No description available.

This Master of Science Thesis contains the result of a product development project, conducted in collaboration with Scania CV AB in Södertälje. Scania has a successful history in vehicle modularization and therefore wanted to investigate the possibility to modularize their test rigs as well, in order to gain various types of benefits. The section UTT (Laboratory Technology) at Scania, where the project was conducted, had however little experience in product modularization. The author of the thesis therefore identified a specific test rig and modularized it by using appropriate methods. Moreover, a new method was developed by the author, in order to modularize the test rig according to both product complexity and company strategies. This was done by adapting the DSM (Design Structure Matrix) with strategies from the MIM (Module Indication Matrix), before clustering it with the IGTA++ clustering algorithm. The result of the different modularization methods was finally evaluated and compared, before choosing the most suitable modular test rig architecture. The chosen architecture was then analyzed, in order to determine potential benefits that it could offer. Another purpose of the thesis was to answer the research questions about the possibility to combine a DSM and MIM, and if that would improve the result when modularizing a product. The thesis also aimed at providing the project owners with a theoretical background in the field of product modularization and System-Level design (embodiment design). The conclusions of the thesis is that the chosen modular test rig architecture has 41% less complexity (compared with the original architecture) and could potentially increase the flexibility, reduce the risk of design mistakes and reduce the development time by up to 70%. It would also be theoretically possible to reuse up to 57% of the modules, when redesigning the test rig in the future. The thesis also identified that it is possible to transfer some information from a MIM and import it to a DSM, which answered one of the research questions, it was however not possible to claim that it will always improve the result. / Detta M.Sc. examensarbete innehåller resultatet av ett produktframtagningsprojekt som genomfördes i samarbete med Scania CV AB i Södertälje. Scania har en framgångsrik historia inom modularisering av fordon och var därför intresserade av att undersöka möjligheten att modularisera sina provningsriggar, för att uppnå olika typer av strategiska fördelar. Sektionen UTT (Laboratorieteknik) på Scania, där projektet genomfördes, hade dock lite erfarenhet av modularisering av produkter. Författaren av detta examensarbete identifierade därför en specifik provningsrigg och modulariserade den med hjälp av lämpliga metoder. Dessutom utvecklades en ny metod av författaren för att både kunna betrakta företagsstrategier och produktkomplexiteten under modulariseringen. Detta gjordes genom att anpassa en DSM (Design Structure Matrix) med strategier från en MIM (Module Indication Matrix), innan den klustrades med hjälp av algoritmen IGTA++. Resultatet av de olika modulariseringsmetoderna utvärderades och jämfördes slutligen innan den lämpligaste modulära provriggsarkitekturen valdes. Den valda arkitekturen analyserades sedan för att identifiera tänkbara strategiska fördelar som den skulle kunna möjliggöra. Ett annat syfte med examensarbetet var att besvara forskningsfrågorna om möjligheten att kombinera en DSM och MIM, och om det i så fall skulle förbättra resultatet av modulariseringen. Målet med examensarbetet var också att förse sektionen UTT med en teoretisk bakgrund inom modularisering och systemkonstruktion. Slutsatserna av examensarbetet är att den valda modulära produktarkitekturen har 41% lägre komplexitet (jämfört med den ursprungliga arkitekturen) och skulle dessutom potentiellt kunna öka flexibiliteten, minska risken för konstruktionsfel samt minska ledtiden (under utvecklingen) med upp till 70%. Det skulle också vara teoretiskt möjligt att återanvända upp till 57% av modulerna när den studerade provningsriggen behöver utvecklas i framtiden. Under examensarbetet identifierades också möjligheten att överföra information från en MIM till en DSM, vilket besvarade en av forskningsfrågorna. Det var dock inte möjligt att besvara frågan om det alltid förbättrar resultatet.

Modular product architecture is characterized by the existence of standardized interfaces between the physical building blocks. A module is a collection of technical solutions that perform a function, with interfaces selected for company-specific strategic reasons. Approaches to modularity are the structured methods by which modular product architectures are derived. The approaches include Modular Function Deployment (MFD), Design Structure Matrix (DSM), Function Structure Heuristics and many other, including hybrids. The thesis includes a survey of relevant theory and a discussion of four challenges in product architecture research, detailed in the appended papers. One common experience from project work is structured methods such as DSM or MFD often do not yield fully conclusive results. This is usually because the algorithms used to generate modules do not have enough relevant data. Thus, we ask whether it is possible to introduce new data to make the output more conclusive. A case study is used to answer this question. The analysis indicates that with additional properties to capture product geometry, and flow of matter, energy, or information, the output is more conclusive. If product development projects even have an architecture definition phase, very little time is spent actually selecting the most suitable tool. Several academic models are available, but they use incompatible criteria, and do not capture experience-based or subjective criteria we may wish to include. The research question is whether we can define selection criteria objectively using academic models and experience-based criteria. The author gathers criteria from three academic models, adds experience criteria, performs a pairwise comparison of all available criteria and applies a hierarchical cluster analysis, with subsequent interpretation. The resulting evaluation model is tested on five approaches to modularity. Several conclusions are discussed. One is that of the five approaches studied, MFD and DSM have the most complementary sets of strengths and weaknesses, and that hybrids between these two fundamental approaches would be particularly interesting. The majority of all product development tries to improve existing products. A common criticism against all structured approaches to modularity is they work best for existing products. Is this perhaps a misconception? We ask whether MFD and DSM can be used on novel product types at an early phase of product development. MFD and DSM are applied to the hybrid drive train of a Forwarder. The output of the selected approaches is compared and reconciled, indicating that conclusions about a suitable modular architecture can be derived, even when many technical solutions are unknown. Among several conclusions, one is the electronic inverter must support several operating modes that depend on high-level properties of the drive train itself (such as whether regeneration is used). A modular structure for the electronic inverter is proposed. Module generation in MFD is usually done with Hierarchical Cluster Analysis (HCA), where the results are presented in the form of a Dendrogram. Statistical software can generate a Dendrogram in a matter of seconds. For DSM, the situation is different. Most available algorithms require a fair amount of processing time. One popular algorithm, the Idicula-Gutierrez-Thebeau Algorithm (IGTA), requires a total time of a few hours for a problem of medium complexity (about 60 components). The research question is whether IGTA can be improved to execute faster, while maintaining or improving quality of output. Two algorithmic changes together reduce execution time required by a factor of seven to eight in the trials, and improve quality of output by about 15 percent. / QC 20120605

Detta M.Sc. examensarbete innehåller resultatet från ett projekt som utförs i samarbete med Scania CV AB i Södertälje. Projektet är inriktat på arkitekturanalyser där olika modulariseringsmetoder tillämpas på ett komplext system. Scania har en känd och framgångsrik historia inom modularisering, som anses spelat en viktig roll för att bli ett av världens ledande företag idag. Därför ville produktbeskrivningsmetodavdelningen på Scania undersöka ett motordelsystem för att få en bättre förståelse för sin nuvarande arkitektur. För detta ändamål har lämpliga modulariseringsmetoder använts.Systemet Extreme High-Pressure Injection (XPI) valdes av författaren för undersökning och modulariserades med två olika metoder: Heuristisk metoden och DSM (Design Structure Matrix) –metoden, med hjälp av IGTA ++ klustringsalgoritmen. De resulterande klustren från bådametoderna analyserades och jämfördes med de från den nuvarande arkitekturen. Baserat på dessaanalyser föreslogs en modulär arkitektur slutligen av författaren.Avhandlingen identifierar de arkitektoniska skillnaderna efter tillämpning av modulariseringsmetoderna och belyser de möjliga faktorer som kan påverka analysresultaten. Den avslöjar också att DSM-analyserna visar de mest liknande klusterförslagen med den nuvarande arkitekturen. Utvecklingen av systemkonfigurationen undersöks också genom att använda den tidigare versionen som referens. Ett annat syfte med uppsatsen är att svara på frågan om systemets flexibilitet när det gäller teknikskifte. / This Master Thesis encloses the results of a project conducted in collaboration with Scania CV AB in Södertälje. The project is focused on architecture analysis when modularization methods are applied to a complex system. Scania has a known and successful history in modularization, which it is claimed to play an essential role in becoming one of the world’s leading companies today. Therefore, the Product description methodology department within Scania wanted to investigate an engine subsystem in order to have a better understanding of its current architecture. For this purpose, there have been implemented suitable modularization methods.The Extreme High-Pressure Injection (XPI) system was chosen by the author for investigation and modularized using two different methods: Heuristic method and DSM (Design Structure Matrix) method using IGTA++ clustering algorithm. The resulted clusters from both methods were analyzed and compared with the ones from the current architecture. Based on these analyses a modular architecture was finally suggested by the author.The thesis identifies the architectural differences after applying the modularization methods and highlights the possible factors which may influence the analyses results. It also reveals the DSM analyses show most similar cluster proposals with the current architecture. The evolution of the system configuration is also investigated by having its previous version as reference. Another purpose of the thesis is to answer the research question regarding the system’s flexibility when it comes to technology shift.

La mise sur le marché de nouveaux produits constitue un enjeu stratégique pour les entreprises et notamment pour les PME&PMI. Les projets de développement de produits sont en règle générale bien maîtrisés localement au sein des entreprises mais sont confrontés à de réelles difficultés dès lors qu’ils requièrent une étroite collaboration des partenaires. L'idée force dans cette recherche est liée au fait que pour accroître l’efficacité de tout projet de développement de produits il est impératif de prendre en considération, le plus tôt possible, les contraintes liées au réseau de partenaires support à son exécution. Notre contribution s'inscrit dans le cadre de la méthodologie Co-Evolution Produit et réseau de partenaireS (CEPS) développée au sein de notre laboratoire. Cette thèse explore les dépendances entre les partenaires du réseau et propose une méthode d’évaluation a priori de l’intégrabilité de tout nouveau partenaire. Cette méthode est supportée par un prototype d'aide à la décision utilisable par les décideurs. / Abstract

Submitted by Emanuel Varela Cardoso (emanuel.varela@ufcg.edu.br) on 2018-05-10T18:00:56Z No. of bitstreams: 6 HELENALDO FIRMINO DE AZEVEDO – DISSERTAÇÃO (PPGDesign) 2016_Cap 0.pdf: 390788 bytes, checksum: 6bd35ca677af3ae9e83b876ed6778f92 (MD5) HELENALDO FIRMINO DE AZEVEDO – DISSERTAÇÃO (PPGDesign) 2016_Cap I.pdf: 186004 bytes, checksum: 6dfececbfff0aed10c1d3d770ea09604 (MD5) HELENALDO FIRMINO DE AZEVEDO – DISSERTAÇÃO (PPGDesign) 2016_Cap II.pdf: 498769 bytes, checksum: 413e390cc4732c2c636c54e5685a89c0 (MD5) HELENALDO FIRMINO DE AZEVEDO – DISSERTAÇÃO (PPGDesign) 2016_Cap III.pdf: 716490 bytes, checksum: 88a70a183ecdc6c3302ef0c2d34f57b4 (MD5) HELENALDO FIRMINO DE AZEVEDO – DISSERTAÇÃO (PPGDesign) 2016_Cap IV.pdf: 2750520 bytes, checksum: 3f6b80a72dea065762045499726ffd7c (MD5) HELENALDO FIRMINO DE AZEVEDO – DISSERTAÇÃO (PPGDesign) 2016_Cap V.pdf: 3212971 bytes, checksum: 4af10723b57412f888297c0c6f6bf73e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-10T18:00:56Z (GMT). No. of bitstreams: 6 HELENALDO FIRMINO DE AZEVEDO – DISSERTAÇÃO (PPGDesign) 2016_Cap 0.pdf: 390788 bytes, checksum: 6bd35ca677af3ae9e83b876ed6778f92 (MD5) HELENALDO FIRMINO DE AZEVEDO – DISSERTAÇÃO (PPGDesign) 2016_Cap I.pdf: 186004 bytes, checksum: 6dfececbfff0aed10c1d3d770ea09604 (MD5) HELENALDO FIRMINO DE AZEVEDO – DISSERTAÇÃO (PPGDesign) 2016_Cap II.pdf: 498769 bytes, checksum: 413e390cc4732c2c636c54e5685a89c0 (MD5) HELENALDO FIRMINO DE AZEVEDO – DISSERTAÇÃO (PPGDesign) 2016_Cap III.pdf: 716490 bytes, checksum: 88a70a183ecdc6c3302ef0c2d34f57b4 (MD5) HELENALDO FIRMINO DE AZEVEDO – DISSERTAÇÃO (PPGDesign) 2016_Cap IV.pdf: 2750520 bytes, checksum: 3f6b80a72dea065762045499726ffd7c (MD5) HELENALDO FIRMINO DE AZEVEDO – DISSERTAÇÃO (PPGDesign) 2016_Cap V.pdf: 3212971 bytes, checksum: 4af10723b57412f888297c0c6f6bf73e (MD5) Previous issue date: 2016-12-16 / O objetivo deste trabalho é analisar os impactos da modularização no desenvolvimento de produtos e no sistema produtivo de uma organização. O método utilizado foi o Modular Function Deployment (MFD) e a aplicação foi realizada em uma máquina de processamento de forragem animal. Os resultados alcançados com a modularização mostram que houve reduções de peças e de processos de fabricação com a modularização do produto. Diante desses resultados foi possível concluir que os impactos foram positivos tanto no desenvolvimento do produto como no sistema produtivo da organização em função da racionalização da produção, redução dos custos e possível aumento da produtividade. / This present work aims to analyze the impacts of modularization on product development and on the productive system of a particular organization. The chosen method was the Modular Function Deployment (MDF) and it was applied on a processing fodder machine. The results achieved with modularization shows reduction in the number of parts, likewise reduction in the number of manufacturing processes due to product’s modularization. Based on these results, it was possible to conclude that the impacts were positive both in product’s development stage and in the company production system due to production’s rationalization, costs reduction and a projected productivity increase.

Im Zuge der Globalisierung sehen sich produzierende Unternehmen mit einem kontinuierlich anwachsenden Wettbewerbsdruck konfrontiert. Aufgrund dessen sehen sich viele Marktakteure zu einer intensivierten Spezialisierung gezwungen, um auf kunden-individuelle Anforderungen eingehen zu können. Einen möglichen Lösungsansatz zur Bewältigung dieser Herausforderung bietet der Ansatz der Modularisierung. Hier wird allerdings nicht konkret ein Baukasten definiert, vielmehr werden verschiedene Alternativen generiert. Die Entscheidung, welcher Baukasten schlussendlich implementiert wird, fällt meist aufgrund einiger weniger Einflussfaktoren sowie maßgeblich durch Expertenentscheidungen. An dieser Stelle setzt der vorliegende Beitrag an. Um ein quantifizierbares und ganzheitliches Kriterium zur Unter-stützung der Auswahl modularer Baukastensysteme zu bieten, wird eine multifaktorielle Simulation eingesetzt. Einer der maßgeblichen Aspekte derer ist die beidseitige Inbezugnahme von sowohl Kunden- als auch Unternehmensperspektive. Dies wird v.a. durch die Verwendung eines dynamischen Produktkonfigurationssystems ermöglicht. Um die zugrundeliegenden, teils komplexen Produktarchitekturen datentechnisch konsistent und pflegbar zu halten, wird zusätzlich der Einsatz einer modellbasierten Datenstruktur aufgezeigt. Die Verwendung des Model-Based Systems-Engineering (MBSE) Ansatzes hilf dabei, die vielschichtigen Zusammenhänge des Modulbaukastens in einer konsistenten und maschinenlesbaren Form auszudrücken. Somit kann das Konfigurationssystem produktunabhängig auf die Ontologie der zugrundeliegenden Datenstruktur zugreifen. Für die Baukastensimulation wird dieses Konfigurationssystem rekursiv für mehrere Kundenanfragen und alternative Baukästen eingesetzt, um anschließend mittels eines geometrisch-mathematischen Algorithmus ein multi-dimensionales Entscheidungskriterium hinsichtlich der Baukasten-performance zu generieren.

Syftet med studien var att studera fördelar samt utmaningar med att använda sig av modularisering. Vidare var syftet att undersöka hur kundens önskemål tas i beaktning vid produktutvecklingsprocessen för modulära produkter. Studien avgränsades till att undersöka ett svenskt teknikintensivt företag vars huvudsakliga produkterbjudande är lastbilar och bussar. En litteraturstudie genomfördes och låg till grund för resten av rapporten. Dessutom är rapporten baserad på en kvalitativ empirisk studie bestående av semistrukturerade intervjuer. Samtliga respondenter har goda kunskaper om modularisering och arbetar på olika avdelningar hos det studerade företaget. Studien visar många fördelar och utmaningar med att ha en modulär produktarkitektur. En av de främsta fördelarna är en stor slutproduktsvariantbildning vilket möjliggör skapande av högst kundanpassade produkter. Produktarkitekturen skapar tillfredsställda kunder som är- villiga att betala ett högre pris. Inom produktion leder den modulära produktarkitekturen till ett effektivare arbete samt kortare ledtider. Produkterna tillverkas efter order vilket minskar lagernivåerna samt logistikkostnaderna. Vid produktutveckling är det av stor betydelse att förhålla sig till befintliga gränssnitt och formfaktorer vilket gör att det krävs mer tankeverksamhet samt att kompromisser ibland behöver göras. Det är ett komplext system i många aspekter vilket ökar behovet av en stark företagskultur och en stabil IT-infrastruktur. / This report aims to study the benefits and challenges of using modularization. The purpose was also to investigate how customer requirements are taken into account in the product development process for modular products. The study was limited to examining a Swedish technology-intensive company whose main product offerings are trucks and buses. A literature review served as the basis for the rest of the report. In addition, the report is based on a qualitative empirical study consisting of semi-structured interviews. All respondents have good knowledge of modularization and work in different departments at the studied company. The study demonstrated many advantages and challenges of having a modular product architecture. One of the primary benefits was a large number of possible end product variations, which allows for highly customized products. Thus, the product architecture enables satisfied customers, making them willing to pay a higher price. In production, the modular product architecture leads to more efficient work and shorter lead times. Products are manufactured by make-to-order, reducing inventory levels and logistics costs. In product development, it is crucial to adhere to existing interfaces and form factors, which requires more thoughtful consideration and sometimes compromises. It is a complex system in many aspects, increasing the need for a strong corporate culture and a stable IT-infrastructure.

Under våren år 2013 har Emilia Andersson, en designingenjörsstudent på Högskolan i Skövde, utfört ett produktutvecklingsprojekt i samarbete med HAGS Aneby AB. Syftet med projektet var att utveckla en vippgunga vars storlek skulle vara anpassad för barn i åldrarna 1-3 år. Målet var att vippgungan ska kunna säljas över hela världen samt uppfylla den amerikanska standarden och europastandarden för lekredskap. Projektet inleddes med en förstudie och teori-fas, där bland annat litteraturstudie och konkurrentanalys genomfördes och annan information samlades in för att få djupare kunskaper inom ämnet. Därefter började idéer och koncept genereras, som sedan genomgick utvärderingar, så som användartester, vilket ledde till ett slutkoncept. Konceptet utvärderades med hjälp av bland annat hållfasthetsberäkningar och en antropometrisk analys. Den slutgiltiga vippgungan kan trots anpassningen för åldersgruppen, inte bara användas av 1-3-åringar utan också av äldre barn, tack vare att konstruktion och framförallt handtag ger extra lekvärden. / During the spring of 2013, Emilia Andersson, a student in product design engineering at University of Skövde, carried out a product development project in cooperation with HAGS Aneby AB. The aim of the project was to develop a seesaw adapted for children aged 1-3 years. The goal was to develop a seesaw that could be sold worldwide and meet the American standard and European standard for playground equipment. The project began with a pre study and a theory phase, which included literature review and competitor analysis and information were gathered to gain a deeper knowledge of the subject. Later on ideas and concepts were generated, which then through evaluations as user testing lead to a final concept. The concept was evaluated with for example strength calculations and an anthropometric analysis. The final seesaw can, despite adjustment for the age group, not only be use by 1-3-year-olds, but also by older children, this thanks to the design and the handles that provide extra play values.