Traktorin tuotesuunnittelun validointi
Saari, Petri Tapani (2015)
Saari, Petri Tapani
2015
Konetekniikan koulutusohjelma
Teknisten tieteiden tiedekunta - Faculty of Engineering Sciences
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Hyväksymispäivämäärä
2015-08-12
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tty-201507291442
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tty-201507291442
Tiivistelmä
Kehitettävälle tuotteelle asetetaan yleensä useita vaatimuksia, joiden tärkeimpiä lähteitä ovat käyttäjät eli asiakkaat, kilpailijat, yrityksen johdon määrittelemät strategiat sekä organisaation sisäiset tarpeet. Eri lähteistä tulevat vaatimukset ja toiveet analysoidaan, jonka tuloksena muodostuu tuotteen konsepti ja tuotespesifikaatio. Tämän työn tavoitteena on kuvata Valtran nykyisen validointikäytännön ja kirjallisuuden pohjalta järjestelmällinen validointiprosessi traktorin tuotesuunnittelua varten sekä arvioida, että miten kestoikälaskentaa ja simulointimenetelmiä voitaisiin hyödyntää entistä tehokkaammin validointiprosessissa.
Työ jakautuu kahteen osaan: Kirjallisuustutkimusosassa suunnittelun validointiprosessia tarkastellaan Design for Six-Sigma – filosofian pohjalta luotujen työkalujen näkökulmasta ja muodostetaan liityntäpinnat filosofian ja käytännön toiminnan välille. Toisessa osiossa käydään läpi tutkimuksessa kuvattu tuotesuunnittelun validointiprosessi esimerkkitapauksen avulla, jossa aihetta tarkastellaan komponenttitasolla. Esimerkin komponentti on etukuormaimen runkosovite ja sille luodaan validointisuunnitelma vaatimuslistan avulla. Validointisuunnitelmaan kirjatut tarvittavat lisätiedot rakenne- ja kestoikälaskentaa sekä monikappalesimulointia varten hankitaan laboratorio- ja kenttätestauksessa suoritettavien venymä-, paine- ja kiihtyvyysmittauksien avulla.
Tutkimus osoittaa, että riittävän tarkkuuden omaavan tuotespesifikaation pohjalta luotu systeemitason vaatimuslista sekä siitä johdettu komponenttitason vaatimuslista helpottaa huomattavasti validointisuunnitelman tekemistä ja luo pohjan systemaattiselle validointiprosessille. Tuotemallin analysointityökalujen tehokkaampi hyödyntäminen on mahdollista, jos ne otetaan huomioon jo validointisuunnitelman yhteydessä. Tuotemallin analysointityökalujen, kuten kestoikälaskennan ja monikappalesimuloinnin, avulla on mahdollista korvata fyysisellä prototyypillä tehtäviä validointitestejä ja pienentää näin validointikustannuksia. Jotta tuotemallin analysointityökaluja voitaisiin pitää riittävän luotettavina, ne tulee vastaavasti verifioida fyysisten testien avulla. Tarkoistakin simulointimalleista huolimatta fyysisiä testejä tarvitaan kuitenkin aina, jotta voidaan olla varmoja tuotteen toiminnasta todellisissa käyttöolosuhteissa sillä kaikkia asioita ei voida ennakoida tai simuloida.
Työ jakautuu kahteen osaan: Kirjallisuustutkimusosassa suunnittelun validointiprosessia tarkastellaan Design for Six-Sigma – filosofian pohjalta luotujen työkalujen näkökulmasta ja muodostetaan liityntäpinnat filosofian ja käytännön toiminnan välille. Toisessa osiossa käydään läpi tutkimuksessa kuvattu tuotesuunnittelun validointiprosessi esimerkkitapauksen avulla, jossa aihetta tarkastellaan komponenttitasolla. Esimerkin komponentti on etukuormaimen runkosovite ja sille luodaan validointisuunnitelma vaatimuslistan avulla. Validointisuunnitelmaan kirjatut tarvittavat lisätiedot rakenne- ja kestoikälaskentaa sekä monikappalesimulointia varten hankitaan laboratorio- ja kenttätestauksessa suoritettavien venymä-, paine- ja kiihtyvyysmittauksien avulla.
Tutkimus osoittaa, että riittävän tarkkuuden omaavan tuotespesifikaation pohjalta luotu systeemitason vaatimuslista sekä siitä johdettu komponenttitason vaatimuslista helpottaa huomattavasti validointisuunnitelman tekemistä ja luo pohjan systemaattiselle validointiprosessille. Tuotemallin analysointityökalujen tehokkaampi hyödyntäminen on mahdollista, jos ne otetaan huomioon jo validointisuunnitelman yhteydessä. Tuotemallin analysointityökalujen, kuten kestoikälaskennan ja monikappalesimuloinnin, avulla on mahdollista korvata fyysisellä prototyypillä tehtäviä validointitestejä ja pienentää näin validointikustannuksia. Jotta tuotemallin analysointityökaluja voitaisiin pitää riittävän luotettavina, ne tulee vastaavasti verifioida fyysisten testien avulla. Tarkoistakin simulointimalleista huolimatta fyysisiä testejä tarvitaan kuitenkin aina, jotta voidaan olla varmoja tuotteen toiminnasta todellisissa käyttöolosuhteissa sillä kaikkia asioita ei voida ennakoida tai simuloida.