Modulsystem for båtsektoren

Abstract

Bakgrunn og motivasjon til valg av oppgave er basert på egne erfaringer og tanker knyttet til mulig forenkling av håndtering, transport og lagring av mindre båter som for eksempel joller og landstedbåter. Målet ble dermed å utvikle et modulsystem der flere mindre moduler settes sammen og danner en komplett båt, der hver modul er en vanntett enhet. Grunnprinsippet er at flere mindre båter (moduler) til sammen danner en komplett båt.

Et viktig delmål knyttet til modulsystemet er at det skal være intuitivt og enkelt for brukeren å montere og demontere modulene. Det skal heller ikke være behov for noen form for verktøy ved montering og demontering av modulsystem.

Det ble utarbeidet 3 ulike funksjonsalternativer knyttet til valg av løsning for toftemodul, og 3 ulike alternativer forbundet med valg av løsning for nedre innfesting av moduler. Disse ble satt inn i tabeller, og det ble nevnt fordeler og ulemper i forbindelse med de ulike alternativene.

Metodikk benyttet for å selektere mellom ulike alternative løsninger er Pughs metode. Metoden går ut på å velge ut aktuelle kriterier med tilhørende vekting i prosent ut ifra hvor avgjørende kriteriet er i forbindelse med valg av løsning. Gjennom hele oppgaven har det vært brukt både integrert produktutvikling (IPD) og SCAMPER i forbindelse med utviklingsprosessen. Arbeidet i forbindelse med tidlig skalamodell i målestokk i 1:5 har vært sentral med hensyn på å kartlegge hvilke tekniske løsninger som lar seg gjennomføre i praksis. Selv om dette er en forenklet modell, har den hatt stor verdi med tanke på tidlig i prosessen å få frem hvordan produktet vil bli i virkeligheten, og få frem detaljer som ikke kom klart nok frem kun ved hjelp av håndtegnede skisser.

Modulsystemets prototype er tegnet i Solid Works med følgende standard: ISO 128. Etter hvert som detaljnivået økte gjennom utvikling av del-løsninger, var det svært nyttig å arbeide med CAD i Solid Works. Dette gjorde det betydelig enklere å se for seg det eventuelle slutt-produktet, og se umiddelbare feil eller mangler. Konstruksjonen er basert på forenklede statiske styrkeberegninger.

Deretter ble det laget realistiske fremstillinger av de ulike modulene og de 2 ulike båt-versjonene. Det ble også laget en monteringsanvisning som illustrerer hvordan montering av moduler gjøres trinn for trinn.

Selv om trinnene i prosessdiagrammet er satt etter hverandre, har flere av trinnene blitt utført samtidig. Dette er på grunn av at en del av trinnene henger sammen med hverandre og dermed avhenger av hverandre. For eksempel geometrisk utforming og styrke henger tett sammen, og som derfor påvirker hverandre.

Resultatet av arbeidet er en CAD-tegning av protype av et modulsystem for båtsektoren. Modulsystemet består av 4 ulike moduler: Baugmodul, sentermodul, aktermodul og toftemodul. Modulsystemet kan danne to ulike båt-versjoner; jolle og landstedbåt. Jolle-versjon består av baugmodul, aktermodul og 1 stk. toftemodul. Landstedbåtversjon består av baugmodul, sentermodul, aktermodul, og 2 stk. toftemoduler. Maksimal effekt på utenbordsmotor er 8 Hestekrefter for begge båt-versjoner. Modulene rotasjonsstøpes av High Density Polyethylene (HDPE), da dette er et robust materiale mot slag, og er i tillegg relativt rimelig. Polyetylen er 100 % resirkulerbart, og er derfor et miljøvennlig alternativ.

Baugmodulens ytre mål er: 137x130x51cm, og vekten er estimert til å bli 23 kg. Denne modulen utgjør baugpartiet på begge båt-versjoner. Sentermodulens ytre mål er: 150x130x51cm, og vekten er estimert til å bli 30 kg. Denne modulen utgjør det midt-partiet på landstedbåt, den benyttes kun på landstedbåt-versjon. Aktermodulens ytre mål er: 145x130x51cm, og vekten er estimert til å bli 27 kg. Denne modulen utgjør akterpartiet på begge båt-versjoner. Toftemodulens ytre mål er: 20x106x15cm, og vekten er estimert til å bli 6 kg.

Toftemodulen utgjør toftepartiet på begge båt-versjoner. Jolle-versjonen benytter 1 stk. toftemodul, og landstedbåt-versjon benytter 2 stk. Jollens ytre mål er: 282x130x51cm, og vekten er estimert til å bli 56 kg. Landstedbåtens ytre mål er: 432x130x51cm, og en vekt på 92 kg.

Videre arbeid blir i hovedsak å gjennomføre mer nøyaktige styrkeberegninger for å redusere materialforbruk og dermed også redusere vekt der dette lar seg gjøre uten at det går for mye på bekostning av konstruksjonens styrke. Det bør også bli gjort videre utvikling av modulsystemet i forbindelse med tilpasning til flere bruksområder. Likeledes vil det gjøres forbedring av design med hensyn på å gjøre produktet bedre egnet for produksjon.

Videre utvikling av modulsystem vil bli utvikling av et trallesystem som skal gjøre flytting og håndtering av moduler enklere, da modulene i utgangspunktet er tunge å bære. En skisse av komponent til trallesystem er lagt til under videre utvikling i rapporten. Trallesystemet skal utvikles slik at de blir så kompakte å lette i vekt som mulig, slik at de enkelt kan tas med i båten.

Background and motivation for the choice of assignment is based on own experiences and thoughts related to the possibilities regarding simplification of handling, transportation and storage of smaller boats such as dinghies. The goal was thus to develop a modular system where several smaller modules were assembled to create a complete boat, each module being a waterproof unit. The basic principle is that several smaller boats (modules) together creates a complete boat. An important subset of the modular system is that it should be intuitive and easy for the user to mount and dismantle the modules. There should also be no need for any tools for mounting and dismantling the modular system. Three different alternatives were chosen for the choice of solution for the bench module, and 3 different options associated with the choice of solution for lower mounting of the modules. These were placed in tables, and there were mentioned the upsides and the downsides related to the various alternatives. Methodology used to select between different alternative solutions is Pugh's method. The method is to select the relevant criteria with the corresponding weighting as a percentage of the crucial criterion in the choice of solution. Long-term throughput, both integrated product development (IPD) and SCAMPER have been used in connection with the development process. The work in connection with the early model in 1: 5 scale has been important in mapping out what technical solutions can be implemented in reality. Although this is a simplified model, it has been of great value in view of the early process of revealing how the product will be in reality and obtaining details that were not clear enough only by hand drawn sketches. The prototype module system is designed in Solid Works with the following standard: ISO 128. As the level of detail increased relative to the development of sub-solutions, it was very useful to work with CAD in Solid Works. This made it considerably easier to anticipate any end product and see immediate errors or omissions. The construction is based on simplified static strength calculations. Then there were made realistic representations of the different modules and the 2 different boat versions. A mounting instruction was also made which illustrates how to mount the modules step by step. Although the process steps in the process diagram are shown after each other, several of the steps have been performed simultaneously. This is because much depends on each other and therefore affect each other. For example, geometric design and strength is closely related, and therefore affect each other. The result of the work is a CAD of the protype of a modular system for the boat sector. The module system consists of 4 different modules: Bow module, center module, aft module and bench module. The modular system can form two different boat versions; short dinghy and long dinghy version. The short dinghy version consists of bow module, aft module and one bench module. The long dinghy version consists of bow module, center module, aft module, and two bench modules. Maximum power on outboard engine is 8 Horsepower for both versions. The modules are rotational molded by High Density Polyethylene (HDPE), as this is a robust material against impact, and is also relatively reasonable. Polyethylene is 100% recyclable and is therefore an environmentally friendly alternative. The outer dimensions of the bow module are: 137x130x51cm, and the weight is estimated to be 23 kg. This module is the bow section on both the short dinghy and the long dinghy. The outer dimensions of the center module are: 150x130x51cm, and the weight is estimated to be 30 kg. This module is the mid-section on the long dinghy version, it is only used on the long dinghy version. The outer dimensions of the aft module are: 145x130x51cm, and the weight is estimated to be 27 kg. This module is the aft section of both versions. The outer dimensions of the bench module are: 20x106x15cm, and the weight is estimated to be 6 kg. The bench module is the bench section on both versions. The short dinghy version uses 1 bench module, and the long dinghy version uses 2 bench modules. The short dinghy versions outer dimensions are: 282x130x51cm, and the weight is estimated to be 56 kg. The long dinghy versions outer dimensions are: 432x130x51cm, and a weight of 92 kg. Further work is essentially to perform more accurate strength calculations to reduce material consumption and thus also reduce weight where this can be done without too much at the expense of the strength. There will also be further development of the modular system in connection with adaptation to multiple applications. Improvement of design will also be made to make the product more suitable for production. Further development of modular systems will be the development of a trolley system that will make moving and handling simpler, as the modules are going to be quite heavy to carry. A sketch of the trolley component is added under further development in the report. The trolley system should be developed so that it becomes as compact and light as possible, so that the trolley component can easily be taken with you in the boat.