EXAMENSARBETE
Utveckling av en ny typ av båtstål åt Rupert Marine AB
Thomas Eklund
Civilingenjörsexamen Teknisk design
Luleå tekniska universitet
Institutionen för ekonomi, teknik och samhälle
Utvecklingen av en ny typ av båtstol åt Rupert Marine AB
Thomas Eklund
Civilingenjörsexamen Teknisk design
Luleå Tekniska Universitet
Institutionen för Ekonomi, Teknik och Samhälle
Förord
Detta arbete har utförts hos Rupert Marine AB i Täby. Projektet är avslutningen på
civilingenjörslinjen teknisk design med inriktning mot produktdesign på Luleå tekniska universitet. Att få vara med och utveckla den ergonomiska situationen på mindre snabba båtar, har varit mycket stimulerande. Jag har träffat många, både före och under projektet, som har reagerat på den ibland mycket påfrestande miljön ombord. Förhoppningsvis kommer köpare i förlängningen börja förstå värdet av en god vistelsemiljö ombord och börja ställa krav på tillverkare. Branschen är i behov av förändring. Projektet har givit, förutom det presenterade resultatet, många ytterligare idéer och framtidsvisioner om hur ergonomiska situationen ombord kan förbättras och utvecklas.
Projektet innefattar 30 hp eller 20 heltidsveckor. Alla bilder utan källhänvisning är tagna av undertecknad.
Stort tack utgår till alla inblandade parter och intresserade kallpratare. Särskilt tack till:
Rupert Marine – för att ha givit mig möjligheten till detta projekt Anders Håkansson – för god handledning från LTU
Mannerfelt Design Team – för värdefull återkoppling på arbetet Yachthelp/Rupmarine Service Center – för gott sällskap på kontoret Vänner/familj – för många åsikter och några idéer
Thomas Eklund
Stockholm Maj 2012
Sammanfattning
Rupert Marine tillverkar och säljer RIB-båtar, som är små snabba båtar med riktigt, stelt, skrov och uppblåsbara tuber runt skrovkanten. Bakgrunden till denna masteruppsats är att det ofta finns stora brister i förarmiljön och förarplatsernas utformning på båtar. Företaget upplever att man har en lucka i sitt utbud av stolar. Det saknas en komfortabel och multifunktionell stol för fritidsanvändare.
Det finns företag som tillverkar stolar separat för mindre snabba båtar. För företaget finns det inga färdiga stolar på marknaden som uppfyller önskemålen. Främst passar de varken in
formspråksmässigt eller komfortmässigt. Syftet med projektet var att ta fram ett koncept till en multifunktionell stol för privatmarknaden som går i linje med företagets övriga produkter.
Informationsinsamling via litteratur och benchmarking tillsammans med intervjuer och analyser mynnade ut i en problemformulering. Kortfattat innebär den att förarmiljöer på mindre snabba båtar generellt är mycket dåliga. Företagets egna lösningar är i vissa fall tillfredställande och fungerar, precis som andra tillverkares produkter, sämre undre andra förutsättningar. Det finns tillverkare som specialtillverkar stolar för att monteras i mindre snabba båtar. De fungerar i regel bra, men dras också med problem. Främsta svårigheten för dessa tillverkare är utmaningen att tillverka stolen till den generiska båten. Dessa tillverkare marknadsför sig i regel till professionella användare,
myndigheter eller räddningsorganisationer, vilka ställer andra krav på produkten än en fritidsanvändare gör.
Problemformuleringen mynnade ut i en kravspecifikation, där ett antal krav och önskemål ställdes på den framtida produkten. Mot kravspecifikationen bedömdes varje koncept. Kraven var absoluta, ett koncept som inte uppfyllde alla krav eliminerades. Önskemålen användes för att utvärdera
koncepten mot varandra. Önskemålen var mätbara mål som varje koncept bedömdes mot på hur väl de uppfyllde önskemålet. Det koncept som uppfyllde alla önskemål bäst valdes för vidareutveckling.
Med kreativa metoder konstruerades tre grundkoncept för hur en framtida stol skulle kunna se ut.
De vidareutvecklades tillräckligt mycket för att kunna bli värderade mot kravspecifikationen.
Tillsammans med den tekniska utvärderingen och i diskussion med företagsledningen valdes ett koncept för vidareutveckling. Det består av ett fyrlänksystem som möjliggör att ryggstödet kan fällas upp, samtidigt som sätet skjuts bakåt vilket möjliggör stående körställning. Fyrlänksystemet
möjliggör att ryggstödet behåller sitt vertikala läge genom hela rörelsen. Sätet är även inställbart för
personer av olika längd genom samma rörelse. Kortare individer ställer in en högre nivå, än längre
personer, på stolen för att behålla sikten över pulpeten. Resultatet är ett konceptförslag som efter en
föreslagen genomgång av erfaren konstruktör ska kunna utgöra underlag för en prototyp.
Abstract
Rupert Marine develops, manufactures and sells RIB-boats. A RIB boat is a small high speed craft with a rigid hull and inflatable tubes around. The background is that the boat market lacks satisfying solutions for the driver’s environment. Rupert Marine experiences a gap in their boat seat product range. They need a new multifunctional boat seat for the leisure market. To buy a complete boat seat “of the shelf” is not an alternative, mainly because the products available do not fit into the styling and aesthetics of the other products. The aim was to develop a concept for a new kind of multifunctional boat seat for the private market.
A literature study and benchmarking together with interviews and analysis was the foundation for a problem statement. Briefly it started that small high speed vessels in general have a very bad driving environment. The company’s products can, under some conditions, function satisfying. However, they are not satisfying under other conditions, which is also the case for most of the other manufacturers. There are a few manufacturers who make special boat seats for small high speed crafts. They function well in general, but they also have their problems. The primary difficulty is to be able to make the seat to fit in “all” boats. These companies are marketing their products to
professional users in first hand. These users require other features than leisure users do.
The problem statement became a demand specification, a specification of all the requirements the future product has to incorporate. The specification contained both wishes and demands. The demands are absolute. A concept that does not fulfill the demand is excluded. The wishes are measurable and were used to evaluate the concepts against each other’s.
Creative methods were used to develop three concepts. They were developed enough to be able to evaluate them against the demand specification. From the evaluation and a discussion with the company, a concept was chosen for further development. It contains a four-link-system which holds the backrest in a vertical position all the way through the raising movement. The seat is also
adjustable for people of different height through the same movement. Short persons adjust the seat
higher for obtaining forward visibility. The result is expected to be used as a basis for a prototype,
after it has been verified by an experienced designer.
Innehållsförteckning
1 Inledning ... 1
1.1 Bakgrund ... 1
1.2 Syfte och mål ... 1
1.3 Avgränsningar ... 1
2 Metod ... 2
2.1 Projektstruktur ... 2
2.2 Informationsinsamling ... 3
2.2.1 Marknadsundersökning ... 3
2.2.2 Intervjuer ... 3
2.2.3 Skrivna källor ... 3
2.2.4 Egna erfarenheter ... 3
2.3 Nulägesbeskrivning ... 3
2.4 Analys och problembestämning ... 3
2.5 Kreativa metoder ... 4
2.5.1 Brainstorming ... 4
2.5.2 Osborns idésporrar ... 4
2.6 Rationella metoder ... 4
2.7 Kravspecifikation ... 5
2.7.1 Vikta krav ... 5
2.7.2 Utvärdering ... 5
2.7.3 Övriga metoder ... 5
3 Teori ... 7
3.1 Belastningsergonomi ... 7
3.1.1 Komfort... 8
3.1.2 Skador förknippade med arbete på snabba båtar ... 8
3.1.3 Vibrationsexponering ... 9
3.2 Allmänna rekommendationer för utformning av stolar/säten ... 9
3.3 Användbarhet ... 10
3.3.1 Design av kontroller... 11
3.4 Produkttillfredställelse ... 11
3.5 Regler aktuella för utformning ... 12
3.5.1 Vibrationsexponering ... 12
3.5.2 CE-märkning ... 12
3.6 Material ... 12
3.6.1 Stål ... 12
3.6.2 Aluminium ... 13
3.6.3 Gummi ... 13
3.7 Konstruktion ... 14
3.7.1 Hållfasthet ... 15
3.7.2 FEM ... 15
3.7.3 Glidlager ... 15
3.9 Antropometri ... 15
3.10 Ergonomisimulering ... 16
4 Nulägesbeskrivning... 17
4.1 Sätesalternativ ... 17
4.2 Förarmiljöer på mindre båtar i allmänhet ... 18
4.3 Konkurrenter ... 19
4.3.1 Ullman dynamics ... 20
4.3.2 Shockwave seats ... 20
4.3.3 Scotseats ... 21
5 Analys och problembestämning ... 22
5.1 Problemformulering ... 22
5.2 Erfarenheter från befintliga system ... 23
5.3 Simuleringar och tester av befintliga system ... 24
5.4 Konkurrenters stolar... 25
5.5 Formanalys ... 26
6 Kravspecifikation ... 27
7 Konceptutveckling ... 29
7.1 Konceptalternativ ... 29
7.1.1 Koncept 1 ... 30
7.1.2 Koncept 2 ... 31
7.1.3 Koncept 3 ... 32
7.2 Utvärdering och val av koncept ... 32
7.3 Utveckling av valt koncept ... 33
7.3.1 Fjädring ... 33
7.3.2 Länksystem ... 34
7.3.3 Slaglängd... 34
7.3.4 Spatial analys ... 35
7.3.5 Formgivning ... 38
7.3.6 Konstruktion ... 42
8 Beskrivning av slutgiltigt koncept ... 43
8.1 Fjädring ... 43
8.2 Bas/stativ ... 46
8.3 Ryggstödsramen ... 48
8.4 Dynor ... 49
8.5 Bilder ... 51
9 Diskussion ... 52
10 Rekommendation och utvärdering ... 54
10.1 Funktion ... 54
10.2 Konstruktion ... 54
10.3 Hållfasthet ... 55
10.4 Fjädring ... 56
10.5 Komfort... 56
10.6 Framtidsbeskrivning ... 57
Referenser ... 58
Bilagor
A: Planering
B: Utvärdering och viktning
C: Offertunderlag
1
1 Inledning
Här beskrivs varför projektet uppstod och vad som ska åstadkommas med det.
1.1 Bakgrund
Anledningen till uppdraget att utveckla en ny båtstol var att Rupert Marine, ibland kallat företaget, såg att det fanns en lucka i utbudet av sådana stolar. Idag erbjuder företaget tre alternativ, jockeysäten, stå-sittstolar eller stå-sittsoffa. Då båtarna i många fall säljs till professionella användare, däribland flera myndigheter, har utformningen av dessa produkter haft konstruktion och formgivning som utstrålar professionalism, robusthet och goda sjöegenskaper. Därför går färgerna ofta i grått eller svart och konstruktionen är kraftig, enkel och funktionell. Den befintliga stå- sittstolen är konstruerad därefter. Dock är det långt ifrån alla båtar som säljs till professionella kunder, utan privatmarknaden utgör en stor del. I den sektorn har det länge funnits ett behov av en multifunktionell stol som har högre komfort och en design som uttrycker mer fritid. Det finns flera företag som tillverkar stolar för marint bruk för både små och stora båtar, men det finns ingen som riktigt passar företagets önskemål. Bristerna ligger främst i funktion och design. Det finns höga krav på att stolen ska passa in i båtarnas övriga formspråk. Det finns också få produkter som medger den komfort som efterfrågas.
1.2 Syfte och mål
Syftet med projektet var att fylla den lucka som finns i utbudet idag, där det saknas ett mångsidigt och bekvämt alternativ. Målet är ett koncept till en multifunktionell stol för privatmarknaden.
Produkten ska uttrycka fritid och komfort i högre grad än dagens produkter, men ska även gå i linje med tidigare produkter och spegla det professionella arvet. Produkten ska kunna utgöra en plattform för vidareutveckling till mer avancerade stolar. Resultatet ska vara ett koncept som man efter en verifiering ska kunna göra en prototyp utefter. Den ska inte bara vara begränsad för användning som förarstol, utan ska fungera lika bra för till exempel navigatören.
1.3 Avgränsningar
På grund av uppgiftens omfattning görs endast analyser som kan motiveras inom den aktuella tidsramen. Övrigt arbete som bättre kan utföras i ett senare skede lämnas som rekommendation.
Inga fullständiga hållfasthetsberäkningar har gjorts. Enbart enklare, vilka endast kan fungera som
indikationer. Detta beror främst på bristande datorkraft för avancerade FEM-analyser.
2
2 Metod
Metoder som har använts i projektet är vanliga metoder som ingår i utbildningen, med god tillämpbarhet i den industriella processen. De beskrivs närmare nedan.
2.1 Projektstruktur
I projektcirkeln delas projektet upp i åtta delar. I figur 1 och 2 tydliggörs den cykliska och iterativa processen som genomsyrar hela projektet. Tanken med att arbeta iterativt är att i ett tidigt skede tydliggöra fel och misstag och därmed öka chanserna för ett bra resultat. Tyngdpunkten förskjuts kontinuerligt allteftersom.
Figur 1 projektcirkeln (Bohgard et al 2008)
Figur 2 projektspiralen (Bohgard et al 2008)
De olika steg som beskrivs i figurerna har i praktiken inte inneburit diskreta perioder, utan de olika stegen har hela tiden överlappat varandra för att få ett mer effektivt och kontinuerligt arbetsflöde.
Modellerna har mer fungerat som stöd om att ta saker i rätt ordning och som en ständig påminnelse
3
om den iterativa processen. Det är aldrig för sent att kasta ett dåligt förslag. I bilaga A kan en planering ses, där den iterativa precessen tydliggörs.
2.2 Informationsinsamling
De sätt som används för att samla information för att få en tillfredställande kunskapsgrund för hela projektet beskrivs nedan.
2.2.1 Marknadsundersökning
Att studera hur andra tillverkare löser problemet har varit essentiellt i utvecklingen. Det finns ett antal tillverkare av specialstolar till båtar vilka kan bidra med mycket kunskap. Mest bidrog
analyserna med kunskap om funktion, om vad som skulle kunna fungera samt hjälp i arbetet med att sätta krav. Främsta studiemetoderna var att utgå från konkurrenters produktspecifikationer och teknisk dokumentation.
Studier av andra båttillverkares lösningar gjordes flitigt, främst genom att prova och göra enkla tester på mässor och liknande. Emellanåt gavs tillfälle att göra praktiska tester genom att köra båtarna.
Främst var det företagets egna produkter som kunde köras och testas praktiskt på sjön. Även liknande produkter gavs det möjlighet till att köra.
2.2.2 Intervjuer
Intervjuer är en av de mest grundläggande metoderna för att tillskansa sig information. Det är subjektiva svar som erhålls då det är personens åsikter som registreras. Beroende på intervjuns struktur kan både kvalitativa och kvantitativa svar erhållas (Bohgard et al 2008). Den överlägset mest värdefulla informationsinsamlingsmetoden var information från kunniga människor. Främst som ostrukturerad form var metoden nyttjad. Det fördes kontinuerliga intervjuer med både tillverkare och användare, professionella som amatörer.
2.2.3 Skrivna källor
Mycket information hämtades ur skrivna källor, som böcker, rapporter och tidskrifter. Kunskap om vanliga ämnen, såsom ergonomi och konstruktion, hämtades genom böcker. Information som specifikt behandlar båtar eller förarmiljöer ombord på båtar är klart svårare att hitta, där har mycket rapporter och tidningsartiklar används.
2.2.4 Egna erfarenheter
Stor egenkunskap inom området har hjälp till att förstå och kunna ställa rätt frågeställningar under hela projektet. Att själv kunna prova och nyttja företagets produkter har varit till stor hjälp för att kunna utveckla den nya produkten. Dock har det av naturliga orsaker funnits begränsade möjligheter till att fritt disponera båtar för egna studier, men när tillfälle har getts har det nyttjats.
2.3 Nulägesbeskrivning
Syftar till att ge en så bra och objektiv bild av hur läget ser ut idag. Både hur förarmiljön ser ut på företagets båtar och hur miljön brukar se ut på liknande båtar. Det syftar till att ge en kunskapsgrund som behövs för att vidare förstå problemen i analysen.
2.4 Analys och problembestämning
Genom att sammanställa alla informationskällor och det analysarbete som gjordes ställdes det
allmänna problemet upp tillsammans med de specifika problem som fanns med dagens utrustning
och konkurrenters utrustning. Främst var det intervjuer och erfarenheter från användare som låg till
4
grund för problemformuleringen. Skrivna källor, tester och simuleringar bekräftade det som framkommit av intervjuerna.
Spatiala analyser gjordes med hjälp av manikinprogrammet Jack. Där modellerades en förarmiljö för en båt och tester för utrymme, räckvidd och synfält gjordes. Tester med en 5 %-il kvinna och en 95 %- il man gjordes.
2.5 Kreativa metoder
Nedan beskrivs de metoder som används vid skapandet. Alla metoder användes efter bästa förmåga själv. En del av det kreativa arbetet utfördes i grupp när tillfälle gavs, men då främst som
diskussionsforum av mer allmänt slag i mindre grupper.
2.5.1 Brainstorming
En av de mest använda metoderna inom området. Metoden kännetecknas av seminarieliknande idégenerering där kritik i alla former är helt förbjudet. Syftet är att generera så många idéer som möjligt (Bohgard et al 2008). Denna metod användes i en lite mer ostrukturerad form och i ensamarbete.
2.5.2 Osborns idésporrar
En metod som lämpar sig väl för individuellt skapande. Består av ett antal generella frågor som man ställer en och en mot förslaget eller problemet med syfte att associera i nya tankebanor
(Johannesson et al 2004). Applicerades intermittent genom hela det kreativa arbetet på stora såväl som små problem. Dessa frågor är:
Förstora?
Förminska?
Ersätta?
Omplacera?
Göra tvärtom?
Kombinera?
Andra användningar?
2.6 Rationella metoder
Istället för kreativitet används vissa rationella metoder för att uppnå mesta möjliga lösningsrymd.
Det kan vara att söka i patent, analys av närbesläktade och konkurrerande produkter och intervjuer med s.k. ”lead users”. Andra metoder som ingår i kategorin, är analogier med biologiska system och datorbaserade lösningsverktyg (Johannesson et al 2004).
Dessa metoder användes främst som komplement till de kreativa metoderna. I det ingick främst att
studera liknande produkter och hur konkurrenter löser samma problem. Det gjordes dels som
inspiration till konceptutveckling och dels som ledning för att lösa specifika problem. Ett exempel på
specifikt problem är slaglängden för stolen, där ett stort antal konkurrerande produkter undersöktes
och därefter antogs en acceptabel nivå. Att söka i patent gjordes en hel del, men det gav inte lika
mycket resultat.
5
2.7 Kravspecifikation
Problemformuleringen mynnar ut i ett antal krav. Den innehåller ett antal funktionella krav, d.v.s. vad produkten ska uträtta. Viktigt är att kraven inte specificerar hur problemet ska lösas, utan bara vad som ska lösas (Johannesson et al 2004). De olika kraven grupperades mellan funktion, miljö,
konstruktion, estetik m.m. Varje krav klassades antingen som krav eller önskemål. Kraven är absoluta krav på den framtida produkten. Önskemål betecknar något som tillför något extra på den framtida produkten. Ur problemformuleringen skapades kravspecifikationen. Där är alla krav
lösningsoberoende. Dokumentet är inte på något sätt statiskt utan används kontinuerligt under hela arbetet och kan ändras under arbetets gång. Krav och önskemål sattes utefter vad den helt färdiga produkten är tänkt att uppfylla. Då detta projekt inte spänner hela vägen till en helt färdig produkt, är flera krav och önskemål inte applicerbara under utvärderingsprocesserna i detta projekt. Däremot behövs det för att skapa ett tydligt mål till processen och det krävs för det fortsatta arbetet.
2.7.1 Vikta krav
Alla önskemål ur kravspecifikationen vägdes mot varandra för att få fram hur viktigt varje specifikt önskemål var i förhållande till varandra. Varje önskemål bedömdes enskilt mot alla andra önskemål.
De bedömdes som Viktigare, lika viktigt eller mindre viktigt. På varje rad skrevs 2,1 eller 0 och summerades för varje rad. Högre summa innebär viktigare önskemål. Det gjorde med hjälp av en matris som visas i tabell 1.
Tabell 1 Kravviktning
Önskemål 1 Önskemål 2 Önskemål 3 Önskemål 4 Önskemål 5 S:A
Önskemål 1 1 2 … … …
Önskemål 2 0 1
Önskemål 3 … 1
Önskemål 4 … 1
Önskemål 5 … 1
2.7.2 Utvärdering
I ett senare skede, för att systematiskt kunna utvärdera koncepten mot kravspecifikationen utesluts de koncept som inte uppfyller kraven. De som återstår bedöms och betygsätts på varje önskemål.
Varje koncept betygsätts på en skala 1-4 på hur väl de uppfyller önskemålet. Där ett är mycket dåligt och fyra är mycket bra. Betyget multipliceras med vikten, eller poängen, för önskemålet som erhölls i kravviktningen. Alla multipliceringar summeras för varje koncept och ett slutgiltigt betyg på
konceptet erhålls. Ju högre betyg, eller poäng, desto bättre lösning.
Ibland har inte ett krav eller önskemål kunnat bedömmas på ett koncept, då den föreslagna
lösningen är i ett alltför tidigt utvecklingsstadium. I de fallen har dessa krav eller önskemål uteslutits och har inte värderats mot något koncept för att slutresultatet inte ska bli felaktigt. I övriga fall har konceptet bedömts utefter de underlag som fanns.
2.7.3 Övriga metoder
Utöver de ovan beskrivna systematiska metoder för utvärdering och val fördes samtal med uppdragsgivare och en till dem knuten designbyrå. Vilka gav input på både design, funktion
konstruktion och användning till process och utvecklingsmetodik. Mycket av idéerna kom att skapas i
6
mötet och diskussioner mellan människor. Det fungerar som ett nödvändigt komplement till de systematiska metoderna. Även om man till synes kan ”räkna ut” vad som skulle vara bästa lösningen, bygger de metoderna i grunden fortfarande på mänskliga, ofta subjektiva, bedömningar. Att
diskutera lösningar med andra fungerar som bra komplement till systematiska utvärderingar och
behövs för att validera de systematiska lösningsmetoderna. I lägen då de systematiska metoderna
gav liknande och svårtydda resultat fungerade diskussioner som utslagningsmetod. Utom de rent
processtekniska fördelarna har det haft funktion av att hålla uppdragsgivare och andra intressenter
uppdaterade och då inte bara om vad man har gjort, utan även hur och varför.
7
3 Teori
Vetenskaplig grund för projektets arbete presenteras nedan. Även teori som är behjälplig för det fortsatta arbetet med produkten kan komma att presenteras. Mycket handlar om ergonomi, om att minska risk för skador och öka komforten för användaren. Även konstruktion och viss teori bakom produktdesign presenteras.
3.1 Belastningsergonomi
Många kriterier har ställts på en bra form för ryggen. En grundregel är att ryggen ska ha en ”normal”
kurvatur, eller ”kurvatur som liknar den vid stående”. Vilket i sig betyder en lätt S-form på ryggen, för då kommer tryckdistributionen att vara som jämnast över kotor och diskar, figur 3. Vinkeln på bäckenet är det som har störst betydelse för ryggens form. Vinkeln mellan ryggraden och lårbenet är av betydelse för hur bäckenet är vinklat. Normalt anses vara 135 grader mellan ryggen och låren, då får ryggraden sin normala S-kurvatur. Även knänas vinkling har betydelse för bäckenets vinkling. Raka knän kommer att vinkla bäckenet ytterligare bakåt. Vid sittande ökar i regel trycket på diskarna i svanken mer än vid stående ställning och ökar ännu mer vid sittande utan stöd. Man kan minska belastningen genom bakåtvinkling av ryggstödet, användning av armstöd och ökad djup på
svankstödet. Det finns starka samband mellan hög belastning på ryggraden och smärtor i ryggen och ökat slitage på ryggen (Eklund 1986). Störst krafter utsätts nedre ländryggen för. På grund av litet avstånd mellan ryggmuskeln och ryggraden, vilka håller uppe bålen, ger endast måttliga lyft stora krafter i ryggraden. Störst är de i ländryggen, där även risken för diskbråck är störst. Då kommer diskens inre mjuka del ut och om den trycker mot nerverna kan de ge upphov till stora smärtor (Bohgard et al 2008). En grundregel för att undvika arbetsskador är att leder ska undvikas att hålla i dess yttersta lägen. Skador och smärtor vid stående arbete är ofta förekommande i fötter och ländrygg, vid sittande utan ländryggstöd i ländryggen, sittande utan ryggstöd i centrala ryggen, sittande utan tillräckligt fotstöd i knän, ben och ländrygg. Sittande med armbågar på hög yta förekommer smärtorna i övre ryggen och nacken. Vid arbete med utan stöd för armar förekommer besvären i övre armarna och axlar (Helander 2005).
Figur 3 Tryckdistribution i ryggraden
Vid sittande utsätts alltid vissa delar av människokroppen för tryck mot vävnaden. Detta påverkar
blodflödet. Även nervceller i huden kan påverkas av tryck. Olika områden på kroppen har olika
8
känslighet för tryck. Delar av sätesmuskulaturen är väl anpassad för tryck som uppkommer vid sittande. På undersidan av låret passerar nerver nära huden och är därför känsliga för tryck, särskilt nära knät. Stolar med skarp kant riskerar därmed att skära in i låret (Eklund 1986).
3.1.1 Komfort
Det står numera klart att begreppet komfort är mycket komplext och inte har någon klar vetenskaplig definition. Avsaknad av diskomfort betyder inte nödvändigtvis komfort, de påverkas av olika faktorer (Bohgard et al 2008). Individen gör subjektiva tolkningar av både fysiska och psykologiska faktorer för att avgöra situationen. Till exempel är möjligheten till rörelse och frånvaro av hinder ibland ett av kriterierna för komfort, eller stabilitet hos en sittande person (Eklund 1986).
Stolar och sittställningar har en stor kulturell och social betydelse. Att sitta upprätt och på framkant utan att använda ryggstödet är förknippat med vakenhet, intresse, aktivitet och uppmärksamhet.
Men förknippas också med osäkerhet och att vara spänd. En tillbakalutad sittställning signalerar det motsatta, brist på intresse, låg aktivitet och avslappning. Status och social ranking är ofta förknippade med kroppshållning. En självsäker och arrogant hållning kännetecknas av högt hållet huvud,
expanderad bröstkorg och höjda axlar. Möbler används ofta för att kommunicera social status och rang. Ett exempel är när chefen har en dyr stol bakom ett stort skrivbord med små besöksstolar placerade en bit från bordet. Det markerar en högre rang över besökare eller anställda (Eklund 1986).
3.1.2 Skador förknippade med arbete på snabba båtar
Ett mindre, snabbare fartygs rörelse påverkas i särklass mest av kombinationen sjögång och hastighet. De låga vibrationsfrekvenserna uppkommer i regel vid låg fart och påverkar människan främst genom sjösjuka, men har i övrigt inga konsekvenser. Högre frekvenser med större
kraftimpulser kan däremot ge upphov till allvarliga skador för de ombordvarande (Liam 2011).
Figur 4 accelerationen i en 28 fots RIB i 40 knop i sea state 1-2 (Liam 2011)
I figur 4 ses en graf över accelerationen i en 28 fots RIB i 40 knop i lugn sjögång. Trots det uppgår den
maximalt uppmätta accelerationen till ungefär 20 G. Typiskt är att den brukar ligga mellan 3-10 G och
pågå mellan 30-75 ms (Liam 2011). För att sätta det i perspektiv utsätts en stridspilot som skjuter ut
sig för 20-23 G (Hansson 2009).
9
En studie gjord på militär personal som bemannar mindre snabba båtar visar på vanligt förekommande skador främst i nedre ryggen. Även knän, anklar och skuldror är vanligt
förekommande i skadestatistiken. Typen av skador var främst vrickningar och sträckningar. Trauman och diskproblem var relativt vanligt (Ensign et al 2000). Enligt Flemming (2011) är den vanligaste orsaken till skador på ombordvarande passagerare stötar och slag från kraftig sjö. Det sker ofta då personerna inte är uppmärksamma eller har möjlighet att hålla i sig och föraren håller för hög fart. I värsta fall kan det leda till mycket allvarliga skador. Enligt Hirsch (1964) refererad i Axelsson(2003) ska en vertikal kraftimpuls ligga under 15 G (~150 m/s^2) för att undvika kompressionsskador på ryggraden.
3.1.3 Vibrationsexponering
För helkroppsvibrationer ser påverkan lite annorlunda ut. Helkroppsvibrationer utsätts man ofta för om man utför arbete på stora maskiner, såsom lastbilar, traktorer eller fartyg. Dessa personer är ofta överrepresenterade gällande skador i muskler och leder. Olika delar av kroppen är extra känsliga för dess särskilda egenfrekvenser. Frekvenser under 1 Hz påverkar balansorganet och orsakar det man brukar kalla sjösjuka. Vibrationer som överförs till handen, s.k. hand-armvibrationer, kan orsaka vissa åkommor, såsom vita fingrar vilket yttrar sig som bleka och känslolösa fingrar.
Karpaltunnelsyndromet är en annan åkomma förknippad med vibrationer. Denna beror på att en nerv, som går genom karpaltunneln i handloven, kommer i kläm. Syndromet yttrar sig som
domningar och stickningar i delar av fingrar. Nedsatt känsel i allmänhet kan lätt drabba dem som är utsatta för hand-armvibrationer (Bohgard et al 2008).
Insatsvärdet för exponering av helkroppsvibrationer ligger på 0,5 m/s^2. Gränsvärdet för detsamma ligger på 1,1 m/s^2. Motsvarande för hand- och armvibrationer ligger på 2,5 respektive 5,0. Om insatsvärdet överskrids måste det vidtas åtgärder för att minska utsattheten. Gränsvärdet får ej överskridas (Bohgard et al 2008). Däremot finns det undantag i lagen för människor som arbetar inom luft- och sjöfartssektorn vilket säger att man får göra undantag för gränsvärdet för
helkroppsvibrationer om man trots tekniska och organisatoriska åtgärder mot vibrationerna ändå inte kommer tillrätta med dem (2002/44/EG).
3.2 Allmänna rekommendationer för utformning av stolar/säten
Eklund (1986) skriver att grundprincipen är att belastningen på ryggraden bör vara så låg som möjligt, vilket medför en lätt S-kurvatur på ryggen. Överkroppen bör vara så upprätt som möjligt för att minimera statisk muskelbelastning. Sitthöjden bör inte vara högre än underbenet. Med en horisontell sits kommer kanten ”att skära in” i lårets undersida. Om sitsen är vinklad, blir det svårare att
rekommendera sitthöjd, men den kommer bli annorlunda. Bredden på sitsen beror på storleken på stussen i användarpopulationen. Runt 40 cm brukar rekommenderas. Djupet på sitsen är viktigt, då det ska ge stöd åt låren och ge tillräckligt med rörelsefrihet för smalbenen, samtidigt som ryggstödet ska användas fullt ut. Man brukar rekommendera 35-40 cm. Att ha bakåtlutad sits ger fördelen av att man hindras från att halka fram och att ryggstödet används fullt ut men har nackdelen att vinkeln minskar mellan rygg och lår. Formen ska vara platt, eller något konkav i lateralplanet. Framdelen bör vara väl rundad för att undvika tryck på lårets undersida. Sidostöd är till fördel i situationer med lateralkrafter. Annars finns ingen fördel med dem, eftersom de kan hindra rörelsefriheten.
Förarstolar av olika slag har behovet av att dämpa vibrationer. Både konstruktionen av basen och
dynans egenskaper har betydelse här. Det finns rekommendationer om att komfortsäten ska har 4
10
cm av medelmjuk stoppning över 1-1,5 cm hård stoppning. Klädseln ska ge god friktion för att förhindra glidning. Dessutom ska ytan vara lätt att rengöra. Ryggstödet är bland det viktigaste på en stol, det hjälper till att ge rätt vinkel på bäckenet och avlastar ryggens muskulatur. I ställningar som är upprätta eller lätt framåtböjda är det inte nödvändigt med ryggstöd, endast ett lägre svankstöd är tillräckligt. Svankstödets höjd har rekommenderats till upp mot 30 cm. Men det finns ett
rekommenderat stöd för dessa positioner. Det är 48-50 cm högt och har en utbuktning för svanken 10-20 cm ovanför sätet. Övre delen av stödet är lutat 17 grader. I övrigt finns inga enhetliga rekommendationer på hur högt stödet ska vara. Problemen uppkommer dock om stödet är i vägen för skulderbladen eller vid arbetsuppgifter som kräver att man ska vända sig om. Det finns
rekommendationer på minst 10 cm utrymme mellan sits och ryggstöd. Svankstödet ska vara konvext i sagitalplanet och bör ha en radie på 25 cm. I horisontalplanet bör hela ryggstödet ha en konvex form, med radie på 40-50 cm. Bredden på ryggstödet bör ligga på uppemot 40 cm. Bredden ger möjlighet att ändra ställning.
Användandet av stå-sittstolar är inte särskilt spridd. Det finns heller inga generella designriktlinjer för dem förutom höjden, vilken bör ligga runt 65-90 cm upp och den bör vara inställningsbar. Tanken är att ställningen ska erbjuda användaren att sitta med vinkeln 135 grader mellan rygg och lår, vilket medger den mest naturliga kurvaturen på ryggen. Den är inte tänkt att användas över tid, utan mer som ett alternativ till sittande under kortare tid (Eklund 1986). Att använda framåtlutande stolar har ibland föreslagits som lösning för att få en fördelaktig krökning på ryggraden. Problemet med detta är framförallt att personen tenderar att glida framåt på sitsen. Att ha hög friktion på sitsen är sällan en lösning då man i regel tenderar att ha mindre friktion mellan kläderna och huden, än mellan sätet och kläderna. Användare tenderar även att spjärna emot med benen för att stanna kvar på plats. Det finns varianter på dessa stolar där man kompletterar med stöd för knäna. Men tester har visat att de varken är nämnvärt bättre eller sämre än vanliga kontorsstolar. Det beror främst på grund av tryck mot knän och skenben, då de får ta upp stora delar av kroppsvikten (Pheasant 2003).
3.3 Användbarhet
Berns (2004) skriver att användbarhet är ett kvalitetsbegrepp vilket kan tillämpas på vilken produkt eller tjänst som helst. Det gemensamma är att produkten inte har kvalité eller användbarhet i sig, utan det måste tas hänsyn till vilken kontext produkten eller tjänsten figurerar i. Många standarder och rekommendationer för utformning grundar sig i ett inte alltför sällan odefinierat sammanhang.
Standarder som inte alltid är tillämpbara i andra sammanhang. Det kan ställa till problem i
produktutvecklingsprocesser. Enligt SS-EN ISO 9241 – 11: 1998, som korrigerades 1999, definieras användbarhet som:
”Den utsträckning i vilken en specifik användare kan använda en produkt för att uppnå specifika mål, med ändamålsenlighet, effektivitet och tillfredsställelse, i ett givet sammanhang.”
Begreppet har många försökt att definiera och gemensamt för de flesta är att de innefattar begreppen:
Nytta
Effektivitet
Lärbarhet
Attityd/tillfredställelse
11 3.3.1 Design av kontroller
En kontroll är någonting som en person använder för att manipulera funktionen hos ett tekniskt system. Även den enklaste form av kontroll har flera utmärkande drag som påverkar användandet.
De mest utmärkande karaktäristika som påverkar användandet för kontroller är: (Chengular 2004)
Förskjutning, även vinkelförskjutning
Kraft
Friktion, tröghet eller andra hämmande medel
Antal positioner
Riktning
Spärrar eller stopp
Passande identifiering
Kompabilitet med displayer
Storlek
Det finns vissa typer av rörelser som kulturellt korresponderar mot funktioner i tekniska system.
Tabell 2 visar typiska korrelationer från Chengular (2004).
Tabell 2 designrekommendationer
Funktion Rörelser för kontroll
På/start Upp, höger, framåt, tryck
Av/stopp Ner, vänster, bakåt, dra
Höger Höger, medurs
Vänster Vänster, moturs
Upp Upp, bakåt
Ner Ner, framåt
Dra tillbaka/fälla in Upp, bakåt, moturs, dra
Förlänga/fälla ut Ner, framåt, medurs, tryck
Öka Upp, höger, medurs
Minska Ner, vänster, bakåt, moturs
Öppna(vätskor, gaser, dörrar) Ner, vänster, moturs Stänga(vätskor, gaser, dörrar) Upp, höger, medurs
Maximalt moment som kan appliceras på ett runt vred är en funktion av både diameter och djup.
Strukturen på vredet och behovet av precision eller kraft spelar också in. Diametern bör ligga mellan 25 och 76 mm, större eller mindre placerar handen i ett biomekaniskt ofördelaktigt läge med mindre möjlighet att applicera kraft. I Chengular (2004) finns det tabellerade värden för maximala moment som en större del av befolkningen kan utveckla för olika diametrar och djup. Är kontrollen frekvent använd bör det maximala värdet halveras.
3.4 Produkttillfredställelse
Enligt Hanson (1998) finns det fyra faktorer som avgör hur nöjd eller tillfredställd man är med en
produkt.
12
Fysiologiska
Det är tillfredställelse som grundar sig i sinnena. Taktil återkoppling är ett exempel. Hur känns och upplevs mobiltelefonen i handen.
Sociala
Det är tillfredställelse som grundar sig i vårt umgänge med andra. Det kan vara att produkten skapar möten med människor, som en kaffemaskin. Det kan också vara att produkten i sig tilldrar sig uppmärksamhet och är ett föremål för diskussion.
Fina smycken genererar komplimanger. Det kan även innebära att produkten markerar en social status eller grupptillhörighet.
Psykiska
Det är tillfredställelse som grundar sig i att utföra uppgifter. Produkten kan hjälpa till att utföra uppgifter. Ett exempel är stavningskontrollen i ett
ordbehandlingsprogram.
Idémässiga
Det är tillfredställelse som grundar sig i kunskap man har om sin omvärld, böcker musik eller konst. Det handlar om vilka signaler produkten sänder ut, dels de rent estetiska; vilket formspråk den har. Men det handlar även om andra egenskaper såsom att produkten är miljövänlig och är återvinningsbar.
3.5 Regler aktuella för utformning
Eventuella regler som kan komma ifråga för utformningen beskrivs nedan.
3.5.1 Vibrationsexponering
Detta är en produkt som vänder sig till fritidsmarknaden, vilket gör att de lagar och regler som finns angående vibrationsexponering ej kommer utgöra ett krav för den färdiga produkten.
3.5.2 CE-märkning
CE-märkning betyder att tillverkaren, eller dennes representant, bestyrker att produkten uppfyller de säkerhetskrav som ställs på denna produktgrupp (Konsumentverket 2012). Då produkten endast är tänkt att monteras direkt på slutprodukten och därefter säljas till slutkund behöver produkten i sig inte vara CE-godkänd, utan endast båten i sin helhet. Enligt information från företaget.
3.6 Material
Material som kan komma ifråga beskrivs nedan. Sträckgränsen är den spänning materialet klarar av utan plastisk deformation. Elasticitetsmodulen, eller E-modul, definieras som tangenten till
spännings-töjningskurvan vid elastisk deformation. Kurvan beskriver förhållandet mellan spänning, som mäts i Pascal och töjningen som är dimensionslös.
3.6.1 Stål
Stål är den vanligaste av alla konstruktionsmetaller. Detta beror på en kombination av goda
hållfasthetsegenskaper, goda formnings- och bearbetningsmöjligheter och lågt pris. Vid måttliga
påkänningar dominerar det vanliga konstruktionsstålet, kolstål, som i regel har sträckgräns mellan
210 och 350 MPa. Med vissa tillsatser av andra metaller kan man få legeringar med betydligt högre
sträckgräns. Till exempel kan ett borstål ha sträckgräns upp till 1500 MPa. Däremot har i princip alla
stål samma E-modul, vilket ligger runt 206 GPa. Detta måste man vid konstruktion ta hänsyn till. Vid
tillfällen då man konstruerar efter stålets styvhet kan man alltså inte nyttja fördelarna hos
13
höghållfasthetstål. Bästa korrosionsegenskaper erhåller man av austenitiska rostfria stål. Dock är hållfastheten begränsad för dem, runt 200 MPa ligger sträckgränsen på. För marin miljö och båtar används oftast den syrafasta kvaliteten (Johannesson et al 2004).
3.6.2 Aluminium
Efter stål är aluminium den vanligaste konstruktionsmetallen. Låg vikt, korrosionsbeständighet och god formbarhet och bearbetbarhet är anledningarna. Vissa legeringar kan härdas till sträckgräns på 350 MPa, vissa speciallegeringar kan nå upp till 500 MPa. Aluminium är olämpligt för glidande kontakt. Det har låg smältpunkt och maximal arbetstemperatur brukar sättas till 200 grader Celsius. I fuktig miljö bör man inte kombinera aluminium och ädlare metaller på grund av risken med galvanisk korrosion. Metallerna måste då isoleras från varandra (Johannesson et al 2004).
3.6.3 Gummi
Till skillnad från metaller är gummi inte linjärt elastiskt. Endast upp till en uttöjning på 2 % är gummi linjärt. Är det tänkta användningsområdet över denna töjning är elasticitetsmodulen av begränsat värde. Oftast är dock kompression mer intressant än töjning. Elasticitetsmodulen för kompression påverkas i praktiken av formen på gummit. Då gummi är praktiskt taget inkompressibelt blir den egentliga elasticitetsmodulen för kompression mycket hög då gummit komprimeras och får en volymförändring. Den effektiva elasticitetsmodulen, när gummit ändrar form men inte volym, är vad som i detta fall avses med elasticitetmodulen (Ciesielski 2001). Den påverkas enligt följande:
(1) Där
Formfaktorn är elastomerens möjlighet till utbuktning. Den definieras som belastad yta genom fri yta att bukta. Kompressionskoefficienten hämtas ur datablad för materialet. För små deformationer kan brottgränsen vara en god approximation och ett hyfsat substitut för elasticitetsmodulen (Ciesielski 2001).
(2)
Kompressionsstyvheten, K, kan beräknas med hjälp av ovanstående. A är den belastade arean, h är fri höjd att bukta, F är kraften och x är hoptryckningen. Formeln är bara applicerbar för ε<0,1 och S<10 (Bauman 2008).
Återfjädringen av gummi följer inte samma kurva som vid belastning. Den återfjädrande kurvan
befinner sig under. Då intergralen av kurvan är arbetet ser man att mindre arbete utförs vid
återfjädringen. Den förlorade energin avges som värme. Förlusten kallas för hysteres (Ciesielski
2001).
14
Utsätts gummit för konstanta krafter över tid kommer strukturen att ändra sig. Utsätts gummi för konstant tryck kommer tjockleken att minska över tiden, vilket kallas krypning. Som tur är kommer den att vara väldigt liten efter några veckor och kan relativt lätt beräknas. Relaxation kallas det när gummit är fixerat i ett begränsat utrymme, över tiden kommer kraften mot inneslutningen att minska. Ett bra exempel är tätningsringar, vilka efter en tid kan förlora sina tätande egenskaper.
Fenomenet beror av den viskoelastiska komponenten i gummi, ju högre sådan, desto större benägenhet har den att krypa eller relaxera (Ciesielski 2001).
3.7 Konstruktion
Elastisk nedböjning i en balk kan beräknas med (Sundström 1998):
[ ] (3)
E= Elasticitetsmodul
Figur 5 nedböjning av balk
δ är nedböjningen i balken och beror på avståndet ξ från vänstra kanten och anbringad kraft P, figur
5. För fyrkantsprofil gäller följande, variablerna definieras i figur 6 som visar tvärsnittet:(4)
Figur 6 Tvärsnitt för fyrkantsprofil
15 3.7.1 Hållfasthet
För att räkna ut maximal spänning, σ, vid ren böjning i en balk används ekvation (5), (6) sätts in i (5).
| |
| |(5)
| |
(6)
Där a= radien för det cirkulära tvärsnittet i (6).
För en balk med fyrkantsprofil som tvärsnitt används ekvation (4) i (6) istället, där z är största avståndet från centrum, figur 6.
3.7.2 FEM
Finita Element Metoden är en vanligt förekommande metod för att lösa hållfasthetsberäkningar. I ett problem där variablerna varierar kontinuerligt över ett område finns ett oändligt antal frihetsgrader.
För att kunna lösa problemet numeriskt behöver man diskretisera till ett ändligt antal frihetsgrader.
Metoden blev spridd inom industrin på 70-talet. Beräkningarna kan enkelt göras i CAD program med enkla grafiska gränssnitt (Johannesson et al 2004).
3.7.3 Glidlager
Glidlager kan indelas grovt i fyra kategorier;
Enkla osmorda glidlager
Enkla smorda glidlager
Fullfilmssmorda glidlager
Hydrostatiska glidlager
De enkla osmorda är de överlägset största till antalet. De blir aktuella när det handlar om mindre krävande fall. De enkla smorda glidlagrena är i regel gjorda i metall, med mönster i lagerytan för att fördela smörjmedlet (Karlsson 2006). Generellt gäller att för högbelastade lager med små
glidhastigheter väljer man små spel, lämpligtvis mellan 0,3 – 5 promille av axeldiametern (D&E Trading 2012).
3.9 Antropometri
Antropometri beaktar människans kroppsmått. Det handlar om kroppsmått, proportioner,
räckvidder, rörelseutrymme med mera. Inom den tillämpade atropometrin brukar man tala om
design för olika individer. Om det finns en övre begränsande faktor, till exempel om man ska tillverka
en säng, då behöver man bara ta hänsyn till de längsta personerna. Vanligt är att målgruppen är
spridd och odefinierad och det man ska tillverka innefattar flera begränsningar. Då är det vanligt att
man designar för individer mellan 5:e och 95:e percentilen, vilket är 90 % av befolkningen. De minsta
och de största individerna innefattas ej i den tänkta designen (Bohgard et al 2008).
16
3.10 Ergonomisimulering
Jack är ett datorverktyg som erbjuder simulering och modellering av människor och dess
uppbyggnad. De datoriserade datormodeller över människan kallas manikiner och liknar människans
komplexa struktur med skelettstruktur, leder som följer de fysiologiska lagar om rörelse och räckvidd
och ett skal som i möjligaste mån liknar en människa. I Jack kan man skapa virtuella arbetsplatser för
att simulera flertalet parametrar, såsom räckvidder och synfält (Blanchonette 2009).
17
4 Nulägesbeskrivning
Rupert Marine har i över tio år byggt s.k. RIB-båtar. En RIB-båt är en båt som har riktigt skrov och uppblåsbara tuber runt. Företaget har säte i Täby, tillverkningen sker i Sverige med
underleverantörer utomlands. Försäljningen sker till stor del till Sverige, men vissa båtar går också på export. Bland kunderna finns polisen, sjöfartsverket, försvarsmakten, sjöräddningen och andra professionella kunder. Även privatmarknaden är mycket stor och man säljer till privatkunder som i likhet med professionella användare behöver båtar som klarar högt ställda krav. Man har modeller mellan 16 till 80 fot. Vanligast ligger de sålda båtarna mellan 26 och 32 fot. Oftast ligger säljvolymen mellan 10 och 20 båtar om året. Båtarna konfigureras till stor del efter köparens önskemål.
Senaste året har man börjat göra båten Ruptech som är en högteknologisk, exklusiv och kompromisslös plastbåt på 32 fot. Väldigt nyligen har man också lanserat linjen Rupert Yachts.
4.1 Sätesalternativ
Företaget erbjuder idag sina kunder flera alternativ av stolar att få i sina båtar. Det vanligaste är ett enkelt jockeysäte, figur 7. Ett alternativ är en stå-sittstol, i vilken man kan sitta på ett sadelliknande säte eller stå med lateralstöd med sadeln bortfälld, figur 8. Det tredje är stå-sittsoffa, där sätet är nerfällbart, ett alternativ som är mindre vanligt.
Figur 7 förarmiljö på en av företagets produkter foto: Rupert Marine
Figur 8 stå-sittstol foto: Rupert Marine
Det absolut vanligaste bland RIB-båtar i övrigt, är ett enkelt jockeysäte. För en passagerare kan det
fungera hyfsat bra, men betydligt mer sällan för förare och navigatör.
18
4.2 Förarmiljöer på mindre båtar i allmänhet
I det stora utbudet av mindre fritidsbåtar finns nästan lika stora variationer i deras lösningar för föraren. Ofta är det enklare säten med fokus på design. Figur 9-12 nedan visar på typiska lösningar för mindre planande båtar upp till 30-40 fot. På flera av bilderna syns lösningar där man kan fälla upp främre delen av sätet för att möjliggöra stående körning. Det är en mycket vanlig lösning.
Figur 9 Förarstol Figur 10 Båtstol
Figur 11 Båtstol Figur 12 Båtstol
19
4.3 Konkurrenter
Det vanligaste bland RIB-tillverkare är att leverera båtar med jockeysäten eller soffliknande skapelser. Det finns dock vissa alternativ. Det finns tillverkare som gör speciella stötdämpanden säten till mindre snabbgående båtar, med blandat resultat och framgång. Vissa tillverkare gör egna experimentella stolar. T.ex. erbjuder en tillverkare ”ståplatser” för både förare, navigatör och passagerare, vilka är menade att enbart ge stöd för stående personer. I figur 13-14 syns tillverkaren Goldfishs okonventionella lösningar för halvsittande ställning.
Figur 13 Goldfish Figur 14 Goldfish
Det finns en handfull företag i världen som specialtillverkar stolar för ribbar och andra mindre snabba båtar och säljer dem separat. I regel är det ett jockeysäte med fjäderdämpning. Utöver dessa företag finns det ett antal som tillverkar dämpade säten både för större och mindre snabbgående båtar och dessa finns i mycket varierande utförande. Det är också mycket vanligt att stolar för arbetsmaskiner och liknande produkter appliceras för marina applikationer, då produktegenskaperna liknar det man vill ha men det gäller främst större båtar och väldigt sällan öppna sådana.
För att få en bild över vad som finns följer en presentation av ett urval av produkter. Dock är dessa
produkter av det lite mer ovanliga slaget. Det absolut vanligaste, som nämnts i kapitel 4.1, är fasta
enkla jockeysäten eller soffor.
20 4.3.1 Ullman dynamics
Ullman Dynamics är ett Göteborgsbaserat företag som har specialiserat sig på dämpade och ergonomiska stolar till mindre snabbgående båtar. De har ett tiotal stolar i sitt produktutbud. De marknadsför sig främst mot myndigheter och andra professionella användare som ställer mycket höga krav på sina produkter. Stolen på figur 15 är den absolut vanligaste och den som man brukar benämna i branschen som ”ullmanstolen”. Den använder sig av två bladfjädrar och en dämpare, som syns där bak med gummidamask kring sig.
Figur 15 Jockeysäte foto: Ullman Dynamics
4.3.2 Shockwave seats
Shockwave seats har ett stort antal produkter i sitt sortiment, från små fällbara säten, figur 16, till hela cockpitmoduler att montera i båten. Marknadsför sig mot professionella användare.
Figur 16 Säte foto: Shockwave seats
21 4.3.3 Scotseats
Scotseat tillverkar stolar till olika typer av fordon, främst bilar. Har genom ett samarbete med KPM Marine tagit fram en avancerad produkt för mindre snabba båtar, figur 17. Man nyttjar likheten med en sadel för att kunna öppna vinkeln mellan ben och bål, precis som Ullman Dynamics mest kända stol.
Figur 17 Jockeysäte foto: Scotseat
22
5 Analys och problembestämning
Grunden till projektet är problemet med att det väldigt ofta är obekvämt att köra båt, i följande kapitel kommer den problemformuleringen att utvecklas.
5.1 Problemformulering
På grund av kombinationen sjögång och hög hastighet är det ofta mycket påfrestande för kroppen att köra båt. Inte bara när det är dåligt väder, för det krävs inga kraftigare vindar för att dra upp sjögång tillräckligt grov för att göra en vanlig båtfärd väldig diskomfortabel. Inte sällan uppstår krafter som är direkt skadliga. Utvecklingen av fullgod vistelsemiljö för människan har inte hängt med utvecklingen av båtarna och dess kapacitet. Människor handskas olika med problemet. Vissa sänker hastigheten, andra väljer att stå upp och köra. Att stå upp är mycket vanligt, så vanligt att vissa brukar prata om
”två skolor”, där den ena hävdar att man ska stå upp och köra och den andra vill sitta ner. Kanske har stående körning blivit ett uttryck för, och ett sätt att överkomma, dålig utrustning. Det är effektivt att dämpa och ta upp kraftimpulserna från sjögången med benen. Att stå upp ger också rörelsefrihet och möjlighet att se bättre, vilket är en förutsättning ombord.
Många båtar dras idag med problem gällande förarmiljön. Som nämnts i tidigare avsnitt har de flesta mindre snabba båtar enkla förarplatser. Stolarna är ofta fast monterade mot durken, golvet, och det enda skydd som finns mot vibrationer är dynans egenskaper. Många, särskilt mindre individer, får problem med nåbarhet och sikt, vilket i många fall lämnar mycket mer att önska. Att ha en uppfällbar framdel på sätet, som nämnts i tidigare avsnitt, är en relativt vanlig lösning. En ganska
tillfredställande konstruktion som för sin enkelhet fungerar väl, även om man har långt kvar till en tillfredställande förarmiljö. Många av de företag som specialtillverkar stötdämpade stolar för ribbar riktar sig i regel till professionella kunder. Funktion och estetik anpassas därefter vilket gör att de inte alltid är optimala för fritidsanvändare. Att tillverka en stol och sälja den separat till olika typer av båtar medför lätt problem då förarmiljön är en funktion av både stol och övrig konstruktion. Det måste ses som ett helt system för att kunna nå maximal funktion. Det händer att båttillverkare köper bra stolar, vilka i sig är bra men är inte anpassade till båten.
Specifikt för företaget, som har sonderat marknaden efter en passande produkt, gör gällande att det inte finns någon passande produkt att ”köpa från hyllan”. Främst är det ett estetikproblem. De produkter som finns passar inte in i det övriga formspråket.
Undersökning av problemet med hjälp av intervjuer av företagsledning, tillverkning och användare gav följande grundproblem. Även egna erfarenheter och tester ligger till grund för
problembestämningen.
I grov sjö eller högre hastighet blir det obekväma och ibland direkt skadliga påfrestningar på kroppen; dessa uppstår när båten stöter och slår i sjön.
Det som finns på marknaden idag är ofta dåligt anpassat till alla individer, vanligtvis är det små användare som får svårt att nyttja produkterna. Ofta är det problem med sikt och nåbarhet.
Det kan vara svårt att hålla uppsikt åt alla håll, vilket är ett absolut krav i de internationella sjövägsreglerna (SFS 1986).
Dessa grundproblem har givit flertalet lösningar som finns på marknaden idag. Ytterliggare problem
som tillkommer i dagsläget är:
23
Estetikproblem, företaget tillverkar båtar med ett starkt formspråk, därför är det av yttersta vikt att alla ingående komponenter på båten talar samma språk.
o Företaget säljer många produkter till myndigheter och professionella utövare och har ett formspråk därefter. Dock utgör privatmarknaden en betydande del och det ställer stora krav på formspråket. Produkten vänder sig mot privatanvändaren och ska därför uttrycka det, men den ska också tydligt passa in i det övriga formspråket.
o Båtarna ligger i ett högre prissegment och formspråket på produkten ska förstärka det.
De bästa produkter som finns på marknaden idag tillgodoser inte alla behov. Det finns önskemål att få stöd vid både stående och sittande ställning.
5.2 Erfarenheter från befintliga system
Jockeysätet är det enklaste och vanligaste, särskilt bland de mindre modellerna. Erfarenheter från dessa är bland annat att det:
Finns för lite utrymme för benen. På grund av att pulpeten är för smal och dess kant sträcker sig långt bak gör att ena benets knä lätt slår i denna kant.
Sitsen är något bred och kantig, vilket medför ökat tryck på vävnaden i innerlåren.
Medför lätt en krum rygg vid körning. Sätet går mycket väl att använda till en fördelaktig position vid körning, men man tenderar ofta att inta en mer
tillbakalutat ställning, med krum rygg och ben i framskjutet läge. I det fallet går knäna väldigt lätt i pulpeten.
Korta användare har svårt att nå ner till durken.
I- och urstigning är ibland lite problematisk på grund av bristande utrymme framför. Särskilt stort är problemet när sätet är monterat vid förarplatsen.
Det som fungerar bra är:
Den är billig.
Den har låg vikt.
Den kan monteras tätt och rymma många passagerare.
Förutom tyget över stoppningen är det inget som direkt slits eller går sönder.
Kan ge hyfsat stöd vid stående körning.
Utöver de enkla jockeysätena erbjuds idag stå-sittstolar till båtarna. De har överlag fungerat väl, men dras naturligtvis också med problem.
Obekväm; bland det första man reagerar på är att sittande i stolen snabbt blir obekvämt.
Vid stående körställning har lateralstöden begränsad effekt. Sitsen, som fälls ner, har sin rotationsaxel ganska långt fram och gör att sätet i nedfällt läge blockerar för personen att ”komma in” mellan stöden.
Lateralstöden består av bockade stålrör och blir för hårda och obekväma när
användaren har lite kläder på sig.
24
Infästningen i durken är liten och stolen är hög vilket medför höga moment i nederdelen och stora påfrestningar där. Konstruktionen medför också att stolen är kraftigt dimensionerad och har därmed hög vikt.
Inställningar är svåra att göra, det är hög friktion mellan rörliga delar.
Den är inte inställbar i långskeppslinjen (fram och tillbaka).
Det som fungerar bra är:
Ger bra stöd vid tuff körning, överlag fungerar den mycket bra.
Sittande medges i en naturlig ställning. Vinkeln mellan ben och rygg blir stor och personen ställer sig per automatik bredbent, vilket ger bra stabilitet och stöd.
5.3 Simuleringar och tester av befintliga system
Figur 18 95 %-ils man Figur 19 5 %-ils kvinna
Simuleringar med hjälp av Jack bekräftar bilden av problematiken med jockeysätena. I figur 18
förtydligas problemet med för lite utrymmet för benen. Manikinens vänsterknä är placerat mycket
nära pulpeten, det ljusbruna planet i bilden. Även foten är placerad nära eller till och med utanför. I
figur 18 är det simulerat med en 95 %-il man. I figur 19 där en 5 %-il kvinna syns bekräftar ocksåproblemen med nåbarheten för mindre individer.
25
5.4 Konkurrenters stolar
Det är svårt att få objektiva data för andra stolar inom sortimentet och av naturliga skäl är det också inte möjligt att inom ramen för detta projekt göra utförliga tester av konkurrenters specialstolar.
Men det finns vissa erfarenheter från några av de tillverkare som gör specialstolar. Till exempel är
Ullman Dynamics vanligaste stol den produkt som är bland de mest kända. Den lär fungera ganskaväl, men har också sina problem. Framförallt brukar den ses som något diskomfortabel. Den, liksom andra specialstolar, dras med problemet att den säljs separat och är tänkt att passa till de flesta båtar. Detta medför sina naturliga problem, då båtarna sällan är anpassade för en specialstol.
Specialstolens fördelar kan då ej utnyttjas fullt ut. Ett vanligt problem är att den monteras för långt bak, för långt från ratten. Ett tydligt exempel på det syns i figur 20 där problemen med nåbarheten blir extra stora när ryggstödet används fullt ut.
Figur 20 Konkurrerande jockeysäte
26
5.5 Formanalys
Företagets båtar riktar sig till kunder som ställer stora krav på sina båtar, både privatkunder och myndigheter. Formspråket och utseendet ska förmedla känslan av att det är båtar som lämpar sig väl för myndighetsbruk och därmed klarar stora påfrestningar.
Ofta förekommande grova detaljer, ofta överdimensionerat.
Raka linjer, ibland fyrkantigt, små radier där runda övergångar förekommer.
Grova bockade stålrör förekommer ofta. Rostfritt eller än vanligare lackat. Då lackade i svart.
Båtarna går i svart och grått. Logotyp finns i orange eller vitt.
Enkla former, raka former men få ”rena” ytor.
Ibland förekommer små ytor med negativa vinklar vilket ger ett aggressivt intryck.
Ett exempel är gummidetaljerna som kan återfinnas i fören; kraftiga gummilister som är fästa
undertill som skydd mot bryggor eller land. Detaljer som i regel bara återfinns på renodlade
myndighetsbåtar.
27
6 Kravspecifikation
Resultaten från analyserna och krav från uppdragsgivare konkretiserades i punktform för vad den framtida färdiga produkten ska komma att åstadkomma. Kravspecifikationen innefattar dels krav och önskemål på den färdiga produktens funktioner såväl som på tillverkning och kostnader. Varje punkt bedömdes om det skulle klassas som krav eller önskemål. I största möjliga mån skrev punkterna som mätbara mål och därmed kunde de klassas som önskemål. Detta för att det ger större stöd i
utvärderingen. De är grupperade efter ämnesområde. Kraven kan ses i tabell 3.
Tabell 3 Kravspecifikation
