Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/11527/7798
Title: Güçlü El “romatizma Hastalarına Yardımcı El” Güçlü El Tasarımı İçin Montaj & Malzeme & İmalat Analizi
Other Titles: The Strong Hand “a Helping Hand To Rheumatic Sufferers” Design For Assembly & Materials & Manufacture For Strong Hand
Authors: Baykara, Cemal
Geylan, Ömer Selim
439702
Konstrüksiyon
Construction
Keywords: Tasarım
montaj
imalat
malzeme
analiz
Design
assembly
manufacture
material
analyze
Issue Date: 6-Aug-2012
Publisher: Fen Bilimleri Enstitüsü
Institute of Science and Technology
Abstract: Güçlü el projesi, romatizma hastalarının ihtiyaçlarını karşılamak üzere yola çıkılmış bir projedir. Romatizma hastaları, hastalık sebebiyle ellerini tam verimle kullanamazlar. Hastaların ellerinde, açma ve kapatma esnasında güç azalması ortaya çıkar. Bu güç azalması elin fonksiyonlarını yerine getirmesine manidir. Bu fonksiyonların arasında bardak tutmak, kaldırmak, ekmek kesmek sayılabilir. Bu fonksiyonların yerine getirilmesi amacıyla elin eksilen gücünü artırıp, hastaların problemlerini bitirmek amaciyla yola çikilmis bir projedir. Güçlü el projesi, INVENCON şirketinin girişimleriyle başlatılmış bir projedir. INVENCON şirketi projenin sahibi ve yürütücüsüdür. Proje bütçesi 7.000.000 TL olup Avrupa Birliği destek fonu alınarak yürütülmektedir. INVENCON şirketi, IPU şirketiyle 3 yıllık ortaklık anlaşması çerçevesinde projeyi yürütmektedir. IPU şirketi, projenin tasarlanması ve son ürünün tamamlanmasından sorumludur. Projenin başlangıç tarihi Eylül, 2010’dur. Birinci aşama olarak Mayıs, 2011 tarihine kadar birinci maket tasarlanmis ve hastaların kullanımına ve değerlendirmesine sunulmuştur. 2. Maket ise Nisan, 2012 ayinda tamamlanmistir ve Haziran, 2012 ayı itibariyle hastaların değerlendirilmesine sunulmuştur. Proje, 2013 yilinda 3. Maket ve sonrasinda son ürün olarak sonlanacaktır. Yüksek lisans tezi olarak Güçlü El Projesinin esas amaci, tamamlanmış olan birincil maket ve tamamlanmakta olan ikincil maket incelenerek, en düşük maliyetli Güçlü El tasarımını sunmaktir. En ekonomik olan Güçlü El tasarlanirken, tasarımcılar için maliyet muhasebesi yapılarak birincil ve ikincil tasarımın verimliliği ön plana çıkarmak esas amaçtır. Bu maliyet muhasebesi, DFM (Design For Manufacture) Tasarım için İmalat ve DFA (Design For Assembly) Tasarım için Montaj teorileri esas alınarak yapılmıştır. DFMA, Tasarım için İmalat ve Montaj teorileri sayesinde, birincil ve ikincil maketlerin montajlarının Tasarım Verimliliği belirlenir. Tasarım verimliliği, tasarım verimliliği katsayısı sayesinde kıyaslanır. Tasarım verimliliği katsayısı; toplam parça sayısını ve fonksiyonel parça sayısını belirler. Tasarım için İmalat ve Montaj teorileri ayrıca, pahalı parça sayısının azaltılması, uygun imalat yöntemleri ve malzeme seçimini etkiler ve en ekonomik olanın seçilmesini sağlar. Teorilerin ışığında, tasarımı basitleştirmek, imal edilebilirliği güçlendirmek ve yüksek ürün ve tasarım verimliliğini yakalanır. Yüksek lisans tezi olarak aktiviteler, ilk olarak DFMA Tasarim için İmalat ve Montaj teorilerini anlamak, birincil ve ikincil maketlerin 3 boyutlu çizimlerinin analizinin yapılmasını sağlamaktır. 3 boyutlu analiz; tasarımların montajı, malzeme seçimi ve imalat yöntemlerinin seçimi olarak çeşitlenmektedir. Analiz tamamladığında, INVENCON ve IPU sirketlerine, analizi yapılan ürünlerin; iyi, kötü yönleri, kusurları ve ihtiyacları sunulmuştur ve onların önerileri yapılan toplantılar sonucunda eklenmiştir. Tasarım için İmalat ve Montaj teorileri, ilk olarak montajın analizi ile başlamaktadır. Tasarım montajı, 3 boyutlu çizimlerin, patlatılmış hallerinin Tasarım için Montaj teorisi ışığında, gerekli adımlar izlenilerek Tasarım verimliliğinin hesaplanmasını sağlar. Tasarım verimliliği birincil ve ikincil montaj için belirlenmiş olup gelecek tasarımlar için önemli bir göstergedir. Tasarım verimliliği hesaplamaları, birincil maket, ikincil maket birinci hal ve ikincil maket ikincil hal olarak 3 ayrı durumda hesaplanmıştır. Birincil maket için tasarım verimliliği 0.26 olarak, ikincil maket birinci hal için 0.31 ve ikincil maket ikincil hal için 0.32 olarak hesaplanmıştır. Bu verimlilik katsayıları, ikicil maket ikincil halin yeniden tasarlanması için referans olmaktadır. Yenilenen tasarım önerilerinde, simetrik ve yeni boyutlu parça tasarımları önceliğinde, verimlilik katsayısını önemli miktarda etkileyen fonksiyonel parça sayısının artırılması öncülüğünde verimliliğin artırılması sağlanmıştır. İkinci aşama ise Tasarım için İmalat teorisinin uygulanması ile devam eder. Tasarım için imalat, birincil ve ikincil tasarımların maketlerinde hangi malzemelerin ve imalat metodlarının kullanıldığını belirler ve bunların maliyet hesaplarının yapılmasını sağlar. Maliyet hesaplamasında önemli olan fayda hesaplamanın gerçekte olan fiyat politikasıyla uyuşup uyuşmadığını karşılaştımaya fırsat vermesidir. Maliyet hesaplamaları, tasarım verimliliğiyle paralel olarak birincil ve ikincil maketler için tamamlanmıştır. Birincil maketin toplam maliyeti, elektronik kısımlar dahil olarak 3040 Danimarka Kronu, İkincil maketin birinci hali 1615 Danimarka Kronu ve ikincil maketin ikinci hali ise 2141 Danimarka Kronu, elektronik kısımlar hariç olarak hesaplanmıştır. İkinci aktivite, INVENCON ve IPU’nun tasarım verimliliği ve imalat analizleri ilgili sonuçları yorumlamaları ve bu sonuçlar hakkindaki düşüncelerini anlamakla başlar. Bu fikirler, IPU şirketindeki iki haftalık toplantılarda tartışılmıştır ve toplantı kararları; sonuçları, katılımcıları ve tarihleriyle birlikte ekler kısmındadir. İkinci aşama, montaj icin 3 farkli tasarım önerisi ve imalat ve malzeme için 3 farkli maliyet hesabı sunmakla devam eder. Öncelikle, montaj için 3 farklı tasarım önerisi, Tasarım verimliliği tablosundan yola çıkılırak belirlenmiştir. Tasarım verimliliği tablosundan tasarımda zaman fazlalığına sebep olan parçalar öncelikle belirlenip alternatifleri aranmış ve tasarlanmıştır. Ayrıca Tasarım verimliliği tablosunda, tasarım verimliliğini önemli miktarda etkileyen fonksiyonel parça sayısı maksimum sayısa yükseltilerek, verimliliğin yükseltilmesi amaçlanır. Tasarım verimliliği bir başka yöndende; montajda vakit artımına sebep olan bağlama elemanlarının azaltılmasına ve fonksıyonel olmayan parçaların biraraya getirilerek yeni parça tasarımları yapılarak 3 farklı tasarım önerisi sunulmuştur. Malzeme ve imalat için tasarım önerileri, öncelikle maliyeti pahalı olan parçaların belirlenmesiyle başlamıştır. Pahalı parçaların alternatiflerinin bulunmasını, farklı malzeme ve imalat yöntemlerinin alternatiflerinin bulunması takip etmektedir. Bu 3 farlı maliyet alternatifi ikinci maket için yapılmaktadır. En uygun alternatif IPU ve INVENCON şirketlerinin ortak kararıyla uygulamaya konulmuştur. İkinci maket için yapılan maliyet hesaplamarı iki ayrı malzeme tercihi ve imalat yöntemi için ayrı ayrı hesaplanmaktadır. İkinci maketin ilk maliyet hesabı çoğunlukla talaşlı imalat yöntemleriyle olup 2141 Danimarka Kronu olarak hesaplanmıştır. İkinci maliyet hesabı, malzeme tercihi olarak plastik ağırlıklı ve imalat yöntemi olarak enjeksiyon kalıplama olarak 1469 Danimarka Kronu olarak hesaplanmıştır. Üçüncü maliyet hesabı, malzeme seçimi olarak plastik ve alüminyum ağırlıklıdır ve imalat yöntemi olarak enjeksiyon kalıplama ve talaşlı imalat yöntemleriyle 1515 Danimarka Kronu olarak hesaplanmıştır. En ekonomik maliyet hesabı, ikinci hesap olup, malzemenin plastik ağırlıklı olması sebebiyle Güçlü Elin toplam ağırlığının en hafif halidir. Belirlenen montaj ve imalat tasarım önerileri, son ürün esas alinarak hazirlanmıştır. Bu öneriler montaj ve maliyet için ayrı ayrı çizelgelerde sunulmustur. Bu önerilerilerden herbirinin seçimi INVENCON ve IPU’ nun ortak seçimi olmuştur. Son aşama ise seçilen tasarım önerisinin, detaylı 3 boyutlu çizimi olacaktır. Detaylı tasarım, DFMA Tasarım için montaj ve imalat metoduna uygundur. Detaylı 3 boyutlu çizimler, öncelikli olarak bağlama elemanlarının kaldırımasına yönelik çözümler içermektedir. Fiyat araştırması ve ekonomisi tamamiyle malzeme seçimine ve imalat yöntemlerine uygundur. Projenin en önemli sonucu, hem basit, hem de güvenilir tasarımı bulmak ve bu tasarımın, montaj, malzeme ve imalat olarak INVENCON ve IPU şirketleri tarafindan onaylanan en ekonomik maliyetli seçim olmasıdır. Projenin sonucunda, yeniden tasarlanan Güçlü El Ürünü; montaj, malzeme, imalat yöntemi, ve hizmet açisindan maliyet muhasebesi neticesinde sabit ve değisken fiyat parametleriyle desteklenir. Bu yeni tasarımın dayanıklılığı ayrıca Ya-Ise senaryo analizleriyle ve gelecek planlamasını da içermektedir. Güçlü El, Tasarım için İmalat ve Montaj projesi, Güçlü El birincil ve ikincil tasarımların değerlendirilmesi ve tasarım verimliliği ve maliyet hesaplaması yapılarak sonlandırılmıştır. İlk olarak, bu projede son ürün maksimum tasarım verimliliği 0.52 olarak hesaplanmıştır. Tasarım için montaj teorisi gereğince bu verimlilik 1’e yakın olduğu müddetçe başarılıdır. Proje sonucunda görülüyor ki bu verimlilik istenilen düzeye çıkmamıştır. Bunun sebebi, Güçlü el projesinin yeni, amatör ve ikincil nesil bir proje olmasındandır. Tasarım için Montaj teorisi, teknik olarak profesyonel tasarımlara uygulandığında başarılı olan bir teoridir ve Güçlü El projesinde beklenen başarıya ulaşılamamıştır.
The Project Strong Hand has a main notion for helping rheumatic sufferers to accumulate power with the decreasing strength in their hands. INVENCON and IPU are the responsible companies for the project. IPU is responsible for the design of the Strong Hand. Project started with 1st mock-up and the first mock-up of `Strong Hand` had been tested by rheumatic patients after several participatory innovations in 2011. The second mock-up is ready by April, 2012. The project also has an 3rd mock-up in 2013 and it ended with final product. The goal of the project is to propose a more cost-effective version of the strong hand based on the first mock-up and later in the project on the second mock-up. It is also a goal to propose a simple tool that can help the designer in evaluating the effect to changes to the mock-ups, e.g. in the form of a cost-spread-sheet. The work will be based on analyzing the assembly efficiency by the help of DFMA methods (Design For Manufacture and Assembly) and propose design changes like the number of parts, less expensive parts and manufacturing methods and other materials – all in order to simplify the design and improve the manufacturability with higher production efficiency. Activities of the master project is first to understand the Design for Manufacture and Assembly which provides a systematic procedure for analyzing the mock-up’s CAD step files from the point of view of assembly, material selection and manufacture. After completing the analysis, to determine the deficiencies, imperfections, changes, needs and feats of the second mock-up for not only discussing, but also presenting INVENCON and IPU for feedbacks and new ideas. Second activity starts with understanding INVENCON and IPU’s concern, new ideas and feedbacks which are disscussed in meetings every two weeks at IPU. Conclusion of the IPU meetings are added to Appendix. It continues with modeling three different design proposals for assembly and three different cost estimation for material and manufacturing for Strong Hand final product. After modeling, evaluation of three alternative design proposals will be in a design matrix and selection one of them will ensure decision of INVENCON and IPU. Final activity is going to be detailed design of the chosen design proposal. Detailed design will be a best fit to DFMA Approach which assures cost investigation and optimization for material selection and manufacturing methods. Crucial conclusion of the project is to result in both simpler and more reliable design which is less expensive to assemble, material and manufacture which is collaborated with INVENCON and IPU. Result of the project is a redesigned product which is supported by spreadsheet of cost structure with variable cost and fixed cost for material, manufacturing and providing service. Durability of the redesign is investigated by number of what-if scenario analysis about results from the new design like expectations for future basis, plans and forecast. After the project the student will be able to use the Design For Assembly (DFA) and Design For Manufacture (DFM) Methodologies efficiently for any current design, and its material and manufacturing method selection. The student is able to obtain simplest design approval and best cost efficient way for not only the material selection, but also the manufacturing methods for the project according to the methodologies. 1. Examine Design for Assembly (DFA) and Design for Manufacture (DFM) Methodology. 2. Associate DFA and DFM methodologies with illustrating with other projects. 3. Examine 1st Mock-up of Strong Hand, first version of 2nd mock-up and second version of 2nd mock-up Strong Hand with applying DFA and DFM. 4. Analyze 1st Mock-up of Strong Hand, first version of 2nd mock-up of Strong Hand and second version of 2nd mock-up Strong Hand with applying DFA to calculate and compare Design Efficiencies of the current designs. 5. Analyze 1st Mock-up of Strong Hand, first version of 2nd mock-up of Strong Hand and second version of 2nd mock-up Strong Hand with applying DFM to calculate and compare Cost Estimations for the current materials and manufacturing methods. 6. Generate minimum three possible ways to develop Design Efficiency number for 2nd mock-up with presenting INVENCON and IPU. 7. Combine minimum different cost efficient ways for the 2nd mock-up for different material and manufacturing methods with getting approval from INVENCON and IPU. 8. Decide best simplest design proposal with higher Design Efficiency Number for Strong Hand Project. 9. Recommend best cost-effective estimation with available material and process for Strong Hand Project.
Description: Tez (Yüksek Lisans) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2012
Thesis (M.Sc.) -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 2012
URI: http://hdl.handle.net/11527/7798
Appears in Collections:Konstrüksiyon Lisansüstü Programı - Yüksek Lisans

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
12935.pdf5.55 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.