KISTHANTERING FÖR

FRAMTIDEN

KPP301 EXAMENSARBETE 15HP PRODUKTUTVECKLING KONSTRUKTION

GRUNDNIVÅ H A N D L E D A R E : J A N F R O H M M D H & S Ö R E N E L F V I N G SE A B

E X A M I N AT O R : M A R C U S B E N G T S S O N M D H UTFÖRT AV: JOHAN LILJA PROGRAM: HÖGSKOLEINGENGÖRSPROGRAMMET INNOVATION OCH PRODUKTDESIGN

SAMMANFATTNING

Arbetet bygger på den ställda problemformuleringen att minska lyft inom

begravningsbranschen. Utifrån en förundersökning, kravspecifikation, funktionsanalys och

studiebesök är syftet att ta fram ett koncept till en ny produkt som skall förändra

handhavandet inom begravningsbranschen. Genom dessa grunder skapades ett antal koncept

som utvärderades i en Pughs matris och diskuterades grundligt med uppdragsgivarna. Sedan

kombinerades två av koncepten till ett nytt som blev sedan grunden till den kommande

produkten.

Komponenter valdes i största mån ur ett modulsystem som medförde flexibilitet. Montering

och tillverkning har utvärderats med hjälp av DFA- och DFM-verktygen vilket ledde till

förbättringar för enklare tillverkning och montering. Produkten har bearbetats i SolidWorks

där ritningsunderlag och komponentlistor på de färdiga komponenterna har sammanställts.

Sammanställningen ligger som grund till en första prototyp för att testa alla funktioner och

integrera elektroniken utefter behov och utsträckning.

Det färdiga resultatet är en vagn som kan transportera en kista. Med hjälp av två linjära

ställdon som viker de båda benen bakåt kan höjden justeras. Vagnen kommer vid inlastning

att befinna sig under kistan i begravningsfordonets lastutrymme. Vid inlastning finns

hjälpande funktioner och styrningar för att vagnen alltid hamnar på rätt plats och förankras på

ett säkert sätt i fordonet. Det finns en del frågetecken kring produktens koncept som återstår

att lösas innan den kan tillverkas. Det är förutom de områden som har avgränsas i detta arbete

i form av styrsystemet till de linjära ställdonen och klassificering i form av CE och de

elektronikklasser som marknaden kan kräva. Den mekaniska biten är klar för att tillverkas för

tester inför framtida konstruktion men till denna måste ovan givna punkter tas i beaktning för

att minska kostnader i senare skede.

Ställdonen uppfyller inte till fullo de temperaturkrav som ställts i kravspecifikationen och kan

behöva ändras. Då styrsystem och tekniska krav på ställdonen inte finns i beaktning i arbetet

kan det finnas med som krav när styrsystemet skall konstrueras så att dessa blir kompatibla

med varandra. Infästningspunkterna för ställdonen kan lätt justeras för att anpassas till andra

ställdon av just denna anledning.

FÖRORD

Jag vill rikta ett tack till mina uppdragsgivare Sören Elfving och Bror-Erik Andersson för stöd

och kunskap under arbetet och för att jag fick vara med och utveckla deras idé. Jag vill även

tacka Anders Martisen på minST innovation som gjorde att projektet blev möjligt. Tack till

min handledare Jan Frohm som väglett och stöttat mig i mitt arbete. Stort tack till samtliga för

förtroendet och möjligheten jag fick.

ORDLISTA

DFA - Design for Assembly. En metod som används för att optimera produkten med avseende på montering.

DFM - Design for manufacturing. En metod som inriktar sig på att forma produkten med avseende på tillverkningen.

FMEA - Failure modes and effects analysis. En tillförlitlighetsanalys som strukturerat analyserar alla möjliga felsätt, deras orsaker och konsekvenser.

Funktionsanalys - Verktyg som anger produktens funktioner.

Gantt-schema - Ett hjälpverktyg för planering av projekt.

Idégenerering - Begrepp för att sammanfatta kreativa övningar för att generera idéer.

Koncept - En tänkt lösning på ett givet problem.

Kreativitet - Meningsfullt idérikt skapande.

P-diagram - Parameter diagram. Ett verktyg som identifierar och representerar ingående signaler, kontrollparametrar och störningssignaler.

Pu-process -PU är en förkortning för Produktutveckling (produktutvecklings processen).

Pughs matris -Metod för att på ett systematiskt sätt vikta de olika konceptlösningarna mot varandra.

QFD -Quality function developement. Verktyg för att översätta kundkrav till teknisk specifikation.

CAD -Computer aided design. Tredimensionellt dataverktyg som används för att skapa digitala modeller, ritningar och visualisera en produkt.

Länkhjul - Som ett kundvagnshjul

INNEHÅLL

SAMMANFATTNING ........................................................................................................................ II

FÖRORD .............................................................................................................................................. III

ORDLISTA .......................................................................................................................................... IV

INNEHÅLL ........................................................................................................................................... V

BILAGEFÖRTECKNING ................................................................................................................. VI

FIGURFÖRTECKNING .................................................................................................................... VI

1 INLEDNING .................................................................................................................................. 1

1.1 BAKGRUND .............................................................................................................................. 1

2 SYFTE & MÅL ............................................................................................................................. 2

3 PROJEKTDIREKTIV .................................................................................................................. 2

4 PROBLEMFORMULERING ...................................................................................................... 3

5 PROJEKTAVGRÄNSNINGAR .................................................................................................. 4

5.1 PRECISERING AV PROJEKTET ................................................................................................... 4

6 TEORETISK BAKGRUND OCH LÖSMINGSMETODER .................................................... 5

6.1 PLANERING .............................................................................................................................. 5 6.2 PROBLEMIDENTIFIERING ......................................................................................................... 5

6.2.1 Funktionsanalys ............................................................................................................... 5 6.2.2 Kravspecifikation ............................................................................................................. 5

6.3 KONCEPT OCH VAL ................................................................................................................... 6 6.3.1 Pughs matris .................................................................................................................... 6 6.3.2 Komponentsökningar ....................................................................................................... 6 6.3.3 Cad .................................................................................................................................. 6

6.4 KONCEPTVÅRD ........................................................................................................................ 7 6.4.1 DFA ................................................................................................................................. 7 6.4.2 DFM ................................................................................................................................ 7 6.4.3 FMEA .............................................................................................................................. 9

7 TILLÄMPAD LÖSNINGSMETODIK ..................................................................................... 11

7.1 PLANERING ............................................................................................................................ 12 7.1.1 Planering av Arbetet ..................................................................................................... 12

7.2 PROBLEMIDENTIFIERING ....................................................................................................... 12 7.2.1 Analys av Förundersökning ........................................................................................... 12

7.3 KONCEPT OCH VAL ................................................................................................................ 13 7.3.1 Studiebesök 2 ................................................................................................................. 13

7.4 KONCEPTVÅRD ...................................................................................................................... 13 7.4.1 Komponentval ................................................................................................................ 13

7.5 CAD ...................................................................................................................................... 17 7.5.1 DFM och DFA ............................................................................................................... 18 7.5.2 FMEA ............................................................................................................................ 18

8 RESULTAT ................................................................................................................................. 20

8.1 KONSTRUKTION ..................................................................................................................... 20 8.1.1 Komponenter ................................................................................................................. 21

9 ANALYS ...................................................................................................................................... 21

REFERENSER .................................................................................................................................... 21

Tryckta Referenser .................................................................................................................... 21 Digitala referenser ..................................................................................................................... 21 Hänvisningar till tillverkare ....................................................................................................... 21

BILAGOR .............................................................................................................................................. 1

BILAGEFÖRTECKNING

Bilaga 1 Gannt schema

FIGURFÖRTECKNING

Figur 4. Processbeskrivning .................................................................................................................. 11 Figur 16. Den strängpressade Aluminiumprofilen med yttermått 40X40 mm ...................................... 15 Figur 17. Infästningar från Item ............................................................................................................ 15 Figur 18. Linjärt Ställdon från Linak .................................................................................................... 15

file:///C:/Users/Johan/Desktop/exjobb%20slut/Kisthantering%20för%20framtiden%20inlämnad%20Censurerad.docx%23_Toc369539854file:///C:/Users/Johan/Desktop/exjobb%20slut/Kisthantering%20för%20framtiden%20inlämnad%20Censurerad.docx%23_Toc369539856

1

1 INLEDNING

1.1 BAKGRUND

Innan projektet startades genomfördes en förundersökning bestående av en omvärldsanalys

med tillhörande konkurrensanalys för att kartlägga konkurrenter och andra faktorer som kan

påverka konceptets framtid. Konstruktionen skapades utifrån kravspecifikationen och de

framarbetade koncepten togs fram och bedömdes genom projektutvecklingsverktyg som

sedan ritades och visualiseras i SolidWorks. Ritningarna ligger till grund för den första

funktionsprototypen för tester och utvärderingen till företaget efter avslutat arbete.

2

2 SYFTE & MÅL

Dokumentation av komponenter som används redovisas för att inköp skall kunna göras och en

kostnadskalkyl skall läggas och samtidigt uppfylla de krav som ställs på konstruktionen och

för kommande klassningar. Målet är att underlaget för examensarbetet skall kunna användas

för att ta fram en funktionsprototyp för tester och utveckling av de system som kommer att

styra funktionerna.

3 PROJEKTDIREKTIV

3

4 PROBLEMFORMULERING

4

5 PROJEKTAVGRÄNSNINGAR

5.1 PRECISERING AV PROJEKTET

Produkten skall utformas utifrån en gemensamt uppsatt kravspecifikation framtagen genom

förstudier, uppdragsgivarens önskemål och erfarenheter, studiebesök och enklare

användarstudier. Konstruktionen kommer inte att innefatta den elektroniska styrningen av de

linjära ställdonen och manöverpanelens funktioner till denna. Styrning med tillhörande

elektronik kommer inte att tas med i konstruktionen men vetenskapen finns om att det ska gå

att montera detta i framtiden. Ställdonens specifikationer kan ändras under utvecklandet av

styrsystemet och de som nämns i rapporten är endast ett förslag för att förtydliga

konstruktionens funktioner. Klassificering enligt CE och EMC kommer ej att behandlas i

arbetet.

En utförlig rapport skall skrivas som behandlar projektarbetets samtliga delar som är utförda

under kursen. De verktyg som har använts skall även beskrivas för att nå resultatet enligt

rapportmall för examensarbete från Mälardalens högskola. Tidsbegränsningen för detta

projekt ligger på 10 veckors heltidstudier som motsvarar 15 högskolepoäng och 400 mätt i

timmar.

5

6 TEORETISK BAKGRUND OCH LÖSMINGSMETODER

6.1 PLANERING

Ett Gantt-schema är ett verktyg som används vid planering av ett projekt. Gantt utgörs av ett

flödesschema som används vid projektledning då det beskriver projektets olika faser och

aktiviteter. Den planerade tiden för varje aktivitet i projektet visas som horisontella

stolpdiagram längs med en tidslinje uppdelad i projektveckor. Stolparnas placering visar

respektive aktivitets start- och sluttid. Dessa ska sedan stämmas av med den tid det i

verkligheten tog. Som fördel kan dessa två olika resultat inneha olika färger för att bättre

kunna visualiseras. 1

6.2 PROBLEMIDENTIFIERING

6.2.1 FUNKTIONSANALYS

En funktionsanalys innehåller produktens/tjänstens olika funktioner. Utifrån kundens

önskemål analyseras vilka funktioner som är önskvärda och delar sedan upp dem i tre olika

kategorier: huvudfunktion, stödfunktion och delfunktion. Nedan framgår exempel.

Huvudfunktion: Produktens/tjänstens huvudsakliga uppgift. T.ex. en brödrostens huvudfunktion är att värma bröd.

Stödfunktion: Funktioner som stödjer huvudfunktionen. T.ex. att brödrosten skall vara lätt att lägga i eller ta ut bröd ur.

Delfunktion: Delfunktioner kan oftast ses mer som önskemål, dvs. dessa kan förbises för att kunna uppfylla huvud- och delfunktioner. T.ex. att brödrosten skall

vara i rostfritt stål.

Funktionsanalys är ett bra verktyg att använda vid produktutveckling, då det är viktigt att se vilken typ av funktion produkten/tjänsten skall tillföra för

användaren. Den används även som underlag vid utformning av

kravspecifikationen.2

6.2.2 KRAVSPECIFIKATION

En kravspecifikation är ett kontrakt som upprättas mellan beställare och leverantör. Det är ett

styrande dokument för hur produkten/tjänsten skall utformas och ska innehålla beställarens

önskemål och krav på produkten/tjänsten. Kravspecifikationens syfte är att se till så

leverantören får en klar bild av problemformuleringen och därmed minska kostnads‐ och

1 Antvik & Sjöholm, 2010, s.114

2 Österlin, 2010, s. 42.

6

tidsåtgång. Den används under utvecklingsprocessens gång för att kontrollera att önskat

resultat uppnås. 3

6.3 KONCEPT OCH VAL

6.3.1 PUGHS MATRIS

Efter konceptgenerering och sållning användes verktyget Pughs matris. Med Pughs matris ges

poäng för varje koncept. Ju högre poäng desto bättre är konceptet. För att kunna poängsätta

koncepten behövs en referens. Referensen är en konkurrerande produkt som finns ute på

marknaden. I Pughs matrisen listas kundkrav i en kolumn och placerar dem i ordning efter hur

viktiga de är. Finns exempelvis fem kundkrav får det viktigaste kravet värde fem och det

lägsta värde ett. När kundkraven är listade i rätt ordning under en kolumn så ställs

referensprodukten i kolumnen bredvid till höger med betyg noll på alla kraven. Nollan

innebär att den klarar kraven. Sedan återstår det att lägga koncepten i kolumner till höger om

referensprodukten och jämföra. Om ett koncept uppfyller ett visst krav lika bra som

referensen så skrivs en 0:a, om den uppfyller bättre så skrivs en 1:a och om den är sämre

skrivs -1. Slutligen finns en tabell med kundkrav och vikt, en referens, alla koncept och hur de

förhåller sig till referensprodukten. Sedan återstår att summera poängen för varje koncept.

Poängen beräknas på följande sätt:

Krav 1 – värd 5 poäng, multipliceras med förhållandesiffran -1, 0, eller 1 beroende på hur

konceptet är i jämförelse mot referensprodukten för det kravet.

Beräkning görs för varje rad i tabellen som sedan summerar konceptets poäng.

Vissa koncept kan få minus vilket innebär att den varit sämre gentemot referensprodukten. De

som får över noll poäng är bättre på vissa eller möjligtvis alla krav. Konceptet som fått högst

poäng i Pughs matrisen blir oftast det konceptet som man tar till nästa nivå i

produktutvecklingsprocessen. Pughs matris kan göras om flera gånger allt eftersom koncepten

utvecklas.4

6.3.2 KOMPONENTSÖKNINGAR

Då färdiga komponenter skall användas i en konstruktion kan med fördel leverantörernas

onlinekataloger eller trycksaker användas för att söka det söker.

6.3.3 CAD

CAD-Computer aided design. Tredimensionellt dataverktyg som används för att skapa

digitala modeller, ritningar och visualisera en produkt. En del av programmen klarar även att

göra simuleringar av flöden temperaturer och belastningar.5

3 Österlin, 2010, s. 51.

4 http://zoomin.idt.mdh.se/course/produktutveckling/konceptutv.asp. Hämtad 2013-06-09.

5 Österlin, 2010, s. 77.

http://zoomin.idt.mdh.se/course/produktutveckling/konceptutv.asp

7

6.4 KONCEPTVÅRD

6.4.1 DFA

Design for Assembly (DFA) handlar om att minimera monteringskostnaden. Detta görs

genom att anpassa produktens och komponenternas design så att de med kortast tidsåtgång

och minsta möjliga ansträngning kan monteras. Detta kan åstadkommas med bland annat

färger, delar som bara passar på en plats, att montering endast sker i en riktning, välutformad

basenhet för montering av komponenter, verktygslös installation, installation kan göras med

ena handen, informativ design. Designen skall helt enkelt underlätta arbetet för montören.

Informativ design betyder i detta fall att man guidar montören under monteringen hed hjälp av

produkten eller komponentens design. Ett exempel på detta är när linjer och färger kan

orientera montören till en korrekt placering av komponenten. Det skall även vara tydligt för

montören att komponenten sitter rätt. Hakar är ett bra exempel på detta. Man känner tydligt av

när komponenten fastnar på sin plats och ett litet klickljud meddelar även montören om att

den är riktigt placerad. 6

Att integrera en komponent vid tillverkningen minskar antal moment vid monteringen och

sparar därmed tid. Om färre moment utför likvärd montering har kostnaden för monteringen

reducerats. Ibland kan detta dock motstrida med ett tidigare DFM-beslut, om så skulle vara

fallet har den mest lönsamma åtgärden förhandsrätt förutsatt att produktkvaliteten inte

försämras. Vid DFA måste man ta hänsyn till vem/ vilka som kommer att montera produkten.

Det första monteringsstegen kommer oftast ske på fabrik av utbildad personal, men vissa fall

kan även slutkunden tänka sig att utföra enklare montering. Ett exempel på detta är IKEA,

stora möbler köps hem i delar och slutmonteringen sker av kunden själv. Detta kan skapa

vissa fördelar såsom; enkel transportering. Dock måste produkterna vara så pass genomtänkta

att det bör vara omöjligt att göra fel. Detta ställer oerhörda krav på produktdesignen men även

informationsdelning mot slutkund. Med detta i åtanke är det inte alltid det lönar sig att låta

slutkunden delta i monteringen.

”Idioter är otroligt påhittiga” 7

6.4.2 DFM

Design for Manufacturing (DFM) är idag en vanlig metod som används vid

produktutveckling. DFM är ett viktigt steg i produktutveckling då designen på produkten är

direkt hänförbar till tillverkningskostnaden, det vill säga att alla designval som görs under

designprocessens gång bidrar till den slutliga tillverkningskostnaden. En låg

tillverkningskostnad, det vill säga en låg kostnad per producerad enhet, ger en större

vinstmarginal vid försäljning och det är det som eftersträvas i DFM. Vid DFM är det viktigt

att känna till hur produkten kommer att tillverkas då det finns många olika metoder att tillgå.

Att behöva köpa in dyra maskiner för tillverkning av en specialanpassad del kommer inte att 6 Ullman, 2010, s. 329.

7 Sten Grahn, Mälardalens Högskola, KPP017, HT 2012

8

vara ekonomiskt försvarbart. Därför är det viktigt att designen är anpassad efter hur

produktionen går till. Att skicka iväg en modell för tillverkning är vanligt vid DFM då

designers får feedback på sin design. Metoden används redan vid konceptgenereringen i

utvecklingsprocessen där produktens egenskaper bestäms. Här vägs tillverkningskostnader

emot attraktiva funktioner eller former för att sedan se vilket som prioriteras gentemot

kravspecifikation och budget. 8

Tillvägagångssätt

Uppskattning av tillverkningskostnad

En uppskattad Produktionskostnad görs likt en ABC-kalkyl. Tillverkningssystemet ses som en

kostnadsbärare och identifierar dess direkta kostnader. Till de kostnader som anses direkta

kan råmaterial, inköpta komponenter, arbetskraft, maskintid, ställtider, verktygskostnader,

energiförbrukning, konsulter, etc. Efter identifiering katigoriseras de olika kostnadsställena

för att se vilken del i som har den högsta kostnaden. Tillverkningskostnaderna kan som

exempel brytas ner och kategoriseras i underkategorier som komponenter, montering och

övriga kostnader. En stycklista eller liknande kan vara ett bra hjälpmedel för att på ett enkelt

och överskådligt sätt se dessa kategorier och de olika kostnaderna. 9

Reducera komponentkostnad

För att underlätta och minska kostnaderna är det viktigt att designen/ingenjören har förståelse

för tillverkningsprocessen och dess olika steg. Finns ej detta kan det leda till höjda kostnader i

form av flera uppspänningar, för fina toleranser eller att fler maskiner än nödvändigt krävs för

tillverkningen.

För att kunna reducera komponenternas kostnad är det viktigt att designern/ ingenjören förstår

tillverkningsprocessen. Sätts exempelvis väldigt låga toleranser där det inte behövs kommer

det att krävas onödiga precisionsmaskiner och kostnaden för tillverkningen kommer att vara

onödigt hög. Det är viktigt att ha förståelse för vilka tillverkningsprocesser som är svåra i en

produktion och vad som driver kostnaderna. Vid behov bör tillverkningsexperter tillfrågas så

att man inte överstiger produktionens normala kapacitet. Har komponenten ”testtillverkats”

och feedback från tillverkaren granskats kan det till och med vara nödvändigt att ”redesigna”

den. Onödiga eller tidskrävande steg i tillverkningen kanske kan hoppas över om man gör

mindre ändringar i den tidigare tänkta designen. En annan kostnad är den för verktyg och

maskiner som kan påverka komponentkostnaden om dessa skall tillverkas. En maskin med

dyrt inköpspris kan ge en lägre kostnad per tillverkad enhet, antingen på grund av dess

kapacitet eller då den kan används en längre tid. Standardisera komponenter och processer är

också ett enkelt sätt att dra ner på kostnad per enhet. Stora kvantiteter köps in för ett lägre pris

än vid små beställningar. Detta fungerar bra om man ska tillverka stora serier eller om man

har möjlighet att använda inköp komponent i flera olika produkter.10

8 Ullman, 2010, s. 328.

9 Ulrich & Eppinger, 2008, s 211-216.

10 Ulrich & Eppinger, 2008, s 220-223.

9

6.4.3 FMEA

Failure mode and effectanalysis, FMEA, är ett verktyg som används för att hitta potentiella fel

som kan uppstå hos en produkt samt åtgärder till dessa. Verktyget kan användas genom hela

produktutvecklingen flera gånger men mer och mer noggrant allteftersom produkten

utvecklas. FMEA är ett av verktygen som används i DFR, Design for reliability. Det går även

att använda FMEA i produktionsprocesser då själva produkten inte blir fokus utan

processerna. I projektet kommer däremot produkten vara det som utvärderas 11

.

FMEA är uppbyggt i fem olika steg. Stegen bildar sedan kolumnerna i en tabell där varje

problem listas.

1. Hitta funktionerna. Det första steget är att analysera produktens samtliga funktioner

och fundera på hur de på något sätt kan haverera.

2. Hitta typ av haveri. Det andra steget går ut på att beskriva vilka haverier som förstör

funktionen i steg 1. Varje funktion kan möjligtvis haverera på flera olika sätt och varje

ny haverityp bildar en ny rad i tabellen.

3. Vilka effekter får haveriet? Till exempel, om ett kugghjul går sönder i ett mekaniskt

urverk så kommer urverket att stanna. Att urverket stannar är alltså effekten av

haveriet. Däremot kan det även här finnas fler effekter på varje typ av haveri, ett

kugghjul kan tillexempel repa sönder intilliggande hjul. Varje effekt bildar en egen ny

rad i tabellen.

4. Felorsakerna? I steg 4 försöker man hitta orsaker till varje haveri. Det kan såklart även

här finnas fler orsaker.

5. Det åtgärdande steget. Detta steg representeras i tabellen av tre kolumner. Den första

med rekommenderade åtgärder för varje felorsak. I den andra kolumnen fyller man i

vem som är ansvarig för åtgärdandet och i den sista kolumnen fyller ansvarige i vad

som gjorts för att åtgärda problemet. När problem är åtgärdade kan de behöva

analyseras på nytt för att se om de skapar nya problem eller haveriorsaker.

Något som även kan komplettera FMEA-tabellen är att använda sig av ett poängsystem och

på så sätt få fram ett ”risktal” för varje potentiell orsak. Detta är inte ett krav men ger mycket

bättre möjlighet att prioritera åtgärder rätt, speciellt i en komplex produkt. Poängen sätts ut på

effekt av haveriet, hur stor sannolikhet att haveriet uppstår samt hur stor sannolikhet att

haveriet upptäcks av användaren. Dessa tre multipliceras sedan med varandra och ger då

risktalet. Poängen sätts 1-10 vilket kan generera ett risktal mellan 1-1000.

Effekt av haveriet innebär allvarlighetsgraden det innebär. 1 på skalan innebär inga problem alls medan 10 innebär att produkten kan vara en risk att använda med

personskada som följd om detta händer.

11

http://zoomin.idt.mdh.se/course/produktutveckling/fmea.asp Hämtad 2013-06-09.

http://zoomin.idt.mdh.se/course/produktutveckling/fmea.asp

10

Hur stor sannolikhet att haveriet uppstår skalas från 1, då man aldrig tror att det kommer inträffa till 10, då haveriet troligen kommer att inträffa om produkten

används. Denna skalning kan vara svår att sätta, då de kan kräva en del

förkunskaper inom området. Detta är även en av begränsningarna med verktyget,

att det baseras på gruppens kunskaper.

Sannolikhet att felet upptäcks skalas från 1, att det kommer att upptäckas till 10 då det förblir oupptäckt.

11

7 TILLÄMPAD LÖSNINGSMETODIK

Nedan beskrivs den lösningsmetodik som tillämpats i arbetet. Figur 4 illustrerar hur processen

har sett ut under arbetets gång, planering, problemformulering, koncept och val samt

konceptvård.

Figur 1. Processbeskrivning

12

7.1 PLANERING

7.1.1 PLANERING AV ARBETET

Planeringen av arbetet planerades grovt i form av ett Gantt-schema där den givna tiden var 10

veckor á 40 timmar. Inom tidrymden skulle ett flertal olika moment innefattas. I detta skede

fanns bara tanken till produkten och förundersökningen till hands. Utifrån detta valdes att inte

precisera vilka verktyg som skulle användas i konceptutvärderingen utan tid avsattes bara för

de olika delarna. En stor del av tiden i planeringen avsattes för konceptgenerering,

Solidworks och rapportskrivande. Anledningen till detta var att vid tidigare projekt har dessa

bitar varit mer tidskrävande än vad som beräknats i planeringen. Schemat har sedan följts upp

för att se att planeringen följs under projektets gång. Planeringen har inte följts som det var

tänkt då det har blivit stora ändringar av material och komponentval i slutsketet krävdes en

stor insats på slutet som inte var planerad. Se Bilaga 1.

7.2 PROBLEMIDENTIFIERING

7.2.1 ANALYS AV FÖRUNDERSÖKNING

Den sedan tidigare framtagna förundersökningen är en del av trendspaningsrapporten av

Johan Lilja VT 2013 i kursen INO 101. Innehållet som analyserats är en omfattande och bred

konkurrensanalys inom lyft och hantering av kistor. Inom ramen för konkurrensanalys finns

inget som tyder på att det finns någon liknande produkt på marknaden vara sig tänkt för

emballage.

Förundersökningen innehåller även en PEST-analys och trendkartor över det branschområdet.

Pestanalysen är uppbyggd så att de faktorer som påverkar branschen delas upp i Politiska,

Ekonomiska, Sociala och Tekniska och dessa gås igenom. Detta skapar en bred bild av

påverkande faktorer och med hjälp av fakta från sökningar på berörda områden har en del av

dessa sets som speciellt viktiga för framtagnigen av detta koncept. De som har varit speciellt

intressanta har varit de om Befolkningsökning och urbanisering.

Befolkningsökningen påverkar hur många som skall transporteras, begravas och förvaras på

den berörda orten. Med en ökad befolkning ställs det högre krav på logistiken kring detta och

hanteringen måste skötas så att alla lagar följs. Belastningen vid hanteringen kommer att öka

och där kan en produkt som den tänkta komma väl till pass.

13

7.3 KONCEPT OCH VAL

7.3.1 STUDIEBESÖK 2

Det andra studiebesöket skedde i slutfasen av arbetet och var ett besök för att se vad den

berörda firman kunde ha att erbjuda för en framtida produkttillverkning. Under besöket

studerades det som var produkten vid detta skede i form av underlag i Solidworks.

Diskussioner om materialval och lösningar skedde och beslut togs om att byta ut

konstruktionen till delar av fabrikatet Item som har ett brett sortiment strängpressade profiler

med T-spår med tillhörande fästen. Det bestämdes även att produkten skulle ha två linjära

ställdon för att reglera höjden istället för ett. Besöket resulterade i att hela konstruktionen,

utom hjulen, fick göras om.

7.4 KONCEPTVÅRD

Konceptet med dubbla benpar bak fortsatte att utvecklas och då standardkomponenter skulle

användas så långt som möjligt söktes komponenter hos olika tillverkare som kunde passa i

konstruktionen.

7.4.1 KOMPONENTVAL

Val av komponenter har skett efter att ha sökt bland ett flertal olika leverantörer och

tillverkare. Då tillgången på olika leverantörer är god men deras produktinformation och

service skiljer sig åt har detta varit ett sorteringsverktyg under arbetet. De valda tillverkarna

av komponenterna till den färdiga produkten är sådana med brett sortiment, bra guider för

hjälp vid val av komponent och bra cad bibliotek för stöd till CAD underlag.

Rekommendationer och tidigare erfarenheter från uppdragsgivare och dess kontakter har

tagits som hjälp vid sökandet av komponenter tillsammans med tidigare nämnda orsaker.

HJUL

Vid val av hjul togs hänsyn till den tänkta maxhöjden på produkten i hopfällt läge, maximal

vikt samt dess framkomlighet enligt kravspecifikation. Då höjden är satt till 200 mm och att

hjulen skulle vara så stora som möjligt för framkomlighetens skull, togs detta med vid

sökandet. Ett flertal leverantörer söktes fram och utifrån kvalitén på produktinformation,

CAD-bibliotek, sökfunktioner och urval valdes leverantör av hjul. Då flertalet leverantörer

hade stora brister i sin produktinformation både angående mått, maxlast och beläggningar på

hjulens slityta, valdes dessa bort som leverantörer då det fanns leverantörer med bättre

produktinformation. Den valda hjulleverantören Blickle12

visade en tydlig guide till hur rätt

hjul väljs för rätt applikation och på ett fördelaktigt sätt kunna söka fram rätt hjul med ett

flertal faktorer som krav.

12

http://www.blickle.se Hämtad 2013-06-10

http://www.blickle.se/

14

De hjulpar som skall vara svängbara valdes i samråd med uppdragsgivaren. Länkhjulen var ett

bra alternativ då de har 360° rotation och att det kan vara lämpligt för manöverförmågan på

produkten då den är relativt lång. Hjul finns även att få med broms, som även det är ett krav

ifrån beställaren. Nackdelen med länkhjulen är att infästningsplanet måste vara vågrät med

hjulets rullplan för att den styrande förmågan skall kunna bibehållas. Det främre hjulparet

som skall vara fasta och ej roterbara har endast kravet att de skall vara samma beläggning som

de bakre på hjulets slityta och ha en så stor diameter som möjligt, samt en bredd på min 30

mm. Detta kommer att resultera i att de standardhjul som finns klarar större belastning än vad

som behövs för produktens max last.

Hjulens ytbeläggning skall vara sådan att den fungerar både utomhus på fastare underlag och

inomhus på ett skonsamt sätt mot golvet i t.ex. kyrkor och bårhus. Hjulen har även till uppgift

att vara stöd för produkten när den ligger hopfälld i begravningsfordonet genom att stödja mot

golvet. Beräkningar på hjulen ansågs inte vara nödvändiga då de redan är beräknade för

maximal last från tillverkaren. Då hjulen är relativt stora klarar de långt över den maximala

vikten som de kommer att utsättas för. Se Bilaga 5 och 6

MATERIAL I BÄRANDE DELAR

I det första konceptet fanns en tanke av att använda bårplanet som bärande del för att spara

vikt på konstruktionen. Vid en senare genomgång ändrade sig uppdragsgivaren och ville ha

konstruktionen så smal som möjligt i framkant och på mitten för att underlätta inlastning och

för att minska den uppbyggnad som idag sker av golvet i befintliga fordon. Anledningen till

uppbyggnaden är att få plats med utrustningen och att denna skall gå fri från hjulhusen i

fordonet. Detta ledde till att en ramkonstruktion togs fram med två längsgående parallella

profiler och tre tvärprofiler som sedan resterande delar av konstruktionen monteras i. Då

kistan endast belastar konstruktionen i sina fyra hörn är materialet däremellan

sammanbindande eller skapar bärighet för konstruktionen. Benen använder sig av samma

profiler som huvudramen. Fördelen med dessa profiler i den kommande provning av

prototypen är att det finns viss mån av justeringar för infästningar då det finns spår på alla

sidor. Dessa profiler finns sedan att beställa med öppningar på en till fyra sidor om det skulle

bli aktuellt att producera i dessa och om inte öppningarna behövs. De går även att täcka med

lister för att minimera att smuts och annat hamnar i spåren men detta kräver mer montage och

är inte att föredra vid serieproduktion. Dessa profiler är i 6063-T6 aluminium fast benämns i

DIN-standard i produktbladen och kommer att tas ur Items13

sortiment.

13

http://www.item24.de/en.html Hämtad 2013-06-10

http://www.item24.de/en.html

15

INFÄSTNINGAR

Infästningar till de valda profilerna finns det ett brett sortiment av och dessa är enkla att

montera och kombinera. För hopmontering av de befintliga profilerna samt infästningar av de

flesta detaljer kommer standard produkter att användas i den mån detta är möjligt.

Figur 3. Infästningar från Item

ELEKTRONISKA KOMPONENTER

Den vikande rörelsen av benen resulterade i att linjära ställdon valdes att använda som

assistans för höjning och sänkning av vagnen. Dessa linjära ställdon finns i ett flertal olika

varianter och oftast med inbyggda gränslägesbrytare och bromssystem. Bromssystemen var

ett krav på de linjära ställdon som skulle användas i denna konstruktion då de ej enbart

kommer att belastas i sina ändlägen. Med denna vetskap samt att den befintliga strömmen i

fordonen har en spänning av 12 V och att den uppskattade vikten att lyfta var uppskattad till

300 kg var det bara att börja söka efter lämpliga leverantörer. Valet föll på Linak då

uppdragsgivaren sedan tidigare hade god erfarenhet av deras produkter och dess kvalité. Då

kravet från början var att endast använda ett linjärt ställdon togs detta med i konstruktionen

och ett parallellstag förband de bakre med de främre benen, staget skulle sedan frikopplas vid

inlastning och de främre benen skulle fällas upp mekaniskt medan de bakre fortfarande skulle

fungera med hjälp av det linjära ställdonet. Förslaget ändrades senare genom att två mindre

ställdon använd, en för varje benpar. Detta ger fördelar i in- och utlastningsfasen där det

Figur 2. Den strängpressade Aluminiumprofilen med yttermått 40X40 mm

16

annars kan bli problem att få parallellstag att låsas i rätt läge vid urlastning på ojämnt eller

lutande underlag. Detta krävde omkonstruktion av mer än väntat men resulterade i nya

möjligheter med bättre och enklare inlastningsmöjligheter för användaren. Detta till följd av

att hjulparen kan höjas och sänkas individuellt.

STYRSKENA

Produkten vid inlastning i fordon kommer att behöva en styrning för att på ett säkert sätt

kunna transporteras och fixeras in i fordonet. Detta har varit ett av de största problemen att

lösa och att få plats med i konstruktionen. Till en början togs ett flertal förslag fram på

teleskopskenor, men då dessa oftast bygger på höjden och bör placeras på en bred bredd så

fungerade det inte med den smala konstruktionen som efterfrågades av uppdragsgivarna. Det

ledde till att ett utrymme i centrum av konstruktionen valdes att användas för denna funktion.

Då det stått klart vilken leverantör som skulle användas av material i huvudkonstruktionen

söktes deras sortiment igenom av linjära styrprodukter.

Då det första konceptet hade individuellt rörliga ben med parallellstag till de bakre krävdes

ingen sammanbindning av dessa ben. När det sedan beslutades att två ställdon skulle

användas blev det ett krav att de främre behövde sitta ihop. En idé var att integrera skenan i

benen. Då deras färdiga profiler som innefattade styrspår hade huvudmåtten 38 mm till

skillnad från 40 mm gick inte detta ihop med de valda fästena samt att den styrande

funktionen skulle vara placerad framåt vid användning som transportvagn. Med placeringen

skulle funktionen bli utsatt för stötar om något skulle köras på och detta skulle kunna leda till

att den skadas och halva funktionen av produkten skulle utebli.

Vid vidare utforskning visade det sig att de har skenor som det monteras slipade rundstänger

på. Dessa kunde monteras i de valda profilerna i benen utan någon bearbetning förutom

kapning till rätt längd. Dessa kommer fungera som styrningar mot hjul med konkav yta som

monteras i rad inuti bilens lastutrymme. Denna konstruktion spar vikt åt konstruktionen och

frigör utrymmet ovanför benen för annan montering och sammanbindning av ben.

17

7.5 CAD

Solidworks är det CAD-program som har använts för att realisera produkten och skapa ett

ritningsunderlag för senare tillverkning. Det är ett fåtal av produkterna som är ritade specifikt

för denna produkt då den bygger på standardkomponenter. Leverantörerna av komponenterna

erbjuder dessa cad filer för att underlätta arbetet för konstruktören. Dessa filer innehåller även

artikelnummer och benämningar som kan vara till nytta vid en senare beställning för

produktion. De CAD filer som har använts på produkter från tillverkarna har hämtats i deras

cadbibliotek och inte ritats av skaparen till detta arbete.

18

7.5.1 DFM OCH DFA

DFM har funnits med genom hela arbetets gång men blivit extra tydligt på slutet då

leverantören av profiler och fästen blev bestämt. Då leverantören tillhandahåller det mesta

som finns i fästelement och profilväg valdes att använda så mycket av de komponenter som

de tillhandahöll som möjligt. Fördelen med detta är att större inköp kan göras och priserna

kan hållas nere. Resultatet medförde att alla leder till benen byttes ut mot de som leverantören

tillhandahöll istället för egentillverkade. Ben och ramverk till produkten kommer att bestå av

en och samma strängpressade aluminiumprofil med t-spår. Istället för ett flertal olika

dimensioner på fyrkantsrör i aluminium som var tänkt från början. Detta har även medfört att

bearbetningen av de ingående delarna har minskat. Bearbetningen sker efter ändring enbart

genom kapning av profilerna och borrning/gängning av hål som krävs för infästning av en del

fästelement. För att förenkla vid tillverkningen har det hål som behöver borras i den mån det

har varit möjligt lagts på samma sida som de andra hålen. Anledningen är att få bearbetning

av så få sidor som möjligt då omriggning av biten begränsas och kostnader, tid sparas vid

tillverkningen. Som komplement till detta har konstruktionen strävat efter att vara liksidig för

att minska antalet olika komponenter och den extra tillverkning detta kräver. De

produktspecifika detaljerna som de infästningarna för att sammanbinda de bakre hjulen med

hjulplattan är utskuren och i detta läge är både höger och vänster lika. Vid bockningen sker

sedan förändringen om det blir en höger eller vänster detalj.

DFA har använts på samma sätt som DFM under arbetets gång och tankarna kring detta har

funnits med hela tiden. Ibland har en snabb blick gjorts över den CAD-ritade konstruktionen

för att se om det är något som kan förenklas för monteringen. Då standardkomponenter

används till stor del är själva monteringen av komponenten redan given och svår att påverka.

Det som kan göras för att underlätta i detta skede är att se till att så många av de olika

komponenterna sitter placerade på en och samma yta för att minska hanteringen vid montage.

Arbetet har strävat efter att ge tydlighet i hur de detaljer som ska monteras. Som exempel kan

ramens undre balk ges. Där de olika lederna skall sitta i ändarna av balken istället för en bit in

på. Då flertalet av fästena inte har genomgående hål är fixturer att föredra vid monteringen för

att minska risken för att fästen placeras på fel plats och spara tid.

7.5.2 FMEA

En FMEA analys har gjorts på produkten som helhet då alla de färdiga komponenterna ansågs

uppfylla de krav som leverantörerna uppger. De som blev det som hade störst påverkan var

felmontering och defekter från monteringen. Då det är många förbindelser mellan de olika

komponenterna finns det många punkter där det kan bli fel eller brista om fel

åtdragningsmoment av skruvar används. Minst påverkan hade de glidelement som gör att

bårsläden glider i ramens spår. Se Bilaga 7

19

20

8 RESULTAT

8.1 KONSTRUKTION

Konstruktionen är i första hand uppbyggd av standardkomponenter för att minska på

produktion och utvecklingskostnader. Konstruktionen kommer att ligga som grund för

kommande utveckling med integrering av de elektroniska funktionerna, system för styrningen

av dessa samt tester av inlastningsfunktionerna. Detta kommer att utföras för kommande

produktion och säkerställa produktens tillförlitlighet. I detta skede kan det vara fördelaktigt att

kunna göra enklare justeringar som inte kräver tillverkning av nya delar till konstruktionen.

Genom att använda standardkomponenterna och dess infästningsmöjligheter i de valda

profilerna finns det utrymme för att justera fästenas position och läge.

21

8.1.1 KOMPONENTER

9 ANALYS

REFERENSER

Tryckta Referenser

Antvik, Sven. & Sjöholm, Håkan. (2010) Projekt – ledning och metoder. SIS Förlag AB.

ISBN: 91-7162-680-8

Sten Grahn, Mälardalens Högskola, KPP017, HT 2012.

Ulrich, Karl T. & Eppinger, Steven D. Product Design and Development. 4 uppl.

New York: The McGraw-Hill Companies, Inc, 2008 – ISBN-13: 9780071259477,

ISBN-10: 0071259473.

Ullman, David G. (2010). The mechanical design process. Fourth edition. ISBN: 987-0-07-

297574-1. Mc Graw Hill.

Österlin, Kenneth. (2010) Design i fokus. Malmö: Liber AB. ISBN: 978-91-47-09443-1.

Digitala referenser

http://zoomin.idt.mdh.se/course/produktutveckling/fmea.asp Hämtad 2013-05-09.

http://zoomin.idt.mdh.se/course/produktutveckling/konceptutv.asp Hämtad 2013-05-09.

Hänvisningar till tillverkare

www.blickle.se Hämtad 2013-06-10

http://www.item24.de/en.html Hämtad 2013-06-10

http://zoomin.idt.mdh.se/course/produktutveckling/fmea.asphttp://zoomin.idt.mdh.se/course/produktutveckling/konceptutv.asphttp://www.blickle.se/http://www.item24.de/en.html

1

BILAGOR

Bilaga 1 Gannt schema

2

Bilaga 1 Gannt schema

Tidssch

em

a. Plan

erin

g Joh

an Lilja Exam

en

sarbe

te V

T 2013

Att gö

raV

ecka 13

Ve

cka 14V

ecka 15

Ve

cka 16V

ecka 17

Ve

cka 18V

ecka 19

Ve

cka 20V

ecka 21

Ve

cka 22V

ecka 23

Ve

cka 24

Plan

erin

g Rap

po

rt/ up

pstart

1014

Gran

sknin

g av föru

nd

ersö

knin

g10

2

Kravsp

ecifikatio

n10

Fun

ktion

sanalys

5

Ko

nce

ptge

ne

rerin

g30

Ko

nce

p10

Val av ko

nce

pt

15

DFA

5

DFM

5

FMEA

5

Be

räknin

gar14

6

Cad

och

ritnin

gsun

de

rlag7

2022

Pro

totyp

1030

20

Rap

po

rt4

810

88

66

2010

1010

Gran

sknin

g och

Pre

sen

tation

/op

po

ne

ring

1010

30to

t: Plan

erad

tidto

t till förfo

gand

e

Sum

ma tid

2439

4033

3040

3430

4040

2030

400400

Re

servtid

för p

rob

lem

som

kan u

pp

stå16

10

710

06

100

0

Tidssch

em

a. Utfall

Att gö

raV

ecka 13

Ve

cka 14V

ecka 15

Ve

cka 16V

ecka 17

Ve

cka 18V

ecka 19

Ve

cka 20V

ecka 21

Ve

cka 22V

ecka 23

Ve

cka 24

Plan

erin

g Rap

po

rt/ up

pstart

1014

Gran

sknin

g av föru

nd

ersö

knin

g10

2

Kravsp

ecifikatio

n10

Fun

ktion

sanalys

5

Ko

nce

ptge

ne

rerin

g30

Ko

nce

p10

Val av ko

nce

pt

15

DFA

5

DFM

5

FMEA

5

Be

räknin

gar10

6

Cad

och

ritnin

gsun

de

rlag7

1022

2020

20

Pro

totyp

1030

20

Rap

po

rt4

62

48

66

2010

2030

Gran

sknin

g och

Pre

sen

tation

/op

po

ne

ring

1010

30to

t: Utfall tid

tot till fö

rfogan

de

Sum

ma tid

2437

3229

3026

2830

6670

6030

462400

Re

servtid

för p

rob

lem

som

kan u

pp

stå16

38

1110

1412

10-26

-30-20

Ko

nce

ptu

tvecklin

g.

An

dra ve

rktyg kan

kom

ma att

använ

das vid

be

ho

v

Ko

nce

ptu

tvecklin

g.

An

dra ve

rktyg kan

kom

ma att

använ

das vid

be

ho

v