Mechanical engineering process development for industrial cranes
Rannisto, Sakari (2021)
2021
Konetekniikan DI-ohjelma - Master's Programme in Mechanical Engineering
Tekniikan ja luonnontieteiden tiedekunta - Faculty of Engineering and Natural Sciences
This publication is copyrighted. Only for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Hyväksymispäivämäärä
2021-05-17
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202105124900
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202105124900
Tiivistelmä
The purpose of this study was to develop mechanical engineering processes for industrial engineering-to-order (ETO) cranes while utilizing the surrounding design systems. Developed processes needed to improve mechanical engineering data flow between offer- and order engineering phases. Secondly, new processes needed to enable 3D design for crane level engineering.
In this study, three product types are studied, product A (highly configurable), product B (semi configurable) and product C (unique product). Developing the process started from mapping the current processes. Engineering process charts were constructed from several interviews in the company. Engineering hours were analysed for finding out the bottlenecks in the drawn processes.
After studying the product types, a literature review was conducted. From the review, modularity, ETO design automation and top-down design theories were applied in forming new processes. A 3D crane template concept was created. The new template links the offer and order phase by combining CTO- and ETO module 3D models and structures in one crane-level assembly.
Five new process variants were proposed as the main outputs of this study. Product A: light ETO process and medium ETO process. Product B: medium ETO -process for budget offers, and medium-heavy ETO -process for detailed offers. Product C: heavy ETO process. New processes were presented and proposed to the relevant offer- / order engineering stakeholders in the company. Benefits of the new processes were estimated briefly.
After the case results, a company context free framework of 3D crane template was made. The new framework was named to 3D product template, it is a way to connect sales, order engineering and production, with synchronized and visualized product structure. Tämän tutkimuksen tavoitteena oli kehittää mekaniikkasuunnitteluprosessia ETO tuotteille nosturitasolle, hyödyntämällä olemassa olevia suunnittelujärjestelmiä. Uuden prosessin tuli parantaa mekaniikkasuunnittelun datan kulkua tarjousvaiheesta tilausvaiheesta, sekä mahdollistaa 3D suunnittelu nosturitasolle.
Työssä tutkitaan kolmea eri tuotetyyppiä, tuote A (korkeasti konfiguroitava), tuote B (osittain konfiguroitava), ja tuote C (uniikki tuote). Suunnitteluprosessin kehitys alkoi nykyisten prosessien kartoituksella. Nykyisistä prosesseista laadittiin prosessikaaviot suoritetun haastattelukierroksen pohjalta. Projektikohtaisia suunnittelutunteja analysoitiin ja verrattiin dokumentoituihin prosessikaavioihin. Näin selvitettiin prosesseissa piileviä pullonkauloja.
Kirjallisuuskatsaus suoritettiin tapaustutkimuksessa nousseiden teemojen pohjalta. Näitä teemoja olivat mm. modulaarisuus, suunnitteluautomaation hyödyntäminen ETO tuotteille ja ns. top-down suunnittelumetodi. Tapaustutkimuksen ja kirjallisuuskatsauksen pohjalta luotiin 3D crane template -konsepti. Tämä konsepti linkittää tarjous- ja tilausvaiheen yhdistelemällä CTO ja ETO moduulien käyttöä ylätason 3D nosturisuunnittelussa.
Työn päätuloksena syntyi viisi uutta prosessivarianttia käyttämällä uutta 3D crane template -konseptia. Tuote A: light ETO process and medium ETO process. Tuote B: medium ETO process and medium-heavy ETO process. Tuote C: heavy ETO process. Uudet prosessit esitettiin ja eh dotettiin lukuisille sidosryhmille yrityksessä. Uusien prosessivarianttien kannattavuutta arvioitiin hieman.
Yritykselle tehdyn tutkimuksen jälkeen, kontekstivapaa konsepti luotiin uutena viitekehityk senä, sen nimeksi tuli: ”3D product template”. Uusi viitekehys on modernisoitu tapa yhdistää myynti, tilaussuunnittelu ja tuotanto esirakennetun 3D tuoteluurangon avulla.
In this study, three product types are studied, product A (highly configurable), product B (semi configurable) and product C (unique product). Developing the process started from mapping the current processes. Engineering process charts were constructed from several interviews in the company. Engineering hours were analysed for finding out the bottlenecks in the drawn processes.
After studying the product types, a literature review was conducted. From the review, modularity, ETO design automation and top-down design theories were applied in forming new processes. A 3D crane template concept was created. The new template links the offer and order phase by combining CTO- and ETO module 3D models and structures in one crane-level assembly.
Five new process variants were proposed as the main outputs of this study. Product A: light ETO process and medium ETO process. Product B: medium ETO -process for budget offers, and medium-heavy ETO -process for detailed offers. Product C: heavy ETO process. New processes were presented and proposed to the relevant offer- / order engineering stakeholders in the company. Benefits of the new processes were estimated briefly.
After the case results, a company context free framework of 3D crane template was made. The new framework was named to 3D product template, it is a way to connect sales, order engineering and production, with synchronized and visualized product structure.
Työssä tutkitaan kolmea eri tuotetyyppiä, tuote A (korkeasti konfiguroitava), tuote B (osittain konfiguroitava), ja tuote C (uniikki tuote). Suunnitteluprosessin kehitys alkoi nykyisten prosessien kartoituksella. Nykyisistä prosesseista laadittiin prosessikaaviot suoritetun haastattelukierroksen pohjalta. Projektikohtaisia suunnittelutunteja analysoitiin ja verrattiin dokumentoituihin prosessikaavioihin. Näin selvitettiin prosesseissa piileviä pullonkauloja.
Kirjallisuuskatsaus suoritettiin tapaustutkimuksessa nousseiden teemojen pohjalta. Näitä teemoja olivat mm. modulaarisuus, suunnitteluautomaation hyödyntäminen ETO tuotteille ja ns. top-down suunnittelumetodi. Tapaustutkimuksen ja kirjallisuuskatsauksen pohjalta luotiin 3D crane template -konsepti. Tämä konsepti linkittää tarjous- ja tilausvaiheen yhdistelemällä CTO ja ETO moduulien käyttöä ylätason 3D nosturisuunnittelussa.
Työn päätuloksena syntyi viisi uutta prosessivarianttia käyttämällä uutta 3D crane template -konseptia. Tuote A: light ETO process and medium ETO process. Tuote B: medium ETO process and medium-heavy ETO process. Tuote C: heavy ETO process. Uudet prosessit esitettiin ja eh dotettiin lukuisille sidosryhmille yrityksessä. Uusien prosessivarianttien kannattavuutta arvioitiin hieman.
Yritykselle tehdyn tutkimuksen jälkeen, kontekstivapaa konsepti luotiin uutena viitekehityk senä, sen nimeksi tuli: ”3D product template”. Uusi viitekehys on modernisoitu tapa yhdistää myynti, tilaussuunnittelu ja tuotanto esirakennetun 3D tuoteluurangon avulla.