Omkonstruktion av komponenter i en desinfektionsdiskmaskin med syfte att reducera monteringstiden

Transkript

1 Examensarbete Omkonstruktion av komponenter i en desinfektionsdiskmaskin med syfte att reducera monteringstiden Författare: Fang Chen, Hampus Eriksson Handledare: Samir Khoshaba Examinator: Izudin Dugic Termin: VT 15 Ämne: Maskinteknik Nivå: Grundnivå Kurskod: 2MT10E, 22,5 hp Datum: Institutionen för maskinteknik

2 Sammanfattning I dagens globaliserad värld är företag utsatta för hård konkurrens och den som slutar förbättra sin produkt kommer att konkurreras ut från marknaden. För att få lönsamhet på en produkt måste den ha en bra produktmarginal, och detta kan uppnås genom kostnadseffektivisering. En minskad monteringstid kan öka effektivitet vid montering som i sin tur kan bidra till en sänkt produktkostnad. Fokus i detta arbete ligger därför i att konstruera om komponenter av produkten för lättare och snabbare montering. Produkten är en desinfektionsdiskmaskin som får plats under bänken. I metodologin presenteras olika vetenskapliga metoder och relevanta teorier som kommer att appliceras i arbetet beskrivs i teoridelen. Utförandet av arbetet berskivs i kapitlet genomförande där nulägesbeskrivning, nulägesanalys samt förbättringsförslag till de tre upptäckta problemen genomförs. Flesta teorierna handlar om monteringsanpassad konstruktionen (DFA), utvecklingsprocesser och tidsstudie från Boothroyd och Dewhurst. Problemen förklaras i nulägesanalysen och sedan genomförs tidsstudier på alla problem. Huvudproblemen som upptäcks i detta arbete handlar om skymd sikt samt bristande utrymme vid insättningen av komponenter vid monteringen. Tidsstudier genomförs för att sedan beräkna konstruktionseffektiviteten som är ett underlag för att visa vilka delar är krångliga att montera och kan resultera en extra lång monteringstid. Målet är att sänka monteringstiden genom att förbättra sikten och utrymmet och att minska antalet delar. Förbättringsförslagen till alla problem baseras huvudsakligen på tillämpningen av konceptundersökningen samt konceptpoängsättningen för att finna det bästa förslaget för förbättringen till varje problem. På grund av att ingen egen tillverkning sker på företaget har författarna valt att utföra beräkningar istället för att verifiera att lösningarna till problem håller. Resultatet i detta arbete blir att antalet delar och skruvar har minskats samt att sikten och tillgängligheten vid insättning av komponenter har förbättrats, vilket i sin tur kan bidra till en minskad monteringstid. II

3 Summary Companies are facing strong competitions in today s globalized world and those who end improving their products will inevitably be driven out from the market. The product must have a good marginal to gain profitability and the cost efficiency will be a good solution. By decreasing the assembly time the efficiency for assembly can be improved and this in return will contribute to a reduced product cost. Therefore, the focus in this work lies in reconstructing parts of the product in order to facilitate assembly and reduce the assembly time. The product is a special model of washer-disinfector which stands under the bench. Various scientific methods are presented in the methodology and relevant theories which are going to be applied in this work are described in the theory part. The implementation part, which consist of the description and analysis of the present situation for the company and the product, assembly process, assembly time at all stations and suggestions for the 3 discovered problems, will be went through. Most theories are about design for assembly (DFA), product development process and the time study from Boothroyd Dewhurst. The problems are explained in the analysis for the present situation and later time studies are carried out on all problems. The main problems that are detected in this work concern the bad visibility and lack of space for installations of some components in the assembly. Time studies are execute to calculate the design efficiency, which is a groundwork to show which parts are difficult to be mounted and can result in an extra-long assembly time. The goal is to reduce the assembly time by improving the visibility, extending the space and reducing the number of parts. The suggestions for improvements to all problems are mostly based on the application of the concept screening and concept scoring to find the best suggestion for improvement to every problem. Since the company does not have their own manufacuturing, the authors have chosen to make calculations instead to verify certain problems.result in this work turns to be that the number of parts as well as screws has been reduced, visibility and access to the insertion of components have been improved, which kan contribute to a reduced assembly time. III

4 Abstract Fokus i detta arbete ligger i att konstruera om vissa delar av produkten för lättare och snabbare montering. Huvudproblemen som upptäcks i detta arbete handlar om skymd sikten vid monteringen samt bristande utrymme för installation av komponenter. Arbetet börjar med att formulera undersökningsproblemet och sedan presenteras olika vetenskapliga metoder, relevanta teorier samt genomförandet av arbetet. Nulägesbeskrivning, nulägesanalys samt förbättringsförslag till problemen utförs i genomförandet. På grund av att ingen egen tillverkning sker på företaget har författarna valt att utföra beräkningar istället för att verifiera att lösningarna till problem håller. Resultatet i detta arbete blir att antalet delar och skruvar har minskats samt att sikten och tillgängligheten vid insättning av komponenter har förbättrats, vilket kommer att minska monteringstiden till en viss del. Nyckel ord: Monteringstid, monteringsanpassad konstruktion(dfa), regler för monteringsanpassad konstruktion, utvärderingsmetod från Boothroyd Dewhurst, tidsstudie, konceptgenering, konceptval IV

5 Förord Arbetet omfattar 22,5 högskolepoänger och är det sista momentet i studier för högskoleingenjör vid Linnéuniversitetet i Växjö. Författare för detta examensarbete är två studenter som studerar maskinteknik med inriktning produktutveckling. Examensarbetet är skrivet hos ett medicintekniskt företag i södra Sverige och den undersökta produkt är en speciell model av desinfektionsdiskmaskiner. Vi vill tacka företaget för att erbjuda möjligheten för genomförandet av vårt examensarbete. Under processens gång har vi kommit i kontakt med personal från olika avdelningar och alla har varit trevliga och hjälpsamma. Vi vill tillägna ett stort tack till Cecilia Nillroth som har varit vår handledare från företaget för allt hjälp och stöd, vi är oerhört tacksamma för hennes engagemang, vägledning och tid för vårt arbete. Vi vill också tacka Kristina Södergren, Bolethe Klemensen och Thomas Idermark, som arbetar på monterings linjen där produkten undersöks i arbetet, för deras engagemang och hjälp. Ett tack från oss även till Erik Engeldal från konstruktionsavdelningen för hjälpen med de tekniska stöden. Sist men inte minst vill vi uttrycka våra tacksamhet till Samir Khoshaba, vår handledare från universitet och Izudin Dugic, examinatorn för examensarbetet, för deras hjälp och råd. V

6 Innehållsförteckning Sammanfattning... II Summary... III Abstract... IV Förord... V Innehållsförteckning... VI 1. Introduktion Bakgrund Problemformulering Syfte Mål Avgränsningar Metodologi Vetenskapligt synsätt Positivism Hermeneutik Rapportens vetenskapliga synsätt Vetenskapligt angreppsätt Deduktion Induktion Abduktion Rapportens vetenskapliga angreppssätt Forskningsmetod Kvantitativ forskningsmetod Kvalitativ forskningsmetod... 7 VI

7 2.3.3 Rapportens forskningsmetod Datainsamling Primärdata Sekundärdata Intervju Observationer Rapportens datainsamlingsmetod Undersökningsmetod Surveyundersökning Fallstudie Experimentell undersökning Rapportens undersökningsmetod Sanningskriterier Validitet Tillförlitlighet Rapportens sanningskriterier Sammanställning av rapportens metoder Teori Produktutvecklings process Konceptgenerering konceptval Tillverkningsanpassad konstruktion Montering Monteringsanpassad konstruktion Regler för monteringsanpassad konstruktion Minska antalet delar och typer av delar i en produkt VII

8 3.5.2 Sträva efter att eliminera justeringar Utforma själv-lokaliserade och justerbara delar Beakta åtkomst och synlighet för varje operation Beakta enkel hantering av delar från bulk Utforma delar som inte kan installeras felaktigt Eliminera behovet av omorientering vid monteringen Maximera symmetrin på delarna Utvärderingsmetod Plastmaterial Limning Miljöanpassad konstruktion Beräkningsteorier för skruvdimensionering Glidande krafter och friktion Tillämpning av glidande krafter i skruv situation Separerande krafter vid skruv Åtdragningsmoment på skruv Val av säkerhetsfaktor Genomförande Nulägesbeskrivning Produktpresentation Monteringsprocess Monteringstid vid alla stationer Nulägesanalys Problemområde Problemområde Problemområde VIII

9 4.3 Förbättringsförslag Förbättringsförslag till problem Förbättringsförslag till problem Förbättringsförslag till problem Resultat och analys Resultat och analys på problem Resultat och analys på problem Resultat och analys på problem Diskussion Slutsats Referens Bilagor... 1 IX

10 1. Introduktion I introduktionen kommer bakgrund, problemformulering, syfte, mål samt avgränsningar till arbetet att presenteras. 1.1 Bakgrund I dagens globaliserad värld är företag utsatta för hård konkurrens. Nya aktörer strömmar in på marknaden hela tiden och detta tvingar företag att ständigt arbeta med förbättringar på sina produkter. Den som slutar förbättra sin produkt kommer oundvikligt att konkurreras ut från marknaden. Enligt Mallick et al [1] är det en stor utmaning att utveckla produkter som kan glädja kunder och skapa konkurrensfördelar, men att kunna upprätthålla de fördelar efter produktlanseringen kan vara lika utmanande. För att klara av de utmaningar som ökade kundtillfredsställande och konkurrenskraften kan produkt-centrerad kontinuerliga förbättringar vara en bra lösning. Produkt-centrerad kontinuerliga förbättringar är åtgärder som företag använder för att ändrar utformningen av en produkt efter produktionsstart och produktsinsläpp på marknaden. Genom att eliminera vissa befintliga funktioner, tillämpa teknik eller material av en lägre kostnad, eller göra ändringar på produkten så att den är lättare och snabbare att tillverka kan kostnaden på produkten minskas. För att nå lönsamhet på en produkt måste den ha en bra produktmarginal, och detta kan uppnås genom kostnadseffektivisering. King [2] hävdar att kostnadseffektivisering är och kommer att fortsätta att vara det utmärkande draget för företag som har möjlighet att möta utmaningar med stigande kostnader och snävare vinstmarginaler. Som svar på vinst- och produktivitetspress har nästan alla företag inriktat sig på kostnadsreduktion i viss utsträckning. För att en produkt med lite produktmarginal ska vara lönsam är kostnadssänkning en effektiv lösning. Vid all typ av produktutveckling måste hänsyn tas till människors förutsättningar och behov. Att integrera ergonomi både i produktionsprocessen och i produkten kan gynna människors hälsa, Guimaraes et al [3] 1

11 har påvisat att integrationen av makroergonomi och principer för produktionsstyrning kan öka både medarbetarnas välbefinnande och produktivitet, vilket leder till ett mer hållbart system. Produkter bör konstrueras på sådant sätt att samhällets mål för ekonomiskt, socialt och ekologiskt hållbar utveckling kan uppnås. Vid framtagning av produkten måste även stor hänsyn tas till miljön. Kara et al [4] har påpekat att en förbättrad miljöprestanda hos produkter och tjänster har på senaste åren blivit en av de viktigaste strategiska och operativa mål för tillverkarna. Detta är på grund av påverkan och krav från olika intressenter som regeringen, konsumenter, samhällen och affärspartner. Företaget tillverkar desinfektionsutrustningar avsedda för sjukhus, vården och tandkliniker och är beläget i södra Sverige. Företaget ingår i en stor koncern som utvecklar och tillverkar utrustning och tjänster för rengöring, desinfektion och sterilisation av instrument. Deras produkter säljs på den globala marknaden och företaget har cirka 30 % av världsmarknadsandelarna för desinfektionsdiskmaskiner. Idag har företaget cirka 200 anställda. Företaget har ingen egen tillverkning i fabriken och alla produkter monteras ihop och sedan skickas till kunderna. 1.2 Problemformulering Produkten som undersöks i detta projektarbete är en specifik modell av desinfektionsdiskmaskiner som är tillverkade i ett företag i södra Sverige. Modellen är en så kallad underbänk-diskmaskin och är ofta installerad under en diskbänk för att spara bänkutrymme. Den används inom vårdavdelningar, kliniker och tandläkarmottagningar. Utöver att fylla de funktioner som en diskmaskin har, måste desinfektionsdiskmaskinen kunna komma upp till en temperatur av 90 C för att desinfektera olika föremål [5]. Figur 1 visar hur försäljningen på produkten har utvecklas de senast åren. Från 2013 till 2014 har försäljningen sjunkit med 34 % och prognosen från 2015 tyder på att produkten kommer att sjunka med 8 % Företaget är utsatt för hård konkurrens med produkten på den globala marknaden. Den största konkurrent som företaget har är en tysk tillverkare av avancerade hushållsapparater, kommersiell utrustningar och kök. Genom att tillägga funktioner för desinfektion och att modifiera viss konstruktion på sina vanliga diskmaskiner, kan konkurrenten lätt sälja sina produkter i en snabbare takt och till ett lägre pris. Företaget konkurrerar också med låglöneländer där liknande produkt tillverkas mycket 2

12 billigare. Detta tvingar företaget att sänka produktkostnaden för att behålla sina marknadsandelar. Eftersom produkten säljs via försäljningsbolag eller distributörer, varierar slutpriset på marknaden beroende på vilken marknad den säljs. Produktens pris består av tillverkningskostnad, påläggkostnader och transportkostnader från försäljningsprocessen. Företaget själv styr inte det pris som läggs till av försäljningsbolagen och distributörer, och det möjliga sättet för att sänka produktpriset är att sänka internt kostnaden på produkten. Figur 1: Antal sålda enheter per år Den största kostnaden på desinfektionsdiskmaskiner är materialkostnad. Monteringskostnaden täcker 13,6% av den totala kostnaden. En del i den vikande försäljningsutvecklingen beror det relativt stora antal timmar i montering. Selvaraj et al [6] har påpekat att det framgångsrika slutförandet av en produkt i form av schema och kostnad beror på att förkorta ledtiden som krävs för att utveckla produkten. Eftersom statisktiken från företaget har visat att efterkalkylerad monteringstid per produkt är högre än den förkalkylerade monteringstiden per produkt ligger fokus i detta arbete på den lägre kostnadsandelen som montering. Företaget får bara betalt för den förkalkylerade tiden och detta leder till att vinstmarginalen blir mindre än vad företaget har beräknat. Minskad monteringstiden kommer att öka effektivitet vid montering som i sin tur bidrar till en sänkt produktkostnad. 3

13 Författarna kommer att konstruera vissa delar av produkten för lättare och snabbare montering. Undersökningsfrågan i detta arbete definieras som: Kan monteringstiden på en desinfektionsdiskmaskin sänkas genom att konstruera om delar av produkten? 1.3 Syfte Syftet med projektet är att sänka monteringstiden genom att förbättra sikten och utrymmet och att minska antalet delar som leder till sänkta tillverkningskostnader. 1.4 Mål Målet med projektet är att hitta konstruktions lösningar för att minska monteringstid på en specifik modell av desinfektionsdiskmaskiner. Målet är även att lösningar sedan ska kunna appliceras på andra modeller av desinfektionsdiskmaskiner som tillverkas i företaget. 1.5 Avgränsningar Projektet är avgränsat till en specifik modell av desinfektionsdiskmaskiner som tillverkas på företaget. Undersökningsområdet ska avgränsas till monteringen. Maskinen delas upp på komponent nivå och konstruktionsändringar görs på enskilda komponenter som i nuläget försvårar montering. Produktens funktioner ska behållas, arbetet avser endast att korta tiden för montering och inte ändrar produktens avsedda användningsområde. Tiden för projektet är begränsad till 4 och en halv månader. 4

14 2 Metodologi I kapitalet nedan presenteras olika vetenskapliga metoder samt studiens egna metoder, synsätt och genomförande. 2.1 Vetenskapligt synsätt Positivism och hermeneutik är två olika vetenskapsteoretiska traditioner. Positivism fokuserar på den kvantitativa metodteorin medan hermeneutik inriktar sig mer i den kvalitativa metodteorin. Andra skillnader mellan de två traditionerna handlar om att undersöka olika objekt och olika områden [7] Positivism Teorier inom den positivistiska traditionen består av satser vars beskrivning avser samband mellan olika observerbara eller mätbara företeelser i den verkliga världen. Det som är omätbart kan enligt denna tradition inte undersökas på ett vetenskapligt sätt och det omätbara sambandet kan vara omöjligt att uttala sig vetenskapligt [7] Hermeneutik Hermeneutik är en tolkningsfilosofi. Teorier inom den hermeneutiska traditionen innehåller beskrivande satser, men domänen som beskrivs är omöjligt att mäta. Kunskap som söks i den typen av undersökningar är inte direkt observerbart, det rör sig däremot om att studera människors uppfattning om verkligheten. Istället för att formulera hypoteser där mätbara egenskaper anges, strävs det efter en teoriformulering som kan förmedla en förståelse om hur människor från en viss grupp uppfattar verkligheten [7] Rapportens vetenskapliga synsätt I studiens vetenskapliga synssätt är det en kombination av positivism och hermeneutik. Den hermeneutiska synen på världen kommer att används i nulägesanalysen av diskdesinfektören. Detta är för att öka förståelsen för en diskdesinfektör där kunskap om dessa funktioner, ändamål och process 5

15 tillhandahållas. Under processens gång kommer gruppen att genomföra intervju med montörer, konstruktörer, och produktionsansvariga. Det positivistiska synsättet används när gruppen tittar på ritningar och statistik inom produktion för att kunna identifiera problem eller hitta områden med problem. Det betyder att forskarnas förståelse kring produkten och nuläget förstärkas med hjälp av insamlad data och information enligt det positivistiska synsättet. 2.2 Vetenskapligt angreppsätt Det vetenskapliga angreppsättet består av deduktion, induktion och abduktion Deduktion Från det positivistiska synsättet är idag den deduktiva metoden etablerad. Deduktiva metoden handlar om att formulera en hypotes och grunden till hypotesen förklaras först. Därefter samlas data in för att bekräfta eller falsifiera den angivna hypotesen. För att arbetet ska vara vetenskapligt ställs det ett krav att hypotesen ska vara falsifierbar, det vill säga den ska vara så specifik att det går att avfärda hypotesen som falsk [7] Induktion Den induktiva metoden används ofta inom hermeneutiska undersökningar och skiljer sig från den deduktiva metoden genom att ha en annan ordningsföljd. Den induktiva metoden börjar med en datainsamling som är relevant till frågeformulering. Om de insamlade data är stor nog används den till att skapa en bild av situationen och för att skapa en generell hypotes. Detta sätt gör att materialet blir teorineutralt och formar vilken hypotes som skapas [7] Abduktion Abduktion handlar om att försöka hitta och ansluta sig till en teori som förklarar en viss angiven mängd data på bästa möjliga sätt. Metoden är ibland en osäker källa till kunskap med anledning att teorier i sig kan vara felaktiga, trots att de kan förklara data på bäst sätt. När ytterligare observationer genomförs, kan det dyka upp en annan ny teori som betraktas den bästa för tillfället. Termen abduktion används 6

16 för att beskriva en process att få fram en ny hypotes eller för processen att ansluta sig till den bästa hypotes [8] Rapportens vetenskapliga angreppssätt I projektet används endast det beskrivna induktiva angreppssättet eftersom projektet i början använder sig av en frågeställning. Efter frågan samlas data som är relevant för att lösa och förstå den givna frågan. Därefter skiljer sig författarnas arbetssätt eftersom en lösning ska skapas. Lösningen ska försöka lösa frågan men även kunna vara en generell lösning som kan användas i andra sammanhang. Det induktiva angreppssättet beskrivs ha mest influenser från det hermeneutiska synsättet. Dock i detta projekt kommer det induktiva angreppsättet att influeras av det positivistiska samt hermeneutiska synsättet. 2.3 Forskningsmetod I forskningsmetoden finns det kvantitativ metod och kvalitativ metod Kvantitativ forskningsmetod Den kvantitativa forskningsmetoden utgår ifrån att det som studeras ska vara mätbart och att resultaten på undersökningen ska presenteras numeriskt [9]. Frågorna som hur mycket eller hur många det är av något ska besvaras och användning av statistik förekommer ofta i denna metod [8] Kvalitativ forskningsmetod Den kvalitativa forskningsmetoden utgår ifrån att varje fenomen ska innehålla en unik kombination av kvaliteter eller egenskaper som inte kan mätas eller vägas [9]. Intresset i denna metod ligger i att söka förståelse istället för att försöka förklara eller förutsäga på första hand. Tolkning är en grundläggande del i kvalitativ metod och i den här punken skiljs kvantitativ och kvalitativ forskning åt [8]. 7

17 2.3.3 Rapportens forskningsmetod Genom att mäta monteringstid och att genomgå olika statistik från företaget kommer den kvantitativa forskningsmetoden in i studien. Intervjun med personalen från produktion och konstruktion avdelningarna kommer att genomföras och därefter ska åsikter och feedback från personalen bearbetas i syftet att öka förståelsen kring produkten från alla möjliga aspekter. I den här processen kommer den kvalitativa forskningsmetoden till användning. 2.4 Datainsamling Primärdata Primärdata är direkta data och den behöver samlas in. Källorna för primärdata kan komma ifrån respondenter, observationer och mätningar. Fördelen med primärdata är att det finns anpassning mellan fråga och data, medan nackdelarna är att den kan vara tidskrävande och svårtillgänglig som även kan ha en hög kostnad [10] Sekundärdata Sekundärdata kallas för indirekta data och den finns redan insamlad. Register, databaser, arkiv och dokument är lämpliga källor för inhämtning av denna typ av data. Omfattningen av sekundärdata är stor och lättillgänglig, eftersom det ofta är sparad i register och databaser. Detta leder till att sekundärdata minskar sökningstid och kostnad för en forskare. Däremot kan det finnas en dålig anpassning mellan fråga och data [10] Intervju Intervjuer är en teknik som används för att samla information som baserar på frågor. En intervju kan ske när intervjuaren träffar intervjupersonen på platsen eller genomförs via ett telefonsamtal. Det är väsentligt viktigt att klargöra syftet med intervjun och på vilket sätt intervjupersonens bidrag kommer att används, konfidentiellt eller inte [11]. 8

18 2.4.4 Observationer Observationer är en vetenskaplig teknik för informationssamling. Den måste planeras systematiskt och den insamlade informationen måste också registreras systematiskt. Observationer används framförallt för informationssamling inom områden som handlar om beteenden och händelseförlopp i naturliga situationer. Observationer är också användbara i laborativa situationer dvs. vid olika slags tester och experiment. Ett sätt att genomföra observationer är att i förväg bestämma vilka beteende och händelseförlopp som ska observeras och i förväg färdigställa ett observationsschema. Den här typen av observationer kallas för strukturerad observation. Det andra sättet är att använda observationer med syftet att få så mycket kunskap som möjligt utan att i förväg ha ett färdigställt schemat, detta kallas för ostrukturerad observation [11] Rapportens datainsamlingsmetod I studiens datainsamling används både primärdata och sekundärdata. En del av studien kommer att ägnas åt primärdata som monteringstid. Gruppen ska mäta och samla in monteringstid vid enskilda stationer för att kunna se över möjligheter för minskad monteringstid. I stor del av studien kommer sekundärdata från företagets databas och statistik att användas, eftersom sekundärdata är till stor nytta för att beskriva nuläget. 2.5 Undersökningsmetod Surveyundersökning Surveyundersökningen är en undersökning gjord av intervjuer eller enkäter med syftet att förklara eller beskriva något. Den genomförda intervjun eller enkäten måste baseras på ett representativt urval. Det vanligaste sättet med användning av en surveyundersökning är för att beskriva något, dock används det också för att förklara något [12] Fallstudie Fallstudier handlar om att samla mycket information om ett avgränsat fall. Den kännetecknas av att det finns en avgränsning mellan vad som ingår och vad som ligger utanför fallet. Dessutom ska det definierade fallet också innehålla en detaljerad beskrivning. Fallstudier kan indelas i enkelfallstudier och 9

19 flerfallstudier, i enkelfallstudier studeras endast ett fall medan i flerfallstudier studeras fler fall samtidigt [13] Experimentell undersökning Syftet med en experimentell undersökning är inte bara att utföra massor av detaljerade observationer på händelseförlopp, utan att också kontrollera variabler och faktorer som förmodligen är betydelsefull för dessa händelseförlopp [14] Rapportens undersökningsmetod Undersökningsmetoden i denna studie bygger mycket på den generella fallstudien där mycket information om situationen hämtas in. Fallstudien används för att skapa en bred vy och förståelse av nuvarande situationen. 2.6 Sanningskriterier Validitet Arbetets validitet handlar om tillförlitlig data. De data som samlas in ska ha förmågan att svara på undersökningens problemformulering. Validitet kan delas in i intern och extern validitet Intern validitet Intern validitet är att begreppet överensstämmer med de mätbara definitionerna av dessa begrepp. Den interna validiteten kan undersökas utan insamlingar av faktauppgifter [10]. Den har stor betydelse för forskarna, eftersom den involverar kärnan av experimenterande, nämligen demonstrationen av orsakssammanhanget [15] Extern validitet Extern validitet är förknippat med överrensstämmelsen som ligger mellan de mätvärden där en operationell definition används och verkligheten [10]. Den refererar till den grad i vilken forskarna har 10

20 möjlighet att generalisera resultatet av en studie till andra deltagande under olika förhållande, vid olika tid och på olika ställen [15] Tillförlitlighet Om resultatet i studien ska vara tillförlitligt måste det gå att få samma resultat om samma angreppssätt och metoder på övrigt urval samt vid annat tillfälle används. Det ska även gå att applicera på andra företag beroende på hur generaliserat studiens resultat är. För att ha en hög reliabilitet ska resultatet kunna återskapas oberoende av vem som utför undersökningen [10] Rapportens sanningskriterier Tillförlitlighet och extern validitet kan säkerställas genom att det utförs en utvärderingsmetod med insamling av data genom tidsstudier. Detta gör att det går att komma till samma slutsatser som författarna på samma produkt. Utvecklingsprocessen är alltid unik med tanke på att den baseras på utförande personers erfarenhet och kunskap. Validiteten på utvecklingsprocessen uppnås genom att det är väl beprövad teori och stegen utförs noggrant av författarna. 2.7 Sammanställning av rapportens metoder Rapporten tillämpar positivism och hermeneutiks synsätt eftersom resultatet av den genomförda tidsstudien i arbetet använder bara siffror för att visa skillnader. Det hermeneutiska tillvägagångssättet används i nulägesbeskrivning och nulägesanalysen av rapporten eftersom problemen handlar om montering vid blockerad vy och tillgänglighet som inte går att mäta. Ur ett vetenskapligt synsätt används induktion i rapporten eftersom insamling av information genomförs för att kunna förstå givna situationen. Därefter ska det gå att svara på den angivna frågan. Forskningsmetoden i denna rapport består av kvalitativ samt kvantitativ metoderna. Den kvalitativa metoden består av att samla information av de personer som är djupt insatta i produktens produktion 11

21 och kan ge relevant information. Kvantitativa metoden används i tidsstudiens insamlande av mycket data. Insamlingsmetoderna i rapporten består av sekundärdata vid nulägesbeskrivningen och primärdata i nulägesanalysen. Rapportens undersökningsmetod är en fallstudie som representeras av tidsstudierna i nulägesanalysen, dessa är utformade för att ta reda på viktiga faktorer vid montering. 12

22 3. Teori I detta kapital beskrivs relevanta teorier som kommer att appliceras i denna studie. 3.1 Produktutvecklings process Teorier för konceptgenerering och konceptval hämtas mest från boken Product design and development [16] och teorier tagna från andra böcker anges med referensnummer. Produktutveckling består av flera uppdelade faser där olika metoder tillämpas. Metoder utförs normalt vid nyutveckling av en produkt och faserna innehåller följande steg: 1. Planering 2. Konceptutveckling 3. Systemutveckling 4. Detaljerad konstruktion 5. Testning och finjustering 6. Produktutvärdering Faserna genomförs i en grupp där yrkesgrupper som ekonomer, konstruktörer och produktionsansvariga är representerade. I den andra fasen(konceptutveckling) används metoder för identifiering av kundbehov, konceptgenerering, konceptval och koncepttestning. Faserna 4, 5 och 6 behandlas i många fall i tillverkningsanpassad konstruktion (Design For Manufacturing) som är en del av DFX(design for x). X står för tillverkning, montering eller miljö med mera. I DFX ingår monteringsanpassad konstruktion(design For Assembly). Figur 2 visar faserna i produktutveckling där vissa metoder används. 13

23 Figur 2: Produktutvecklings process [16] Konceptgenerering Konceptgenerering sker efter kundbehov och produktspecifikationer är fastställda. Steget används för att finna svar på frågorna, kan existerande lösningarna appliceras på konstruktionen samt om de nya koncepterna kan uppfylla de nuvarande kraven på konstruktionen. Ett produktkoncept är en ungefärlig beskrivning på tekniken, arbetsprinciper och produktsformen. Det är kortfattade beskrivning på hur produkten kommer att tillfredsställa kunder. Konceptet uttrycks som en 14

24 sketch eller en grov tre-dimensionell modell med en kort textbeskrivning. Ett bra koncept kan implementeras på ett dåligt sätt som medför minskad marknadsvinst, men ett dåligt koncept kan inte implementeras på ett bra sätt för att få kommersiell framgång. Konceptgenerering är en relativt kostnads- och tidseffektiv metod i produktutvecklingsprocessen, den täcker cirka 5 % av budgetkostnaden och 15 % av den totala projektettiden. Processen börjar med att generera så stort antal koncept som möjligt. Vid en nyutveckling kan hundratals koncept genereras i början och sedan reduceras till 5-20 koncept efter genomgång av varje koncept. Dessa 5 till 20 koncepten kommer gå vidare till konceptvalsfasen. När steget för konceptgenereringen är genomförd blir sannolikheten att det finnas ett bättre koncept senare i utvecklingsprocessen mindre. Även möjligheten att konkurrenterna kommer lansera en produkt med betydligt bättre lösning och prestanda under egna produktutvecklingen försvagas. Ett bra genomfört konceptgenereringssteg kommer även att öka utvecklingsgruppens förtroende i det valda konceptet, eftersom utforskning har utförts på många olika koncept. Under konceptgenereringsfasen förekommer det en del fällor som måste undvikas för att nå bra resultat. Fällorna kan vara: Endast undersöka en eller två lösningar som vanligtvis ges av den mest erfarna gruppmedlemmen. Att utvecklingsgruppen underskattar och inte undersöker koncept från andra företag. Konceptgenereringen endast utförs av 1 eller 2 personer, detta kan skapa försämrade övertygelse och engagemang från resten av gruppen. Ineffektiv integration av hoppfulla lösningar. Misslyckas med att undersöka hela kategorier av lösningar. För att undvika problem bör produktutveckling genomförs på ett strukturerat och noggrant sätt genom användning av bland annat femstegsmetoden. Metoden består av 5 steg som ska underlätta koncept 15

25 genereringen(se Figur 3). Metoden kan tillämpas på hela produkten eller en enskild komponent vid både ny produktutveckling och vidareproduktutveckling. Steg 1: Förtydliga problemet Förståelse Problemuppdelning Fokus på kritiska delproblem Delproblem mm Steg 2: Sök externt Steg 3: Sök internt Ledande användare Individer Experter Grupper Patent Litteraturer Benchmarking Existerande koncepter JPr Steg 4: Utforska koncepter Nya koncepter Klassifikationsträd Kombinationstabell Steg 5: Reflektera över lösningar och processen Konstruktiva feedback Figur 3: Femstegsmetoden [16] 16

26 Det första steget består av att skapa en djupare förståelse av problemet. Vid komplexa system kan problemet förtydligas genom att bryta ner produkt eller komponent till enskilda funktioner eller delar. Därefter kan koncept och lösningar tas fram separat till de olika delarna. Nedbrytningen och förenklingen av system sker genom att representera produkten med en box. Denna box har inmatning och utmatning som representerar funktioner(se Figur 4). Genom att dela upp inmatning och utmatning i egna boxar(delfunktioner) kan produktfunktioner förenklas(se Figur 5). Denna typ av förenkling genomförs med hjälp av figurer tills utvecklingsgruppen anser att delfunktionerna är tillräckligt enkla att arbeta med. Energi in Produkt/komponent Energi ut Material in Material ut Figur 4: Funktionsnedbrytning [16] Energi in Sparar energi Energi ut Material in Skär material Material ut Figur 5: Förenklade produktfunktion [16] Dessa förenklingar kan genomföras för förtydliga användares integration med produkten eller för att förtydliga komplicerade funktioner som en produkt eller en komponent har. Figurerna är även ett hjälpmedel till att fokusera på de svåraste koncepten där lättare lösningar kan prioriteras till ett senare skede. 17

27 Steg 2 i femstegsmetoden handlar om att upptäcka redan existerande lösningar utanför företaget. Det finns stora fördelar i tid och kostnad genom att finna redan utvecklade lösningar. Om en lösning på problemet redan existerar och är beprövad behövs det inte lika mycket utveckling och tid för att verifiera att det är en godtagbar lösning. Den tid som frigörs kan ägnas åt att generera koncept på lösningar som är mer specifika till produkten/komponenten som ska utvecklas. För att hitta redan existerande lösningar kan intervjuer genomföras på ledande användare, ställa frågor till områdesexperter, söka efter patent och publicerad litteratur samt analysera konkurrenters produkter. Ledande användare är personer som använder denna eller liknande produkter i stor omfattning och som har kunskapen i produktanvändning inom fler områden än vad den från början var konstruerad att klara av. Dessa användare kan ofta hittas i tekniska eller medicinska områden. Nästa steg i femstegsmetoden är steg 3 där interna konceptlösningar skapas. I det här steg används brainstorming som en metod för att finna alla möjliga koncept. Det kallas för en intern sökning av den orsaken att all information som kommer fram i detta steg baseras på företagets egna resurser i form av gruppens medverkande personal. För att utföra en brainstorming i grupp måste tydliga regler sättas upp, det är viktigt att framhäva att alla typer av förslag är välkomna i det inledande steget. I detta steg prioriteras kreativitet och inga förslag får kritiseras oavsett om de är realistiska eller inte. Lösningarna skrivs upp på en lista och behöver bara lösa en del av problemet för att kunna bli uppskrivna på listan. I brainstormings andra fas diskuteras de givna förslagen där fördelar och nackdelar tas upp [17]. Femstegsmetodens fjärde steg handlar om att utforska de genererade koncepten och undersöka vilka koncept som kan integreras med varandra, detta steg används främst när problemet är uppdelat i mindre koncept lösningar. Som hjälpmedel i detta steg används konceptträd och koncept kombinationstabell. 18

28 Sista steget i femstegsmetoden är en utvärderingsfas där frågor ställs kring hur tillfredsställande konceptgenereringen var. Bland de frågor som bör tas upp är: Finns det alternativa vägar att bryta ner problemet? Har externa lösningarna undersökts tillräckligt? Har idéer från gruppens alla individer bidragit till processen? konceptval Metoderna för konceptval kan användas på en hel produkt eller enskilda komponenter, där processen styrs av kriterier från kundkrav och komponenternas funktion. Vad som är gemensamt i denna fas är utvärderingen av befintliga konceptlösningar från konceptgenererings fasen. Metoder som används vid val av icke strukturerade koncept är: Externt val: Valet görs av en extern enhet som kan vara kunder, klienter eller andra aktörer. Produktutvecklingsexpert: Valet av koncept görs av den som deltar i produktutvecklingsarbetet och är utvald på grund av erfarenhet och personlig preferens. Instinkt: Valet baseras på instinkt och inte på tillgänglig fakta. Röstning: konceptvalet baseras på röstning inom utvecklingsgruppen. Fördelar och nackdelar: Valet baseras på en lista där fördelar och nackdelar över varje koncept anges. Tabeller: Använda tabeller där koncepter rankas och betygsätts för att sedan välja det koncept som har högst betyg. Utöver dessa metoder finns det en mer strukturerad metod som används framförallt när det uppstår många olika koncept. Första steget i den strukturerade metoden är konceptundersökning vars mål är att snabbt minska antalet koncept. Nästa steg är konceptpoängsättning som utförs på kvarstående koncept 19

29 och går djupare in på detaljer än föregående steg. I konceptundersökning och konceptpoängsättning ingår de nedanstående sex stegen: 1. Förbereda val av tabell. Ett referenskoncept måste väljas ut noggrant. Figur 6 och Figur 7 visar tabellerna för konceptundersökning och konceptpoängsättning. 2. Betygsätta koncepter. I konceptundersökning används + (bättre), - (sämre) och 0 (lika bra) som betygsättning, medan i konceptpoängsättning används kriterier som mycket sämre än referens, sämre än referens, samma som referens, bättre än referens och mycket bättre än referens, Figur 6 och Figur 7 visar exempel på matrisen för konceptundersökningen och konceptpoängsättningen. 3. Ranka koncepten. 4. Kombinera och förbättra koncepten. I konceptundersökning bör de två frågor betraktas: Kan det finnas något generellt bra koncept som blir degraderat på grund av en enskild egenskap? Kan en mindre modifiering förbättra det hela konceptet men ändå behålla en distinktion från de andra koncepten? Finns det två koncept som kan kombineras för att uppnå en kvalitet som är bättre än referens konceptet så att det går att ta bort konceptet med sämre kvalitet? 5. Reflektera över resultatet och processen. Figur 6: Konceptundersökning [16] 20

30 Figur 7: Konceptpoängsättning [16] 3.2 Tillverkningsanpassad konstruktion Tillverkningsanpassad konstruktion fokuserar framförallt på reducering av produktens pris genom att dela upp och analyserar komponenter, tillverkningsmetoder samt kostnader som underleverantörer står för. Det kallas även för tillverkningsvänlig konstruktion och strävar också efter att reducera tillverkningstiden och förenkla tillverkningen. Detta i sin tur kan leda till lägre kostnader och bättre arbetsmiljö för de anställda montörerna. Om resultatet inte visar sig tillfredsställande första gången upprepas processen enda fram tills att tillverkningskostnaden betraktas acceptabel. Vid undersökning av komponenter kan faktorer som materialval, tillverkningsprocess och valet av verktyg påverka priset. Möjligheter för att förbättra arbetsprocessen och ergonomin kan finnas när större delar av tillverkningsprocessen har bearbetas. Valet av hjälpmedel och verktyg vid montering kan också förbättra hela tillverkningsprocessen [15]. 3.3 Montering Flesta teorier i denna del hämtas från boken Karlebo Handbok [18] och teorier från andra böcker anges med referensnummer. 21

31 Dagens mer komplexa produkter har en tillverkningsprocess som består bland annat av monterings moment där funktioner och delar sätts ihop till slutlig produkt. Monteringsprocessen är i de flesta fall den sista fasen i tillverkningskedjan och förädlingsvärdet i denna process är mycket högre än i tidigare bearbetningsfaser. Detta skapar en stor potential för kostnadsbesparingar inom monteringsprocessen. Som sista steg i tillverkningsfasen kan många problem från tidigare faser som tillexempel kvalitetsbrister och dålig produktkonstruktion upptäckas vid montering. Komponenter i montering kan definieras på många olika sätt, de kan bestå av basobjekt, detalj, submontage eller produkt som visas i Figur 8. Den komponent som utgör stommen för monteringen och som externa delar monteras på heter basobjekt. I detta sammanhang betyder ordet detalj en enskild del som ska monteras på submontage eller basobjekt. Om montering av detaljer sker på ett objekt innan det monteras på basobjektet kallas det för submontage. När monteringen är färdig blir resultatet en produkt förutsatt att alla komponenter är sammanfogade på rätt sätt och i rätt sekvens. Figur 8: Komponenter i montering Monteringsförfarandet delas upp i transport, hantering, inpassning och hopfogning. Transport avser den förflyttning som behövs för att flytta basobjektet och dess detaljer till monteringsstationen. Inom begreppet transport ingår även den förflyttning som görs av färdiga produkten från monteringsstationen. För den plockning och förflyttning av detaljer från leveransposition till monteringsutrustning används ordet hantering. Inpassning handlar om att orientera och vrida detaljer för att göra det möjligt att montera dessa på basobjektet. Hopfogning är momentet som utövas för att fixera delarna med varandra och hur detta går till kallas för hopfogningsmetod. 22

32 Utförandet av montering kan göras manuellt, maskinellt eller med en blandning av både metoder. I manuell montering utförs alla monteringsoperationer, en del av transport och tillförseln av material av människor. Processen kan genomföras seriellt (i linjeflöde) eller parallellt. Vid låga produktionsvolymer och komplicerade produkter används mest manuell montering. Automatisk montering tillämpas mest vid masstillverkning av en bestämd produkt, det vill säga vid Stel Automatisk Montering (SAM). Det är betydligt svårare att skapa system för Flexibel Automatisk Montering (FAM), eftersom produktens geometri och egenskaper är starkt förknippad med utformningen av fixturer, gripdon, tillförselutrustning med mera. Tillförseln av olika detaljer måste kunna ändras för att växling mellan olika produkter kan lätt ske, omställning på programmet måste också kunna gå snabbt för att montera extra små partier för kundanpassning. Ding och Hon [19] har påpekat att de flesta monteringsarbete i dagsläget fortfarande kräver flexibilitet och intelligens från operatören, särskilt för monteringsarbete vid låg- och medelvolym. Därför måste ergonomiska aspekter vid monteringsplanering beaktas för att kunna säkerställa produktkvalitet, monteringseffektivitet samt operatörens välbefinnande. Falck och Rosenqvist [20] har påvisat att mer besparingar kan uppnås om tidig genomgång på helhetssynen för hela processen, förutsägelse på alla möjliga fel vid manuell montering och åtgärdskostnader genomförs. Enligt Yeow och Sen [21], tillämningen av ergonomi i produktionen kan bidra till mängder förbättringar för företaget, bland annat den kan öka intäkter och vinster och att minska kostnaden för tillbakavisningar. Dessutom kan yrkeshälsan och yrkessäkerheten hos medarbetarna förbättras. Vid manuell montering är det oerhört viktigt att produkten konstrueras på sådant sätt att åtkomst vid monteringen underlättas. Figur 9 visar några exempel på olämpliga och lämpliga lösningar för manuell montering. Utformning av detaljer bör sträva efter enkla monteringsrörelser. Inpassning och infästning där tryckande monteringsrörelsen involveras är det mest fördelaktiga medan vridningsrörelser är långsammast. Detaljutformning ska dessutom sträva efter ett väldefinierat läge efter inpassning där risk att detaljen tappar orientering och läge efter inpassning undviks. Detaljer ska även utformas på sådant sätt att alla risker för felmontage elimineras. Slutändamålet vid manuell montering är att det ska vara omöjligt att göra fel [22]. 23

33 Figur 9: Monterings alternativ [22] 3.4 Monteringsanpassad konstruktion Monteringsanpassad konstruktion kallas Design for Assembly (DFA) på engelska som innefattar minimering av monteringskostnader och är en viktig del i DFM. Bogue [23] har framhållit att DFM och DFA har ett väldigt nära förband med varandra, eftersom DFM handlar huvudsakligen om att tillverka enskilda delar och DFA riktar sig mot att montera ihop delarna. Eftersom de flesta delar är inkorporerade i mer komplexa produkter är förmågan att kunna montera delarna effektivt lika kritisk och viktigt. Det har därför blivit vanligare att integrera och betänka de två metoder tillsammans och därmed bildas en metod som heter DFMA. Monteringen utgör en relativt liten del av den totala kostnaden för de flesta produkter, dock finns det stora fördelar med att lägga uppmärksamhet på monteringskostnader. Genom användning av DFA kan antalet övergripande delar minskas, tillverkningssvårigheter och supportkostnader kan också sänkas. Detta kommer att bidra till sänkta monteringskostnader [24]. 24

34 För att en komponent ska vara lätt att hantera måste monteringen av komponenten uppfylla de tre grundläggande kriterier. Det första kriteriet är att komponenten ska vara enkel att greppa utan verktyg och med en hand. Det andra kriteriet är att komponenten ska vara symmetrisk från en ende till den andra. Tredje kriteriet är att komponenten ska vara i rätt storlek så att det inte behövs hjälpmedel att lyfta och montera komponenten [25]. För att minska kostanden för insättning oavsett om det gäller manuell eller automatisk montering kan komponenter för lättare insättning och enklare riktning konstrueras (se Figur 10). Det går även att konstruera så att komponenten sitter fast direkt utan behov av ytligare komponenter för att hålla den på plats. Ökad åtkomlighet och syn över den plats där insättning sker underlättar även monteringen [25]. Figur 10: Förenklad konstruktion [25] Montering kan försvåras om insättning möter ett insättningsmotstånd, motståndet kan vara en fjäder som har en stor fjäderkraft eller om presspassning används. Snäva toleranser kan även orsaka problem i form av insättningsmotstånd [25]. 25

35 3.5 Regler för monteringsanpassad konstruktion Som ett resultat av att tillämpa monteringsanpassad konstruktion till en mängd av produkter har det varit möjligt att utveckla regler eller riktlinjer som är viktiga för DFA. Dessa listas nedan i fallande prioriteringsordning och teorier i denna del hämtas från boken Product design for assembly [26] Minska antalet delar och typer av delar i en produkt Att eliminera antalet delar och minska olika typer av delar medför fördelarna som sänkt materialpris, sänkt kostnad för monteringen och fixturer samt förbättrad produktkvalitet. Dock den största fördelen är den dramatiska minskningen av omkostnader som uppstår på grund av mindre dokumentation, små lager, färre leverantörer, förenklade produktionskontroll, färre inspektioner, mindre omarbetningar och så vidare. Följande är de strategier som används för att minska antalet delar: 1. Test av behovet för varje delens existens som en separat del genom att tillämpa de tre grundläggande kriterier. 2. Eliminering av separata fästen genom att designa delar med integrerade låsningsfunktioner. Separata fäste uppfyller sällan de tre kriterierna. 3. Eliminering av delar som fungerar som ledningar för anslutningar (kablar, slangar, förlängda kopplingar) genom att flytta de två funktionella komponenter till närhet av varandra (se Figur 11). 4. Konstruktion av multifunktionella delar genom att få ut det mesta av enskilda tillverkningsprocesser. Utnyttja fullt ut av near-net shape formnings- och gjutningsprocesser, eftersom detta kommer att minska antalet delar samt den totala produktkostnaden. 5. Undvika vägledning av riktlinjer för måttet på delars relativa lätthet av tillverkningen i början av produktdesign. Detta kommer att leda till att fokusen ligger endast på delars individuella enkelhet som resulterar i onödigt stort antal delar med alla tillhörande problem, några exempel på konsekvenser är hög monteringskostnad, låg tillförlitlighet samt höga kostnader. 6. Eliminering av eventuella produkter egenskaper och funktioner som inte tillför värde för kunder. 26

36 Figur 11: Exempel på förenkling i flera steg [26] Sträva efter att eliminera justeringar Justeringar och liknande processer som kräver bedömning eller beslutfattande under monteringen är kostsamma och är en nackdel för tillförlitlighet. En eller flera av följande strategier kan bidra till att eliminera justeringar i särskilda fall: 1. Minskning av antalet delar och processteg mellan in- och utgångsfunktioner i designen, eller mellan kritiskt relaterade ytor. Inkorporera de funktioner eller kritiskt relaterade ytor till en enda tillverkad del om det är möjligt. Figur 12 visar ett exempel på eliminering av tre delar och en justering som en avvägning mot en eventuell ökning av materialkostnaden. 2. Förflyttning av in- och utgångsfunktioner, eller kritiskt relaterade ytor närmare varandra för att underlätta tolerans kontroll. 3. Ersättning av elektronisk korrigering med mekanisk justering. 4. Strävan efter lätt foglighet mellan funktionella ytor för att eliminera behovet av justering. 5. Tillämpning av kinematiska design principer så nära som möjligt. Detta kan tolkas som undvikande av överspänning och är illustrerad i Figur 12: Eliminering av justering [26] Figur 13. Figur 14 visar kinematiska design principer som reducerar antalet delar. 27

37 Figur 12: Eliminering av justering [26] Figur 13: Referens till kinematisk design principer [26] Figur 14: Kinematisk design principer för produktförenkling [26] 28

38 3.5.3 Utforma själv-lokaliserade och justerbara delar Delar bör utformas så att passytorna kan lätt falla på plats. Funktioner för att åstadkomma detta bör alltid finnas med när near-net shape formnings processer såsom gjutning och formning används. För maskinbearbetade delar bör extra kostnader för anpassningsfunktioner betraktas som en del av den totala kostnadens avvägningar för produkten. Följande förslag rekommenderas för att utforma självlokaliserade och justerbara delar: 1. Kontrollera att delar som inte är självsäkrande kan placeras omedelbart på ytan vid monteringen. Detta undviker behovet av att hålla delen ner med fingrar, vilket i sin tur kommer att förhindra efterföljande operationer att utföras med bara en hand. 2. Förse delar med konor, avfasningar och så vidare så att anpassningen är redan inbyggd i konstruktionen (se Figur 15 och Figur 16). Figur 15: Konstruktion med konor [26] 29

39 Figur 16: Konstruktion med avfasning [26] 3. Tillåta generösa spelrum om det är tillåtet i designen, men undvika situationen som kan leda till en tendens där delar fastnar eller hänger upp i luften under insättningen. 4. Säkerställa att delarna kan lokaliseras på rätt ställe innan de måste släppas (se Figur 17). Figur 17: Lätt lokalisering för delen [26] 5. Använda pilot punkt skruvarna för att undvika korsgängnings problem. Det är en viktig kvalitetsfråga när skruv fästelement måste användas. Undersökningar har visat att felaktigt insatta skruvar kan orsaka så mycket som 50 procent av garanti reparationer för vissa produkter. 30

40 3.5.4 Beakta åtkomst och synlighet för varje operation Otillräcklig åtkomlighet eller begränsad syn kan göra en enkel operation både tidskrävande och frustrerande. Dessa aspekter av en design är ofta omärkta och sällan korrigerade när designen har börjat används i produktionen. De två följande reglarna måste alltid betraktas: 1. Se till att det finns tillräckligt utrymme för händer, verktyg, provning och eventuella efterföljande processer som svetsning eller nitning. Situationen som illustreras i Figur 18 bör undvikas. 2. Se till att montörers vision av varje operation inte är begränsad. Montörer ska kunna se de ytor som skall sättas ihop. Operationer som måste utföras inom kapslingar eller genom delar skall undvikas. Figur 18: Tillräcklig åtkomst för insättningen av delen[26] När den tänkta designen ska användas som sub-montage, bör öppen tillgång och klar sikt vara tillgängliga på nästa nivå av monteringen. Figur 19 visar effekter av skymd sikt och fördelen med pilotpunkt skruvar eller försänkta hål är att de kan effektivt eliminera problem med korsgängning. 31

41 Figur 19: Skymd sikt och fördelen med pilot punkt skruv [26] Beakta enkel hantering av delar från bulk Att montera vissa delar kan vara enkelt, dock kan det finnas svårigheter i att hantera dem eller separera dem från bulk. Dessa hanteringssvårigheter som möjligtvis kan undvikas i designprocessen beror på följande faktorer: 1. Kapsling av delar som är utformad med sammanlåsande konor. Detta kan åtgärdas genom att inkludera vissa funktioner för att förhindra kapslingen. 2. Trassel av delar som har kombinationer av utkastningar och öppningar, hål eller utskärningar. För att säkerställa icke-trassel ska öppningar stängas och utkastningar förstoras. Specificera alltid ändslutna kompressions spiralfjädrar för att undvika allvarliga trassel i bulk. 3. Användning av flexible material. Utforma helst stela delar, men om böjning är nödvändigt försöka sedan se till att delarna kommer att behålla sin form när de ska hanteras. 4. Delarna som är ömtåliga eller vassa. Undvika skarpa kanter om de inte är funktionellt nödvändiga. Inkludera alltid säkra hållytor för vassa eller ömtåliga delar. 5. Delarna som kräver användning av gripverktyg. Undvika sådana delar som gör att montörer plockar upp ett speciellt verktyg innan delar ska tas upp. 32

42 3.5.6 Utforma delar som inte kan installeras felaktigt Det är viktigt att eliminera situationer där komponenten installeras i en orientering som inte tillåter korrekt operationen av produkten. Nedanstående åtgärdar kan vidtas för att eliminera sådana situationer: 1. Förse hinder som inte tillåter felaktig montering. 2. Göra delar symmetriska så att monterings orientering är oviktigt. 3. Om två delar kan monteras felaktigt måste det vara garanterad att montering av efterföljande delar inte kan fortsätta. 4. Om det har misslyckats med åtgärden 3 måste en korrekt orientering på delen markeras med färg eller riktnings pil. 5. Eliminera de flexibla delarna som nästan alltid kan installeras felaktigt Eliminera behovet av omorientering vid monteringen Trots att omorienteringar inte är lika kostsam i manuell montering som i automatiserade monteringssystem, bör de ändå undvikas. Varje omorientering eller manipulation av redan monterade delar är en operation som inte tillför värde till monteringsprocessen. Om det är möjligt måste progressiv montering kring en referensaxel skaffas, användning av vertikala insättningar är också ideal. Delarna kan insättas även i sidled vid manuell montering med hög effektivitet, det viktigaste kravet för detta är att undvika behovet av manipulering av montering eller av tidigare ihopsatta delarna i submontage Maximera symmetrin på delarna Ju mer symmetriska delarna är, desto snabbare är det att orientera dem vid hanteringsfasen av monteringen. Den sänkta tiden genom ökad symmetrin på delarna vid manuell monteringen är dock ganska liten i de flesta fall. 3.6 Utvärderingsmetod Flesta teorier i denna del hämtas från boken Product design for assembly [26] och teorier från andra böcker anges med referensnummer. 33

43 Det finns flera olika metoder för att analysera och utvärdera den nuvarande konstruktionen för att anpassa till montering, några av dessa är Hitachis utvärderingsmetod, Lucas DFA metod, Fujitsu produktions utvärderingssystem och Boothroyd Dewhurst metod [27]. I detta arbete kommer endast Boothroyd Dewhurst metod att tillämpas. Enligt Bogue [23] används idag ett dataprogram för att analysera tiderna i metoden från Boothroyd och Dewhurst men de baserar sig på de gamla tidstudierna som appliceras för hand. Boothroys DFA metod använder idag en kvantitativ bedömning av konstruktionen. Varje del av konstruktionen uppskattas med ett numeriskt värde beroende på monteringsanpassningen. Siffrorna summeras för hela konstruktionen och det resulterande värde används som en vägledning för hela konstruktionskvaliteten. Produkten kommer att sedan konstrueras om med hjälp av de numeriska värdena. Genom att koncentrera sig på de områden av konstruktionen som har bidragit mest till den totala poängen kan effekter av att konstruktionen om produkten maximeras, dock krävs det goda insikt och kunskaper om delar från konstruktör. Boothroyd Dewhurst metoden består av en tabell(tabell 1) som innehåller insättningsvärden, hanteringsvärden, teoretiskt minskade antal komponenter och varje komponentkostnad i monteringen. Syftet med metoden är att analysera hur monteringen sker, vad tiden blir, kostnaden för varje utfört moment och om det finns onödiga delar i konstruktionen [27]. 34

44 Tabell 1: Boothroyd-Dewhurst metod[27] Namn på monteri ngsdel I Är kompone nten väsentlig? Nm= H Operations kostnad Cm= G Operationsti d (BD +F) [sek] Tm= F Tid för manuell insättning[ sek] Totalt: E 2 siffrig insättning skod D Tid för manuell hantering av komponent[ sek] C 2 siffrig hanterin gskod B Antal utövade gånger A Kompon ent nr. 35

45 Manuel hantering består av grepp, förflyttning och orientering av objekt eller sub-montering innan fixering på basobjektet. Hanteringsvärdena består av en tvåsiffrig kod samt tidskolumn i tabell 1. Andra siffran i koden representerar den vridning i form av vinkel α och vinkel β som behövs för att kunna sätta in komponenten. Vinkel α (Figur 20) är vridningen runt axel som är vinkelrätt mot komponentens rotations axel. α insättningsaxel Figur 20: Vridning av insättningskomponent(vinkel α) Symbolen β (Figur 21) står för den vinkel som komponenten måste vridas runt sin egen axel för att kunna sättas in i konstruktionen. β insättningsaxel Figur 21: Vridning av insättningskomponent(vinkel β) 36

46 Första siffran i hanteringskoden består av komponentens tjocklek och storlek (Se Figur 22). Tjockleken är längden av den minsta sidan av den smalaste rektangulära formen, om det är cylindrisk och diametern är mindre än längden definieras tjockleken som radien av den minsta cylindriska diametern. Storleken definieras som längden av den längsta sidan av den smalaste rektangulära formen. Figur 22: Illustration för tjocklek och storlek [26] Siffrorna i parantes i tabell 6-8 förtydligas i nedanstående listan: 1. Delen i detta fall syftar på komponent eller sub-montage som monteras på basobjektet, samfogningsmetoder som lim eller silikon är inte inräknade. 2. Blockerade åtkomst betyder att utrymme för komponentmonteringen är begränsad till den grad, då komponentmonteringen utförs långsammare än under vanliga omständigheter. Begränsad syn är en situation där monteringsplatsen är svårtillgänglig och känslan måste förlitas för att hitta platsen. 3. Att delen behöver hållas ned betyder att komponenten som monteras är ostadig efter insättning eller placering på monteringsplatsen. Innan komponenten kan säkras på platsen behöver den greppas, omjusteras eller att den hålls på plats manuellt. En komponent räknas som säkrad när den inte behöver hanteras av montör innan nästa steg i monteringen. 4. En komponent är enkelt att rikta och placera under montering om dess riktning kan bestämmas med belägna detaljer på komponenten eller på den plats där komponenten ska monteras. Liten tolerans, fastkilning och insättning som kräver stor kraft för montering som presspassning är alla orsaker till varför motstånd under montering kan uppstå. 37

47 Tabell 2, Tabell 3, Tabell 4 och Tabell 5 visar hanteringskoderna samt uppskattad tid för varje hanteringskombination komponenterna utsätts för. Tabellerna är uppdelade i fallen, hantering med en hand, hantering med en hand eller griphjälp och hantering med två händer. Sista tabellen hanterar två händer krävs på grund av storleken. Dessa tabeller ger en mer studerad syn på hur montören hanterar och monterar submontage eller objekt. Siffrorna i parantes i tabell 2-5 förtydligas i nedanstående listan: 1. Delar som presentera hanteringssvårigheter är de som behöver staplas, trasslas in eller hålls ihop på grund av magnetisk kraft eller fettbeläggning. Sådana delar är ofta glatta eller kräver noggrann hantering. 2. Delar som behöver staplas eller trasslas in mycket är de som är sammankopplade och både händer behövs för att applicera en separationskraft eller uppnå en specifik orientering av sammankopplade delar för att utföra separation. Siffrorna i parantes i tabell 6-8 förtydligas i nedanstående listan: 5. Delen i detta fall syftar på komponent eller sub-montage som monteras på basobjektet, samfogningsmetoder som lim eller silikon är inte inräknade. 6. Blockerade åtkomst betyder att utrymme för komponentmonteringen är begränsad till den grad, då komponentmonteringen utförs långsammare än under vanliga omständigheter. Begränsad syn är en situation där monteringsplatsen är svårtillgänglig och känslan måste förlitas för att hitta platsen. 7. Att delen behöver hållas ned betyder att komponenten som monteras är ostadig efter insättning eller placering på monteringsplatsen. Innan komponenten kan säkras på platsen behöver den greppas, omjusteras eller att den hålls på plats manuellt. En komponent räknas som säkrad när den inte behöver hanteras av montör innan nästa steg i monteringen. 8. En komponent är enkelt att rikta och placera under montering om dess riktning kan bestämmas med belägna detaljer på komponenten eller på den plats där komponenten ska monteras. 9. Liten tolerans, fastkilning och insättning som kräver stor kraft för montering som presspassning är alla orsaker till varför motstånd under montering kan uppstå. 38

48 Tabell 2: Hanteringstabell(en hand) [26] Använder en hand Delar som kan gripas och manipuleras med en hand utan hjälp av gripverktyg (α+β) < (α+β) < (α+β) < 720 (α+β) = 360 Delar är lätta att gripa och manipulera Delar presenterar hanteringssvårigheter (1) Tjocklek > 2 mm Tjocklek 2 mm Tjocklek > 2 mm Tjocklek 2 mm Storle k > 15 mm Storlek < 6 mm Storlek > 6 mm storlek 6 mm Storlek > 15 mm Storlek < 6 mm Storlek > 6 mm 6 mm storlek 15 mm 6 mm storlek 15 mm storlek 6 mm Tabell 3: Hanteringstabell(en hand eller med griphjälp) [26] Använder en hand med griphjälpmedel Delar som kan gripas och manipuleras med en hand utan hjälp av gripverktyg α 360 α=360 0 β 180 β = β 180 β = 360 Delar behöver pincett för grip och manipulation Delar kan manipuleras utan optisk Delar kräver optisk förstoring för förstoring manipulation Delar är lätta att Delar presenterar Delar är lätta att Delar gripa och hanteringssvårighe gripa och presenterar manipulera ter (1) manipulera hanteringssvårig heter (1) Delar behöver standard verktyg förutom pincett Tjockl ek > 0.25 mm Tjockl ek 0.25 mm Tjockl ek > 0.25 mm Tjocklek 0.25 mm Tjockl ek > 0.25 mm Tjocklek 0.25 mm Tjockl ek > 0.25 mm Tjockl ek 0.25 mm Delar behöver speciella verktyg för grip och manipulation 39

49 Tabell 4: Hanteringstabell(två händer för manipulation) [26] Använder två händer för manipulation Delar behöver trasslas in eller kan gripas tag i och lyftas med en hand (med användning av gripverktyg om det behövs) (2) Delar presenterar ingen extra hanteringssvårighet Delar presenterar extra hanteringssvårigheter(till exempel, klibbig, ömtålig, halkig, o.s.v.)(1) α 180 α = 360 α 180 α = 360 Storle k > 15 mm Storlek < 6 mm Storlek > 6 mm storlek 6 mm Storlek > 15 mm Storlek < 6 mm Storlek > 6 mm storlek 6 mm 6 mm storlek 15 mm 6 mm storlek 15 mm Tabell 5: Hanteringstabell(två händer krävs för storleken) [26] Två händer används för stor storlek Två händer krävs för att grip tag i och transportera delar Delar kan hanteras av en person utan mekanisk hjälp Delar behöver inte trasslas in och är inte flexibel Vikt av delen < 4.5 kg Delen är tung (>4.5 kg) Delar är lätt att Delar är lätt att gripas tag i och gripas tag i och manipulera manipulera Delar presenterar andra hanteringssvårighe ter(1) Delar presenterar andra hanteringssvårig heter(1) Delar behöver trasslas in eller är flexibla α 180 α = 360 α 180 α = 360 α 180 α = 360 α 180 α = Delar behöver speciella verktyg för grip och manipulation Komponenternas form och yta kan försvåra hanteringen väsentligt i vissa fall, men även egenskaper som storlek, tjockhet och vikt kan försvåra monteringen. Punktlistan ger exempel på flera egenskaper som kan göra hanteringen av en komponent komplicerad: Risk för komponenter att trassla in sig innan montering Komponentens risk till att fastna i andra delar(under eller innan insättning) Komponentens ömtålighet Komponentens flexibilitet Komponentens glidförmåga 40

50 Nödvändighet att använda båda händer vid montering Nödvändighet att använda speciella verktyg vid monteringen Nödvändighet att få hjälp av mekanisk assistans vid montering Insättningsvärdena består av en insättningskod och insättningstid i Tabell 1. Insättningskoden baseras på tabellerna 6-7 eller tabell 8. Tiderna i tabellerna är uppskattade av Boothroyd och Dewhurst. Tabell 6: Insättningstabell(Delen tillsatt en inte säkrad) [26] Delen tillsatt men inte säkrad Innehållet finns i tabellen där pilen pekar åt Att delen inte behöver hållas ned efter montering för att upprätthålla orienteringen och lokaliseringen (3) Lätt att rikta och placera vid montering (4) Ingen resista ns för insätt ning Resist ans för insättn ing (5) Svårt att rikta och placera vid montering Ingen resista ns för insättn ing Resistans för insättnin g (5) Att delen behöver hållas ned efter montering för att upprätthålla orienteringen och lokaliseringen (3) Lätt att rikta och placera vid montering (4) Ingen resist ans för insätt ning Resistan s för insättnin g (5) Svårt att rikta och placera vid montering Ingen resista ns för insättn ing Resistans för insättning (5) Tillägg av någon del (1) där varken delen själv eller någon annan del kan säkras omedelbart Delen och tillhörande verktyg (inklusive händer) kan lätt nå önskad platsen på grund av blockerade åtkomst eller begränsad syn (2) Delen och tillhörande verktyg (inklusive händer) kan inte lätt nå önskad platsen på grund av blockerade åtkomst och begränsad syn (2)

51 Tabell 7: Insättningstabell(delen säkras direkt) [26] Ingen skruvoperation eller plastisk deformation direkt efter insättning (Presspassning, låsringar, spetsmuttrar, o.s.v.) Lätt att rikta och placera utan motstånd vid insättning (4) Inte lätt att rikta eller placera vid montering och/ eller med motstånd vid insättning(5) Plastisk deformation direkt efter insättning Plastisk böjning eller vridning Nitning eller liknande operation Lätt att rikta och placera vid montering (4) Inte lätt att rikta eller placera vid montering Inget motstånd vid insättning Motstånd vid insättning (5) Lätt att rikta och placera vid montering (4) Inte lätt att rikta eller placera vid montering Inget motstånd vid insättning Motstånd vid insättning (5) Skruv åtdragning omedelbart efter insättning (6) Lätt att rikta och placera utan vridmotstånd Inte (4) lätt att rikta eller placera och/ eller med vridmotstånd (5) Delen säkras direkt Innehållet finns i tabellen där pilen pekar åt Tillägg av någon del (1) där delen själv och/eller någon annan del kan säkras omedelbart Delen och tillhörande verktyg (inklusive händer) kan lätt nå önskad platsen och verktyget kan vara lätt att användas på grund av blockerade åtkomst eller begränsad syn (2) Delen och tillhörande verktyg (inklusive händer) kan inte lätt nå önskad platsen eller verktyget kan vara svårt att användas på grund av blockerade åtkomst och begränsad syn (2) Tabell 8: Insättningstabell(separat operation) [26] Mekaniska fästanordning processer (delar redan på plats men inte säkrade omedelbart efter insättning) Icke-mekaniska fästanordning processer (delar redan på plats men inte säkrade omedelbart efter insättning) Icke-mekaniska fästanordning processer Separat operation Monteringsprocess där alla fasta delar är i plats Ingen eller lokaliserad plastisk deformation Böjning eller liknande processer Nitning eller liknande processer Skruv åtdragning (6) eller liknande processer Snäpp passning, snäppklämma, presspassning, o.s.v. 42 Metallurgiska processer Inget extra material behövs (till lödningsproce exempel, motstånd, Svetsningspro friktionssvets cesser ning) sser Manipulation av delar eller submontering (till exempel, orientering, provning eller justering av delar o.s.v.) kemisk processer (till exempel, limning o.s.v.) Andra processer (till exempel vätska införing)

52 Från Tabell 1 finns en operationstid i kolumn G, som baseras på generella komponenter, om det är en situation där flera antal skruvar ska skruvas i med skruvdragare kan formel 1 användas; (Ekv.1) G = (B (D + F 3)) + 3 Bokstäverna representerar kolumnerna i Tabell 1. Längst ner i kolumn G summeras även den totala operationstiden med betäckningen T m. Betäckning C m står för total operationskostnad. Nästa steg i utvärderingen är att undersöka om befintliga komponenter i konstruktionen behövs(kolumn I). Detta görs genom att ställa 3 frågor om varje komponent: 1. Rör komponenten på sig gentemot en annan del i konstruktionen? 2. Är materialegenskaperna nödvändiga på komponenten? 3. Behöver komponenten vara en separat del av konstruktionen? Svaren på komponenternas frågor sammanställs för att finna det teoretiska lägsta antalet komponenter som betecknas Nm. Frågan som anges i Tabell 1 (kolumn I) svaras med 1 om svaret är ja och 0 om svaret är nej. Sista steget i analysen är att konstruktionens effektivitet(ke) i procent ska beräknas. Analysen antar att den ideala monteringstiden är 3 sekunder och då blir ekvationen för konstruktions effektivitet som följande; (Ekv.2) KE = (3 N m) T m När konstruktionseffektiviteten är 100 % innebär det att konstruktionen är bra. Om det visar sig att KE är lägre kan konstruktionen behöva justeras för att försöka få en större KE. 43

53 3.7 Plastmaterial Plast består av huvudsakligen en organisk polymer och den bildas genom att blanda ihop polymer med tillsatsämnen. Bearbetning på plaster sker i plastiskt tillstånd och de kan hårdna med en E-modul som övergå 1 GPa vid andvändningstemperatur. Plaster som är särskilt styva, starka, sega och värmetåliga kallas för konstruktionsplaster. Tillsatsämnen kan vara bland annat smörjmedel, jäsmedel, stabilisator, brandskyddsmedel eller mjukningsmedel. Genom att tillsätta något av dessa ämnen kan bearbetningsoch slutegenskaper hos plasten förändras, beständigheten hos plasten under olika miljöer kan också förbättras. Fördelar med plasten är att den har låg densitet, god korrosionsbeständighet, god el- och värmeisolationsförmåga samt god ljud- och stötdämpning. Nackdelar med plasten är att den har hög värmeutvidgning, dålig värme-, UV- och kemikaliebeständighet samt statisk uppladdning [28]. Plaster kan indelas i termoplaster, härdplaster, elastomerer(gummi) och kompositmaterial. Vid dimensionering på plasten måste hänsyn tas till att krypning av plaster kan ske vid konstant belastning och även vid rumstemperatur [22]. 3.8 Limning Limning är sammanfogningsmetod och den används för att foga ihop delar som består av samma material eller av olika material [18]. De flesta typer av material går att limmas och kombineras genom limning [22]. För att delarna ska behandlas skonsamt och minska risken för kastning i konstruktionerna krävs en lämplig temperatur vid fogning. God spänningsfördelning och god utmattningshållfasthet kan uppnås genom lämplig utformning av fogen. Hållfasthet hos fogen är däremot beroende av flera faktorer som kan vara bland annat det valda materialet, egenskaper hos limmet, vård vid limning och drifttemperatur som inte får överstiga 220 C(på grund av kemikaliers påverkan). Hållfasthet sjunker snabbt när temperatur höjs och den maximala arbetstemperaturen ska ligga mellan 125 och 150 C [18]. Skjuvningshållfasthet hos limförband är god och därför ska den konstrueras som överlappsfogar för att kunna fördela och sprida lasten genom skjuvning [22]. För att en limfog ska bli tillfredställande måste det vara rent på fogytorna och rengöringen av stål sker vanligtvis genom blästring, avfettning, betning, sköljning och torkning. Att limning är benägen att åldras är en nackdel [22] och ur hälsosynpunkter är de flesta lim hälsofarliga, det kan orsaka eksem och slemhinnor samt luftvägar kan bli irriterade [18]. 44

54 3.9 Miljöanpassad konstruktion Miljöanpassad konstruktion kallas för design for environment (DFE) på engelska, den förser organisationer med en praktisk metod för att minimera miljöeffekter i ett försök att skapa ett mer hållbart samhälle. Ett effektivt genomförande av DFE metoden kan inte bara behålla eller förbättra produkternas kvalitet och kostnad utan att också minska miljöpåverkan samtidigt. Miljöeffekterna av en produkt kan omfatta energiförbrukning, uttömning av naturresurser, utsläpp i vätskeform, gasutsläpp och fasta avfallsgenerationer. Beslutet om materialanvändning, energieffektivitet och undvikande av olika slags slöseri måste bestämmas redan i de tidiga stadierna av produktutvecklingsprocessen, så att miljöpåverkan kan minimeras eller elimineras [16]. Birch et al [29] har påpekat att tidigare undersökningar har visat att det finns större chans att minska miljöpåverkan om det tidigt förekommer beaktning av miljöaspekter i produktutvecklingen. Enligt Zhang et al [30], medan miljöproblem fortsätter att öka i dagens samhälle har DFE blivit en viktig åtgärd för att förbättra miljövänligheten hos produkter och att lösa föroreningsproblem inom tillverkningsindustrin. Att förvärva olika miljökrav är startpunkten i processen av DFE och att uppfylla dessa krav är alltid en självklarhet Beräkningsteorier för skruvdimensionering Teorier i denna del är tagna från böckerna Machine component design [31] och university physics [32] där alla beteckningar förtydligas i bilagan 1. Skruvar används för att hålla två delar ihop och är oftast utsatta för glidande krafter och separerande krafter. Glidande krafter och friktion Alla objekt som utsätts för en glidande kraft påverkas av en friktionskraft som verkar i motsatt håll mot den glidande kraften. Friktionskraften består av en friktionskoefficient som baseras på underlag och objektets glidförmåga. Utöver detta beror friktionskraften även på den kraft som är vinkelrätt mott den glidande kraften som vill förflytta objektet. Om objektet ligger på marken är det normalkraften som påverkar friktionen och normalkraften är lika stor som objektets vikt(se Figur 23 nedan). 45

55 Normalkraft(N) Friktionskraft(F f) objekt Glidkraft(F) Tyngdkraft(mg) Figur 23:Friktionskraft Eftersom tyngdkraften är proportionerlig mot normalkraften när objektet inte rör sig i vertikalt led blir friktionskraftens F f ekvation; (ekv. 3) F f = f m g När objektet står stilla är det statisk friktion som ger en friktionskraft som är större eller lika stor som den glidande kraften, när glidkraften är större och får objektet i rörelse är det kinetisk friktion(kinetisk friktion är lägre än den statiska friktionen)[32]. Tillämpning av glidande krafter i skruv situation När skruvar används uppstår det en situation som liknar den grundläggande friktionssituationen(se Figur 23) där kunskapen om friktion tillämpas genom att använda en skruv med mutter för att klämma ihop delarna tillräckligt för att skapa en stor friktionskraft. Denna kraft motverkar konstruktionens glidkraft. I denna situation med en skruv blir den vinkelräta kraften skruvens klämkraft F c och glidkraften F motverkas av friktionskraften F f(se Figur 24). 46

56 A F F Fc Ff Fc Ff B Figur 24: Glidkraft vid skruv Om det inte finns några yttre krafter som försöker separera de delar som skruven pressar ihop blir den initiala kraften F i lika stor som skruvens klämkraft(f c = F i). Detta leder till att det går att hitta friktionskraften om initialkraften och friktionskoefficienten är kända; (ekv. 4) F f = F i f I Figur 24 står F för glidkraften och skruven är horisontellt placerad men om skruven är vertikal blir glidkraften istället en tyngdkraft som består av den gemensamma tyngden av del A och del B. Detta ger ekvationen; (ekv. 5) F = (vikt del A + vikt del B) g = m g Där g är gravitationskonstanten. Separerande krafter vid skruv Separerande krafter F e är de krafterna som tenderar att dra isär delarna och verkar i samma vertikala led som klämkraften. Figur 25 visar det allmänna fallet med två delar förbundna med en skruv och utsätts för en yttre kraft som tenderar att separera de delarna. 47

57 Fe Fe Figur 25: Separerande kraft Åtdragningsmoment på skruv För att få det rätta åtdragningsmomentet från tabellerna nedan måste åtdragningsmomentet först multipliceras med omräkningsfaktorn k från Tabell 9 (se ekv. 6), viket gör att beroende på vilket material och smörjning som används kan åtdragningsmomentet ändras. (ekv. 6) T = T t K 48

58 Tabell 9: Åtdragningsmoment för skruvförband[33] Åtdragningsmoment Mv (Nm), för skruvförband med plana, gradfria och ev.anoljade ytor. Dimen sion Rostfritt Kolstål Mäs sing PA6.6 (Polyamid - ST gänga (SS3181) Hållfasthetsklass Hållfasthetsklass Nylon) Skru v Mut ter Dimen sion Mome nt M ,075 0,17 0,24 0, ST2.2 0,45 M ,155 0,35 0,49 0,58 0, ST2.9 1,5 M ,32 0,70 0,98 1,2 0, ST3.5 2,7 M3 0,4 0,9 1,2-0,56 1,2 1,7 2,1 0,5 0,1 0,1 ST3.9 3,4 M ,86 1,9 2,7 3, ST4.2 4,4 M4 1,0 2,0 2,7-1,28 2,9 4 4,9 1,2 0,2 0,3 ST4.8 6,3 M5 1,9 4,1 5,4 2,2 2,5 5,7 8,1 9,7 2,5 0,5 0,6 ST M6 3,3 7,0 9,3 3,7 4,3 9, ,9 1 1,5 ST6.3 13,6 M8 7,8 17,0 22,0 8,9 10, M10 15,0 33,0 44, M12 27,0 57,0 76, M M16 65,0 140,0 187, ,5 9 M M20 127,0 273,0 364, M M24 222,0 472,0 629, M M M M Tabell 10: Friktionskoefficient f och omräkningsfaktor K[33] Skruvförband, åtdragningsmoment omräkningsfaktor Ytbeskaffenhet Smörjningstillstånd Friktionskoefficient Skruv Mutter Obehandlad Obehandlad Torr 0,14 0,96 Olja 0,125 1,00 MoS2 0,10 0,86 Fosfatering Fosfatering Torr 0,125 0,90 Svartoxid. Svartoxid. Olja 0,10 0,86 Emulsion 0,08 0,77 Blankförz. Obehandlad Torr 0,14 0,96 EPZn eller EPZn Olja 0,10 0,86 Emulsion 0,10 0,94 Varmförz. Obehandlad Torr 0,20 1,17 HDZn eller EPZn Olja 0,14 1,07 emulsion 0,14 1,04 Alla stål Alla stål Vax 0,06 0,63 Rostfritt el. Rostfritt el. Vax 0,14 1,00 Syrafast Syrafast Olja 0,20 0,84 Emulsion 0,20 0,84 µ tot Omräkningsfaktor K 49

59 När åtdragningsmomentet är känt går det att ta reda på den initiala kraften som verkar på skruven efter åtdragningen. Utöver initialkraften består Ekvation 8 av åtdragningsmomentet T och nominell ytterdiameter d på gängan. Värde på friktionskoefficient f hämtas från Tabell 10. (ekv. 7) T = 0,2 F i d Val av säkerhetsfaktor Säkerhetsfaktorn vid skruvförband väljs beroende på hur situationen ser ut vid konstruktionen, men det finns generella rekommendation som kan tillämpas om det inte finns specifika regler inom en bransch. Joseph Vidosic[33] har satt ihop en lista på hur man ska tänka; 1. Säkerhetsfaktor 1,25 1,5 ska tillämpas när det används välkända material och situationen har väl kända laster och spänningar som kan mätas. Denna säkerhetsfaktor brukar användas vid små laster. 2. Säkerhetsfaktor mellan 1,5 2,0 tillämpas när det används väl kända material och när last och spännings situationen kan lätt bestämmas. 3. Säkerhetsfaktor 2,0 2,5 används i situationer där någorlunda kända material används i normala situationer och utsätts för laster och spänningar som kan bestämmas. 4. Säkerhetsfaktor på 2,5 3,0 tillämpas under situationer där mindre beprövade material eller spröda material används. Vid en miljö där det råder genomsnittliga krafter och spänningar. 5. Säkerhetsfaktor 3,0 4,0 används på oprövade material under normala omständigheter med kända laster och spänningar. 6. Säkerhetsfaktor 3,0 4,0 tillämpas även vid användning av väl kända material under mindre kända förhållanden med oklara krafter och spänningar. 7. För upprepande laster kan säkerhetsfaktor på punkt 1-6 gälla om de appliceras på utmattningsgränsen istället för materialets sträckgräns. 8. Vid slag är säkerhetsfaktorerna mellan punkt 3 och 6 acceptabla om man lägger till en slagfaktor. 9. För spröda material där ultimata styrkan används som teoretiskt maximum ska säkerhetsfaktorn i punkterna 1-6 dubblas. 10. Där större säkerhetsfaktorer kan vara önskvärd bör en mer noggrann analys av situationen genomföras. 50

60 4. Genomförande I kapitalet kommer genomförandet av arbetet behandlas. 4.1 Nulägesbeskrivning Produktpresentation Produkten är en specifik modell av desinfektionsdiskmaskiner. Den är en så kallad underbänk-diskmaskin och är ofta installerad under en diskbänk för att spara bänkutrymme. Produkten används inom vårdavdelningar, kliniker och tandläkarmottagningar. Cirka 250 enheter har tillverkats 2014 och den genomsnittliga monteringstiden för produkten ligger på cirka 5 timmar Monteringsprocess Monteringslinjen för produkten består av 4 stationer och på varje station utförs flera olika moment. Innan montering utförs svetsning och bockning av kammaren och efter montering provkörs och sedan packas produkten. Figur 26 visar hela flödets process vid monteringen: 51

61 Svetsning och bockning av Kammare Station 1 Station 2 Station 3 Station 4 Provning och packning Figur 26: Flödeprocess vid montering Verktyg såsom skruvdragare, skruvar och muttrar av olika storlek för olika moment finns i närheten och är lätt tillgängliga vid varje station. Även de komponenter som ska monteras är tillgängliga nära stationerna. En del av de submontage som monteras på arbetsstationerna är förmonterade i en annan del av fabriken och deras id nummer är markerat med gul färg. De flesta submontage är redan monterade när de beställs in från underleverantörer. Montering i alla stationer utförs huvudsakligen manuellt och lyftutrustning som travers används vid förflyttning av kammaren och luckan. Produkten fästs på en fixtur (se Figur 27) som är höjbar och vridbar, produkten kan förflyttas snabbt mellan 52

62 stationer med hjälp av en mobil fixtur. Hela monteringsprocessen utförs i genomsnitt av två montörer, en som monterar station 1-4 och en som testar och monterar skalet efter testning. Figur 27: Mobil fixtur Montören börjar med att läsa genom orderlappen och specifikation för att kolla vilka komponenter som behövs, eftersom produkten i de flesta fall är kundanpassad. Kammaren till produkten (se Figur 28)måste vara ren av den orsaken att den är en medicinsk teknisk produkt. Ett stort antal skyddsskruvar är svetsade på kammarens yttre sida för att fästa olika komponenter senare i processen. Att skyddsskruv lossnar från kammaren är förekommande och det kan fördröja hela monteringsprocessen. Trefolex penslas alltid på skyddsskruvar för att ge en effektiv smörjning och att förlänga skruvarnas livslängd. 53

63 Figur 28: Kammare På station 1 monteras element inuti kammaren samt ben på kammarens sidor som senare används till att fästa större komponenter. Isolering klistras även fast för att skydda kablar från att komma i kontakt med värme och för att behålla värme i maskinen. Ledljus monteras och kantlister läggs sedan på. Vid station 2 monteras större komponenter som pumpar, filter och vattentank. Utöver detta monteras slangar mellan komponenter och tryck sensorer. Doseringssystemet monteras även på denna station. På station 3 monteras dörrluckan, ventiler, kyl- och värmepumpar och på station 4 monteras elektroniska komponenterna som kablar, tomdunkslarm och transformator. Figur 29 visar hur produkten ser ut när den är nästan färdigt monterad innan paketering. 54

64 Figur 29: Nästan färdig produkt Monteringstid vid alla stationer Den senaste tidsstudien som genomfördes av företaget var tre år sedan, monteringstid i dagens läge ser likadant ut eftersom förutsättningen inte har förändrats. Detta betyder att situationen idag är ungefär detsamma som för 3 år sedan. För att kunna jämföra företagets metoder med rapportens metoder kommer företagets tidsstudie presenteras i nulägesbeskrivningen. Företagets tidsstudie genomfördes med hjälp av montörerna på monteringslinjen. De involverande Sex montörer angavs med bokstäver(från A till F) i tidsstudien där monteringstiden anges i minuter. Mätningarna gjordes av varje montör och tid från alla stationer samlades in. Tidsskillnaden mellan olika montörer är beroende på arbetsår och arbetserfarenhet. Tabell 11 visar den genomsnittliga tiden på en standard produkt vid varje monteringsstation för varje montör. När ett extra saltfilter ska monteras på produkten förlängs hela monteringstiden. Tabell 12 visar monteringstid på en produkt med ett extra saltfilter på, montören A deltog inte i hela monteringsprocessen därför saknas värde för vissa stationer. 55

65 Tabell 11: Snitt tid för en standard produkt vid olika station Operatör A B C D E F Snitt tid station Snitt tid station Snitt tid station Snitt tid station Total tid Snitt tid för hela produkten [minuter] 207 Tabell 12: Snitt tid för produkt med saltfilt vid olika station Operatör A B C D E F Snitt tid station Snitt tid station Snitt tid station Snitt tid station Total tid Snitt tid för hela produkten [minuter] 238 Upplägget på stationer och material går att se i Figur

66 Figur 30: Layout skiss på nuvarande situation 4.2 Nulägesanalys Dagens konstruktion har generellt problem med blockerad vy och tillgänglighet vid montering. Det förekommer även brist på utrymme i konstruktionen som försvårar för montörer. Under analysen har det framkommit 3 problemområden som definieras som problem 1,2 och 3. Problemområdena anses vara de största på produkten i dagsläget. Varje produkt som monteras är redan beställd av kund vilket gör att det kan variera vilka eller hur många komponenter som ska monteras på produkten. En sådan komponent som läggs till kan vara ett saltfilter och när den ska monteras kommer problemet med bristande utrymme ökas. Som en del av utvärderingen kommer 3 utvärderingsmetoder från Boothroyd och Dewhurst att genomföras av författarna i nulägesbeskrivningen. Uppskattade tiden i teorin som baseras på insättning 57

67 och hanterings koder kommer inte att användas, tiderna som finns i tabellerna är tider som författarna har tagit från den aktuella monteringslinjen. Tabell 2-8 i teorin används för att hitta rätt hanteringskod och insättningskod Problemområde Beskrivning problem 1 Problemområdet 1 finns inuti kammaren och är ett fäste till ett värmeelement. Fästet består idag av två identiska detaljer och två skruvar samt ett stöd. Det finns totalt 4 fästen i kammaren och deras funktion är att hålla värmeelementens rör på plats under körning av maskinen. Det blir totalt 8 detaljer, 8 skruvar och 4 stöd i konstruktionen. Utöver de fästen som finns sitter värmeelementet fast i kammaren med två bultar som tar majoriteten av kraften som påverkar värmeelementet(se Figur 31). Värmeelementet består av två komponenter som sitter fast med en bult var. Fästets stöd är punktsvetsat fast inuti kammaren innan Station 1 och detaljerna skruvas fast på stödet. Värmeelement Värmeelementets skruvar Figur 31: Värmeelement Problemet kommer fram vid montering där två detaljer och 2 skruvar blir svårt att hålla reda på när de ska monteras. I kammaren är det ont om utrymme som leder till minskad tillgänglighet och montörens sikt över stödet är blockerad av sina egna händer och skruvdragare vid monteringen. Figur 32 visar en skiss på nuvarande konstruktion för värmeelementets fästen. Figur 33 visar hur det ser ut när delarna är färdigmonterade. 58

68 Stöd Undre detalj Övre detalj Skruvar Front vy av övre detalj Värmeelement Kammarvägg Figur 32: Nuvarande konstruktion för fästena Övre detalj Skruvar Undre detalj Stöd Värmeelement Figur 33: Färdigmonterat fäste i kammaren 59

69 Utvärdering problem 1 Som en del av utvärderingsmetoden genomförs en tidsstudie för problemområde 1 i Tabell 13. Komponenters hanteringstid samt insättningstid för problemområde 1 bestämdes innan tiderna från monteringen samlades in. Utvärderingen av detaljerna på varje fäste blev en hanteringskod på 33 och insättningskoden blev 95. Hanteringskoden för skruvarna blev 11 och skruvarnas insättningskod blev

70 Tabell 13: Tidsstudie problem 1 Namn på monteringsdel Fäste vänster bak Skruv Fäste vänster fram Skruv Fäste höger bak skruv Fäste höger fram Skruv I Är komponent en väsentlig? Nm=4 H Operati onskost nad Cm= G Operatio nstid (BD +F) [sek] 18,5 23, ,5 17,5 12,5 15,5 10 Tm=131 F Tid för manuell insättning [sek] 5,5 7,5 6 7,5 5,5 8,5 10,5 6 Totalt: E 2 siffrig insättni ngskod D Tid för manuell hantering av komponent[sek] 6, ,5 2 C 2 siffrig hanteri ngskod B Antal utövade gånger A Komp onent nr

71 Effektiviteten på nuvarande konstruktion blir endast 9,2 % enligt ekvation (2). (Ekv. 2) KE = (3 N m) T m KE = (3 4) 131 = 0,0916 9,2 % konstruktionseffektivitet är en väldigt låg siffra och betyder att mycket kan förbättras i konstruktionen för att öka KE. Tidsstudien till problem 1 visar att nuvarande konstruktion tar lång tid att montera med 4 fästen som består av 8 detaljer, detta avspeglas i en stor total monteringstid. Teoretiska minsta antalet komponenter i Tabell 13 är halverat jämfört med nuvarande situation och detta gör att det blir stor skillnad i beräkning av konstruktionseffektiviteten. Analysen av insättning är att samma rörelser blir detsamma för alla fästen. Fäste på höger fram och vänster fram tar lite snabbare att montera. Montörer tycker att höger sida är lite svårare eftersom det blir vänster hand som håller skruvdragaren. Montörer kan även tappa skruvar ur sin hand innan de skruvas fast som kan öka frustration och irritation Problemområde Beskrivning problem 2 I problemområde 2 är det många skruvar för en panel som orsakar längre monteringstid än vad det behöver vara. Slangar och komponenter i maskinen försvårar montering genom att blockera och försvåra insättning av panelen. Montörerna tycker det i många fall svårt och bökigt att montera panelen. Figur 34 visar topp vy på luckan. Höger och vänster fäste av panelen går att se i Figur 35 och Figur

72 Panel Skruv(x2) Ben Figur 34: Lucka Figur 35: Höger fäste sätt bakifrån Figur 36: Vänster fäste sätt bakifrån Utvärdering problem 2 Utvärderingsmetoden för problemområde 2 består av en tidsstudie(tabell 14) där tiderna är tagna från nuvarande montering. Insättning och hanteringskoder är uppskattade av författarna. Panelen är en stor komponent som kan gripas med en hand men behöver två händer för att hanteras och vridning av komponent förekommer inte, därför anses hanteringskoden vara 88. Insättningen sker genom att skruvar sätts på plats innan panelen för att agera som hänganordning medan panelens slangar och sladdar monteras. När allt som ska sitta på panelen är monterat sker en slutlig åtdragning av 63

73 skruvarna så att panelen sitter fast, insättningskoden bedöms därför vara 70. Felmontering genom att montera panelen är teoretisk möjligt men inte speciellt troligt på nuvarande konstruktion. Tidsstudie(Tabell 14) av problemområdet bekräftar att det finns mycket skruvar, utöver detta är insättning av panelen problematiskt eftersom komponenter och slangar som finns vid panelen skymmer sikt och tillgänglighet. Tillgängligheten är problematisk när de sista skruvarna ska skruvas fas och det kan vara svårt att nå med skruvdragare. Panelen monteras på konstruktionens ben och på panelen monteras slangar och komponenter. Totala konstruktionseffektiviteten(ke) blir 5,4 %. (Ekv. 2) KE = (3 N m) T m KE = (3 9) 501,5 = 0,054 Det nuvarande KE som är 5,4 % är väldigt låg och betyder att det finns stora möjligheter till att förbättra effektiviteten på konstruktionen. 64

74 Tabell 14: Tidsstudie problem 2 Namn på monteringsdel Ben Mutter Trefolex Ben Mutter Skruv(till panel) Klistermärken(t ill panel) Gummi bitar(panel) Skyddslist(pane l) Inkoppling av Panel I Är komponenten väsentlig? Nm=9 H Operati onskost nad Cm= G Operationst id (BD +F) [sek] 14, ,5 Tm=501,5 F Tid för manuell insättning[sek] Totalt: E 2 siffrig insättningsk od D Tid för manuell hantering av komponent[sek] 4, , C 2 siffrig hantering skod B Antal utövade gånger A Kompone nt nr

75 4.2.3 Problemområde Beskrivning problem 3 Vid problemområde 3 finns det svårighet vid insättning av kablar till displayenheten där blockerad syn och tillgängligheten är begränsad. Figur 38 visar när kablarna är insatta och Figur 37 visar undersidan på displayen. Problem uppstår även vid testning om sladdarna ska bytas ut. Enligt montörerna kan kontakten i displayen förstöra displayens kretskort när kontakten ska tas bort och detta leder till att hela displayen måste bytas ut. Kontakt Figur 38: Display med insatta kablar Figur 37: Displayens undersida Utvärdering problem 3 Tidsstudie (se Tabell 15) har genomförts på insättning av sladdarnas kontakt samt skedet när displaypanelen skruvas fast på dörrluckan. 66

76 Vid isättning av sladdarna på displayen måste idag sladdarna böjas och vridas för att kunna sättas in, vilket leder till ökad tid för monteringen. Montören får ofta avbryta insättningen och byta håll på sladdens kontakt för att det ska gå att sätta in. Detta kan leda till frustration och ilska om montören är tidspressad. (Ekv. 2) KE = (3 N m) T m KE = (3 2) 34 = 0,177 Total konstruktionseffektiviteten är beräknad till cirka 18 % och detta beror på krånglighet vid insättning av sladdarnas kontakt. 67

77 Tabell 15: Tidsstudie problem 3 Namn på monteri ngsdel Kabel Skruv I Är komponen ten väsentlig? 1 1 Nm=2 H Operati onskost nad Cm= G Operati onstid (BD +F) [sek] Tm=34 F Tid för manuell insättni ng[sek] 16 3 Totalt: E 2 siffrig insättning skod D Tid för manuell hantering av komponent[ sek] 5 2 C 2 siffrig hantering skod B Antal utövade gånger 1 5 A Kompone nt nr

78 4.3 Förbättringsförslag För att finna den bästa koncept för förbättringsförslag till problemen kommer femstegsmetoden som presenteras i teorin att tillämpas. I steg 1 förtydligas problemet. Eftersom det i detta fall handlar om koncept baserat på en enskild komponent som ingår i en produkt bestående av många andra komponenter, är möjlighet för att undersöka externa lösningar begränsad i steg 2. Därför kommer externa sökningar inte att utföras i detta arbete och fokus sätts däremot i intern sökning. Interna sökningen i steg 3 genomförs med hjälp av brainstorming, där alla möjliga lösningar tas fram av författarna i detta arbete. Av den anledning att ingen nedbrytning ska göras på värmeelementets fäste samt att steg 4 används främst när problemet är uppdelat i mindre koncept lösningar, så kommer detta steg uteslutas i problem 1 och 3. Femte steget som är att reflektera över lösningar och processen kommer inte att gås igenom i genomförandet, eftersom detta är relevant att ta upp i diskussionsdelen. I konceptval kommer metoderna konceptundersökning och konceptpoängsättning att tillämpas. Tillämpning av konceptundersökning börjar med att välja ut ett koncept som referenskonceptet för att det anses vara en bra lösning av författarna. Olika urvalskriterier sätts sedan upp och används för att jämföra koncepten. Mycket av dessa kriterier baseras på monteringsanpassad konstruktion som presenteras i teoridelen. Dessa kriterier är minskade antal delar, mindre justeringar, självlokalisering(syftar på att delen ska vara lätt att lokaliseras på rätt ställe), lätt åtkomst och bra syn(att vyn inte är blockerad), enkel hantering, omorientering, enkel tillverkning, hopfogningsförmåga och hållfasthet. Ett kriterium till är att uppfylla krav för medicinska utrustningar som syftar på att inget farligt ämne ska utlösas vid hög temperatur. Koncepterna kommer därefter att betygsättas och rankas, där + står för bättre än referensen, - för sämre än referensen och 0 för lika bra som referensen. 69

79 Koncepten som betygsätts högst från konceptundersökningen kommer att fortsätta analyseras och rankas i konceptpoängsättningen. I denna process används kriterier för rankning som 1 för mycket sämre än referens, 2 för sämre än referens, 3 för samma som referens, 4 för bättre än referens och 5 för mycket bättre än referens. Viktandel anges i procent och visar hur viktig varje urvalskriterier är, poäng beräknas genom att multiplicera viktandel med rankningen Förbättringsförslag till problem Konceptgenerering Problem 1 handlar om svårigheter i montering av elementfäste. Eftersom fästet är en relativt enkel komponent behövs det inte brytas ner till mindre delar. Stödet som detaljerna är monterade på markeras med streckade linjer i bilderna nedan. Koncept 1 (se Figur 39) består av en upphängningsanordning som ska se till att detalj 1 är på plats när skruvarna dras åt. Upphängningsanordningen ska även dela på kraften som detalj 1 utsätts för, vilket gör att endast en skruv behövs. Konstruktionen på stödet i koncept 1 måste ändras men stödets sammanfogningsmetod som är punktsvetsning bevaras. Lösningen ska bidra till minskad monteringstid och förenklad montering. 70

80 Detalj 1 Stöd Skruv Kammarvägg Värmeelement Figur 39: Koncept 1 Koncept 2 (se Figur 40) består av detalj 2 som skruvas fast på stödet i kammaren. Skillnaden mellan nuvarande konstruktion och Koncept 2 är att övre och undre detalj är en enda detalj. konceptets skruvar halveras och stödet behöver inte konstueras om i detta koncept. Stöd Detalj 2 Skruv Kammarvägg Värmeelement Figur 40: Koncept 2 71

81 I Koncept 3 (se Figur 41) är skruvarna borttagna och den nya sammanfogningsmetoden är lim. Lim kan minska tiden för monteringen genom att limning av detalj 3 sker innan insättning och eliminerar antalet skruvar på produkten. Temperaturskillnader i kammaren varierar mellan 0 till 90 grader vilket gör att limmet måste klara dessa temperaturvariationer. Ytorna som ska limmas måste vara rena för att limmet ska fungera och då måste en reningsmetod tillämpas som bland annat är blästring eller sköljning. Lim Stöd Detalj 3 Kammarvägg Värmeelement Figur 41: Koncept 3 Koncept 4 (se Figur 42) är baserat flexibelt plast och kan sättas fast direkt i kammaren som inte behöver lim eller skruv. För att montera detalj 4 pressas plast huvudet in i stödet och deformeras under 72

82 montering men återtar sin form när detaljen är på plats. Det ställs stora krav på plasten för att kunna vara flexibelt vid montering samt att klara av de stora temperaturskillnaderna i kammaren. Stöd Detalj 4 Kammarvägg Värmeelement Figur 42: Koncept 4 Koncept 5 (se Figur 43) består av detalj 5 som skruvas fast med 2 skruvar i vaddera ände. På grund av detalj 5 och nytt läge på skruvarna behöver konstruktionen på stödet ändras. Med två skruvar är femte koncept baserat på att det ska vara lätt att skruva i skruvarna och sätta objektet på plats. 73

83 Stöd 2st Skruvar Detalj 5 Kammarvägg Värmeelement Figur 43: Koncept 5 Koncept 6 (se Figur 44) baseras på att materialet som ska vara flexibelt och starkt för att kunna klämmas på plats. Detalj 6 monteras genom att klämma detaljen med värmeelementen inuti. Benen på detalj 6 hakas i stödet och tankten är att den spänning i benen ska hålla elementen på plats. I Figur 44 74

84 representerar de blå pilarna den riktning som kraften appliceras vid montering. Objektet kan enkelt bytas ut om det uppstår problem vid service av produkten. Stöd Detalj 6 Kammarvägg Värmeelement Figur 44: Koncept 6 Det sista koncept 7(se Figur 45) baseras på koncept 5 med en skruv mindre. Konstruktionen på stödet behöver inte ändras för att passa detalj 7 i koncept 7 men i Figur 45 visas ett alternativ på hur ett annat stöd ser ut. Åtkomligheten ska öka med bara en skruv och objektet har en öppning intill kammarens vägg. Förändringarna ska minska materialanvändning och komplexiteten på detalj 7. 75

85 Stöd Detalj 7 Skruv Kammarvägg Värmeelement Figur 45: Koncept 7 Resultatet från steg 3 är att materialet till fästen för all koncepter utom koncept 4 är samma som nuvarande fästen, medan detalj 4 i koncept 4 är gjort av plast. För att få bättre förståelse för dessa koncept har i Tabell 16 fördelar och nackdelar på de sju koncepten analyserats. 76

86 Tabell 16: Konceptens fördel och nackdelar Koncept Fördel Nackdel 1 Bara en skruv används; Låsningsmekanik underlättar montering; Fästeställe på kammaren kan behöva omkonstrueras; Kan blir svårt att hänga upp på fäststället. Färre detaljer. 2 Bara en skruv används; Fästeställe på kammaren behöver inte omkonstrueras; Hållfasthet kan behöva analyseras; Dimension på skruven kan behöva ändras på grund av minskat antalet skruvar. Färre detaljer. 3 Ingen skruv behövs; Snabbt att montera; Färre detaljer. Lim är hälsofarligt. Hållfasthet hos lim sjunker snabbt när temperatur höjs. Behöver rengöring av fogningsyta. 4 Ingen skruv behövs; Snabbt att montera; Färre detaljer. Plast har hög värmeutvidgning, dålig värme-, UVoch kemikaliebeständighet samt statisk uppladdning. 5 Färre detaljer; Enklare att montera Fäststället på kammaren kan behöva omkonstrueras; 6 Färre detaljer; Enklare och snabbare att montera; Fäststället på kammaren kan behöva omkonstrueras; Lätt att förflytta på sig på grund av vibration. Ingen skruv används 7 Färre detaljer; Enklare och snabbare att montera; En skruv används. Antalet hål för skruvar på fäststället behöva ändras på grund av minskat antalet skruvar Konceptval Tabell 17 visar konceptundersökning för problem 1. I detta problem har författarna satt koncept 7 som referenskoncept eftersom det uppfattas som ett bra koncept innan urvalsprocessen börjar. 77

87 Jämför med den nuvarande konstruktion på elementfästen där två fästen och två skruvar används, har antalet delar i alla sju koncept reducerats. Koncept 1 och 2 har lika många delar som koncept 7, där bara ett fäste samt en skruv behövs. I koncept 4 och 6 används endast ett fäste medan i koncept 5 finns det två fästen och två skruvar. Eftersom koncept 2 har liknande konstruktion som koncept 7 är det samma justering på de två koncepten. Lim används i koncept 3 där ingen justering behövs och montering sker genom att tycka det limmade fästet mot upphängnings ställe på kammaren. På grund av upphängningsmekanismen i koncept 1 kan det behövas extra justering för att kunna hänga fästet på väggen av kammaren. Att använda två skruvar i koncept 5 gör det att extra justering behövs för att hitta de två skruvhålen. Extra justering kan behövas i både koncept 4 och 6 för att sätta fast dem på kammaren. Koncept 2 och 7 är lika lätt att självlokaliseras på grund av liknande konstruktion. Användning av lim i koncept 3 och enkel insättningsmekanismen i koncept 4 och 6 underlättar självlokaliseringen. Medan i koncept 5 kan det vara relativt svårare med självlokalisering för att finna de två skruvhålen. Åtkomst och blockerad vy är lika bra för koncept 2 och 7. Det är sämre åtkomst och blockerad vy för koncept 1 på grund av upphängningsmekanismen och koncept 5 där orsaken är användning av två skruvar. Koncept 3, 4 och 6 har bättre åtkomst och blockerad vy eftersom det är mindre antal delar som behöver monteras. Samma resonemang gäller vid urvalskriterier för enkel hantering mellan olika koncept. Omorientering är det samma för samtliga koncept. Tillverkning är detsamma för koncept 5, 6 och 7 på grund av deras liknande utformning. Hopfogningsmetod som svetsning behövs vid utformning av koncept 1, 2, 3 och 4. Eftersom fler delar används i koncept 1 och 5 är både hopfogningsförmågan och hållfastheten bättre än koncept 2 och 7. Dessa egenskaper är sämre hos koncept 3, 4 och 6 på grund av minskad antal delar. Alla koncepter förutom koncept 3 där lim används är anses inte vara miljöfarliga. 78

88 Koncept 1, 2, 5, 6 och 7 kan uppfylla krav för medicinska utrustningar och nuvarande krav från standarder på material eftersom materialet inte ändras. På grund av risken för att vissa farliga ämnen från lim och plast kan utlösas vid hög temperatur är det svårare att uppfylla dessa krav för koncept 3 och 4. Tabell 17 visar matrisen för konceptundersökning för problem 1. Resultatet visar att koncept 3, 6 och 7 har fått högsta betyg och därför kommer de koncepter att vidare jämföras i konceptpoängsättning för att finna det bästa konceptet. 79

89 Tabell 17: Konceptundersökning för problem 1 Koncept Urvalskriterier (Referens) Minskade antal delar Mindre justeringar Självlokalisering Lätt åtkomst och bra syn Enkel hantering Omorientering Enkel tillverkning Hopfogningsförmåga Hållfasthet Miljövänlighet Att uppfylla krav för medicinska utrustningar Summa för Summa för Summa för Netto poäng Rankning Fortsätt att utveckla konceptet? Nej Nej Ja Ja Nej Nej Ja I konceptpoängsättning anges alla urvalskriterier i procent för att se hur viktig varje kriterier är. Genom att först betygsätta koncept 3 och 6 med skalan 1 till 7 för varje urvalskriterier och sedan multiplicerar dessa siffror med vikt andel i procent, kan den totala poängen för varje koncept räknas ut och därefter rankar dessa koncepter. Resultat från Tabell 18 tyder på att koncept 7 är det bästa konceptet. 80

90 Tabell 18: Konceptpoängsättning för problem 1 Koncept 3 7(Referens) 6 Urvalskriterier Vikt andel Rankning Poäng Rankning Poäng Rankning Poäng Minskade antal 15% 4 0,6 3 0,45 4 0,6 delar Mindre 5% 2 0,1 3 0,15 2 0,1 justeringar Självlokalisering 5% 5 0,25 3 0,15 4 0,2 Lätt åtkomst och 10% 3 0,3 3 0,3 4 0,4 bra syn Enkel hantering 10% 4 0,4 3 0,3 4 0,4 Omorientering 5% 3 0,15 3 0,15 3 0,15 Enkel tillverkning 10% 2 0,2 3 0,3 3 0,3 Hopfogningsförm 10% 1 0,1 3 0,3 1 0,1 åga Hållfasthet 10% 1 0,1 3 0,3 1 0,1 Miljövänlighet 10% 1 0,1 3 0,3 3 0,3 Att uppfylla krav 10% 1 0,1 3 0,3 3 0,3 för medicinska utrustningar Total poäng 2,4 3 2,95 Rankning Fortsätt att utveckla konceptet? Nej Ja Nej Vidareutveckling av valt koncept Utifrån det ritade konceptet gjordes en skiss i ett 3d program som visar mer tydlig hur det framtida resultatet kommer att se ut. Förändringar från skissen i Figur 45 med den nya Figur 46 visar att detaljens 81

91 fäste på kammarens stöd är mer anpassad till dagens konstruktion på stödet så att detta inte behöver en ny konstruktion. Nuvarande konstruktion på stöd Ny konstruktion på detalj 7 Figur 46: Ny konstruktion på detalj 7 Därefter genomfördes ett gruppmöte med företaget så att deras experter kunde utvärdera konceptet. Det kom fram synpunkter på att Figur 46 är dyr att tillverka på grund av brist på utrymmer vid bockningen av detaljen(se Figur 47). 82

92 Bockning av dessa kanter kommer blir dyr vid tillverkning Figur 47: Problem vid detalj 7 Med dessa synpunkter gjordes konstruktionen om till Figur 48 som kan tillverkas med bockning utan att orsaka svårigheter i tillverkning av detaljen. Den nya konstruktionen i Figur 48 uppfyller samma funktion som Figur 45 men är mer utvecklad till rådande situation. 83

93 Figur 48: Ny konstruktion Skruvdimensionering Dimensionering på skruven är inlagd i bilagan 2 och beräkningarna visar att det nuvarande läget är kraftigt överdimensionerat och att den nya lösningen använder sig av samma storlek på skruvarna som den nuvarande konstruktionen har Utvärdering till valt koncept En tidsstudie till valt koncept till problem 1 utförs för att sedan beräkna ett nytt värde på konstruktions effektivitet (KE). Eftersom den nya konstruktionen inte kan tillverkas i verkligheten har författarna utgått ifrån att koder och tiden för insättning och hantering för både elementfäste och skruvar är detsamma som koder och tiden för den nuvarande konstruktionen. Skillnaden mellan Tabell 19 och Tabell 13 ligger i kolumn B för antal utövade gånger vars värde blir 1 istället för 2 (se markering med lila färg)på den nya konstruktionen av den anledningen att antalet på både elementfäste och skruv har halverats. När värdet på B ändras kommer operationstid i kolumn G också att få nytt värde (se markering med lila färg). 84

94 Tabell 19: Tidsstudie på valt koncept problem 1 Namn på monteringsd el Fäste vänster bak Skruv Fäste vänster fram Skruv Fäste höger bak skruv Fäste höger fram Skruv I Är komponenten väsentlig? Nm=4 H Operations kostnad Cm= G Operationsti d (BD +F) [sek] 12,1 15, ,5 11,5 10,5 12,5 8 Tm=93,6 F Tid för manuell insättning[s ek] 5,5 7,5 6 7,5 5,5 8,5 10,5 6 Totalt: E 2 siffrig insättni ngskod D Tid för manuell hantering av komponent[se k] 6, ,5 2 C 2 siffrig hanterings kod B Antal utövade gånger A Komponent nr

95 Effektiviteten på den nya konstruktionen blir 12,8 % enligt ekvation 2. (Ekv. 2) KE = (3 N m) T m KE = (3 4) 93,6 = 0, Förbättringsförslag till problem Konceptgenerering I steg 1 ur femstegsmetoden bryts panelen ner i två områden, högra och vänstra fästet. Eftersom problem 2 består av en panel som har många hål för montering av andra objekt samt inte har något direkt problem kommer mittsektionen inte tas med i vidareutvecklingen. Figur 35 är fästet på höger sida och Figur 36 visar fästet på vänster sida. Dessa produktbilder har inte saltfilter monterad, där av ser det ut att vara mycket utrymme. Under steg 3 har 5 koncept tagits fram på hur monteringstiden på panelen kan minskas och förenkling av monteringen kan genomföras. Det första koncept 1 är skapat för att det ska gå att låsa panelen genom att haka i benets hål från ovan för att sedan skruvas fast på vänster ben(figur 49). Konceptet minskar antalet delar men kräver också omkonstruktion av benet. Figur 49 visar till höger hur benet ser ut, medan det är panelens vänster fäste till vänster. Blåa pilarna visar hur panelens vänsterfäste sätts ihop med benet i Figur

96 Ben Panelens vänsterfäste Figur 49: koncept 1 för problem 2 koncept 2 har många likheter med första konceptet men att det hakas ifrån horisontell axel och sedan skruvar fast komponenten på andra sidan(höger ben). I koncept 2 halveras antal skruvar för panelen. Figur 50 visar en 3d bild av hur panelens vänsterfäste och benet ser ut. Panelens vänsterfäste Ben Figur 50: Koncept 2 för problem 2 Koncept 3 består av en större fästanordning som sätts in från sidan(horisontell insättningsaxel) som fyller samma funktion som de tidigare koncepten med att hakar fast panelen i benet. Skillnaden är att panelens vänsterfäste hakar i benets ena sida genom ett hål i benet. Det förutsätts i detta koncept att den externa kraften(se blå kraft pil i Figur 49) som knuffar ut panelen är tillräcklig för att få panelen att 87

97 stanna. Konceptet visas i Figur 51 där panelens vänsterfäste visas till vänster och höger bilden visar benet. Panelens Ben vänsterfäste Figur 51: Koncept 3 för problem 2 Koncept 4 består av en krok som hakas i från ovan(vertikal insättningsaxel) för att få till en mekanisk fästanordning. Panelen är tänkt att hållas på plats av sin egen vikt. I Figur 52 visas koncept 4 som till vänster visar snitt vy av panelen och till höger är en bild på benets nya konstruktion. Panelens vänsterfäste Ben Figur 52: Koncept 4 för problem 2 I sista koncept 5 används ett huvud som pressas på plats och detta koncept eliminerar alla skruvar. Nackdelen är att det kan krävas en del kraft för att pressa dessa på plats. Lösningen har inte tagit hänsyn till service av maskinen. Figur 53 visar panelens vänsterfäste till vänster och benet till höger. 88

98 Panelens vänsterfäste Ben Figur 53: koncept 5 för problem 2 Nästa steg analyseras konceptens för- och nackdelar i Tabell

99 Tabell 20: Fördel och nackdel problem 2 Koncept Fördel Nackdel 1 Halverar antal skruvar som behövs, enkelt att montera. Kanske inte klarar av att påverkas av kraften i y-led. Omkonstruktion av ben behövs. Kan bli dyrare med små detaljer på plåten. Panelen kan bli lös om inte rätt dimensioner sätts. 2 Halverat antal skruvar. Enkelt att montera 3 Halverar antalet skruvar. Klarar av krafter från x och y-led. 4 Halverar antalet skruvar och blir mer monteringsvänlig och flexibel. 5 Eliminerar alla skruvar om lösningen appliceras på båda fästena. Tål eventuella inte krafter i x-led. Omkonstruktion av ben behövs. Kan bli dyrare med små detaljer på plåten. Panelen kan bli lös om inte rätt dimensioner sätts. Kan bli svårare att montera om det är fel dimensioner. Omkonstruktion av ben behövs Kan bli lös om maskinen vänds upp och ner. Klarar krafter i enda y-led dålig. Kan inte utföra service på panelens baksida. Kräver en del kraft att få på plats. Omkonstruktion behövs. Samtliga framtagna koncept(undantag koncept 5) är genererade till det vänstra fästet som klassifikationsträdet visar i Figur

100 Koncept 1 Vänster fäste Koncept 2 Panel Mittsektion Höger fäste Koncept 3 Koncept 4 Koncept 5 Koncept höger Figur 54: klassifikationsträd I Figur 54 finns det 5 koncept som har presenterats och ett koncept på höger sida som inte har förklarats, detta eftersom högra fästet är tänkt att ha skruvar och att det endast finns 1 förslag. Förslaget har skruvar och kraftigt borttagning av material runt skruvarna för att öka utrymmet för sladdar och komponenter i produkten Konceptval Det valda referenskonceptet i problem 2 är koncept 2 eftersom konceptet enligt författarna ser bra ut innan konceptvalet har genomförts. I urvalskriteriet minst antal delar blev koncept 5 det bästa eftersom det eliminerar alla av dagens 4 skruvar i konstruktionen. De andra koncepten halverar endast antalet skruvar. När det kommer till minder justeringar anses alla framtagna koncept likvärdiga. Detta eftersom lösningarna inte kan justeras under eller innan montering. Självlokalisering är även det ett kriterium som är lika för alla framtagna koncept. Under lätt åtkomst och synlighet är referens konceptet bästa tillsammans med 5:e konceptet för att dessa är enkla att sätta ditt och blockerar inte vyn. När det kommer till hanteringen är det koncept 4 och 91

101 koncept 5 som bedöms svårare att hantera och montera. Detta eftersom 3:e konceptet kan vara svårt att få på plats och att det behövs en del kraft för att montera koncept 5. I bedömningen om tillverkningen blev koncept 5 det sämsta konceptet eftersom det skulle behöva extra lödning eller en extra tillverkningsmetod som appliceras i förmontering eller hos underleverantör. I de flesta andra koncepten skulle bara en extra stansning eller liknande behövas. Hållfastigheten uppskattas av författarna under konceptundersöknigen men kommer beräknas innan ritningar skapas. Utgångsläget är hur koncepten kan hantera horisontella och vertikala laster. Koncept 5 bedöms om det koncept som har bäst förmåga att hantera dessa laster dock är det en nackdel i att det konceptet skulle försvåra service av produkten under des livscykel. 92

102 Tabell 21: Konceptundersökning problem 2 Koncept Urvalskriterier (Referens) Minskade antal delar Mindre justeringar Självlokalisering Lätt åtkomst och bra syn Enkel hantering Omorientering Enkel tillverkning Hopfogningsförmåga Hållfasthet Att uppfylla krav för medicinska utrustningar Summa för Summa för Summa för Netto poäng Rankning Fortsätt att utveckla konceptet? Nej Ja Ja Nej Ja Det visar sig i konceptundersökningen att referenskonceptet tillsammans med koncept 3 och 5 är de som går vidare efter att de fick den bästa rankingen enligt Tabell 21. Koncept poängsättningen i Tabell 22 enda skillnad från föregående Tabell 22 är att de olika attributen är rankad enligt vad som är viktigt i monteringsanpassad konstruktion. Tabell 22 visar att det är väldigt 93

103 jämnt mellan koncepten och att referenskonceptet vinner med liten marginal. Med beaktning att denna produkt har relativt lång livslängd och är en sådan produkt som repareras istället för att slängas blir koncept 5 väldigt dåligt, eftersom den använder en metod som gör att panelen måste förstöras för att tas bort vilket ökar kostnaden för eventuella reparationsproblem. Koncept 3 var nära referenskonceptet men det blev inte det slutliga konceptet eftersom det kan vara ett koncept som är svårt att montera. Tabell 22: Konceptpoängsättning problem 2 Koncept 3 2(Referens) 5 Urvalskriterier Vikt andel Rankning Poäng Rankning Poäng Rankning Poäng Minskade antal 15% 3 0,45 3 0,45 4 0,6 delar Mindre 5% 3 0,15 3 0,15 3 0,15 justeringar Självlokalisering 5% 3 0,15 3 0,15 3 0,15 Lätt åtkomst och 10% 3 0,3 4 0,4 4 0,4 bra syn Enkel hantering 10% 3 0,3 4 0,4 2 0,2 Omorientering 5% 3 0,15 3 0,15 2 0,1 Enkel tillverkning 10% 4 0,4 3 0,3 1 0,1 Hopfogningsförm 10% 3 0,3 3 0,3 4 0,4 åga Hållfasthet 10% 3 0,3 3 0,3 4 0,4 Att uppfylla krav 20% 3 0,6 3 0,6 3 0,6 för medicinska utrustningar Total poäng 3,1 3,2 3,1 Rankning Fortsätt att utveckla konceptet? Nej Ja Nej 94

104 Det valda konceptet till problem två blev koncept 2, nästa steg är att ta reda på hur mycket kraft och påfrestningar komponenten utsätts för Vidareutveckling av valt koncept Huvudkonceptet ändras inte från konceptet i Figur 50 till skiss i Figur 55 men det går att se en tydligare bild av hur det ska ser ut på panelen och benet. Figur 55: Panel 95

105 Ben Panel Figur 56: Ben och panel Företagets experter fick sedan utvärdera skissen på panelen kom fram till att det var en lösning som inte skulle ha problem med att tillverkas eller monteras, där av kommer skissen inte att utvecklas mer. Benet fick samma bedömning som panelen och godkändes Skruvdimensionering Beräkningsprocessen till problem 2 visas i bilagan 5. Det framkommer att nuvarande konstruktion kan ersättas med en M4 skruv Utvärdering till valt koncept Vid utvärderingen av det nya konceptet används samma tabell som vid utvärderingen av nuvarande konstruktion(tabell 14) där tiderna används igen, detta eftersom de nya koncepten inte har konstruerats i verkligheten och ny data går inte att samla in. Den nya tabellen består av minskade andelar skruvar som 96

106 går att se på rad 6. På rad 11 har en grov uppskattning på nya panelen gjorts, där det kommer mindre tid att sätta in och montera den nya panelen. Tabell 23: Tidsstudie på valt koncept problem 2 Namn på monteringsdel Ben Mutter Trefolex Ben Mutter Skruv(till panel) Klistermärken(t ill panel) Gummi bitar(panel) Skyddslist(pane l) Inkoppling av Panel I Är komponenten väsentlig? Nm=9 H Operatio nskostna d Cm= G Operations tid (BD +F) [sek] 14, ,5 Tm=472 F Tid för manuell insättning[sek] , ,5 Totalt: E 2 siffrig insättni ngskod D Tid för manuell hantering av komponent[sek] 4, , C 2 siffrig hantering skod B Antal utövade gånger A Kompone nt nr

107 Den nya konstruktions effektivitet från ekvation 2 blir därmed 5,7 %; KE = (3 9) 472 = 0, Förbättringsförslag till problem Konceptgenerering För problem 3 ändras inte materialet som används idag på displayen i koncepten som genereras. I koncept 1 (se Figur 57) kommer lutningsvinkel att ökas för att åstadkomma större utrymme, då insättning och uttag av kablar kan vara lättare att utföras. För att förstora vinkeln ska endast framsidan på displayenheten böjas utåt, resten av nuvarande utformning kommer att bibehållas. Fördelen med detta koncept är att det är relativt lätt att utforma displayenheten, medan nackdelen kan vara att tillgänglighet och blockerad syn på uttagshålet inte är tillräckligt bra. Större vinkel Framsida på displayen Figur 57: Koncept 1 för problem 3 I koncept 2 (se Figur 58)är mittdelen på baksidan av displayenheten borttagen. Detta kommer att underlätta insättning samt borttagning av kablar väldigt mycket eftersom tillgänglighet och synen för uttagshålet har förbättrats. Nackdelen är att extra bearbetning behövs för att ta bort mittdelen(eller byte av gjutverktyg) och detta kan orsaka en ökad tillverkningskostnad för företaget. Dessutom kan dam 98

108 och smuts lätt komma in och fastna på uttagshålet som i sin tur kan påverka ledningsförmågan på kretskortet. Undersida på displayen Figur 58: Koncept 2 för problem 3 I koncept 3 (se Figur 59) används en låsmekanism på baksidan av displayenheten. Genom att öppna och stänga luckan kan insättning och uttag av kablar underlättas. Detta koncept har en fördel i flexibilitet med en låsmekanism för att öppna och stänga lucka innan insättningen av displayen och sladdarnas kontakt. Utöver det kan luckan skydda kontakten ifrån smuts och dam. Nackdelen kan vara att det är svårare att utforma och tillverka än de första två koncepten och konsekvensen av detta blir en högre tillverkningskostnad för företaget. 99

109 Undersida på displayen Figur 59: koncept 3 för problem 3 Eftersom displayenheten inte kommer att brytas ner till flera små komponenter samt att steg 4 används främst när problemet är uppdelat i mindre koncept lösningar, så kommer detta steg inte att genomföras för problem Konceptval Koncept 1 används som referensen. Justering är detsamma för samtliga koncept eftersom utformningen är likadana. Koncept 2 och 3 har bättre åtkomst och syn för att mittdelen i koncept 2 är borttagen, där tillgängligheten maximeras. Samma effekt nås i koncept 3 genom öppning och stängning av luckan. Hantering för insättning av kontaktuttag på kabeln är lika lätt i koncept 2 och 3 på grund av den ökade tillgängligheten, medan det är sämre hantering i koncept 1 då vinkeln inte kan ge tillräckligt bra åtkomst och syn. Tillverkning av koncept 1 och 2 är ganska enkel där endast utböjning och bortskärning behövs och detta gör att tillverkningskostnaden för de två koncepter inte skiljs mycket. Däremot är det svårare att tillverka låsmekanismen i koncept 3 och detta medför också en högre tillverkningskostnad. I koncept 1 och 3 är det lätt att förhindra dam och smuts från att komma in i hålet för kontakt uttaget. Men dam och smuts kan lätt komma in i hålet i koncept 2 eftersom mittdelen på baksidan av displayenheten är borttagen. Resultatet i Tabell 24 visar att koncept 2 vinner över de andra två koncept med liten marginalen. 100

110 Tabell 24: Konceptundersökning för problem 3 Koncept Urvalskriterier 2 1(Referens) 3 Mindre justeringar Lätt åtkomst och bra syn Enkel hantering Enkel tillverkning Hållfasthet Tillverkningskostnad Hålla bort dam och smuts Summa för Summa för Summa för Netto poäng Rankning Fortsätt att utveckla konceptet? Ja Nej Nej Eftersom endast tre koncepter har tagits fram för problem 2 behöver inte konceptpoängsättningen tillämpas vidareutveckling av valt koncept Efter arbete med konceptdet togs följande Figur 60 fram och det är ingen förändring ifrån det förslag som skapades i konceptgenereringen. 101

111 Figur 60: Display Företagets experter kom med rekommendationer att detta koncept skulle vidareutvecklas mer på grund av att det kan uppkomma sprickor i plasten runt öppningen(se Figur 60). Författarna inte hittat någon annan lösning som är realistisk Utvärdering till valt koncept Vid det valda konceptet har krånglighet i att böja kontakt uttaget eliminerats, därför är tiden för insättning av kabeln ändrad. På grund av att den nya konstruktionen inte kan tillverkas i verklighet är insättningstiden uppskattas till ungefär 3 sekunder (se markering med lila färg), detta kommer att ändra värdet på operationstid i kolumn G. Alla andra värde i tidsstudien är det samma som den på den nuvarande konstruktionen eftersom ingen annan förändring på komponenten har skett. 102