verktyget phugs matris som är ett konceptvärderingsverktyg. Mer om teorin finns att läsa i teoridelen avsnitt 6.5.1. Koncept nr 1(koncepten finns presenterade i föregående
avsnitt 7.3.2.) valdes att användas som referenskoncept. Alltså det koncept som de andra fem
koncepten ska jämföras med. Figur 12 visar phugs matrisen som slutade med att koncept 2, 4 och 5 fick högst viktad summa och därav valde studenten att jobba vidare med de 3
alternativen.
36
7.4.2 Val av komponenter
De tre koncepten som fick högst viktad summa togs en närmare titt på för att se vilka
tryckkällor, vridströmställare, joystick som skall köpas in och vilka som kan användas av de som Swesytem redan har i lager. Detta för att nå önskat slutresultat. Ett möte med företaget STIGAB, som Swesystem köper in många avsina komponenter idag, arragerades. Med hjälp av modulerings program Solid Works och CAD kunde sedan studenten testa vilka av STIGABs komponenter som lämpas bäst till de formar man valt att jobba vidare med. Figur 13 visar skisser på två av formarna som komponenter från STIGAB ritats in på. Främst skulle en tum-joystick och en zoomknapp med rätt storlek väljas. Även komponenter som tar liten plats med många funktioner ansågs vara ett stort plus då en stor uppgift för att lösa problemet var att kunna få rum med alla funktioner som krävdes på såväl utsida som insida av kontrollen.
37
7.4.2.1 Komponenter
Fyra olika komponenter beställdes för att kompletera det utbud av delar Swesystem hade i lager.
Nedan följer en kort produktbeskrivning hämtad från STIGABs hemsida om dessa delar.
T4 med tangenttopp “kineshatt” T4 är kapslade högkvalitativa
miniatyromkopplare, speciellt utvecklade för portabla enheter och styrgrepp. Typiska applikationer är styrning i el-/ hydraulsystem, traversstyrning och kamerastyrning. Serie T4 passar också direkt in i Otto Controls standard grepp serie G3 och JH.
HTWM: Enaxlig vagga med analog/linjär utgång
HTWM är en serie kapslade tum-hjul som ger proportionell utsignal. HTWM är därför utmärkt då man önskar styra hastighet eller kraft, i både fram och backriktning. HTWM skiljer sig mot vanliga HTW på så vis att
inbyggnadsdjupet är mindre, även panelhålets storlek är något mindre. Utgångssignalerna är direkt kompatibla mot de analoga multi-I/O som
förekommer i fordon och industri. Halleffekt-tekniken medger en design med endast ett fåtal rörliga delar. Livslängden på HTWM tum-hjul är alltid minst 3 miljoner cykler.
HTL-4 är en mycket kompakt uppbyggd joystick som bygger på beröringsfri teknik (Halleffekt). Dessa ger proportionell utsignal och är därför utmärkt då man önskar styra hastighet eller kraft i en eller två axlar. Utgångssignalerna är direkt kompatibla mot de analoga multi-I/O som förekommer i fordon och industri. Halleffekt-tekniken medger en design med endast ett fåtal rörliga delar. Livslängden på HTL-4 är alltid minst 1 miljon cykler.
HP7-serien är en Halleffekt-baserad tryckomkopplare som ger en garanterad livslängd överstigande 10 miljoner cykler. HPL är därför ett utmärkt val i styrgrepp eller joysticks där mycket höga krav ställs på
tillförlitlighet och livslängd. HPL-serien är byggd på beröringsfri teknik typ Halleffekt, vilket gör att den har få rörliga delar.24
Figur 14 -Komponenter från STIGAB25
24http://stigab.se/produkt 2014-05-29 25
38
7.4.3 Koncept Scoring
Verktyget Koncept Scoring användes sedan för att hjälpa till vid valet av vilket av greppen som skulle köpas in. Mer om teorin bakom detta visar tabellen nedan och går att läsa om i avsnitt 6.5.2. Viktigt att poängtera är dock att valet av form inte endast är valt på grund av
konceptvalsverktygen som användes, utan verktygen fungerar också som en vägvisare av vilket koncept som uppfyller de uppsatta kriterierna bäst. Andra faktorer spelar också in och i
slutändan var det Swesystem som hade sista ordet innan någon beställning genomfördes. Figur 15 visar att koncept 2 uppfyllde kraven bäst och studenten framförde detta och handledaren hade inga invändningar.
Figur 15 - Koncept Scoring
7.5 Konstruktion och prototypframtagning
Komponenter och kontrollform var nu inhandlade så i detta avsnitt började det slutgiltiga resultatet att konstrueras. I CAD-programmet SolidWorks konstruerades först prototypen av handkontrollen innan det sedan i swesystems-verkstad testades i verkligenheten med det fysiska-delarna. Under den här perioden testades väldigt många olika positioner på
komponenter och det problematiska i detta skede var att placera komponenterna så utrymmet inuti kontrollen skulle räcka till. Att tumhjulet skulle användas som zoom och sitta på
kontrollens baksida och styras med pekfingret var tidigt beslutat. Men hur komponenterna fram på frontplattan skulle vara placerade krävde en hel del arbete.
Millimetrar upp, ner, höger och vänster var avgörande hur väl den kontrollen skulle passa handen och vara komfortabel. Denna process tog väldigt lång tid då förslag först gjordes i CAD för att sedan testas i
verkligheten, avfärdas och ändras några millimeter. Efter en lång tids tester av olika förslag kom studenten fram till vilka komponenter som skulle användas, hur de skulle vara placerade och hur formen ska modifieras dvs. var det behövs borras och vart det behövs fräsas bort material för att klara studentenskrav.
39
7.5.1 Vattenskärning och skylt
När det blivit bestämt hur komponenterna skulle sitta framtill på frontplattan skickades ritningen till Prodcut Skärteknik AB som vattenskär plattan efter exakta mått. Sedan ritade studenten upp en skylt som beställdes av skyltdirect med företagets logga och text (se ritning
figur 17). Som kan fästas på frontplattan.
Figur 17 - Ritning av skylt
7.5.2 Lödning
Efter att verkstadsarbete med kontrollens form var klar och komponenterna monterade var prototypen nästan färdigkonstruterad. Det som var kvar för att prototypen skall kunna köras mot företagets kamerasystem var att kontrollens alla tryck och styrfunktioner skulle kunna sända signaler till ett kretskort. Vilket sker genom att sladdar löds fast vid komponenternas signalutskick till en kabel som sedan kan föras till kretskortet. Bilderna nedan figur 18 visar när student löder och signalsöker från prototypen.
40
7.6 PIPS-utvärdering
En pips-utvärdering genomfördes i slutet av projektet för att kunna identifiera tänkbara brister som kan ha funnits i projektet så studenten kan ta lärdom av detta till nästa projekt. Då
projektet genomfördes ensam och inte grupp så räknade studenten sin handledare och andra inblandade från företaget Swesystem som gruppmedlemmar när pips-utvärderingen utfördes, se Bilaga B.
41
8. Resultat
Det slutgiltiga konceptet av handkontrollen presenteras i detta avsnitt.
8.1 Bilder handkontroll
Nedan följer först fotorealistiska bilder på slutkonceptet och sedan foton på den prototyp som tillverkats.
42
43
8.2 Slutresultat konstruktion och komponenter
Slutresultatet blev en handkontroll bestående av 8 olika komponenter som totalt bildar 13 delar. De 8 olika komponenterna presenteras nedan.
(Komponenternas färger är valda i ett konstruktionssyfte så de lättare kan särskiljas och illustreras i CAD. Färgerna stämmer inte helt överens med prototypens.)
8.2.1 Formen
Figur 21 - Formen
Formen är tillverkad i aluminium och har sedan modifierats så alla de funktioner som kontrollen skall äga får den plats de kräver.
8.2.2 T4 Fyrvägsswitch
Figur 22 -T4 Fyrvägsswitch
T4 är en kompontent med fyra funktionsmöjligheter. T4 kan tryckas upp, ner, höger och vänster. T4 kan exempelvis användas för at t reglera fokus och styra joystickhastighet. Lämpar sig väl för kamerastyrning och har en distinkt klickkänsla.
44
8.2.3 Tryckknapp
Figur 23 -Tryckknapp
Tryckknapparna som används är halleffekt-baserad och garanterar lång livslängt. Kommer användas som olika tryckfunktioner så som VIDEO, AUX, CAGE, MENU mm.
8.2.4 Tum Joystick
Figur 24 -Tum Joystick
Tum joysticken ovandel har ett mjukt gummihölje som ger en skön styrkänsla. Då tum joysticken är en mycket central funktion i kontrollen så valdes just denna komponent som har en garanterad livsläng på över 1 miljoncykler. Joysticken kommer vara det som navigerar kamerasystemet i två axlar.
8.2.5 Zoom
Figur 25 -Zomm
Komponenten som skall agera zoom är en serie kapslade tumhjul. Likt alla andra komponenter som resultatet består av har den en lång livslängd. Till storleken har zoomen relativt litet inbyggnadsdjup och panelhål. Zoomhjulet är placerat så att den förslagsvis kommer styras med användarens pekfinger.
45
8.2.6 Hylsa till zoom
Figur 26 -Hylsa till zoomhjul
En hylsa gjord i stål sitter som skydd mellan zoomen och det hålet som frästs upp på formens baksida.
8.2.7 Frontplatta
Figur 27 - Frontplatta
Frontplatta är en aluminiumplatta med hål för joystick, två fyrvägsswitchar och fyra tryckknappar. Plattan har på kostsidorna stöd där skruvar skall skruvas dit.
8.2.8 Skylt
Figur 28 -Skylt
Skylten består av laminerad Acryl med dubbelhäftande tejp på baksidan och sitter fastklistrad på frontplattan. Skylten visar funktionsinformation och företagets logga.
46
8.2.9 Sprängskiss
Figur 29 -Sprängskiss slutkoncept
Figur 29 -Funktionstabell slutkoncept
Funktion Zoomhjul Joystick Fyrvägstangent Tryckfunktion Funk totalt
47
8.3 Material och komponentkostnad prototyp
Kostnaden för material och komponenter för prototypen presenteras nedan.
Kostandsberäkningen tar ej hänsyn till standarddelar som exempelvis, skruvar, muttrar, lödningsmaterial etc.
Figur30 - kostnadsberäkning prototyp
Återförsäljare Komponent antal A-pris(kr) Belopp(kr)
Ellison Sales Formen 1 1469 1469
STIGAB Fyrvägsswitch 2 597 1194
STIGAB Tryckknapp 5 267 1335
STIGAB Tum Joystick 1 794 794
STIGAB Zoom 1 343 343
Prodcut Skärteknik AB Designad frontplatta 1 199 199
Skyltdirect Designad plastskylt 1 399 399
Övrigt Sladdar, lack, kretskort, etc. 400
48
9. Analys
I början av examensarbetet formulerades tidigt en problemformulering och lite längre in i projektet även en kravspecifikation. I följande analysdel kommer studenten med återkoppling ifrån resultatet resonera och redovisa hur väl problemformuleringen och kravspecifikationen uppfyllts.
9.1 Problemformulering
Nedan redovisas problemformuleringens frågeställning som finns i sin helhet under kapitel 4. Under varje frågeställning redogörs ett svar på hur resultatet löst det ställda problemet.
Hur ska kontrollen vara utformad för att den skall kunna brukas med endast en hand?
Kontrollens ergonomiska form var i sig anpassad för en hand, likaså alla andra komponenterna. Kontrollen konstruerades utifrån att två fingrar (pekfingret och tummen) skulle styra hela kontrollen. Detta efter att förundersökningar av befintliga handkontroller visat att en gemensam nämnare för nästan samtliga var att tumme, pekfinger och alternativt långfingret var de fingrar som utnyttjades mest och bäst vid styrning. Funktionskomponenterna var således placerade att tummen styr joysticken och ska sedan även kunna styra tryckknapparna och båda fyrvägs-switcharna som sitter på frontplattan. Zoomen och tryckknappen på baksidan ska styras med pekfingret. Resterande fingrar ger kontrollen stabilitet och håller ett fast grepp om den.
Vilka är kontrollens huvudfunktioner?
Den främsta huvudfunktionen är att den skall kunna manövreras med en hand. Mer om just kontrollens funktioner finns att läsa under avsnitt, 7.2.6 funktionsanalys. För att slutresultatet skulle uppfylla huvudfunktionen krävdes bland annat en viktig delfunktion, vilket var att man ska kunna zooma och styra samtidigt. Det slutgiltiga konceptet var utformat så att du med tummen kan styra joysticken och samtidigt kan du med pekfingret zooma.
Hur ska kontrollen konstrueras för att passa olika handstorlekar?
Att konstruera en kontroll som passar olika handstorlekar är inte helt enkelt. Men för att lyckas någorlunda med uppgiften så undersöktes handens storlek. Då 9 av 10 användare av Swesystems produkter är män, så identifierades
medelstorleken av en manshand, mer om det i Bilaga F. Därefter användes tre olika handtyper som fanns på företaget. En som hade handstorlek som medel, en som ligger något under och en som hade något större än medel. Dessa tre händer användes sedan under projektets gång för att testa de olika formerna och funktionsplaceringarna. Slutligen kunde en kontroll som passar någorlunda olika storlekar på händer tas fram.
49
Vilka standardkomponenter kan utnyttjas?
Med företagets standardkomponeter menas de komponenter företaget har hemma och använder till deras standardkontroller. Då en mycket mindre kontroll konstruerades så krävdes det således minde komponenter för att få plats med allt. Därför kunde inte lika många
standarddelar utnyttjas som först önskats. Men inga nya specialdelar behövde tillverkas utan från det företag som Swesystem köper in mycket av sina komponenter från, kunde några nya beställas, se avsnitt 7.4.2.1 Komponenter. Till testkörning av prototypen användes sedan kretskort och kablar som fanns i lager.
Vilket material skall kontrollen vara gjord av?
Under projektets gång stod valet av material mellan glasfiberförstärkt polykarbonat som ofta brukar kallas okrossbart plast och aluminium. Båda materialen är slitstarka och hållbara allternativ. Valet blev dock aluminium tack vare att formen som var tillverkad i aluminium hade andra fördelaktigheter mer än bara materialet. Aluminium som har en låg vikt i
kombination med höghållfasthet är ett populärt material bland Swesystems kunder och därför ett bra val. Frontplattan är också tillverkad i aluminium och de resterande komponenterna är tillverkade i olika slags plastkombinationer.
Hur ska kontrollen konstrueras för att vara lätt att förstå?
För att kontrollen skulle vara lätt att förstå ville studenten att den skulle inneha en tydlig struktur och vara relativt enkel. Funktioner skulle gärna få tala för sig själva. Därför valdes exempelvis en tydlig tum joystick som påminner om de som används på tv-spels kontroller. Den är symetriskt konstruerad vilket medför tydlighet. Symmetrin medför också att den lika lätt kan användas av höger som vänster hand. Under konkurrensanalysen upptäckte studenten att konkurrenternas allternativ såg väldigt röriga ut med alla knappar och alla funktioner som skulle rymmas och därför såg de svårmanövrerade ut. Tydlighet var således främsta tanken när kontrollen konstruerades för att vara lätt att förstå.
Hur ska kontrollen konstrueras föra att vara lätt att montera?
Då Swesytem inte säljer så stora volymer av produkter varje år så var inte en lättmonterad produkt överst på listan. Men samtidigt är det en fördel om arbetstiden av produkten blir liten och det går snabbt att montera ihop den. Lättast hade det varit ifall kontrollformen kunde öppnas i mitten och sedan sättas ihop. Så komponenter smidigt kunde fästas på både fram och baksida. Den framtagna lösningens form kan tyvärr inte öppnas upp i mitten utan har en frontplatta som kan skruvas av och på vid montering detta medför att lösningen inte är helt effektiv om monteringstid var något som var viktigt att skära ned på.
Vilka komponenter skall användas för att kontrollen ska uppnå så lång livslängd som möjligt?
Denna fråga var viktig att kunna uppfylla väl då Swesystems produkter är kända och tar betalt för sin goda kvalitet och långa livslängd. Därför valdes samtliga komponenter noga med omsorg och man valde att lägga ner extra pengar på komponenter för att få så hög kvalitet och livslängd som möjligt. Dessutom köptes komponenterna ifrån kända företag som kan garantera långa livslängder på sina produkter.
50
9.2 Kravspecifikation
Denna del av analysen redovisar hur slutresultatet uppfyller kravspecifikationens krav. En grön bock är JA, ett rött kryss är NEJ.
Marknadskrav
Kontrollen skall vara ett alternativ till Swesystems standardkontroll.
Kontrollen skall kunna användas av konsumenter över hela världen.
Kontrollen skall vara likvärdig eller bättre än konkurrenterna gällande användarvänlighet.
Kontrollen skall kunna tillverkas på ett ekonomiskt försvarbart sätt.
Produktkrav
Kontrollen skall kunna styras med en hand.
Kontrollen ska ha liknande i antal funktionsmöjligheter som företagets nuvarande standardkontroll
Kontrollen skall bekvämt kunna användas av såväl höger som vänsterhänta.
Kontrollen skall utstråla kvalitet, tillit, hållbarhet och säkerhet.
Kontrollen skall vara estetiskt tilltalande och passa i dess miljö.
Kontrollen skall konstrueras i lämpliga material med god hållbarhet.
Kontrollen skall vara lätt att tillverka och montera.
Dokumentation
Kontrollen ska vara enkel och på sådant vis relativt självinstruerande. Där eventuella förståendebrister kan uppstå skall instruktioner finnas tillgängliga.
Slutresultatet presenteras med en CAD-modell och färdig prototyp.
Återvinning
51 Marknadskrav
Under delen marknadskrav uppfyller produkten alla de krav som satts upp i kravspecifikationen. Genom att prototypens ergonomi, tydlighet och kvalité är den likvärdig eller kanske till och med bättre än konkurrenterna gällande användarvänlighet. Den har en ekonomiskförsvarbar
konstruktion och är ett bra allternativ till företagets standard kontroll. Produktkrav
Produkten uppfyller alla de produktkrav som kravspecifikationen satt upp. Att dessa krav ska uppfyllas har varit extra väsentligt och således påverkat projektetarbetet. Därför skönt att alla produktkrav i slutet nu kan bockas för.
Dokumentation
Produkten anses inte helt självinstruerande. En anledning till detta är att inga absoluta platser suttits. Då kontrollen kundanpassas beror funktionsplatserna på vilket användningsområde och kamerasystem den ska användas för och styra. Utan tryckfunktionerna på frontplattan kallas L1, L2, R1,R2 för att komplettera detta har instruktioner inte prioriterats att tas fram.
Återvinning
Under sista delen i kravspecifikationen, som är återvinning, uppfyller inte produkten kravet som är att kontrollen skall bestå av så miljövänliga material som möjligt. Den här punkten uppfylls inte på grund av att studenten främst inte tagit aspekten miljöpåverkan med i beräkningar och resonemang när komponenter och material valts. Dock har produkten en långlivslängd vilket i alla fall är bättre för miljön än om livslängden hade varit kort.
