Steg 4 Analysera alternativa lösningar

IKOT 2011
Tvätt av ultraljudsmätare
Grupp A5 – Steg 4
Analysera alternativa lösningar
2011-02-23
Simon Grunditz - 900404
Anders Perneborn - 900307
Hanna Sundström - 890417
Daniel Strömberg - 880403
Martin Hernå – 900316
Innehåll
Introduktion till Steg 4 – Analysera alternativa lösningar ....................................................................... 3
Inventering av kända lösningar och idéer ............................................................................................... 4
Patentsökning ...................................................................................................................................... 4
Rengöringsmedium ............................................................................................................................. 4
Kemisk rengöring ............................................................................................................................. 4
Magnetisk rengöring ....................................................................................................................... 4
Rörkoppling ......................................................................................................................................... 5
Höljesinfästning ............................................................................................................................... 5
Skruvförbandskoppling.................................................................................................................... 5
Rörkoppling med spänne................................................................................................................. 6
Ej patenterade kända lösningar .......................................................................................................... 7
Rengöringsmedium ......................................................................................................................... 7
Infästning av mätare........................................................................................................................ 7
Pumpaggregat ................................................................................................................................. 8
Ej patenterade okända lösningar, brainstorming ................................................................................ 8
Infästning av mätare........................................................................................................................ 8
Pumpaggregat ................................................................................................................................. 8
Referenslösning ....................................................................................................................................... 9
Kundvärdesmatris ............................................................................................................................. 10
”Money Bags” .................................................................................................................................... 10
Delsystem .......................................................................................................................................... 11
Funktionellt diagram – Black Box .......................................................................................................... 12
Förklaring till figur 5 .......................................................................................................................... 12
Black Box - funktionsanalys ............................................................................................................... 13
Rangordning av delsystem ............................................................................................................ 13
Referenser ............................................................................................................................................. 14
Introduktion till Steg 4 – Analysera alternativa lösningar
I steg 4 av Value Model så har vi analyserat de alternativa lösningarna. För att göra det så enkelt som
möjligt började vi med att göra en patentundersökning för att hitta lösningar som uppfyller våra
delfunktioner. Detta föll inte ut så väl, därför så siktade vi in oss på att först bestämma Göteborgs
Energis lösning till referenslösning. Därefter delade vi upp den i olika delsystem. Dessa delsystem
använde vi sedan i vår andra patentundersökning som underlag för att hitta lösningar till
delsystemen.
Sedan tog vi fram både kända och okända lösningar som ej är patentsökta. Detta för att få fram en så
komplett bild av de olika lösningsmöjligheterna som möjligt.
Vidare analyserade vi delsystemen. Detta för att senare kunna rikta insatserna mot de kritiska
delarna. Vi började med att dokumentera våra delsystem för att därefter göra en funktionell modell
över vår referenslösning med en analys av de olika delsystemen och dess påverkan på kundvärdet.
Slutligen så identifierade vi möjliga problem som kan uppstå med de olika delsystemen och
rangordnade sedan delsystemen baserat på informationen vi tagit fram under hela steg 4.
Inventering av kända lösningar och idéer
Patentsökning
För att kunna fastställa en referenslösning måste vi först se vilka lösningar av vår huvudfunktion som
finns på marknaden. Först genomförs en patentsökning för att få fram vilka lösningar som det finns
ensamrätt på. Vi börjar med att söka efter kompletta lösningar till vår huvudfunktion.
Efter att ha sökt runt på olika patentdatabaser och ringt till konkurrerande företag så har vi kommit
fram till en alternativ lösning som finns på marknaden. Denna finns i Linköping och den största
skillnaden mot den lösning som vi jobbar med är att de använder en kemisk mixtur för att rengöra
mätarna. Vi vet inte mer om hur maskinen ser ut eller hur den fungerar, vi har dessutom inte
möjlighet att åka till Linköping eller tid att göra någon större undersökning av saken. Därför nöjer vi
oss helt enkelt med att nämna den här.
Därefter bestämde vi oss för att använda Göteborg Energis lösning som vår referenslösning och
sedan dela upp den i delsystem, mer om dessa senare. Vidare beslutade vi oss för att istället söka
efter patent rörande några av de olika delsystemen i vår referenslösning för att på så sätt kunna få
uppslag till kommande koncept. Nedan finns denna process beskriven.
Rengöringsmedium
Det första delsystemet som vi sökte patent efter var rengöringsmediet. Vi kom här fram till flera olika
sätt på vilket huvudfunktionen kan lösas, dvs. bortspolning av magnetit.
Kemisk rengöring1
Magnetiten får reagera med en syra och försvinner således från ytan. Syror som kan användas är
lågkoncentrerad saltsyra och fosforsyra då man inte vill skada ytan under beläggningen. För att
använda denna lösning placeras mätarna i ett slutet kretslopp där syran får flöda genom och ta med
sig magnetitbeläggningen på vägen.
Magnetisk rengöring2
Då magnetit är magnetiskt kan det tas bort med hjälp av magneter. Magnetisk rengöring av magnetit
används oftast då själva magnetiten är upplöst i en vätska, eftersom magneten kan fästas i botten på
behållaren och få arbeta under längre tid.
1
2
Se referens [1]
Se referens [2]
Rörkoppling
För att mätaren skall kunna rengöras så måste den fästas i två munstycken som i sin tur är kopplade
till rören som transporterar rengöringsmediet till och från mätaren. Mellan infästning och rör behövs
därför en koppling.
Höljesinfästning3
Ett av de två rören (det undre i fig. 1) som skall sammanfogas har ett extra yttre hölje med
varierande diameter. Det andra röret (fig.1, del 24) hamras sedan ned mellan rörets hölje och
”vanliga” skal (fig.1, del 21) . På grund av varierande diameter kilas det inhamrade röret fast.
Figur 1: Höljesinfästning av rör
Skruvförbandskoppling4
I denna koppling (se figur 2) sammanfogas de två rören ihop med en skruvkoppling. Ett villkor för
detta är att rören har rören försetts med ett påhäng där skruven sedan fästs. Utöver detta måste
även rör 1 ha en större diameter än rör 2.
Figur 2: Skruvbandskoppling
3
4
Se referens [3]
Se referens [4]
Rörkoppling med spänne5
De två rören sammanfogas med ett spänne. Rören måste ha en utstickande kant, därpå placeras ett
spänne som klämmer ihop kanterna (se fig. 3). Därefter stänger man spännet och låser fast det.
Därmed sitter rören ihop.
Figur 3: Rörkoppling med spänne
5
Se referens [5]
Ej patenterade kända lösningar
Utöver de olika patenterade lösningarna till våra delsystem så har vi även funderat kring olika
lösningar som finns på marknaden men som vi inte hur funnit något patent på. Dessa presenteras
kort nedan.
Rengöringsmedium
Borstrengöring
En borste förs in och ut i mätarna och borstar på så sätt bort beläggningen. Liksom i fallet med
blästringsmediet är det viktigt att materialet inte är för hårt och rispar spegeln, men fortfarande är
hårt nog att skrapa bort magnetiten.
Vatten med blästringsmedel
Magnetitlagret kan inte tvättas bort med enbart vatten, någon form av blästringsmedel är
nödvändigt för att slita bort partiklarna. Partiklarna kan inte vara för hårda så att de gör märken i det
underliggande lagret utan måste vara medelhårda så att de med hjälp av flödet träffar
magnetitbeläggningen med sådan kraft att beläggningen avlägsnas.
Infästning av mätare
Seriekopplade mätare
Göteborg Energis nuvarande lösning är två seriekopplade mätare där vattnet kommer från ett håll
och operatören då manuellt måste vända på mätarna för att den skall kunna rengöras ordentligt. Om
man på något sätt skulle kunna komma över tryckfallet över mätaren skulle denna idé kunna
utvecklas.
Parallellkopplade mätare
För att undvika tryckfall skulle mätarna kunna kopplas parallellt istället för i serie. Utgångstrycket får
då vara högre för att kompensera för förgreningarna innan mätarna.
Slangkoppling
En slang (eller deformerbart rör) spänns över ett rör och spänns sedermera fast med en ring som
justeras med hjälp av en skruv. Se fig. 4.
Figur 4: Slangkoppling6
6
Se referens [6]
Pumpaggregat
Högre pumpkraft
Nuvarande pumpar byts ut mot kraftigare dito, detta för att öka trycket och därmed tartankulornas
stötar mot beläggningen.
Ej patenterade okända lösningar, brainstorming
När vi tagit fram både patenterade och ej patenterade kända lösningar så brainstormade vi fram
lösningar till delsystemen som vi sedan sovrade något bland och kom fram till de nedanstående.
Infästning av mätare
Vertikalt, parallellt placerade mätare
Många parallellkopplade mätare är svåra för operatören att fästa in. Om fästet placeras vertikalt kan
operatören enkelt ställa mätarna i det nedre fästet. Den övre delen sänks sedan ned för att fixera
samtliga mätare.
Pumpaggregat
Flödesvändare
Pumpen kopplas in i systemet så att den har möjlighet att pumpa åt båda håll. Detta för att minimera
det manuella arbetet dvs. operatören skall inte behöva vända mätarna.
Bygga upp trycket och köra i perioder
Man kör rengöringen med ett periodvis väldigt högt tryck. Detta för att utmatta beläggningen.
Referenslösning
För att konkurrera på marknaden krävs det att man ständigt producerar och hittar nya lösningar som
tillgodoser kundernas behov. En bra metod för att åstadkomma en attraktiv produkt är att inventera
de befintliga lösningarna för att kunna inhämta dess framstående delar och funktioner och skapa en
referenslösning. Men för att ta ett ytterligare steg ska denna produkt, som utgörs av de befintliga
produkternas bästa egenskaper, förbättras. Det fortsatta arbetet syftar därmed till att överträffa
referenslösningen. Den nuvarande tvättmaskinen kan tvätta ultraljudsmätare men inte så många
mätare som eftersträvas. Behovet av fjärrvärme har ökat behovet på mätare och därför måste
tvättningen av dessa effektiviseras. Nedan beskrivs olika rengöringsmetoder. För en mer detaljerad
beskrivning, se tidigare utförd patentsökning.
Kemisk rengöring
Magnetisk rengöring
Befintlig lösning
Efter att ha fördjupat oss i de befintliga lösningar som finns tillgängliga på marknaden kan vi
konstatera att Göteborg Energi har en tvättmaskin som ligger i framkant, exempelvis jämfört med
den i Linköping. Vi har haft en muntlig dialog via telefon med serviceavdelningen i Linköping som har
bekräftat för oss att de använder sig av kemikalier tillsammans med vatten för att få
ultraljudsmätarna rena. I övrigt liknar deras tvättmaskin den på Göteborg Energi på ett stort plan i
dess systemarkitektur. Dock finns det en märkbar skillnad när det gäller deras rengöringsmedium.
Eftersom vi strävar att minimera effekten på miljön utesluter vi alla former av kemikalier. Däremot
anser vi att Göteborg Energi har en bättre metod då de använder sig av tartankulor som återanvänds
vid varje tvättning.
Slutsatsen av detta är att tvättmaskinen på Göteborg Energi utgör mindre miljöfara, och eftersom
konstruktionerna liknar varandra som vi tidigare nämnt har vi valt att till stor del använda befintlig
tvättmaskin på Göteborg Energi som referenslösning.
En anordning där man utnyttjar magnetitens magnetiska egenskaper vore teoretiskt möjligt men
problemet består i att först lösgöra magnetiten från ultraljudsmätarna. Att använda sig av
tartankulor är därför ingen dålig idé eftersom tartan är ett mjukt material och skadar således inte
mätarna.
Tvättmaskinen som används av Göteborg Energi utgör vår referenslösning. Den ska nu utvärderas för
att delsystemens kundvärden skall kunna analyseras. Detta möjliggör utveckling av en bättre
produkt.
Vi har valt att inte göra en referenstabell eftersom det finns för lite riktiga lösningar på marknaden.
Lösningarna till delsystemen är dessutom väldigt spridda och blir svåra att sammanfoga till en hel
produkt då det finns för lite information om dem. En jämförelse skulle teoretiskt sett kunna göras
med Linköping Tekniskas lösning men vi vet för lite om den för att kunna kvantifiera skillnaderna. Det
vi kan säga att de har olika lösning för huvudfunktionen jämfört med Göteborg Energi men det är
svårt att avgöra vilken som är den ”bättre”. Tidsbristen är även en aspekt.
Kundvärdesmatris
I kundvärdesmatrisen beskriver vi de olika funktionerna hos referenslösningen och försöker
kvantifiera dessa. De prestandamått som vi har tagit fram till de olika funktionerna har gjort dem
mätbara. Detta hjälper oss när vi sedan skall försöka överträffa vår referenslösning. De olika
funktionerna har vi hämtat från vår funktionsbaserade kravspecifikation.
Funktionstyp
Funktion
Mått
Sort
Värde
Huvud
Tilläggs
Rengöra mätare
Kontrollera smutsighetsgrad
Rengöra flera mätare
Rengöra olika storlekar
Miljövänlig lösning
Manuellt arbete
Skada speglar
Renhetsgrad
Uppfylla huvudfunktionen
Antal mätare
Antal dimensioner
Uppfylla policy
Interaktion av operatör
Ytfinhet
Magnetit/areaenhet
Antal/h
St
%
Tid/cykel
Skador/areaenhet
0 enligt ögonmått
6
6 enligt spec.
100
1 min
0 enligt ögonmått
Oönskad
Det är vanligt att uppdatera kundvärdesmatrisen med målvärden men då vi redan skrivit målvärden
angående detta i den funktionsbaserade kravspecifikationen och har svårt att kvantifiera de övriga
ytterligare så har vi helt enkelt lämnat dessa förändringar därhän i vår kundvärdesmatris.
”Money Bags”
Det blir mycket svårt för oss att avgöra vilka förändringar i de funktionella prestandamåtten som
kommer att ha en signifikant ekonomisk betydelse för kunden. Vi har helt enkelt alldeles för lite
underlag när det gäller exempelvis hur mycket besparing som skulle göras om vi istället rengör 15
mätare/h istället för de nuvarande 6.
Delsystem
Tvättmaskin
Hölje
Tank
Startknapp
Pump
Tvättmedium
Delsystem
Namn
A
El
B
Fäste
C
Hölje
D
Pump
E
Startknapp
F
Tank
G
Tvättmedium
El
Fäste
Vi har brutit ner referenslösningen i olika delsystem. Dessa är system som är nödvändiga att
analysera för att hitta brister i referenslösningen vilka man sedan kan förbättra med sin egen lösning.
Delsystemen är inordnade efter vilka som samverkar.
Funktionellt diagram – Black Box
5
7
8
3
-3
15
10
Figur 5: Black box - diagram
Förklaring till figur 5
I figuren (se figur 5) så är det inrutade området referenslösningen i sin helhet. Siffrorna representerar
det funktionella bidraget till kundvärdet. De röda pilarna är oönskade funktioner och de gröna är
önskade funktioner. Rutor utanför det inrutade området är funktioner och brukare.
Siffrorna i diagrammet återspeglar hur viktiga de olika delsystemen är för kunden. Dvs. vad Han/hon
är intresserade av när det gäller just vår lösning.
Black Box - funktionsanalys
Rangordning av delsystem
Delsystem
Funktionellt bidrag
Problem 1-10
Rang
El
-3
2
7
Fäste
15
8
1
Hölje
5
4
5
Pump
8
7
4
Startknapp
7
3
3
Tank
3
6
6
Tvättmedium
10
4
2
Referenser
[1] http://www.vecom.nl/english/documentation/tb/TB-2006-02-eng.pdf
[2] http://www.spirotech.co.uk/_media/magnabooster/magnabooster-combi_eng-uk_13176-0908.pdf
[3] http://www.google.com/patents/about?id=_i8UAAAAEBAJ&dq=coupler
[4]
http://www.google.com/patents?id=v2BJAAAAEBAJ&pg=PP1&dq=pipe+coupler&source=gbs_selecte
d_pages&cad=2#v=onepage&q&f=false
[5]
http://www.google.com/patents?id=2FogAAAAEBAJ&printsec=abstract&zoom=4#v=onepage&q&f=f
alse
[6] http://www.byggplast-batprylar.se/UserFiles/Byggplast%20och%20Batprylar/estore.byggplastbatprylar.se/ArticleImages/Article/500px/8460.jpg