Projekti A: iskunvaimennindynamometri PROJEKTISUUNNITELMA Tekijät: Mälkönen Joonas Orhanen Samppa Pajula Matti Forsström Niko 83D 838C 8757V 8830U Nurminen Tuomas Päiväys: 5.3. Kon-6.08 Ajoneuvojen tuotekehitys 0
Kon-6.08 Ajoneuvojen tuotekehitys 0
3 Johdanto Tämä projektisuunnitelma käsittelee Aalto Yliopiston Kon-6.08 Ajoneuvojen tuotekehitys-kurssin projektityötä. Tarkoituksena on viiden opiskelijan ryhmänä suunnitella ja valmistaa iskunvaimennindynamometri. Ryhmä on muodostettu ohjaajien toimesta, ja jäseniltä toivottiin mielenkiintoa iskunvaimennuksen ja jousituksen rooliin autossa, tietotaitoa/kiinnostusta mittausjärjestelmiin, sähköön ja elektroniikkaan sekä käytännönläheistä suhtautumista suunnitteluun. Projektin lähtökohtana on projektin ohjaajana toimivan asiakkaan tarve iskunvaimennindynamometrille, jota tullaan jatkossa käyttämään erilaisten iskunvaimentimien ominaisuuksien tutkimiseen. Taustalla vaikuttaa voimakkaasti asiakkaan ralliharrastus. Iskunvaimennindynamometrit ovat yleisesti käytössä eri kilpaluokissa, ja ne ovat helpoin tieteellinen tapa päästä käsiksi iskunvaimennindataan. Käytännössä toinen vaihtoehto on iskunvaimentimien säätäminen empiirisesti kokeilemalla. Projektin tavoitteet, oppiminen, rajaus ja tulokset Projektin päätavoite on suunnitella ja toteuttaa iskunvaimennindynamometri, jolla voi mitata iskunvaimentimien käyttäytymistä. Vähimmäisvaatimuksina mitattavista suureista ovat voiman mittaaminen sekä paikan että nopeuden funktiona. Mittaukset tulee myös olla mahdollista toteuttaa erikokoisille iskunvaimentimille. Päätavoitteiden lisäksi dynamometrille asetettiin sivutavoitteita. Ensimmäisenä sivutavoitteena on saada toteutettua moottorin ohjaus tai mekanismi siten, että järjestelmä toimii vakionopeudella. Tämän lisäksi olisi hyödyllistä sisällyttää järjestelmään iskunvaimentimen lämpötilaa mittaava mittari. Toivomuksena olisi myös, että laite olisi rakenteeltaan ja käytöltään yksinkertainen sekä modulaarinen mahdollisia lisäominaisuuksia varten. Tuotteen valmistamisen lisäksi projektilla on myös oppimistavoitteita. Ajoneuvotekniikan oppimisen lisäksi tärkeänä tavoitteena on projektityöskentelyn harjoitteleminen, minkä vuoksi projektin dokumentointiin ja aikatauluihin kiinnitetään erityistä huomiota. Näiden lisäksi konkreettisia oppimistavoitteita kyseiselle projektille ovat laitteiden mekanismien ja rakenteiden ymmärtäminen, moottorinohjauksen ymmärtäminen sekä mittaustekniikan ymmärtäminen. Projekti rajattiin siten, että raskaan kaluston iskunvaimentimien mittaus jätettiin ulkopuolelle. Näiden lisäksi tavoitteena on pitää laite mahdollisimman yksinkertaisena, minkä vuoksi kiihtyvyyden derivaatan (jerk) sekä iskunvaimentimen blow-off tilan mittaaminen jätettiin pois. Iskunvaimentimia ei myöskään ole tarkoitus mitata tuottamalla satunnaisherätettä. Laitteen nopeus rajattiin välille 0-5 tuumaa sekunnissa ja iskunpituus noin 30 senttimetriin. Näiden lisäksi laitteesta saatavan voiman tulee olla riittävän suuri, jotta iskuvaimentimen tuottama voima pystytään ylittämään. Projektin tulos on onnistunut, jos projektin aikana saadaan tuotettua iskunvaimennindynamometri, jonka avulla voidaan mitata vähimmäistavoitteissa mainittuja suureita. Mittaustulokset tulee verifioida projektin testausvaiheessa. Kon-6.08 Ajoneuvojen tuotekehitys 0
3 Projektin toteuttajatahojen välinen yhteistyö Projektin tilaajana, asiakkaana ja ohjaajana toimii Arto Niskanen. Projektin onnistumisen kannalta on erittäin tärkeää, että ryhmä toimii tiiviissä yhteistyössä Arton kanssa koko projektin ajan. Hyvin rajallisen budjetin vuoksi myös tiivis yhteistyö koulun koneistus- ja hitsauspalveluiden on tärkeää. Tarvittaessa mittaus, ohjelmointi ja valmistus konsultointi tehdään koulun laitosten kautta. Riittävän tiiviin yhteistyön varmistamiseksi Arto on mukana ryhmän sähköpostinvaihdossa sekä Artolla on oikeudet käyttää ryhmän mahdollisia Dropbox tai vastaavia työtiloja tai tiedostoja. Mikäli mahdollista pyrimme myös vierailemaan jossakin alan yrityksessä, jotta käytännön toiminta iskunvaimenninmittauksissa tulisi nopeammin tutuksi. Tämä ei ole välttämätöntä projektin onnistumisen kannalta, mutta voi tukea oppimista, sekä nopeuttaa mahdollisten ongelmakohtien hahmottamista. Kon-6.08 Ajoneuvojen tuotekehitys 0
5 Projektin työpaketit vaiheittain Projekti jaetaan alustavasti kuuteen työpakettiin. Työpaketit ovat kuvattu alla.. Työpaketit Työpaketti. Ideointi / konseptin luonti Työvaiheessa kehitetään erilaisia konseptitason ratkaisuja iskunvaimennin dynamometrin toteuttamiseksi Riippuvuudet: Ensimmäinen suoritettava työpaketti Vastuuhenkilö: - Työntekijät: - Työmäärä: - Aikataulu: -3 Tulos: Työpaketti tuottaa vähintään kolme erilaista konseptitason ratkaisua iskunvaimennin mittausten toteuttamiseksi Kon-6.08 Ajoneuvojen tuotekehitys 0
6 Työpaketti. Toteutettavan konseptin valinta ja kehitys Työvaiheessa valitaan ensimmäisessä vaiheessa kehitetyista konsepteista paras ja kehitetään se edelleen systeemitasolla Riippuvuudet: Voidaan suorittaa vasta työpaketin valmistuttua. Vastuuhenkilö: - Työntekijät: - Työmäärä: - Aikataulu: 3-5 Tulos: Työpaketti tuottaa riittävän pitkälle kehitetyn systeemitason ratkaisun iskunvaimennin dynamometrin toteuttamiseksi. Kon-6.08 Ajoneuvojen tuotekehitys 0
7 Työpaketti 3. Osa-systeemi tason suunnittelu Työvaiheessa suunnitellaan tarvittavat osa-järjestelmät kokonaisuuden toteuttamiseksi. Suunniteltavat osa-järjestelmät ovat: Mekaniikka, Mittaus ja Käyttö. Kullakin osa-järjestelmällä on alustavasti oma pienryhmänsä Riippuvuudet: Systeemitason ratkaisu tulee olla riittävän hyvin kehitetty ja suunniteltu, jotta osa-järjestelmien suunnittelu voidaan aloittaa. Vastuuhenkilö: - Työntekijät: - Työmäärä: - Aikataulu: 5-kesä Alihankintaostot Kesän aikana Laiteostot Tarvittaessa Tarvikkeet Tarvittaessa hankitaan kunkin osajärjestelmän suunnittelun avuksi koe/tutkimusvälineitä Tulos: Työpaketti tuottaa riittävän pitkälle kehitetyn systeemitason ratkaisun iskunvaimennin dynamometrin toteuttamiseksi. Kon-6.08 Ajoneuvojen tuotekehitys 0
8 Työpaketti. Osajärjestelmien toteutus Työvaiheessa toteutetaan kevään lopussa suunnitellut osa-järjestelmät asennusvalmiiksi lopulliseen järjestelmään. Riippuvuudet: Suunnittelu ja hankinnat tulee olla valmiina ennen kuin vaiheen voi toteuttaa. Vastuuhenkilö: - Työntekijät: - Työmäärä: - Aikataulu: kesä-0 Tulos: Työpaketti tuottaa kolme asennusvalmista osa-kokonaisuutta. Kon-6.08 Ajoneuvojen tuotekehitys 0
9 Työpaketti 5. Implementointi / Kokoonpano Työvaiheessa yhdistetään vaiheessa tuotetut ali-järjestelmät yhdeksi toimivaksi kokonaisuudeksi. Riippuvuudet: Toteutus voidaan aloittaa heti, kun kaksi ali-järjestelmää on asennusvalmiina. Työvaihe 5 voidaan saattaa päätökseen vasta, kun vaihe on kokonaisuudessaan valmis. Vastuuhenkilö: - Työntekijät: - Työmäärä: - Aikataulu: 0- Tarvikkeet: Tarvittaessa hankitaan kokoonpanossa tarvittavat osat. Tulos: Työpaketti 5 tuottaa toimivan iskunvaimennin dynamometrin. Kon-6.08 Ajoneuvojen tuotekehitys 0
0 Työpaketti 6. Testaus ja kehitys/korjaus Työvaiheessa testataan ja tarvittaessa korjataan vaiheessa 5 tuotetun iskunvaimennin dynamometrin toimintaa. Iskunvaimennindynamometrin käytettävyys pyritään saamaan mahdollisimman hyvälle tasolle. Riippuvuudet: Voidaan suorittaa vasta kun toimiva iskunvaimennin dynamometri on valmiina. Vastuuhenkilö: - Työntekijät: - Työmäärä: - Aikataulu: 5-loppu Tarvikkeet: Tarvittaessa vanhojen osien päivitys / vaihto parempiin. Tulos: Työpaketti 6 tuottaa viimeistellyn ja riittävän helppokäyttöisen iskunvaimennin dynamometrin. Kon-6.08 Ajoneuvojen tuotekehitys 0
Kon-6.08 Ajoneuvojen tuotekehitys 0 5 Aikataulu k e v ä t 0 s y k s y 0 Viikko 3 5 6 7 8 9 0 3 6 3 7 3 8 3 9 0 3 5 6 7 8 9 5 0 Tehtävä. Tehtävä. Tehtävä 3. Tehtävä. Tehtävä 5. Tehtävä 6. Tarkistuspi steet: Konsepti X Suun nitte lu X X Osatilaukset Kokoonpano
Keväällä luodaan konsepti ja suunnitelma, jotta saadaan osatilaukset ennen kesää vetämään. Näin säästetään aikaa syksyä varten, ja voimme aloittaa kokoonpanon ajoissa. Osatilauksen myöhästyminen myöhästyttää suurella todennäköisyydellä koko projektia. 6 Resurssit ja organisaatio Projektipäälikkö: Samppa Orhanen Projektiryhmän jäsenet: Mälkönen Joonas, Orhanen Samppa, Pajula Matti, Forsström Niko, Nurminen Tuomas Johtoryhmän jäsenet: Arto Niskanen Alihankkijat: - Erikoislaite- ja ohjelmointiresurssit: - Kumppanuusorganisaatiot: Aalto-yliopisto 7 Työmäärä ja kustannusarvio Kustannuslaji Kuvaus Summa ( ) Yhteensä ~500 Kon-6.08 Ajoneuvojen tuotekehitys 0
3 8 Riskien arviointi Projektin riskeiksi arvioidaan: Riski Vakavuus: Kevään suunnittelun myöhästyminen Suunnittelu myöhästyy keväällä, joka vaikuttaa koko projektin kulkuun ja ajankäyttöön Keskisuuri Todennäköisyys (%): 0 Varautuminen: Vaikutus: Tekemällä töitä paljon ja koostamalla nopeasti haluttu konsepti, voidaan riski minimoida. Kiireellistä syksyä. Loput riskit kartoitetaan, kun on parempi näkemys suunnittelusta ja konseptista. Viitteet Kon-6.08 Ajoneuvojen tuotekehitys 0