Förstudie om konfigurerbar
modulariserad plattbro
Patrik Jensen Tyréns/LTU
Per-Ola Ekström Tyréns
Utgångspunkt/ Problemställning
• Varför bygger man en bro?
• Hög volym av liknande projekt med liknande
funktionsavgränsningar.
funktionsavgränsningar
• Erfarenhetsvärden kan beskrivas med fåtal regler och
begränsningar.
• Slutresultat är i stort likadant, men små variationer av tekniska
lösningar finns.
• Behövs dessa skillnader?
• Driver kostnader i produktionen.
=>
Kan stödverktyg möjliggöra produktionsanpassad
projektering?
Syftet med förstudien
• Utreda marknadsförutsättningarna för vald brovariant
• Skapa ett sammarbete mellan konstruktion och produktion
• Utreda möjligheterna att skapa konfiguratorer för
brobyggande
• Bygginovationens krav var samtidigt att gruppen skulle utreda
affärsupplägg och immaterialrättigheter
Byggbarhet
DESIGN FOR
”Effektivitet”
Förstudie
Arbetsplan
Vägutredning
Byggbarhetsverktyg:
-Produktionsmetoder
-Kommunikation
-Standardisering
-Arbetsmiljö
Upphandling
EASE OF CONSTRUCTION
”Produktivitet”
Bygghandling
Förvaltningsskede
Byggskede
LEAN verktyg:
-JIT
-5S
-Kaizen
-VSM
Källa: Simonsson (2011)
Byggbarhet=>Konfigurering
DESIGN FOR
”Effektivitet”
Förstudie
Arbetsplan
Vägutredning
Byggbarhetsverktyg:
-Produktionsmetoder
-Kommunikation
-Standardisering
-Arbetsmiljö
PLATTFORM EASE OF CONSTRUCTION
”Produktivitet”
Bygghandling
PROJEKT
Upphandling
Förvaltningsskede
Byggskede
LEAN verktyg:
-JIT
-5S
-Kaizen
-VSM
Källa: Simonsson (2011)
Konfigurering
PLATTFORM
PROJEKT
PROJEKT 1
PROJEKT n+1
PROJEKT 2
PROJEKT n
Källa: Lessing (2008)
Ko
onfigurering av
v Moduler
Principen bakom Konfigurering
Komponenter och Moduler
Projekt Konfigurering
“To put together a product from well-defined building blocks
• (modules)
Konfigurering
= Utformning
projekt
förbestämda
according
to a setav
ofspecifikt
predefined
rulesutifrån
and constraints.”
regler
(Hvam et al
al. 2008)
• Konfigurator = IT-stöd för att utforma det specifika projektet
Sammansättning
en produkt
med
hjälp
av väldefinierade
moduler
(Beskrivs som denav
högsta
nivån inom
virtuellt
byggande,
Kunz & Fischer, (2006))
utifrån förbestämda regler och begränsningar
Plattform
”A Product platform is a set of subsystems and interfaces that form a
common structure from which a stream of derivative products can be
efficiently developed and produced” (Meyer and Lehnerd, 1997)
”En produktplattform
”E
d kt l ttf
är
ä en samling
li
delsystem
d l t
och
h gränssnitt
ä
itt som bildar
bild
en gemensam struktur från vilket ett flertal produkter effektivt kan skapas
och produceras”
Produktplattform = Allt som kan nyttjas mellan olika produktfamiljer (Harlou,
(Harlou 2006)
Specificeringsnivåer
Inträdespunkt för kundanpassning
HÖG
PRO
ODUKTFLEXIB
BILITET
Normer och standarder
d d
Traditionell projektering
Klassiskt ingenjörsarbete
Generiska produktplattformar
Konfigurerbara produkter
Standardiserade produkter
Modifiering inför
leverans
Konfigurering
inför leverans
Konfigurering som bygger
på plattformar
Välj
variant
LÅG
ANDEL AV FÄRDIGSTÄLLDA HANDLINGAR
0%
100 %
Källa: Hwam et al. (2008)
Exempel på en ”Standardprodukt”
•
Standardprodukt med fördefinierade lösningar i produktfamiljen ”bro”
•
Förstudie finansierat av Bygginovationen
– Sammarbetspartner: Trafikverket, LTU, NCC, Tyréns
Standardiserade produkter
Välj
variant
Plattbro med ändskärm
Funktionsavgränsning, Marknadssegment
Vad skall göras unikt?
Vad kan standardiseras?
Kräver marknadsanalys!
Är volymen tillräcklig?
Plattbro med ändskärm:
•
2 800 exemplar,
p , ca 16 % av trafikverkets broar
på vårat vägnät
•
Det byggs ca 10-20 plattbroar per år.
•
Snittkostnad per bro är ungefär 5 Mkr
•
Projekteringskostnad är 5% av totala kostnaden
Utveckling av brokonfigurator
1.. Fastställande
as s ä a de a
av a
arbetsgrupp:
be sg upp:
-Multidisciplinär arbetsgrupp tas fram
2. Inhämtning av förutsättningar:
-Marknadsanalys görs samt beskrivning av förutsättningar
3 Analys av vad som skall genereras:
3.
-Utreder vilka handlingar som skall genereras
4 Funktionsanalys:
4.
-Kundkrav ställs i relation till funktionskrav (s.k. funktionsavgränsning)
5 Val av tekniska lösningar:
5.
-Tekniska lösningar som uppfyller funktionskraven och produktionsvillkor
6 Utveckling av konfiguratorn:
6.
-Parametrisering och programmering av bro-konfigurator
Utveckling av Demonstrator
WEB-Gränssnitt
Geometriska relationer
OUTPUT: Måttanpassad ritning
Parametrisk CAD-Model
DEMO PLATTBRO MED ÄNDSKÄRMAR
Sammanfattning
g brokonfiguratorn
g
Effektivitetspotential
•
Demonstratorn kan i dagsläget
g g g
generera en måttritning.
g
•
Marknadsanalysen visar att endast 10%-20% av marknaden krävs för att brokonfiguratorn
skall vara återbetald inom 5år.
•
Går att koppla olika produktionsaspekter till designfasen mha konfiguratorer.
•
Vinster från produktion är svåra att uppskatta men fallstudie av Ölandsbrons
effektivisering tyder på stora vinster mha. ”learning curve”
Partners och affärsupplägg
•
Tyréns och NCC har idag ingått ett sammarbete som syftar till att skapa en konfigurerbar
modulariserad plattbro.
•
En kontinuitet kan således skapas utan att det behöver vara ett enskilt företag
Sammanfattning teori
•
Kräver en modulär produktarkitektur vid konfigurering
•
Utveckling av produktplattformar kräver noga analys av produktutbudet samt
vilken produkttopologi man har valt
•
Kräver IT-stöd för att lyckas med konfigurering
– Inom BIM beskrivs detta som Nivå 3
Frågor?
Tack för att ni lyssnade!