docInlämning 7.1 – Konstruera konceptet: Systemarkitektur
download 
Report Transcription
Inlämning 7.1 – Konstruera konceptet: Systemarkitektur
IKOT Inlämning 7.1 – Konstruera konceptet: Systemarkitektur GRUPP C1: Nicholas Strömblad Axel Jonson Alexander Beckmann Marcus Sundström Johan Ehn HANDLEDARE: Maskinteknik Göteborg, Sverige 2011 Daniel Corin Stig CHALMERS TEKNISKA HÖGSKOLA IKOT 1 Inlämning 7.1 – Konstruera konceptet: Systemarkitektur 7.1 Systemarkitektur Syftet med detta delsteg är att öka kundvärdet, reducera produktkomplexiteten, förenkla processerna och minimera kraven på organisationen. Funktionsmodell För att uppnå en så bra systemarkitektur som möjligt så kommer produkten att modulariseras utifrån den funktionella modellen. Den funktionella modellen som presenterades i delsteg 4 gällde för referenslösningen. En ny funktionsmodell utarbetades eftersom det slutliga konceptet skiljer sig från referenslösningen. Syftet med att skapa en funktionsmodell är att få en bra bild över produktens alla delsystem och hur de hänger ihop. Detta underlättar för nästkommande steg där olika delsystem ska elimineras, integreras, separeras eller standardiseras om möjligt. Nedan syns den nya funktionsmodellen. IKOT 2 Inlämning 7.1 – Konstruera konceptet: Systemarkitektur Eliminering av delsystem Eliminering av olika delsystem leder till en mindre komplex produkt som kan bidra till att höja kundvärdet. Alla delsystem ses över och elimineringsmöjligheter övervägs, allt för att en bättre produkt och ett högre kundvärde ska skapas i slutändan. I gruppens koncept elimineras inga delsystem. Detta för att under framtagandet av det slutliga konceptet togs det redan i åtanke. Vidare är produkten inte så avancerad och utan något av nuvarande delsystem skulle produkten inte komma att tjäna sitt syfte. Standardisering av delsystem För att öka flexibiliteten inom produkten och minska antalet unika delsystem ses standardiseringsmöjligheter över. Om något är standardiserat så sparas både tid och pengar. Leveranstiden till kund minskas förmodligen vilket höjer kundvärdet. Gruppen kommer att lägga tid på att inventera olika lager för tillverkare av plåt, fläktar, skruvar etc. för att hitta industristandarder och vanliga mått samt i så stor utsträckning som möjligt välja dessa. En högre grad av standardisering är önskvärt. Vidare är det viktigt att detta arbete utförs noggrant innan detaljritningar påbörjas. Integration/separation av delsystem samt skapandet av moduler Syftet med att integrera olika delsystem är att skapa ett undersystem eller modul som utför delsystemens funktioner och på så sätt minimera antalet delsystem, detta för att reducera komplexiteten hos produkten. Ibland kan det också vara värt att separera delsystem, till exempel då kunden vill byta ut någon del i produkten. Istället för att behöva byta ut en jättestor del, där kanske det mesta fungerar, så behöver man bara byta ut en mindre del. Detta leder till ökat kundvärde. Vidare, om delsystemen har blivit separerade, så kan dessa tillverkas oberoende av varandra och samtidigt, vilket förenklar tillverkningsprocessen. När integrationen och separationen av olika delsystem är klar kommer olika moduler att ha skapats. På nästa sida syns en funktionsmodell där olika delsystem har ringats in. De inringade delsystem bildar moduler och övriga delsystem är också moduler i sig. IKOT 3 Inlämning 7.1 – Konstruera konceptet: Systemarkitektur Enligt figuren ovan syns fem olika moduler. Dessa moduler kommer att namngivas och behandlas ytterligare i följande avsnitt. Träddiagram För att ge en bra översikt och få en god utgångspunkt för fortsatt utvecklingsarbete är ett träddiagram till hjälp. Träddiagrammet kommer att underlätta genom att uppbyggnaden av systemet illustreras. Träddiagrammet har en hierarkisk uppbyggnad där andra ordningen beskriver modulerna. Gul färg representerar moduler/delsystem som ingår i funktionsmodellen och orange färg motsvarar moduler/delsystem som inte ingår i funktionsmodellen. IKOT 4 Inlämning 7.1 – Konstruera konceptet: Systemarkitektur System Skal Hölje Bältdjur Ytbehandli ng Utblås Filter Styrning Kåpa Elmotor Stomme Länkar Gummilist Snabbkopp lingar Ram Fläktpaket Hål Frontplatta Fläkt Keramik Filter IKOT 5 Inlämning 7.1 – Konstruera konceptet: Systemarkitektur Ur träddiagrammet ovan kan utläsas namnet på de fem modulerna: Skal Bältdjur Stomme Fläktpaket Keramik Utvecklingen av de olika modulerna Vissa moduler kommer att utvecklas in-house och vissa externt. Det är om möjligt ofta en fördel att lägga utveckling av komponenter på företag specialiserade inom området, eftersom de innehar en högre kompetens vilket medför lägre utvecklingskostnad. Chansen är också att det finns företag som tillhandahåller färdigutvecklade komponenter som uppfyller gruppens behov. Nedan diskuteras var varje modul kommer att utvecklas och varför. Skal Höljet skall utvecklas in-house eftersom vi innehar kompetensen som krävs för utvecklingsarbetet samt att det inte finns färdiga höljen som uppfyller kraven att köpa. Ytbehandlingen utvecklas externt då det finns standardiserade alternativ som fungerar tillfredsställande. Kåpan till utblåset utvecklas in-house och integreras i höljet, medan filter finns standardiserat. Bältdjur Länkarna utvecklas in-house, av samma anledning som höljet. Elmotorer är en standardkomponent, färdigutvecklad av andra företag. Styrning kommer att utvecklas externt. Stomme Gummilist och snabbkopplingar finns redan färdigutvecklat, projektgruppen avser därför använda befintliga lösningar. Ramen, frontplattan och hålet ska utvecklas in-house, av samma anledning som höljet. Fläktpaket Fläkt- och filterutveckling förläggs hos inom detta område specialiserat företag. Keramik Keramiken kommer att ha en speciell form och monteras på frontplattan med en spalt. Själva keramiken kommer att utvecklas externt men utvecklingsarbetet med att ta fram rätt form på keramiken och spalt sker in-house. IKOT 6 Inlämning 7.1 – Konstruera konceptet: Systemarkitektur Modulernas funktioner För att ha klart för sig vad varje modul har för funktion beskrivs varje modul nedan. Detta syftar till att gå igenom alla funktioner igen och tänka över om några förbättringar kan göras. Skal Modulen Skal består av det skyddande höljet med integrerat utblås med filter för ventilering samt en applicerad ytbehandling för att ytterligare förstärka survivabiliteten. Hölje – Största ingående komponenten som ser till att skydda generator etc. mot väder och vind. Ytbehandling – Ser till att höljets livslängd maximeras genom att öka dess motståndskraft mot korrosion, blästring etc. Utblås – Släpper ut luft som sugits in av fläkten. o Kåpa – Ser till att skärma av utblåset från partiklar och väta. o Filter – Har som uppgift att se till att små partiklar och väta ej kan tränga in genom utblåset. Bältdjur Modulen Bältdjur består i vilolägesförslutningen för insläppet i form av en serie med internt förbundna skal med tillhörande elektriskt drivning i form av en elmotor. Bältdjuret skall sluta tätt mot partiklar och väta i viloläget. Skal – En serie med skal som kan roteras och låsas in i varandra runt en fix punkt. Skalserien måste landa i en skåra av något slag för att få en tät försegling mellan skal och frontplatta. Styrning – Styrsystem som ser till att skyddet är stängt när det bör vara stängt och vice versa. Elmotor – Driver (roterar) skalen runt en fix punkt, antagligen under utväxling för att få en tät försegling och ett mer lättstyrt system. Stomme Modulen Stomme består av den bärande ramen, tillsammans med den del av höljet som är integrerad med ramen, frontplattan. Till Stomme räknas också snabbkopplingar och gummilist som tjänar till att ge en tät förslutning mellan Stomme och Skal. Frontplattan förses även med ett ljusinsläpp för receivern. Stommen bär upp modulerna samt ingående komponenter. Ram – Största och viktigaste delen i stommen, dess uppgift är att bära upp övriga komponenter och moduler. Den måste vara tillräckligt rigid för att ge en bra förslutning med Skalet och kunna bära upp alla moduler och komponenter. Frontplatta – Frontplattan kan sägas vara en del av Skalet som interagerats med stommen. Detta eftersom att Bältdjuret och Keramiken skall monteras på denna del. Det hade då varit opraktiskt att behöva lyfta av dessa delar varje gång man vill ha tillgång till ingående komponenter. Hål – Ett insläpp, lokaliserat bakom Bältdjuret. Släpper in soljus till receivern. Gummilist – Ser till att vi får en adekvat tätning mellan Stomme och Skal. Snabbkopplingar – låser fast Skalet på Stommen. Dessa måste ha tillräckligt bra passform och kunna klara tillräckligt höga dragspänningar för att trycket över gummilisten skall vara tillräckligt. IKOT 7 Inlämning 7.1 – Konstruera konceptet: Systemarkitektur Fläktpaket Modulen Fläktpaket består av fläkten med tillhörande filter. Fläkten ser till att vätgaskoncentrationen ej överstiger ett fastställt minimivärde. Filtret tjänar till att inga skadliga partiklar eller väta tillåts följa med luft in i lådan. Fläkt – Fläkten blåser in luft i underredet av Stommen som sedan ventilerar lådan och evakueras genom utblåset. Filter – Ser till att luften som sugs in ej kan bära med sig partiklar, sand eller väta in i lådan. Keramik Modulen Keramik tjänar till att skydda fronten mot missriktad ljuskon och de överhuvudtaget förhöjda temperaturerna runt frontplattan. Keramiken är monterad på distanser som ser till att isolera frontplattan från de höga temperaturer som keramiken kan komma upp i. Gränssnittsmatris Denna matris är användbar för att få en överblick om vilka moduler som interagerar och beror på varandra samt vilka som opererar oberoende. Matrisen har utformats efter de moduler som beskrivits tidigare. Eftersom det är en relativt enkel produkt som beskrivs kan man inte förvänta sig några stora upptäckter i denna matris. Skal Skal Bältdjur Stomme Fläktpaket Keramik F F Bältdjur Stomme Fläktpaket Keramik F,T F F F,T Man ser att samtliga interaktioner sker fysiskt och att vissa sker termisk. Man kan urskilja att Bältdjur är den mest oberoende komponenten medan Stomme och Skal interagerar med samtliga komponenter. Stomme och Skal lär följaktligen få förhöjda krav på toleranser gentemot övriga moduler vid en jämförelse och man kan därför tjäna in tid på att utveckla dessa sist. De termiska interaktionerna är också något som man måste ta hänsyn till vid val av material. Om ett tunnare keramiskt skydd väljs kan detta inverka på valet av material för frontplattan för att kunna klara av de förhöjda temperaturer som detta kan leda till. Man kan också dra slutsatsen att Bältdjuret kan utvecklas relativt självständigt eftersom det har få kopplingar till övriga moduler. Det är endast utformningen av keramiken som man behöver ta större hänsyn till. Den enda verkligt viktiga interaktionen mellan Fläktpaket och övriga moduler är att dess utformning måste få plats inuti Stommen. Dess fysiska interaktion med Skalet består endast i att Skalet måste ha en sådan utformning så att ett gott luftflöde kan uppnås i lådan.
