Suunnittelun mahdollisuudet alumiiniveneen rungon valmistuskustannusten optimointiin mitoitusdirektiivi huomioiden
Tauriainen, Mika (2011)
Tiivistelmä
Tässä diplomityössä tutkittiin valmistuksellisia ja rakenteellisia mahdollisuuksia
alumiiniveneen rungon valmistuskustannusten optimointiin vallitseva
runkomitoitusdirektiivi huomioiden. Varsinaista kustannussäästötavoitetta työlle
ei määritetty, mutta tavoitteena oli selvittää runkokonstruktion kustannusten
painopisteiden mukaisesti kehityskohteet ja uusi kehitetty runkokonstruktio, joka
täyttää mitoitusdirektiivin vaatimukset. Nykyistä ja kehitettyä runkokonstruktiota
verrataan kustannusten sekä valmistettavuuden kannalta ja tehdään
johtopäätökset.
Kehityskohteiden löytämisessä sovellettiin valmistus- ja kokoonpanoystävällisen
suunnittelun DFM(A)-periaatteita ja teoriaa, jotka esiteltiin työn teoriaosuudessa.
Valmistuskustannusten määrittämisen tueksi teoriaosuudessa esiteltiin hitsauksen
ja osavalmistuksen (laserleikkaus, särmäys) kustannusmallit, joita hyödynnettiin
soveltuvin osin kustannuslaskennassa. Merkittävänä osana selvitystyötä oli myös
SFS-EN ISO 12215-5-(6) runkomitoitusstandardin tulkitseminen ja referointi työn
kannalta merkittäviin osa - alueisiin.
Nykyisen runkokonstruktion kustannusanalyysin ja valmistettavuusarvion
pohjalta päädyttiin rakenteellisiin ja valmistuksellisiin kehitystoimenpiteisiin,
jotka täyttävät runkomitoitusdirektiivin rakenteelliset vaatimukset. Rakenteelliset
toimenpiteet käsittivät mm. materiaalivahvuuksien, jäykisterakenteen ja
osamäärän optimointia. Valmistukselliset toimenpiteet liittyivät mm. hitsauksen
tuottavuuden tehostamiseen ja sen kustannusvaikutuksiin. Rakenteellisilla
kehitystoimenpiteillä olisi mahdollista saavuttaa noin 6 % säästö ja
valmistusmenetelmien kehittämisellä noin 17 % säästö valmistuskustannuksista. In this Master’s thesis aluminum boat hull manufacturing cost optimization
possibilities were studied with manufacturing and constructional improvements
considering design directives. Actual cost saving target was not assigned, but the
object was to determine development targets for hull construction accordance with
cost priority and design directives. Current and developed hull constructions are
compared and discussed in point of manufacturing costs and manufacturability.
Design for Manufacture and Assembly DFM(A) principles and theories were
discussed in theory section and further applied for identification of development
targets in hull construction. Cost models for welding and parts manufacturing
(laser cutting, bending) were discussed in theory section to support cost analysis
in practical section of thesis. Clarification and summarization work of SFS-EN
ISO 12215-5-(6) hull construction directives were also in important part of
exploration work.
Structural and manufacture development targets based on cost- and
manufacturability analysis of current hull construction were proposed with respect
to design directives. Structural operations included ia optimization of material
thicknesses, support structure and part number. Manufacture operations included
ia enhancements in welding productivity and cost effect analysis. With structural
developments it would be possible to attain approx 6 % saving and with
development of manufacture approx 17 % saving in manufacturing costs.
alumiiniveneen rungon valmistuskustannusten optimointiin vallitseva
runkomitoitusdirektiivi huomioiden. Varsinaista kustannussäästötavoitetta työlle
ei määritetty, mutta tavoitteena oli selvittää runkokonstruktion kustannusten
painopisteiden mukaisesti kehityskohteet ja uusi kehitetty runkokonstruktio, joka
täyttää mitoitusdirektiivin vaatimukset. Nykyistä ja kehitettyä runkokonstruktiota
verrataan kustannusten sekä valmistettavuuden kannalta ja tehdään
johtopäätökset.
Kehityskohteiden löytämisessä sovellettiin valmistus- ja kokoonpanoystävällisen
suunnittelun DFM(A)-periaatteita ja teoriaa, jotka esiteltiin työn teoriaosuudessa.
Valmistuskustannusten määrittämisen tueksi teoriaosuudessa esiteltiin hitsauksen
ja osavalmistuksen (laserleikkaus, särmäys) kustannusmallit, joita hyödynnettiin
soveltuvin osin kustannuslaskennassa. Merkittävänä osana selvitystyötä oli myös
SFS-EN ISO 12215-5-(6) runkomitoitusstandardin tulkitseminen ja referointi työn
kannalta merkittäviin osa - alueisiin.
Nykyisen runkokonstruktion kustannusanalyysin ja valmistettavuusarvion
pohjalta päädyttiin rakenteellisiin ja valmistuksellisiin kehitystoimenpiteisiin,
jotka täyttävät runkomitoitusdirektiivin rakenteelliset vaatimukset. Rakenteelliset
toimenpiteet käsittivät mm. materiaalivahvuuksien, jäykisterakenteen ja
osamäärän optimointia. Valmistukselliset toimenpiteet liittyivät mm. hitsauksen
tuottavuuden tehostamiseen ja sen kustannusvaikutuksiin. Rakenteellisilla
kehitystoimenpiteillä olisi mahdollista saavuttaa noin 6 % säästö ja
valmistusmenetelmien kehittämisellä noin 17 % säästö valmistuskustannuksista.
possibilities were studied with manufacturing and constructional improvements
considering design directives. Actual cost saving target was not assigned, but the
object was to determine development targets for hull construction accordance with
cost priority and design directives. Current and developed hull constructions are
compared and discussed in point of manufacturing costs and manufacturability.
Design for Manufacture and Assembly DFM(A) principles and theories were
discussed in theory section and further applied for identification of development
targets in hull construction. Cost models for welding and parts manufacturing
(laser cutting, bending) were discussed in theory section to support cost analysis
in practical section of thesis. Clarification and summarization work of SFS-EN
ISO 12215-5-(6) hull construction directives were also in important part of
exploration work.
Structural and manufacture development targets based on cost- and
manufacturability analysis of current hull construction were proposed with respect
to design directives. Structural operations included ia optimization of material
thicknesses, support structure and part number. Manufacture operations included
ia enhancements in welding productivity and cost effect analysis. With structural
developments it would be possible to attain approx 6 % saving and with
development of manufacture approx 17 % saving in manufacturing costs.