Towards preferred mechanical design quality – study on engineering design process and practices
No Thumbnail Available
URL
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
School of Engineering |
Master's thesis
Authors
Date
2024-09-23
Department
Major/Subject
Product Development
Mcode
Degree programme
Master's programme in Mechanical Engineering
Language
en
Pages
68
Series
Abstract
This thesis focuses on mechanical design process, starting with a literature review of a few different descriptions about the mechanical tasks. Usually, the mechanical design process is perceived as an incremental process with clear steps or milestones included. The literature review discusses the fundamentals about total design model, cost of quality (COQ), the role of standards and machine safety regulation for mechanical design, design thinking and root cause analysis (RCA). Also, process capability indices are discussed with equations included. Many different classic quality tools and models are also presented, which are traditionally used for process capability improvement. In this thesis, a process capability study was conducted from the data registered during commissioning. The process capability study is based on the design hours per machine used with the faced issues or mistakes in the designs during commissioning. The data is filtered to only contain issues or mistakes directly linked to the mechanical engineering team. The data is sampled from total of over 3200 hours of actual realized mechanical design hours for the project deliveries. The delivered machines included standard machines, but also more complex ones specifically designed for the customer’s needs. The main finding of the process capability study is, that the process is currently not capable. The process is currently capable of achieving only sigma level of two, that indicates that the yield is only circa 69% of projects delivered. There are also clear differences between delivered products, some are easier to design than others. The root causes behind the registered issues were mapped via interviews with different stakeholder teams. This thesis ends with suggestions, how to improve the capability of the mechanical engineering design process, specifically for Rosendahl Nextrom Oy. The improvement suggestions are mainly related to collaboration, implementation of product lifecycle management (PLM) software and improving certain process steps with automation.Tämä opinnäytetyö keskittyy mekaniikkasuunnitteluprosessiin ja se alkaa kirjallisuuskatsauksella, jossa kuvataan erilaisia mekaniikkasuunnittelutehtäviä. Yleensä mekaniikkasuunnitteluprosessi mielletään asteittaisena prosessina, joka sisältää selviä välitavoitteita. Kirjallisuuskatsaus käsittelee perusteet kokonaissuunnittelumallista, laadun hinnasta (COQ), säännöksien ja standardien merkityksestä mekaniikkasuunnittelun turvallisuudessa, design-ajattelusta sekä perussyyanalyysista (RCA). Kirjallisuuskatsaus käsittelee myös perusteet prosessin suorituskyvyn mittauksesta ja siihen liittyvistä indekseistä. Monet perinteiset laatukäsitteet ja -työkalut on esitetty, joita käytettään prosessin suorituskyvyn parantamisessa. Tässä opinnäytetyössä toteutettiin prosessin suorituskykytutkimus datalla, joka kerättiin usean projektin käyttöönottovaiheesta. Mekaniikkasuunnitteluprosessin suorituskykymittaus perustuu suunnitteluaikaan, joka käytettiin mekaniikkasuunnitteluun kussakin projektissa. Käytettyä suunnitteluaikaa verrattiin havaittuihin virheisiin sekä poikkeamiin. Tallennettu data on suodatettu siten, että vain suoraan mekaniikkasuunnitteluun liittyvät virheet on rekisteröity ja se on koottu projekteista, joihin käytettiin yhteensä yli 3200 suunnittelutuntia. Toimitetut laitteet olivat pääosin vakiotyyppisiä, mutta projektit sisälsivät myös asiakkaan tarpeisiin räätälöityjä laitteita. Mekaniikkasuunnitteluprosessin suorituskykytutkimuksen mukaan prosessi ei ole tällä hetkellä suorituskykyinen. Prosessi saavuttaa tällä hetkellä vain noin kahden sigman tason, joka tarkoittaa, että prosessin tuotto on vain noin 69 % toimitetuissa projekteissa. On olemassa myös selkeitä eroja toimitettujen projektien väleillä, sillä joissain projekteissa havaittiin huomattavasti vähemmän suunnitteluvirheitä tai ongelmia. Perussyitä rekisteröidyille virheille kartoitettiin haastatteluilla mekaniikkasuunnittelutiimin sidosryhmissä. Tämä opinnäytetyö päättyy ehdotuksiin, joilla erityisesti Rosendahl Nextrom Oy:n nykyisen mekaniikkasuunnitteluprosessin suorituskykyä voisi parantaa. Parannusehdotukset koostuvat pääosin yhteistyön parantamisesta tiimien välillä, tuotteen elinkaaren hallintaan liittyvästä ohjelmistosta (PLM) sekä tiettyjen prosessikohtien parantamisesta automaatiolla.Description
Supervisor
Ekman, KaleviThesis advisor
Lauttia, RiikkaKeywords
mechanical design, quality, mechanical design task, process capability index, process capability study, root cause analysis, PDCA