En ny funktionellmodell som motsvarar det valda konceptet flytbojen, har skapats för att kunna dela in konceptet i moduler, se figur 1.

Transkript

1 Ikot grupp C4 Veckorapparort 7 (lv3) Systemarkitektur Modulisering av produkten Genom modularisering av konceptet delas olika delsystem in i sammanhängande grupper, moduler. En modul kan testas separat från de övriga och eventuellt läggas ut på entreprenad. Eventuellt kan också flera olika färdiga produkten byggas ihop av möjliga kombinationer av moduler. En ny funktionellmodell som motsvarar det valda konceptet flytbojen, har skapats för att kunna dela in konceptet i moduler, se figur 1. Figur (1):Modularisering av Flytbojen

2 Ikot grupp C4 Veckorapparort 7 (lv3) Trädstruktur En trädstruktur skapas där man delar in produkten i olika moduler. Dessa moduler ska kunna tillverkas och testas separat. Detta för att tillverkningen ska kunna läggas ut på entreprenad av en modul. Träddiagrammet visar även vilka delsystem som ingår i en modul. Trädstrukturen ger en tydlig bild av vilka moduler som ska tillverkas och vad som ingår i modulerna. Figur (2) visar en trädstruktur över Flytbojen där det ingår tre st. moduler. Modul 1 är fuktmätning som utför fuktmätningen. Modul 2 är höjdjustering denna modul används för att justera det erforderliga mätdjupet. Modul 3 är hus som håller ihop resterande komponenter i produkten. Vid mindre produktion är det lämpligt att tillverka alla moduler själv, då det krävs större volymer för att det ska bli lönsamt att lägga ut tillverkningen på entreprenad. Vid storskalig produktion är det lämpligt att låta ett företag med inriktning på plastprodukter tillverka modul 1 och 2. Alfasensor har sin kunskap inom fuktmätning vilket gör det lämpligt att tillverka modul 1 själv. Figur (2): Trädstruktur över Flytbojen

3 Ikot grupp C4 Veckorapparort 7 (lv3) Gränssnittsmatris För att enkelt och tydligt åskådliggöra hur och på vilket sätt de olika modulerna samverkar med varandra är det fördelaktigt att använda sig av en gränssnittsmatris. Matrisen är ett användbart verktyg för att kontrollera vilka moduler som påverkas då produktens design förändras. I tabell 1 visas de olika modulernas samverkan med varandra. Modulerna kan samverka på ett flertal olika sätt, här listas de vanligaste samt deras beteckning i tabellen: Mekaniskt (M) Elektriskt (E) Kemiskt (K) Magnetiskt (Ma) Logiskt (L) Termiskt (T) Modul 1 Modul 2 Modul 1 Modul 2 Modul 3 Modul 3 M M Tabell 1: Gränssnittsmatris Som tabellen visar samverkar modul 3 mekaniskt med både modul 1 och 2. Höjd justeringen (Modul 2) samverkar mekaniskt med mäthuset (Modul 3) genom att flytringen håller höljet med hjälp av friktion. Fuktmätningen (Modul 1) samverkar mekaniskt med mäthuset (Modul 3) eftersom höljet i modul 3 håller mätkammaren.

4 7.2 Detaljkonstruktion Flytkroppen på Livbojen måste dimensioneras på sådant sätt att mätkammaren ej flyter upp eller sjunker ner i avjämningsmassan. Mätkammaren på nuvarande SCREEDRY har en diameter på 20mm. För att Livbojen ska kunna mäta fukt på ett djup av 80mm krävs att mätkammaren är 50mm lång varav 40mm kommer vara under avjämningsmassan. I figur 1 kan man se den rödgula delen som är flytkroppen och den gråa cylindern som är mätkammaren. Mått enligt figur 2. Figur 1: 3D-bild på Flytbojen 1

5 D F D S Flytkropp H F H Fk H M H S D Mi Mätkammare D M Figur 2: Mått på Livbojen då den mäter på 80mm djup. 2

6 Då Livbojen mäter avjämningsmassa på 80mm djup kommer tre krafter verka på kroppen. Dessa tre krafter finns definierade i friläggningen i figur 3. F L Vertikal jämvikt: Figur 3: Friläggning av Livbojen då den mäter 80mm tjock avjämningsmassa. Där = lyftkraften från avjämningsmassan 3

7 Ovanstående ekvationer medför: Detta ger en diameter på flytkroppen på 20,6 cm vilket är stort. Att ha en flytkropp med så stor diameter kommer medföra störning av torkandet på avjämningsmassan under flytkroppen. Genom att ändra mätkammarens diamanter från 20mm till 16mm och införa 4 st ventilationshål (se figur 4) för att ej störa torkningen av avjämningsmassan blir diametern på flytkroppen 14,0 cm. Figur 4: 3D-bild på Livbojen med 4 st. Ventilationshål 4

8 7.3 Kostnadsuppskattning Kvantitativ DFA enligt Swift & Booker innebär att samla data för de tänkta delarna i en konstruktion och optimera kostnadsmässigt. Kostnaden kommer inte motsvara en verklig produktionskostnad utan används mer för att jämföra olika processval och seriestorlekar. Formen för detta är: Kostnadsberäkningar har gjorts för både stor ( per år) och liten (3000 per år) produktion. Vid låg produktion antas manuell bearbetning och vid större serier formsprutning och automatisk bearbetning. Monteringskostnad Kostnad för manuellt monteringsarbete Arbetskostnad per timme/3600 sekunder = kr/s Monteringsindex Manuellt handlingsindex Dessa värden tas ur tabeller genom uppskattning av tänkta former på detaljen och arbetet. Den vidareutvecklade SCREEDRY kommer att medföra mycket lite monteringsarbete. En del av monternigen sker hos kunden som del av mätdjupsinställningen. Vid större serier kommer limning av sensorelementet i mätkammaren vara enda montering som sker vid produktion. Vid lägre serier tillkommer ytterligare en limning. I Swift & Booker behandlas så enkla monteringsarbeten väldigt lite och det är därför svårt att göra en kostnadsuppskattning. Den antas dock vara låg i båda fallen. Komponentkostnad Beräkning av komponentkostnad enligt Swift: Tillverkningskostnad/detalj Materialvolym per detalj (efter avverkande bearbetning på arbetsstycke) Materialkostnad per volymsenhet Ideal processkostnad (beroende av seriestorlek) Relativ kostnadskoefficient Volym på färdig detalj Avverkningskoefficient Vid flera processteg adderas värdena för processerna enligt: 5

9 Alla dessa läses av i tabeller och diagram i Swift & Booker. tabeller och diagram enligt följande: består av flera komponenter som finns i Materialets lämplighet Geometrisk komplexitet Minsta tjocklek på detaljen Tolerans Ytfinhet I tabell 1 listas hittade värden för kostnadsfaktorerna i Swift & Booker för de olika fallen: Rör 3000 Rör Ring 3000 Ring ,6 1,1 1,8 1, ,1 1 1,1 1,1 1,1 1,05 1,15 1,1 1 1, ,21 1,2075 1,265 1,21 Tabell 1: Kostnadsfaktorer Kostnaden för de olika materialen enligt Swift & Booker: Med hjälp av ovanstående värden och ekvationer kan komponentkostnaderna räknas ut: Total komponentkostnad för de olika serierna: 6

10 Totalkostnad Den totala kostnaden fås genom summering av en liten monteringskostnad och komponentkostnad. Dessutom tillkommer en kostnad för lackering av flytringen samt kostnaden för det ej behandlade sensorelementet. 7.4 DFM Design for manufacturing Syftet med DFM är att minimera tillverkningskostnaden och tillverkningstiden. Detta genom att studera de delar i processen som är mest belastade ekonomiskt eller tidsmässigt. Seriestorleken är betydande för valet av design och tillverkningsprocess. En mindre serie är mindre lämpad för ett automatiskt tillverkningssystem då det är en dyr och svårstartad process. Vid tillverkning av större serier bör komplexiteten minskas i största möjliga mån. Eliminering/integrering av detaljer och komponenter är kärnan i DFM. En komponent är en kandidat för eliminering om den inte rör sig i förhållande till alla tidigare monterade detaljer. Komponenten behöver ej isolera sig från övriga monterade detaljer. Komponenten ska ej omöjliggöra montering eller demontering av tidigare/senare detaljer. SCREEDRY produceras idag helt manuellt i en serie om 3000 per år med en ambition om att öka serien till enheter per år. För dagens produktionstakt och volym är det lämpligt att fortsätta manuell produktion. De komponenter som elimineras från den ursprungliga SCREEDRY i koncept flytbojen är avgörande för tillverkningskostnad och tillverkningstid. Gängorna var tidigare ett tidskrävande manuellt arbete med hög procent defekta enheter, som därmed ökade tid och kostnad i produktionen. Gängorna är idag helt eliminerade och ersatta med friktion mellan flytbojen och mätkammaren. Vikten inne i mätkammaren är ersatt med en stav i plexiglas av samma typ som återfinns mellan den streckade ytan och indikatorn. Vikten behövs ej längre men då funktionen varit kombinerad som hållare för indikatorn måste formen bevaras. I en större produktionsserie skulle mätkammaren formsprutas i ett stycke med mäthål och hållare för indikatorn. Flytbojen bör stansas manuellt ur frigolit för dagens produktionsserie och automatiserad stansning för den högre serien. 7