IKOT 2011 – Steg 5 & 6
Transcription
IKOT 2011 – Steg 5 & 6
CHALMERS TEKNISKA HÖGSKOLA IKOT 2011 – Steg 5 & 6 Dämpad ytterlucka för diskmaskin med indrag Handledare: Göran Brännare Grupp F1 Alicia Alingsjö Elaine Tang Gunilla Wentzel Ida Wernström Kristina Qvint 2011 - 03 - 01 Grupp F1 2011 - 03 – 01 IKOT – Steg 3 Innehåll 5.1 Utveckling av alternativa koncept med potential till högre kundvärde ............................................ 2 5.1.1 De sex strategierna för funktionell modellering ........................................................................ 2 Re-use .............................................................................................................................................. 2 Re-fine ............................................................................................................................................. 2 Re-duce ............................................................................................................................................ 2 Re-inforce ........................................................................................................................................ 2 Re-form............................................................................................................................................ 2 Re-place ........................................................................................................................................... 2 5.2 Jämförelse och vidareutveckling av koncept .................................................................................... 3 5.2.1 Kesselringmatris ......................................................................................................................... 3 5.3 Korsbefruktning av koncept .............................................................................................................. 4 5.3.1 Alternativa Koncept .................................................................................................................... 4 Koncept 1......................................................................................................................................... 4 Koncept 2......................................................................................................................................... 4 Koncept 3......................................................................................................................................... 5 Koncept 4......................................................................................................................................... 5 5.3.2 Morfologisk matris ..................................................................................................................... 5 5.4 Konceptval och fastställning av principlösning ................................................................................. 6 5.4.1 Pughs konceptvalsmatris ............................................................................................................ 6 5.3 Konceptval ..................................................................................................................................... 6 6 Slutgiltig Kravspecifikation ................................................................................................................... 7 Bilaga 1 .................................................................................................................................................... 8 Koncepttabell ...................................................................................................................................... 8 Bilaga 2 .................................................................................................................................................. 11 Kesselringmatris ................................................................................................................................ 11 Bilaga 3 .................................................................................................................................................. 12 Morfologisk matris ............................................................................................................................ 12 Bilaga 4 .................................................................................................................................................. 13 Första Pughmatrisen ......................................................................................................................... 13 Andra Pughmatrisen .......................................................................................................................... 13 Bilaga 5 .................................................................................................................................................. 14 Kravspecifikation ............................................................................................................................... 14 1 Grupp F1 2011 - 03 – 01 IKOT – Steg 3 5.1 Utveckling av alternativa koncept med potential till högre kundvärde 5.1.1 De sex strategierna för funktionell modellering De nedan beskrivna strategierna används för att generera koncept till nya produkter, de kan med fördel kombineras. De är sorterade i fallande ordning efter svårighetsgrad, alltså den mest komplicerade av de sex strategierna är placerad längst ned och vice versa. Re-use För att finna starka och svaga delar i tidigare konstruktioner, i detta fall ASKO:s nuvarande lösning med en fjäder och en dämpare andvänds ett systematiskt tillvägagångssätt. Det som anses utföra en viktig funktion och fungerar bra skall återanvänds. Re-fine En systematisk process för att förbättra komponenter i lösningen, det är dock små förändringar som gäller. Detta kan även resultera i att minska kostnaderna för komponenten. Re-duce Ett sätt att metodiskt ta bort onödiga, eller dåligt fungerande, processer och komponenter. Vilket skall resultera i att höja lösningens prestanda och, eller, reducera kostnader. Re-inforce Strategin har för avsikt att behålla en existerande produkt och att komplettera densamma med nya delsystem och komponenter för att öka produktens kundvärde. Vid bruk av metoden bör utvecklaren fråga sig huruvida kundvärdet verkligen stärks av varje ny komponent eller delsystem. Risken för misslyckande med denna strategi är förhållandevis låg. Re-form Denna metod går ut på att utföra huvudfunktionen på ett nytt, mer effektivt och praktiskt, sätt. Detta kan förhoppningsvis leda till ett väsentligt högre kundvärde. Då denna taktik utnyttjas skall frågan “på vilket annat sätt kan huvudfunktionen utföras?” stå i centrum. I vissa fall kan metoden generera så stora förändringar hos en produkt att den får en praktiskt taget ny S-kurva. Re-place Innebär att ett existerande system elimineras och ersätts av ett helt nytt koncept. Re-placestrategin är ett mycket dramatiskt tillvägagångssätt för att utveckla alternativa koncept och därför skall det helt inte användas i för stor utsträckning De ovanstående metoderna kommer gruppen att använda sig av i detta steg, steg 5, för att utveckla hela koncept liksom dellösningar till problemen. I Bilaga 1 finns gruppens alla koncept samlade i koncepttabellen. Det är dessa koncept som ovanstående metoder ska appliceras på. 2 Grupp F1 2011 - 03 – 01 IKOT – Steg 3 5.2 Jämförelse och vidareutveckling av koncept 5.2.1 Kesselringmatris Många lösningar och dellösningar uppkom genom så kallad brainstorming. För att se vilka lösningar som utför en eller flera specifika funktioner skapas en Kesselringmatris. I en sådan matris ställs funktioner, krav och önskemål upp och viktas. Därefter plockas lösningarna in i matrisen, där de får ett betyg, 0-10 på hur väl de uppfyller respektive krav och önskemål. Betyget multipliceras med viktningen som nederst i matrisen summeras delbetygen. De lösningar som har den högsta totala poängen borde vara relativt bra lösningar, detta är dock inte helt säkert utan lösningarna måste utvärderas. Det kan också vara så att en lösning inte uppfyller alla krav men har några mycket goda egenskaper som de tilldelas högt betyg på, därför är det viktigt att noga utvärdera sin Kesselringmatris. För de lösningar som saknar delfunktioner har referensen, ASKO:s befintliga diskmaskin, använts i stället. Gruppens Kesselringmatris återfinns i Bilaga 2. 3 Grupp F1 2011 - 03 – 01 IKOT – Steg 3 5.3 Korsbefruktning av koncept 5.3.1 Alternativa Koncept Koncept 1 Dellösningar: 1A – 2A – 2B – 3A – 4B – 5A Till koncept ett återanvänds ASKO:s befintliga lösning med krok, fjäder och basram. Kroken förlängs lite för att ge plats till en dämpare och fjäder som är placerade under kroken. För att klara kravet om vikthantering används samma metod som ASKO:s lösning, det vill säga basramen, och denna fästes under den lilla fjädern. Genom denna lösning kan fjädern regleras. Dämparen är en tryckcylinder som sitter parallellt med fjädern och tanken är att dämparen och fjädern arbetar samtidigt. De ska fästas i en stel bricka som ligger mellan dessa komponenter och kroken. När kroken vinklar in vid stängning av lucka ska den trycka på brickan som i sin del trycker på både fjädern och dämparen. Figur 1: Koncept 1 Koncept 2 Dellösningar: 1B – 2B – 3C – 4B – 5B I koncept två uppfylls kravet om hantering av lucka då samma princip som den befintliga lösningen, det vill säga basramen, återanvänds. Runt öppningen till luckan fästes ett dämpade material och detta kan exempelvis vara av skumgummi eller plast. En fjäder spänns fast i insidan av diskmaskinen som verkar med att dra in luckan. Det sitter även en annan fjäder i samma område och denna fjäder finns för reglering av luckans position. Båda fjädrarna fästes med skruvar, nitar eller ett anat liknande alternativ. Figur 2: Koncept 2 4 Grupp F1 2011 - 03 – 01 IKOT – Steg 3 Koncept 3 Dellösningar: 1C – 2B – 3C – 4A – 5A I koncept tre används det även här två fjädrar och dämpfunktion med samma princip. Den större fjäderns ena ände spänns fast i basramen och den andra änden i den befintliga kroken. Den stora fjädern är till för reglage av luckans position. Ena änden av den mindre fjädern klistras fast på innersidan av diskmaskinen nära luckan och den andra änden spänns fast i den befintliga kroken. Den lilla fjädern skall arbeta med att dra in luckan. Figur 3: Koncept 3 Koncept 4 Dellösningar: 1D – 3B – 4A – 5A Koncept fyra är väldigt lik koncept tre men skillnaden ligger i dämpningen av luckan. Vid toppen av diskmaskinen sitter en dämpning som har samma metod som IKEA:s skåpdämpning. Dämpningen sitter innanför diskmaskinen och har en liten fjäder runt en cylinder som trycks in när luckan kommer åt. Tanken är att fjädern ger upphov till friktion som bromsar in hastigheten. Figur 4: Koncept 4 5.3.2 Morfologisk matris För att skapa ett bättre urval av lösningar används den morfologiska matrisen. Lösningarna delas upp i delfunktioner och nya lösningar skapas sedan utifrån dessa. Delfunktionerna är fästen, indragare, dämpare, inställare och ställare. Lösningarna A, C, D och L var lösningarna med högst summa. Summan är lite under hundra poäng ner till nästa lösningspoäng. Dock upptäcktes, när lösningarna delades upp i delfunktioner för den morfologiska matrisen, att delarna var väldigt lika. Därför används även lösningarna F och K för att kunna skapa fler lösningar. Den morfologiska matrisen kan ses på Bilaga 3. 5 Grupp F1 2011 - 03 – 01 IKOT – Steg 3 5.4 Konceptval och fastställning av principlösning 5.4.1 Pughs konceptvalsmatris Pughs Konceptvalsmatris, även kallad Pughmatris, används för att utvärdera, jämföra och finna de bästa koncepten. För matrisen ska en referens väljas, i gruppens fall ASKOS:s nuvarande diskmaskin. De olika lösningarna jämförs med denna referens och tilldelas betygen +, - eller 0 beroende på huruvida de är bättre, sämre eller likvärdiga referenslösningen i olika avseenden. Då lösningarna jämförts i Pughs Konceptvalsmatris fås en bild av vilka lösningar som är de bättre. Med fördel kan en Pughmatris itereras för att även vikta lösningarna mot varandra. Då ska istället en av de framtagna koncepten agera som referens och på så sätt jämföras mot de andra .Med denna metod fås vilken av lösningarna som är den bästa. Sedan gäller det förstås att utvärdera den ordentligt för att inga misstag ska begås. Gruppens Pughmatriser återfinns i Bilaga 4. 5.3 Konceptval Tack vare morfologisk-, Kesselring- och Pughs konceptvalsmatris anser gruppen att en fungerande lösning har skapats. Lösningen är i grunden mycket lik ASKO:s nuvarande lösningar, vilket borde göra den lätt att integrera. Den ursprungliga fjädern finns kvar och fästena liknar de gamla men en ny dämpning med en ny mindre fjäder läggs till konstruktionen. Alternativt kan en standardiserad fjäder användas för att undvika särskild tillverkning av komponenter, då detta kan ses som ofördelaktigt ur en ekonomisk synvinkel. En så kallad basram kan fästas till fjädern för att möjliggöra reglering av vikthantering. Basramen finns från tidigare ASKO-diskmaskiner, den gör att fjädern kan spännas över olika längder och därmed fås en starkare, respektive svagare kraft. Krokens små förändringar är avgörande, en längre undersida som är helt plan krävs för att ett tryck ska kunna läggas på fjäder och dämpare. Den lilla fjädern under kroken behövs då luckan öppnas så att dämparen trycks ut igen. Dämparen och den lilla fjädern är tänkt att sitta vertikalt, snett under luckan på diskmaskinen. En enkel ritning av det valda konceptet finns i figuren nedan, Figur 5, som användes tidigare vid Alternativa Koncept Figur 5: Valt koncept 6 Grupp F1 2011 - 03 – 01 IKOT – Steg 3 6 Slutgiltig Kravspecifikation Vid framtagning av den slutgiltiga kravspecifikationen har ASKO:s krav och kundvärderingar varit underlaget. Även tidigare arebete utifrån The Value Model, har varit till nytta för skapandet av kravspecifikationen. Förutom direkta krav på produkten, innehåller kravspecifikationen även önskemål. I specifiktationen förkortas önskemål och krav med Ö respektive K. Önskemålen är viktade på en skala mellan 1-3 med, där en etta betyder att önskemålet är av hög prioritet. Kraven och önskemålen i specifikationen är indelade i fyra grupper, prestanda, integration och underhåll, miljö samt kostnad för att förenkla översikten av densamma. Kravspecifikationen används vid fortsatt arbete för att kunna kontrollera konceptets funktionalitet. Gruppens kravspecifikation finns att se i Bilaga 5. 7 Grupp F1 2011 - 03 – 01 IKOT – Steg 3 Bilaga 1 Koncepttabell Lösning A Skiss Beskrivning Fjäder med dämpare inuti. Löser dämpningen. B Kugghjul som löser ställningen av luckan. C Dämpning lite enligt IKEA:s princip, så kallad skåpdämpning. Löser dämpningen D Två fjädrar och en dämpare. Den lilla fjädern drar ut dämparen och den större drar in luckan. Löser dämpning och indragning E Dämpar med hjälp av friktion. Löser dämpning. 8 Grupp F1 2011 - 03 – 01 IKOT – Steg 3 F Dämpande material vid hela/delar av öppningen löser dämpningsfunktionen. G Magneter som dämpar och drar in med hjälp av attraherande och repellerande krafter. Löser dämpning och indragning. H Parallellkoppling med två fjädrar, två brickor och en dämpare. Övre fjäder är ställare, nedre dämpare och fjäder dämpare och indragare. I Fungerar ungefär som ovanstående lösning H men med indragande rotor (ungefär som skidliftkortshållare) J Två fjädrar med olika styvhet samt en bricka i mitten Beroende på var brickan befinner sig verkar fjädrarna aningen dämpande eller dragande. K Dämpare infäst i lucka och vid öppningen av diskmaskin. Löser dämpning. 9 Grupp F1 L 2011 - 03 – 01 IKOT – Steg 3 Dämpare kombinerat med fjäder samt ”basram”. Fäste ej bestämt, men principen löser inställning, ställning och dämpning. 10 9 4 Total poäng: 632 9 9 5 9 7 3 8 8 7 3 5 6 8 4 7 6 5 Liten konstruktion Låg materialåtgång Tysthet Återvinningsbar Inställbar för varierande vikt Realiserbar Påverkar ej övrig funktion Låg produktionskostnad Enkel att integrera i nuvarande konstruktion 7 8 5 Enkel konstruktion på komponent Fungera i tänkt miljö (Temperatur och viberationer mm) 7 7 8 8 442 7 3 3 4 6 8 6 3 2 8 4 3 6 B Lösning A Krav/önskemål Vikt (1-10) Kan utföra huvudfunktionen (Dra 10 in med dämpning) Ställbarhet i öppet läge 7 Hållbarhet 8 C 697 9 6 7 8 8 10 9 7 7 9 9 10 8 7 D 634 7 8 5 7 8 10 7 4 7 9 5 8 8 6 E 485 5 7 9 8 5 9 3 2 5 9 5 3 7 4 F 543 6 5 7 8 10 5 6 2 4 8 7 9 5 8 G 466 4 6 6 6 10 8 4 3 3 5 5 3 7 6 H 479 6 5 3 5 8 7 6 4 4 8 4 5 6 6 I 431 5 4 3 5 7 7 5 3 3 6 3 5 5 6 J 443 8 2 6 5 5 8 7 1 4 5 3 7 8 3 K 551 7 4 4 6 5 8 4 3 6 6 6 7 9 8 L 702 9 8 7 8 8 10 8 8 7 7 7 8 9 9 Grupp F1 2011 - 03 – 01 IKOT – Steg 3 Bilaga 2 Kesselringmatris 11 Grupp F1 2011 - 03 – 01 IKOT – Steg 3 Bilaga 3 Morfologisk matris 12 Grupp F1 2011 - 03 – 01 IKOT – Steg 3 Bilaga 4 Första Pughmatrisen Kriterier Kan utföra fler funktioner Kan dämpa stängande lucka Ställbarhet i öppet läge Hållbarhet Enkel konstruktion på komponent Liten konstruktion Låg materialåtgång Tysthet Återvinningsbar Inställbar för varierande vikt Realiserbar Påverkar ej övrig funktion Låg produktionskostnad i förhållande till försäljningspris Enkel att integrera i nuvarande konstruktion Fungera i tänkt miljö (Temperatur och viberationer mm) Säkerhet (klämrisk) Antal + Antal 0 Antal Totalt Referens Koncept 1 + R + 0 E 0 F 0 E + 0 R 0 0 E 0 + N 0 S + 5 8 3 2 Koncept 2 + + 0 + 0 0 0 + Koncept 3 + + 0 + 0 0 0 0 + Koncept 4 + + 0 0 0 0 0 0 + 4 4 8 -4 4 5 7 -3 3 6 7 -4 Koncept 3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 - Koncept 4 0 0 + + 0 0 0 0 0 0 11 5 -5 2 7 6 -4 Andra Pughmatrisen Kriterier Kan utföra fler funktioner Kan dämpa stängande lucka Ställbarhet i öppet läge Hållbarhet Enkel konstruktion på komponent Liten konstruktion Låg materialåtgång Tysthet Återvinningsbar Inställbar för varierande vikt Realiserbar Påverkar ej övrig funktion Låg produktionskostnad i förhållande till försäljningspris Enkel att integrera i nuvarande konstruktion Fungera i tänkt miljö (Temperatur och viberationer mm) Säkerhet (klämrisk) Antal + Antal 0 Antal Totalt Referens (Koncept 1) Koncept 2 0 R 0 0 E F 0 E 0 R 0 E 0 N 0 0 S 0 0 10 6 -6 13 Tester Tester [m^3] Tester (160000 öppningar) ISO standard Undersökning [Plast / rostfritt] Undersöka [kr] Integration och underhåll Underhållsfri Lättintegrerad anordning Miljö 20 års livslängd Minimal miljöpåverkan Samma material som resterande konstruktion Kostnad Låg produktions/distributionskostnad Okänd ASKO:s befintliga diskmaskin ISO 14001 Resterande konstruktion ASKO:s befintliga diskmaskin Okänd ASKO:s befintliga diskmaskin ASKO:s befintliga diskmaskin Moment [Nm], Kraft [N] Moment [Nm], Kraft [N], Vikt [kg] ASKO:s befintliga diskmaskin ASKO:s befintliga diskmaskin Tester [dB] Prestanda Dämpa lucka vid stängning Ställbar i olika lägen (10 - 90 grader) Ställbar för olika luckor (0 - 15 kg) Ljudlös Referens Skapad: 20110227 Senast ändrad: 20110301 Mätetal [Enhet] Funktion Kravspecifikation för dämpande och indragande lösning till diskmaskin Av: F1 ASKO ASKO ASKO ASKO ASKO ASKO ASKO ASKO ASKO ASKO Ö3 K Ö1 Ö2 Ö1 Ö2 K Ö2 Ö1 Ö2 Beställare K/Ö Grupp F1 2011 - 03 – 01 IKOT – Steg 3 Bilaga 5 Kravspecifikation 14