I

Akademin för Innovation, Design och Teknik

X-ponent Inredning AB

Förstudie för att förbättra urpetare (beslutsunderlag)

Examensarbete, produktutveckling-konstruktion

15 högskolepoäng, grundnivå

Produkt- och processutveckling

Högskoleingenjörsprogrammet Innovation och produktdesign

Erik Holm

Presentationsdatum: 140612 Uppdragsgivare: X-ponent Inredning AB Handledare (företag): Daniel Jacobsson och Gösta Reinl Handledare (högskola): Ragnar Tengstrand Examinator: Marcus Bjelkemyr

http://www.google.se/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&docid=DxXpKICS34O4LM&tbnid=0VOYKBJ7g83ZzM:&ved=0CAUQjRw&url=http://www.nordicnet.se/foretag/X-Ponent-Inredning-AB/21180/&ei=hDFGU6zJFqi7ygOR4IDYCA&bvm=bv.64507335,d.bGQ&psig=AFQjCNFK1Ek1gOmDb1R-AT4h4iuJ8fv-dQ&ust=1397195484233625

II

Sammanfattning

Detta examensarbete är utfört hos X-ponent Inredning AB i Eskilstuna, tillverkare av

upphängnings-och förvaringssystem. Detta arbete behandlar utveckling av företagets

demonteringsverktyg, allmänt kallade för urpetare.

Urpetare används för att frigöra låstungor inuti elkontakter i fordon. Ibland uppstår det problem

i fordonets elsystem och urpetare används vid felsökning och reparation av kablage. Det är

många gånger kostnadseffektivt att byta ut enstaka kontaker jämfört med att byta ut hela

kabelstammar.

Målet med examensarbetet var att komma fram till ett attraktivt konstruktionsförslag på hur

urpetarna kan göras mer attraktiva för kunderna. Direktivet var att utforma en enkel

konstruktionsidé som gör urpetarna attraktiva för marknaden och som är enkel att producera i

stora volymer. Urpetarna ska känneteckna X-ponents profil och image. Projektet har beaktat

villkor och resurser vid vidareutvecklingen av urpetarna m.h.a. produktutvecklingsverktyg. I

utvecklingsarbetet har kunskaper om produktutveckling från högskolan tillämpats.

Projektet började med en analys av konkurrenter och besök hos servicetekniker för att klargöra

brister/förbättringar hos dagens urpetare. Materialet sammanställdes i dokument som låg till

grund för QFD:n och idégenereringen. En spaning på liknande produkter gav inspiration till

idégenereringen, genom att visa vilka egenskaper produkten behöver. Idéerna visualiserades i

form av handritade skisser. QFD:n visade att X-ponents urpetare uppfyllde kraven men visade

sig ha brister på några punkter. Konceptutvärderingen tillämpade 4-stegsmetoden med Pughs-

matris och itererades tills ett vinnande koncept återstod.

En utförligare CAD-modell togs fram på konceptet och genomgick en hållfasthetsstudie för att

upptäcka ev. svagheter. För att verifiera att studien är riktigt genomförd upprättades en manuell

beräkning på belastningsfallet, resultaten stämmer ganska väl.

Som ett sista steg upprättades en kalkyl för att få ett underlag till hur urpetarna kan finansieras.

Till kalkylen användes kostnader hos underleverantörer och kostnader i X-ponents egen

produktion. Kalkylen är konceptuellt utförd och är endast tänkt att kunna användas som ett

underlag till fortsatt utveckling av urpetarna.

Resultatet är en lösning där ett plasthandtag sitter utanpå den befintliga urpetaren. Med denna

lösning behövs ingen bockning då handtaget är grövre och konstruerat i PP-plast som ger en

yta med hög friktion. Handtaget utgörs av två halvor som är förbundna med en remsa, kallat för

gångjärn och är tänkt att formsprutas för att få en låg tillverkningskostnad. Vid montering ska

styrpinnar matchas med respektive hål för att låsa handtaget och plåtskaftet hålls kvar tack vare

att bägge ytorna klämmer skaftet.

Analys, slutsatser och rekommendationer

Serviceteknikerna har gett positiv feedback på den förbättrade urpetaren och ser det som en

tänkbar lösning. Analysen pekar mot att den nya urpetaren uppfyller kraven och att den stärks

mot konkurrenterna på marknaden. Ingen sökning efter patent eller mönsterskydd har

genomförts och det återstår att kartlägga vilka kontaktdon som används i kundernas produkter.

Rekommendationer är att hitta ett befintligt handtag för att få ner slutpriset, kontakta flera

verkstäder och att X-ponent tittar på det material som har producerats under arbetet.

III

Förord

Detta examensarbete har utförts på Mälardalens Högskola vid avdelningen IDT: Akademin för

innovation, design och teknik.

Först och främst vill jag tacka Daniel Jacobsson för att jag har fått jobba med denna lärorika

uppgift. Stort tack till medarbetarna på X-ponent för deras engagemang och positiva

bemötande under arbetets gång, då jag har fått disponera mycket tid i X-ponents lokaler.

Tack till min handledare Ragnar Tengstrand som har ställt upp på frågor och för intressanta

insikter under mötena! Ett tack till Gösta Reinl för att ha ställt upp på handledning,

telefonsamtal och möten.

Jag vill också passa på att tacka min familj för det stöd jag har fått i arbetet. Tack även till

släktingar och vänner för ert stöd!

Eskilstuna, juni 2014

XErik Holm

Signerat av: Erik Holm

OBS! Företaget har bedömt att det förekommer känsliga uppgifter

för deras verksamhet och har därför begärt att känslig information

censureras i denna offentliga version av rapporten. OBS!

IV

Ordlista

I denna rapport förekommer det begrepp och förkortningar, nedan presenteras en ordlista som

ger en förklaring på respektive förkortning.

CAD – Computer Aided Design, datorstödd konstruktion

DFA – Design For Assembly, design för montering

DFM – Design For Manufacturing, design för production

DFmain – Design For Maintenance, design för underhåll

DFx – Samlingsbegrepp för DFA, DFM och DFmain

FMEA – Failure Mode and Effects Analysis. Felmod- och feleffektanalys

MPa – Megapascal

POM – Polyoximetylen, hård termoplast med bra hållfasthetsegenskaper

PP – Polypropen, miljövänlig termoplast

PU-verktyg - Produktutvecklingsverktyg

PVC – Polyvinylklorid

QFD – Quality Function Deployment, kundcentrerad planering

SolidWorks – CAD-program från Dassault Systemes där man kan konstruera modeller och

utföra simuleringar samt ritningar

UV– Ultraviolett strålning

V

Innehållsförteckning SAMMANFATTNING ........................................................................................................................................... II

FÖRORD ............................................................................................................................................................... III

ORDLISTA ............................................................................................................................................................. IV

FIGURFÖRTECKNING ..................................................................................................................................... VII

1. INLEDNING ................................................................................................................................................... 1

SYFTE OCH MÅL ..................................................................................................................................................... 1 PROJEKTDIREKTIV .................................................................................................................................................. 2 PROBLEMFORMULERING ........................................................................................................................................ 2 PROJEKTAVGRÄNSNINGAR ..................................................................................................................................... 3

2. BAKGRUND ................................................................................................................................................... 4

DEMONTERINGSVERKTYG – URPETARE .................................................................................................................. 4 MONTERING AV URPETARE .................................................................................................................................... 4 BAKGRUND – MARKNAD ........................................................................................................................................ 6

3. TEORETISK BAKGRUND OCH LÖSNINGSMETODER ...................................................................... 8

3.1 PLANERING, PROBLEMFÖRSTÅELSE OCH KONCEPTGENERERING ................................................................... 9 3.1.1 Gantt-schema ........................................................................................................................................... 9 3.1.2 Kravspecifikation ..................................................................................................................................... 9 3.1.3 Funktionsanalys ....................................................................................................................................... 9 3.1.4 Konkurrentjämförelse .............................................................................................................................. 9 3.1.5 Marknadsspaning .................................................................................................................................... 9 3.1.6 Konceptgenerering och skiss ................................................................................................................. 10 3.1.7 Kundmöten och Intervjuer ..................................................................................................................... 10 3.1.8 QFD ....................................................................................................................................................... 10

3.2 KONCEPTVAL OCH KONSTRUKTION ................................................................................................................ 10 3.2.1 4-stegsmetoden ...................................................................................................................................... 10 3.2.2 Pugh’s matris ......................................................................................................................................... 10 3.2.3 CAD ....................................................................................................................................................... 10 3.2.4 Hållfasthet ............................................................................................................................................. 11 3.2.5 Formsprutning ....................................................................................................................................... 11

3.3 KONCEPTTEST ................................................................................................................................................ 11 3.3.1 FMEA .................................................................................................................................................... 11 3.3.2 DFM ...................................................................................................................................................... 11 3.3.3 DFA ....................................................................................................................................................... 11 3.3.4 DFmain .................................................................................................................................................. 11

4. TILLÄMPAD LÖSNINGSMETODIK ...................................................................................................... 12

4.1 PLANERING, PROBLEMFÖRSTÅELSE OCH KONCEPTGENERERING ..................................................................... 12 4.1.1 Gantt-schema ......................................................................................................................................... 12 4.1.2 Kravspecifikation ................................................................................................................................... 12 4.1.3 Funktionsanalys ..................................................................................................................................... 13 4.1.4 Konkurrentanalys .................................................................................................................................. 13 4.1.5 Marknadsspaning .................................................................................................................................. 16 4.1.6 Konceptgenerering ................................................................................................................................ 17 4.1.7 Kundmöten och intervjuer ..................................................................................................................... 19 4.1.8 QFD ....................................................................................................................................................... 20

4.2 KONCEPTVAL OCH KONSTRUKTION ................................................................................................................ 21 4.2.1 4-stegsmetoden ...................................................................................................................................... 21 4.2.2 Pugh’s matris ......................................................................................................................................... 22 4.2.3 CAD ....................................................................................................................................................... 22 4.2.4 Hållfasthet ............................................................................................................................................. 22 4.2.5 Studiebesök hos Bonaj AB ..................................................................................................................... 23 4.2.6 Formsprutning ....................................................................................................................................... 24

4.3 KONCEPTTEST ................................................................................................................................................ 24

VI

4.3.1 FMEA .................................................................................................................................................... 24 4.3.2 DFM ...................................................................................................................................................... 24 4.3.3 DFA ....................................................................................................................................................... 24 4.3.4 Färgkodning .......................................................................................................................................... 25

4.4 JUSTERINGAR ................................................................................................................................................. 25

5. RESULTAT .................................................................................................................................................. 26

5.1 PRODUKTEN ................................................................................................................................................... 26 5.2 ILLUSTRATION AV PRODUKTEN ...................................................................................................................... 26 5.3 MILJÖASPEKTER ............................................................................................................................................. 27 5.4 KOSTNADER OCH KALKYLER .......................................................................................................................... 27

6. ANALYS AV EXAMENSARBETET ......................................................................................................... 28

6.1 PROBLEMFORMULERING ................................................................................................................................ 28 6.2 KRAVSPECIFIKATION ...................................................................................................................................... 28 6.3 QFD ............................................................................................................................................................... 29 6.4 EFFEKTER PÅ VERKSAMHETEN ....................................................................................................................... 29 6.5 SAMMANFATTNING ANALYS ........................................................................................................................... 29

7. SLUTSATSER OCH REKOMMENDATIONER ..................................................................................... 31

SLUTSATSER ........................................................................................................................................................ 31 REKOMMENDATIONER ......................................................................................................................................... 31

REFERENSER ....................................................................................................................................................... 32

INTERNET ............................................................................................................................................................. 32 BROSCHYRER ....................................................................................................................................................... 32 REPARATIONSHANDBÖCKER ................................................................................................................................ 32 BÖCKER ............................................................................................................................................................... 32 MUNTLIGA ........................................................................................................................................................... 32

BILAGOR ............................................................................................................................................................... 33

VII

Figurförteckning

Figur 1: Urpetarens funktion vid demontering av ledningssko (Volvo Parts AB, 2013) ............. 4 Figur 2: Komponenterna fixerade i pressverktyget redo för ett slag ........................................... 5 Figur 3: Urpetare klar från pressen ............................................................................................ 5 Figur 4: Urpetarna läggs prydligt i lådor efter pressoperationen .............................................. 6 Figur 5: Lackering av urpetare .................................................................................................... 6

Figur 6: Produktutvecklingens sex steg (Ullman D. G, 2010) ..................................................... 8 Figur 7: Funktionsanalys för urpetare ....................................................................................... 13 Figur 8: Stahlwille kabelex urpetare ......................................................................................... 13 Figur 9: Kamasa Tools urpetare ................................................................................................ 14 Figur 10: Kamasa Tools urpetare nr två ................................................................................... 14

Figur 11: Tyco Electronics urpetare .......................................................................................... 15

Figur 12: Multiverktyg för kontaktdon ....................................................................................... 15 Figur 13: Skruvmejsel från Belzer. ............................................................................................ 17

Figur 14: Koncept 1 med plastmatta .......................................................................................... 17 Figur 15: Koncept 2 med klistrat handtag ................................................................................. 17 Figur 16: Koncept 3 urpetare med svetsad plåt ......................................................................... 18

Figur 17: Koncept 4 med extra bockningar ............................................................................... 18 Figur 18: Koncept 5, kombination av koncept 2 och 4 .............................................................. 18 Figur 19: Koncept 6, urpetare med någon form av gjutet handtag ........................................... 18

Figur 20: Koncept 7, inspiration från skruvmejsel .................................................................... 19 Figur 21: Koncept 8, kombination av koncept 5 och 6 .............................................................. 19

Figur 22: Ett Stahlwille-verktyg ................................................................................................. 20 Figur 23: Nyare Stahlwille-urpetare .......................................................................................... 20 Figur 24: Utvärderingsmatrisen som visar vilka koncept som är lämpliga i de olika stegen i 4-

stegsmetoden .............................................................................................................................. 21

Figur 25: Handtaget med uppställda villkor och resultat.......................................................... 23 Figur 26: Närbild på området där spänningarna är högst ........................................................ 23 Figur 27: Den förbättrade urpetaren med det nya blå handtaget ............................................. 26

Figur 28: Nya handtaget ............................................................................................................ 27

1

1. Inledning

X-ponent Inredning har alltid haft som mål att ständigt hålla sitt produktsortiment uppdaterat

för att matcha kundernas behov. Regelbundet håller de kontakt med kunderna för att hitta

optimala lösningar och omsätter kundens önskemål till skräddarsydda produkter som ska hålla i

decennier.

X-ponent tillverkar förutom produkter inom förvaring och upphängning även urpetare för

elektriska kontaktdon i fraktfordon. Dagens urpetare togs fram år 1994 och har sett i princip

likadana ut sedan dess. Med åren har fokus riktats mot att utveckla upphängningssystemen och

utveckling av urpetarna har därmed haft låg prioritet. X-ponent har märkt av en negativ trend i

försäljningen av urpetare och skulle behöva utveckla sina urpetare för att bättre passa deras

kunder. Det var då idén väcktes om att utforma utvecklingen av urpetarna som ett

examensarbete. Företaget ser ett stort behov av att göra kundundersökningar för att få fram ett

underlag till hur urpetarna ska utvecklas. X-ponent bedömer att det finns ett behov av urpetare

med god kvalitet och som kan levereras inom avtalad tid. Denna rapport kommer att avhandla

utvecklingsarbetet med urpetarna.

Se Bilaga 10 för mer bakgrundsinformation om X-ponent Inredning AB.

Syfte och mål

Syftet med förstudien är att visa om det finns möjlighet för X-ponent att växa inom segmentet urpetare.

Marknaden behöver analyseras för att förstå hur den ser ut och vilka volymer det rör sig om.

En konkurrentjämförelse ska utföras inom högvolymsortimentet för att klarlägga styrkor och svagheter mellan X-ponent och konkurrerande tillverkare, som sedan

analyseras för att kunna utveckla urpetarna i X-ponents sortiment.

Målet är att ta fram konstruktionsförslag på urpetare som gör sortimentet attraktivt och konkurrenskraftigt.

Förstudien ska även ge en bild av nuläget för att bättre förstå marknaden och utvecklingspotentialen för urpetare.

Projektet genomförs för att förstå marknadens krav och behov för urpetare.

Ekonomiska aspekter beaktas med avseende på materialkostnader, verktygskostnader och produktionskostnader.

Uppdraget genomförs som ett examensarbete omfattande 15 högskolepoäng och 10 veckors heltidsarbete, 40 timmar per vecka.

Sista fasen är att dokumentera arbetet i en skriftlig rapport och presentera projektet vid ett seminarium.

2

Projektdirektiv

Projektdirektivet är att komma fram till en konkurrenskraftig konstruktionsidé på hur urpetarna

kan bli mer attraktiva för marknaden. Konstruktionen ska vara enkel att producera och

känneteckna X-ponents profil.

X-ponent erbjuder idag ett 40-tal olika demonteringsverktyg för olika typer av stift och hylsor i

el-kontakter. Detta medför att konstruktionsidén behöver anpassas till hela serien med

demonteringsverktyg och kommer därför att vara en styrande faktor i utvecklingsarbetet.

För att komma fram till ett beslutsunderlag behöver CAD modeller, ritningar och en

budgetkalkyl tas fram för att visa vad en utvecklad urpetare kan kosta att producera. Dessutom

fordras en grundlig undersökning ute hos kunder för att förvissa sig om att det finns underlag

till vidareutveckling av urpetarna.

Problemformulering

Arbetet kommer främst handla om att ta fram konstruktionsförslag som kan göra företagets

urpetare mer attraktiva för servicetekniker. Först bör man utföra en undersökning för att ta reda

på vad som är problemet. Detta görs ute hos tekniker för att ta reda på vad som fungerar bra

med urpetarna och det som kan förbättras på dem. Sedan analyseras data från undersökningen

och studerar den befintliga produktionen för att kunna generera en lösning som kan komma till

nytta för företaget.

Se bilaga 2 för kravspecifikation.

Frågeställningar inför projektet:

Hur kan man göra urpetarna effektivare vid lossning av kontakter?

Hur kan urpetarna bli mer greppvänliga?

Hur ska märkningen av verktygen utformas för bästa tydlighet?

Vilka tillverkningsmetoder är lämpliga?

Vilka material är lämpliga?

Hur kan miljöpåverkan minimeras?

Hur ska framtagningskostnaden minimeras?

3

Projektavgränsningar

Arbetet fokuseras mot att studera servicetekniker på den svenska marknaden.

X-ponents urpetare och dess produktion kommer att analyseras för att få en bild av nuläget.

Framtagning av koncept sker främst genom skisser och CAD-modeller. Ingen prototyp på förbättrad urpetare kommer att tas fram.

Hög prioritet kommer att ligga på att göra besök hos servicetekniker för att genomföra intervjuer där krav och önskemål ska tas med i utvecklingsarbetet.

Utformingen av kontaktdonen är beroende av standarder och kommer därför inte att ingå i detta uppdrag.

Projektarbetet utformas som en 15 hp-kurs.

4

2. Bakgrund

Här förklaras projektets bakgrund och det företag som är grunden för projektet, vilka produkter

som tillverkas, produktionen och verktygen.

Demonteringsverktyg – urpetare

Urpetare används för att frigöra stift och hylsor ifrån kontaktstycken. Kontaktstycken återfinns

i fordon och ingår i fordonets elsystem som förbinder givare och sensorer med en fordonsdator.

Urpetare finns i ett 40-tal olika varianter.

Urpetarens uppgift är att frigöra ledningsskons låstung-a/-or så att man kan dra ut kabeln från

isolatorn. Det förekommer ledningsskor i många varianter: Platta, fyrkantiga och runda.

Ledningsskorna kan ha allt från en till fyra låstungor beroende på typ.

Ibland uppstår problem i fordonets elsystem och då tas fordonet in i verkstaden för felsökning.

Anledningen till att man använder urpetare istället för att kapa kablage kan vara flera. Främst är

det en kostnadsfråga, många gånger räcker det med att byta ut defekta ledningsskor

(stift/hylsor) än att byta ut hela kablage. Detta medför att det blir lägre reparationskostnader för

fordonsägarna och verkstäderna kan utföra fler jobb på en arbetsvecka.

Figur 1: Urpetarens funktion vid demontering av ledningssko (Volvo Parts AB, 2013)

Montering av urpetare

Urpetaren utgörs av: handtag, mejsel och nitar.

Mejselkomponenterna framställs hos underleverantör som fraktas till X-ponents verkstad för

montering. Handtagen framställs från plåtmaterial som klipps ut i rätt bredd, stoppas in i ett

verktyg för att stansa ut hål och rätt form. Upp till 5000 handtag tillverkas åt gången.

5

Handtagen läggs på lager i väntan på tillverkningsorder av urpetare. När order inkommer går

man vidare till 1.

Produktionen av urpetare hos X-ponent går till så här:

1. Handtaget bockas i en excenterpress så att en kant bildas en bit in på blecket. 2. Företagsinformation och verktygsnummer präglas in på handtaget med ett annat

pressverktyg.

3. Handtaget och mejsel paras ihop så att hålen är koncentriska och ligger an mot handtaget.

4. Nitar sätts in i hålen och urpetaren fixeras i en press för att hamra till nitarna så att komponenterna sitter fast.

a) Om nitningen inte blir bra slipas nitarna så att de går att ta bort och börjar sedan om vid 4.

b) Om nitningen är godkänd går man vidare till 5.

Figur 2: Komponenterna fixerade i pressverktyget redo för ett slag

Figur 3: Urpetare klar från pressen

6

Figur 4: Urpetarna läggs prydligt i lådor efter pressoperationen

5. De färdiga urpetarna spraylackeras (om kunden önskar lackering dvs.)

Figur 5: Lackering av urpetare

6. Urpetarna packas i emballage och skickas till kund

Bakgrund – marknad

Företaget har bedömt att det förekommer känslig information för deras

verksamhet i detta avsnitt. Texten har därför omformulerats i denna

rapportversion av den anledningen!

Kund 1 tillverkar fordon. Anlitar ett externt företag för specialverktyg, de köper in till ett

centrallager och distribueras till verkstäder mot order.

Kund 2 tillverkar fordon. De har inköpsavdelningar som införskaffar urpetare och erbjuder

sedan verkstäderna att köpa in kompletta satser där det ingår ex. 12 eller 20 urpetare eller så

kan de köpa urpetare styckvis. Om bara några enstaka urpetare går sönder köper verkstäderna

in de styckvis. Om hela satser är defekta eller om det har kommit nya kontaktdon brukar det bli

aktuellt att köpa in helt nya satser, det beror naturligtvis på hur många nya kontaktdon det rör

sig om.

Kund 3 tillverkar fraktfordon. De köper in centralt och erbjuder sina servicetekniker ute i fält

att köpa in urpetare. Ett fåtal order mottas från Kund 3.

7

Kund 4 erbjuder fordonstillbehör. De har tre varianter av urpetare och det är inte kartlagt hur

företaget köper in urpetare. Urpetarna ingår i satser tillsammans med andra verktyg.

Kund 5 tillverkar fraktfordon. Kund 5 har en inköpsavdelning som införskaffar urpetare och

kan sedan lägga beställningar på satser eller enskilda urpetare. Kund 5 var under sent 90-tal

och tidigt 2000-tal en stor kund av urpetare.

I dagsläget finns bra efterfrågan på urpetare från kund 1, 2, 3 och 4. I framtiden vill X-ponent

skräddarsy kundlösningar till kund 1 och 2 för att stärka sin position på marknaden. X-ponent

avser även att på sikt se över kund 5:s behov och önskemål för att få fler beställningar.

8

3. Teoretisk bakgrund och

lösningsmetoder

Till detta utvecklingsprojekt har kunskaper från kurser, föreläsningar och litteratur tillämpats.

Den metoden som ansågs tillämpbar var David G. Ullmans process, se figur 6. Med hänsyn till

nya fakta och uppgifter till arbetet bestämdes att processen kommer att genomföras iterativt

under några moment. Iterationen gör att jag kan täcka in fler aspekter och fakta så ett optimalt

koncept tas fram. Annars finns risken att jag tar fram ett koncept som kanske inte blir det

optimala i slutändan, pga. att alla möjligheter inte har beaktats i processen.

Figur 6: Produktutvecklingens sex steg (Ullman D. G, 2010)

Product Discovery består av att ta reda på produktens behov och marknad i projektet för att

klargöra hur marknaden ser ut. I detta moment kommer marknadsspaning och kundmöten att

tillämpas.

Project Planning går ut på att upprätta en planering för projektet. Här kommer PU-verktygen

gantt-schema och kravspecifikation att brukas.

Product Definition består av konkurrentjämförelse, funktionsanalys och QFD för att bättre

förstå vilka egenskaper produkten behöver ha för att kunna fungera tillfredsställande.

Conceptual Design innefattar konceptgenerering/skiss, 4-stegsmetoden med Pugh’s matris och

CAD. Tyngdpunkten ligger på att få fram konceptuella idéer i det här läget och att välja ut ett

lämpligt koncept som ska förverkligas.

Product Development är ett konstruktionsmoment med förfining av valt koncept i CAD och

tillämpning av DFx-verktygen. Detta tycker jag bidrar med att göra konceptet

tillverkningsvänligt och förenkla komponenterna som konceptet utgörs av. Efter tillämpningen

av DFx och CAD ska konceptet genomgå en hållfasthetsanalys för att utvärdera detaljen.

9

Product Support blir ett sista steg med FMEA-verktyget där ev. fel och risker analyseras för

att sedan implementera förbättringar på konceptet så att feluppkomst minimeras. Sist

dokumenteras konceptet i form av slutgiltiga modeller och ritningar.

Nedan ges närmare beskrivning av PU-verktygen.

3.1 Planering, problemförståelse och konceptgenerering

3.1.1 Gantt-schema

För att få struktur på ett projekt är det fördelaktigt att upprätta en planering. För detta ändamål

används PU-verktyget Gantt-schema, för att det tydligt visar vilka aktiviteter och milstolpar

som måste utföras under projektets gång. Gantt-schemat är ofta uppbyggt på veckonivå med

två kolumner per vecka. De planerade aktiviteterna fylls i med grön färg och för varje aktivitet

som utförs vid respektive tidpunkt markeras de i utfall med gul färg. Deadlines indikerar

tidpunkter då specifika uppgifter bör vara avklarade för att kunna gå vidare, de markeras med

röd färg.

3.1.2 Kravspecifikation

En kravspecifikation behöver upprättas för att samla alla krav och önskemål som kunden ställer

på en produkt eller tjänst. Detta blir ett dokument som följs upp under projektets gång för att

säkerställa att produkten blir bra. Genom att upprätta en kravspecifikation skaffar man sig en

grundläggande problemförståelse och man sätter sig in i kundens situation på ett tydligare sätt

3.1.3 Funktionsanalys

För att förstå vilken uppgift som produkten ska lösa är funktionsanalys ett lämpligt verktyg.

Här försöker man komma på vilka delfunktioner och stödfunktioner som gör det möjligt att

uppfylla huvudfunktionen. Funktionsanalysen kan se olika ut men den innehåller oftast tre

nivåer: Huvudfunktion, delfunktioner och stödfunktioner; där huvudfunktionen är högsta nivån.

Funktioner beskrivs med substantiv och verb. Allra tydligast blir det om man använder en

trädstruktur med huvudfunktionen i kronan och delfunktioner samt stödfunktioner ner mot

stammen.

3.1.4 Konkurrentjämförelse

Ett bra sätt att lära sig på är att titta på hur konkurrerande produkters lösningar ser ut. På det

sättet får man inspiration till problemlösningen. Det är en fördel att vara öppen i

tankeverksamheten, därför att är man öppen kan det dyka upp idéer på lösningar på problemet

och ju fler idéer desto bättre blir konceptgenereringsfasen. Så fort en lösning dyker upp

skisseras den ner på papper för att man enkelt ska kunna memorera den i fortsättningen av

konceptgenereringsfasen.

3.1.5 Marknadsspaning

För att underlätta idégenereringen kan man studera liknande verktyg och studera vilka

lösningar på delproblem som de har gjort. Kanske finns det någon del som går att forma och

applicera i projektet. På så sätt kan ev. extra studier minimeras och kanske t.o.m. undvikas om

man hänvisar till liknande produkter.

10

3.1.6 Konceptgenerering och skiss

Konceptgenereringen går ut på att få fram förslag på förbättringar i form av enkla 2D-skisser

för att snabbt kunna beskriva idéerna på en abstrakt nivå. En mer utförlig framställning sker i

CAD. Man bör vara öppen för alla tänkbara lösningar för att vara säker på att man utforskar

alla möjligheter.

3.1.7 Kundmöten och Intervjuer

Möten med servicetekniker ger information från användare som har erfarenhet. Information till

kravspecifikation och förbättringsförslag är värdefull information från användare. Intervjuer

dokumenteras med stödord och i viss mån i löpande text. Viktigt vid intervjuer är att inte styra

svaren för mycket, utan man ska vara öppen och låta personen få förmedla svaret själv utan

påtryckning. Det är ganska viktigt att ha kunden på sin sida hela vägen.

3.1.8 QFD

QFD eller Quality Function Deployment även känd som kundcentrerad planering användas

tillsammans med kravspecifikation och funktionsanalys för att mäta upp vilka produktkrav och

produktegenskaper som man behöver fokusera på. Här jämför man konkurrerande produkter

för att se hur pass väl de klarar krav och egenskaper specificerade av kunden. På så sätt skaffar

du dig en bild av konkurrenterna och vad du kan göra annorlunda för att bli likvärdig eller

bättre än dem.

Helst ska man följa upp QFD:n och ta upp den nya produkten i formuläret för att säkerställa att

den har förbättrats gentemot konkurrenterna.

3.2 Konceptval och konstruktion

3.2.1 4-stegsmetoden

För att välja ut lämpliga koncept är 4-stegsmetoden en effektiv gallringprocess. En fördel är om

man är en grupp om 2 personer eller fler för att få en så rättvis selektion som möjligt. Man

utvärderar om koncepten innehåller tidsenlig teknik och om de kan tillverkas med nuvarande

produktionsmetoder.

3.2.2 Pugh’s matris

De kvarvarande koncepten från 4-stegsmetoden utvärderas i en utvärderingsmatris där

koncepten ställs mot kravspecifikationen för att mäta vilka koncept som uppfyller den bäst. Blir

det väldigt små skillnader mellan koncepten kan man tillämpa en större skala på

poängsättningen för att tydligare särskilja koncepten. Slutligen bör man ställa sig frågan om rätt

koncept har vunnit, gå på sin magkänsla (Rolf Lövgren, 2011).

3.2.3 CAD

Realisering av koncept sker i CAD, det ger en realistisk 3D-modell av konceptet som kan

användas till simuleringar för att utvärdera hållbarheten. Detta är främsta metoden för att

visualisera sina idéer efter skisser.

11

3.2.4 Hållfasthet

Koncepten ska genomgå en hållfasthetsberäkning för att verifiera lösningens utformning. Först

görs manuell beräkning m.h.a kunskap från kurser och ingenjörsvetenskap (Dahlberg T.,

Teknisk Hållfasthetslära, Studentlitteratur AB, Lund). För att säkerställa att man har räknat

korrekt kan man använda SolidWorks-verktyget Simulation®, där man simulerar belastningar

på sina CAD-modeller. Genom hållfasthetsberäkning får man underlag till konceptets

utformning och vart eventuellt haveri uppstår.

Sambandet:

: där σ är normalspänning, N är normalkraft och A är tvärsnittsarean

(Dahlberg T., I: Teknisk Hållfasthetslära, 2010, s. 16, formel (3)) anses vara mest användbar.

Jag väljer att använda det sambandet eftersom att det har lagt grunden för min

ingenjörsvetenskap på högskolan.

3.2.5 Formsprutning

Den i särklass vanligaste metoden vid framställning av plastkomponenter. Formsprutning

fungerar genom att en skruv matar fram upphettad plastmassa till ett formverktyg. Formens två

halvor hålls ihop m.h.a. hydrauliska kolvar som låser halvorna, låskraften varierar från 30 till

1000 ton beroende på storlek av maskin. En pump matar in plast i verktyget och

verktygshalvorna hålls låsta tills rätt tryck har uppnåtts, vanligtvis 50-150 MPa el. 500 till

15000 bar. (Wikipedia, 2014)

3.3 Koncepttest

3.3.1 FMEA

Felsätt och feleffektanalys används för att analysera vart fel kan uppstå och vilka konsekvenser

det får. Analysen kan visa hur fel uppstår och vad man som konstruktör behöver studera

närmare för att bygga in säkerhet i produkten för att minimera felens uppkomst. Punkter som

har höga RPN-värden ska man ägna störst fokus på.

3.3.2 DFM

När projektet går mot realisering av valt/valda koncept kan det vara värt att analysera hur pass

enkel den är att tillverka i nuvarande produktion. Här tar man med alla aspekter avseende

material, tillverkningsmetoder, kostnader etc.

3.3.3 DFA

Verktyg för att analysera hur pass enkel en produkt är att montera och en fortsättning efter

DFM. Det ideala är att använda så få delar som möjligt för att få kort monteringstid. I DFA

används ett jämförelseindex för att få veta om det är bättre eller sämre än befintlig produkt

avseende montering.

3.3.4 DFmain

En enkel uppbyggd produkt är oftast enkel att underhålla och ger kunden lägre

underhållskostnader. Det kan vara värt att analysera hur produkten är utformad.

Frågeställningar som kan vara bra att tänka på: Utgörs konstruktionen av så få delar som

12

möjligt? Kan antalet infästningar mellan komponenter minskas? Är servicepunkter

lättåtkomliga

4. Tillämpad lösningsmetodik

I detta avsnitt redovisas hur de teoretiska lösningsmetoderna tillämpades och vad resultatet

blev från de olika aktiviteterna.

4.1 Planering, problemförståelse och konceptgenerering

4.1.1 Gantt-schema

Ett gantt-schema upprättades för att överblicka de olika aktiviteterna. Schemats syfte var att

kunna följa upp arbetet och kunna bocka av aktiviteterna. Några deadlines noterades i schemat,

en för planeringsrapport och en för den slutgiltiga rapporten till företaget. Ytterligare deadlines

var svåra att fastställa då många aktiviteter består i att göra efterforskningar och att göra besök

ute hos kunder, när det passar. Se bilaga 1 för det kompletta gantt-schemat.

4.1.2 Kravspecifikation

Kunders krav och önskemål sammanfördes i en kravspecifikation. De kraven som hade högst

rankning var verktygsmärkning och ge bra grepp i handen. Det har även framkommit att de

befintliga urpetarna borde ge bättre synintryck. Kravspecifikationen är utformad som en

punktlista där serviceteknikernas krav och önskemål från intervjuer tagits med.

Kravspecifikation för urpetare:

Verktyget ska underlätta snabb lossning av stift/hylsor utan att behöva klippa av

kablage

Verktyget ska bidra till bra grepp i handen

Verktyget ska inte orsaka kortslutning om det tappas mot chassiet

Verktyget ska inte väga mer än 90g (inget högt krav 2:a)

Verktyget ska vara tydligt märkt för att snabbt hitta rätt (högt krav!, 5)

Ekonomikravet ingår endast i företagets rapport!

Materialet ska vara starkast möjligt

13

4.1.3 Funktionsanalys

En funktionsanalys upprättades för att få en uppfattning om vilka delfunktioner som krävs för

att demonteringsverktyget ska kunna fungera. Det framkom även att några stödfunktioner

behöver framhävas. Huvudfunktion är: Lyfta låstunga. Delfunktioner till huvudfunktionen:

Överföra kraft och Mejsel anpassat till demonteringsspår. Se figur 7 för den fullständiga

funktionsanalysen.

Figur 7: Funktionsanalys för urpetare

4.1.4 Konkurrentanalys

Konkurrentanalysen syftade till att finna liknande konkurrenter till X-ponent. Det visade sig att

det var fyra konkurrenter på marknaden: Stahlwille, Tyco Electronics, Kamasa Tools, AmPro.

Den konkurrent som har störst andel på marknaden var Stahlwille. Kamasa Tools och AmPro

upplevs som avsedda för hobbyanvändare eller småverkstäder. Tyco Electronics har bara ett

verktyg avsett för deras egna stift och hylsor.

Nedan redovisas styrkor och svagheter hos konkurrenterna:

Stahlwille Kabelex® -urpetare:

Figur 8: Stahlwille kabelex urpetare

(Hanico GmbH, 2014)

Stora plastade handtag ger bra grepp för handen

Minimal risk för kortslutning om man tappar verktyget mot chassiet

14

Skydd mot att bladet skadas när det inte används

Relativt dyra

Komplicerad design

För ”avancerade” till uppgiften

Kamasa Tools

Figur 9: Kamasa Tools urpetare

(SS Marin & Bilbehör, 2014)

Figur 10: Kamasa Tools urpetare nr två

(SS Marin & Bilbehör ,2014)

Klarar flera olika kontakter med samma verktyg

Smidig kompakt design

Upptar minimalt med utrymme på verktygstavlan när det inte används

Dålig ergonomi för användaren speciellt om kontakten sitter hårt, då finns det

risk att verktyget slinter och skadar användaren

Handtagen upplevs för små

Ingen greppvänlig plast på handtaget

15

Tyco Electronics AMP®

Figur 11: Tyco Electronics urpetare

(Farnell element14, 2014)

Stora plastade handtag ger bra grepp

Plast på handtaget minimerar risken för kortslutning om verktyget tappas mot

chassiet

Bygel för att skydda bladet när det inte används

Komplicerad design på handtaget och bygeln

För avancerade till uppgiften

Inget hål för att hänga upp verktygen

AmPro

Figur 12: Multiverktyg för kontaktdon

(Swedol, 2014)

Multiverktyg, klarar flera stift med samma verktyg

Smidig kompakt design

Tar inte upp mycket plats på verktygstavlan

Ingen bra ergonomi för användaren, speciellt om det går tungt så kan verktyget slinta och skada användaren

Handtaget upplevs för litet

Går en bit av verktyget sönder måste ett nytt verktyg införskaffas, kan ge dålig

ekonomi i längden

16

Analys av konkurrenterna

Stahlwille satsar på exklusiva verktyg. Designen med plastade handtag är riktigt bra – ger bra grepp och plasten kommer till sin rätt om användaren skulle tappa verktyget mot

chassiet, risken är minimal för elektrisk kortslutning. Skyddet för själva bladet är

ganska praktiskt om urpetaren skulle tappas mot något hårt, ex. ett golv så går inte

urpetaren sönder. Det är upp till användaren att inte tappa verktyget och det upplevs

som att skyddet kan vara en onödig detalj. Detta är definitivt konkurrent nummer ett på

högvolymsortimentet som vi borde lära oss en del av.

Kamasa Tools har enbart multiverktyg i sortimentet. Deras design är inte helt bra för användaren då spetsarna kan skada användaren. Handtagen är inte greppvänliga då de

är ganska små. Då de har två multiverktyg i sitt sortiment är intrycket att det här inte är

en konkurrent inom högvolymsortimentet. Värt att titta på ur designperspektiv.

Tyco Electronics urpetare påminner starkt om Stahlwilles. Komplicerad design och verkar ha några få olika verktyg, vilket upplevs som att den här tillverkaren inte ingår i

högvolymsortimentet. Plastade handtag är en bra konfiguration, det ger bra grepp för

handen. Förutom den blå och orangea färgsättningen är de närapå kopior av Stahlwilles

verktyg.

AmPro har liksom Kamasa satsat på multiverktyg med sex stycken blad. De är inte speciellt greppvänliga och användaren kan skada sig om verktyget slinter.

Handtagsdelen känns för liten för att ge fullgott grepp för användaren. AmPros verktyg

tycks inte vara tänkta för professionell användning utan mer till för hobbyanvändare,

privatpersoner och småverkstäder.

Sammanfattning konkurrentanalys

Stahlwille satsar på specialdesignade urpetare. Det som kännetecknar Stahlwilles urpetare är:

den svarta färgen på handtaget och det gröna bladskyddet. Kamasa Tools och AmPro

kännetecknas av: kompakt design och man klarar flera stifttyper med samma verktyg. Tyco

kännetecknas av den blå färgen på handtaget och det orangea bladskyddet.

4.1.5 Marknadsspaning

Liknande produkter med samma form som urpetare var skruvmejslar. En typ av skruvmejsel

med liknande dimensioner hittades och dess utformning studerades för att hitta greppvänliga

former man kan använda till utvecklingsarbetet. Den som hade rätt grunddimensioner var en

skruvmejsel från Belzer®

. Några av konkurrenterna har liknande former som en skruvmejsel

och därför bör X-ponents urpetare få någon liknande lösning för att vara säker på att de

kommer att passa kunderna.

17

Figur 13: Skruvmejsel från Belzer.

4.1.6 Konceptgenerering

Koncept ett är en typ av lösning där man klistrar på en typ av greppvänlig plastmatta på

ovansidan av urpetaren. Detta skulle bidra till bättre grepp, vara en kostnadsmässigt bra lösning

och en enkel förbättring på produkten. Se figur 14.

Figur 14: Koncept 1 med plastmatta

Koncept två innebär att man klistrar dit ett plasthandtag för ett bättre grepp och mer friktion.

Detta skulle innebära att man köper in färdiga handtag och monterar dessa som sista steg i

tillverkningsprocessen. Se figur 15.

Figur 15: Koncept 2 med klistrat handtag

Koncept tre är en lösning med en bockad plåt som svetsas fast på handtaget. Fingrarna ska

använda plåtbiten till att ta spjärn mot. Se figur 16.

18

Figur 16: Koncept 3 urpetare med svetsad plåt

Koncept fyra innebär helt enkelt att man gör ett par extra bockningar på handtaget så att det

bildar urgröpningar för fingrarna, vilket skulle förbättra greppet. Se figur 17.

Figur 17: Koncept 4 med extra bockningar

Koncept fem är en kombination av koncept fyra och två. Ett par extra bockningar på handtaget

och en typ av plasthandtag som limmas fast på urpetarens metall. Se figur 18.

Figur 18: Koncept 5, kombination av koncept 2 och 4

Koncept sex använder befintlig urpetare och ett gjutet plast el. gummihandtag som ska träs

över handtaget. Det hålls kvar m.h.a. friktion mellan metallen och gummit genom

greppassning. Handtaget är lite tjockare baktill för att ge de mindre fingrarna mer stöd. Se figur

19.

Figur 19: Koncept 6, urpetare med någon form av gjutet handtag

19

Koncept sju tillämpar utformning från skruvmejsel i någotsånär samma storlek. Handtaget har

två spår runt hela handtaget och ska ge fingrarna stöd. Handtaget är ganska stort för att

arbetaren inte ska behöva använda så stor kraft till att klämma på handtaget. Se figur 20.

Figur 20: Koncept 7, inspiration från skruvmejsel

Koncept åtta är kombination av koncept fem och sex. Plåthandtaget bockas ett par gånger

extra och sedan träs ett flexibelt plasthandtag över metallen. Handtaget ska hållas kvar med

friktion mellan ytorna som uppstår av greppassning, dvs. handtagets öppning ska ha något

mindre dimensioner än plåtens tjocklek. Se figur 21.

Figur 21: Koncept 8, kombination av koncept 5 och 6

4.1.7 Kundmöten och intervjuer

OBS! Företaget har bedömt att det förekommer känsliga uppgifter för deras verksamhet

i detta avsnitt och har begärt att texten ska omformuleras i denna rapportversion.

Fokusering riktades mot att söka information hos serviceverkstäder. På en verkstad kom det

fram att urpetarna fungerar men att de är för dyra i förhållande till den uppgift de ska utföra

(Urban Jörnek, Volvo Truck Center). De får gärna vara enklare utformade och livslängden ska

vara minst ett år. Vid ett annat ställe sade de att X-ponents urpetare borde få ett mer attraktivt

utseende. De tyckte dessutom om idén med att färgkoda urpetarna i färger som matchar de stift

el. hylsor de är ämnade för (Krister Nilsson, Volvo Technology). I figur 22 och 23 visas

exempel på urpetare som en tekniker använder idag:

20

Figur 22: Ett Stahlwille-verktyg

Figur 23: Nyare Stahlwille-urpetare

4.1.8 QFD

Som första steg fylldes sambanden mellan marknadskrav och produktegenskaper i för att visa

vilka egenskaper man behöver ägna extra fokus åt för att få den nya produkten bättre än den

gamla. Här användes informationen från kundbesöken där synpunkter och önskemål togs

tillvara för att få en korrekt bild av nuläget.

Marknadskraven formulerades m.h.a. kravspecifikationen där de olika kraven utvecklades till

mer tekniska krav. De tekniska kraven användes till konstruktionsarbetet för att bygga in

egenskaper som uppfyllde kraven.

I tredje steget fylldes sambanden mellan produktegenskaper och marknadskrav i för att veta

vilka krav och egenskaper som behövde ägnas extra uppmärksamhet.

OBS! Det ekonomiska kravet ingår endast i företagets rapportversion.

Längst ner i QFD:n fylldes målvärden i, detta förstärker ytterligare kundens krav och behov.

Här kan man även se sambandsvikten. Egenskapsvikten är produkten mellan kravvikt och

sambandsvärde.

En jämförelse med avseende på teknik gjordes för att analysera hur konkurrenterna uppfyller

produktegenskaperna. Utifrån hur konkurrenterna uppfyller egenskaperna kan man finna

liknande lösningar på sin egen produkt och förhoppningsvis bli bättre eller jämställd med

konkurrenterna.

I högra delen av bladet upprättades en jämförelse för att analysera hur konkurrenter och

befintlig produkt uppfyller kravspecifikationen.

Resultatet av QFD:n pekar på att X-ponent står sig bra mot konkurrenterna på några punkter

men är svagare på andra viktiga punkter. Kravet med ”Inte orsaka kortslutning mot chassiet”

visar sig vara den punkt där de är som svagast. ”Bidra till bra grepp” borde förbättras så att ett

21

litet övertag jämfört med konkurrenterna erhålls. Kunderna påpekar att egenskapen synintryck

borde ökas för att produkten ska bli bättre. Se bilaga 2 för QFD.

4.2 Konceptval och konstruktion

4.2.1 4-stegsmetoden

När 4-stegsmetoden genomfördes hölls en dialog mellan student, kunder och handledare på

företaget för att få indikationer på vilka koncept som är realistiska. I det första steget gallrades

koncepten ett, två och sju bort, pga. att de inte accepteras av tänkt målgrupp. Koncept 3 som

har en svetsad plåt på ovansidan var inte realistisk då kunderna menade att urpetaren blir för

stor vid arbete i trånga utrymmen, därför gallrades koncept 3 bort.

I andra steget utvärderades konceptidéerna med avseende på tillgänglig och tillämpbar

teknologi och där uppfyllde alla koncept de kriterierna.

I tredje steget användes kravspecifikationen som underlag. Koncept ett och två uppfyller inte

kravet på livslängd om minst ett år och accepterades inte av kunderna, pga. att man limmar

grepp och handtag. Koncept sju accepteras inte av målgruppen då den blir komplex att

framställa och kommer att kosta för mycket för att kunden ska vilja köpa.

Se figur 24 för utvärderingsmatrisen.

Koncept

1

Koncept

2

Koncept

3

Koncept

4

Koncept

5

Koncept

6 Koncept 7 Koncept 8 Steg I:

Koncept

lämpligt

Steg II:

Koncept

uppfyller

kravspec

Steg III:

Koncept

utnyttjar

tillgänglig

teknik

Figur 24: Utvärderingsmatrisen som visar vilka koncept som är lämpliga i de olika stegen i 4-stegsmetoden

Nedan syns hur de olika koncepten är numrerade för att förstå utvärderingen lättare.

Koncept 1 Koncept 2 Koncept 3 Koncept 4

Koncept 5 Koncept 6 Koncept 7 Koncept 8

22

4.2.2 Pugh’s matris

De koncept som klarat gallringen från 4-stegsmetoden gick vidare till beslutsmatrisen. I det

första steget jämfördes koncepten med kravspecifikationen och ställdes mot varandra för att se

vilka som uppfyllde kraven bäst. Koncepten fem, sex och åtta fick högst poäng i första

omgången.

En ny omgång behövde anordnas för att skilja koncepten åt, här användes de mer ingående

tekniska kraven från QFD:n. Här hade koncept sex ett övertag.

Finalomgången genomfördes med detaljerade krav och utökad poängskala för att få fram en

vinnare bland de tre bästa koncepten. Resultatet blev att koncept sex fick flest poäng och

därmed klarade de tekniska kraven bäst.

4.2.3 CAD

Realisering av det vinnande konceptet skedde i SolidWorks. eftersom det är den primära CAD-

programvaran högskolan erbjuder. Detta var ett lärorikt tillfälle att använda kunskaper från

föreläsningar och kurser. Företaget använder samma programvara och författaren fick

handledning och tips av de anställda när problem uppstod. Detta ledde till att erfarenheter

kunde utbytas.

4.2.4 Hållfasthet

En manuell beräkning av tryckhållfasthet utfördes för att ta reda på hur konceptet klarar

belastningar. Det typiska belastningsfallet är att handtaget utsätts för tryckpåkänningar och för

att få en realistisk belastning tog jag kontakt med servicetekniker. Servicetekniker sade att c:a

20 N är realistiskt om stiften har ärgat fast inuti kontakstycket, värsta scenario m.a.o. Kraften

motsvarar ungefär 2 kg.

Plasthandtaget genomgick en simulering av belastningar i Simulation som är ett inbyggt

program i SolidWorks.

Den manuella beräkningen visade att spänningen blir c:a 0,34 MPa inuti kurvan där plåtskaftet

trycker mot plasten och brottgränsen, σb är 27,6 MPa. Frågeställningen ändrades till: Hur

mycket belastning tål handtaget utan att brott uppstår? En ny uppställning genomfördes och det

visade sig att med samma kontaktarea och brottgräns så utsätts handtaget för c:a 1626 N. Med

hänsyn till en säkerhetsfaktor mot brott, nb på 3 innebär det att detaljen tål c:a 542 N. Då 20 N

är lägre än 542 N är detta ok!

I Simulation lades en fixtur i handtagets bakre del (gröna symboler) för att simulera att en

handflata håller emot. En kraft på 20 N applicerades i handtagets spår baktill och kraften anses

vara utbredd (lila pilar) över hela ytan. Ett medelgrovt ”Mesh” användes för att snabba på

23

simuleringen. Se figur 27 och 28 för uppställningen i SolidWorks.

Figur 25: Handtaget med uppställda villkor och resultat

Figur 26: Närbild på området där spänningarna är högst

Resultatet blev att simuleringen överensstämmer ganska bra med beräkningen som gjordes för

hand. Det finns ett par områden där det ser ut att vara förhöjda spänningar, exempel på en

sådan punkt i figur 28. Detta kan möjligtvis vara falska spänningar där programmet kan ha tagit

hänsyn till ytdefekter. I resten av spåret är skillnaden mellan manuell beräkning och

programvara mindre och där överensstämmer bägge teorierna hyfsat bra. Handtaget klarar

hållfasthetsberäkningen med godkänt. Se bilaga 5 för analys av simuleringen.

4.2.5 Studiebesök hos Bonaj AB

När CAD-arbetet var klart så uprättades en kontakt med Åsa Rydén på Bonaj AB. Hon bokade

in mig på en träff med henne och verktygschef Stefan Lindholm för en diskussion. De fick se

ritningar på handtaget och information om examensarbetet. Stefan och Åsa menar att allt går att

göra, frågan är bara hur komplicerat man vill göra det (Stefan Lindholm, 24/3 2014). De

uppmanar mig att ta reda på vad kunderna tycker om min design för att med säkerhet veta att

det finns en kundgrupp till produkten.

24

4.2.6 Formsprutning

Vid dialog med Bonaj AB framkom det att en kärna kommer att behövas för att få ett spår i

handtaget efter formsprutning. Ett frågetecken var även om det är nödvändigt att ha ett hål för

att kunna hänga upp verktygen. Efter handledning med Daniel fastslogs att en ny variant av

handtaget ska tas fram, det ska bestå av två halvor och inget hål för att kunna hänga upp det.

Urpetarna ska erbjudas tillsammans med en förvaringsbox där de kläms fast i skumgummi

vilket gör ett ytterligare hål överflödigt.

Materialval diskuterades och först var tanken att välja POM-plast för att handtaget skulle få en

elastisk karaktär. Andra alternativet var att använda PVC-plast som har hög drag- och

utmattningshållfasthet. Nackdelen med PVC är att den kräver tillsatser av ex. mjukgörare och

att det kan bildas saltsyra när materialet utsätts för brand. POM har nackdel av att den inte är

UV-beständig och att ytan ger låg friktion.

Ett miljövänligare alternativ är PP-plast som upplevs ha hög friktion när man håller i en detalj i

det materialet. Detta tolkar jag som att den borde lämpa sig bättre till ändamålet, i och med att

hög friktion eftersträvas på verktyg och användaren skulle förmodligen tycka om materialvalet.

Största fördelen är att PP-plasten lätt kan formsprutas utan att riskera fel i produktion och att

den inte kräver några tillsatser, bortsett från färggranulat.

4.3 Koncepttest

4.3.1 FMEA

FMEA:n visade att största felsätt är att verktyget tappas i golvet och det riskerar att förstöra det

känsliga bladet. Följden blir att verktyget blir obrukbart och ett nytt måste införskaffas.

Åtgärden beslutades bli att använda bladskydd eller använda en förvaringsbox där verktyget

ligger förankrat när det inte används. Detta tyckte kunderna var en bra lösning på förvaring då

det ofta är där man är oförsiktig och kan tappa verktyget i golvet. Det har inte uppkommit

några indikationer på att någon personskada skulle kunna uppstå vid hanteringen av verktyget.

Se bilaga 3 för FMEA.

4.3.2 DFM

Tillverkning av metalldelar kommer fortsättningsvis att ske i X-ponents verkstad. Det nya

plasthandtaget kommer att tillverkas i Bonaj ABs fabrik i Eskilstuna. I samråd med Bonaj AB

och uppdragsgivaren har justeringat implementerats för att göra framställningen av detaljerna

så enkel som möjligt. Första konstruktionen var utformad i ett stycke och hade ett hål för att

kunna hänga upp det. Den varianten skulle kräva en kärna i formsprutningen för att få ett hål

för urpetarens plåtskaft, vilket skulle bli komplicerat. Efter diskussion med Daniel Jacobsson

konstruerades en ny variant på handtaget. Variant två består av två halvor med styrpinnar och

hål samt förbundna via en plastremsa på ena långsidan. Denna variant behöver ingen kärna i

formsprutningen och blir därmed enklare att producera.

I fortsättningen kommer inget hål behöva stansas ut på plåtskaftet vilket sparar resurser.

4.3.3 DFA

Tanken är att använda befintliga urpetare som baskomponent för att enkelt passa in

plasthandtaget.

25

Handtaget fälls ihop över plåtskaftet och har styrningar för att passa in delarna. Flärpar på

handtagets främre del sluter om plåthandtaget och håller det på plats. När urpetaren är på plats

fälls plasthandtagets övre halva ihop och knäpps fast.

4.3.4 Färgkodning

En önskvärd funktion hos kunderna var att använda färgkodning matchande stift och hylsor för

att lätt hitta rätt urpetare. Denna färgkodning är tänkt att appliceras på den del av urpetaren som

är utanför plasthandtaget. Detta skulle ge användarna bättre tydlighet och mer synintryck vilket

förhoppningsvis stärker X-ponents image.

4.4 Justeringar

Efter att ha genomfört tester undersöktes om de nya urpetarna kan passa i befintlig

förvaringslåda. Detta innebär att man direkt kan erbjuda kunderna att köpa andra urpetare i

samma förvaringsbox, vilket betyder att kunderna kommer att känna sig bekanta med den typen

av upplägg. Material valdes slutgiltigt till PP-plast för att det är ett lättbearbetat material och

har erkänt goda miljöegenskaper.

26

5. Resultat

Här redovisas resultatet av utvecklingsprocessen. I den fullständiga rapporten redovisas även

ekonomiska aspekter såsom kostnadskalkyl och bidragskalkyl. De ekonomiska aspekterna

ingår endast i företagets rapport!

5.1 Produkten

Resultatet av examensarbetet är ett system där ett handtag träs över det befintliga plåtskaftet på

urpetaren, se figur 29 nedan. Plasthandtaget är formsprutat i PP-plast och består av två halvor

med styrpinnar/styrhål för att montera ihop det. Färgen valdes till matchande blått som X-

ponents förvaringssortiment för att symbolisera deras profil. I plasthandtaget finns information

ingraverat, det kan vara logotyp för det företag som är kund och verktygsnummer så att de kan

beställa ett nytt. Plåtskaft och mejseldelarna kommer att lackeras i samma färgkoder som

sortimentlådorna för stift/hylsor. Färgkodningen kommer att underlätta för mekaniker när de

snabbt vill plocka rätt verktyg.

Figur 27: Den förbättrade urpetaren med det nya blå handtaget

Handtaget ska tillverkas med generella, grova ISO-toleranser för att hålla nere kostnaderna och

minska ledtiderna. I spåret på bägge halvor ska det vara negativa toleranser så att plåtskaftet

hålls kvar när handtaget fälls ihop. Dessutom skulle för stort spel leda till att produkten upplevs

som sladdrig när man arbetar och ge sämre prestanda. Se figur 30 där handtaget presenteras

närmare.

Sortimentslådor av stift/hylsor har ofta färgkodning för respektive sort och färgkodning skulle

förmodligen underlätta teknikernas arbete, genom att de fortare plockar rätt urpetare.

5.2 Illustration av produkten

Urpetaren väger nästan 50 gram, är 78 mm långt, 29,5 mm brett; samt 14,6 mm hög. Se bilaga

9 för mer detaljer om handtaget. I figur 30 illustreras handtaget med dess uppbyggnad.

27

Figur 28: Nya handtaget

5.3 Miljöaspekter

Åtgärder har vidtagits för att ge så liten miljöpåverkan som möjligt. För det första går

produktens olika delar att separera så att plast och plåt enklare kan återvinnas. Polypropen är en

termoplast med låg påverkan på miljö och omgivning. Inga tillsatser i form av mjukgörande

ämnen, ftalater eller andra hälsovådliga kemikalier ska tillsättas i produkten. Plåtmaterialet går

att återvinna enkelt, ingen plastfilm finns och det gör att man slipper separera plastfilmen innan

plåten smälts ner.

5.4 Kostnader och kalkyler

OBS! Detta avsnitt ingår endast i företagets fullständiga rapport!

28

6. Analys av examensarbetet

Inför den andra omgången QFD genomfördes intervjuer med verkstadstekniker där de blev

tillfrågade hur de upplever den nya produkten. Intervjuerna resulterade i positiva uttalanden

vilket tyder på ett positivt utfall av examensarbetet. Den nya urpetaren uppfyller kundernas

krav avseende greppvänlighet och effektivitet, när det gäller att lossa kontakter.

6.1 Problemformulering

Problemformuleringen som konstruerades i projektets början besvarades enligt nedanstående

lista:

Hur kan man göra urpetarna effektivare vid lossning av kontakter?

Dagens urpetare borde förses med ett handtag av plast.

Hur kan urpetarna bli greppvänligare?

Urpetarna förses med ett grovt plasthandtag som bidrar till friktion och som

passar handflatan. Formen är grövre längst bak för att bättre passa handflatan

och för att rikta kraften bättre.

Hur ska märkningen av verktygen utformas för bästa tydlighet?

Graveras in i handtaget och kombineras med färgkodning matchande de stift och

hylsor som respektive urpetare fungerar ihop med.

Vilka tillverkningsmetoder är lämpliga?

Plåtskaftet tillverkas med stansning och nitning, som förut. Plasthandtaget bör

formsprutas för att få låg inköpskostnad.

Vilka material är lämpliga?

Grundkonstruktionen är lämplig att fortsätta tillverka i stålplåt och handtaget formsprutas i plast som har en ”fet” yta samt är skonsam för miljön.

Hur kan miljöpåverkan minimeras?

Urpetatna ska gå att demontera för att skilja på materialen så att materialen går att återvinna enkelt.

6.2 Kravspecifikation

Kravlistan

Kravspecifikation för urpetare:

Verktyget ska underlätta snabb lossning av stift/hylsor utan att behöva klippa av kablage

För att uppfylla detta krav valdes lösning med ett grövre handtaget som ger

teknikern mer kontroll över demontering av ledningssko.

Verktyget ska bidra till bra grepp i handen

29

Greppet uppfylls med ett handtag konstruerat i plast som ger bra friktion mot

handflatan, denna egenskap innehar PP-plast.

Verktyget ska inte orsaka kortslutning om det tappas mot chassiet

Ett plasthandtag med stor täckning av metallskaftet ger god isolerande funktion

mot elektricitet.

Verktyget ska inte väga mer än 90g (inget högt krav 2:a)

Enligt SolidWorks väger urpetaren c:a 48 gram, nästan hälften av specificerad

vikt.

Verktyget ska vara tydligt märkt för att snabbt hitta rätt (högt krav!, 5)

Urpetarna färgkodas i kombination med ingraverat nummer för att ge bästa

tydlighet.

Ekonomikravet ingår endast i företagets rapport!

Materialet ska vara starkast möjligt

Skaften förblir tillverkade i stålplåt och handtaget klarar av belastningen enligt beräkning och simulering.

På flera punkter har en tydlig förbättring uppnåtts jämfört med föregående konfiguration.

Marknadskravet: ”Inte orsaka kortslutning mot chassiet” har förbättrats markant på den nya

produkten. Även: ”Bidra till bra grepp i handen” har förbättrats jämfört med föregångaren.

6.3 QFD

Bidra till bra grepp i handen har förbättrats genom att handtaget är större än konkurrenternas

urpetare och att plast med hög friktion används.

Underlätta snabb lossning av kontakt är förbättrad genom ett större handtag som ger

användaren bättre grepp och därmed bättre kontroll över arbetet.

Färgkodning borde ge mer synintryck och därigenom mera motivation till användare av

produkten. De bör tycka det är roligare att använda dessa nya urpetare som ser bättre ut än

konkurrenterna och erbjuder bättre greppbarhet än konkurrenternas lösningar.

6.4 Effekter på verksamheten

Största förbättringen är att det blir färre moment i tillverkningen, tack vare att man inte behöver

göra hål i bakkant på plåtskaftet. Detta borde innebära mindre slitage på stansverktyget1. Ingen

bockning framtill på skaftet kommer att vara nödvändigt eftersom att nya handtaget är grövre

utformat så att handen får bättre grepp runt hela handtaget.

6.5 Sammanfattning analys

Jag anser att produkten uppfyller ställda krav med hänsyn till problemformuleringen och

kravspecifikationen. Dock finns det bekymmer angående pris till slutkund som ser ut att bli för

1 Stansverktyget används för att stansa ut plåtskaftets form, göra hål för nitar och stansa ut hål i bakkant

30

högt. Där anser jag att en utförligare kostnadsanalys behöver genomföras för att få en mer

komplett prisbild. Alternativet fanns att utreda den frågan närmare men då hade det åtgått mera

tid och det låg inte inom projektets ramar att göra mer ingående ekonomistudier. Beslut togs

istället att fokusera på konceptets konstruktion.

31

7. Slutsatser och rekommendationer

Slutsatser

Detta examensarbete har resulterat i ett nykonstruerat plasthandtag som jag anser är en smart

lösning på problemet. Handtaget tycker jag speglar X-ponents image med den blåa färgen och

den enkla formen. Reaktioner från servicetekniker är positiva och tyder på att detta är en

tänkbar lösning på hur urpetarna kan förbättras.

Det återstår arbete med att kartlägga vilka kontaktdon som används i kundernas produkter. Om

en utredning av detta slag genomförs skulle det medföra att X-ponent bättre kan tillgodose

kundernas behov av demonteringsverktyg och lättare kunna hålla leveranstider. En sådan

undersökning har inte kunnat utföras fullständigt pga. att företaget hellre ville prioritera att få

fram ett underlag på själva formgivningen av urpetarna. Ingen patentsökning har gjorts på

konkurrenterna för att undersöka om den förbättrade urpetaren kommer att inkräkta på

befintliga patent. Kostnader för patentintrång eller för den delen även designskydd kan medföra

höga ersättningskrav och företaget bör göra en patentsökning för att undvika sådana intrång.

Ekonomidelen har utförts i begränsad omfattning och en utförligare beräkning har överlåtits till

företaget då de har större kunskaper inom ekonomi. För att söka fler svar om handtagets

produktion bör man ta fram en prototyp för att bedöma fullständiga produktionskostnader.

Konceptet som tagits fram behöver studeras vidare och undersöka om det finns befintliga

handtag att köpa in istället för att satsa på nyproduktion, diskussioner har förts med företaget

angående den frågan och de kommer att söka efter befintliga handtag i framtiden.

Samarbetet på X-ponent har fungerat mycket väl och de involverade på företaget har visat stor

uppskattning över examensarbetets genomförande och utfall.

Rekommendationer

Jag tycker att X-ponent undersöker om toleranserna på plasthandtaget kan fungera i produktion

och att man undersöker detta tillsammans med Bonaj AB.

Jag rekommenderar i fortsättningen att en dialog upprättas med fler verkstäder för att fånga upp

eventuella önskemål och förbättringar, kanske att de har synpunkter på nuvarande urpetare.

Studera också hur mycket urpetare som skulle behöva nyproduceras för att täcka andra

verkstäders behov, det har inte funnits tid till att studera flera verkstäder i projektet.

Fortsättningsvis bör man kolla om det redan finns befintliga handtag som man kan använda till

urpetarna, då skulle man slippa verktygskostnader. Med befintliga handtag kan man få ner

priset på slutprodukten och då kanske serviceteknikerna lockas bättre.

Kalkylen baseras på de första två åren i produktion, vidare bör man räkna om och se hur

kostnaderna för verktyg och underhåll förändras med tid, för att få bästa lönsamhet.

Inga utförliga tester har gjorts på förvaringslådan och jag rekommenderar därför att man

fortsätter att utreda om den går att använda för att kunna erbjuda kompletta satser med urpetare.

Under arbetets gång har det producerats mycket material i form av CAD-modeller, dokument,

ritningar och bilder som jag rekommenderar att X-ponent tittar på.

32

Referenser

Internet

Formsprutning

http://sv.wikipedia.org/wiki/Formsprutning, 2014-03-28

Rolf Lövgren, kursmaterial produktutveckling

http://rolflovgren.se/RL-MDH/Kurser/KPP017/Lecture%20notes%20(svenska)/6-

%20Produktutvardering%20map%20produktion.pdf, 2014-04-08

http://rolflovgren.se/RL-MDH/Kurser/KPP017/Lecture%20notes%20(svenska)/4-

%20Forsta%20problemet%20och%20utveckla%20kravspec.pdf, 2014-03-02

http://rolflovgren.se/RL-MDH/Kurser/KPP017/Lecture%20notes%20(svenska)/7-

%20Konceptutvardering.pdf, 2014-03-02

Stahlwille specialverktyg

http://www.centry.se/pdf/Specialverktyg2.pdf, 2014-02-12

Övriga källor

https://www.elfa.se/elfa3~se_sv/elfa/init.do?item=80-487-

46&toc=20010&name=demonteringsverktyg,_09_99_000_0319, 2014-01-17

http://www.nelco.se/products.htm, 2014-01-17

http://www.nelco.se/infobase/IB_ProductViewer.php?nodeId=1883&web=1, 2014-01-17

Broschyrer

Volvo Parts AB, Extraction-Tool-Set 88890037

Reparationshandböcker

Volvo Parts AB, 2013, Cable Repair

Volvo Parts AB, 2012, Cable Repair

Böcker

Ullman David G., (2010), The Mechanical Design Process, McGraw-Hill, New York, 4:e

upplagan

Dahlberg T., (2010), Teknisk Hållfasthetslära, Studentlitteratur AB, Lund, 3:e upplagan

Muntliga

Krister Nilsson, Volvo CE, 2014-03-25

Stefan Lindholm, Bonaj AB, 2014-03-24 och 2014-04-03

Åsa Rydén, Bonaj AB, 2014-03-24

33

Bilagor

Bilaga 1: Gantt-schema

Bilaga 2: QFD

Bilaga 3: FMEA

Bilaga 4: Manuell hållfasthetsberäkning på plasthandtaget

Bilaga 5: Hållfasthetsberäkning med SolidWorks Simulation

Bilaga 6: Intervjufrågor till servicetekniker

Bilaga 7: Anteckningar från möten med servicetekniker

Bilaga 8: Bilder på slutgiltiga konceptet

Bilaga 9: Ritningar

Bilaga 10: Om X-ponent Inredning AB

Bilaga 1: Gantt-schema

TID

SP

LA

NPro

jekt

nam

nB

ete

ckn

ingar

Datu

mId

entit

et

Pla

nera

tU

tfall

Deadlin

eR

evis

ion

Exam

ensarb

ete

X-p

onent

Fö

rstu

die

fö

r a

tt f

örb

ätt

ra

aktivi

tet

Upprä

ttad a

v

urp

eta

rehållp

unkt

8E

rik H

olm

Not

Akti

vit

ete

r1

23

45

67

89

10

11

12

13

Ansva

rig

Pro

jektp

lanering

Konkurr

entjäm

före

lse

Pre

limin

är

rapport

Kra

vspecifi

kation

Funktionsanaly

s

Rapport

skrivn

ing/K

onceptg

en.

Handle

dart

räff

Testa

nuva

rande s

ort

iment

QF

D/K

onceptv

ärd

ering

Funktionsanaly

s/K

onceptv

al

Kundm

öte

n

Konstr

uktion

FM

EA

/Rapport

Handle

dart

räff

Kalk

yle

r

Rapport

skrivn

ing

DF

M/D

FA

a

lt.

PIP

S

Handle

dart

räff

Hållf

asth

et

2013-1

1-1

8

Akti

vit

ete

r1

23

45

67

89

10

11

12

13

14

15

16

Ansva

rig

Re

surs

er

pla

nP

ers

on

Not

utfall

insats

33

6

Pro

jektp

lanering

33

6

10

10

10

838

Konkurr

entjäm

före

lse

911

10

434

910

120

Pre

limin

är

rapport

88

15

22

329

96

15

Kra

vspecifi

kation

19

31

115

54

9

Funktionsanaly

s5

22

9

35

43

15

Rapport

skrivn

ing/K

onceptg

en.

32

49

11

11

4

Handle

dart

räff

11

2

12

10

10

15

11

563

Testa

nuva

rande s

ort

iment

13

75

416

12

16

376

55

25

421

QF

D/K

onceptv

ärd

ering

21

59

81

11

129

33

Funktionsanaly

s/K

onceptv

al

11

2

11

19

10

949

Kundm

öte

n1

11

12

6

910

19

947

Konstr

uktion

44

213

615

18

22

79

11

1103

55

FM

EA

/Rapport

34

53

217

11

11

4

Handle

dart

räff

21

3

59

923

Kalk

yle

r2

21

418

14

16

814

31

377

10

10

19

19

19

77

Rapport

skrivn

ing

11

611

15

12

718

20

21

21

24

157

11

11

15

DF

M/D

FA

a

lt.

PIP

S13

922

11

2

Handle

dart

räff

11

13

Hållf

asth

et

9

Sum

ma p

lanera

d t

id3

320

20

20

20

20

20

20

20

20

20

20

20

20

20

20

20

20

20

20

20

00

00

00

00

0406

Sum

ma u

tfall

33

17

21

20

20

21

19

21

18

20

20

22

20

11

19

24

24

22

22

21

22

22

22

21

21

21

21

22

24

24

608

ackum

.pla

n6

46

40

80

40

80

40

80

40

80

40

utfall

644

40

80

39

79

42

72

48

92

43

Ma

nti

mm

ar:

400h

(40h

/ve

cka

i 1

0 v

ecko

r)

Bilaga 2: QFD Id

ea

l fö

ränd

ring

srik

tnin

g

P

rod

ukte

ge

nska

pe

r (H

ur?

) F

yll i

sty

rka

n p

å

sam

ba

nde

t me

d s

iffra

. Exe

mp

elv

is 1

, 3, 9

.

Ko

nkur

rent

jäm

före

lse

Ma

rkna

dsk

rav

(Va

d?

). F

yll i

kra

vvik

ten

enl

igt

ska

lan

1-5

Viktning krav

Egen ny

Egen gammal

Stahlwille

Tyco

Electronics

AmPro

Kamasa Tools

Underlätt

a s

nabb lossnin

g a

v konta

kt

39

99

11

43

33

22

Bid

ra t

ill b

ra g

repp i h

anden

49

33

34

33

31

1

Inte

ors

aka k

ort

slu

tnin

g m

ot

chassie

t3

13

19

42

55

33

Verk

tyget

ska inte

väga m

er

än 9

0g

11

33

15

55

55

5

Verk

tyget

ska v

ara

tydlig

t m

ärk

t5

19

13

34

43

11

1

Konstr

uera

t i sta

rka m

ate

rial

41

31

19

13

13

44

33

22

Egen g

am

mal

44

44

54

45

24

Egen n

y5

54

55

44

55

4

Sta

hlw

ille

42

44

22

12

24

Tyco E

lectr

onic

s4

22

42

21

23

4

Kam

asa T

ools

21

12

12

32

24

Egenskapsvi

kt

35

92

45

043

00

025

79

90

12

019

27

0

Målv

ärd

e,

egenskaper

15N

Rätt

Tydl

+/-

5°

OK

Rätt

Låg

OK

OK

Bätt

re

Rikta kraft

Dimensioner

Materialval

Produktionskostnad

Teknisk jämförelse

Fyll

i hur

väl egna

och k

onkurr

ente

rs

pro

dukte

r uppfy

ller

kra

ven.

Skala

1-5

Fyll

i hur

väl egna o

ch

konkurr

ente

rs p

rodukte

r uppfy

ller

pro

dukte

genskapern