1. No category

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