DETALJKONSTRUKTION & VIDAREUTVECKLING AV HÖRNFIXTUR

Akademin för Innovation, Design och Teknik

Detaljkonstruktion & vidareutveckling av hörnfixtur Examensarbete Grundnivå, 15 hp Produkt- och processutveckling

Alex Lindblom Donahue & David Larsson

Rapport nr: Handledare, Husmuttern AB: Johan Tjernell Handledare, Mälardalens högskola: Jan Frohm Examinator: Ragnar Tengstrand

Abstract This thesis report describes a product development within industrial design where a new concept for a corner fixture will be developed with the help of a pre-study and material from parallel work groups. The project is developed for the company Husmuttern AB. Husmuttern AB is working on producing module houses in micro factories with the vision to combine the lack of housing and low-skilled jobs to something positive.

The new corner fixture should fit in with the other assortments of fixtures and with a big focus that the user of the corner fixture shall work ergonomically and with safety. The main question formulation is “How is the fixture optimized and best designed with the updated components?”

The thesis project results in a concept for a corner fixture developed together with Husmuttern AB CEO, Johan Tjernell as well as other companies that are potential providers for Husmuttern AB. The result is a detailed concept for a corner fixture updated and adapted for the other fixtures. It is developed together with Husmuttern ABs CEO, Johan Tjernell as well as other companies that are potential providers for Husmuttern AB. The corner fixture fulfills the requirements and the question formulations get answered.

Sammanfattning Detta examensarbete omfattar ett produktutvecklingsprojekt inom industriell design där ett nytt koncept för en hörnfixtur ska tas fram med hjälp av förstudie och material från parallella arbetsgrupper. Arbetet görs för företaget Husmuttern AB. Husmuttern AB jobbar på att producera modulhus som ska kunna tas fram i mikrofabriker med visionen att kombinera bristen på bostäder och lågkvalificerade arbeten till något positivt.

Den nya hörnfixturen ska vara anpassad till övrig produktion av fixturer och ett stort fokus ligger på att användaren av hörnfixturen ska arbeta på ett ergonomiskt och säkert sätt. Den huvudsakliga frågeställningen för projektet är Hur optimeras och utformas fixturen bäst utefter uppdaterade komponenter?

Resultatet är en detaljkonstruerad hörnfixtur uppdaterad och anpassad till övrig produktion av fixturer. Den är framtagen tillsammans med Husmuttern ABs VD, Johan Tjernell samt diverse företag som är potentiella leverantörer åt Husmuttern AB. Hörnfixturen uppfyller de ställda kraven och frågeställningarna blir besvarade.

Förord Vi vill börja med att tacka Johan Tjernell, VD på Husmuttern AB. Inte bara för att vi fick skriva vårt examensarbete för Husmuttern utan även för ditt engagemang och stöd under vårt arbete. Vi har lärt oss mycket från detta arbete och det tackar vi dig för!

Vi vill tacka alla parallella arbetsgrupper för ett bra samarbete och önskar er all lycka till med era egna arbeten.

Tack till vår handledare Jan Frohm för välbehövd feedback och stöd under arbetet.

Examensarbetet för Husmuttern har gett oss en bra inblick i hur det är att jobba med ett företag i uppstartsfasen. Att jobba med många parallella arbetsgrupper samtidigt har lärt oss mycket om hur det kan vara att jobba i den typen av arbetsmiljö, där mycket händer samtidigt och saker kan förändras från dag till dag.

INNEHÅLLSFÖRTECKNING 1.

2.

3.

INLEDNING

1

1.1 Företag

1

1.2 Bakgrund

1

1.3 Problemformulering

2

1.4 Syfte och frågeställningar

2

1.5 Avgränsningar

2

ANSATS OCH METOD

3

2.1 Anpassad metod

3

2.2 Utgångspunkter

3

2.3 Analys av material

4

2.4 Koncept och visualisering

4

2.5 Utvärdering av koncept

4

2.6 Analys och rekommendationer

4

2.7 Övriga arbetsmetoder

4

2.7.1 Datainsamling

4

2.7.2 Google Drive & Google Docs

4

2.7.3 Facebook Messenger

5

TEORETISK REFERENSRAM

6

3.0.1 Tidigare examensarbete

6

3.1 Gantt

6

3.2 Kravspecifikation

7

3.3 Funktionsanalys

7

3.4 Ergonomi

7

3.5 DFA

8

3.6 DFM

9

3.7 Produktsemantik

9

3.8 FMEA

9

3.9 CAD

9

3.9 Finita elementmetoden (FEM-Analys)

9

3.10 Modulhus

10

3.11 Mikrofabrik

10

3.12 Fixtur

10

3.13 Borrstöd & kulspärrsbultar

10

4. Genomförande

11

4.1 Digital arbetsmetod

11

4.2 Uppstart

11

4.3 Planeringsfas

11

4.3.1 Gantt

12

4.4 Undersökning & Möten

12

4.5 Funktionsanalys

12

4.6 Kravspecifikation

13

4.7 Koncept

13

4.8 Utveckling av Hörnväggen

14

4.9 Planering av monteringssekvens

16

4.10 Utveckling av Hörnfixturen

17

4.11 Vidareutveckling och utveckling av infästningsplattor

18

4.12 Slutkoncept

20

4.12.1 Monteringssekvensen för montering av hörnväggen i hörnfixturen

20

4.12.2 Materialval

29

4.12.3 Borrstöd inklusive kulspärrsbultar

29

4.12.4 Balkstöd och balkfästen

29

4.12.5 Infästningsplattor till hörnfixturen

30

4.12.6 Ergonomi

30

4.12.7 Motor och stödben till fixtur

30

4.12.8 Ytterpanel och montering

31

4.12.9 Uttagning av hörnvägg

31

4.13 FMEA 5. RESULTAT 5.1 Hörnfixturens funktioner

6.

32 33 34

5.1.1 Rotation

34

5.1.2 Balkstöd & Balkfästen

36

5.1.3 Borrstöd

37

ANALYS

39

6.1 Övrig Analys

40

7.

Diskussion, slutsatser och rekommendationer

41

●

KÄLLFÖRTECKNING

42

ORDLISTA CAD

Computer Aided Design

DFA

Design for Assembly

DFM

Design for Manufacturing

Ergonomi

Designa utefter människans behov och förutsättningar

FEM

Finite element method. Simulation för att testa hållfastighet

FMEA

Failure mode of effect analysis

IDT

Akademin för Innovation, Design och Teknik

Modulhus

Hus som byggs ihop av modulära delar

MDH

Mälardalens högskola

SVID

Stiftelsen Svensk Industridesign

1. INLEDNING I följande rapport presenteras ett produkt- och designutvecklingsarbete av en hörnfixtur åt företaget Husmuttern AB med syftet att användas i mikrofabriker för tillverkning av hörnväggar till modulhus. Arbetet är utfört av Alex Lindblom Donahue och David Larsson vid Mälardalens högskola VT2018. Examensarbetet utfördes på grundnivå med inriktning mot industriell design KPP304 och omfattar 15 högskolepoäng.

1.1 Företag Husmuttern AB utvecklar ett huskoncept för att producera modulhus sammansatta av standardiserade komponenter efter slutanvändarens behov. Modulhus-konceptet är ett standardiserat demonterbart, återvinningsbart enplanshus, för permanenta samt tillfälligt byggnadslov.

Huset ska i sina olika utföranden passa i stort sett alla målgrupper, till exempel: Studenter, Familjer, Pensionärer. Huset ska även fungera som lokaler för Undervisning, Vandrarhem etc.

Delar av konceptutvecklingen sker i ett ”open innovation” koncept där idéer samlas från crowd innovation, examensarbeten och studentprojekt.1 Do good, Be good, Fair deals är mottot företaget strävar efter. Det innebär att Husmuttern utgår från en värdegrund som även leverantörer och samarbetspartners ska leva upp till, bra produkter och bra tjänster tillverkade på ett hållbart sätt.

Husdelarna produceras i en så kallad mikrofabrik. Fabriken ska gå snabbt att sätta upp på lämplig plats. Målet med Husmuttern är att kombinera bristen på bostäder och bristen på lågkvalificerade arbeten till något positivt. Det är därför husdelarna ska vara simpla att sätta ihop och montera. Fixturer tas fram för att enkelt kunna bygga väggar, hörn e.t.c.

Husmuttern har inga andra anställda förutom VD och grundare Johan Tjernell.

1.2 Bakgrund En hörnfixtur behövs för att smidigt ta fram hörnväggar i mikrofabriken. Två arbetare ska tillsammans kunna montera ett hörn i fixturen utan tidigare kunskaper. Hörnfixturen ska vara anpassad så att arbetare utan någon tidigare erfarenhet ska kunna genomföra arbetet och samtidigt hålla den kvalité och standard som krävs. Tidigare exjobb har lett till en förstudie med målet att skapa designen av en hörnfixtur. I denna förstudie gjordes ett konceptval tillsammans med diskussioner med beställare samt påbörjad nedbrytningen av behovet till vilka funktioner samt olika komponenter som skulle behöva ingå i konstruktionen.

Utvecklingen av nya komponenter och nya krav gjorde att Husmuttern behövde en ny detaljkonstruerad hörnfixtur anpassad till övrig produktion av andra fixturer för till exempel väggar. Flera parallella arbetsgrupper jobbade redan med de andra fixturerna och målet med projektet var att inkorporera och modifiera så mycket som möjligt av de nya komponenterna.

1

http://husmuttern.se/koncept

1

1.3 Problemformulering Hur optimerar och detaljkonstruerar vi en hörnväggsfixtur baserat på företagets uppdaterade komponenter med avseende till säkerhetskrav, ergonomi och användarvänlighet.

1.4 Syfte och frågeställningar Syftet med arbetet är att skapa en detaljkonstruerad hörnväggsfixtur utifrån uppdaterade komponenter och som uppfyller en ergonomisk jobbmiljö.

Frågeställning för arbetet: ● Hur optimeras och utformas fixturen bäst utefter uppdaterade komponenter? ● Vilka krav ställer de uppdaterade komponenterna på fixturen? ● Hur gör vi fixturen ergonomisk och användarvänlig? ● Lever fixturen upp till Husmuttern AB:s värdegrund? ● Hur samverkar fixturen med övrig färdig produktion?

1.5 Avgränsningar ● ● ● ●

Slutkonceptet ska ej hållfastighetsberäknas Hörnfixturen är endast avsedd för tillverkning av hörnväggar.

Slutkonceptet ska inte testas i verkligheten inom detta examensarbete Den slutgiltiga produkten får inte vara för komplicerad eller beroende av användares specifika kompetens

2

2. ANSATS OCH METOD Här redovisas de teoretiska arbetsmetoder som under arbetets gång tillämpas. Målet med användning av de teoretiska arbetsmetoderna är att säkerhetsställa kvaliteten på examensarbetet.

Designprocessen har applicerats med inspiration från Stiftelsen Svensk Industridesigns (SVID) beskrivning.

Figur 1 Designprocessen2

2.1 Anpassad metod Designprocessen anpassades utefter arbetet. Etapperna blev: 1.

2.

3.

4.

5.

Utgångspunkter Analys av material Koncept och visualisering Utvärdering av koncept Analys och rekommendationer

De beskrivs nedan. Utöver de fem etapperna så användes även ytterligare metoder genom hela arbetet, även beskrivit nedan.

2.2 Utgångspunkter Projektet diskuterades först med Johan Tjernell från Husmuttern där uppdraget lades fram.

Tidsplanering diskuterades och GANTT-schema togs fram. Metodik och genomförande uppskattades.

2

http://www.svid.se/sv/Designprojektguiden/Om-design/Designprocessen/

3

2.3 Analys av material Inför den kommande etappen konceptutveckling krävdes uppdaterad information för att skapa en grundlig förståelse inför designarbetet. Kvalitativa diskussioner med Johan Tjernell kompletterat med möten av samtliga parallella arbetsgrupper genomfördes för att få förståelse och uppdaterad information samt en helhetsbild av projektet. Utefter ytterligare analys av befintligt designmaterial direkt kopplat till hörnfixturen såsom förstudie och tidigare arbeten skapades en kravspecifikation och funktionsanalys som även anpassades utefter de utförda mötena. Den nya totala kvalitativa förståelsen av behovet angav en startposition inför det kommande designarbetet.

2.4 Koncept och visualisering Koncept togs fram i två olika etapper där den första etappen utgick från den uppdaterade förståelsen av den nya kravspecifikationen och funktionsanalysen som tydliggjorde vilka skillnader som fanns med tidigare befintligt designmaterial och vad som därmed behövdes utvecklas från grunden. I den andra etappen så visualiserades det utvecklade konceptet i CAD. Det utvecklade konceptet utgick från de generella idéer det befintliga design materialet redan testat med användargrupper och fastställt men utformades även utefter den uppdaterade informationen som angav tidigare skillnader i första etappen.

2.5 Utvärdering av koncept Genom nära kontakt med Johan Tjernell och parallella arbetsgrupper så utvärderades och förbättrades kontinuerligt designen. Kontakt med produktionsföretag och annan kompetens ledde till olika förbättringar och justeringar under arbetets framskridande som ständigt utvecklade konceptet. Fokus blev att kunna anpassa konceptet och korrigera efter ändringar i parallella arbetsgrupper vilket reflekteras i en successiv konceptutvärdering.

2.6 Analys och rekommendationer Avslutningsvis så analyseras projektet och rekommendationer tas fram för fortsatt teoretisk och praktisk utveckling av konceptet.

2.7 Övriga arbetsmetoder Utöver den generella arbetsmetoden inom projektet användes följande verktyg kontinuerligt för att föra projektet framåt.

2.7.1 Datainsamling Konversationer med Johan Tjernell, beställare och parallella arbetsgrupper kompletterat med det befintliga materialet som fanns i början av projektet. Datainsamling av befintligt material skedde via möten med parallella arbetsgrupper samt analys av förstudien.

2.7.2 Google Drive & Google Docs Verktyg för att kunna jobba parallellt och kontinuerligt inom projektet med flera parter gällande textredigering samt fildelning.

4

2.7.3 Facebook Messenger Chattfunktion för att kontinuerligt under arbetets gång hålla kontakt. Snabbt sätt att enkelt få svar på frågor, dela bilder eller skicka lätta filer.

5

3. TEORETISK REFERENSRAM 3.0.1 Tidigare examensarbete Våren 2017 skrev Riam Abdalsalam & Ahmad Alqaisy ett examensarbete åt Husmuttern AB där dem utvecklade ett designkoncept av en hörnfixtur. Deras arbete blev således en förstudie för vårt arbete. “deras jobb är en förstudie som egentligen är en introduktion till det arbete ni ska göra.” Johan Tjernell3

Konceptet förstudien tog fram ligger som grund för projektets vidareutveckling. Benämns som förstudie till denna rapport.4

3.1 Gantt Gantt-schema används som ett visuellt flödesschema i diverse projekt för att enkelt stapla upp olika faser under projektets gång. Verktyget är användbart i mindre till medelstora projekt som inte har behovet att redovisa mer än 30 moment i diagrammet. Gantt-schemat består av ett stapeldiagram där staplarna ligger horisontellt över en tidsaxel. Varje individuell stapel symboliserar ett separat moment under projektets gång med målet att visa när varje moment önskas påbörjas och avslutas.

Den främsta fördelen med ett Gantt-schema är att samtliga projekt medarbetare får en tydlig och lättöverskådlig bild över projektets genomförande och projektets önskade tidsram så väl som momentens enskilda tidsramar.5

Figur 2 Exempel på simulerat Gantt-schema i Excel 20166

3

Bilaga 4 R. Abdalsalam, A. Alqaisy 5 Bengtsson, u.d.

6 https://support.office.com/sv-se/article/presentera-data-i-ett-gantt-schema-i-excel-f8910ab4-ceda-4521-8207f0fb34d9e2b6 4

6

3.2 Kravspecifikation Inom produktutveckling är en kravspecifikation ett samlingsdokument där uppdragsgivarens krav, slutanvändarens krav och önskemål listas som produktkrav. Många parter ska ha tillgång till dokumentet för att ge produkten förutsättningen att bli så bra som möjligt. Parterna listar sina olika krav och önskemål för att göra produktutvecklingsfasen tydligare. Kraven från tillverkaren och slutanvändarens är till exempel båda med. Kravspecifikationen fungerar som en dialog mellan parterna i det tidigare stadiet av produktutveckling för att få ett så styrande och tydligt dokument som möjligt som listar krav och önskemål.7

3.3 Funktionsanalys Ett kompletterande verktyg till kravspecifikationen där fokus endast ligger på de funktioner som produkten ska innehålla. De olika funktionerna inom produkten delas upp i huvudfunktioner, delfunktioner och stödfunktioner. De placeras sedan i ett funktionsträd.

Funktionsträdet är uppbyggt så att huvudfunktionen kommer först, sedan delfunktionerna och sist stödfunktionerna. Funktionsträdet ger en tydlig bild över hur funktionerna beror av varandra där huvudfunktionen brutits ner i delfunktioner och sedan stödfunktioner för att tydlig se vilka funktioner som behövs i produkten.8

Figur 3 Funktionsanalys9

3.4 Ergonomi Genom att införa ergonomi på en arbetsplats så handlar det om att via ett helhetsperspektiv införa förbättringar som ska minska risken för skador och olycksfall på arbetsplatsen. Dessa förbättringar görs när man anpassar arbetet för människan på arbetsplatsen. När utvecklingen av produkten sker är det bra om man redan i utvecklingsfasen anpassar ett ergonomiskt perspektiv till utformningen av produkten inför den framtida tillverkningen samt användning av produkten. Genom att använda sig tidigt av ergonomi i utvecklingsfasen förebygger man att

7

Ullman, 2010 Bark, 2009 9 Egen bild 8

7

tillverkningen samt användningen av produkten blir lätthanterlig och medför så lite belastning på kroppen som möjligt.10 För stående arbeten där det inte går att justera arbetshöjden utefter varje individ finns det riktlinjer att gå efter. Exempel på riktlinjer angående arbetshöjder visas i figur nedan. Figuren visar den lämpliga höjden för en längre och kortare individ samt den olämpliga höjden för båda individer. Samtidigt visar den svarta rutan ett intervall där arbetshöjden är okej för båda individer vilket resulterar i en lämplig arbetsbelastning för båda individer samtidigt.11

Figur 4 Ergonomisk arbetshöjd enligt arbetsmiljöverket12

3.5 DFA DFA (Design for assembly) är en process i vilket du utvecklar med enkel monteringen i åtanke.

Vilket innebär att man designar utefter monteringen av produkten. Med fler komponenter kommer högre monteringskostnad, det är då viktigt att ta hänsyn till DFA då man vill åstadkomma en lättmonterad produkt.13 10

Arbetsmiljöverket 2018 Arbetsmiljöverket 2018 12 https://www.av.se/produktion-industri-och-logistik/bygg/projektera-och-bygga-restaurang/arbetshojd/ 13 Ullman, 2010 11

8

3.6 DFM DFM (Design for Manufacture) innebär att produkten utformas med hänsyn till hur den ska tillverkas. Designern kan till exempel arbeta tätt med en konstruktör på fabriken där produkten ska tillverkas för att anpassa designen till produktionen och således spara tid och sänka produktionskostnader.14

3.7 Produktsemantik Det som menas med produktsemantik är att användaren ska veta vad produkten är till för genom att produkten ska förmedla en känsla till användaren. Den känslan som gör användningsområdet tydligt för användaren räcker ofta inte med att vara baserad på utseende utan även ljud, doft samt materialkänsla bör spela in. Designen av produkten ska förmedla tydligt hur produkten ska användas, vart den ska användas och varför. Med produktsemantik ska inte användaren behöva komplicerade manualer för att förstå dess funktioner, komponenter eller användning.15

3.8 FMEA FMEA står för failure mode of effect analysis och är ett verktyg för att upptäcka eventuella svagheter som kan finnas med produkten i framtiden samt vilka olika risker som finns innan produktion för produkten startar. FMEA verktygets syfte är att tidigt se och upptäcka potentiella fel som finns för att åtgärda och förebygga med en åtgärdsplan för att senare lyckas med en felfri tillverkning. Åtgärdsplanen består ofta av tillverkningen av reservdelar som kan behövas innan färdig produktion samt när produkten är släppt på marknaden.16

3.9 CAD CAD (Computer Aided Design) låter designern 3D-modellera fysiska produkter och processer inom ramarna av ett datorsystem. Det hjälper designern att visualisera sina koncept och resultat för både sig själv och för kund. Inom CAD-miljön så kan designern sammanställa flera olika komponenter och simulera hållfasthet.17 Programmet i användning är SolidWorks 2017 för virtuell design, sammanställning och ritningar. Även simulering av slutresultat och hållfasthetsberäkningar sker i SolidWorks.

3.9 Finita elementmetoden (FEM-Analys) Ett integrerat analysverktyg för att genomföra bland annat hållfastighetsanalyser på befintliga 3D-Modeller i konstruktionssyfte. FEM-analys är i grunden en numerisk metod för hur man kan approximativt lösa olika partiella differentialekvationer. FEM-analys används på rutin i industrin för att analysera olika strukturer vilket ger ett resultat i prestanda. Benämns i denna rapport som simulation.18 14

Ullman, 2010 Österlin 2011 16 Bark, 2009 17 Ullman 2010 18 https://www.kth.se/social/upload/50f599fef2765447f4dc8adf/OH_All_FEM_vt2013.pdf 15

9

3.10 Modulhus Ett modulärt hus som då består av flertalet olika färdig definierade sektioner och delar. De Speciella egenskaperna hos modulhusen är att de modulära delarna som husen består av tillverkas i samma fabrik innan de sedan fraktas och monteras på plats. Bas egenskaperna hos modulhus medför att de går fortare att producera och montera till ett färdigt hus än sedvanliga hus strukturer.19

3.11 Mikrofabrik Mikrofabriken specialiserar sig på att producera ett fåtal produkter på en begränsad yta.

Fördelarna med mikrofabriken är att spara pengar, tid och material samtidigt som de ofta utnyttjar automation.20

3.12 Fixtur Det finns en mängd olika användningsområden för en fixtur och en fixtur kan ha väldigt olika utseenden samt funktioner. Den generella huvuduppgiften för en fixtur är att fixera eller säkerhetsställa kontroll över objekt för att lyckas med bättre åtkomlighet under tillverkning eller användning. En fixtur tillåter mängdtillverkning av likadana delar då alla delar i fixturen produceras på samma sätt.21

3.13 Borrstöd & kulspärrsbultar För att borra rakt in i ett material använder man borrstöd som är ett hjälpverktyg. Borrstöd kan se olika ut baserat på användningsområde men vanligast är utformningen av en cylinder som stöd med ett hål där borren kan passera rakt. Det finns olika typer av borrstöd för olika material.22 Kulspärrsbultar används för att fixera och sätta ihop komponenter inom olika arbetsområden.

Via en fjädermekanism kan låskulor längst ut på bulten aktiveras eller frigöras via knapptryckning för att enkelt kunna växla mellan ett fastlåst läge eller fritt läge.

Kulspärrsbultar kräver en fästningshylsa eller motsvarande fäste att låsas till. Mekanismen garanterar en stabil och självsäkrande lösning som är enkel att hantera23

19

husleverantörer, u.d.

Tjernell, 2018 21 MaskinTeknik, 2009 22 Boneham & Turner, u.d.

23 https://www.kipp.se/se/sv/Produkter/Klassiker/Kulsp%C3%A4rrbult.html 2018-05-22 20

10

4. Genomförande Här återberättas hur examensarbetet fortskridit, kompletterat med information och beskrivningar av hur de olika produktutvecklingsverktygen har använts.

4.1 Digital arbetsmetod Utöver de olika faserna så hade vi en generell arbetsmetod vilket inkluderade Google Drive, Google Docs och Facebook Messenger. Google Drive fungerade som en gemensam databas för exjobbet, för oss privat och även mellan oss och andra parallella arbetsgrupper på Husmuttern.

Privat kunde vi samla alla relevanta dokument och skapa noteringar som vi båda kunde ta del av och redigera. To-do listor kunde skapas och strykas av var eftersom. Dokument med generella frågor och funderingar kunde sammanställas och utforskas tillsammans med handledare och Johan. Mellan oss och parallella arbetsgrupper inom Husmuttern användes Google Drive konstant vid fildelning av CAD komponenter och för att kolla äldre arbeten vid behov. Den kontinuerliga uppdateringen av Google Drive höll alla olika projekt i fas med varandra. Facebook Messenger gav oss tillgång till snabb kommunikation mellan vår grupp, Johan och alla övriga parallella arbetsgrupper. Bilder av CAD kunde delas och få direkt feedback, frågor kunde diskuteras med Johan och parallella arbetsgrupper och möten kunde planeras. Google Docs var ordhanteringsprogrammet vi valde vilket möjliggjorde simultan skrivning och delning av alla dokument via Google Drive.

4.2 Uppstart Våren 2018 antogs uppdraget om att vidareutveckla och ta fram en hörnfixtur från uppdragsgivaren Johan Tjernell, VD för Husmuttern AB. Uppdraget inkluderade en vidareutveckling av den befintliga förstudien samt designarbetet, kompletterat med uppdaterade delar från andra arbetsgrupper som redan jobbade med projektet parallellt. Under mötet diskuterades visionen och helhetsbilden av projektet samt målet med att lyckas skapa ett komplett modulhus.

4.3 Planeringsfas Innan vi kunde påbörja utvecklandet av hörnfixturen visste vi att vi var tvungna att samla information från Johan Tjernell (se bilaga nr 4 för full konversation), övriga parallella arbetsgrupper och tidigare förstudie24 som angick hörnfixturen. Därmed planerades möten in med berörda parter och vi såg till att få åtkomst till diverse delade filer och arbeten inom hela projektet.

Planeringen över de olika verktyg som främst skulle behöva användas skedde naturligt då det var tydligt från början att vi till exempel skulle behöva använda CAD. Samtidigt såg vi behovet av att använda analysverktyget FMEA och låta olika tillvägagångssätt som till exempel DFM, DFA ständigt finnas med i projektet med kontinuerligt fokus på ergonomi.

För att från början hålla projektet inom den givna tidsramen samt planera ut delmoment användes ett Gantt-schema under hela projektet.

24

R. Abdalsalam, A. Alqaisy

11

4.3.1 Gantt Med ett GANTT-schema så planerade vi upp de olika faserna vi såg projektet gå igenom. Ett startdatum och slutdatum sattes för varje delmoment och för projektet i helhet. Under projektets gång uppdaterades schemat utefter krav och omständigheter. Gantt-schemat kan ses i bilaga nr 2.

4.4 Undersökning & Möten Förundersökningen för att skapa en bättre förståelse av modulhusprojektet i helhet samt projektets aktuella fortskridande när vi började jobba med hörnfixturen i projektet skedde genom att vi mötte med alla berörda nuvarande arbetsgrupper inom projektet. Möten med de parallella arbetsgrupperna gick ut på att bekanta sig med dem och deras arbete, ta reda på hur mycket vårt arbete skulle vara beroende av andra grupper samt anskaffa all aktuell information som direkt berörde vårt arbete.

Det direkta resultatet av denna strategi var att vi fick en uppfattning om vad som skulle prioriteras, vad som skulle komma att beröra vårt arbete och mer specifikt så fick vi en tidsuppfattning på hur projektet låg till och vart vi kunde lägga fokus i början för att mest effektivt utveckla hörnfixturen från start och över tid. Genom att vi fick förståelse inom vilka delar i de parallella arbetsgrupperna som skulle förändras mycket så kunde vi prioritera utveckling av dem delarna som mestadels var klara.

Diskussioner och ständig kontakt fortsatte sedan efter starten av projektarbetet med samtliga arbetsgrupper för att uppehålla uppdaterad information mellan de parallella arbetsgrupperna i projektet.

4.5 Funktionsanalys Utvecklingsprocessen påbörjades genom att successivt bryta ner problemet. En funktionsanalys skapades för att konkret samla ihop de krav som ställts på fixturen och vilka funktioner som motsvarar direkt till de kraven.

De tydliga delfunktionerna samt stödfunktioner som direkt kopplas till en underlättad montering blir följande.

Figur 5 Funktionsanalys25

25

Egen bild

12

Underlätta montering av hörnvägg. Huvudfunktionen för vårt projekt var att underlätta inför konstruktion och montering av en hörnvägg genom att skapa en hörnväggsfixtur. Denna huvudfunktion kunde intuitivt brytas ner i delfunktioner som sedan kunde brytas ner i stödfunktioner.

Säkerhet för användaren- Den färdigkonstruerade fixturen med ett tydligt arbetsmoment minimerar tungt arbete samt håller arbetet ergonomiskt genom att alltid ha en tanke om att anpassa arbetet till användaren under självaste monteringen samt efteråt.

Roterbar fixtur- Funktionen av att kunna rotera fixturen är vital då den medför att man enklare kan montera hörnväggen på plats samt möjliggör hela fixturen. Den övriga funktionen som fixturen då kräver är att rotationen även är reglerbar. Med hjälp av en motor blir roteringen säkrare och mer ergonomisk för användaren.

Användarvänlighet och tydlighet- Kravet för att fixturen ska underlätta monteringen samt kunna arbetas med kontinuerligt med kvalitativa resultat kräver en tydlighet i hur arbetsmomenten ska utföras samt i vilken ordning. I fixturen ingår även precisionsmontering vilket tillför en tydlighet i vart och hur saker ska monteras, men även hjälper till med att hålla alla mått exakta till en given faktor.

4.6 Kravspecifikation Utifrån samtal med Johan samlades krav och önskemål. Med insamlad data gjordes en kravspecifikation för hörnfixturen. Huvudområden som behandlas är produktkrav, service och reservdelar, packning och emballage och återvinning. Efter att kraven och önskemålen skrivits ut så skickades listan till Johan för godkännande och feedback. Fullständig kravspecifikation ses i bilaga nr 1.

4.7 Koncept Efter att noga ha studerat förstudien till hörnfixturen så valde vi att jobba vidare med förstudiens koncept. Förstudiens koncept var baserat på en konceptgenerering samt diskussioner med Johan Tjernell. Nedan är en bild på förstudiens koncept.

Figur 6 Förstudiens koncept26

26

R. Abdalsalam, A. Alqaisy

13

Efter att vi hade ett koncept att utgå ifrån så kunde vi börja förstå hur vi skulle uppdatera och vidareutveckla konceptet utifrån delar som de parallella arbetsgrupperna jobbade med och med förståelse från kravspecifikation och funktionsanalys.

Detta gjorde det möjligt för oss att direkt fokusera på vidareutvecklingen då vi kunde utgå från förstudiens konceptgenerering Steg två var således att utveckla konceptet vidare i SolidWorks. Här kunde de generella ideerna från föregående koncept användas men kunde utformas utefter den uppdaterade informationen och materialet.

Förstudiens koncept hade ej några CAD-filer att utgå ifrån, det var mest visuellt vi kunde ta information. Det leder oss vidare till nästa steg.

4.8 Utveckling av Hörnväggen Det naturliga första steget i CAD-utvecklingen för oss blev därmed att konstruera upp hörnväggen för att få en klar bild över vilka delar som ingick i hörnväggen. När vi visste vilka delar som ingick och hade konstruerat upp hörnväggen kunde vi få en tydligare bild över konstruktionens monteringssekvens vilket direkt påverkar arbetet med att ta fram och färdigutveckla hörnfixturen.

Följande lista beskriver de delar som skulle ingå i den slutgiltiga hörnväggen baserat på vad som vid den specifika tiden kunde fastställas.

Lista över de större huvuddelarna, för exakta detaljer samt komplett lista se bilaga nr 7. ● ● ● ● ● ●

Vindskydd Gipsskiva Ytterpanel Byggplywood/MDF-Skiva I-Balkar Isolering

Efter de olika delarna fastställts med beställare Johan Tjernell så konstruerades hörnväggen i Solidworks (CAD) tillsammans med huvuddelarna i listan ovan. Konstruktionen utgick från yttermått på balkarna givna av Johan samt de mått som väggen i projektet var byggd utefter.

14

Figur 7 Sprängskiss inklusive samtliga huvuddelar som hörnväggen består av27

Då det inte gick att placera I-balkarna omlott direkt ovanpå varandra i skarven på hörnet så uppstod problemet hur vi skulle säkert fästa de båda sidorna i varandra som hörnet bestod av.

Utan någon naturlig skarv gick det inte att fästa de två sidorna som då inte satt fast i varandra utanför fixturen. Lösningen för att säkert sätta ihop hörnet på ett sätt så att skarven medförde att de båda sidorna överlappade och satt ihop blev att variera placeringen av de olika konfigurationerna på sidbalkarna. Balkarna på kortsidorna bestod av två konfigurationer, en längre och en kortare version. Lösningen var att på varje sida placera konfigurationen så att den långa sidbalken var placerad mitt emot en kort sidbalk. Denna skarv som syns på bilden nedan var enda sättet för oss att skapa en sammansättning där de båda sidoväggarna på hörnet sitter ihop.

27

Egen bild

15

● Lång konfiguration av sidbalk: RÖD ● Kort konfiguration av sidbalk: BLÅ

Figur 8 hörnvägg28

Figur 9 hörnvägg29

4.9 Planering av monteringssekvens Underlättning av montering av hörnväggen i hörnfixturen kräver en monteringssekvens som tydliggör i vilken ordning samtliga komponenter fästs i fixturen. Monteringssekvensen uppfyller fixturens krav på att underlätta och standardisera tillverkningen av hörnväggen i hörnfixturen. Monteringssekvensen och kravet gör det möjligt för hörnfixturen att användas i en mikrofabrik för kontinuerlig produktion.

Redan under konstruktionen av enbart hörnväggen planerades monteringssekvensen för hur balkarna sätts in i fixturen. Då hörnfixturen skapats för att vara roterbar förenklar det roterbara momentet hur användaren kan sätta in komponenter men kräver ännu tydligare en fast monteringssekvens.

Resten av fixturen blir påverkad av monteringssekvensen, därför fanns den med tidigt i tankarna samtidigt som efterföljande design anpassades och testades mot monteringssekvensens olika stadium.

Om monteringssekvensen inte fungerar på grund av hur fixturen ser ut så måste det ändras och då är det bättre att förstå hur sekvensen ska se ut redan från början. Från den givna förstudien gavs en ide på hur fixturen skulle hjälpa till med monteringen men utveckling i detalj krävdes då förstudien endast gav oss det generella konceptet och formen av hörnfixturen. Ett ergonomiskt tänk för användaren samt design for assembly, DFA användes när monteringssekvensen fastställdes och detaljkonstruerades i hörnfixturen. Det innebar att 28 29

Egen bild Egen bild

16

försöka få så linjär och tydlig arbetsgång för att minimera arbete samt planera monteringssekvensen med användaren i åtanke, det vill säga sätta sig i användarens skor och tänka igenom arbetsprocessen och förändra där man ser problem.

Att kunna sätta ihop hela hörnväggen till en komplett produkt i CAD gav en direkt bekräftelse av att hörnfixturens huvudfunktion fungerade. Senare planerades även balkstöden in i monteringssekvensen. Hela sekvensen beskrivs i detalj nedan i Slutkoncept.

4.10 Utveckling av Hörnfixturen Själva fixturen kunde efter konstruktionen av hörnväggen utgå från hörnväggens CAD då fixturen kunde börja designas runtomkring/utefter hörnväggen. Samtidigt följdes kravspecifikationen tillsammans med att vi frågade Johan Tjernell frågor kontinuerligt.

Delarna som användes och konfigurerades inkorporerades från de andra parallella arbetsgruppernas uppdaterade arbete vilket ledde till att vi kunde utveckla hörnfixturen med aktuella delar samtidigt som uppdaterade mått och toleranser enklare kunde inkorporeras. En utmaning som blev tydlig redan i förundersökningen på mötena med de parallella arbetsgrupperna var att risken för förändringar i designarbetet inom de andra grupperna var stor vilket kunde påverka tidsramen för projektet. Vårt arbete utgick därmed med insikten att från början ständigt hålla oss så uppdaterade det gick med de andra arbetsgrupperna. Det ledde till att vi var mer medvetna om vilka specifika delar som hade störst chans att utsättas för stora ändringar och kunde därmed prioritera att utveckla andra aspekter av arbetet tills att de uppdaterade delarna fanns tillgängliga.

Innan vi utvecklade lösningar som skilde sig mycket från den originella lösningen så hörde vi alltid med berörda grupper och med Johan innan för att minska mängden potentiellt onödigt arbete. Infästningsplattorna för motorn var en sådan del, den ursprungliga delen täckte för borrhålen på hörnfixturen vilket gjorde det uppenbart att de behövde ändras. Speciellt efter att vi testat omskalning och positionering för att försöka att inte blockera skruvhålen samt borrstöden med de originella infästningsplattorna men inte lyckats. Eftersom infästningsplattorna är kopplingen mellan motorn och fixturen var det viktigt att höra med både gruppen som utvecklat det ursprungliga fästet hur framtida utveckling potentiellt kunde ändra infästningsplattorna och sedan med Johan och motortillverkaren

17

4.11 Vidareutveckling och utveckling av infästningsplattor En skillnad i utvecklingen av hörnfixturen mot hur väggfixturen är uppbyggd blev placeringen av 100x100 balkar. Dessa är i väggfixturen placerade under I-balkarna som ett extra stöd som håller upp och fäster i I-balkarna underifrån. Denna placering var önskvärd i hörnfixturen då det betydde att skarven mellan hörnfixturens I-balkar blev stärkt av underliggande 100x100 balk som då skulle sträcka sig över skarven. Tyvärr gick detta inte att lösa då balkstöd med balkfästen, borrstöd, infästningsplattor och arbetshöjden skulle riskeras samt kräva en helt ny design på samtliga komponenter. Lösningen blev att istället placera 100x100 balkarna ovanpå hörnfixturens I-balkar vilket stärker konstruktionen lika mycket men tyvärr så sker inget överlapp över eller under skarven på I-balkarna.

Figur 9 Bild på skarv30

Uppfattningen vi fick av att sedan testa simuleringar på I-balkarna var att de ändå skulle hålla med den ihopsvetsning mellan dem plus ihopsvetsning med då 100x100 balkarna placerade ovanpå (se bilaga nr 3). Denna lösning fick även ett okej från Johan Tjernell vilket gav oss klartecken på att gå vidare.

Med det problemet löst kunde konstruktionen av hörnfixturen med I-balkar samt 100x100 balkarna färdigställas runt hörnväggen. Se slutkoncept för bild. Ytterligare detalj arbete i CAD skedde därefter angående den exakta placeringen av hörnväggen i fixturen. Den exakta placeringen anpassades efter tillkommande balkstöd.

30

Egen bild

18

Då balkstöden var klara samt dess balkfästen för att fästa dem till fixturen gavs ytterligare information om vart fästena var placerade längs undersidan av I-balkarna. Balkstöden inklusive balkfästena togs fram med hjälp av väggfixturens arbetsgrupp vilket resulterade i ett smidigt anpassat och snabbt konstruktionsarbete.

När information samlats från balkstöden inklusive balkfästena samt placeringen av hörnväggen i hörnfixturen var bestämd vilket resulterade i kunskap om vart exakt skruvhål samt borrstöd skulle placeras kunde infästningsplattorna färdigställas.

Infästningsplattorna på vardera sida hade samma fäste i motorn på växelsidan samt i kullagret på lagersidan som tidigare väggfixtur men ändring krävdes på båda infästningsplattor då hörnfixturen ställde nya krav på infästningssidan till fixturen för varje infästningsplatta.

De nya problemen som behöver rättas för att hörnfixturen skulle bibehålla sin funktion var primärt att skruvhål samt borrstöd ev kunde täckas för samt extra stöd vid rotation av hörnfixturen.

Lösningen tog form i ny design av båda infästningsplattor som tog hänsyn till funktionerna i hörnfixturen. Då dessa lösningar innebar en helt ny design var vi noggranna med att testa dessa i simulationer (se bilaga nr 3) för att få ytterligare bekräftelse på att de skulle hålla inför motorns vridmoment samt hörnfixturens vikt. Se bilder i slutkonceptet på den nya desingen.

19

4.12 Slutkoncept Nedan beskrivs slutkonceptets alla delar.

Figur 10 Helhetsbild på fixtur31

4.12.1 Monteringssekvensen för montering av hörnväggen i hörnfixturen Nedan beskrivs hela monteringssekvensen steg för steg. 100x100 balkarna har tagits bort och Ibalkarna har gjorts genomskinliga för att underlätta visuellt. Alla bilder är tagna i Solid Works.

31

Egen bild

20

Figur 11 Steg 1 Monteringssekvensen

Fixturen börjar i läget sett ovan. Motorn låser fixturen i 90 grader.

Figur 12 Steg 2 Monteringssekvensen

Balkstöden fästs var för sig med hjälp av balkfästena.

21

Figur 13 Steg 3 Monteringssekvensen

Fixturen vrids 90 grader och ställs med balkstöden uppåt, redo för att placeras balkar i.

Figur 14 Steg 4 Monteringssekvensen

En lång och en kort sidbalk placeras i fixturen på varje sida.

22

Figur 15 Steg 5 Monteringssekvensen

Tre långa balkar placeras i fixturen.

Figur 16 Steg 6 Monteringssekvensen

En lång sidbalk placeras.

23

Figur 17 Vy av lång-sidbalk

Den syns här i bättre vy. Balken hålls delvis fast av balken i bilden (se pil) delvis av en användare när den placeras. Efter den placeras kan den behövas hålla på plats av användare men bör kunna stå på egen hand. Den långa-sidbalken är dock inte fast spänd förens balkstöd kommer på i nästa steg.

Situationen uppkommer av att konstruktionen använder sig av en kort och en lång sidbalk omlott på varje sida för att stärka konstruktionen avsevärt.

24

Figur 18 Steg 7 Monteringssekvensen

Balkstöden fästs var för sig med hjälp av balkfästena.

Figur 19 Steg 8 (PLUS VYBYTE) Monteringssekvensen

Fixturen roteras 90 grader tills den tidigare lodrätta sidan ligger ner vågrätt. Ett vy byte sker här på bilden.

25

Figur 20 Steg 9 Monteringssekvensen

Den korta sidbalken placeras i hörnfixturen

Figur 21 Steg 10 Monteringssekvensen

Långa balkar placeras i hörnfixturen, Balkstöden styr placeringen.

26

Figur 22 Steg 11 Monteringssekvensen

Figur 23 Steg 12 Monteringssekvensen

De två nästa stegen i monteringssekvensen är att använda borrstöden och fästa kulspärrsbultarna. Sedan tas motsvarande balkstöd bort då balkarna sitter fast. Efter dessa två steg roteras hörnfixturen.

Figur 24 Steg 13 Monteringssekvensen Figur 25 Steg 14 Monteringssekvensen

Efter rotation sker samma monteringssteg som i föregående två steg. Borrstöd används och kulspärrsbultar sätts i för att sedan kunna ta bort balkstöden.

27

Figur 26 Steg 15 Monteringssekvensen

Efter balkstöden har tagits av kan monteringen av hörnväggens ytterligare delar fortsätta inklusive ytterpanelen. Sedan tas hörnväggen tillslut ut ur hörnfixturen enligt pilen ovan. Se vidare förklaring på uttagning av hörnvägg på sida 31.

28

4.12.2 Materialval Materialet i fixturerna är standardiserat och var således redan bestämt för delarna vi använde oss av. Fixturen är gjord i stål.

4.12.3 Borrstöd inklusive kulspärrsbultar Funktion till för att med precision montera balkarna i fixturen med hjälp av kulspärrsbultar.

Borrstöden minimerar risken för fel samt påskyndar processen av att montera balkarna i fixturen. Funktionen ser till att samtliga balkar fästs med kulspärrsbultar rakt in i balken vilket minimerar risken att förstöra materialet eller försämra hållbarheten av hörnväggen. Denna funktion är absolut nödvändig sedan när balkstöden avlägsnas då hörnväggen i fixturen endast kommer sitta fast/vila på de genomgående kulspärrsbultarna som möts av fästningshylsor tills det är dags att ta ur hörnväggen ur fixturen. Borrstöden inklusive kulspärrsbultarna är anpassade till projektets specifika balkar och har inkorporerats i hörnfixturen genom nära samarbete med Love Grahn som jobbat parallellt med väggfixturen.

Figur 27 Infobild på Borrstöd, Fästningshylsa och Kulspärrsbult

4.12.4 Balkstöd och balkfästen Balkstödens funktion är att tydligt visa vart balkarna ska läggas i samt hålla dem på plats under monteringen och roteringen av fixturen. Balkstöden bibehålls på plats tills balkarna är fastsatta i fixturen och övriga delar har blivit monterade i respektive delmoment. Balkstöden har vidareutvecklats och anpassats från väggfixturens balkstöd. Vidareutveklingen resulterade i att balkstöden i slutkonceptet bestod av fyra separata stöd, ett stöd för varje sida som ska hålla balkarna på plats i fixturen och möjliggöra montering. Dessa fyra stöd skiljer sig från väggfixturens balkstöd då balkarna är placerade på olika avstånd, stöden är kortare då sidorna är kortare samt att infästningsytan på fixturen är vinklad annorlunda än på väggfixturen.

Balkstöden består av modulära delar vilket gör dem enkelt anpassningsbara och kan anpassas till hörnfixturens behov. Balkfästena till balkstöden var en komponent som genomgick flertalet 29

ändringar. Väggfixtur arbetsgruppen jobbade direkt med Johan Tjernell under en längre tid för att ta fram det slutgiltiga konceptet. När konceptet tagits fram kunde vi använda oss av de färdigställda fästena. Balkfästena modifierades för att passa våra balkstöd och motsvarande infästningshål på stålbalkarna placerades. Efter samarbete med väggfixtur gruppen skedde anpassningen av väggfixtur fästena smidigt då de uppdaterade delarna hade utvecklats samtidigt som kontinuerliga uppdateringar skett från vår sida.

4.12.5 Infästningsplattor till hörnfixturen Då de tidigare versionerna för hur infästningsplattorna fäste till fixturen samt motorn enbart designats utefter väggfixturens krav så var infästningsplattorna på hörnfixturen överdimensionerade på båda sidor. Detta ledde till skapandet av en ny design för båda infästningsplattor på varje sida om hörnfixturen för att passa vår fixtur. Kraven för vår fixtur var att infästningsplattorna behövde vara tillräckligt starka för att bära fixturen samt klara vridmomentet motorn skapar. Infästningplattorna på båda sidor behövde även vara kompatibla med hörnfixturens borrstöd på sidorna, något som väggfixturens infästningsplattor täckte över.

Simuleringar i CAD skapades för att simulera enskild påfrestning på varje sida (se bilaga nr 3).

Den nya designen blev en utmaning då mycket yta för potentiellt bättre kraftupptagning av vardera infästningsplatta begränsades för att inte krocka med övriga nödvändiga funktioner i hörnfixturen.

4.12.6 Ergonomi Under utveckling låg ergonomi alltid med i grundtanken. Syftet med ergonomi är att reducera risker för skador under arbetet och bidra till en bekväm arbetsmiljö. Då det är många olika positionerna arbetaren måste jobba i när hen bygger hörnväggen i fixturen så gjordes den roterbar vilket minimerar otympliga arbetslägen. Rotationen sker genom att båda arbetarna samtidigt trycker på varsin knapp vilket aktiverar motorn, motorn har inbyggd broms vilket gör att fixturen aldrig kan falla fritt och orsaka skada. Arbetshöjden är anpassad utefter optimal jobbhöjd enligt arbetsmiljöverket (se figur 2).

4.12.7 Motor och stödben till fixtur Konversationen med motortillverkaren och en uppskattning på hörnfixturens vikt (1182kg inkl. material) ledde till val av motor. Likadan motor som väggfixturen använder sig av kunde användas till hörnfixturen, kostnadsskillnad för att gå ner i motorkraft var minimal och med den valda motorn så fanns det enligt kontakten hos motortillverkaren en marginal på 2.5 för att klara vikten. Motorn har inbyggt bromssystem som hindrar hörnfixturen att hamna i fritt fall vilket ökar säkerheten. Vi skulle använda oss av väggfixturens ben som bas för hörnfixturen, den modifierades och dimensionerades om samtidigt som en öppen konversation hölls med den parallella arbetsgruppen för att effektivt kunna reagera på förändringar.

Motorfästet samt hörnfixturens stödben modifierades utifrån väggfixturens stödben. Då dimensionerna från väggfixturen återfanns i hörnfixturens stödben återfanns även samma säkerhetsfaktor. De ändringar som krävdes var en enkel modifikation av räckvidden då benen inte behöver sträcka sig lika långt ut för att stöda upp fixturen samt en förlängning av mitten balken längst golvet på 35mm då hörnfixturen har en längre bredd. Motorn styrs av en extern kontrolldosa där båda användarna måste trycka på varsin knapp samtidigt. Kontrolldosan är under utveckling av andra parter.

30

4.12.8 Ytterpanel och montering Ytterpanelen bestod av plankor placerade omlott vilket tillsammans byggde upp en tät ytter struktur. Idéen från början var att kunna placera hörnfixturen i ett läge som resulterade i att en sida av hörnväggen låg platt för att då enkelt kunna montera ytterpanelen. Tyvärr skapade detta en arbetsyta som var för hög för att ergonomiskt kunna jobba med ytterpanelen samt försämrade avsevärt den ergonomiska aspekten på tyngre moment som att placera in balkar.

Problemet uppkom av att om fixturen ska kunna vridas så pass att en sida av hörnväggen ligger platt uppåt så måste hela hörnfixturen höjas upp vilket höjer arbetsytan till 145cm vilket är utanför det ergonomiskt accepterande intervallet.

Lösning för hur ytterpanelen kan monteras kräver ytterligare vidareutveckling då panelen måste monteras när en sida av hörnväggen står i vertikalt läge.

4.12.9 Uttagning av hörnvägg Idéen är att ta ut hörnväggen ut ur hörnfixturen bakifrån genom att lossa hörnväggen samtidigt som en gaffeltruck lyfter iväg hörnväggen. Det finns risk för att en gaffeltruck då kan skada materialet på hörnväggen men det skulle kunna gå att lösa med skydd av materialet.

Enligt diskussioner med Johan Tjernell gick detta men då behövs även en lösning på hur man ska kunna fälla ut sidbalkarna i fixturen för att lossa hörnväggen helt. Enligt tidigare utförda tester på uttagning av väggen ur väggfixturen så var öppnings/lösningsbara sidor en kompletterande lösning som krävdes. Detta var ett problem vi initialt kollade på men inte hade tid till att lösa samt ansåg det vara ett för stort problem för att kunna komma på en lösning då öppningsbara sidbalkar påverkar hela strukturen av konstruktionen. Detta var även ett ärvt problem från förstudien samt ett problem som ingen tidigare eller parallell arbetsgrupp löst.

För slutkonceptet är det möjligt att ta ut hela den kompletta hörnväggen bakifrån utan öppningsbara sidor men detta är ett resultat som skulle återigen behöva testas i verkligheten för att se om öppningsbara sidbalkar krävs.

31

4.13 FMEA För att utvärdera eventuella risker och fel som kan uppstå med hörnfixturen så gjorden en FMEA.

1

FEL

2

3

Felsätt

Motorfel

Feleffekt

- Skaderisk för - Skaderisk för användaren användaren - Hörnvägg blir - Produktionsstopp skadad -Fixturen går sönder -Produktionsstopp

- Hörnet blir skadat och i värsta fall felltillverkat

Felorsak

- Motorn är defekt - Överbelastning - Motorn är sliten - Yttre påverkan

- Hörnfixturen är feltillverkad - Hörnfixturen är sliten - Användaren tolkar fel

Hörnfixturen kollapsar

- Hörnfixturen är felkonstruerad - Hörnfixturen är dåligt monterad

Förstörelse av hörnvägg vid användning av fixtur

Felfrekvens

4

2

6

Allvarlighetsgrad

10

10

8

Upptäcksannolikhet

1

3

2

Risktal

40

60

96

Fel 1- Beräkningar på vad motorn klarar gentemot vad fixturen väger. Motorn bör servas regelbundet för att undvika katastrofala fel. Motorn bör testas flera gånger med fixturen för att säkerställa funktion och hitta eventuella fel.

Fel 2- För att inte riskera att hörnfixturen kollapsar så bör en hållfasthetsberäkning på hörnfixturen göras. Även se över om fastsättningen mellan materialen är starkt nog.

Fel 3- Hörnfixturen bör kontinuerligt undersökas efter slitage. Hörnväggen bör testbyggas många gånger i en prototypfixtur för att undersöka problem som kan uppstå t.ex. huruvida användarna jobbar och hur det relaterar till slitage och eventuella skador av hörnvägg.

32

5. RESULTAT Resultatet av projektet är en ny CAD-modell av hörnfixturen samt hörnväggen och dess olika komponenter. Hörnfixturen är sammanställd och modifierad utefter nya krav och uppdaterade delar. Nedan presenteras resultatet med beskrivning av delfunktioner och egenskaper. Bild över det slutgiltiga resultatet visas i figur nedan

Figur 28 Slutgiltigt koncept32

32

Egen bild

33

Figur 29 Info bild, Storlek33

Beskriver helhets resultatet storlek i relation till en person.

5.1 Hörnfixturens funktioner 5.1.1 Rotation Hörnfixturen roterar med hjälp av motorn. Infästningsplattorna på varje sida av fixturen är utformade så att de inte ska hindra monteringen samt hantera vridmomentet vid rotation.

Figur 30 Motor tillsammans med motorfäste34

33 34

Egen bild Egen bild

34

Figur 31 Infästningsplatta, växelsidan35

Plats för montering då infästningsplattan är anpassad.

Figur 32 Infästningsplattan på lagersidan36

Även infästningsplattan på lager sidan anpassad till montering och utformad för stöd vid rotering.

35 36

Egen bild Egen bild

35

5.1.2 Balkstöd & Balkfästen Balkstöden skruvas fast med hjälp av fästen och fungerar sedan som stöd för balkarna vilket möjliggör exakt montering av trä I-balkarna i hörnväggen.

Figur 33 Balkfäste37

Figur 34 Balkstöd38

Figur 35 Balkfäste39

37

Egen bild Egen bild 39 Egen bild 38

36

5.1.3 Borrstöd Borrstöden möjliggör monteringen av kulspärrsbultar som sedan håller fast hörnväggen när balkstöden lossas.

Figur 36 Borrstöd med kulspärrsbultar40

Figur 37 Borrstöd och kulspärrbult41

40 41

Egen bild Egen bild

37

Figur 38 Section view av borrstöd och kulspärrbult42

42

Egen bild

38

6. ANALYS Nedan tas frågeställningarna upp igen, diskuteras och jämförs med resultatet. ● Hur optimeras och utformas fixturen bäst utefter uppdaterade komponenterna?

Vad vi såg som nyckeln till framgång inom projektet var att ha bra kontakt med de övriga parallella arbetsgrupperna. Att hålla en öppen konversation gav oss möjligheten att hålla vårt projekt uppdaterat. Vi kunde då reagera snabbt och implementera de nödvändiga förändringarna som uppstod. Således kunde projektet fungera med mindre friktion. Att använda förstudiens koncept som grund i vårt tänkande gav oss en referensram att börja fundera på hur de nya delarna skulle passa in, och sedan kunde vi jobba oss vidare därifrån. ● Vilka krav ställer de uppdaterade komponenterna på fixturen?

De krav som hörnfixturen ställt på särskilda komponenter har resulterat i att uppdaterade komponenter vid särskilda tillfällen har behövt genomgå ytterligare ändringar för att anpassas till vår konstruktion. Samtidigt har önskemålet varit att använda så många av de olika uppdaterade komponenterna som möjligt utan att ändra dem. Detta för att underlätta konstruktionen av självaste fixturen. Genom att försöka hålla de ändringar som krävs av komponenterna till ett minimum har det skapats ett behov av många kontinuerliga ändringar i utformandet av hörnfixturen. Genom att lyckas med detta är det relativt få komponenter som helt skiljer sig från de ursprungliga komponenterna som vi tidigare ärvt av andra parallella arbetsgrupper. ● Hur gör vi fixturen ergonomisk och användarvänlig?

Fixturens delfunktioner har utvecklats med grundtanken enkel montering och säkerhet för användaren. Balkstöd och borrstöd ger tydliga mallar för konstruktionen samtidigt som roteringsfunktionen minimerar tunga lyft och obekväm montering. Monteringen av hörnväggen är uttänkt att fungera med så få steg som möjligt med montering av balkstöd och antal rotationer nödvändigt. ● Lever fixturen upp till Husmuttern AB:s värdegrund?

Do good, Be good, Fair Deals är mottot som som företaget bygger sin värdegrund ifrån.

Vi har utvecklat en produkt som är snäll mot användaren, det vill säga ergonomisk och användarvänlig. Vi tycker det lever upp till värdegrunden, sedan är det viktigt att leverantörerna åt Husmuttern även lever upp till den och har bra villkor och schyssta samarbeten och även att arbetsvillkoren för arbetarna är rättvisa. Fixturen har alla förutsättningar att uppfylla kraven. ● Hur samverkar fixturen med övrig färdig produktion?

De olika delarna i hörnfixturen är anpassade just efter de krav och mått som hörnfixturen har. Delar såsom stålbalkarna är en kortare version av de standardbalkar som används i övriga fixturer, samtidigt som andra delar såsom balkfästet har helt andra dimensioner och placering av hål jämfört med andra fixturer. När delar ser lika ut mellan fixturer så underlättar det under produktion, vilket har hållits i åtanke, men för 39

många delar har omdimensionering och annan modifiering varit nödvändig. Estetiskt är hörnfixturen lik de andra

6.1 Övrig Analys ● Varför är den nya hörnfixturen bättre än det tidigare konceptet från förstudien?

Den nya hörnfixturen använder sig av nya uppdaterade komponenter som fastställts med övriga parallella arbetsgrupper. Detta medför att den nya hörnfixturen är mer förberedd inför konstruktion eftersom konstruktionsfasen underlättas av att många komponenter liknar varandra mellan de olika arbetsgrupperna. Även samma verktyg kan användas mellan olika fixturer vilket styrker konceptet av mikrofabriken med minskad kostnad och minimerad tillverkningstid. Anpassningen av samma verktyg mellan olika fixturer hjälper även till med att sänka kraven som ställs på arbetarna i fabriken då mindre erfarenhet måste läras ut samt att en mindre felmarginal skapas.

Den nya hörnfixturen har till skillnad från förstudien även stresstestas i CAD simuleringar vilket gett en bra uppfattning över hur bra konstruktionen håller samt gett en grund inför fortsatta hållfasthetsberäkningar.

Den slutgiltiga motorn har fastställts i den nya hörnfixturen. Ergonomin är förbättrad och genomtänkt genom hela den nya monteringsprocessen. En tydlig monteringssekvens är planerad och går att följa angående hur man monterar och bygger hörnväggen från start till slut vilket inte fanns med i tidigare förstudie. Även rätt material som ska ingå och vilka slutgiltiga komponenter som ska ingå i hörnväggen har fastställts samt diskuteras med beställare.

40

7. Diskussion, slutsatser och rekommendationer Fixturen vi har tagit fram har ej blivit testad i verkligheten. Prototyptester bör göras för att sedan gå tillbaka till ritbordet och se över vad som kan förbättras. Hur fixturen beter sig i fysisk form kommer vara annorlunda än i digital form, hur annorlunda är vad som bör testas. En fysisk prototyp går även att stresstesta under en längre tid för att se vad som ger vika först. Ren användarvänlighet skulle behöva testas i verkligheten då det skulle tydliggöra vilka moment som trots noggrann planering i CAD är för jobbiga att utför av en/flera arbetare. Även lättare att se hur pass ergonomisk fixturen i verkligheten är.

Konceptet vi har framfört har inte tagit i akt momentet som måste genomföras efter klar produktion. Behovet av att behöva resa upp hörnet till stående position. Detta är ett stort moment som hörnväggen inte uppfyller då hörnväggen ligger ner vid utplockning från hörnfixturen.

De ständigt föränderliga komponenterna vi hade att jobba med erbjöd en tuff utmaning. Väldigt mycket tid gick åt att hålla sig uppdaterad med de nyaste, vilket innebar att tidigare lösningar behövde göras om eller helt skrotas. Det hade självklart varit lättare för oss att ha alla komponenter som skulle integreras redan klara när vi började projektet, men som det var gav oss en inblick i hur det är att jobba med liknande projekt ute i arbetslivet.

Den nära kontakten med Johan har kunnat ge oss snabb feedback på allt vi gjort, vilket verkligen har underlättat. Även kontakten med företagen som utvecklar delar vi jobbar med har verkligen underlättat, inte bara rent praktiskt i arbetet utan även för sinnesfrid, att man inte är helt ute och cyklar.

Lista över rekommendationer ● Tillverkning i verkligheten (Skapa en prototyp) samt verklighetstester på ergonomi samt användarvänlighet ● Genomförande av test på monteringssekvensen ● Genomföra utförliga hållfasthetsberäkningar ● Tillverkning av infomaterial för arbetarna som de enkelt kan följa för att säkerhetsställa monteringssekvensen ● Fastställa motorns olika sekvenser vid rotation ● Vidareutveckla lösning av utfällbara sidor på fixturen för att lättare kunna ta ut hörnväggen ur hörnfixturen efter färdig tillverkning. ● Vidareutveckla lösning för att enklare montering av ytterpanelen vid vertikalt läge av hörnväggen ● Undersökning krävs på hur hörnväggen efter uttagning från fixturen ska resas till stående och slutgiltigt läge. ● Rekommenderar insättning av ytterligare skruv för att ytterligare stärka skarven mellan sidbalkar som hörnväggen består av.

41

KÄLLFÖRTECKNING Bark, L., 2009. Zoomin. [Online] Available at: http://zoomin.idt.mdh.se/course/Produktutveckling/funktionsanalys.asp Bengtsson, G., u.d. Harmonit. [Online] Available at: http://harmonit.se/projekt/projektverktyg/andra-verktyg/gantt-schema/ Boneham & Turner, u.d. B&T. [Online] Available at: http://www.drillbush.co.uk/ Husleverantörer, u.d. Husleverantörer. [Online] Available at: http://husleverantörer.se/modulhus/ MaskinTeknik, 2009. MaskinTeknik. [Online] Available at: http://www.mobergsmek.se/nyheter/fixturer-specialkonstruktion/ R. Abdalsalam, A. Alqaisy, Hörnfixtur (examensarbete) Tjernell, Johan. VD, Husmuttern AB, Eskilstuna (muntlig källa) Ullman, D. G., 2010. The Mechanical Design Process. 4th red. New York: The McGraw- Hill Companies, inc.. Österlin, K., 2011. Design i fokus för produktutveckling. 3rd red. Malmö: Liber AB. https://support.office.com/sv-se/article/presentera-data-i-ett-gantt-schema-i-excel-f8910ab4ceda-4521-8207-f0fb34d9e2b6 https://www.kth.se/social/upload/50f599fef2765447f4dc8adf/OH_All_FEM_vt2013.pdf http://husmuttern.se/koncept http://www.svid.se/sv/Designprojektguiden/Om-design/Designprocessen/ https://www.av.se/halsa-och-sakerhet/arbetsstallning-och-belastning---ergonomi/arbetshojdoch-arbetsyta/?hl=arbetshöjd https://www.av.se/produktion-industri-och-logistik/bygg/projektera-och-byggarestaurang/arbetshojd/ https://www.kipp.se/se/sv/Produkter/Klassiker/Kulsp%C3%A4rrbult.html

42