Design av ett

EXAMENSARBETE

2007:038 CIV

CECILIA ÖHRN

Design av ett

hydraulaggregat

CIVILINGENJÖRSPROGRAMMET Ergonomisk design och produktion

Luleå tekniska universitet

Institutionen för Arbetsvetenskap

Avdelningen för Industriell design

F ÖRORD

Förord

Denna projektrapport är resultatet av mitt examensarbete på ABB Process Automations gruvavdelning i Västerås under hösten 2006. Målet med arbetet har varit att ta fram en ny, attraktiv och användarvänlig design till ABBs hydraulaggregat. Jag har haft privilegiet att utföra mitt examensarbete som en del i ABBs eget utvecklingsprojekt för aggregatet vilket varit både intressant och lärorikt och gett mig många nya erfarenheter att ta med ut i arbetslivet.

Jag vill passa på att rikta ett varmt tack till alla de personer som under arbetets gång bistått med tid, stöd och kunskap;

™ Christina Laine, ABB, handledare, konstruktionschef på gruvavdelningen.

™ Sven Eriksson, ABB, projektledare, konstruktör på gruvavdelningen.

™ Stig Karlsson, LTU, handledare och examinator, Utbildningsledare T-sektorn.

™ Anders Berglund, LTU, för all hjälp med Alias.

™ Jan Henricsson och Michael Nyholm på Tube Control AB.

™ De försäljare och igångkörare på gruvavdelningen och ABB Service som ställt upp och svarat på mina frågor.

™ Övriga medarbetare på gruvavdelningen i Västerås.

Cecilia Öhrn

Västerås, december 2006

S AMMANFATTNING

Sammanfattning

Detta examensarbete är det avslutande momentet på civilingenjörsutbildningen

”Ergonomisk design och produktion” vid Luleå tekniska universitet. Arbetet har utförts på ABBs gruvavdelning i Västerås. Syftet med arbetet var att modernisera designen på ABBs hydraulaggregat, en del av bromssystemet till gruvspel, för att höja dess status på

marknaden. Målet var att ge aggregatet ett tilltalande och attraktivt utseende utan att försämra tillgängligheten för service- och underhållsarbete.

Examensarbetet har utförts som en del i ABBs eget projekt för att modernisera

hydraulaggregatet, vars komponenter har varit desamma sedan början av 80-talet och snart endast finns tillgängliga som reservdelar. Eftersom ABB själva endast står för styrsystemet till aggregatet har projektet även bedrivits tillsammans med Tube Control AB, ett företag specialiserat på hydrauliska system, och som ska tillverka aggregatet åt ABB.

Arbetet i detta projekt har bedrivits med metoden systematiskt problembehandlig.

Systematisk problembehandling går ut på att först bestämma problemet, sedan

undersöka det och tillsist hitta en lösning till det. Information har samlats in bland annat med hjälp av intervjuer av igångkörare till hydraulaggregatet och försäljare på

gruvavdelningen. Ett studiebesök i Garpenbergsgruvan har gjorts där det sedan december 2005 står ett prototypaggregat med Tubes nya teknik i. Omfattande undersökningar kring ABB-design har också gjorts för att säkerställa att det nya hydraulaggregatet får en tydlig ABB-profil.

För att ta fram idéer till lösningar användes brainstorming dels ensam, men även i grupp.

De viktigaste kriterierna för den nya utformningen var att aggregatet skulle få ett robust utseende med tydlig ABB-identitet, ge bra tillgänglighet för igångkörare och ha god teknisk funktionalitet. Tre huvudkoncept togs fram som alla ansågs uppfylla dessa kriterier och det slutliga valet skedde under ett konceptvalsmöte där projekt- och styrgruppen med flera medverkade.

Resultatet som presenteras med hjälp av en 3D-modell är ett helt instängt

hydraulaggregat i stålplåt vilket ger det ett rent och robust utseende. Formerna är

hämtade från ABBs designriktlinjer och är relativt enkla vilket framhäver logotypen, ABBs främsta kännetecken. Tanken bakom aggregatet är att all avsyning och den mesta

servicen skall ske från ett och samma håll, framsidan, och därför är de flesta

komponenter samlade innanför dörrarna eller i panelen ovanför. För att komma åt övriga

delar finns serviceluckor på sidorna, baktill och över tanken. Tillverkningen av aggregatet

kommer främst att ske med metoderna stansning och plåtbockning.

A BSTRACT

Abstract

This master thesis is the final project of the Master of Science programme “Ergonomic Design and Production Engineering” at the University of Technology in Luleå. The project was performed at the “Underground Mining” department of ABB in Västerås. The purpose was to modernize the design of ABBs hydraulic unit, a part of the brake system for mining hoists, to increase its status on the market. The goal was to design an appealing hydraulic unit with attractive looks without interfering with the availability for service and maintenance work with the unit.

The master thesis was performed as a part of ABBs own project to modernize the hydraulic unit, as its components have been the same since the early eighties and will soon only be available as spare parts. Because ABB only provides the control system for the unit, another company who specializes in hydraulic systems, Tube Control AB, has been involved in the project and will manufacture the hydraulic unit for ABB.

This work has been conducted with the method of systematic problem solving which contains the three steps: deciding the problem, investigate it and finally solve it.

Information has been gathered through interviews with people working with the unit and salesman on the “Underground Mining” department. Further more at a visit at

Garpenbergsgruvan where the prototype unit with the new technology from Tube has been since December of 2005 was conducted. Extensive research about ABB design has been made to make sure that new hydraulic unit gets a clear ABB profile.

To generate ideas for solving the problem brainstorming sessions has been performed both alone and in groups. The most important criterions for the new design was that the unit would get a robust appearance with a clear resemblance to ABB products in general, also that its components should be available for the workers as well as the unit having a good technical functionality. Three main concepts were developed, which were all

considered to fulfill the criterions and among these one was chosen during a meeting with attendants from the project and the management group amongst other.

The result which is presented with a 3D model is an enclosed hydraulic unit made with sheet metal which gives it a clean and robust appearance. The shapes are all ABB

features and quite simple which brings out the logotype, ABBs premier feature. The basic

idea is that the inspection of the unit as well as most of the service should be conducted

from the front of the unit. Therefore are most components situated right inside the doors

or in the panel above. To get to the other parts there are service hatches at the sides of

the hydraulic unit as well as at rear and over the tank. The main production methods that

will be used to manufacture the unit are punching and bending the sheet metal.

I NNEHÅLLSFÖRTECKNING

Innehållsförteckning

1 INLEDNING...- 1 -

1.1 F

... - 1 -

1.1.1 ABB ... - 1 -

1.1.2 T UBE C ONTROL AB ... - 2 -

1.2 G

... - 2 -

1.3 B

... - 3 -

1.4 S

... - 3 -

1.5 M

... - 4 -

1.6 A

... - 4 -

2 TEORI ...- 5 -

2.1 M

... - 5 -

2.1.1 M ETALL ... - 5 -

2.2 T

... - 5 -

2.2.1 P LÅTBOCKNING ... - 5 -

2.2.2 S TANSNING ... - 6 -

2.3 F

... - 6 -

2.4 Y

... - 6 -

2.5 E

... - 7 -

2.5.1 S TÅENDE ARBETE ... - 7 -

2.5.2 A NTROPOMETRI ... - 8 -

3 METOD...- 9 -

3.1 I

... - 9 -

3.1.1 I NTERVJUER OCH ENKÄTER ... - 9 -

3.2 P

... - 9 -

3.2.1 K RAVSPECIFIKATION ... - 10 -

3.2.2 P ROBLEMUPPDELNING ... - 10 -

3.3 P

... - 10 -

3.3.1 Ö NSKEMÅLSTRÄD ... - 10 -

3.3.2 V IKTNINGSTABELLER ... - 10 -

3.4 P

... - 10 -

3.4.1 K ONCEPTGENERERING ... - 10 -

3.4.2 K ONCEPTUTVÄRDERING ... - 11 -

3.4.3 K ONCEPTVAL ... - 11 -

3.5 S

... - 11 -

4 UTFORMNING AV HYDRAULAGGREGAT ...- 12 -

4.1 N

... - 12 -

4.1.1 F UNKTIONSBESKRIVNING – H YDRAULAGGREGAT ... - 12 -

4.1.2 P ROTOTYPAGGREGAT ... - 14 -

4.1.3 N ULÄGESANALYS ... - 14 -

4.2 F

... - 15 -

4.2.1 F RAMTIDSBESKRIVNING ... - 15 -

4.2.2 F RAMTIDSANALYS ... - 15 -

4.3 I

... - 15 -

4.3.1 I NTERVJUER OCH ENKÄTER ... - 17 -

4.4 P

... - 19 -

4.4.1 K RAVSPECIFIKATION ... - 19 -

4.4.2 P ROBLEMFORMULERING ... - 19 -

4.4.3 F UNKTIONSINDELNING ... - 19 -

4.5 P

... - 19 -

4.5.1 Ö NSKEMÅLSTRÄD ... - 19 -

4.5.2 V IKTNINGSTABELLER ... - 20 -

4.6 P

... - 20 -

4.6.1 K ONCEPTGENERERING ... - 20 -

I NNEHÅLLSFÖRTECKNING

4.6.2 K ONCEPTUTVÄRDERING ... - 23 - -

4.6.3 K ONCEPTVAL ... - 23 -

4.6.3 K ONCEPTVAL ... - 23 -

4.7 V

... - 23 -

4.7 V

... - 23 -

5 5 RESULTAT ...- 24 -

5.1 E

ABB-

... - 26 -

5.1.1 F ORM ... - 26 -

5.1.2 F ÄRG ... - 26 -

5.1.3 L OGOTYPEN ... - 26 -

5.2 F

... - 28 -

5.2.1 V ENTILATION ... - 28 -

5.2.2 L YFTÖGLOR ... - 28 -

5.3 A

... - 28 -

5.3 A

... - 29 -

5.3.1 A RBETSHÖJD OCH ARBETSSTÄLLNINGAR ... - 29 -

6 DISKUSSION...- 30 -

REFERENSER ...- 31 -

L

... - 31 -

I

... - 31 -

Ö

... - 31 - BILAGOR

1. PROJEKTPLAN

2. PROJEKTBESKRIVNING 3. INSPIRATION

4. INTERVJUER - FÖRSÄLJARE 5. INTERVJUER - IGÅNGKÖRARE 6. ENKÄT - IGÅNGKÖRARE 7. KRAVSPECIFIKATION 8. ÖNSKEMÅLSTRÄD 9. VIKTNINGSTABELLER 10. IDÉMATRIS

11. BETYGSÄTTNING

12. KONCEPTUTVÄRDERING

I NLEDNING

1 Inledning

Utbildningen ”Ergonomisk design och produktion” avslutas med ett examensarbete på 20p. I detta fall utförs arbetet på ABB Automation Technology AB, avdelningen för Gruvor i Västerås. Examensarbetet genomförs som en del i ett utvecklingsprojekt,

”Modernisering av hydraulaggregat”, som startade hösten 2005. Planen är att produkten ska vara klar för produktion vid årsskiftet 2006/2007.

1.1 Företagspresentation

Examensarbetet utförs åt ABB, men eftersom de själva inte har någon produktion är det nödvändigt att även samarbeta med det företag som tillverkar produkten, i detta fall hydraulaggregatet, Tube Control AB.

1.1.1 ABB

ABB koncernen med cirka 107 000 anställda har verksamhet i mer än 100 länder. I Sverige har ABB ungefär 8800 medarbetare på 35 orter men är störst i Västerås med 4500 anställda och Ludvika med 2400.

Företagets historia tar sin början 1883 då Ludvig Fredholm grundar Elektriska

Aktiebolaget i Stockholm som tillverkar elbelysning och generatorer. 1890 slås företaget ihop med Wenströms & Granströms Elektriska Kraftbolag och bildar Allmänna Svenska Elektriska Aktiebolaget, ASEA. ASEA spelar under 1900-talets början en viktig roll i elektrifieringen av industrin, järnvägar och hushåll. På 1980-talet är företaget bland de tio största i världen inom kraftteknik. 1988 bildas slutligen Asea Brown Boveri Ltd, ABB, efter en sammanslagning med det schweiziska företaget Brown Boveri & Cie. ABB blir ett av de största elektroniska företagen i världen med huvudkontor i Schweiz (9).

Idag är ABB indelat i fem divisioner:

™ Power Systems, utvecklar och säljer system för kraftöverföring.

™ Power Products som tillverkar kraftprodukter, såsom transformatorer.

™ Automation Products, tillverkar bland annat motorer och växlar.

™ Process Automation som säljer drivsystem.

™ Robotics, producerar industrirobotar.

Under divisionen Process A

ligger enhete utomation n Industry

och r

r

rs på rås

or.

l säga

moto t

Solutions som utvecklar marknadsför system och lösningar för verksamhete inom gruvor, massa- och pappersindustri, stål- och valsverk samt produkter fö kemi och läke- och

livsmedelsindustrin.

Examensarbetet utfö avdelningen Gruvor i Väste som har cirka 45 anställda och en årsomsättning på omkring 500 miljoner kron De tillverkar själva inga produkter men står för helhetslösningar, det vil både den mekaniska och

elektriska konstruktionen av ett Figur 1; Ett gruvspel med r, växel, skiva med linor sam

komplett gruvspel (figur 1)

I NLEDNING för transport av malm, kol, m aterial oc h människor i underjordsgruvor.

1.1.2 Tube Control AB

ntrol är numera ett företag inom Addtech koncernen.

äljning

1.2 Gruvspel

ventuellt en växellåda, en drivskiva som linorna ligger

Man skiljer på två olika slags gruvspel, friktionsspel och trumspel. Oftast är

t skipen het Tube Co AB grundades 1955 och

Tube har 19 medarbetare och omsätter cirka 100 miljoner kronor om året. På huvudkontoret som ligger i södra Stockholm finns konstruktion, montering, förs

och lager. Huvudkompetensen ligger i mobil och industriell hydraulik. Tube marknadsför hydrauliska komponenter och tillhandahåller hydrauliska system specialanpassade efter varje kunds behov och önskemål (10).

Ett gruvspel består av en motor, e

över, bromsstativ med bromsar och ett eller flera hydraulaggregat (figur 2). Varje nytt gruvspel måste anpassas efter respektive gruva, trumman finns till exempel vanligtvis i storlekar från Ø3m-Ø4,5m och schakten kan vara allt från 600m-1000m djupa. I linorna fästs skipen, den container som malmen fraktas i, eller korgen för gruvarbetarna. I vissa fall är spelet försett med både skipar och personhiss.

Figur 2; Ett komplett gruvspel (friktionsspel) med två hydraulaggregat (16).

friktionsspelet placerat i ett torn cirka 60 meter upp (se omslagsbild), detta för at

ska kunna lasta malmen direkt på en lastbil ovan jord eller tömma den i en så kallad

tömningsficka. I friktionsspel vilar linorna löst på trumman och rör sig i samma hastig

som den. För att linorna inte ska börja glida över trumman finns en motvikt på ena sidan

trumman och skipen/hisskorgen på andra. Systemet hålls i balans med hjälp av linor

mellan undersidan av skipen och motvikten (figur 3).

I NLEDNING

Figur 3; Principskiss av ett friktionsspel. Figur 4; Principskiss av ett trumspel.

Trumspelet däremot står oftast i markhöjd. Linan sitter fast på trumman och lindas runt densamma. För att få upp skipen/hissen ovan jord löper linorna först via en toppskiva upp i luften sedan ner i gruvan (figur 4).

1.3 Bakgrund

En del i gruvspelet är bromssystemet med skivbromsar på stativ och hydraulaggregatet som reglerar oljetrycket till bromsarna samt ett kontrollsystem. Det nuvarande

aggregatet som tillverkas av Bosch Rexroth har sitt ursprung i den teknik och de komponenter som var tillgängliga i början av 80-talet. På senare år har krav på

övervakning och diagnostik ökat samtidigt som flertalet av de ingående komponenterna inom en snar framtid utgår ur tillverkarnas sortiment och således behöver ersättas.

Därför startas ett projekt vars mål är att modernisera hydraulaggregatet.

Baserat på tidigare gjord marknadsundersökning, har ABB valt att gå vidare med företaget Tube Control AB som leverantör av det nya aggregatet. Tube bygger ett prototypaggregat som levereras till Garpenbergsgruvan i december 2005.

Då aggregatet skall göras om och moderniseras vill ABB även se över utformningen av produkten för att få ett aggregat som svarar upp till kundernas förväntningar på modern design. Eftersom egen designkompetens saknas på avdelningen har man valt att knyta ett examensarbete inom industriell design till projektet.

ABBs bromssystem säljs ofta separat (inte tillsammans med gruvspelet) till kunden, framförallt i Kina, i konkurrens med andra bromssystemstillverkare. Eftersom ABBs bromssystem ofta är det dyrare alternativet är deras konkurrensmedel kvalitén på produkterna. Därför är det av yttersta vikt att det syns att det är en kvalitetsprodukt.

Dessutom är det oftast utsidan som står för det första intrycket då själva tekniken inte alltid är lika intressant för de höga chefer och direktörer som oftast beslutar om det blir affärer eller ej. Ett väl formgivet bromsaggregat höjer sin status hos dessa beslutsfattare

1.4 Syfte

Syftet är att modernisera ABBs hydraulaggregat med avseende på formgivning. Detta för

höja dess status och vinna konkurrensfördelar gentemot andra bromssystemtillverkare

på marknaden.

I NLEDNING

1.5 Mål

Aggregatens placering är ofta mycket framträdande och är en viktig del av

helhetsintrycket av en anläggning. Målet är därför att ge aggregatet ett tilltalande och attraktivt utseende utan att försämra tillgängligheten för service- och underhållsarbete.

Aggregatet ska få en design och konstruktion som kommer att minimera tiden för igångkörning, service och underhåll.

Utformningen av aggregatet skall vara sådant att det tydligt förknippas med ABB, utstrålar kvalité, pålitlighet samt innovation.

1.6 Avgränsningar

™ Arbetet ska endast behandla design. Konstruktionsaspekter diskuteras med konstruktör och tillsammans säkerställs att aggregatet kan tillverkas till en rimlig kostnad.

™ Ingen del av de tekniska lösningarna i aggregatet kommer att behandlas.

Designen ska utgå från redan framtagna tekniska lösningar.

™ Tillverkningsaspekter och kostnadsuppskattningar ska tas fram i samarbete med konstruktör.

™ Projektet ska resultera i en 3D-visualisering av hydraulaggregatet samt huvudmått som sedan ligger till grund för konstruktionsritningar.

™ Formgivning och färgsättning skall ske utifrån de riktlinjer som finns för ABBs

produktdesign.

T EORI

2 Teori

För att genomföra examensarbetet krävs kunskaper inom ett flertal områden. Under projektets gång undersöks nedanstående ämnesområden för att säkerställa att de beslut som fattas har stöd i teorin och därmed ger ett önskat resultat.

2.1 Material

Vid materialval för en design är flera olika faktorer inblandade. Självklart är materialets egenskaper avgörande, som exempelvis, mekaniska, elektriska, magnetiska och optiska egenskaper. Förutom dessa fysiska kvaliteter är det också viktigt att ta hänsyn till visuella och estetiska intentioner som kan ställa krav på utseende och ytor. Ekonomiska intressen, belastning på miljö, tillgång och tillverkningsaspekter bör även de beaktas (1).

2.1.1 Metall

Metall är ett solitt material precis som keramer och polymerer. Skillnaden mellan dessa material ligger främst i den kemiska sammansättningen och atomstrukturen. Materialen har olika fysiska egenskaper och används för olika sorters design och konstruktion.

Metall är det vanligast förekommande materialet i konstruktioner som utsätts för hög belastning beroende på dess mekaniska egenskaper. Det är ett starkt, hållbart material som ändå går att forma på olika sätt. Metalliska material är även goda ledare för värme och elektricitet. Förutom metallens fysiska egenskaper ger metall även ett glansigt utseende och känsla av robusthet. Vanligt använda metaller är stål, aluminium, järn och koppar (1).

2.2 Tillverkningsmetoder

En viktig aspekt vid produktutveckling är vilka metoder som krävs för att tillverka en produkt. Faktorer som har inverkan på de metoder som används är bland annat den planerade tillverkningsvolymen, material, former på produkten och den tänkta tillverkningskostnaden. Det är exempelvis inte ekonomiskt försvarbart att använda tillverkningsmetoder som kräver stora investeringar, såsom gjutformar för en produkt som endast ska tillverkas i liten volym (2). Detta eftersom kostnaden utslagen per produkt höjer tillverkningskostnaderna avsevärt. Komplicerade former är ofta dyra att tillverka och bör därför användas begränsat. På så sätt kan produktens utformning styras av begränsningar i användandet av tillverkningsmetoder.

2.2.1 Plåtbockning

Plåtbockning är en plastisk bearbetningsmetod, det vill säga att plåtstycket får en annan form utan avskiljning av material. Plåtbockning sker normalt genom att arbetsstycket utsätts för böjande krafter över materialets

elacitetsmodul, det vill säga så stora krafter att den deformering som uppstår också kvarstår.

Stans

Dyna

De böjande krafterna ger på ena sidan av

centrumlinjen (böjlinjen) en kvarstående töjning

och på andra sidan en kvarstående stukning (2). ^Plåt

En vanligt förekommande maskin för plåtbockning är kantpressen där plåten bockas mellan

bockningsstansen och dynan (figur 5). Skall en viss vinkel erhållas måste bockningen göras större, så kallad överbockning, då en viss del av deformationen är elastisk och går tillbaka när kraften avlägsnas. Överbockningen vars storlek är några grader är beroende av; materialkvalitet, godstjocklek och bockradie.

Figur 5; Verktyg för plåtbockning.

T EORI

2.2.2 Stansning _Vankant

Stansning som är en styckskärande bearbetning utförs med hjälp av ett specialverktyg som består av en stans och en dyna (2). Dynan har samma form som stansen men är något större så att ett spel uppstår mellan dem. Spalten mellan stans och dyna bör vara mellan 5-10 % av godstjockleken. Då möts sprickorna i plåten vilket medför att klippkrafterna som krävs är låga och därmed blir slitaget på verktyget så litet som möjligt. Material från arbetsstycket skärs bort genom ett såkallat klippförlopp. I klippförloppet deformeras först arbetsstycket plastiskt och vankanten bildas, sedan ger eggarna upphov till skjuvning av materialet, blankzonen, som leder till att brott inträffar. I ytterkanten av brottzonen kommer material att dras ut och det bildas en grad (figur 6).

Blankzon

Brottzon

Klippgrad

klippspalt Figur 6; Klippytans utseende.

2.3 Färg

I vår digitala tidsålder, när kundens val alltmera styr marknaden är en design och en marknadsföring som tillgodoser alla fem sinnen nödvändig. Det finns idag en mängd varumärken vars främsta kännetecken är deras färgidentitet. Färg är för många en av de viktigaste aspekterna i ett företags image. Vem tänker inte på Ferrari när de ser en röd sportbil?

Inom en snar framtid kommer det att bli en prioritet för många företag att skaffa sig en färgidentitet. Detta beroende på att det blir allt viktigare att även visuellt kunna

attrahera kunden samt lätt kunna bli igenkänd på en allt mer konkurrentutsatt marknad (11).

2.4 Ytbehandling

Med en ytbeläggning kan både hållbarhet mot nötning och motstånd mot korrosion förbättras samtidigt som utseendet, finishen, förskönas (12). Vid ytbehandling av en produkt eller detalj ställs en mängd krav och det är viktigt att säkerställa att produktens hållfasthetsegenskaper inte försämras av den valda behandlingen. För att bestämma ytbeläggning bör diverse frågeställningar beaktas:

™ Tekniska egenskaper och utseende. Vilka är kraven på hårdhet? Är det enbart korrosionsskydd eller finns krav på utseende? Hur påverkas grundmaterialet?

™ Miljön. Vilken miljö kommer produkten att befinna sig i? Kommer den att utsättas för klimat utomlands som är annorlunda än i Sverige?

™ Tiden. Vilken livslängd har en viss beläggning?

™ Ekonomin. Vad får det kosta?

Det finns ett stort urval av beläggningsmaterial som kan vara organiska, exempelvis lacker eller oorganiska, där de vanligast förekommande metallerna är zink, aluminium, nickel och krom. Det finns också flera metoder att pålägga materialet med varav de vanligaste är:

™ Varmförzinkning

™ Elektrolytisk beläggning

™ Termisk sprutning

™ Kemisk beläggning

™ Vakuumbeläggning

T EORI

™ Sprutlackering

™ Dopplackering

Företag har ofta egna krav på ytbehandlingen och speciella instruktioner för hur dessa ska uppnås. Det rekommenderas dock att dela upp ytorna på produkten i ritningarna för att få en fullgod produkt till så lågt pris som möjligt (12). Ytorna bör delas upp i tre klasser:

™ Kravytor, det vill säga de ytor som ska leva upp till anvisningarnas krav. Dessa ytor ska inte vara större än nödvändigt.

™ Ytor som får beläggas men som inte behöver leva upp till några krav.

™ Ytor som inte får beläggas. Det kan exempelvis vara ytor med speciella krav på toleranser.

2.5 Ergonomi

Arbete involverar redskap, ergonomi berör designen av dessa redskap och i

förlängningen även utformningen av arbetsmiljöer. Om en produkt eller miljö är avsedd att användas av människor ska dess design vara anpassad till människans fysiska och mentala särdrag (3).

2.5.1 Stående arbete

En persons arbetsposition bestäms av förhållandet mellan de egna kroppsmåtten och arbetsstyckets höjd. Det är varken bra med för hög arbetshöjd för en kort person eller en för låg för en lång person. Därför måste både max- och minvärde på arbetsplatsens dimensioner bestämmas (3). Vid stående arbete är det viktigt att:

™ Arbetaren får komma nära arbetsplatsen

™ Arbetshöjden ska medge rak arbetsställning

™ Rörelser ska kunna ske utan hinder

™ Helt stillastående arbete ska undvikas

Positioner av händer och armar har stor betydelse. Ju högre upp armar och händer får jobba desto större statisk belastning av axlarna. Helst ska arbetet ske under brösthöjd (figur 7) för att inte försvåra blodtillförseln och för att minska den statiska belastningen av muskulaturen (4).

Figur 7; Bra höjd på arbetsstycket vid stående arbete(13)

T EORI 2.5.2 Antropometri

Antropometri är den del av ergonomin som behandlar människokroppens mått.

Antropometrisk data ställs upp i tabeller för olika kategorier av populationer, exempelvis efter ålder, kön och nationalitet. Genom att använda antropometrisk data vid

utformningen av en produkt kan den anpassas efter användaren och på så sätt erhålls en optimal arbetsställning. Det finns fyra grundfaktorer med villkor som begränsar

utformningen, rörelseutrymme, räckvidd, kroppsställning och muskelstyrka (5).

Rörelseutrymme innebär bland annat att det ska finnas tillräckligt med plats för händer och verktyg mellan komponenter. Lämpligast används här antropometrisk data från den 95:e percentilen, det vill säga att produkten utformas efter de största människorna inom ett 90 % intervall av hela populationen.

Med räckvidd menas att avståndet mellan de komponenter, exempelvis ventiler, som används vid arbetet ska anpassas efter användaren. Vid dimensionering för räckvidd är det lämpligast att utgå från den 5:e percentilen, de minsta i 90 % intervallet.

Kroppsställningen bestäms som tidigare sagt av arbetsplatsens utformning och kroppens dimensioner. För att produkten ska medge bra kroppsställning för alla bör de mått som reglerar arbetshöjd dimensioneras till både 5:e och 95:e percentilen.

Muskelstyrka avser den kraft som behövs vid exempelvis tunga lyft eller åtdragning av

skruvförband. Här sätts oftast bara ett gränsvillkor.

M ETOD

3 Metod

Ett designproblem är i regel så komplext att det krävs ett metodiskt tillvägagångssätt för att lösa det inom rimlig tid och med önskat resultat. Att enbart formge utifrån intuition gör det omöjligt att bedöma om projektet är lyckat eller ej. Intuitionen är ju baserad på de kunskaper och erfarenheter som införskaffats under livet och skiljer sig därför från individ till individ. Vid genomförandet av examensarbetet angrips problemen med väl beprövade tekniker för att säkerställa ett önskat resultat. Till grund ligger en systematisk problemlösningsmetod (14), ett verktyg som använts vid ett flertal tillfällen under

utbildningens gång. De arbetssteg som ingår i en systematisk problemlösning strävar efter att:

™ Samla in nödvändig fakta.

™ Undersöka och klarlägga fakta och problem.

™ Sätta upp en problemspecifikation och värdera dess kriterier.

™ Generera idéer till lösningar på problem samt bedöma dessa objektivt.

™ Välja ut och genomföra den bästa lösningen.

3.1 Informationsinsamling

I början av projektet är det viktigt att samla in relevant fakta för att få förståelse för uppgiften. Denna informationsinsamling består i detta fall av att intervjua personer som innehar kunskap inom speciella områden, göra enkätundersökningar, utföra

litteraturstudier, göra studiebesök och benchmarking samt genom att söka information på Internet.

3.1.1 Intervjuer och enkäter

De vanligaste sätten att samla in information från användare och kunder är genom intervjuer och enkäter. I detta arbete intervjuas ABBs igångkörare av aggregatet och försäljare på gruvavdelningen. Ytterligare en igångkörare från Skellefteå får besvara motsvarande igångkörarfrågor i en enkät.

Intervjuerna utförs halvstrukturerat med färdiga frågor, men med tillfällesanpassade följdfrågor. Det är viktigt vid kvalitativa intervjuer att låta den intervjuade styra ordningsföljden i samtalet. När det gäller antalet intervjuobjekt är det bra med ett mindre antal väl genomförda intervjuer/enkäter, men det är svårt att ange en specifik siffra för hur stort antalet bör vara (6). In detta fall begränsas antalet av hur många försäljare och igångkörare som finns tillgängliga.

Vid utformning av frågor till intervjuer såväl som enkäter är det viktigt att undvika

påståenden såsom: ”Tycker inte du att…” eller ”Det är väl inte så roligt att…” eftersom de fungerar som ledande frågor och den som svarar blir styrd. Det är också viktigt att

anpassa ordval och språk efter vem som intervjuas. Bäst är att ställa enkla, raka och tydliga frågor. Vid enkäter rekommenderas det att ställa frågor som har fasta

svarsalternativ för att få in så många besvarade enkäter som möjligt (7). I detta fall är det dock inte möjligt, men många av frågorna kräver endast korta svar. Endast en person besvarar enkäten.

3.2 Problemklarläggning

Problemklarläggning innebär att få en generell förståelse för problemet, formulera problemets omfattning samt om nödvändigt dela upp det i mindre, såkallade sub-

problem. En bra start är att utgå från projektbeskrivningen med dess problemdefinition, mål och avgränsningar. Genom att sedan sammanställa alla krav i ett dokument

underlättas arbetet och hjälper till att styra det i rätt riktning. Det är också viktigt att

kommunicera med uppdragsgivaren i denna fas för att säkerställa att denna samtycker

till problemformuleringen och kravspecifikationen (8).

M ETOD 3.2.1 Kravspecifikation

I kravspecifikationen anges alla krav och önskemål på produkten. Dessa fås i projektet genom uppdragsbeskrivningen och intervjuer med säljare och användare. Kraven i specifikationen är vad som måste infrias av produkten medan önskemålen ska uppfyllas i den grad det är möjligt. I dokumentet delas krav och önskemål in i olika kategorier såsom, ergonomi, design, kostnad, geometri och underhåll (8).

3.2.2 Problemuppdelning

För att lättare kunna hitta lösningar till hur hydraulaggregatet ska formges delas

huvudproblemet upp i sub-problem. Sub-problemen är funktionella problem som måste lösas innan detaljutformningen.

3.3 Problemundersökning

Vid problemundersökningen delas problemet upp, analyseras och specificeras. Målet är att få flera mindre och mer lätthanterliga problem att jobba med under

konceptgenereringsfasen. Problemen undersöks med hjälp av ett önskemålsträd med viktningar för att få en bild av vad det ska fokuseras på i första hand (8).

3.3.1 Önskemålsträd

I önskemålsträdet sammanställs önskningarna ur kravspecifikationen mer eller mindre detaljerat under övergripande rubriker. Stammen på trädet är den optimala produkten som består av alla de kvalitéer som önskemålen uppfyller. Dessa önskemål är trädets grenar som på mer detaljerade plan blir nästa nivå grenar (8).

3.3.2 Viktningstabeller

När önskemålen är införda i trädet viktas de mot varandra. Viktningen utförs genom en objektiv bedömning av önskemål som ställs emot varandra gren för gren. Detta görs med hjälp av viktningstabeller, en viktningstabell för alla grenar som härstammar från samma stam eller huvudgren. Summan i tabellerna blir alltid ett. Varje delsumma multipliceras med vikten av önskemålet på nivån över för att få fram vikten som ska anges i trädet för respektive önskemål. Denna vikt visar i jämförelse med de andra önskningarnas vikter hur betydelsefullt just detta önskemål är (8).

3.4 Problemlösning

När problemet och dess innehåll är undersökt och klargjort är nästa steg att lösa det och dess sub-problem. Denna process görs i tre steg. Först tas flera förslag på lösningar fram som sätts ihop till koncept. Sedan ska dessa koncept utvärderas och tillsist ska ett av dem väljas. Denna process upprepas tre gånger under arbetets gång, efter hand

koncepten tas fram, slås samman och vidareutvecklas. Vid andra tillfället genomförs en konceptpresentation med en grundlig utvärdering och ett gemensamt beslut om vilket av grundkoncept det skall arbetas vidare på.

3.4.1 Konceptgenerering

Det finns många olika sätt att hitta lösningar till problem. I detta arbete används brainstormingmöten för att få fram och sedan utveckla idéer. Idéerna från första brainstormingen förs in i en idématris och kombineras ihop till olika koncept. Dessa koncept får utgöra grunden till vidare idéarbete.

Brainstorming

Brainstorming är en metod för att få fram en mängd idéer på lösningar. Det inledande

steget går ut på att få fram så många idéer som möjligt helt utan att bedöma dess

rimlighet och kritik mot andras förslag är förbjudet. Idéerna vidareutvecklas tillsammans

för att se om de går att implementera på problemet.

M ETOD Brainstorming utförs helst i grupper om fem till femton personer, men i detta projekt har brainstorming gjorts ensam såväl som i par och gruppvis. Vid första

brainstormingtillfället genereras idéer till sub-problemen och vid övriga tillfällen till vidareutvecklingar, alternativa lösningar och lösningar på problem längre fram i designprocessen.

Idématris

De lösningsförslag på sub-problemen som framkommer vid brainstormingen förs in i en idématris. Idématrisen är en tabell med sub-problemen i en kolumn och lösningar på dessa i respektive rad. För att generera en mängd olika koncept väljs sedan slumpvis en cell i varje rad, det vill säga en lösning på varje problem och sätts ihop till ett färdigt koncept.

3.4.2 Konceptutvärdering

Utvärderingar av olika lösningar sker kontinuerligt i ett produktutvecklingsprojekt. Inför konceptvalet görs både en utvärdering av grundkoncepten tillsammans med projekt- och styrgruppen samt en utvärdering av hur väl koncepten lever upp till önskemålsträdets önskemål.

Konceptvägning

Konceptvägning är en tämligen objektiv metod att utvärdera koncepten. De betygsätts på en skala från 0-10, hur väl de svarar upp mot önskningarna i önskemålsträdet.

Betygen multipliceras sedan med vikten för respektive önskemål och totalsumman för alla önskemål blir konceptets poäng (15). Konceptet med högst poäng är det koncept som bäst motsvarar ett optimalt hydraulaggregat.

3.4.3 Konceptval

Konceptvalet grundar sig på konceptutvärderingen. I detta fall väger de åsikter som projekt- och styrgruppen har angående koncepten tyngst.

3.5 Slutlig design

Efter val av grundkoncept tar arbetet med att vidareutveckla konceptets design vid. Här

används 3D-programmen Solid Works och Alias för att visualisera designen i olika steg

av utvecklingen. Ett tredagars möte med konstruktören på Tube genomförs för att

fastställa design- och konstruktionsaspekter. Till detta kommer ytterligare utvärderingar

av projekt- och styrgruppen. Resultatet presenteras i form av en 3D-modell i Alias av

aggregatet.

U TFORMNING

4 Utformning av hydraulaggregat

Innan arbetet med att utforma hydraulaggregatet tar sin början upprättas en projektplan (bilaga 1) och en projektbeskrivning (bilaga 2) tillsammans med handledaren, Christina Laine, på ABB. Projektplanen ger en snabb överblick över de moment som ska ingå i arbetet samt den tid det beräknas ta att genomföra varje del. På så sätt är det lättare att hålla arbetsbördan på en jämn nivå och säkerställa att inget moment glöms bort, även om planen inte följs fullt ut. Projektbeskrivningens syfte är att klargöra vilka mål som eftersträvas och vilka medel som står till förfogande så att det inte blir några

missuppfattningar mellan examensarbetaren och företaget.

4.1 Nuläge

De senaste årens skenande metallpriser har gjort efterfrågan på produkter till

gruvindustrin skyhög. Från att ha haft en orderingång på cirka 10 hydraulaggregat om året har ABB under de senaste åren sålt mellan 30 och 40 stycken. Aggregaten säljs alltid tillsammans med bromsstativ samt styrning som ett komplett bromssystem.

Kostnaden för ABB att köpa in ett aggregat i grundutförande beräknas ligga något lägre med prototypen som den ser ut idag än för det gamla aggregatet. Vid utformningen av hydraulaggregatet utgår projektet från det aggregat som finns idag samt det

prototypaggregat som Tube tillverkat.

4.1.1 Funktionsbeskrivning – Hydraulaggregat Dagens aggregat (figur 8) som tillverkas

av Bosch Rexroth är från början av 80- talet. Många av de komponenter som ingår i hydraulaggregatet är av gammal teknik och finns snart inte i

leverantörernas ordinarie sortiment utan endast som reservdelar. Sedan

utformningen av originalaggregatet har det tillkommit komponenter för olika utföranden. Dessa komponenter har inte tagits med i planeringen från början och har därför fått sättas dit med

speciallösningar och påbyggnader.

Luckan till oljetanken sitter på en av sidorna vilket gör det nödvändigt med ordentliga tätningar för att slippa oljeläckage. Pumpen eller pumparna sitter ovanpå tanken vilket gör att man innan igångsättning måste fylla på med olja för att de inte ska ta in luft innan olja sugits upp från tanken. Den blåa färgen är densamma som på ABBs motorer och maskiner och som på övriga produkter i gruvspelet.

Figur 8; Dagens aggregat som tillverkas av Bosch – Rexroth (16).

Hydraulaggregatet styr skivbromsarna till själva gruvspelet genom att reglera

oljetrycket som i sin tur styr bromskraften. Bromsarna är så kallade passiva bromsar vilket betyder att de, om systemet är utan tryck, ligger an maximalt mot skivan.

Oljetrycket styrs av ett flertal ventiler som regleras antingen via elektronik eller av en

fjäder som släpper igenom olja vid ett förinställt tryck. Alla ventiler sitter tillsammans i

ett block (figur 9b). För att systemet ska vara säkert även om det blir fel på någon ventil

U TFORMNING finns flera ”back up” ventiler. Oljan pumpas runt i systemet med hjälp av en pump (figur 9a). Vid händelse av nödstopp slås alltid pumpen av och en ackumulator (figur 9a) tar över tryckstyrningen så att stoppet inte blir för häftigt. Ackumulatorn innehåller kvävgas och har en egen uppsättning av ventiler som ser till att den ständigt är försedd med rätt oljetryck. Oljetrycket varierar mellan 0-14 MPa och vid start och inbromsning ser

ventilerna till att det blir en mjuk övergång. Systemet kan styras både automatiskt och manuellt, vilket görs från kontrollrummet av en operatör. Vid händelse av strömavbrott måste en batteridriven reservpump, ”gravity winding pump”, finnas på aggregatet om spelet är avsett för att frakta människor. Detta så att de inte blir fast i hissen utan kan köras upp eller ner till nästa nivå i gruvan. Till vissa bromssystem levereras dubbla pumpar för att säkerställa att spelet inte blir stående om pumpen går sönder.

Hydraulaggregat som levereras till varmare länder, framförallt Kina, brukar även innehålla en kylare som förhindrar att oljan blir överhettad.

Nivå och temperatur- vakt Ventilblock

Manometer Pump

Ackumulator

Figur 9a; Hydraulaggregatets ackumulator

och pump (16). Figur 9b; Hydraulaggregatets manometrar, ventilblock och nivå- temperaturvakt (16).

Ventilernas inställningar utförs och kontrolleras med hjälp av en manometer. Detta utförs vanligtvis vid uppstart då de fabriksinställda värdena justeras samt vid felsökning.

Aggregatet är utrustat med manometrar (figur 9b) på utsidan som visar oljetrycket i

systemet och i ackumulatorn samt en termometer som anger temperaturen på oljan. På

oljetanken sitter dessutom ett fönster som gör det möjligt att kontrollera oljenivån i

tanken. Om oljenivån blir för låg, till exempel vid läckage kan pumpen skadas om den

får i sig för mycket luft, det är heller inte bra om oljan blir för varm. För att förhindra

skador på pumpen finns därför en nivå- och en temperaturvakt (figur 9b) som slår av

aggregatet om temperaturen överstiger eller volymen understiger ett förinställt värde.

U TFORMNING 4.1.2 Prototypaggregat

I december 2005 levereras ett prototypaggregat till Garpenbergsgruvan utanför Hedemora.

Prototypaggregatet är tillverkat av en ny leverantör, Tube Control AB, som ABB valt att satsa på i

framtiden. Förutom ny, förbättrad teknik samt tekniska lösningar har prototypen en annorlunda utformning. Den nya tekniken ger storleksmässigt mindre ventiler och ventilblocket på detta aggregat är därför avsevärt mindre (figur 10). Inställningarna av ventilerna är enklare och därför förmodas att tiden för igångkörningen ska kunna minskas. Vad gäller utformningen har Tube valt att sätta

pumparna under oljetanken och tankens öppning på dess ovansida. Ventilblock, kopplingsskåp och ackumulator sitter instängda i ett skåp och under skåpet finns plats för kylare samt ”gravity winding”

pumpen. Hela aggregatet står i ett uppsamlingskar för läckande olja (figur 11).

Figur10; Nya ventilblocket med rör till tanken som går ut i sidan (16).

Figur 11; Prototypaggregatet som idag står och går i Garpenbergsgruvan (16).

4.1.3 Nulägesanalys

Varken Bosch Rexroths hydraulaggregat eller Tubes prototyp är formgivna med hänsyn till estetik utan endast funktion. Enklaste möjliga konstruktionslösningar med en

standartank och plåtbitar sammansvetsade kant i kant. Det nuvarande aggregatets i efterhand påbyggda komponenter ger hydraulaggregatet ett tillsynes ogenomtänkt yttre.

Däremot sitter alla delar öppet och gör det lätt att komma åt ventiler samt läsa av

manometrarna och termometern. Prototypens konstruktion är mer funktionell då

pumparna sitter under oljenivån och därför har självrinning av olja, det frigör även

tankens ovansida där Tube valt att placera öppningen vilket medför att inga tätningar

U TFORMNING krävs för att undgå oljeläckage. Dock medför pumparnas placering sämre åtkomlighet och arbetsställning vid service. Färgen på aggregatet gör att smuts inte syns så väl och skapar en samhörighet med övriga bromssystemet samt gruvspelet. Kostnaden som det nya, designade aggregatet förväntas ha är densamma som för aggregatet i dagsläget.

4.2 Framtid

För tillfället är orderingången till gruvavdelningen hög och ABB ser ljust på framtiden.

Antalet konstruktörer som jobbar på avdelningen är högre än det någonsin tidigare varit och beläggningen framöver sådan att flera nyanställningar görs. Orderingången under 2006 är hela 500 miljoner kronor och förväntas vara ungefär densamma under 2007.

4.2.1 Framtidsbeskrivning

De höga metallpriserna och därav den ökade efterfrågan på utrustning till gruvor kommer enligt prognoser fortsätta ett tag till. Tillslut räknar man ändå med att

efterfrågan på gruvspel och bromssystem kommer att mattas av. Efterfrågan bedöms dock inte komma att sjunka till samma nivå som tidigare utan ligga något högre. Detta beroende på att levnadsstandarden i utvecklingsländer ökar och därmed stiger även efterfrågan på produkter vilka kräver material och energi som utvinns från gruvor.

På gruvavdelningen jobbas det för fullt med både leverans och utvecklingsprojekt. Det gäller att hela tiden ligga i framkant med tekniken och utveckla nya och bättre

styrsystem till gruvspelen.

4.2.2 Framtidsanalys

För att ABB ska kunna ligga kvar på fortsatt hög orderingång måste de erövra en större andel av marknaden genom att skaffa sig konkurrensfördelar. Dessa konkurrensfördelar kan bestå både av ny teknik, nya tjänster, moderniserad design och andra faktorer som ger produkterna ett ökat upplevt värde hos kunden.

Det är även viktigt att kunna pressa priserna så mycket som möjligt för att också kunna konkurrera med andra faktorer än kvalitet och pålitlighet. För att minska kostnaderna bör en kontinuerlig verksamhet med förbättringar och effektiviseringar av både det egna arbetet och organisationen genomföras.

4.3 Informationsinsamling

För att få en klar bild av uppgiften och dess underliggande problem görs under de första veckorna en stor faktainsamling och bearbetning. Förutom att införskaffa grundläggande kunskaper om gruvspel och hydraulik genomförs ett studiebesök hos Tube Control AB.

Både för att få en första kontakt med konstruktören och försäljaren som ingår i projektet och för att få deras åsikter om utformningen. Ytterligare ett studiebesök utförs i

Garpenbergsgruvan. Där ges möjlighet att se ett gruvspel i drift samt undersöka prototypaggregatet. Utöver detta görs även en marknadsanalys av ABB-design samt design av hydraulaggregat i allmänhet. För att undersöka konkurrenterna närmare utförs benchmarking med hjälp av de fotografier ABB anställda tagit på sina resor. Resultaten av dessa undersökningar utgör arbetets utgångspunkt och sammanfattningarna av dessa presenteras nedan.

ABB-Design

ABB är ett stort, världsomspännande företag uppdelat i fem divisioner som tillverkar en

mängd olika produkter, från kraftstationer till gruvspel. Det finns idag ingen gemensam

formgivning för hela företaget, men några divisioner har tagit fram riktlinjer för hur

formgivningen ska se ut inom respektive division. Riktlinjerna presenterar mycket

noggrant vilka ”features” som får användas i designen, vilka färger produkterna ska ha

samt hur och var logotypen ska placeras. Visionen är en homogen produktpark och

riktlinjerna har därför mycket gemensamt. Några av de ”features” som ABB använder sig

av är:

U TFORMNING

™ Avfasade kanter (figur 12a)

™ Ventilationsgaller i fyrkantigt mönster (figur 12b)

™ Fönster/Display (figur 12c)

Figur 12a; Avfasade kanter. Figur 12b; Ventilationsgaller. Figur 12c; Exempel på en display.

Inga andra features än de som specificeras i designriktlinjerna får användas. Förutom dessa former ska produkten utformas funktionellt, det vill säga ha former som bestäms av funktionen.

Vid produktutvecklingsprojekt idag är det dock inte överallt som formgivning är en naturlig del av processen. En del avdelningar arbetar över huvudtaget inte med design utan endast funktion, vilket återspeglar sig i en variation av utformningar (figur 13). Vad som är gemensamt och oföränderligt är dock logotypen vars färg och design är ABBs starkaste kännetecken. Därför är det viktigt att placera logotypen så att den effektivt når ut till omgivningen. Detta görs genom att placera loggan i ett ”skyddat” område samt använda enklare former på själva produkten.

Figur 13; Exempel på olika ABB produkter, bland annat en robot, elskåp samt en motor.

U TFORMNING Konkurrent-Design

ABBs främsta konkurrent är tyska

Siemag, även de tillverkare av kompletta gruvspel med hög kvalitet.

Till utseendet påminner Siemags

hydraulaggregat (figur 14) om ABBs med pumparna ovanpå tanken, kantiga

former, ett plottrigt utseende med alla ledningar och ventiler samt den blåa färgen. Bland övriga konkurrenter finns bland annat företagen Markham, FFE Minerals, Qualter Hal samt att antal kinesiska tillverkare.

Gemensamt för alla aggregat verkar vara att de är konstruerade med tanke på funktion, inget aggregat kan hittas som upplevs vara formgivet. Förvånande många aggregat har pumparna på ovansidan av tanken, även om det är funktionellt sämre än att ha dem undertill.

Figur 14; Siemags hydraulaggregat (16).

De inhemska kinesiska aggregaten ser visserligen renare ut och mindre

komplicerade (figur 15), men det är inte medvetet gjort utan beror helt enkelt på att de är funktionellt enklare samt har sämre kvalitet och säkerhet än ABBs hydraulaggregat.

Eftersom ABB nu väljer att satsa på formgivning när de moderniserar sitt hydraulaggregat betyder de att de som första och än så länge enda företag kan konkurrera med design.

Figur 15; Ett inhemsk kinesiskt aggregat (16).

Hydraulaggregatsdesign

Förutom hydraulaggregat till bromssystemet undersöks även formgivningen av andra hydraulaggregat på marknaden. Det visar sig finnas en stor spridning i utseende där många påminner om ABBs aggregat på det sätt att de består av en tank samt en eller flera pumpar. Andra aggregat ser ut som färdiga produkter, är väldigt små eller helt inkapslade. Här återfinns också aggregat som ser medvetet formgivna ut och kan användas för att ge inspiration i arbetet (bilaga 3).

4.3.1 Intervjuer och enkäter

Eftersom det är viktigt att veta vem designen är avsedd för, vilka aspekter som är viktiga

för dessa personer samt hur aggregatet används, genomförs intervjuer med användare

och säljare. Anledningen till att försäljare intervjuas är att de sitter inne med kunskap om

vad kunden vill ha. Fyra säljare och två igångkörare/användare intervjuas. Ytterligare en

igångkörare får besvara intervjufrågorna skriftligt via e-mail. Anledningen till att antalet

intervju- och enkätobjekt inte är fler är att det inte finns den mängden av försäljare på

U TFORMNING avdelningen eller igångkörare i Sverige. Resultaten ger ändå en fingervisning om vad som är önskvärt från respektive grupp.

Intervjuresultat - Försäljare

Utifrån intervjuunderlaget (bilaga 4) sammanställs de åsikter som säljarna på

gruvavdelningen har bland annat angående kundens syn på bra design, vem designen är till för, vilka sidor som är viktiga och vad de anser vara ABB design.

En av de viktigaste aspekterna anser samtliga försäljare på ABB vara ytornas finish som ska utstråla kvalitet. Det är också viktigt att designen är genomtänkt, att det inte finns några detaljer som blir påhängda i efterhand där det finns plats, samt att de delar som servas/justeras är lättillgängliga. Aggregatet ska även se säkert och pålitligt ut. Det viktigaste med designen anses vara att man tydligt ser att det är en ABB produkt, och där är det logotypen som är det gemensamma nämnaren. Det är även loggans röda färg som de kopplar samman med ABB. Att få en ABB-prägel på produkter tycks vara

intressant, men inte att ha samma färg på produkterna inom hela koncernen. Den blåa färgen som finns på dagens motorer, gruvspel, bromssystem med mera anses vara bra med tanke på att smuts och olja inte syns så lätt på den. Vad gäller de ergonomiska aspekterna tycker de att det är viktigt med servicevänlighet, däremot är ergonomi inte ett begrepp försäljarna skulle använda sig av som argument vid försäljning, utan snarare användarvänlighet.

Intervju- och enkätresultat - Igångkörare

Igångkörarna får besvara frågor (bilaga 5 och 6) om vad de tycker om det nuvarande aggregatet såväl som prototypen och vad som anses vara besvärligt vid igångkörning. Av de fyra användarna är det två stycken som har jobbat med prototypaggregatet, den tredje besvarar frågorna så gott det går och har till sin hjälp två bilder av prototypen.

Av intervju- och enkätsvaren framkommer det att samtliga igångkörare tycker att

pumpens placering på prototypen, det vill säga under tanken, är att föredra. Service och byte av pump och motor görs så sällan att fördelarna med placeringen väger upp den sämre åtkomligheten. Vad gäller arbetsställningar (figur 16) och åtkomlighet har de inget att anmärka på det nuvarande aggregatet,

prototypen däremot kräver en manometer med förlängningsslang vid inställning av pumptrycket då de fasta manometrarna sitter för långt bort.

De flesta synpunkter ges på de tekniska

lösningarna där de som jobbat med prototypen bland annat vill att två av ventilerna skall förses med skalor för att underlätta inställningen samt att aggregatet bör förses med en anslutning till en yttre filterrening av oljan.

Sammanfattningsvis anser igångkörarna att det är bra att stänga in ventilblocket med mera i ett skåp för att hindra obehöriga från att ändra inställningar. Det är dock viktigt att ventilerna sitter lätt åtkomliga och ventilblocket i lagom höjd, gärna något lägre än i prototypen där höjden är 130 cm i underkant. De önskar också få ordentligt med utrymme, bland annat

framkom önskemål om ett större elskåp, och tycker inte att utformningen ska stäva efter att aggregatet ska bli mindre. Det framkommer inga klagomål på arbetsställningar och det nya aggregatet bör därför sträva efter att bibehålla eller förbättra nuvarande förhållanden.

Figur 16; Igångkörare som testar ventilerna.

U TFORMNING

4.4 Problemklarläggning

När all information är insamlad och sammanställd är det dags att klarlägga fakta och problem på ett överskådligt sätt för att fortsättningsvis kunna undersöka och jobba vidare med dem. Informationen delas upp i krav på hydraulaggregatet och önskemål om hur det ska se ut eller fungera. Dessa krav och önskemål sammanställs i en

kravspecifikation som sedan revideras under arbetets gång. Utifrån kravspecifikationen och den bakomliggande faktainsamlingen görs en problemformulering som förtydligar projektets uppgift. För att få en tydlig bild av vilka problemställningar det bör arbetas med för att nå en lösning på huvudproblemet görs en funktionsindelning. Denna funktionsindelning står sedan som utgångspunkt vid konceptgenereringen. Både kravspecifikationen och funktionsindelningen diskuteras med handledare och projektledare för att säkerställa att alla har samma syn på krav och önskemål.

4.4.1 Kravspecifikation

Kravspecifikationen (bilaga 7) innehåller bland annat alla krav på placeringar ur konstruktions- och användarsynpunkt, förväntningar på designen samt aspekter av handhavande, ergonomi, säkerhet och miljö.

4.4.2 Problemformulering

Att få fram en design på hydraulaggregatet som höjer dess status, med plats för alla ingående komponenter till olika varianter. Där de delar av produkten som används vid igångkörning och service sitter lättåtkomliga och medger ett ergonomiskt handhavande.

4.4.3 Funktionsindelning

Funktionsindelningen i detta fall syftar till olika aspekter av utformningen som måste utredas. Huvudproblemet är följaktligen en ny design av hydraulaggregatet och sub- problemen:

™ Plats för placering av extrakomponenter.

™ Material som ska användas.

™ Hur pumpen kan placeras under tanknivå och samtidigt vara lättillgänglig.

™ Placering av ventilblock och kopplingsskåp.

4.5 Problemundersökning

Nästa steg är att sammanställa de förväntningar och önskemål som finns på aggregatet och tillsammans med projektledaren för utvecklingsprojektet samt handledare bestämma vad som är viktigast. Detta görs baserat på den information som samlats och de

antaganden som kan göras utifrån intervjuer och enkäter. Önskningarna delas in under övergripande rubriker i önskemålsträdet och betydelserna bestäms med hjälp av viktningstabeller.

4.5.1 Önskemålsträd

Önskemålsträdets grenar (bilaga 8) sammanfattar de egenskaper som enligt försäljare, igångkörare, konstruktörer samt projektledare skulle göra hydraulaggregatet optimalt.

Hur viktiga önskemålen är i förhållande till varandra bestäms med hjälp av

viktningstabeller och vikten förs in under respektive önskemål. Första grenen av trädet beskriver huvudegenskaperna som är:

™ Attraktivt utseende

™ Robust design

™ Billig att tillverka

™ Användarvänlig

™ Teknisk funktionalitet

U TFORMNING 4.5.2 Viktningstabeller

Tillsammans med projektledaren viktas önskemålen mot varandra gren för gren och med hjälp av tabeller (bilaga 9). Det visar sig att den viktigaste hos hydraulaggregatet är att det är användarvänligt, följt av att det har ett attraktivt utseende, en funktionell

utformning och en robust design. Minst betydande är det att aggregatet ska vara billigt att tillverka. Det betyder inte att gränsen för det maximala beloppet får överskridas, den är ju ett krav.

4.6 Problemlösning

Projektet är nu i nästa fas då det gäller att hitta lösningar till de problem som identifierats. För att få fram en så bra slutprodukt som möjligt börjar

problemlösningsfasen med att ta fram flera olika lösningar på varje problem för att sätta ihop dessa lösningar till hela produktkoncept. Produktkoncepten utvärderas sedan med hjälp av de viktade kriterierna i önskemålsträdet. Varje koncept betygsätts utifrån hur väl det uppfyller vart och ett av önskemålen och får ett slutbetyg. Detta slutbetyg visar vilket koncept som bäst uppfyller ABB:s, Tubes, kundernas och användarnas önskemål.

Under hela processen hålls regelbundna avstämningar med handledare, projektledare och konstruktörer.

4.6.1 Konceptgenerering

Konceptgenereringen börjar med brainstorming kring de olika sub-problemen.

Brainstormingen utförs ensam till en början, sedan diskuteras idéerna i grupp med konstruktör och projektledare för att vidareutveckla dem samt få fram ytterligare

uppslag. Idéerna förs in i en idématris (bilaga 10) och kombineras ihop till olika koncept.

De koncept som vid en första anblick anses vara orimliga sorteras bort. De kvarvarande koncepten utvärderas även de tillsammans med projektgruppen. Främst diskuteras den övergripande utformningen, vart ska pumpen, tanken och ventilblocket sitta. Detta för att få fram en grundform på aggregatet. Det resoneras även kring ABB design och möjlighet att använda olika ”features” beroende på vilken tillverkningsmetod som krävs och den uppskattade kostnaden av dessa. Efter ytterligare brainstormingmöten med handledare går arbetet vidare med tre huvudkoncept och varianter av dessa.

I alla huvudkoncept har pumpen placerats under tanken även om det från början fanns koncept med pumpplacering vid sidan om också. Anledningen är att rördragningen mellan pump och tank blir enklare, hydraulaggregatets yttermått blir mindre och det blir lättare att helt innesluta aggregatet. Placering av kylare och ”gravity winding” pump är inte fastställd utan kommer under vidareutvecklingen placeras där det finns utrymme och de är lättillgängliga.

Vad gäller materialval till yttre skalet och dörrar diskuteras olika alternativ, stålplåt, aluminiumprofiler och skärmar av plast eller stål, gjutna plastkåpor, säkerhetsglas eller plexiglas. Eftersom säkerhet och pålitlighet är av yttersta vikt ska aggregatet utstråla robusthet därför är materialet i samtliga koncept stålplåt och i fönster och glasdörrar säkerhetsglas.

För att få ett modernare utseende på aggregatet diskuteras möjlighet att sätta in digitala

tryck och temperaturmätare istället för de analoga manometrarna och termometern. Det

visar sig dock ganska snabbt att analoga manometrar är en nödvändighet för att kunna

följa bromsförloppet. Vid digital visning rusar bara siffrorna förbi medan den analoga

nålen är lättare att följa. Det är också lättare att avsyna då det går snabbare att uppfatta

åt vilket håll nålen pekar än vilken siffra som visas och vad det borde vara för siffra.

U TFORMNING

Koncept 1

Koncept 1 bygger på prototypens utformning, men har avfasningar för att få bort den kantiga känslan.

Koncept 1a (figur 17), är den enklast tänkbara variant som liknar prototypen mest av alla koncept. En förändring från prototypen är dock att ett av benparen tas bort för ett renare utseende.

Figur 17; Konceptskiss 1a.

Som en variant, koncept 1b (figur 18), kan underdelen av aggregatet täckas. Fördelar med att innesluta pumparna är:

™ Ingen åtkomst för obehöriga

™ Ljudisolering av aggregatet blir möjligt

™ Enklare underhåll/rengöring

™ Förhindrar oljesprut vid läckage

Ytterligare en detalj är ett eller flera fönster, deras uppgift är att:

™ Ge ökat visuellt intresse åt aggregatet

™ Visa tekniken

™ Underlätta vid avsyning

Figur 18; Konceptskiss 1b.

Koncept 2

Koncept 2 bygger på att friställa ovansidan av ventilblocket för att göra det mer

tillgängligt för igångkörarna. Skillnaden mellan koncept 2a (figur 19) och 2b (figur 20) är

att koncept 2a har en huv som täcker ovan- och framsidan medan sidorna är fasta,

koncept 2b däremot har en huv som friställer ventilblocket helt. För koncept 2b betyder

det att ett fönster måste sättas in för att synliggöra manometrarna. I detta fall har

manometrarna även flyttats till kortsidan. Det är meningen att igångköraren ska kunna

arbeta med blocket utan att behöva förflytta sig mellan kort- och långsida. För övrigt har

kanterna på oljeuppsamlingskaret gjorts högre på koncept 2a för att kunna rymma all

olja i tanken, medan koncept 2b har täckt underdel.

U TFORMNING

Figur 19; Konceptskiss 2a. Figur 20; Konceptskiss 2b.

Koncept 3

Det tredje konceptet bygger på att dela upp tekniken i aggregatet och tanken var för sig. Med dörrar som går hela vägen ner till golvet blir det ett större utrymme för de ingående komponenterna.

Pumparna kommer fram en bit från undersidan av tanken vilket underlättar åtkomsten av dem och blocket placeras så att det går att komma åt alla sidor som behövs framifrån. Koncept 3a (figur 21) är den enklare varianten som liknar ABBs elskåp framifrån.

Figur 21; Konceptskiss 3a.

I koncept 3b (figur 22) strävar designen efter att visa upp all teknik genom glasdörrar. Det är tänkt att placeringar och ledningsdragningar ska vara snyggt gjorda och på så sätt utstråla kvalitet.

Figur 22; Konceptskiss 3b.