En produktudvikler undrer sig

En produktudvikler undrer sig 21 marts 2007 TRIOS A/S Gydevang 39-41 DK-3450 Allerød Phone: +45 4810 2900 Fax: +45 4810 2919 Email: info@trios.dk

Præsentation Janus Juul Rasmussen jjr@trios.dk Trios A/S Konsulenter indenfor mekanisk produktudvikling Ny startet i 2006 Beskæftiger os primært med Produktudvikling generelt Modulære konstruktioner Tolerance analyser Interface analyser Automotive Medico Rådgivning i bygge branchen 2

Formål At afklare om metoderne fra Integreret Produktudvikling kan overføres til Byggebranchen? Hvorfor? Det nuværende setup er IKKE optimalt Mange paralleller til Maskinindustriens udvikling fra håndværk til industri Der er tendenser der peger på at et lignende forløb er i gang i Byggebranchen (globalisering / industrialisering) Hvis vi ikke selv finder på noget, så er der andre der gør det! 3

Situationer vi gerne vil undgå 4

Forbudte værktøjer 5

Tilladte værktøjer 6

Indhold De nemme konklusioner Hvis boligen blev lavet af Eksempler fra Byggepladsen Konklusion Frequently Heard Excuses (FHE) Dette er IKKE målet med at industrialisere byggeriet 7

Analyse > De nemme konklusioner Vi kan konstatere, at: Serielt arbejde bl.a. pga. faggrænser - skader effektiviteten Designerne (arkitekt + ingeniør) flytter beslutninger og ansvar fra skrivebordet til byggepladsen En stor del af processerne i et byggeri består af ikke-værdiskabende arbejde, fx tilpasning og fejlretning Forsøg på modularisering er i gang mange steder, men er ikke slået afgørende igennem 8

Analyse > Sammenligning Hvis boligen var udviklet af virksomheder, der anvender et industrielt tankesæt 9

Analyse > Sammenligning Hvis boligen var udviklet og produceret af Volkswagen? Udvikling Omfattende 3D-CAD Modulopbygget (montage / service) Fælles fundament (platform) Mass customization styr på varianter/ekstraudstyr Produktion Mange moduler lavet som undermontage (test/fejl) Ufaglærte montører ingen fejlmuligheder/beslutninger i montagen (alle fejl er udviklingens eller leverandørens skyld) Variansen skabes sent Boligen er indflytningsklar 7 dage fra bestilling 10

Analyse > Sammenligning Hvis boligen var bygget på Lindø? Udvikling Vandrør, el, ventilation etc. er fuldt dokumenteret Alle moduler er fuldt specificerede og gennemtænkt ift. montage Produktion Central montagestation med alt værktøj, kraner etc., hvor alt det tunge arbejde laves Herefter flyttes boligen på plads og apteres med løst udstyr (køkkenlåger, fugning, maling) Alle moduler ankommer umiddelbart inden montage Ingen lagring på byggepladsen. Ingen tilpasning on-site Stor automatiseringsgrad (montageautomater, svejserobotter, etc.) på montagestationen Leveringstid: 3 mdr. 11

Analyse > Sammenligning Hvis boligen blev monteret og solgt hos Dell? Udvikling Dell udvikler platforme som kunden selv kan bestykke Eksterne aktører udvikler moduler (skabsvægge, køkkenelementer, baderum, døre, etc.) 8-10 forskellige platforme at vælge mellem. Genbrug af moduler på tværs af platforme Produktion Kun netsalg. Kunden konfigurerer selv sin bolig Levering 14 dage efter bestilling Pris ekstrem lav, pga. stor konkurrence blandt leverandørerne 12

Analyse > Sammenligning > Konklusion De største forskelle: Produktarkitektur baseret på platforme og moduler Specificerede grænseflader Udpræget brug af tolerancer Viden og beslutninger ligger i designfasen Kilde: Design for Manufacture, Finn Fabricius 13

Teorien En betydelig del af Byggeriets omkostninger kan fjernes ved at anvende den rette produktarkitektur, med veldefinerede grænseflader og gennemgående anvendelse af tolerancer. Udvikling og implementering af dette tankesæt skal komme fra Designleddet. Produkt-arkitektur Platform Modul A Grænsefla der Tolerancer Grænsefla der Tolerancer Modul B Grænsefla der Tolerancer Grænsefla der Tolerancer Grænsefla der Tolerancer Modul C 14

Analyse > Observationer fra byggepladsen Dansk Teknologi besøgte en byggeplads i Ørestad på Amager. Her er et udpluk af de observationer, der blev gjort: 15

Analyse > Observationer fra byggepladsen > Rørføring Situation: Årsag: Nuværende løsning: Alternative løsninger: Al rørføring laves on-site. Afkortning, gevindskæring, pakning og samling er en langsommelig proces Rørføringen er ikke dokumenteret, så off-site fremstiling er umulig. Primitiv metode til rørsamling. Rørene kan ikke optage store tolerancer. Tidskrævende tilpasning og montage onsite. Fejl og uhensigstsmæssige rørforløb opdages først på den kritiske vej. 3D-dokumentation af rørføringen. Udvikling af fleksible rørelementer, med hurtige samlinger og som kan optage de nødvendige tolerancer. Rørføringen produceres onsite Rørstumper og fittings rodet sammen Rørføring bag på toiletmodul. PEX-rør løber over i stålrør Kasse med undersamlinger hvorfor laves de ikke på forhånd? 16

17

18

8 samlinger 4 rørstykker 4 fittings 19

20

Analyse > Observationer fra byggepladsen > Overflader Situation: Årsag: Nuværende løsning: Alternative løsninger: Overflader på vægge er for grove og har skader, så maleren ikke kan male på dem. Mangel på kommunikation mellem entreprenør og leverandør. Mangel på incitament til forbedring. Mangel på specifikation. Overflader laves onsite. Spartling og slibning af overfladerne Dialog mellem entreprenør, arkitekt og leverandør omkring ønsker og realiserbarhed. Specifikation af overfladekrav (ruhed, farve, tolererede antal fejl) = klart defineret ansvar. Q-kontrol inden elementerne forlader fabrikken. Overfladerne spartles og slibes manuelt og der er mange af dem! 21

22

23

24

Analyse > Observationer fra byggepladsen > Rækværk Situation: Årsag: Nuværend e løsning: Alternative løsninger: Rækværkets overkant skulle have dannet en ret linie. Øjet fanger hurtigt, at den bugter sig fra side til side. Rækværket er monteret direkte på betonelementet uden hensyntagen til, at elementerne ikke er ideelle, men har nogle unøjagtigheder. Derfor følger rækværket elementet og kan ikke efterfølgende justeres. Rækværks- modulerne skrues direkte ind i betonelementet. Rækværksmodulerne forsynes med stilleskruer. De bliver let fastspændt hvorefter deres position og rotation justeres vha. stilleskruerne. Derefter spændes de helt fast. På fremtidige designs bruges tolerancekæder og mock-ups. Genbrug af fastspændingsprincippet i andre rækværk. Designeren af rækværket har ikke forudset konsekvenserne af tolerancerne på betonelementerne, hvorpå rækværket skal monteres 25

26

27

28

Analyse > Observationer fra Byggepladsen > Konklusion For meget tilpasning og for lidt montage Fejl opdages på den kritiske vej Ad-hoc løsninger for at få tingene til at glide på byggepladsen Såkaldte moduler er blot elementer, der er undermonteret hos leverandøren Dårlig kvalitet = mangel på viden og dokumentation 29

Metoder Integreret produktudvikling Advanced Prototyping Design for Manufacture/Assembly Kilde: Design for Manufacture, Finn Fabricius Platforms- & Moduludvikling 30

Metode > Platforms- & Moduludvikling Velkendte platforme og moduler PC Veldefineret arkitektur bestående af mekaniske og elektroniske grænseflader Muliggør tilkobling af en lang række moduler: USB-enheder, mus, keyboard, grafikkort, ekstra RAM, printer Biler VW, Skoda og Audi har udviklet en platform bestående af de generiske dele på tværs af 6 modeller (chassis, affjedring, styretøj, etc.). Vha. moduler (motor, døre, sæder, etc.) skabes den enkelte variant. Alle moduler kan skiftes ud fx ved service. Cykel Ligesom PC en velspecificerede grænseflader muliggør udskiftning af sliddele kæde, sæde, dæk og tilkobling af ekstraudstyr som bagagebærer, håndbremser, lås. Fx er interface mellem ramme og hjul defineret som diameter og længde på en aksel 31

32

Endelig konklusion For at være konkurrencedygtig skal fremtidens byggeri baseres på en modulær struktur, hvor produktarkitekturen er velvalgt og alle grænseflader er velspecificerede Visionerne er: Ingen tilpasning onsite Hurtig montage Mulighed for outsourcing af udvikling Specifikation på alle emner Klar ansvarsfordeling Bedre kvalitet Fejl opdages væk fra den kritiske vej Kortere byggetid Moduler kan laves globalt og monteres lokalt Tid på byggepladsen minimeres 33

Konklusion 100% Allokeret Frequently Heard Excuses (FHE) Efter 20% af Penge projekttiden er Folk gider ikke bo i ens huse... 80% af Boligerne er ikke ens, det er kun det generiske der er ens. udgifterne allokeret Brugt Det duer kun med høje styktal......med en platform, der kan genbruges på tværs af flere projekter opnås et højt styktal. En 0% del interfaces vil desuden kunne genbruges i flere platforme. Tid 100% Besparelserne bliver ædt op af dyre timer i designfasen De første platformsbaserede byggerier vil være dyrere end traditionelt byggeri over tid vil genbrug af platformen og udvikling af rutiner og standarder for design af interfaces også føre til besparelser i designfasen. Det er umuligt at lave flot arkitektur med modulært byggeri Hvis platform og arkitektur giver tilstrækkelig mange variansmuligheder er der intet til hinder for at lave præcis de samme arkitektoniske løsninger som vi kender i dag. 34

Hvad jeg håber I tager med herfra Næste gang I skal designe eller vælge et byggeelement så tænk over: Hvordan det skal monteres? Kan det monteres forkert? Hvilke emner det grænser op imod? Hvor meget kan emnet variere skal der tages højde for dette? Kan jeg ved at bruge tid i designfasen spare tid på byggepladsen? Mulige steder at tage fat: Interface mellem vindue og betonelement Interface mellem altan og bygning Interface mellem karnap og væg Interface mellem facadeelement og væg Interface mellem rækværk og gulv/væg 35