Harmonising the Modular Product Range

Työn tavoitteena on analysoida KONEen hissien ovituoteperheitä ja harmonisoida modulaarista ovituotevalikoimaa niin, että tulos olisi mahdollisimman suotuisa KONEelle sekä sen sidosryhmille. Harmonisointi toteutetaan, koska KONEen tuotevalikoima on erittäin laaja ja monimutkainen ja siitä syystä erittäin kallis ja vaikea hallita ja ylläpitää. Tavoitteena on selvittää myös termejä modulaarisuus ja tuotealusta olennaisen kirjallisuuden pohjalta. Nykyään yritysten täytyy kehittää tuotevalikoimaa jatkuvasti. Yrityksen koko tuotevalikoiman varioituvuus tulisi kuitenkin pitää järkevissä rajoissa. Moduuleita ja tuotealustoja pitäisi käyttää jakamaan tuotteiden avainelementtejä ja lisäämään varioituvuutta helposti hallittavalla tavalla. Kannattamattomat ja matalavolyymiset tuotteet kuluttavat yrityksen niukkoja resursseja. Tällaiset tuotteet tulisi poistaa tuotevalikoimasta, mutta ei ilman harkintaa. Kannattama-tonkin tuote voi olla erittäin arvokas asiakkaalle ja tällaisen tuotteen hylkääminen voi olla yritykselle pitkällä tähtäimellä erittäin kohtalokasta. Työn tuloksena oli harmonisointiehdotus KONEen AMD-oville ja selvitys harmonisoinnin vaikutuksista. Harmonisointi KONEella päätettiin toteuttaa siten, että matalavolyymiset tuotteet siirrettiin erikoistuotteiden valikoimaan. Myös kustannusanalyysi tukee harmonisointipäätöstä laskentajärjestelmän puutteista huolimatta.

Cost estimation framework for modular product

Cost estimation is an important, but challenging process when designing a new product or a feature of it, verifying the product prices given by suppliers or planning a cost saving actions of existing products. It is even more challenging when the product is highly modular, not a bulk product. In general, cost estimation techniques can be divided into two main groups - qualitative and quantitative techniques - which can further be classified into more detailed methods. Generally, qualitative techniques are preferable when comparing alternatives and quantitative techniques when cost relationships can be found. The main objective of this thesis was to develop a method on how to estimate costs of internally manufactured and commercial elevator landing doors. Because of the challenging product structure, the proposed cost estimation framework is developed under three different levels based on past cost information available. The framework consists of features from both qualitative and quantitative cost estimation techniques. The starting point for the whole cost estimation process is an unambiguous, hierarchical product structure so that the product can be classified into controllable parts and is then easier to handle. Those controllable parts can then be compared to existing past cost knowledge of similar parts and create as accurate cost estimates as possible by that way.

Modular Product Verifications Based on Design for Assembly

The desire to conquer markets through advanced product design and trendy business strategies are still predominant approaches in industry today. In fact, product development has acquired an ever more central role in the strategic planning of companies, and it has extended its influence to R&D funding levels as well. It is not surprising that many national R&D project frameworks within the EU today are dominated by product development topics, leaving production engineering, robotics, and systems on the sidelines. The reasons may be many but, unfortunately, the link between product development and the production processes they cater for are seldom treated in depth. The issue dealt with in this article relates to how product development is applied in order to attain the required production quality levels a company may desire, as well as how one may counter assembly defects and deviations through quantifiable design approaches. It is recognized that product verifications (tests, inspections, etc.) are necessary, but the application of these tactics often result in lead-time extensions and increased costs. Modular architectures improve this by simplifying the verification of the assembled product at module level. Furthermore, since Design for Assembly (DFA) has shown the possibility to identify defective assemblies, it may be possible to detect potential assembly defects already in the product and module design phase. The intention of this paper is to discuss and describe the link between verifications of modular architectures, defects and design for assembly. The paper is based on literature and case studies; tables and diagrams are included with the intention of increasing understanding of the relation between poor designs, defects and product verifications.

Uracil-DNA glycosylase–DNA substrate and product structures: Conformational strain promotes catalytic efficiency by coupled stereoelectronic effects

Enzymatic transformations of macromolecular substrates such as DNA repair enzyme/DNA transformations are commonly interpreted primarily by active-site functional-group chemistry that ignores their extensive interfaces. Yet human uracil–DNA glycosylase (UDG), an archetypical enzyme that initiates DNA base-excision repair, efficiently excises the damaged base uracil resulting from cytosine deamination even when active-site functional groups are deleted by mutagenesis. The 1.8-Å resolution substrate analogue and 2.0-Å resolution cleaved product cocrystal structures of UDG bound to double-stranded DNA suggest enzyme–DNA substrate-binding energy from the macromolecular interface is funneled into catalytic power at the active site. The architecturally stabilized closing of UDG enforces distortions of the uracil and deoxyribose in the flipped-out nucleotide substrate that are relieved by glycosylic bond cleavage in the product complex. This experimentally defined substrate stereochemistry implies the enzyme alters the orientation of three orthogonal electron orbitals to favor electron transpositions for glycosylic bond cleavage. By revealing the coupling of this anomeric effect to a delocalization of the glycosylic bond electrons into the uracil aromatic system, this structurally implicated mechanism resolves apparent paradoxes concerning the transpositions of electrons among orthogonal orbitals and the retention of catalytic efficiency despite mutational removal of active-site functional groups. These UDG/DNA structures and their implied dissociative excision chemistry suggest biology favors a chemistry for base-excision repair initiation that optimizes pathway coordination by product binding to avoid the release of cytotoxic and mutagenic intermediates. Similar excision chemistry may apply to other biological reaction pathways requiring the coordination of complex multistep chemical transformations.

a The application of modular/sectional structures to ground effect machines. /

"Task 9R99-01-005-06. Contract DA 44-177-TC-727."

Konfiguroituvan tuotteen tuoterakennesystematiikan kehittäminen

Ponsse Oyj:n kaltainen konfiguroituvaa, monimutkaista tuotetta valmistava yhtiö tarvitsee ehdottomasti nykyaikaisen modulaarisuuteen perustuvan tuoterakennesystematiikan. Käyttämällä osioita eri modulaarisuusmalleista ja soveltamalla niitä Ponssen näkökulmasta kaikkein edullisimmalla tavalla, on kehitetty ensimmäinen case - tapaus ja sen myötä mahdollisimman yksinkertainen toimintamalli. Mallissa on otettu huomioon myös useat tuoterakenteen kanssa vuorovaikutuksessa olevat tekijät. Myyntitilanteen valinnat ovat listattu konfigurointimatriisiin ja ne voivat olla itsenäisiä tai sulkea pois joitakin toisia valintoja. Kun sopiva koneyksilö on muodostettu, saadaan matriisista samantien tulostettua valintojen mukainen tuoteyksilö. Tuoteyksilön moduulirakenne toimii kyseisen, yksittäisen koneen työmääräimenä sekä koneenvalmistuksen dokumenttina, sillä luettelon yksi moduuli on yhden valmistettavantyövaiheen moduulipiirustus alimoduuleineen ja osineen. Moduulipiirustusten on siis otettava huomioon tuotannon, oston, suunnittelun ja dokumentoinnin näkökulmat. Piirustuksen laatijan on tiedettävä kyseisen moduulin valmistus eli koottavan komponenttikokoelman laajuus sekä tuotantolinjan että osto-osaston intressien mukaisesti. Piirustuksen on nivouduttava sitä kutsuvaan matriisiin ja kyseisen moduulin valinnan kytköksiin muihin moduuleihin nähden. Kaiken lisäksi piirustuksen on toimittava kokoonpano-ohjeena sekä jälkimarkkinoinnin työkaluna. Tässä työssä muodostettiin metsätraktorin ohjaamosta esimerkkitapaus. Case tapauksessa käytettiin työssä esitettyä uutta tuoterakennesystematiikkaa uuden modulaarisuussäännöstön käytöstä, laskettu sen aiheuttamat muutokset ja sen tuotantoon otosta on kerätty ensimmäiset kommentit. Esimerkillä pyrittiin saavuttamaan modulaarisen tuoterakenteen mahdollistamat edut ja projektia on jatkettu Ponsse Oyj:llä käsittämään muitakin tuotekokonaisuuksia.

Kattilalaitosten järjestelmällinen suunnittelu ja modulaarinen rakenne

Tämän diplomityön tavoitteena on tutkia kattilalaitosten järjestelmällistä suunnittelua, huomioiden laitoksen elinkaariprosessit ja modulaarinen tuoterakenne. Kattilalaitokset investointituotteina toteutetaan tyypillisesti projektitoimintamallilla, jolloin jokainen toimitus suunnitellaan alusta kyseisen kohteen vaatimusten perusteella. Päätöksenteon peruste on laitosasiakkaiden osalta tyypillisesti hinta, jonkavuoksi laitoksen perusratkaisut tulee olla ennalta määriteltyjä ja toimitusprosessi huolellisesti suunniteltu, jotta kustannukset ja aikataulu ovat ennustettavissa. Projektitoimituksissa projektipäälliköllä on merkittävä vastuu myös suunnittelun onnistumisesta ja käytössä olevat projektinhallintamallit ovat hyvin tuotekeskeisiä, jolloin vaatimuksia ei riittävästi huomioida ja siten toteutettu laitosratkaisu ei täytä usein sidosryhmien asettamia vaatimuksia. Monimutkaisten järjestelmien kehittämiseen ja suunnitteluun on olemassa Systems Engineering - suunnittelumalli, jonka hyödyntäminen energiatekniikan alalla on ollut vielä vähäistä. Malli tarjoaa yhdessä ISO/ICE 15288 standardin kanssa valmiit prosessit tuotteen järjestelmälliselle suunnittelulle. Modulaariset tuoterakenteet ovat olleet perusvaatimus komponenttien toimitusten osalta, mutta laitosjärjestelmien tuotteistaminen on koettu vaikeaksi runsaan räätälöintitarpeen takia. Prosessimaisella toimintamallilla voidaan tuottaa modulaarisia tuoterakenteita ja tehostaa kattilalaitosten muutosten hallintaa. Tutkimuksessa tunnistettiin tyypilliset kattilalaitoksen suunnittelun prosessit kattilalaitosten kokonaistoimituksiin erikoistuneelle KPA Unicon Oy:lle.

Varioituvat moduulit liikuteltavissa murskauslaitoksissa

Tässä diplomityössä tutkitaan Metso Mineralsin moduuli- sekä tuoterakennemaailmaa. Työn tarkoituksena on löytää uusia mahdollisuuksia moduuli- ja tuoterakennemaailman kuvaamiseen sekä niiden hallitsemiseen. Työssä otetaan kantaa asioihin pääsääntöisesti moduulin näkökulmasta. Työssä määritellään kohdeyritystä parhaiten palveleva varioituvan moduulin periaatteellinen rakenne. Työssä annetaan moduulien uudelleenkäytön tehostamiseen sekä helpottamiseen tähtääviä ehdotuksia. Varioituvien moduulien näkökulmasta tarkastellaan nykyisiä tuoterakenneperiaatteita, ja ehdotetaan uutta tapaa lähestyä lopputuotteita. Varioituvien moduulien ja uusien tuoterakenteiden johtamiseen liittyvistä toimenpiteistä annetaan ehdotuksia, sekä määritellään niille omistajuudet. Työn lopputuloksena saadaan kokonaisvaltainen näkemys mahdollisesta tavasta nähdä ja hallita moduuli- ja tuoterakennemaailma.

Lifecycle Information Management of a Mass Customized Product

Diplomityön tavoitteena on tutkia mitä uusia tiedonhallinnallisia ongelmia ilmenee, kun massaräätälöidyn tuotteen tuotetieto hallitaan läpi tuotteen elinkaaren, sekä miten nämä ongelmat voitaisiin ratkaista. Ongelmat ja haasteet kerätään kirjallisuuslähteistä ja massaräätälöintiprosessi yhdistetään PLM-vaiheisiin. Ratkaisua tutkitaan testaamalla kuinka standardit STEP ja PLCS sekä standardeja tukeva PLM järjestelmä voisivat tukea massaräätälöidyn tuotteen elinkaaren tiedonhallintaa. MC tuotteiden ongelmia ovat tuoterakenteen monimutkaisuus, jäljitettävyys ja muutosten hallinta läpi elinkaaren. STEP ja PLCS pystyvät kummatkin tahollaan tukemaan tiedonhallintaa. MC-tuotteen geneerinen tuoterakenne on kuitenkin manuaalisesti liittettävä elinkaaritiedon tukemiseen. PLM-järjestelmä pystyy tukemaan MC-tuotteiden elinkaarta, mutta koska toiminto ei ole järjestelmään sisäänrakennettuna, MC-tuotteiden tukemisen parantamisessa on edelleen haasteita.

Service product structure supported by remote diagnostics

Työn tavoitteena oli määrittää etähuoltokonseptin yleinen rakenne sekä selvittää asiakkaille tarjottavia modulaarisia palvelutuotteita. Aluksi selvitettiin huoltokonseptin rakennetta kirjallisuuden ja asiantuntijoiden haastattelujen avulla. Asiantuntijoiden haastattelut toteutettiin vapaamuotoisesti kysymyslistaa apuna käyttäen. Tämän lisäksi työssä pohditaan KM, CRM ja PDM rooleja etähuoltokonseptin kannalta sekä tutkaillaan etähuollon tulevaisuuden näkymiä.Diplomityössä käsitellään modulaarisuutta yleisellä tasolla. Moduularisuus on moniulotteinen termi. Usein sillä tarkoitetaan yrityksen sisäistä tuotekehityksen hallintaa. Toisaalta se voidaan nähdä myös asiakkaalle tarjottavina tuotteina ja tässä diplomityössä on keskitytty tähän puoleen. Loppuosa diplomityöstä käsittelee palvelutuotteiden tuotteistamisprosessia.Diplomityön tuloksena hahmoteltiin etähuolto konseptia ja tutkittiin mahdollisia palvelutuotteita, joita voidaan sisällyttää etähuoltokonseptiin. Tämän lisäksi toteutettiin osa tuotteistamisprosessista. Etähuollon kehittäminen on haasteellista. Haasteeksi jää tuotekehitystoiminnan ja palvelupuolen toiminnan tehostaminen, jotta tuotteita voitaisiin jo suunnittelupuolella kehittää etähuollon tarpeisiin. Kehittäminen vaatii molempien puolien aktiivista osallistumista.

Suurnopeuskompressorin modulaarisen runkosarjan suunnittelu

Tässä diplomityössä suunniteltiin parametrisesti modulaarinen koneen runko. Pyrkimyksenä oli suunnitella kokonaiskustannuksiltaan alhaisempi runkosarja jo olemassa oleviin suurnopeuskompressoreihin. Raportissa kerrotaan ensin modulaaristen tuoterakenteiden suunnittelusta ja käytettävästä suunnitteluohjelmistosta (SolidWorks). Sen jälkeen keskitytään suurnopeuskompressorin runkosarjan suunnitteluun esimerkkitapauksena. Aluksi keskitytään selvittämään rungolle asetettuja vaatimuksia ja ideoimaan erilaisia runkokonsepteja. Työ etenee ideoiden vertailun kautta modulaaristen konseptien luomiseen ja kahden moduulin moduulikohtaiseen suunnitteluun. Suunnitteluprosessissa käytetään rakenteen käyttäytymisen arviointiin äärellisten elementtien menetelmää (FEM). Työssä kehitettiin alkuperäisiin runkorakenteisiin verrattuna 10 % kustannuksiltaan edullisempi runkorakenneratkaisu, jonka purettavuus lisäksi alentaa rakenteen kuljetus- ja varastointikustannuksia.

Modulaarisen tuotteen mallivalikoiman ja tuoterakenteen keventäminen

Työn päätavoitteena on analysoida Konecranesin nosturiohjaamoperheitä ja tehdä analyysin pohjalta ehdotuksia liiketoimintayksiköiden käyttämän ohjaamovalikoiman ja modulaarisen tuoterakenteen keventämisestä. Ohjaamovalikoiman ja ohjaamojen tuoterakenteen keventämiselle on tarvetta koska laajan ohjaamovalikoiman ja monimutkaisen tuoterakenteen myötä tuotehallinta on vaikeutunut hankaloittaen myyntiprosessia ja lisäten samalla myös tuotteen tilaus-toimitusprosessin virhealttiutta ja kustannuksia. Suuren valikoiman ja monimutkaisen tuoterakenteen takia tuotekonfiguroinnissa tarvittavia teknisiä lausekkeita ei voida myöskään soveltaa kaikkiin ohjaamomalleihin ja ne ovatkin sen takia jääneet vajaakäyttöön Työn tuloksena ehdotetaan elinkaarensa päähän tulleiden ja/tai duplikaateiksi luokiteltavien mallien poistamista valikoimasta ja vain vähäistä myyntipotentiaalia omaavien tuotteiden siirtämistä erikoistuotteiden valikoimaan tarjottavaksi suunnittelua vaativina, projektiluonteisina tuotteina. Työn tuloksena ehdotetaan myös ohjaamoperheiden tuoterakenteen yhtenäistämistä ja tuotealustojen vari-oituvuuden vähentämisestä siirtämällä pienen myyntipotentiaalin omaavia alustoja projektituotteiksi.

Module property verification : A method to plan and perform quality verifications in modular architectures

Modular product architectures have generated numerous benefits for companies in terms of cost, lead-time and quality. The defined interfaces and the module’s properties decrease the effort to develop new product variants, and provide an opportunity to perform parallel tasks in design, manufacturing and assembly. The background of this thesis is that companies perform verifications (tests, inspections and controls) of products late, when most of the parts have been assembled. This extends the lead-time to delivery and ruins benefits from a modular product architecture; specifically when the verifications are extensive and the frequency of detected defects is high. Due to the number of product variants obtained from the modular product architecture, verifications must handle a wide range of equipment, instructions and goal values to ensure that high quality products can be delivered. As a result, the total benefits from a modular product architecture are difficult to achieve. This thesis describes a method for planning and performing verifications within a modular product architecture. The method supports companies by utilizing the defined modules for verifications already at module level, so called MPV (Module Property Verification). With MPV, defects are detected at an earlier point, compared to verification of a complete product, and the number of verifications is decreased. The MPV method is built up of three phases. In Phase A, candidate modules are evaluated on the basis of costs and lead-time of the verifications and the repair of defects. An MPV-index is obtained which quantifies the module and indicates if the module should be verified at product level or by MPV. In Phase B, the interface interaction between the modules is evaluated, as well as the distribution of properties among the modules. The purpose is to evaluate the extent to which supplementary verifications at product level is needed. Phase C supports a selection of the final verification strategy. The cost and lead-time for the supplementary verifications are considered together with the results from Phase A and B. The MPV method is based on a set of qualitative and quantitative measures and tools which provide an overview and support the achievement of cost and time efficient company specific verifications. A practical application in industry shows how the MPV method can be used, and the subsequent benefits

Design de superfície: por uma visão projetual geométrica e tridimensional

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

A Product Twistor Space

∗Research supported in part by NSF grant INT-9903302.