Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Produktionsförberedelse med avseende på tre nyckelfaktorer: DFA, modularisering, samt monteringssystem: En analys av framtida monteringsmöjligheter för en brandrobot av typ FUMOTM
KTH, School of Industrial Engineering and Management (ITM), Production Engineering.
KTH, School of Industrial Engineering and Management (ITM), Production Engineering.
2013 (Swedish)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesis
Abstract [sv]

AB Realisator, ett management consulting företag med fokus på marknads- och affärsutveckling, har tidigare funnit att brandmän i dagsläget inte använder sig av någon form av robotar vid hantering av bränder. Således startades projektet FUMOTM; en robot vars främsta syfte är att gå in i bränder och filma/scanna ytan för att förenkla brandmännens arbete och potentiellt rädda liv. I framtiden har AB Realisator även funnit det möjligt att lägga till någon form av brandsläckningsmöjligheter och en robotarm på FUMOTM. Syftet med föreliggande rapport är att utvärdera vilka framtida produktionsmöjligheter som finns för denna robot. Arbetet innefattar att skapa en modulplattform för roboten, utforma de framtida tekniska lösningarna robotarm och släckanordning på ett monteringsvänligt sätt enligt Boothroyds DFA-metod, samt att ta fram ett monteringssystem som uppfyller den kravspecifikation som AB Realisator har lagt fram. Denna kravspecifikation innehåller krav på effektivitet, kvalitet, flexibilitet, arbetsmiljö, monteringstid, och kostnad. För att kunna bemöta de tre grundsyften kring DFA, modulindelning, och monteringssystem som finns i denna rapport är en deduktiv ansats lämplig. Metoden innebär initialt en genomgripande teoretisk studie kring dessa ämnen. Inom ämnet monteringsystem lades störst fokus på faktorerna monteringslayout, cellutformning, arbetsergonomi, materialförsörjning och lean. Den teoretiska studien innefattar en djupgående sökning på tidigare litteratur samt tre stycken intervjuer/studiebesök. Intervjuerna hölls med representanter på Scania, Alfa Laval, och Modular Management. Den teoretiska studien innefattar även en kundundersökning med olika brandstationer och experter i landet för att få en bild av vilka krav de har på produkten. Efter denna teoretiska studie påbörjades analysen där kunskapen applicerades just för denna brandrobot. Boothroyds DFA-analys genererade ett antal viktiga råd kring designen av robotarmen och släckanordningen. Till att börja med bör designen en cirkulär axel för enkel insättning. Höjden på robotarmen kommer att behöva vara betydligt större än den för släckanordningen. Uppskattningsvis bör längden på robotarmen vara ca 4 meter för att nå dörrhandtag och dylikt medan höjden på släckanordning inte behöver vara mer än 0,5 meter. Diametern på släckanordning/robotarm bör vara ungefär 20 cm för att klara de storlekskrav som FUMOTM har. Vikten bör heller inte överskrida 30 kg. För att på ett effektivt och ergonomiskt sätt kunna montera de stora anordningarna på roboten bör en flyttanordning konstrueras. Fasningar behövs för att montören ska kunna föra in axeln i hålet på bästa sätt. Fasningen bör vara 0,6 cm bred och konisk. Vinkel på denna bör vara ungefär 45 grader. Robotarmen/släckanordningen bör monteras centralt på FUMOTM för att undvika att konstruktionen blir ostabil. Analysen påvisade att det är lämpligt att skapa tre olika produktvarianter. Dessa tre varianter är ”basic”, ”flexible” och ”fire extinguisher”. Den förstnämnda är standardvarianten av denna robot där syftet enbart är att gå in i komplexa miljöer för att filma. I varianten ”flexible” är även robotarmen monterad på roboten för att kunna öppna dörrar och frakta ut brandfarliga acetylentuber. På den sista varianten sitter släckanordningen istället för robotarmen. Slutsatsen blev att följande modulsystem är applicerbart: MODUL A – Mittenplatta, MODUL B – Sidoplattor, MODUL C – Bottenplatta, MODUL D – Scanner, MODUL E – Användargränssnitt, MODUL F - Topp-platta, MODUL G – Kameror, och MODUL H – Larvband. Utifrån dessa resultat och den teoretiska studien påvisade analysen att roboten bör monteras i en cell där allt material kommer till ytor i närheten och där montaget är stationärt. Detta system kommer att upprätthålla de krav som AB Realisator har på systemet, även om konceptet lean endast blir delvis applicerat då fokus istället måste ligga på att producera robotar av högsta kvalitet.

Abstract [en]

AB Realisator, a management consulting company with focus on business development, has found that fire fighters don’t utilize the technology of robots when trying to control a fire. Thus, the FUMOTM project was started where a robot which could enter extensive fires and send detailed pictures of it to the personnel outside. In the future the company has also seen an uprising demand to use this robot to extinguish these fires and also have some sort of robotic arm assembled to it. The purpose of this report is to evaluate the production possibilities of this robot. It includes creating a modular platform, presenting advices to the design of the future technical solutions “robotic arm” and “fire extinguisher device” according to the DFA-method presented by Boothroyd, and to develop an assembly system which maintains the specification presented by AB Realisator. This specification includes demands on efficiency, quality, flexibility, ergonomics, assembly time, and assembly cost. To encounter the purpose with its three parts (DFA, modular platform, and assembly system), a deductive onset is appropriate. The method starts with a theoretical study of these topics. Within the framework of “assembly system” focus were put on layout, cellular design, ergonomics, flow of materials, and lean. The theoretical study includes an in-depth search of previous literature as well as three interviews to enhance the understanding of the subject and get advice on how this particular system should be designed. The interviews were held with Scania, Alfa Laval, and Modular Management. The theoretical study also includes a survey of various fire stations and experts around the country to get a picture of what requirements they have on the product. After this theoretical study, the analysis was initiated where the knowledge was applied to the case for this particular fire robot.Boothroyds DFA analysis produced a number of important advices about the design of the robotic arm and fire extinguish device. To begin with, the design should be circular for easy insertion. The height of the robot arm will need to be significantly larger than that of extinguishing device. Roughly the length of the robotic arm should be about 4 meters to reach doorknobs and such while the height of the fire extinguish device need not be more than 0.5 meters. The diameter of these objects should be about 20 cm to meet the size requirements FUMOTM have. The weight should not exceed 30 kg. For an efficient and ergonomic way to mount these major devices on the robot, a transportation device should be constructed. Chamfers are needed for the assembler to be able to insert the shaft into the hole in the best way. The bevel should be 0.6 cm wide and conical. The angle of this should be about 45 degrees. Finally, the devices should be mounted centrally on FUMOTM to avoid unstability. The analysis then showed that it is appropriate to create three different product variants. These three are "basic", "flexible" and "fire extinguisher". “Basic” is the standard version of this robot whose purpose is to go into complex environments for filming only. In the variant "flexible" the robotic arm is also mounted on the robot, giving it the ability to open doors and carry out flammable objects. On the final version the fire extinguisher device is assembled to the robot instead of the robot arm. The analysis then pointed out the following modular system: MODULE A – Base plate, MODULE B - Side plates, MODULE C - Bottom plate, MODULE D - Scanners, MODULE E - User interface, MODULE F - Top plate, MODULE G – Cameras, and MODULE H – caterpillar tracks. Based on these results and the theoretical analysis, the study demonstrated that the robot should be mounted in a cell where the material comes to a nearby surface, placed in order of assembly, and the subassembly is stationary. The assembly is handled manually with quality taken into account in every step. This system will maintain the requirements that AB Realisator have on the system, even if the concept of lean only be partially applied when the focus instead should be on producing robots of the highest quality.

Place, publisher, year, edition, pages
2013. , 57 p.
Series
Examensarbete inom industriell produktion, avancerad nivå, 560
National Category
Engineering and Technology
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-129003OAI: oai:DiVA.org:kth-129003DiVA: diva2:649091
Examiners
Available from: 2013-09-18 Created: 2013-09-17 Last updated: 2013-09-18Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(1836 kB)339 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 1836 kBChecksum SHA-512
455786b18e471d662d353fb9473dd02d1b0136139407f19b1ac8de2f618ac2ea20fc1ab4b408c84c488de4991719d419f483bf91471e8e09fb247bc162a6ba74
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Production Engineering
Engineering and Technology

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 339 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 251 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf