Automatisering av produktionsprocess

EXAMENSARBETE INOM MASKINTEKNIK,

Innovation & Design, högskoleingenjör 15 HP

Automatisering av produktionsprocess

Ano Shabo

Danial Salim Selewa

SKOLAN FÖR INDUSTRIELL TEKNIK OCH MANAGEMENT

Automatisering av produktionsprocess

av

Ano Shabo

Danial Salim Selewa

Examensarbete TRITA-ITM-EX 2018:604 KTH Industriell teknik och management

Hållbar produktionsutveckling

Kvarnbergagatan 12, 151 81 Södertälje

Examensarbete TRITA-ITM-EX 2018:604

Automatisering av produktionsprocess

Ano Shabo Danial Salim Selewa Godkänt

2018-08-22

Examinator KTH Alexander Engström

Handledare KTH Mikael Grennard Uppdragsgivare

Louise Maniette

Företagskontakt/handledare Musa Yalcin

Sammanfattning

Uppdraget går ut på att automatisera Grekiska Kolgrillsbarens produktionsprocess vilket avser marinering samt paketering av köttspett. Kunden vill automatisera produktionsprocessen för att få en så effektiv produktion som möjligt.

Med hjälp av diverse verktyg är det tänkt att gruppen skall komma fram till ett slutgiltigt koncept som uppfyller kriterierna som fastställts under projektets gång.

Nyckelord

Grekiska Kolgrillsbaren, marineringsprocess, paketeringsprocess, produktionsprocess

Bachelor of Science Thesis TRITA-ITM-EX 2018:604

Automation of production process

Ano Shabo Danial Salim Selewa Approved

2018-08-22

Examiner KTH

Alexander Engström

Supervisor KTH Mikael Grennard Commissioner

Louise Maniette

Contact person at company Musa Yalcin

Abstract

The mission is to automate the meat production in Grekiska kolgrillsbaren which involves marinating and packetizing meat skewers. The reason why the customer wants to automate the production is because he wants it to be as effective as possible and with the help of various tools, the group is expected to come up with a definitive concept that meets the criteria established during the beginning of the project.

Key-words

Grekiska kolgrillsbaren, marinating, packetizing, production

Förord

Denna rapport är ett examensarbete inom maskinteknik på Kungliga Tekniska högskolan i Södertälje.

Examensarbetet motsvarar 15 högskolepoäng och är det sista momentet i utbildningen.

Under projektets gång har vi fått mycket support från vår handledare Mikael Grennard och vi vill tacka honom för alla givande möten samt alla goda idéer som han bidragit med. Vi vill även passa på att tacka Grekiska Kolgrillsbarens verkställande direktör Musa Yalcin som tagit emot oss i sitt företag varje gång vi behövt besöka produktionen. Bortsett från Mikael och Musa så har de företag vi kontaktat varit till väldigt stor nytta då dem bidragit med mycket information, därför vill vi tacka alla inblandade företag och sist men inte minst Louise Maniette som tipsade oss om uppdraget.

1. Inledning ... 1

1.1. Bakgrund ... 1

1.2. Problembeskrivning ... 2

1.3. Mål ... 4

1.4. Kravspecifikation ... 4

1.5. Lösningsmetoder ... 4

1.6. Avgränsningar ... 4

2. Genomförande ... 5

2.1. Befintliga lösningar ... 5

2.2. Idégenerering ... 5

2.3. Funktionsanalys ... 6

2.4. Transportörer ... 6

2.4.1. Transportband ... 6

2.4.2. Vibrerande Transportör ... 7

2.5. Sensorer ... 8

3. Koncept ... 9

3.1. Koncept 1 ... 9

3.2. Koncept 2 ... 10

3.3. Koncept 3 ... 11

4. Resultat ... 12

4.1. Konceptpoängsättning – Pugh matris ... 12

4.2. Resultat & utveckling av det vinnande konceptet ... 14

4.3. Hastighet ... 18

4.4. Rengöring ... 18

4.5. Höjd ... 18

4.6. Materialval ... 19

4.7. FMEA ... 20

4.8. Kostnadsanalys ... 21

5. Slutsats & Rekommendationer ... 23

6. Appendix ... 24

6.1. A1 Funktionsanalys ... 24

6.2. A2 Pughs -matris ... 24

6.3. A3 FMEA ... 25

7. Referenser ... 26

7.1. Elektroniska Källor ... 26

7.2. Figur källor ... 27

7.3. Litteratur ... 27

7.4. Muntliga Källor ... 27

1. Inledning

1.1. Bakgrund

Grekiska kolgrillsbaren grundades 1995 i Södertälje av bröderna Musa, Nezir och Zeki. Företagets 27 restauranger serverar bland annat fläsk, lax, kyckling, lamm, nötfärs och även blandfärs vilket påminner om matlagningen i Grekland.

Deras ursprungliga idé startades med ambitionerna att tillaga fräsch och god grekisk mat på en kolgrill oberoende av årstid. Företaget har två dotterbolag nämligen GK Franchising AB och GK Production AB och syftet med dessa bolag är att utveckla företaget.

Figur 1: grekiska kolgrillsbaren 1995, uppstart av första restaurangen

2

1.2. Problembeskrivning

Uppdraget går ut på att automatisera produktionsprocessen för att få en så effektiv produktion som möjligt och redan efter första mötet med kunden så fick gruppen klart för sig vad som behövde göras.

Produktionen går ut på att förse spett med kött för att sedan marinera de och packa de i lådor. Denna process sker i företagets huvudkontor och man arbetar med fem olika köttsorter nämligen fläsk, lamm, lax, kyckling och nötfärs.

De delarna av produktionsprocessen som Musa vill ha automatiserade är marineringen samt paketeringen.

Figur 2: matoljan samt kryddan

Marineringen sker för hand det vill säga man doppar köttspetten i matolja för att sedan krydda dem, det förväntade resultatet är en automatiserad variant där anställda slipper göra det för hand.

Även paketeringen sker för hand där köttspetten placeras i plastlådor. Vissa lådor rymmer 18 spett (lamm, lax och fläsk), resterande lådor rymmer 30 spett (kyckling, nötkött och blandfärs). Personalen placerar spetten i lådorna för att sedan lägga in de i en inplastningsmaskin där de snabbt plastas in, det skulle underlätta väldigt mycket för personalen ifall detta kunde ske automatiskt.

Figur 3: Den nuvarande manuella marineringen

1.3. Mål

• Uppnå en automatiserad maskinell lösning till den nuvarande manuella processen

• Utveckla minst ett koncept

1.4. Kravspecifikation

• En automatiserad marinerings- och paketeringsprocess.

• Det utvalda konceptet skall inte överskrida fem meter i längd.

• Konceptet ska kunna marinera samt paketera åtminstone 1800 spett per timme.

1.5. Lösningsmetoder

• Studera tidigare examensarbeten

• Konceptframtagning genom skisser och CAD-program

• Utvärdera befintliga lösningar

• Idégenerering

• Konceptpoängsättning

• Regelbunden kontakt med kunden och handledaren

1.6. Avgränsningar

• Programmering skall inte förekomma i detta projekt

• Projektgruppen skall inte göra prototyper

• Sträva efter standardprodukter

2. Genomförande

2.1. Befintliga lösningar

I konceptframtagningsfasen gjordes en sökning av befintliga lösningar samt liknande lösningar. Genom att gå igenom konkurrenters lösningar så fick gruppen inspiration vilket i sin tur ledde till att man på ett objektivt sätt kunde se ifall liknande problem gick att lösa eller inte. Av detta kan man utnyttja andras styrkor och svagheter för att på bästa möjliga sätt stärka projektet. Ett problem som gruppen dock stötte på var att befintliga lösningar var svåra att hitta då produktionen i Grekiska kolgrillsbaren är väldigt liten i jämförelse med liknande företag som t.ex. Kronfågel AB. I och med att Kronfågel AB arbetar i en mycket större produktion så innebär det att man använder sig utav mer avancerade produktionsverktyg. Det kunden strävar efter är att ha en så simpel produktion som möjligt och därför har man bland annat utgått från att den maskinella lösningen inte får överskrida fem meter i längd.

Detta betyder inte att gruppen inte fick inspiration av de större företagen men det krävde mycket mer eget tänkande och brainstorming för att komma fram till en simpel lösning.

2.2. Idégenerering

Idégenerering kan ske på många olika sätt och en metod som gruppen tyckte var intressant var brainstorming vilket i stort sett går ut på att komma på nya idéer. När man under Brainstorming kommer på nya idéer så kan t.ex. en tokig idé från någon medlem leda till att en annan medlem får en mycket bra idé och det är det som är kärnan i Brainstorming-metoden. En annan viktig del i

idégenereringen är skissandet och för att kunna förklara koncepten på ett så bra sätt som möjligt så behöver man skisser eftersom det är lättare att begripa idéer visuellt än med enbart text.

För att förbättra idégenereringen valde gruppen att följa riktlinjer som kan tillämpas i projektboken.

(Ulrich och Eppinger 2014, 179–180). Dessa riktlinjer är citerade från den senaste källhänvisningen i texten.

1. ”Skjuta fram beslutet… Eftersom de flesta besluten i våra dagliga liv endast påverkar oss i några få minuter eller timmar är vi vana att fatta snabba beslut. När det gäller konceptgenerering för

produktutveckling är det helt annorlunda… För att nå framgång är det viktigt att skjuta upp utvärdering de dagar eller veckor som krävs för att generera många alternativ…”

2. ”Generera många idéer. De flesta experter anser att ju fler idéer ett team genererar, ju större sannolikhet är det att man utforskar hela lösningsrymden… Dessutom stimuleras varje idé till andra idéer. Ett stort antal idéer innebär alltså att ännu fler idéer stimuleras.”

3. ”Välkomna idéer som verkar omöjliga… Ju mer en omöjlig en idé verkar vara, ju mer vidgar detta gränserna i lösningsrymden och uppmuntrar teamet att tänka på gränserna av vad som är möjligt.

Därför är omöjliga idéer värdefulla och bör uppmuntras.”

4. ”Använda grafisk och fysisk media… Text och verbalt språk är mycket ineffektiva verktyg för att beskriva fysiska enheter. Oavsett om man arbetar i grupp eller individuellt bör det finnas gott om stora ytor att göra skisser på…”

6

2.3. Funktionsanalys

Funktionsanalysen har till uppgift att underlätta framtagandet av nya och befintliga produkter.

Vanligtvis brukar man skapa en illustration för att få ett bättre perspektiv över funktionsanalysen och för att göra en illustration så tydlig som möjligt så brukar man ha den i form av ett träd där roten representerar huvudfunktionen, grenarna delfunktionerna och de mindre grenarna underfunktionerna.

I gruppens fall så är konceptet huvudfunktionen följt av delfunktionerna drivsystem, sensorer,

utsprutningsmekanism och paketeringssystem. Drivsystemet omfattar all rörelse och för att detta skall vara möjligt så erfordras elektrisk ström vilket kan ses som en underfunktion till drivsystemet. För att starta strömmen krävs en strömknapp vilket kan klassas som en underfunktion till elektrisk ström.

Sensorer har en avgörande roll för att produktionen skall fungera då det är dem som sänder ut signaler till marineringsapparaten om när det är dags att spruta ut marinad. Sensorerna delas in i optiska sensorer och belastnings sensorer där de tidigare skickar signaler genom att se en förändring medan de senare skickar signaler när en vikt förändrats t.ex. ifall något lastas eller avlastas.

Delfunktionen utsprutningsmekanism kan antingen vara automatisk eller manuell och med automatisk utsprutningsmekanism så menas att apparaten som sprutar ut marinaden samlar marinad på egen hand medan marinaden i den manuella utsprutningsmekanismen behöver tillföras vid behov.

Paketeringssystemet som är den sista delfunktionen är indelad i en dynamisk- och en statisk

underfunktion. För den dynamiska underfunktionen så kommer lådan som köttet hamnar i att röra på sig i vertikal riktning och för att detta skall vara möjligt så erfordras en fjäder under lådan som sjunker ju mer lådan belastas. Anledningen till varför man behöver en rörlig låda är för att ifall man placerar en låda i höjd med ett transportband så måste lådan sjunka en nivå för att ett nytt lager skall kunna läggas på det undre lagret. Ifall det inte hade varit möjligt för lådan att sjunka så skulle det undre lagret vara för högt för det nya lagret att komma på dem vilket skulle resultera i att spetten skulle ramla på golvet och därför anses fjädern som en underfunktion till den dynamiska underfunktionen. Den statiska underfunktionen behöver ingen fjäder då det är tänkt att spetten skall hamna så bra i lådan att den inte behöver röra på sig. (Funktionsanalys finns på Appendix A1)

2.4. Transportörer

2.4.1. Transportband

Ett transportband är en utrustning vars syfte är att förflytta föremål och med tanke på att gruppens maskinella lösning inte får överstiga fem meter i längd så anser gruppen att ett varutransportband hade varit mest lämpligt för detta projekt. Varutransportband eller rullband som det även kallas är väldigt vanliga inom livsmedelsverk då de inte är för stora jämfört med vanliga transportband som används i industrier.

Transportband finns i många olika storlekar och även banden förekommer på många olika sätt. Två av gruppens koncept utgör transportband där det ena konceptet består utav en plastmatta medan bandet i det andra konceptet är i form av ett nät. Metallnät kan vara att föredra framför plastmattor då marinad kan rinna igenom nätet vilket tillför mindre klet jämfört med det senare. Bortsett från att det blir mindre kletigt så kan man spara på resterande marinad genom att ställe ett kar under transportbandet där all överflödig marinad samlas. En viktig sak att ha i åtanke är att marinaden inte får kontamineras när det kommer i kontakt med nätet eftersom detta i sin tur kan leda till att köttet blir förgiftat och för att fastställa detta så kontaktades företaget Kågebelt AB som har mycket erfarenhet inom

transportband då de är specialiserade inom transportbandstillverkning. Enligt Kågebelt AB så är rostfritt syrafast stål det lämpligaste materialet när det gäller kontaminering eftersom det är ett kliniskt rent material och dels för att det klarar av kemiska påfrestningar. Rostfritt syrafast stål är en renare grad av rostfritt stål och det som ger metallen dessa egenskaper är att det tillskillnad från vanligt rostfritt stål innehåller nickel och i vissa fall molybden. Metallnätet behöver ständigt rengöras och det är därför väldigt viktigt att rengöra metallnätet efter varje omgång.

2.4.2. Vibrerande Transportör

Figur 4: Vibrerande transportör från Pow Tech AB (transportör, typ RFA, 2018)

Vibrerande transportörer har samma uppgift som transportband med undantaget att föremålen tar sig fram med hjälp av vibration. Det finns många sorters vibrerande transportörer, allt från

tvåvägstransportörer till serie vibrerande distributörer men det gruppen är mest intresserade av är transportörer av typ RFA eftersom de endast har en utgång och för att de ur ett storleksmässigt perspektiv är godtagbara med avseende på projektets avgränsningar.

8

2.5. Sensorer

Figur 5: Detta är ett exempel på en optisk sensor.

Det finns olika sorters sensorer som de fem människo-sinnena varit grundpelarna för. De olika sensorerna är induktiva givare, magnetisk givare, kapacitiva givare och fotoceller. Induktiva givare används för det mesta inom industrin och används främst för att upptäcka metaller utan att komma i kontakt med dem. Induktiva givare skall tåla vibrationer, smuts och fukt vilket därför leder till att det med stor sannolikhet kan utsättas för slitage.

Magnetiska givare har i stort sett samma funktion som induktiva givare med undantaget att de har längre räckvidd samt att de kan upptäcka metaller som inte är magnetiska som t.ex. aluminium, plast, trä och rostfritt stål. Magnetiska givare likt induktiva givare används främst inom industrin.

Kapacitiva givare har också egenskapen att upptäcka material utan att komma i kontakt med dem men då är det inte metaller den upptäcker utan material som inte är av metall. Kapacitiva givare används främst inom industrier som inte sysslar med metaller.

Belastningssensorer räknar ut kraft, belastning och tryck, deras uppgift är att upptäcka krafter för att sedan skicka signaler.

Rörelsesensorer är de vanligaste typerna av sensorer och de har i stort sett samma uppgift som belastningssensorer bortsett från att de upptäcker oregelbundna rörelser istället för krafter.

I projektets början blev det mycket diskussioner om hur koncepten skulle utvecklas och gruppen insåg redan tidigt att sensorer var något som skulle kunna användas. I och med det så beslöt sig gruppen för att använda sig utav sensorer då man annars hade behövt använda sig av robotar som i sin tur krävde programmering och med tanke på att gruppen bestämt sig för att inte använda sig utav programmering så blev sensorer mer väsentligt.

3. Koncept

3.1. Koncept 1

Figur 6: skiss på koncept 1

Detta koncept består utav ett rullband som har till uppgift att förflytta köttspett genom en

marineringsstation och sedan till plastlådor på andra sidan av transportbandet. Marineringsstationen består utav en roterande borste som det succesivt droppas marinad på från en behållare som hänger på ett ställ.

Transportbandet kan delas upp i sex imaginära rader där det finns en läpp på varje rad. Dessa

imaginära rader går längs bandet då det är tänkt att spetten skall läggas vertikalt på bandet. Läpparna är placerade diagonalt längs bandet och det är tänkta att de ska fungera som indikatorer för personalen om vart spetten skall läggas så att de hamnar tätt intill varandra i lådorna. Anledningen till varför transportbandet just har sex imaginära rader är för att lådorna endast rymmer sex spett i bredd. Det finns två typer av lådor, en som rymmer 18 spett och en som rymmer 30 spett och det dessa lådor har gemensamt är att de båda i stort sett har samma bredd vilket innebär att båda lådorna endast rymmer sex spett vilket i sin tur betyder att bandet inte behöver demonteras.

Lådan som spetten hamnar i är i höjd med transportbandet och för att spetten skall kunna hamna på varandra så behöver paketeringsprocessen vara dynamisk eftersom lådan skall kunna sjunka så att spetten kan hamna på varandra.

Fördelar:

• Spetten blir fördelade jämnt

Nackdelar:

• Svårt att demontera bandet

• Svårt att rengöra

10

3.2. Koncept 2

Figur 7: Skiss på koncept 2

Det andra konceptet utgör en vibrerande transportör som har samma uppgift som det tidigare konceptet dvs marinera och paketera köttspetten. Det är tänkt att marinaden skall rinna ner till transportören från en behållare och när marinaden hamnat i transportören så skall spetten läggas horisontellt på transportören, spetten tar sig då fram med hjälp av vibration och hamnar till slut i lådan.

Fördelar:

• Hygieniskt

• Lätt att demontera

• Litet

3.3. Koncept 3

Figur 8: skiss på koncept 3

Det tredje konceptet är väldigt likt det första konceptet bortsett från att man istället för en matta har ett metallnät.

Anledningen till varför gruppen har tänkt använda sig utav ett metallnät är dels för att det inte skall bli för kladdigt under processen och dels för att inte slösa så mycket marinad. Genom att ha ett metallnät istället för en matta så blir det inte så kladdigt eftersom marinaden kommer kunna rinna igenom nätet och dessutom sparar man på marinad genom att låta resterande marinaden hamna i en behållare. För att marinaden inte skall kontamineras så skall metallnätet bestå av rostfritt syrafast stål.

Nackdelar:

• Svårt att demontera bandet

• Svårt att rengöra

4. Resultat

4.1. Konceptpoängsättning – Pugh matris

Pugh matris är en välprövad metod som går ut på att välja den bästa lösningen för ett problem ur ett så objektivt sätt som möjligt. Gruppen valde att använda denna metod eftersom den går ut på att man gör en viktning på de kriterier man anser vara viktigast vilket medför att sannolikheten att få högre poäng på de viktigaste kriterierna ökar.

1. Pris

Priset på konceptet uppskattades och ju billigare konceptet blev desto högre poäng fick det.

Priset är självklart ett viktigt kriterium då ett allt för dyrt koncept kan elimineras på grund av dess dyra pris trots att det kanske är det bästa konceptet. Det handlar om att kunna hitta en gräns och därifrån kunna hitta den bästa lösningen ur ett ekonomiskt perspektiv.

2. Storlek

Storleken på konceptet påverkar dess betyg och i gruppens fall så är ett koncept bättre ju mindre det är med tanke på att det tar mindre yta. Det som gruppen kände var viktigt med detta kriterium var att kunna veta utrymmet och kunna utnyttja det till det bästa. Med det menas att storleken på koncepten ska kunna anpassas i det utrymmet gruppen har att jobba med.

3. Effektivitet

Det som avgör ifall ett koncept är effektivt är hur snabbt det kan marinera och paketera köttspetten. Ju fler spett ett koncept marinerar och paketerar desto bättre betyg får det men det är dock viktigt att konceptet uppfyller kravet 1800 spett/h vilket alla koncept kommer att göra. Det är även viktigt att hitta en bra hastighet så att spetten inte transporteras för snabbt då det finns risk att de går sönder eller att de transporteras för sakta så att konceptet inte hinner marinera och paketera 1800 spett per timme. Det gäller att ställa in transportören i en hastighet som klarar av kravet och enligt beräkningar så är 6m/min en godtycklig hastighet.

4. Hygien

Hygien var det kriterium som vägde mest eftersom hygien är så pass viktigt att ifall man slarvar med det så kan skadliga och oönskade föremål sammanföras vilket i sin tur kan leda till

matförgiftning.

5. Rengöring

I gruppens fall handlar rengöring om hur lätt det är att rengöra koncepten. Exempelvis så är det lättare att rengöra koncept 2 jämfört med de övriga koncepten då den inte kräver demontering. Kriteriet anses även vara viktigt för att det är kopplat med hygien.

6. Ljud

Enligt kundens krav är det viktigt att det utvalda konceptet inte gör allt för mycket ljud så att omgivningen påverkas negativt och med detta menas buller eller ett allt för högt ljud. Gruppen gjorde en undersökning för att se hur mycket ljud koncepten gör och ljudet som maskinerna gör överskrider inte 80 dB. dB är en förkortning på Decibel och är ett logaritmiskt mått som används för att beskriva ljudnivåer, 80 dB motsvarar ljudet av en dammsugare.

13

Idealet för ett koncept var 100 poäng och utav gruppens tre koncept så fick koncept 1 63 poäng, koncept 2 71 poäng och koncept 1 61 poäng. Då koncept 2 fick mest poäng så valde gruppen att gå vidare med just det konceptet, dock fanns det områden som de andra koncepten var bättre på men ur ett helhetsperspektiv så var koncept 2 bäst. (Pughs-matris Hänvisas till appendix A2)

Figur 9: Viktning till av kriterier till Pughs -matris

Viktningen gick till på så sätt att varje kriterium tilldelades en siffra mellan 1 – 5 beroende på hur viktigt kriteriet ansågs vara av gruppen. Siffran 5 betyder att kriteriet är mycket viktigt medan siffran 1 betyder att kriteriet inte är så viktigt. Gruppens viktning såg ut på följande sätt:

Kriteriet hygien fick 5 poäng eftersom det ansågs vara viktigast med tanke på att dålig hygien kan leda till kontaminering vilket i sin tur kan leda till förgiftning.

Pris tilldelades 4 poäng eftersom det är en avgörande faktor då ett allt för dyrt pris repellerar köparen.

Effektivitet likt rengöring och ljud försågs med siffran tre eftersom det enda viktiga med detta kriterium var att konceptet skulle kunna marinera och paketera 1800 spett/h. Så länge konceptet uppfyller kravet så spelar kvantiteten inte så stor roll.

Med rengöring så menar gruppen enkelheten att rengöra koncepten medan den egentliga rengöringen hör till hygien delen.

Ljud ansågs också vara bland de mindre viktiga kriterierna eftersom ljudet inte är så viktigt så länge konceptet inte gör allt för mycket ljud vilket är orimligt då det handlar om kött och inte hårda material.

Kriteriet storlek tilldelades 2 poäng eftersom storleken inte spelar någon roll så länge längden inte överstiger fem meter.

Kriterier Viktning

Pris 4

Storlek 2

Effektivitet 3

Hygien 5

Rengöring 3

Ljud 3

4.2. Resultat & utveckling av det vinnande konceptet

Enligt gruppens Pughs matris vann koncept 2 vilket ledde till att gruppen ville utveckla konceptet.

Under ett möte med kunden så gavs förslag till gruppen på vad som kunde förbättras och detta har gruppen haft i åtanke under hela utvecklingsprocessen. Trots att råden var bra så kunde inte allting som kunden önskade implementeras på grund av tidsbrist vilket i sin tur ledde till att paketeringen inte blev som kunden ville.

Det som var tänkt var att paketeringen skulle bestå av någon slags maskin som byter lådor av sig självt när en låda fyllts med spett men detta går i praktiken inte då gruppen redan i början av projektets skede fastslog att programmering inte skulle användas eftersom det ansågs vara för avancerat.

Kunden var noggrann med att poängtera att lådorna skulle bytas ut av sig själva och att ifall en personal skulle glömma byta låda så skulle det leda till komplikationer i form av att lådan skulle överfyllas.

Figur 10: koncept av paketering.

Figur 11: inspiration till paketeringen, en blodvagga som vanligtvis finns i vårdcentraler

Det gruppen istället kom fram till var att ha en låda på en tiltande platta vid slutet av transportören.

Lådan kommer sortera spetten i höjd med varandra eftersom den ständigt tiltar vilket skapar utrymme för nästkommande spett. Denna process kommer hålla på tills att 18 eller 30 spett hamnat i lådan och i och med att lådorna endast rymmer 6 spett i bredd så kommer det sjunde spettet att hamna på spetten och inte på lådans botten.

15

När lådan är fylld är det tänkt att en anställd skall byta ut den fulla lådan mot en tom och sedan lägga den fyllda lådan i inplastningsmaskinen som plastar in lådan för att sedan ställa den på ett ställ. När detta är gjort går personalen tillbaka till lådan som under tiden fylldes med spett och gör samma sak.

Ifall transporthastigheten är 6 m/min så har personalen 30 sekunder på sig att plasta in och lägga lådan på ett ställ innan nästa låda fylls och ifall transporthastigheten är 12 m/min så har personalen 15 sekunder. Personalen kommer troligtvis ha 30 sekunder på sig eftersom det finns risk att hastigheten 12 m/min är för snabb för spetten vilken kan resultera i att köttet på spetten förstörs men även på 15 sekunder så skulle en personal hinna utföra arbetet.

Nackdelen med detta koncept är att ifall en anställd glömmer att byta ut lådan så kommer den att överfyllas vilket inte är önskvärt då det bromsar produktionen. Gruppen har däremot kommit med ett lösningsförslag som innebär att en belastningssensor på plattan känner av ifall den fulla lådans medelvikt överskrids så skickas signaler till transportören om att det är dags att stanna produktionen.

Denna vikt kan vara 9 eller 15 kg beroende på hur många spett som skall hamna i lådan. Några riktiga mätningar har inte gjorts utan gruppen utgår endast från att ett spett väger ca 50 gram.

Marineringen är dock som kunden önskade, marinaden kommer vara i en glasbehållare som ständigt rörs om med hjälp av en blandningsmaskin så att kryddan inte hamnar på botten av behållaren.

Anledningen till varför gruppen utgår från en glasbehållare är dels för att det inte är hälsofarligt till skillnad från andra material och dels för att man kan se självaste marinaden. Behållaren skall ha en mynning som marinaden kan rinna ut ifrån och det är tänkt att flödet skall kunna stoppas vid vilken sekund som helst så därför anser gruppen att en behållare med tappkran är mest lämplig. Viktigt att nämna är att hålet inte får vara allt för litet då kryddkornen kan täppa till hålet.

Figur 12: Marinerings koncept, funkar som en behållare som droppar ner och även en visp som blandar marineringen dvs kryddan och matoljan.

Figur 13: Slutgiltiga resultatet av det utvalda konceptet.

Figur 14: Slutgiltiga resultatet av det utvalda konceptet.

17 Figur 15: Slutgiltiga resultatet av det utvalda konceptet.

Figur 16: Slutgiltiga resultatet av det utvalda konceptet.

4.3. Hastighet

Ett av projektets krav var att det slutgiltiga konceptet skulle hinna marinera och paketera 1800 spett på en timma och därför gjordes en undersökning för att se ifall koncepten uppnådde kravet. Musa var mest intresserad av det andra konceptet och därför gjordes en undersökning på denna först. Gruppen kom fram till att den vibrerande transportören är kapabel till att marinera och paketera 1800 spett per timme så länge man lägger ett spett på transportören varannan sekund. Ifall man lägger ett spett på transportören varannan sekund så hinner man marinera 1800 spett på 30 minuter vilket betyder att man har 30 minuter på sig att paketera och plasta in spetten lådorna. Om man däremot lägger ett spett på transportören varje sekund så kommer marineringsprocessen ta 15 minuter vilket betyder att personal har 45 minuter på sig att paketera och plasta in lådorna. Det är dock viktigt att poängtera att gruppen utgått från att spetten är 5 cm breda och ifall spetten är bredare än så kommer processen ta längre tid.

Enligt företaget Eralki så varierar transporthastigheten för den vibrerande transportören mellan 6- 12m/min beroende på föremålets vikt och material och i gruppens beräkningar så utgick man från att hastigheten var 6 m/min då detta är den lägsta hastigheten som ett spett kan transporteras med. 6 m/min motsvarar 0,1 m/s och kravet 1800 spett/h motsvarar 1 spett/2s vilket betyder att ifall man utgår från en av fysikens grundlagar ( v = s / t ) så får man hastigheten 2,5 cm/s vilket betyder att ifall man lägger ett spett på transportören varje sekund så kommer 1800 spett hinna marineras på 15 minuter, som tidigare nämnt.

När gruppen skulle göra en Pughs matris så behövdes hastigheten för respektive koncept och med tanke på att resterande koncept var transportband så kontaktades företaget Rotab som är

specialiserade inom transportbandstillverkning. Enligt Rotab så ligger transporthastigheten för transportbanden på ungefär 10 m/min och detta innebar att uträkningar inte behövde göras då 6 m/min som redan uppfyller kravet är en lägre hastighet. Det är dock viktigt att nämna att hastigheten 10 m/min kan vara för snabb då köttet på spetten kan lossna.

4.4. Rengöring

Koncept 2 fick höga poäng i rengöringskriteriet vilket betyder att konceptet är väldigt enkelt att rengöra och av alla rengörings alternativ som finns så ansåg gruppen att högtryckstvätt och ångtvätt var

lämpligast då de är enklast att använda.

En högtryckstvätt är ett mycket bra redskap som är simpelt att använda och går ut på att en pump med hjälp av en motor pressar ut vatten ur ett litet munstycke.

Ångtvätt är också ett bra redskap som skjuter ut ånga ur ett munstycke för att lösa fett och smuts och i och med att marineringen består av olja i sig kan detta alternativ vara till nytta för att ta bort svårlösligt fett.

4.5. Höjd

Höjd är ur ett ergonomiskt perspektiv väldigt viktigt och för att göra arbetet så bekvämt som möjligt för de anställda så måste en rimlig höjd väljas ut. Medellängden i Sverige varierar för män och kvinnor och en studie från 2013 visar att medellängden för män i Sverige var 181,5 cm och 167,7 cm för kvinnor. Det som är mest logiskt är att hitta en medellängd för båda könen och detta görs genom att addera

männens medellängd med kvinnornas medellängd för att sedan dividera med två vilket blir 174,6 cm.

För människor som är 155 cm långa är ett kök med 85 cm i höjd vanligast och för människor med längden 190cm så är den vanligaste höjden på en köksbänk 100 cm. Ifall man utgår från att medellängden är 174,5 cm så är det mest logiskt att använda sig av 90 cm som standard höjd.

19

4.6. Materialval

Gruppen fick tag på en leverantör vid namn ERALKI som är specialiserade inom vibrerande

transportörer. En man vid namn Jose Luis Baena rekommenderade rostfritt stål ASI 304 och ASI 316.

ASI 316 har mer korrosions beständighet vilket gör att den är mer lämpad till utomhus miljön. ASI 304 som är den amerikanska beteckningen (den europeiska är EN 1,4301) funkar bättre inomhus och inom köksområdet och med tanke på att konceptet är tänkt att användas inomhus så ansåg gruppen att ASI 304 är lämpligast för konceptet. Hygienfrågan spelar stor roll vid val av material då marinaden kan kontamineras ifall det kommer i kontakt med material som inte avsedda för att klara av kemiska påfrestningar.

4.7. FMEA

Failure mode and effects analysis (FMEA) eller som det kallas på svenska feleffektsanalys är ett logistiskt system för att prognostisera eventuella fel som kan uppstå hos ett koncept. I en

feleffektsanalys skall felens konsekvenser granskas och förslag för att motverka felen skall tänkas ut.

Första funktionen är ”Blanda marinad” och dess feltyp är att hålet som marinaden rinner ut från i behållaren kan täppas till ifall marinaden inte är ordentligt blandad eftersom kryddkorn kan täppa till hålet. Denna feltyp leder till att köttet inte marineras och orsaken till detta är att blandaren inte har rätt form samt att blandmaskinen roterar för sakta. För att undvika dessa komplikationer så rekommenderas det att blandaren omkonstrueras och att blandmaskinen roterar snabbare.

Den andra funktionens feltyp är att lådan som spetten hamnar i kan överfyllas ifall personal glömmer att byta ut den. Detta resulterar i att spetten ramlar på golvet och måste kastas och för att förhindra detta så bör man automatisera paketeringsprocessen ytterligare ett steg

Transporterandet av spett kan kompliceras ifall det finns för lite marinad i transportören då spetten kanske inte kommer kunna förflytta sig på grund av för hög friktion. Detta resulterar i att

produktionsflödets hastighet minskas avsevärt och därför är det viktigt att se till att det finns tillräckligt med marinad i transportören innan den aktiveras.

Rengöring av transportören är väldigt viktigt då smuts och bakterier kan samlas i transportören ifall den inte rengörs noggrant efter varje användning. Detta kan i sin tur leda till matförgiftning och därför rekommenderas det att transportören tvättas rent så noggrant som möjligt efter varje omgång.

Enligt FMEA tabellen så kan man se en kolumn med bokstaven S. Bokstaven S står för Severity och syftar på allvarlighetsgraden för respektive funktion. Gruppen tilldelade varje funktion med en siffra mellan 1 - 5 där 1 innebar att allvarlighetsgraden var som lägst medan 5 innebar att allvarlighetsgraden var som högst. I gruppens fall fick funktionen ”Rengöring av transportör” 5 medan funktionen ”Blanda marinad” fick 3 eftersom den tidigare funktionen kan resultera i att en människa skadas eller till och med dör vilket är mycket allvarligare än att glömma hälla tillräckligt med marinad i transportören.

Po står för Probability of Occurence som syftar på sannolikheten att ett visst fel inträffar. Även här tilldelades en siffra mellan 1 - 5 för respektive funktion där ett högt värde indikerar på en hög sannolikhet att ett fel inträffar medan ett lågt värde indikerar att sannolikheten att ett fel inträffar är lågt. I gruppens fall fick funktionen ”Transportera spett” 1 medan ”Blanda marinad” fick 2 och detta är logiskt med tanke på att det är mer sannolikt att marinadbehållarens hål täpps till än att köttspetten inte transporteras.

Pd står för Probability of detection och med detta menas sannolikheten att ett fel upptäcks innan det uppstår konsekvenser. I det här fallet innebar siffran 1 att sannolikheten för att upptäcka ett fel innan en komplikation uppstår är som högst medan siffran 5 syftade på att sannolikheten var som lägst. Ifall man utgår från FMEA tabellen så kan man se att ”Rengöring av transportör” fick 5 medan

”Transportera spett” fick 2 vilket är logiskt då sannolikheten att upptäcka att maten blivit förgiftad är låg, om inte 0 då det tar lång tid för att inse detta med tanke på att någon måste bli förgiftad tills man insett att man inte rengjort transportören enligt rekommendationerna. I det senare fallet så ser man direkt ifall komplikationer uppstår eftersom transporthastigheten för spetten minskar avsevärt.

RPN står för Risk Priority Number och beräknas genom att multiplicera Po, S och Pd med varandra.

Ifall en funktion får ett högt RPN värde så innebär det att den är viktig medan en funktion med ett lågt RPN värde innebär att det inte är så viktigt. Detta gäller dock inte i alla lägen eftersom man alltid måste ta hänsyn till S det vill säga Severity. I gruppens fall fick funktionen ”Rengöring av transportör” högst värde vilket är förståeligt med tanke på att det har högst S- värde men ifall det hade haft lägst S-värde så skulle en funktion med ett högre S-värde kanske anses viktigare trots att det skulle ha lägre RPN- värde.

21

4.8. Kostnadsanalys

Företaget Eralkis officiella representant i Sverige är Leadbulk AB som har sitt huvudkontor i Lidköping.

Efter att gruppen kontaktade företaget skickades en offert på den vibrerande transportören som gruppen var intresserade av. Transportören är av typ RFA och det som kännetecknar den är att den endast har en utgång samt en bra storlek sett till projektets avgränsningar. Kostnaden för en sådan transportör kan variera mellan 180 000 – 200 000 kr. Bortsett från denna kostnad så ska man räkna med ytterligare 50 000 kr för en glas behållare, blandningsmaskin samt en tiltande platta. Den totala summan uppskattas ligga mellan 230 000 – 250 000 kr.

5. Slutsats & Rekommendationer

Genom att vidareutveckla ett koncept som kom att bli den maskinell lösningen till grekiska kolgrillsbarens produktionsprocess så kan vi med all säkerhet säga att vi uppfyllt projektets mål.

Vi kom fram till tre koncept där ett utav koncepten bestod av en vibrerande transportör och de andra två av transportband och med hjälp av Pughs-matris så valdes det bästa konceptet ur ett så objektivt sätt som möjligt. Det vinnande konceptet som fick högst poäng var det koncept som bestod av en vibrerande transportör, nämligen koncept 2.

Den regelbundna kontakten med kund och handledare har varit en grundpelare för projektet då vi alltid fått användbar respons som hjälpt oss gå vidare med examensarbetet.

Trots att koncept 2 visade sig vara det bästa alternativet så anser gruppen att konceptet måste utvecklas, framför allt när det kommer till designområdet. Vi tycker också att det skulle vara bra för examensarbetet ifall man skapade prototyper då det skulle förverkliga examensarbetet. Ifall man skulle göra det så rekommenderar vi att kunden är med vid framtagningen av prototypen så att han på sätt kan vara med och avgöra ifall utfallet är som han förväntat sig.

Vi föreslår dessutom att nästkommande grupp som tar över uppdraget automatiserar paketeringen i koncept 2 ytterligare ett steg då det var något som kunden eftersträvade.

6. Appendix

6.1. A1 Funktionsanalys

6.2. A2 Pughs -matris

25

6.3. A3 FMEA

Funktion Feltyp Feleffekt S Felorsak Po Pd RPN Rekommenderade åtgärder

Blanda marinad Hålet som marinaden rinner ut

ifrån kan täppas på grund av dålig

blandning

Köttet marineras

inte 3 Blandaren har

fel form och blandmaskinen

roterar för sakta

2 3 18 Omkonstruktion av blandaren samt ändring av hastigheten

Paketera spett Spetten kommer att

överfylla lådan Spetten ramlar på golvet och måste

kastas

5 Personal glömmer byta

låda

3 2 30 Automatisera paketeringen för att undvika komplikationer

Transportera

spett Transporthastigheten för spetten minskar då det finns för lite

marinad i transportören

Produktionsflödets hastighet minskas

avsevärt

4 För mycket

friktion 1 2 8 Se till att ha tillräckligt med marinad i transportören innan

den aktiveras

Rengöring av

transportör Smuts och bakterier

samlas matförgiftning 5 Rengörs inte noggrant efter

användning

2 5 50 Tvätta rent efter varje skift

7. Referenser

7.1. Elektroniska Källor

Grekiska kolgrillsbaren. Om oss

http://www.grekiskakolgrillsbaren.se/om-oss/

Hämtad: 2018-05-05

Wikipedia. Funktionsanalys. Processen

https://sv.wikipedia.org/wiki/Funktionsanalys_(teknik) Hämtad: 2018-05-15

Wikipedia. Rostfritt. Almänt

https://sv.wikipedia.org/wiki/Rostfritt_st%C3%A5l Hämtad: 2018-05-16

POW TECH pulverteknik. Vibrerande transportörer. Vibrerande transportör typ RFA http://www.powtech.se/produktkategori-vibrerande-transportorer

Hämtad: 2018-05-20

Nordic sensor. Sensors. Elektroniska Sensorer http://www.nordicsensor.se/

Hämtad 2018-05-28

Omboende. Planering av kök

https://www.omboende.se/sv/Bygga1/Koksplanering-/Planering-/

Hämtad 2018-06-01

Wikipedia. Människans Kroppslängd. Tabell

https://sv.wikipedia.org/wiki/M%C3%A4nniskans_kroppsl%C3%A4ngd Hämtad 2018-06-12

FURHOOFS. Rostfritt är en hel vetenskap

https://www.furhoffs.com/sv/rostfri-legoproduktion/det-rostfria-materialet/

Hämtad 2018-06-15

27

7.2. Figur källor

KÅGE BELT AB. Trådtransportband. Välkommen till Kågebelt http://www.kagebelt.se/

Hämtad: 2018-05-18

ELFA DISTRELEC. Optisk sensor

https://www.elfa.se/sv/optisk-sensor-direktreflektion-omron-industrial-automation-e3zm- d87/p/13762677

Hämtad 2018-05-25 7.3. Litteratur

Toogood, Roger. 2014. Creo Simulate Tutorial Releases 1.0 & 2.0. Edmonton, Alberta: Shroff Development Corporation (SDC publications).

Ulrich, Karl T., Eppinger, Steven D. 2014. Produktutveckling Konstruktion och design. Lund: Studentlitteratur AB.

7.4. Muntliga Källor

I projektets andra fas samlades så mycket fakta som möjligt genom att kontakta diverse företag.

Företagen som kontaktades var följande:

•Rotab AB

•Kågebelt AB

•GB Glace

•Gooh AB

•Kronfågel AB

•Powtech AB

•Eralki

•Leanbulk AB

•Stuvsta vårdcentral

Rotab AB och Kågebelt AB är två företag som är specialiserade inom transportbandstillverkning och med tanke på att två av gruppens koncept bestod av transportband så kontaktades de ovannämnda företagen för att få en djupare förståelse för transportband.

GB Glace, Gooh AB och Kronfågel AB är stora företag som har stora produktioner och dessa företag kontaktades för att gruppen ville besöka respektive företags produktion för att få inspiration till projektet.

Powtech är ett företag som arbetar med vibrerande transportörer och var intresseväckande för gruppen då ett av gruppens koncept var en vibrerande transportör. Powtech hänvisade gruppen till ett spanskt företag vid namn Eralki som är det bolag som levererar transportörer till Powtech. Det spanska företaget var till väldigt stor nytta för gruppen då de bortsett från information även bidrog med CAD- filer. Eralki hänvisade gruppen i sin tur till företaget Leanbulk AB som är deras officiella

samarbetspartner i Sverige och detta företag gav en offert om hur mycket den vibrerande transportören som gruppen föreslog för projektet skulle kunna tänkas kosta.

Gruppen kontaktade även Stuvsta vårdcentral då deras blodvaggor var inspirerande för utvecklingen av det utvalda konceptet.