Förstudie om konfigurerbar modulariserad plattbro Patrik Jensen Tyréns/LTU Per-Ola Ekström Tyréns
Utgångspunkt/ Problemställning Varför bygger man en bro? Hög volym av liknande projekt med liknande funktionsavgränsningar. Erfarenhetsvärden kan beskrivas med fåtal regler och begränsningar. Slutresultat är i stort likadant, men små variationer av tekniska lösningar finns. Behövs dessa skillnader? Driver kostnader i produktionen. => Kan stödverktyg möjliggöra produktionsanpassad projektering?
Syftet med förstudien Utreda marknadsförutsättningarna för vald brovariant Skapa ett sammarbete mellan konstruktion och produktion Utreda möjligheterna att skapa konfiguratorer för brobyggande Bygginovationens krav var samtidigt att gruppen skulle utreda affärsupplägg och immaterialrättigheter
Byggbarhet DESIGN FOR Effektivitet EASE OF CONSTRUCTION Produktivitet Förstudie Arbetsplan Bygghandling Förvaltningsskede Vägutredning Upphandling Byggskede Byggbarhetsverktyg: -Produktionsmetoder -Kommunikation -Standardisering -Arbetsmiljö LEAN verktyg: -JIT -5S -Kaizen -VSM Källa: Simonsson (2011)
Byggbarhet=>Konfigurering DESIGN FOR Effektivitet PLATTFORM EASE OF CONSTRUCTION Produktivitet Förstudie Arbetsplan Bygghandling Förvaltningsskede Vägutredning Upphandling PROJEKT Byggskede Byggbarhetsverktyg: -Produktionsmetoder -Kommunikation -Standardisering -Arbetsmiljö LEAN verktyg: -JIT -5S -Kaizen -VSM Källa: Simonsson (2011)
Konfigurering PLATTFORM PROJEKT 1 PROJEKT n+1 PROJEKT 2 PROJEKT n Källa: Lessing (2008)
Principen bakom Konfigurering Ko onfigurering av Moduler Komponenter och Moduler Projekt Konfigurering To put together a product from well-defined building blocks (modules) Konfigurering according = Utformning to a set av of specifikt predefined projekt rules utifrån and constraints. förbestämda regler (Hvam et al. 2008) Konfigurator = IT-stöd för att utforma det specifika projektet Sammansättning (Beskrivs som den av högsta en produkt nivån inom med virtuellt hjälp byggande, av väldefinierade Kunz & Fischer, (2006)) moduler utifrån förbestämda regler och begränsningar
Plattform A Product platform is a set of subsystems and interfaces that form a common structure from which a stream of derivative products can be efficiently developed and produced (Meyer and Lehnerd, 1997) En produktplattform ttf är en samling delsystem och gränssnitt som bildar en gemensam struktur från vilket ett flertal produkter effektivt kan skapas och produceras Produktplattform = Allt som kan nyttjas mellan olika produktfamiljer (Harlou, 2006)
Specificeringsnivåer HÖG Inträdespunkt för kundanpassning Traditionell projektering Normer och standarder d Klassiskt ingenjörsarbete PRO ODUKTFLEXIB BILITET Generiska produktplattformar Konfigurerbara produkter Modifiering inför leverans Konfigurering inför leverans Konfigurering som bygger på plattformar Standardiserade produkter Välj variant LÅG ANDEL AV FÄRDIGSTÄLLDA HANDLINGAR 0 % 100 % Källa: Hwam et al. (2008)
Exempel på en Standardprodukt Standardprodukt med fördefinierade lösningar i produktfamiljen bro Förstudie finansierat av Bygginovationen Sammarbetspartner: Trafikverket, LTU, NCC, Tyréns Standardiserade produkter Välj variant Plattbro med ändskärm
Funktionsavgränsning, Marknadssegment Vad skall göras unikt? Vad kan standardiseras? Kräver marknadsanalys! Är volymen tillräcklig? Plattbro med ändskärm: 2 800 exemplar, ca 16 % av trafikverkets broar på vårat vägnät Det byggs ca 10-20 plattbroar per år. Snittkostnad per bro är ungefär 5 Mkr Projekteringskostnad är 5% av totala kostnaden
Utveckling av brokonfigurator 1. Fastställande assäa av abesgupp: arbetsgrupp: -Multidisciplinär arbetsgrupp tas fram 2. Inhämtning av förutsättningar: -Marknadsanalys görs samt beskrivning av förutsättningar 3. Analys av vad som skall genereras: -Utreder vilka handlingar som skall genereras 4. Funktionsanalys: -Kundkrav ställs i relation till funktionskrav (s.k. funktionsavgränsning) 5. Val av tekniska lösningar: -Tekniska lösningar som uppfyller funktionskraven och produktionsvillkor 6. Utveckling av konfiguratorn: -Parametrisering och programmering av bro-konfigurator
Utveckling av Demonstrator WEB-Gränssnitt Geometriska relationer OUTPUT: Måttanpassad ritning Parametrisk CAD-Model
DEMO PLATTBRO MED ÄNDSKÄRMAR
Sammanfattning brokonfiguratorn Effektivitetspotential Demonstratorn kan i dagsläget g generera en måttritning. Marknadsanalysen visar att endast 10%-20% av marknaden krävs för att brokonfiguratorn skall vara återbetald inom 5år. Går att koppla olika produktionsaspekter till designfasen mha konfiguratorer. Vinster från produktion är svåra att uppskatta men fallstudie av Ölandsbrons effektivisering tyder på stora vinster mha. learning curve Partners och affärsupplägg Tyréns och NCC har idag ingått ett sammarbete som syftar till att skapa en konfigurerbar modulariserad plattbro. En kontinuitet kan således skapas utan att det behöver vara ett enskilt företag
Sammanfattning teori Kräver en modulär produktarkitektur vid konfigurering Utveckling av produktplattformar kräver noga analys av produktutbudet samt vilken produkttopologi man har valt Kräver IT-stöd för att lyckas med konfigurering Inom BIM beskrivs detta som Nivå 3
Frågor? Tack för att ni lyssnade!