Ny metode luger ud i den mekaniske usikkerhed

Hvor sikker er en mekanisk konstruktion? Det spørgsmål giver en ny beregningsmetode svar på. Metoden er udviklet af konsulenthuset Valcon i samarbejde med blandt andet Novo, og nu vil DTU undervise i metoden.

To direktører mødes, og den ene siger til den anden:

'Hvordan går det med produktionen?'

'Fantastisk! Vi har indført lean og kører med Six Sigma, alt bliver færdig til tiden, og vores gennemløbstid er skåret ned med 50 procent.'

Læs også: Gør det mekaniske design mere robust

'Hvordan går det så i udviklingsafdelingen?'

'Aner det ikke. De siger, de har en god 'mavefornemmelse', men at vi nok bliver nødt til at udsætte næste produktlancering med tre måneder.'

Sådan kunne en samtale lyde mellem de to direktører, for sandheden er, at mange industrivirksomheder simpelthen ikke ved, hvordan det går i udviklingsafdelingen. Hvor godt er designet, hvilke fejl skal vi have rettet, og hvornår er vi færdige? Simple spørgsmål, som ofte savner svar.

»Det handler om, at udviklingsafdelingen indtil nu ikke har kunnet opstille konkrete tal for, hvor godt et produkt er konstrueret,« siger Janus Juul Rasmussen, der er afdelingsleder hos konsulentvirksomheden Valcon og ansvarlig for udviklingen af netop sådan en målemetode:

»Vores mål har været at udvikle et sæt objektive værdier, så vi kan måle på kvaliteten af konstruktionerne, mens de bliver udviklet. Det nytter ikke noget, at vi først måler, når det er færdigt, for så er det for sent,« siger han.

Metoden, som har fået navnet 6Theta, har været brugt i Valcon-projekter gennem flere år, men for at forløse potentialet er det nødvendigt at brede den ud i et større forum. Derfor har Valcon sammen med DTU oprettet et kursus i metoden og har desuden finansieret et ph.d.-projekt, der skal være med til at forankre metoden i det akademiske miljø.

Gammel viden børstes af

Det, som Valcon gør, er faktisk ikke helt nyt, afslører Janus Juul Rasmussen. Målemetoden er baseret på disciplinen 'kinematik' - et ord, der burde lyde bekendt for de fleste mekanikingeniører, for indtil for 10 år siden blev der faktisk undervist i det på DTU. Kinematik bruges til at beskrive et systems bevægelse - og det bruges især til at beskrive, om en mekanisme har den ønskede bevægefrihed.

Det nye er, at man med Valcons metode kan bruge kinematikken til at sætte tal på, hvor mange usikkerheder en konstruktion indeholder. Jo mere komplekst et produkt er, desto lavere en værdi - også kaldet et 6Theta-tal - får det. Ved at bruge metoden på alle delkomponenter er det muligt at fokusere på de steder, hvor usikkerheden er størst, og hvor det dermed har den største effekt at gøre noget. På flere måder minder princippet om det, de fleste kender fra Lean, hvor et af målene er at reducere spildtid i produktionen, eller fra Six Sigma, hvor det er variansen i det færdige produkt, som er i fokus.

Gaspedal var blevet afsløret i tide

Men nu til et konkret eksempel: De fleste husker sikkert Toyotas genstridige gaspedal, som i visse tilfælde kunne sætte sig fast:

»Den havde vi med garanti fanget med vores metode - vi har som øvelse regnet konstruktionen igennem og kan vise, at den har en lav 6Theta-værdi,« slår Janus Juul Rasmussen fast.

Men hvordan det? Jo, forklarer han, metoden går ud på at luge ud i potentielle mekaniske usikkerheder. Hvis man for eksempel vil konstruere en stol, som med garanti ikke vipper, skal den kun have tre ben. Hvis man tilføjer et fjerde ben, opstår der en mekanisk usikkerhed, for så skal alle ben være lige lange for at sikre målet - at stolen ikke vipper - og det er de aldrig.

Med en lignende logik ville Valcons ingeniører hurtigt have opdaget, at den måde, Toyota havde konstrueret den mekaniske del af deres gaspedal på, ville medføre en risiko for, at pedalen satte sig fast. Hos Valcon kalder de gaspedalen for 'en stol med 16 ben'.

Valcons principper bekræftes også af den måde, hvorpå Toyota løste problemet med gaspedalen: De lagde en lille metalskive ind i konstruktionen, hvilket Valcon kunne regne ud forbedrede dens 6Theta-værdi.

»Vi kalder de mekaniske usikkerheder for ukrudtsfrø. De ligger blot og venter på at spire og ødelægge vores konstruktion. Det, som får dem til at spire, er de variationer, som altid opstår, når vi begynder at producere vores produkter i større styktal. I stedet for kun at bruge tid på at løse problemerne ved at mindske variation i det færdige produkt fj erner vi ukrudtfrøene, inden de spirer,« siger Janus Juul Rasmussen og nævner vindmøllekonstruktioner som et andet eksempel, hvor mekanikken ofte trænger til en oprydning:

»Der bliver brugt enorme summer på at øge levetiden af lejerne, f.eks. ved at mindske produktionsvariansen. Men hvis man i stedet konstruerer møllen, så variationen ikke betyder noget, vil man reducere lejesliddet markant,« fortæller han. Faktisk har Valcon netop hjulpet en industriel producent i en anden branche, som fik forøget lejelevetiden med 400 procent.

Rød, gul og grøn.

Alle data for et udviklingsprojekt læses ind i et skema, hvor 6Theta-værdien bliver beregnet. Alt efter hvor stor værdien er, vil de få en farvekode: rød, gul eller grøn:

»Når ledelsen så kommer og spørger, hvordan det går med et bestemt produkt, kan vi faktisk sige helt præcist, hvor vi er, hvor meget vi har forbedret os, og hvor der skal sættes ind med ekstra ressourcer. Det har enorm betydning for, hvordan ressourcer bliver allokeret i udviklingsarbejdet. I stedet for at bruge dem på at finde fejl - typisk i form af langstrakte 'trial and error'-forløb kort før produktlanceringen - kan ressourcerne bruges på det, det virkelig drejer sig om, nemlig innovation,« siger Janus Juul Rasmussen.

Hele projektet har været i gang i to år, og foruden Novo Nordisks nyeste insulinpen er 6Theta blevet afprøvet på så forskellige produkter som en industriel mølle, en medicinsk scanner, en dvd-afspiller og et blodanalyseapparat.

»Vi kan se, at metoden virker og skaber resultater. Men ligesom med lean rykker det ikke noget, hvis det kun er nogle få, der bruger det. Derfor håber vi at kunne udbrede metoden, f.eks gennem vores samarbejde med DTU,« siger Janus Juul Rasmussen.

Kommentarer (3)

Hehe. Jeg bed mærke i den her:

Hvis man for eksempel vil konstruere en stol, som med garanti ikke vipper, skal den kun have tre ben. Hvis man tilføjer et fjerde ben, opstår der en mekanisk usikkerhed, for så skal alle ben være lige lange for at sikre målet - at stolen ikke vipper - og det er de aldrig.

Den logiske konsekvens er altså at man kun burde konstruere stole med tre ben. Alt andet vil blive fjernet af 6Theta...

I sammenligning lyder ordet "mavefornemmelse" pludselig som noget yderst attråværdigt.

Og i virkeligheden er det nok sådan, at for at anvende en systematisk metode til at bedømme en konstruktion - FMEA, 6Theta eller hvad det nu kunne være - så skal samme konstruktion være beskrevet så godt, at konstruktionen faktisk er fuldt færdig. Og dermed mister gennemgangen sin begrundelse og værdi. Mavefornemmelsen derimod, den er fuldstændig holistisk fra dag 1. Og svær at kommunikere til direktionsgangen.

  • 0
  • 0