Laserskannauksen kalibrointiin ja staattiseen testaukseen käytettävän laitteen mekaniikan uudelleensuunnittelu

Abstract

Tämän diplomityön aiheena oli laserskannauksen kalibrointiin ja staattiseen testaukseen käytettävän laitteen mekaniikan uudelleensuunnittelu. Uudelleensuunnittelulla pyrittiin parantamaan laitteen turvallisuutta, luotettavuutta, käytettävyyttä ja tarkkuutta. Tutkimuksen päätavoite oli uudelleensuunnitella asiakkaalle laite, jolla asiakas voi päivittäin varmistaa skannerin mittaustarkkuuden. Tutkimuksen alatavoite oli kehittää tuotesuunnitteluprosessin toteutusmallia.

Tutkimuksessa käytetyiksi menetelmiksi valittiin: ihmiskeskeinen suunnittelu, monitieteelliset työpajat, asiakaslähtöinen tuotekehitys, konseptisuunnittelu, laitteen rakenteellisen ja toiminnallisen luotettavuuden varmistaminen sekä elementtimenetelmä. Näitä menetelmiä sovellettiin laitteen uudelleensuunnittelussa ja täydennettiin käytännön testeillä sekä asiantuntijahaastatteluilla.

Tutkimuksen aikana rakennettiin uudelleensuunnitellun laitteen ensimmäinen prototyyppi. Sen avulla voitiin todeta kaikkien neljän kehitettävän asian parantuneen alkuperäiseen laitteeseen verrattuna. Tämän tutkimuksen tulosten perusteella nähtiin silti tarpeelliseksi testata prototyyppiä asiakkaan käytössä ja kerätä siitä palautetta jatkokehitystä varten.

Tutkimuksen keskeisin tulos oli monimenetelmäinen tuotekehitysprosessin toteutusmalli, koska mallin menetelmien avulla saatiin parannettua laitteen haluttuja ominaisuuksia. Tutkimuksessa saatiin myös selville, että moniammatillinen yhteistyö nopeuttaa tuotekehitysprosessia ja auttaa parantamaan laitteen ominaisuuksia. Lisäksi todettiin, että huolellinen vaatimusten määrittäminen ja konseptisuunnittelu ovat tärkeitä tuotekehitysprosessin vaiheita sekä tuotesuunnittelussa että laitteiden uudelleensuunnittelussa.

The topic of this master’s thesis was the mechanical redesign of the device used for calibration and static testing of a laser scanning system. The redesign aimed to improve the safety, reliability, usability, and accuracy of the device. The main goal of the research was to redesign a device for the customer, that the customer can use to ensure the measurement accuracy of the scanner daily. The subgoal of the research was to develop an implementation model of the product design process.

The methods used in the research were: human-centered design, multidisciplinary workshops, quality function deployment method, concept design, ensuring the structural and functional reliability of the device, and element method. These methods were applied in the redesign of the device and supplemented with practical tests and expert interviews.

During the research, the first prototype of the redesigned device was built. Utilizing the prototype, it was possible to state that all four things developed had improved compared to the original device. However, based on the results of this study, it was deemed necessary to test the prototype by the customer and collect feedback from the customer for further development.

The most significant result of this research was a multi-method model of the product development process since the device’s desired properties were improved with the help of used methods. In the research, it was concluded that using multidisciplinary cooperation speeds up the product development process and helps to improve the product's properties. It was also concluded that careful definition of requirements and concept design are important stages of the product development process in both product design and product redesign.