Förstudie för att förbättra urpetare (beslutsunderlag)

I

Akademin för Innovation, Design och Teknik _{X-ponent Inredning AB}

Förstudie för att förbättra urpetare

(beslutsunderlag)

Examensarbete, produktutveckling-konstruktion

15 högskolepoäng, grundnivå

Produkt- och processutveckling

Högskoleingenjörsprogrammet Innovation och produktdesign

Erik Holm

Presentationsdatum: 140612

Uppdragsgivare: X-ponent Inredning AB

Handledare (företag): Daniel Jacobsson och Gösta Reinl Handledare (högskola): Ragnar Tengstrand

II

Sammanfattning

Detta examensarbete är utfört hos X-ponent Inredning AB i Eskilstuna, tillverkare av upphängnings-och förvaringssystem. Detta arbete behandlar utveckling av företagets demonteringsverktyg, allmänt kallade för urpetare.

Urpetare används för att frigöra låstungor inuti elkontakter i fordon. Ibland uppstår det problem i fordonets elsystem och urpetare används vid felsökning och reparation av kablage. Det är många gånger kostnadseffektivt att byta ut enstaka kontaker jämfört med att byta ut hela kabelstammar.

Målet med examensarbetet var att komma fram till ett attraktivt konstruktionsförslag på hur urpetarna kan göras mer attraktiva för kunderna. Direktivet var att utforma en enkel

konstruktionsidé som gör urpetarna attraktiva för marknaden och som är enkel att producera i stora volymer. Urpetarna ska känneteckna X-ponents profil och image. Projektet har beaktat villkor och resurser vid vidareutvecklingen av urpetarna m.h.a. produktutvecklingsverktyg. I utvecklingsarbetet har kunskaper om produktutveckling från högskolan tillämpats.

Projektet började med en analys av konkurrenter och besök hos servicetekniker för att klargöra brister/förbättringar hos dagens urpetare. Materialet sammanställdes i dokument som låg till grund för QFD:n och idégenereringen. En spaning på liknande produkter gav inspiration till idégenereringen, genom att visa vilka egenskaper produkten behöver. Idéerna visualiserades i form av handritade skisser. QFD:n visade att X-ponents urpetare uppfyllde kraven men visade sig ha brister på några punkter. Konceptutvärderingen tillämpade 4-stegsmetoden med Pughs-matris och itererades tills ett vinnande koncept återstod.

En utförligare CAD-modell togs fram på konceptet och genomgick en hållfasthetsstudie för att upptäcka ev. svagheter. För att verifiera att studien är riktigt genomförd upprättades en manuell beräkning på belastningsfallet, resultaten stämmer ganska väl.

Som ett sista steg upprättades en kalkyl för att få ett underlag till hur urpetarna kan finansieras. Till kalkylen användes kostnader hos underleverantörer och kostnader i X-ponents egen

produktion. Kalkylen är konceptuellt utförd och är endast tänkt att kunna användas som ett underlag till fortsatt utveckling av urpetarna.

Resultatet är en lösning där ett plasthandtag sitter utanpå den befintliga urpetaren. Med denna lösning behövs ingen bockning då handtaget är grövre och konstruerat i PP-plast som ger en yta med hög friktion. Handtaget utgörs av två halvor som är förbundna med en remsa, kallat för gångjärn och är tänkt att formsprutas för att få en låg tillverkningskostnad. Vid montering ska styrpinnar matchas med respektive hål för att låsa handtaget och plåtskaftet hålls kvar tack vare att bägge ytorna klämmer skaftet.

Analys, slutsatser och rekommendationer

Serviceteknikerna har gett positiv feedback på den förbättrade urpetaren och ser det som en tänkbar lösning. Analysen pekar mot att den nya urpetaren uppfyller kraven och att den stärks mot konkurrenterna på marknaden. Ingen sökning efter patent eller mönsterskydd har

genomförts och det återstår att kartlägga vilka kontaktdon som används i kundernas produkter. Rekommendationer är att hitta ett befintligt handtag för att få ner slutpriset, kontakta flera verkstäder och att X-ponent tittar på det material som har producerats under arbetet.

III

Förord

Detta examensarbete har utförts på Mälardalens Högskola vid avdelningen IDT: Akademin för innovation, design och teknik.

Först och främst vill jag tacka Daniel Jacobsson för att jag har fått jobba med denna lärorika uppgift. Stort tack till medarbetarna på X-ponent för deras engagemang och positiva

bemötande under arbetets gång, då jag har fått disponera mycket tid i X-ponents lokaler. Tack till min handledare Ragnar Tengstrand som har ställt upp på frågor och för intressanta insikter under mötena! Ett tack till Gösta Reinl för att ha ställt upp på handledning,

telefonsamtal och möten.

Jag vill också passa på att tacka min familj för det stöd jag har fått i arbetet. Tack även till släktingar och vänner för ert stöd!

Eskilstuna, juni 2014

X

Erik Holm

Signerat av: Erik Holm

OBS! Företaget har bedömt att det förekommer känsliga uppgifter

för deras verksamhet och har därför begärt att känslig information

IV

Ordlista

I denna rapport förekommer det begrepp och förkortningar, nedan presenteras en ordlista som ger en förklaring på respektive förkortning.

CAD – Computer Aided Design, datorstödd konstruktion DFA – Design For Assembly, design för montering DFM – Design For Manufacturing, design för production DFmain – Design For Maintenance, design för underhåll DFx – Samlingsbegrepp för DFA, DFM och DFmain

FMEA – Failure Mode and Effects Analysis. Felmod- och feleffektanalys MPa – Megapascal

POM – Polyoximetylen, hård termoplast med bra hållfasthetsegenskaper PP – Polypropen, miljövänlig termoplast

PU-verktyg - Produktutvecklingsverktyg PVC – Polyvinylklorid

QFD – Quality Function Deployment, kundcentrerad planering

SolidWorks – CAD-program från Dassault Systemes där man kan konstruera modeller och utföra simuleringar samt ritningar

V

Innehållsförteckning

SAMMANFATTNING ... II FÖRORD ... III ORDLISTA ... IV FIGURFÖRTECKNING ... VII 1. INLEDNING ... 1 SYFTE OCH MÅL ... 1 PROJEKTDIREKTIV ... 2 PROBLEMFORMULERING ... 2 PROJEKTAVGRÄNSNINGAR ... 3 2. BAKGRUND ... 4 DEMONTERINGSVERKTYG – URPETARE ... 4 MONTERING AV URPETARE ... 4 BAKGRUND – MARKNAD ... 6

3. TEORETISK BAKGRUND OCH LÖSNINGSMETODER ... 8

3.1 PLANERING, PROBLEMFÖRSTÅELSE OCH KONCEPTGENERERING ... 9

3.1.1 Gantt-schema ... 9

3.1.2 Kravspecifikation ... 9

3.1.3 Funktionsanalys ... 9

3.1.4 Konkurrentjämförelse ... 9

3.1.5 Marknadsspaning ... 9

3.1.6 Konceptgenerering och skiss ... 10

3.1.7 Kundmöten och Intervjuer ... 10

3.1.8 QFD ... 10

3.2KONCEPTVAL OCH KONSTRUKTION ... 10

3.2.1 4-stegsmetoden ... 10 3.2.2 Pugh’s matris ... 10 3.2.3 CAD ... 10 3.2.4 Hållfasthet ... 11 3.2.5 Formsprutning ... 11 3.3KONCEPTTEST ... 11 3.3.1 FMEA ... 11 3.3.2 DFM ... 11 3.3.3 DFA ... 11 3.3.4 DFmain ... 11 4. TILLÄMPAD LÖSNINGSMETODIK ... 12

4.1PLANERING, PROBLEMFÖRSTÅELSE OCH KONCEPTGENERERING ... 12

4.1.1 Gantt-schema ... 12 4.1.2 Kravspecifikation ... 12 4.1.3 Funktionsanalys ... 13 4.1.4 Konkurrentanalys ... 13 4.1.5 Marknadsspaning ... 16 4.1.6 Konceptgenerering ... 17

4.1.7 Kundmöten och intervjuer ... 19

4.1.8 QFD ... 20

4.2KONCEPTVAL OCH KONSTRUKTION ... 21

4.2.1 4-stegsmetoden ... 21

4.2.2 Pugh’s matris ... 22

4.2.3 CAD ... 22

4.2.4 Hållfasthet ... 22

4.2.5 Studiebesök hos Bonaj AB ... 23

4.2.6 Formsprutning ... 24

VI 4.3.1 FMEA ... 24 4.3.2 DFM ... 24 4.3.3 DFA ... 24 4.3.4 Färgkodning ... 25 4.4JUSTERINGAR ... 25 5. RESULTAT ... 26 5.1PRODUKTEN ... 26 5.2ILLUSTRATION AV PRODUKTEN ... 26 5.3MILJÖASPEKTER ... 27

5.4KOSTNADER OCH KALKYLER ... 27

6. ANALYS AV EXAMENSARBETET ... 28 6.1PROBLEMFORMULERING ... 28 6.2KRAVSPECIFIKATION ... 28 6.3QFD ... 29 6.4EFFEKTER PÅ VERKSAMHETEN ... 29 6.5SAMMANFATTNING ANALYS ... 29

7. SLUTSATSER OCH REKOMMENDATIONER ... 31

SLUTSATSER ... 31 REKOMMENDATIONER ... 31 REFERENSER ... 32 INTERNET ... 32 BROSCHYRER ... 32 REPARATIONSHANDBÖCKER ... 32 BÖCKER ... 32 MUNTLIGA ... 32 BILAGOR ... 33

VII

Figurförteckning

Figur 1: Urpetarens funktion vid demontering av ledningssko (Volvo Parts AB, 2013) ... 4

Figur 2: Komponenterna fixerade i pressverktyget redo för ett slag ... 5

Figur 3: Urpetare klar från pressen ... 5

Figur 4: Urpetarna läggs prydligt i lådor efter pressoperationen ... 6

Figur 5: Lackering av urpetare ... 6

Figur 6: Produktutvecklingens sex steg (Ullman D. G, 2010) ... 8

Figur 7: Funktionsanalys för urpetare ... 13

Figur 8: Stahlwille kabelex urpetare ... 13

Figur 9: Kamasa Tools urpetare ... 14

Figur 10: Kamasa Tools urpetare nr två ... 14

Figur 11: Tyco Electronics urpetare ... 15

Figur 12: Multiverktyg för kontaktdon ... 15

Figur 13: Skruvmejsel från Belzer. ... 17

Figur 14: Koncept 1 med plastmatta ... 17

Figur 15: Koncept 2 med klistrat handtag ... 17

Figur 16: Koncept 3 urpetare med svetsad plåt ... 18

Figur 17: Koncept 4 med extra bockningar ... 18

Figur 18: Koncept 5, kombination av koncept 2 och 4 ... 18

Figur 19: Koncept 6, urpetare med någon form av gjutet handtag ... 18

Figur 20: Koncept 7, inspiration från skruvmejsel ... 19

Figur 21: Koncept 8, kombination av koncept 5 och 6 ... 19

Figur 22: Ett Stahlwille-verktyg ... 20

Figur 23: Nyare Stahlwille-urpetare ... 20

Figur 24: Utvärderingsmatrisen som visar vilka koncept som är lämpliga i de olika stegen i 4-stegsmetoden ... 21

Figur 25: Handtaget med uppställda villkor och resultat... 23

Figur 26: Närbild på området där spänningarna är högst ... 23

Figur 27: Den förbättrade urpetaren med det nya blå handtaget ... 26

1

1. Inledning

X-ponent Inredning har alltid haft som mål att ständigt hålla sitt produktsortiment uppdaterat för att matcha kundernas behov. Regelbundet håller de kontakt med kunderna för att hitta optimala lösningar och omsätter kundens önskemål till skräddarsydda produkter som ska hålla i decennier.

X-ponent tillverkar förutom produkter inom förvaring och upphängning även urpetare för elektriska kontaktdon i fraktfordon. Dagens urpetare togs fram år 1994 och har sett i princip likadana ut sedan dess. Med åren har fokus riktats mot att utveckla upphängningssystemen och utveckling av urpetarna har därmed haft låg prioritet. X-ponent har märkt av en negativ trend i försäljningen av urpetare och skulle behöva utveckla sina urpetare för att bättre passa deras kunder. Det var då idén väcktes om att utforma utvecklingen av urpetarna som ett

examensarbete. Företaget ser ett stort behov av att göra kundundersökningar för att få fram ett underlag till hur urpetarna ska utvecklas. X-ponent bedömer att det finns ett behov av urpetare med god kvalitet och som kan levereras inom avtalad tid. Denna rapport kommer att avhandla utvecklingsarbetet med urpetarna.

Se Bilaga 10 för mer bakgrundsinformation om X-ponent Inredning AB.

Syfte och mål

 Syftet med förstudien är att visa om det finns möjlighet för X-ponent att växa inom segmentet urpetare.

 Marknaden behöver analyseras för att förstå hur den ser ut och vilka volymer det rör sig om.

 En konkurrentjämförelse ska utföras inom högvolymsortimentet för att klarlägga styrkor och svagheter mellan X-ponent och konkurrerande tillverkare, som sedan analyseras för att kunna utveckla urpetarna i X-ponents sortiment.

 Målet är att ta fram konstruktionsförslag på urpetare som gör sortimentet attraktivt och konkurrenskraftigt.

 Förstudien ska även ge en bild av nuläget för att bättre förstå marknaden och utvecklingspotentialen för urpetare.

 Projektet genomförs för att förstå marknadens krav och behov för urpetare.

 Ekonomiska aspekter beaktas med avseende på materialkostnader, verktygskostnader och produktionskostnader.

 Uppdraget genomförs som ett examensarbete omfattande 15 högskolepoäng och 10 veckors heltidsarbete, 40 timmar per vecka.

 Sista fasen är att dokumentera arbetet i en skriftlig rapport och presentera projektet vid ett seminarium.

2

Projektdirektiv

Projektdirektivet är att komma fram till en konkurrenskraftig konstruktionsidé på hur urpetarna kan bli mer attraktiva för marknaden. Konstruktionen ska vara enkel att producera och

känneteckna X-ponents profil.

X-ponent erbjuder idag ett 40-tal olika demonteringsverktyg för olika typer av stift och hylsor i el-kontakter. Detta medför att konstruktionsidén behöver anpassas till hela serien med

demonteringsverktyg och kommer därför att vara en styrande faktor i utvecklingsarbetet. För att komma fram till ett beslutsunderlag behöver CAD modeller, ritningar och en

budgetkalkyl tas fram för att visa vad en utvecklad urpetare kan kosta att producera. Dessutom fordras en grundlig undersökning ute hos kunder för att förvissa sig om att det finns underlag till vidareutveckling av urpetarna.

Problemformulering

Arbetet kommer främst handla om att ta fram konstruktionsförslag som kan göra företagets urpetare mer attraktiva för servicetekniker. Först bör man utföra en undersökning för att ta reda på vad som är problemet. Detta görs ute hos tekniker för att ta reda på vad som fungerar bra med urpetarna och det som kan förbättras på dem. Sedan analyseras data från undersökningen och studerar den befintliga produktionen för att kunna generera en lösning som kan komma till nytta för företaget.

Se bilaga 2 för kravspecifikation. Frågeställningar inför projektet:

 Hur kan man göra urpetarna effektivare vid lossning av kontakter?

 Hur kan urpetarna bli mer greppvänliga?

 Hur ska märkningen av verktygen utformas för bästa tydlighet?

 Vilka tillverkningsmetoder är lämpliga?

 Vilka material är lämpliga?

 Hur kan miljöpåverkan minimeras?

3

Projektavgränsningar

 Arbetet fokuseras mot att studera servicetekniker på den svenska marknaden.

 X-ponents urpetare och dess produktion kommer att analyseras för att få en bild av nuläget.

 Framtagning av koncept sker främst genom skisser och CAD-modeller. Ingen prototyp på förbättrad urpetare kommer att tas fram.

 Hög prioritet kommer att ligga på att göra besök hos servicetekniker för att genomföra intervjuer där krav och önskemål ska tas med i utvecklingsarbetet.

 Utformingen av kontaktdonen är beroende av standarder och kommer därför inte att ingå i detta uppdrag.

4

2. Bakgrund

Här förklaras projektets bakgrund och det företag som är grunden för projektet, vilka produkter som tillverkas, produktionen och verktygen.

Demonteringsverktyg – urpetare

Urpetare används för att frigöra stift och hylsor ifrån kontaktstycken. Kontaktstycken återfinns i fordon och ingår i fordonets elsystem som förbinder givare och sensorer med en fordonsdator. Urpetare finns i ett 40-tal olika varianter.

Urpetarens uppgift är att frigöra ledningsskons låstung-a/-or så att man kan dra ut kabeln från isolatorn. Det förekommer ledningsskor i många varianter: Platta, fyrkantiga och runda. Ledningsskorna kan ha allt från en till fyra låstungor beroende på typ.

Ibland uppstår problem i fordonets elsystem och då tas fordonet in i verkstaden för felsökning. Anledningen till att man använder urpetare istället för att kapa kablage kan vara flera. Främst är det en kostnadsfråga, många gånger räcker det med att byta ut defekta ledningsskor

(stift/hylsor) än att byta ut hela kablage. Detta medför att det blir lägre reparationskostnader för fordonsägarna och verkstäderna kan utföra fler jobb på en arbetsvecka.

Figur 1: Urpetarens funktion vid demontering av ledningssko (Volvo Parts AB, 2013)

Montering av urpetare

Urpetaren utgörs av: handtag, mejsel och nitar.

Mejselkomponenterna framställs hos underleverantör som fraktas till X-ponents verkstad för montering. Handtagen framställs från plåtmaterial som klipps ut i rätt bredd, stoppas in i ett verktyg för att stansa ut hål och rätt form. Upp till 5000 handtag tillverkas åt gången.

5

Handtagen läggs på lager i väntan på tillverkningsorder av urpetare. När order inkommer går man vidare till 1.

Produktionen av urpetare hos X-ponent går till så här:

1. Handtaget bockas i en excenterpress så att en kant bildas en bit in på blecket. 2. Företagsinformation och verktygsnummer präglas in på handtaget med ett annat

pressverktyg.

3. Handtaget och mejsel paras ihop så att hålen är koncentriska och ligger an mot handtaget.

4. Nitar sätts in i hålen och urpetaren fixeras i en press för att hamra till nitarna så att komponenterna sitter fast.

a) Om nitningen inte blir bra slipas nitarna så att de går att ta bort och börjar sedan om vid 4.

b) Om nitningen är godkänd går man vidare till 5.

Figur 2: Komponenterna fixerade i pressverktyget redo för ett slag

6

Figur 4: Urpetarna läggs prydligt i lådor efter pressoperationen

5. De färdiga urpetarna spraylackeras (om kunden önskar lackering dvs.)

Figur 5: Lackering av urpetare

6. Urpetarna packas i emballage och skickas till kund

Bakgrund – marknad

Företaget har bedömt att det förekommer känslig information för deras

verksamhet i detta avsnitt. Texten har därför omformulerats i denna

rapportversion av den anledningen!

Kund 1 tillverkar fordon. Anlitar ett externt företag för specialverktyg, de köper in till ett centrallager och distribueras till verkstäder mot order.

Kund 2 tillverkar fordon. De har inköpsavdelningar som införskaffar urpetare och erbjuder sedan verkstäderna att köpa in kompletta satser där det ingår ex. 12 eller 20 urpetare eller så kan de köpa urpetare styckvis. Om bara några enstaka urpetare går sönder köper verkstäderna in de styckvis. Om hela satser är defekta eller om det har kommit nya kontaktdon brukar det bli aktuellt att köpa in helt nya satser, det beror naturligtvis på hur många nya kontaktdon det rör sig om.

Kund 3 tillverkar fraktfordon. De köper in centralt och erbjuder sina servicetekniker ute i fält att köpa in urpetare. Ett fåtal order mottas från Kund 3.

7

Kund 4 erbjuder fordonstillbehör. De har tre varianter av urpetare och det är inte kartlagt hur företaget köper in urpetare. Urpetarna ingår i satser tillsammans med andra verktyg.

Kund 5 tillverkar fraktfordon. Kund 5 har en inköpsavdelning som införskaffar urpetare och kan sedan lägga beställningar på satser eller enskilda urpetare. Kund 5 var under sent 90-tal och tidigt 2000-tal en stor kund av urpetare.

I dagsläget finns bra efterfrågan på urpetare från kund 1, 2, 3 och 4. I framtiden vill X-ponent skräddarsy kundlösningar till kund 1 och 2 för att stärka sin position på marknaden. X-ponent avser även att på sikt se över kund 5:s behov och önskemål för att få fler beställningar.

8

3. Teoretisk bakgrund och

lösningsmetoder

Till detta utvecklingsprojekt har kunskaper från kurser, föreläsningar och litteratur tillämpats. Den metoden som ansågs tillämpbar var David G. Ullmans process, se figur 6. Med hänsyn till nya fakta och uppgifter till arbetet bestämdes att processen kommer att genomföras iterativt under några moment. Iterationen gör att jag kan täcka in fler aspekter och fakta så ett optimalt koncept tas fram. Annars finns risken att jag tar fram ett koncept som kanske inte blir det optimala i slutändan, pga. att alla möjligheter inte har beaktats i processen.

Figur 6: Produktutvecklingens sex steg (Ullman D. G, 2010)

Product Discovery består av att ta reda på produktens behov och marknad i projektet för att klargöra hur marknaden ser ut. I detta moment kommer marknadsspaning och kundmöten att tillämpas.

Project Planning går ut på att upprätta en planering för projektet. Här kommer PU-verktygen gantt-schema och kravspecifikation att brukas.

Product Definition består av konkurrentjämförelse, funktionsanalys och QFD för att bättre förstå vilka egenskaper produkten behöver ha för att kunna fungera tillfredsställande.

Conceptual Design innefattar konceptgenerering/skiss, 4-stegsmetoden med Pugh’s matris och CAD. Tyngdpunkten ligger på att få fram konceptuella idéer i det här läget och att välja ut ett lämpligt koncept som ska förverkligas.

Product Development är ett konstruktionsmoment med förfining av valt koncept i CAD och tillämpning av DFx-verktygen. Detta tycker jag bidrar med att göra konceptet

tillverkningsvänligt och förenkla komponenterna som konceptet utgörs av. Efter tillämpningen av DFx och CAD ska konceptet genomgå en hållfasthetsanalys för att utvärdera detaljen.

9

Product Support blir ett sista steg med FMEA-verktyget där ev. fel och risker analyseras för att sedan implementera förbättringar på konceptet så att feluppkomst minimeras. Sist

dokumenteras konceptet i form av slutgiltiga modeller och ritningar. Nedan ges närmare beskrivning av PU-verktygen.

3.1 Planering, problemförståelse och konceptgenerering

3.1.1 Gantt-schema

För att få struktur på ett projekt är det fördelaktigt att upprätta en planering. För detta ändamål används PU-verktyget Gantt-schema, för att det tydligt visar vilka aktiviteter och milstolpar som måste utföras under projektets gång. Gantt-schemat är ofta uppbyggt på veckonivå med två kolumner per vecka. De planerade aktiviteterna fylls i med grön färg och för varje aktivitet som utförs vid respektive tidpunkt markeras de i utfall med gul färg. Deadlines indikerar tidpunkter då specifika uppgifter bör vara avklarade för att kunna gå vidare, de markeras med röd färg.

3.1.2 Kravspecifikation

En kravspecifikation behöver upprättas för att samla alla krav och önskemål som kunden ställer på en produkt eller tjänst. Detta blir ett dokument som följs upp under projektets gång för att säkerställa att produkten blir bra. Genom att upprätta en kravspecifikation skaffar man sig en grundläggande problemförståelse och man sätter sig in i kundens situation på ett tydligare sätt

3.1.3 Funktionsanalys

För att förstå vilken uppgift som produkten ska lösa är funktionsanalys ett lämpligt verktyg. Här försöker man komma på vilka delfunktioner och stödfunktioner som gör det möjligt att uppfylla huvudfunktionen. Funktionsanalysen kan se olika ut men den innehåller oftast tre nivåer: Huvudfunktion, delfunktioner och stödfunktioner; där huvudfunktionen är högsta nivån. Funktioner beskrivs med substantiv och verb. Allra tydligast blir det om man använder en trädstruktur med huvudfunktionen i kronan och delfunktioner samt stödfunktioner ner mot stammen.

3.1.4 Konkurrentjämförelse

Ett bra sätt att lära sig på är att titta på hur konkurrerande produkters lösningar ser ut. På det sättet får man inspiration till problemlösningen. Det är en fördel att vara öppen i

tankeverksamheten, därför att är man öppen kan det dyka upp idéer på lösningar på problemet och ju fler idéer desto bättre blir konceptgenereringsfasen. Så fort en lösning dyker upp skisseras den ner på papper för att man enkelt ska kunna memorera den i fortsättningen av konceptgenereringsfasen.

3.1.5 Marknadsspaning

För att underlätta idégenereringen kan man studera liknande verktyg och studera vilka lösningar på delproblem som de har gjort. Kanske finns det någon del som går att forma och applicera i projektet. På så sätt kan ev. extra studier minimeras och kanske t.o.m. undvikas om man hänvisar till liknande produkter.

10

3.1.6 Konceptgenerering och skiss

Konceptgenereringen går ut på att få fram förslag på förbättringar i form av enkla 2D-skisser för att snabbt kunna beskriva idéerna på en abstrakt nivå. En mer utförlig framställning sker i CAD. Man bör vara öppen för alla tänkbara lösningar för att vara säker på att man utforskar alla möjligheter.

3.1.7 Kundmöten och Intervjuer

Möten med servicetekniker ger information från användare som har erfarenhet. Information till kravspecifikation och förbättringsförslag är värdefull information från användare. Intervjuer dokumenteras med stödord och i viss mån i löpande text. Viktigt vid intervjuer är att inte styra svaren för mycket, utan man ska vara öppen och låta personen få förmedla svaret själv utan påtryckning. Det är ganska viktigt att ha kunden på sin sida hela vägen.

3.1.8 QFD

QFD eller Quality Function Deployment även känd som kundcentrerad planering användas tillsammans med kravspecifikation och funktionsanalys för att mäta upp vilka produktkrav och produktegenskaper som man behöver fokusera på. Här jämför man konkurrerande produkter för att se hur pass väl de klarar krav och egenskaper specificerade av kunden. På så sätt skaffar du dig en bild av konkurrenterna och vad du kan göra annorlunda för att bli likvärdig eller bättre än dem.

Helst ska man följa upp QFD:n och ta upp den nya produkten i formuläret för att säkerställa att den har förbättrats gentemot konkurrenterna.

3.2 Konceptval och konstruktion

3.2.1 4-stegsmetoden

För att välja ut lämpliga koncept är 4-stegsmetoden en effektiv gallringprocess. En fördel är om man är en grupp om 2 personer eller fler för att få en så rättvis selektion som möjligt. Man utvärderar om koncepten innehåller tidsenlig teknik och om de kan tillverkas med nuvarande produktionsmetoder.

3.2.2 Pugh’s matris

De kvarvarande koncepten från 4-stegsmetoden utvärderas i en utvärderingsmatris där

koncepten ställs mot kravspecifikationen för att mäta vilka koncept som uppfyller den bäst. Blir det väldigt små skillnader mellan koncepten kan man tillämpa en större skala på

poängsättningen för att tydligare särskilja koncepten. Slutligen bör man ställa sig frågan om rätt koncept har vunnit, gå på sin magkänsla (Rolf Lövgren, 2011).

3.2.3 CAD

Realisering av koncept sker i CAD, det ger en realistisk 3D-modell av konceptet som kan användas till simuleringar för att utvärdera hållbarheten. Detta är främsta metoden för att visualisera sina idéer efter skisser.

11

3.2.4 Hållfasthet

Koncepten ska genomgå en hållfasthetsberäkning för att verifiera lösningens utformning. Först görs manuell beräkning m.h.a kunskap från kurser och ingenjörsvetenskap (Dahlberg T., Teknisk Hållfasthetslära, Studentlitteratur AB, Lund). För att säkerställa att man har räknat korrekt kan man använda SolidWorks-verktyget Simulation®, där man simulerar belastningar på sina CAD-modeller. Genom hållfasthetsberäkning får man underlag till konceptets

utformning och vart eventuellt haveri uppstår.

Sambandet:

:

där σ är normalspänning, N är normalkraft och A är tvärsnittsarean (Dahlberg T., I: Teknisk Hållfasthetslära, 2010, s. 16, formel (3)) anses vara mest användbar. Jag väljer att använda det sambandet eftersom att det har lagt grunden för min

ingenjörsvetenskap på högskolan.

3.2.5 Formsprutning

Den i särklass vanligaste metoden vid framställning av plastkomponenter. Formsprutning fungerar genom att en skruv matar fram upphettad plastmassa till ett formverktyg. Formens två halvor hålls ihop m.h.a. hydrauliska kolvar som låser halvorna, låskraften varierar från 30 till 1000 ton beroende på storlek av maskin. En pump matar in plast i verktyget och

verktygshalvorna hålls låsta tills rätt tryck har uppnåtts, vanligtvis 50-150 MPa el. 500 till 15000 bar. (Wikipedia, 2014)

3.3 Koncepttest

3.3.1 FMEA

Felsätt och feleffektanalys används för att analysera vart fel kan uppstå och vilka konsekvenser det får. Analysen kan visa hur fel uppstår och vad man som konstruktör behöver studera

närmare för att bygga in säkerhet i produkten för att minimera felens uppkomst. Punkter som har höga RPN-värden ska man ägna störst fokus på.

3.3.2 DFM

När projektet går mot realisering av valt/valda koncept kan det vara värt att analysera hur pass enkel den är att tillverka i nuvarande produktion. Här tar man med alla aspekter avseende material, tillverkningsmetoder, kostnader etc.

3.3.3 DFA

Verktyg för att analysera hur pass enkel en produkt är att montera och en fortsättning efter DFM. Det ideala är att använda så få delar som möjligt för att få kort monteringstid. I DFA används ett jämförelseindex för att få veta om det är bättre eller sämre än befintlig produkt avseende montering.

3.3.4 DFmain

En enkel uppbyggd produkt är oftast enkel att underhålla och ger kunden lägre underhållskostnader. Det kan vara värt att analysera hur produkten är utformad.

12

möjligt? Kan antalet infästningar mellan komponenter minskas? Är servicepunkter lättåtkomliga

4. Tillämpad lösningsmetodik

I detta avsnitt redovisas hur de teoretiska lösningsmetoderna tillämpades och vad resultatet blev från de olika aktiviteterna.

4.1 Planering, problemförståelse och konceptgenerering

4.1.1 Gantt-schema

Ett gantt-schema upprättades för att överblicka de olika aktiviteterna. Schemats syfte var att kunna följa upp arbetet och kunna bocka av aktiviteterna. Några deadlines noterades i schemat, en för planeringsrapport och en för den slutgiltiga rapporten till företaget. Ytterligare deadlines var svåra att fastställa då många aktiviteter består i att göra efterforskningar och att göra besök ute hos kunder, när det passar. Se bilaga 1 för det kompletta gantt-schemat.

4.1.2 Kravspecifikation

Kunders krav och önskemål sammanfördes i en kravspecifikation. De kraven som hade högst rankning var verktygsmärkning och ge bra grepp i handen. Det har även framkommit att de befintliga urpetarna borde ge bättre synintryck. Kravspecifikationen är utformad som en punktlista där serviceteknikernas krav och önskemål från intervjuer tagits med.

Kravspecifikation för urpetare:

 Verktyget ska underlätta snabb lossning av stift/hylsor utan att behöva klippa av kablage

 Verktyget ska bidra till bra grepp i handen

 Verktyget ska inte orsaka kortslutning om det tappas mot chassiet

 Verktyget ska inte väga mer än 90g (inget högt krav 2:a)

 Verktyget ska vara tydligt märkt för att snabbt hitta rätt (högt krav!, 5)

Ekonomikravet ingår endast i företagets rapport!

13

4.1.3 Funktionsanalys

En funktionsanalys upprättades för att få en uppfattning om vilka delfunktioner som krävs för att demonteringsverktyget ska kunna fungera. Det framkom även att några stödfunktioner behöver framhävas. Huvudfunktion är: Lyfta låstunga. Delfunktioner till huvudfunktionen: Överföra kraft och Mejsel anpassat till demonteringsspår. Se figur 7 för den fullständiga funktionsanalysen.

Figur 7: Funktionsanalys för urpetare

4.1.4 Konkurrentanalys

Konkurrentanalysen syftade till att finna liknande konkurrenter till X-ponent. Det visade sig att det var fyra konkurrenter på marknaden: Stahlwille, Tyco Electronics, Kamasa Tools, AmPro. Den konkurrent som har störst andel på marknaden var Stahlwille. Kamasa Tools och AmPro upplevs som avsedda för hobbyanvändare eller småverkstäder. Tyco Electronics har bara ett verktyg avsett för deras egna stift och hylsor.

Nedan redovisas styrkor och svagheter hos konkurrenterna:

Stahlwille Kabelex® -urpetare:

Figur 8: Stahlwille kabelex urpetare

(Hanico GmbH, 2014)

 Stora plastade handtag ger bra grepp för handen

14

 Skydd mot att bladet skadas när det inte används

 Relativt dyra

 Komplicerad design

 För ”avancerade” till uppgiften

Kamasa Tools

Figur 9: Kamasa Tools urpetare

(SS Marin & Bilbehör, 2014)

Figur 10: Kamasa Tools urpetare nr två

(SS Marin & Bilbehör ,2014)

 Klarar flera olika kontakter med samma verktyg

 Smidig kompakt design

 Upptar minimalt med utrymme på verktygstavlan när det inte används

 Dålig ergonomi för användaren speciellt om kontakten sitter hårt, då finns det risk att verktyget slinter och skadar användaren

 Handtagen upplevs för små

15

Tyco Electronics AMP®

Figur 11: Tyco Electronics urpetare

(Farnell element14, 2014)

 Stora plastade handtag ger bra grepp

 Plast på handtaget minimerar risken för kortslutning om verktyget tappas mot chassiet

 Bygel för att skydda bladet när det inte används

 Komplicerad design på handtaget och bygeln

 För avancerade till uppgiften

 Inget hål för att hänga upp verktygen

AmPro

Figur 12: Multiverktyg för kontaktdon

(Swedol, 2014)



Multiverktyg, klarar flera stift med samma verktyg



Smidig kompakt design



Tar inte upp mycket plats på verktygstavlan



Ingen bra ergonomi för användaren, speciellt om det går tungt så kan verktyget slinta och skada användaren



Handtaget upplevs för litet

 Går en bit av verktyget sönder måste ett nytt verktyg införskaffas, kan ge dålig ekonomi i längden

16 Analys av konkurrenterna

 Stahlwille satsar på exklusiva verktyg. Designen med plastade handtag är riktigt bra – ger bra grepp och plasten kommer till sin rätt om användaren skulle tappa verktyget mot chassiet, risken är minimal för elektrisk kortslutning. Skyddet för själva bladet är

ganska praktiskt om urpetaren skulle tappas mot något hårt, ex. ett golv så går inte urpetaren sönder. Det är upp till användaren att inte tappa verktyget och det upplevs som att skyddet kan vara en onödig detalj. Detta är definitivt konkurrent nummer ett på högvolymsortimentet som vi borde lära oss en del av.

 Kamasa Tools har enbart multiverktyg i sortimentet. Deras design är inte helt bra för användaren då spetsarna kan skada användaren. Handtagen är inte greppvänliga då de är ganska små. Då de har två multiverktyg i sitt sortiment är intrycket att det här inte är en konkurrent inom högvolymsortimentet. Värt att titta på ur designperspektiv.

 Tyco Electronics urpetare påminner starkt om Stahlwilles. Komplicerad design och verkar ha några få olika verktyg, vilket upplevs som att den här tillverkaren inte ingår i högvolymsortimentet. Plastade handtag är en bra konfiguration, det ger bra grepp för handen. Förutom den blå och orangea färgsättningen är de närapå kopior av Stahlwilles verktyg.

 AmPro har liksom Kamasa satsat på multiverktyg med sex stycken blad. De är inte speciellt greppvänliga och användaren kan skada sig om verktyget slinter.

Handtagsdelen känns för liten för att ge fullgott grepp för användaren. AmPros verktyg tycks inte vara tänkta för professionell användning utan mer till för hobbyanvändare, privatpersoner och småverkstäder.

Sammanfattning konkurrentanalys

Stahlwille satsar på specialdesignade urpetare. Det som kännetecknar Stahlwilles urpetare är: den svarta färgen på handtaget och det gröna bladskyddet. Kamasa Tools och AmPro

kännetecknas av: kompakt design och man klarar flera stifttyper med samma verktyg. Tyco kännetecknas av den blå färgen på handtaget och det orangea bladskyddet.

4.1.5 Marknadsspaning

Liknande produkter med samma form som urpetare var skruvmejslar. En typ av skruvmejsel med liknande dimensioner hittades och dess utformning studerades för att hitta greppvänliga former man kan använda till utvecklingsarbetet. Den som hade rätt grunddimensioner var en skruvmejsel från Belzer®. Några av konkurrenterna har liknande former som en skruvmejsel och därför bör X-ponents urpetare få någon liknande lösning för att vara säker på att de kommer att passa kunderna.

17

Figur 13:Skruvmejsel från Belzer.

4.1.6 Konceptgenerering

Koncept ett är en typ av lösning där man klistrar på en typ av greppvänlig plastmatta på

ovansidan av urpetaren. Detta skulle bidra till bättre grepp, vara en kostnadsmässigt bra lösning och en enkel förbättring på produkten. Se figur 14.

Figur 14: Koncept 1 med plastmatta

Koncept två innebär att man klistrar dit ett plasthandtag för ett bättre grepp och mer friktion. Detta skulle innebära att man köper in färdiga handtag och monterar dessa som sista steg i tillverkningsprocessen. Se figur 15.

Figur 15: Koncept 2 med klistrat handtag

Koncept tre är en lösning med en bockad plåt som svetsas fast på handtaget. Fingrarna ska använda plåtbiten till att ta spjärn mot. Se figur 16.

18

Figur 16: Koncept 3 urpetare med svetsad plåt

Koncept fyra innebär helt enkelt att man gör ett par extra bockningar på handtaget så att det bildar urgröpningar för fingrarna, vilket skulle förbättra greppet. Se figur 17.

Figur 17: Koncept 4 med extra bockningar

Koncept fem är en kombination av koncept fyra och två. Ett par extra bockningar på handtaget och en typ av plasthandtag som limmas fast på urpetarens metall. Se figur 18.

Figur 18: Koncept 5, kombination av koncept 2 och 4

Koncept sex använder befintlig urpetare och ett gjutet plast el. gummihandtag som ska träs över handtaget. Det hålls kvar m.h.a. friktion mellan metallen och gummit genom

greppassning. Handtaget är lite tjockare baktill för att ge de mindre fingrarna mer stöd. Se figur 19.

19

Koncept sju tillämpar utformning från skruvmejsel i någotsånär samma storlek. Handtaget har två spår runt hela handtaget och ska ge fingrarna stöd. Handtaget är ganska stort för att

arbetaren inte ska behöva använda så stor kraft till att klämma på handtaget. Se figur 20.

Figur 20: Koncept 7, inspiration från skruvmejsel

Koncept åtta är kombination av koncept fem och sex. Plåthandtaget bockas ett par gånger extra och sedan träs ett flexibelt plasthandtag över metallen. Handtaget ska hållas kvar med friktion mellan ytorna som uppstår av greppassning, dvs. handtagets öppning ska ha något mindre dimensioner än plåtens tjocklek. Se figur 21.

Figur 21:Koncept 8, kombination av koncept 5 och 6

4.1.7 Kundmöten och intervjuer

OBS! Företaget har bedömt att det förekommer känsliga uppgifter för deras verksamhet i detta avsnitt och har begärt att texten ska omformuleras i denna rapportversion. Fokusering riktades mot att söka information hos serviceverkstäder. På en verkstad kom det fram att urpetarna fungerar men att de är för dyra i förhållande till den uppgift de ska utföra (Urban Jörnek, Volvo Truck Center). De får gärna vara enklare utformade och livslängden ska vara minst ett år. Vid ett annat ställe sade de att X-ponents urpetare borde få ett mer attraktivt utseende. De tyckte dessutom om idén med att färgkoda urpetarna i färger som matchar de stift el. hylsor de är ämnade för (Krister Nilsson, Volvo Technology). I figur 22 och 23 visas exempel på urpetare som en tekniker använder idag:

20

Figur 22: Ett Stahlwille-verktyg

Figur 23:Nyare Stahlwille-urpetare

4.1.8 QFD

Som första steg fylldes sambanden mellan marknadskrav och produktegenskaper i för att visa vilka egenskaper man behöver ägna extra fokus åt för att få den nya produkten bättre än den gamla. Här användes informationen från kundbesöken där synpunkter och önskemål togs tillvara för att få en korrekt bild av nuläget.

Marknadskraven formulerades m.h.a. kravspecifikationen där de olika kraven utvecklades till mer tekniska krav. De tekniska kraven användes till konstruktionsarbetet för att bygga in egenskaper som uppfyllde kraven.

I tredje steget fylldes sambanden mellan produktegenskaper och marknadskrav i för att veta vilka krav och egenskaper som behövde ägnas extra uppmärksamhet.

OBS! Det ekonomiska kravet ingår endast i företagets rapportversion.

Längst ner i QFD:n fylldes målvärden i, detta förstärker ytterligare kundens krav och behov. Här kan man även se sambandsvikten. Egenskapsvikten är produkten mellan kravvikt och sambandsvärde.

En jämförelse med avseende på teknik gjordes för att analysera hur konkurrenterna uppfyller produktegenskaperna. Utifrån hur konkurrenterna uppfyller egenskaperna kan man finna liknande lösningar på sin egen produkt och förhoppningsvis bli bättre eller jämställd med konkurrenterna.

I högra delen av bladet upprättades en jämförelse för att analysera hur konkurrenter och befintlig produkt uppfyller kravspecifikationen.

Resultatet av QFD:n pekar på att X-ponent står sig bra mot konkurrenterna på några punkter men är svagare på andra viktiga punkter. Kravet med ”Inte orsaka kortslutning mot chassiet” visar sig vara den punkt där de är som svagast. ”Bidra till bra grepp” borde förbättras så att ett

21

litet övertag jämfört med konkurrenterna erhålls. Kunderna påpekar att egenskapen synintryck borde ökas för att produkten ska bli bättre. Se bilaga 2 för QFD.

4.2 Konceptval och konstruktion

4.2.1 4-stegsmetoden

När 4-stegsmetoden genomfördes hölls en dialog mellan student, kunder och handledare på företaget för att få indikationer på vilka koncept som är realistiska. I det första steget gallrades koncepten ett, två och sju bort, pga. att de inte accepteras av tänkt målgrupp. Koncept 3 som har en svetsad plåt på ovansidan var inte realistisk då kunderna menade att urpetaren blir för stor vid arbete i trånga utrymmen, därför gallrades koncept 3 bort.

I andra steget utvärderades konceptidéerna med avseende på tillgänglig och tillämpbar teknologi och där uppfyllde alla koncept de kriterierna.

I tredje steget användes kravspecifikationen som underlag. Koncept ett och två uppfyller inte kravet på livslängd om minst ett år och accepterades inte av kunderna, pga. att man limmar grepp och handtag. Koncept sju accepteras inte av målgruppen då den blir komplex att framställa och kommer att kosta för mycket för att kunden ska vilja köpa.

Se figur 24 för utvärderingsmatrisen. Koncept 1 Koncept 2 Koncept 3 Koncept 4 Koncept 5 Koncept 6 Koncept 7 Koncept 8 Steg I: Koncept lämpligt

















Steg II: Koncept uppfyller kravspec

















Steg III: Koncept utnyttjar tillgänglig teknik



    

 

Figur 24: Utvärderingsmatrisen som visar vilka koncept som är lämpliga i de olika stegen i 4-stegsmetoden

Nedan syns hur de olika koncepten är numrerade för att förstå utvärderingen lättare.

Koncept 1 Koncept 2 Koncept 3 Koncept 4

22

4.2.2 Pugh’s matris

De koncept som klarat gallringen från 4-stegsmetoden gick vidare till beslutsmatrisen. I det första steget jämfördes koncepten med kravspecifikationen och ställdes mot varandra för att se vilka som uppfyllde kraven bäst. Koncepten fem, sex och åtta fick högst poäng i första

omgången.

En ny omgång behövde anordnas för att skilja koncepten åt, här användes de mer ingående tekniska kraven från QFD:n. Här hade koncept sex ett övertag.

Finalomgången genomfördes med detaljerade krav och utökad poängskala för att få fram en vinnare bland de tre bästa koncepten. Resultatet blev att koncept sex fick flest poäng och därmed klarade de tekniska kraven bäst.

4.2.3 CAD

Realisering av det vinnande konceptet skedde i SolidWorks. eftersom det är den primära CAD-programvaran högskolan erbjuder. Detta var ett lärorikt tillfälle att använda kunskaper från föreläsningar och kurser. Företaget använder samma programvara och författaren fick handledning och tips av de anställda när problem uppstod. Detta ledde till att erfarenheter kunde utbytas.

4.2.4 Hållfasthet

En manuell beräkning av tryckhållfasthet utfördes för att ta reda på hur konceptet klarar belastningar. Det typiska belastningsfallet är att handtaget utsätts för tryckpåkänningar och för att få en realistisk belastning tog jag kontakt med servicetekniker. Servicetekniker sade att c:a 20 N är realistiskt om stiften har ärgat fast inuti kontakstycket, värsta scenario m.a.o. Kraften motsvarar ungefär 2 kg.

Plasthandtaget genomgick en simulering av belastningar i Simulation som är ett inbyggt program i SolidWorks.

Den manuella beräkningen visade att spänningen blir c:a 0,34 MPa inuti kurvan där plåtskaftet trycker mot plasten och brottgränsen, σb är 27,6 MPa. Frågeställningen ändrades till: Hur

mycket belastning tål handtaget utan att brott uppstår? En ny uppställning genomfördes och det visade sig att med samma kontaktarea och brottgräns så utsätts handtaget för c:a 1626 N. Med hänsyn till en säkerhetsfaktor mot brott, nbpå 3 innebär det att detaljen tål c:a 542 N. Då 20 N

är lägre än 542 N är detta ok!

I Simulation lades en fixtur i handtagets bakre del (gröna symboler) för att simulera att en handflata håller emot. En kraft på 20 N applicerades i handtagets spår baktill och kraften anses vara utbredd (lila pilar) över hela ytan. Ett medelgrovt ”Mesh” användes för att snabba på

23

simuleringen. Se figur 27 och 28 för uppställningen i SolidWorks.

Figur 25: Handtaget med uppställda villkor och resultat

Figur 26: Närbild på området där spänningarna är högst

Resultatet blev att simuleringen överensstämmer ganska bra med beräkningen som gjordes för hand. Det finns ett par områden där det ser ut att vara förhöjda spänningar, exempel på en sådan punkt i figur 28. Detta kan möjligtvis vara falska spänningar där programmet kan ha tagit hänsyn till ytdefekter. I resten av spåret är skillnaden mellan manuell beräkning och

programvara mindre och där överensstämmer bägge teorierna hyfsat bra. Handtaget klarar hållfasthetsberäkningen med godkänt. Se bilaga 5 för analys av simuleringen.

4.2.5 Studiebesök hos Bonaj AB

När CAD-arbetet var klart så uprättades en kontakt med Åsa Rydén på Bonaj AB. Hon bokade in mig på en träff med henne och verktygschef Stefan Lindholm för en diskussion. De fick se ritningar på handtaget och information om examensarbetet. Stefan och Åsa menar att allt går att göra, frågan är bara hur komplicerat man vill göra det (Stefan Lindholm, 24/3 2014). De

uppmanar mig att ta reda på vad kunderna tycker om min design för att med säkerhet veta att det finns en kundgrupp till produkten.

24

4.2.6 Formsprutning

Vid dialog med Bonaj AB framkom det att en kärna kommer att behövas för att få ett spår i handtaget efter formsprutning. Ett frågetecken var även om det är nödvändigt att ha ett hål för att kunna hänga upp verktygen. Efter handledning med Daniel fastslogs att en ny variant av handtaget ska tas fram, det ska bestå av två halvor och inget hål för att kunna hänga upp det. Urpetarna ska erbjudas tillsammans med en förvaringsbox där de kläms fast i skumgummi vilket gör ett ytterligare hål överflödigt.

Materialval diskuterades och först var tanken att välja POM-plast för att handtaget skulle få en elastisk karaktär. Andra alternativet var att använda PVC-plast som har hög drag- och

utmattningshållfasthet. Nackdelen med PVC är att den kräver tillsatser av ex. mjukgörare och att det kan bildas saltsyra när materialet utsätts för brand. POM har nackdel av att den inte är UV-beständig och att ytan ger låg friktion.

Ett miljövänligare alternativ är PP-plast som upplevs ha hög friktion när man håller i en detalj i det materialet. Detta tolkar jag som att den borde lämpa sig bättre till ändamålet, i och med att hög friktion eftersträvas på verktyg och användaren skulle förmodligen tycka om materialvalet. Största fördelen är att PP-plasten lätt kan formsprutas utan att riskera fel i produktion och att den inte kräver några tillsatser, bortsett från färggranulat.

4.3 Koncepttest

4.3.1 FMEA

FMEA:n visade att största felsätt är att verktyget tappas i golvet och det riskerar att förstöra det känsliga bladet. Följden blir att verktyget blir obrukbart och ett nytt måste införskaffas.

Åtgärden beslutades bli att använda bladskydd eller använda en förvaringsbox där verktyget ligger förankrat när det inte används. Detta tyckte kunderna var en bra lösning på förvaring då det ofta är där man är oförsiktig och kan tappa verktyget i golvet. Det har inte uppkommit några indikationer på att någon personskada skulle kunna uppstå vid hanteringen av verktyget. Se bilaga 3 för FMEA.

4.3.2 DFM

Tillverkning av metalldelar kommer fortsättningsvis att ske i X-ponents verkstad. Det nya plasthandtaget kommer att tillverkas i Bonaj ABs fabrik i Eskilstuna. I samråd med Bonaj AB och uppdragsgivaren har justeringat implementerats för att göra framställningen av detaljerna så enkel som möjligt. Första konstruktionen var utformad i ett stycke och hade ett hål för att kunna hänga upp det. Den varianten skulle kräva en kärna i formsprutningen för att få ett hål för urpetarens plåtskaft, vilket skulle bli komplicerat. Efter diskussion med Daniel Jacobsson konstruerades en ny variant på handtaget. Variant två består av två halvor med styrpinnar och hål samt förbundna via en plastremsa på ena långsidan. Denna variant behöver ingen kärna i formsprutningen och blir därmed enklare att producera.

I fortsättningen kommer inget hål behöva stansas ut på plåtskaftet vilket sparar resurser.

4.3.3 DFA

Tanken är att använda befintliga urpetare som baskomponent för att enkelt passa in plasthandtaget.

25

Handtaget fälls ihop över plåtskaftet och har styrningar för att passa in delarna. Flärpar på handtagets främre del sluter om plåthandtaget och håller det på plats. När urpetaren är på plats fälls plasthandtagets övre halva ihop och knäpps fast.

4.3.4 Färgkodning

En önskvärd funktion hos kunderna var att använda färgkodning matchande stift och hylsor för att lätt hitta rätt urpetare. Denna färgkodning är tänkt att appliceras på den del av urpetaren som är utanför plasthandtaget. Detta skulle ge användarna bättre tydlighet och mer synintryck vilket förhoppningsvis stärker X-ponents image.

4.4 Justeringar

Efter att ha genomfört tester undersöktes om de nya urpetarna kan passa i befintlig

förvaringslåda. Detta innebär att man direkt kan erbjuda kunderna att köpa andra urpetare i samma förvaringsbox, vilket betyder att kunderna kommer att känna sig bekanta med den typen av upplägg. Material valdes slutgiltigt till PP-plast för att det är ett lättbearbetat material och har erkänt goda miljöegenskaper.

26

5. Resultat

Här redovisas resultatet av utvecklingsprocessen. I den fullständiga rapporten redovisas även ekonomiska aspekter såsom kostnadskalkyl och bidragskalkyl. De ekonomiska aspekterna ingår endast i företagets rapport!

5.1 Produkten

Resultatet av examensarbetet är ett system där ett handtag träs över det befintliga plåtskaftet på urpetaren, se figur 29 nedan. Plasthandtaget är formsprutat i PP-plast och består av två halvor med styrpinnar/styrhål för att montera ihop det. Färgen valdes till matchande blått som X-ponents förvaringssortiment för att symbolisera deras profil. I plasthandtaget finns information ingraverat, det kan vara logotyp för det företag som är kund och verktygsnummer så att de kan beställa ett nytt. Plåtskaft och mejseldelarna kommer att lackeras i samma färgkoder som sortimentlådorna för stift/hylsor. Färgkodningen kommer att underlätta för mekaniker när de snabbt vill plocka rätt verktyg.

Figur 27: Den förbättrade urpetaren med det nya blå handtaget

Handtaget ska tillverkas med generella, grova ISO-toleranser för att hålla nere kostnaderna och minska ledtiderna. I spåret på bägge halvor ska det vara negativa toleranser så att plåtskaftet hålls kvar när handtaget fälls ihop. Dessutom skulle för stort spel leda till att produkten upplevs som sladdrig när man arbetar och ge sämre prestanda. Se figur 30 där handtaget presenteras närmare.

Sortimentslådor av stift/hylsor har ofta färgkodning för respektive sort och färgkodning skulle förmodligen underlätta teknikernas arbete, genom att de fortare plockar rätt urpetare.

5.2 Illustration av produkten

Urpetaren väger nästan 50 gram, är 78 mm långt, 29,5 mm brett; samt 14,6 mm hög. Se bilaga 9 för mer detaljer om handtaget. I figur 30 illustreras handtaget med dess uppbyggnad.

27

Figur 28: Nya handtaget

5.3 Miljöaspekter

Åtgärder har vidtagits för att ge så liten miljöpåverkan som möjligt. För det första går

produktens olika delar att separera så att plast och plåt enklare kan återvinnas. Polypropen är en termoplast med låg påverkan på miljö och omgivning. Inga tillsatser i form av mjukgörande ämnen, ftalater eller andra hälsovådliga kemikalier ska tillsättas i produkten. Plåtmaterialet går att återvinna enkelt, ingen plastfilm finns och det gör att man slipper separera plastfilmen innan plåten smälts ner.

5.4 Kostnader och kalkyler

28

6. Analys av examensarbetet

Inför den andra omgången QFD genomfördes intervjuer med verkstadstekniker där de blev tillfrågade hur de upplever den nya produkten. Intervjuerna resulterade i positiva uttalanden vilket tyder på ett positivt utfall av examensarbetet. Den nya urpetaren uppfyller kundernas krav avseende greppvänlighet och effektivitet, när det gäller att lossa kontakter.

6.1 Problemformulering

Problemformuleringen som konstruerades i projektets början besvarades enligt nedanstående lista:

 Hur kan man göra urpetarna effektivare vid lossning av kontakter?

 Dagens urpetare borde förses med ett handtag av plast.

 Hur kan urpetarna bli greppvänligare?

 Urpetarna förses med ett grovt plasthandtag som bidrar till friktion och som passar handflatan. Formen är grövre längst bak för att bättre passa handflatan och för att rikta kraften bättre.

 Hur ska märkningen av verktygen utformas för bästa tydlighet?

 Graveras in i handtaget och kombineras med färgkodning matchande de stift och hylsor som respektive urpetare fungerar ihop med.

 Vilka tillverkningsmetoder är lämpliga?

 Plåtskaftet tillverkas med stansning och nitning, som förut. Plasthandtaget bör formsprutas för att få låg inköpskostnad.

 Vilka material är lämpliga?

 Grundkonstruktionen är lämplig att fortsätta tillverka i stålplåt och handtaget formsprutas i plast som har en ”fet” yta samt är skonsam för miljön.

 Hur kan miljöpåverkan minimeras?

 Urpetatna ska gå att demontera för att skilja på materialen så att materialen går att återvinna enkelt.

6.2 Kravspecifikation

Kravlistan

Kravspecifikation för urpetare:

Verktyget ska underlätta snabb lossning av stift/hylsor utan att behöva klippa av kablage

 För att uppfylla detta krav valdes lösning med ett grövre handtaget som ger teknikern mer kontroll över demontering av ledningssko.

29

 Greppet uppfylls med ett handtag konstruerat i plast som ger bra friktion mot handflatan, denna egenskap innehar PP-plast.

Verktyget ska inte orsaka kortslutning om det tappas mot chassiet

 Ett plasthandtag med stor täckning av metallskaftet ger god isolerande funktion mot elektricitet.

Verktyget ska inte väga mer än 90g (inget högt krav 2:a)

 Enligt SolidWorks väger urpetaren c:a 48 gram, nästan hälften av specificerad vikt.

Verktyget ska vara tydligt märkt för att snabbt hitta rätt (högt krav!, 5)

 Urpetarna färgkodas i kombination med ingraverat nummer för att ge bästa tydlighet.

Ekonomikravet ingår endast i företagets rapport! Materialet ska vara starkast möjligt

 Skaften förblir tillverkade i stålplåt och handtaget klarar av belastningen enligt beräkning och simulering.

På flera punkter har en tydlig förbättring uppnåtts jämfört med föregående konfiguration. Marknadskravet: ”Inte orsaka kortslutning mot chassiet” har förbättrats markant på den nya produkten. Även: ”Bidra till bra grepp i handen” har förbättrats jämfört med föregångaren.

6.3 QFD

Bidra till bra grepp i handen har förbättrats genom att handtaget är större än konkurrenternas urpetare och att plast med hög friktion används.

Underlätta snabb lossning av kontakt är förbättrad genom ett större handtag som ger användaren bättre grepp och därmed bättre kontroll över arbetet.

Färgkodning borde ge mer synintryck och därigenom mera motivation till användare av produkten. De bör tycka det är roligare att använda dessa nya urpetare som ser bättre ut än konkurrenterna och erbjuder bättre greppbarhet än konkurrenternas lösningar.

6.4 Effekter på verksamheten

Största förbättringen är att det blir färre moment i tillverkningen, tack vare att man inte behöver göra hål i bakkant på plåtskaftet. Detta borde innebära mindre slitage på stansverktyget1. Ingen bockning framtill på skaftet kommer att vara nödvändigt eftersom att nya handtaget är grövre utformat så att handen får bättre grepp runt hela handtaget.

6.5 Sammanfattning analys

Jag anser att produkten uppfyller ställda krav med hänsyn till problemformuleringen och kravspecifikationen. Dock finns det bekymmer angående pris till slutkund som ser ut att bli för

1

30

högt. Där anser jag att en utförligare kostnadsanalys behöver genomföras för att få en mer komplett prisbild. Alternativet fanns att utreda den frågan närmare men då hade det åtgått mera tid och det låg inte inom projektets ramar att göra mer ingående ekonomistudier. Beslut togs istället att fokusera på konceptets konstruktion.

31

7. Slutsatser och rekommendationer

Slutsatser

Detta examensarbete har resulterat i ett nykonstruerat plasthandtag som jag anser är en smart lösning på problemet. Handtaget tycker jag speglar X-ponents image med den blåa färgen och den enkla formen. Reaktioner från servicetekniker är positiva och tyder på att detta är en tänkbar lösning på hur urpetarna kan förbättras.

Det återstår arbete med att kartlägga vilka kontaktdon som används i kundernas produkter. Om en utredning av detta slag genomförs skulle det medföra att X-ponent bättre kan tillgodose kundernas behov av demonteringsverktyg och lättare kunna hålla leveranstider. En sådan undersökning har inte kunnat utföras fullständigt pga. att företaget hellre ville prioritera att få fram ett underlag på själva formgivningen av urpetarna. Ingen patentsökning har gjorts på konkurrenterna för att undersöka om den förbättrade urpetaren kommer att inkräkta på

befintliga patent. Kostnader för patentintrång eller för den delen även designskydd kan medföra höga ersättningskrav och företaget bör göra en patentsökning för att undvika sådana intrång. Ekonomidelen har utförts i begränsad omfattning och en utförligare beräkning har överlåtits till företaget då de har större kunskaper inom ekonomi. För att söka fler svar om handtagets

produktion bör man ta fram en prototyp för att bedöma fullständiga produktionskostnader. Konceptet som tagits fram behöver studeras vidare och undersöka om det finns befintliga handtag att köpa in istället för att satsa på nyproduktion, diskussioner har förts med företaget angående den frågan och de kommer att söka efter befintliga handtag i framtiden.

Samarbetet på X-ponent har fungerat mycket väl och de involverade på företaget har visat stor uppskattning över examensarbetets genomförande och utfall.

Rekommendationer

Jag tycker att X-ponent undersöker om toleranserna på plasthandtaget kan fungera i produktion och att man undersöker detta tillsammans med Bonaj AB.

Jag rekommenderar i fortsättningen att en dialog upprättas med fler verkstäder för att fånga upp eventuella önskemål och förbättringar, kanske att de har synpunkter på nuvarande urpetare. Studera också hur mycket urpetare som skulle behöva nyproduceras för att täcka andra verkstäders behov, det har inte funnits tid till att studera flera verkstäder i projektet.

Fortsättningsvis bör man kolla om det redan finns befintliga handtag som man kan använda till urpetarna, då skulle man slippa verktygskostnader. Med befintliga handtag kan man få ner priset på slutprodukten och då kanske serviceteknikerna lockas bättre.

Kalkylen baseras på de första två åren i produktion, vidare bör man räkna om och se hur kostnaderna för verktyg och underhåll förändras med tid, för att få bästa lönsamhet. Inga utförliga tester har gjorts på förvaringslådan och jag rekommenderar därför att man

fortsätter att utreda om den går att använda för att kunna erbjuda kompletta satser med urpetare. Under arbetets gång har det producerats mycket material i form av CAD-modeller, dokument, ritningar och bilder som jag rekommenderar att X-ponent tittar på.

32

Referenser

Internet

Formsprutning

http://sv.wikipedia.org/wiki/Formsprutning, 2014-03-28 Rolf Lövgren, kursmaterial produktutveckling

http://rolflovgren.se/RL-MDH/Kurser/KPP017/Lecture%20notes%20(svenska)/6-%20Produktutvardering%20map%20produktion.pdf, 2014-04-08 http://rolflovgren.se/RL-MDH/Kurser/KPP017/Lecture%20notes%20(svenska)/4-%20Forsta%20problemet%20och%20utveckla%20kravspec.pdf, 2014-03-02 http://rolflovgren.se/RL-MDH/Kurser/KPP017/Lecture%20notes%20(svenska)/7-%20Konceptutvardering.pdf, 2014-03-02 Stahlwille specialverktyg http://www.centry.se/pdf/Specialverktyg2.pdf, 2014-02-12 Övriga källor https://www.elfa.se/elfa3~se_sv/elfa/init.do?item=80-487-46&toc=20010&name=demonteringsverktyg,_09_99_000_0319, 2014-01-17 http://www.nelco.se/products.htm, 2014-01-17 http://www.nelco.se/infobase/IB_ProductViewer.php?nodeId=1883&web=1, 2014-01-17

Broschyrer

Volvo Parts AB, Extraction-Tool-Set 88890037

Reparationshandböcker

Volvo Parts AB, 2013, Cable Repair Volvo Parts AB, 2012, Cable Repair

Böcker

Ullman David G., (2010), The Mechanical Design Process, McGraw-Hill, New York, 4:e upplagan

Dahlberg T., (2010), Teknisk Hållfasthetslära, Studentlitteratur AB, Lund, 3:e upplagan

Muntliga

Krister Nilsson, Volvo CE, 2014-03-25

Stefan Lindholm, Bonaj AB, 2014-03-24 och 2014-04-03 Åsa Rydén, Bonaj AB, 2014-03-24

33

Bilagor

Bilaga 1: Gantt-schema Bilaga 2: QFD

Bilaga 3: FMEA

Bilaga 4: Manuell hållfasthetsberäkning på plasthandtaget Bilaga 5: Hållfasthetsberäkning med SolidWorks Simulation Bilaga 6: Intervjufrågor till servicetekniker

Bilaga 7: Anteckningar från möten med servicetekniker Bilaga 8: Bilder på slutgiltiga konceptet

Bilaga 9: Ritningar

Bilaga 1: Gantt-schema

T ID S P L A N P ro je kt n a m n B e te c kn in g a r D a tu m Id e n tit e t P la n e ra t U tf a ll D e a d lin e R e v is io n E x a m e n s a rb e te X -p o n e n t F ö rs tu d ie f ö r a tt f ö rb ä tt ra a k ti vi te t U p p rä tt a d a v u rp e ta re h å llp u n k t 8 E ri k H o lm N o t A k ti v it e te r 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 A n s va ri g P ro je k tp la n e ri n g K o n k u rr e n tj ä m fö re ls e P re lim in ä r ra p p o rt K ra vs p e c ifi k a ti o n F u n k ti o n s a n a ly s R a p p o rt s k ri vn in g /K o n c e p tg e n . H a n d le d a rt rä ff T e s ta n u va ra n d e s o rt im e n t Q F D /K o n c e p tv ä rd e ri n g F u n k ti o n s a n a ly s /K o n c e p tv a l K u n d m ö te n K o n s tr u k ti o n F M E A /R a p p o rt H a n d le d a rt rä ff K a lk y le r R a p p o rt s k ri vn in g D F M /D F A a lt . P IP S H a n d le d a rt rä ff H å llf a s th e t 2 0 1 3 -1 1 -1 8

A k ti v it e te r 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 A n s va ri g R e su rs e r p la n P e rs o n N o t u tf a ll in s a ts 3 3 6 P ro je k tp la n e ri n g 3 3 6 10 10 10 8 38 K o n k u rr e n tj ä m fö re ls e 9 11 10 4 34 9 10 1 20 P re lim in ä r ra p p o rt 8 8 1 5 2 2 3 29 9 6 15 K ra vs p e c ifi k a ti o n 1 9 3 1 1 15 5 4 9 F u n k ti o n s a n a ly s 5 2 2 9 3 5 4 3 15 R a p p o rt s k ri vn in g /K o n c e p tg e n . 3 2 4 9 1 1 1 1 4 H a n d le d a rt rä ff 1 1 2 12 10 10 15 11 5 63 T e s ta n u va ra n d e s o rt im e n t 13 7 5 4 16 12 16 3 76 5 5 2 5 4 21 Q F D /K o n c e p tv ä rd e ri n g 2 1 5 9 8 1 1 1 1 29 3 3 F u n k ti o n s a n a ly s /K o n c e p tv a l 1 1 2 11 19 10 9 49 K u n d m ö te n 1 1 1 1 2 6 9 10 19 9 47 K o n s tr u k ti o n 4 4 2 13 6 15 18 22 7 9 1 1 1 103 5 5 F M E A /R a p p o rt 3 4 5 3 2 17 1 1 1 1 4 H a n d le d a rt rä ff 2 1 3 5 9 9 23 K a lk y le r 2 2 1 4 18 14 1 6 8 14 3 1 3 77 10 10 19 19 19 77 R a p p o rt s k ri vn in g 1 1 6 11 15 12 7 18 20 21 21 24 157 1 1 1 1 1 5 D F M /D F A a lt . P IP S 13 9 22 1 1 2 H a n d le d a rt rä ff 1 1 1 3 H å llf a s th e t 9 S u m m a p la n e ra d t id 3 3 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 0 0 0 0 0 0 0 0 0 406 S u m m a u tf a ll 3 3 17 21 20 20 21 19 21 18 20 20 22 20 11 19 24 24 22 22 21 22 22 22 21 21 21 21 22 24 24 608 a c k u m . p la n 6 46 40 80 40 80 40 80 40 80 40 u tf a ll 6 44 40 80 39 79 42 72 48 92 43 M a n ti m m a r: 4 0 0 h ( 4 0 h /v e c k a i 1 0 v e c k o r)

Bilaga 2: QFD

Id e a l f ö rä nd ri ng sr ikt ni ng P ro d ukt e g e nska p e r (H ur ? ) F yl l i st yr ka n p å sa m b a nd e t m e d si ffr a . E xe m p e lv is 1 , 3 , 9 . K o nku rr e nt jä m fö re lse M a rkn a d skr a v (V a d ? ). F yl l i kr a vv ikt e n e nl ig t ska la n 1 -5 Vik tn in g k rav Eg en n y Eg en g am ma l Sta hlw ill e Tyc o Ele ctr on ic s Am Pro Ka ma sa To ols U n d e rl ä tt a s n a b b l o s s n in g a v k o n ta k t 3 9 9 9 1 1 4 3 3 3 2 2 B id ra t ill b ra g re p p i h a n d e n 4 9 3 3 3 4 3 3 3 1 1 In te o rs a k a k o rt s lu tn in g m o t c h a s s ie t 3 1 3 1 9 4 2 5 5 3 3 V e rk ty g e t s k a i n te v ä g a m e r ä n 9 0 g 1 1 3 3 1 5 5 5 5 5 5 V e rk ty g e t s k a v a ra t y d lig t m ä rk t 5 1 9 1 3 3 4 4 3 1 1 1 K o n s tr u e ra t i s ta rk a m a te ri a l 4 1 3 1 1 9 1 3 1 3 4 4 3 3 2 2 E g e n g a m m a l 4 4 4 4 5 4 4 5 2 4 E g e n n y 5 5 4 5 5 4 4 5 5 4 S ta h lw ill e 4 2 4 4 2 2 1 2 2 4 T y c o E le c tr o n ic s 4 2 2 4 2 2 1 2 3 4 K a m a s a T o o ls 2 1 1 2 1 2 3 2 2 4 E g e n s k a p s vi k t 35 92 45 0 43 0 0 0 25 79 9 0 12 0 19 27 0 M å lv ä rd e , e g e n s k a p e r 15N R ä tt T y d l + /-5° OK R ä tt Låg OK OK B ä tt re Rik ta k ra ft Dim en sio ne r Ma te ria lv al Pro du kti on sk os tn ad Tek nis k j äm fö re ls e Fy ll i h u r vä l e g n a o c h k o n k u rr e n te rs p ro d u k te r u p p fy lle r k ra ve n . S k a la 1 -5 Fy ll i h u r vä l e g n a o c h k o n k u rr e n te rs p ro d u k te r u p p fy lle r p ro d u k te g e n s k a p e rn a . S k a la 1 -5 Öv erf öra k ra ft Va l a v h an dta g Va ra å te rv in nin gs ba r Ge s yn in try ck Tåla re ng öri ng Va l a v g ra vy r