Simuleringar förbättrar hantering av variation i tillverkning

Inkonsekvenser i tillverkning kan leda till problem under hela produktutvecklingen. De kan orsaka monteringssvårigheter eller funktionsfel, vilket resulterar i ökade kostnader och förseningar. Dessutom kan dessa variationer påverka den upplevda kvaliteten, till exempel synliga mellanrum mellan dörrar och motorhuv, vilket påverkar helhetsintrycket av produkten. 

– Varje process som ingår i att ta fram en produkt har en viss grad av variation. För att se till att dessa skillnader inte äventyrar kvaliteten eller ökar kostnaderna är det viktigt att förstå och hantera dem på ett bra sätt, säger Rikard Söderberg, föreståndare för Wingquist Laboratory.

Forskargruppen Geometry Assurance and Robust Design på Wingquist Laboratory utvecklar metoder och verktyg som syftar till att minimera geometrisk variation i produkter. Arbetet bidrar till att förbättra produktkvaliteten, minska kostnader och främja hållbara produktionsmetoder. 

Använder simuleringar för att förbättra produktkvalitet

Ett viktigt resultat av deras forskning är utvecklingen av statistiska variationssimuleringar som används i mjukvaran RD&T, ett spin-off projekt från Wingquist Laboratory. Verktyget gör det möjligt att analysera hur variationer i tillverknings- och monteringsprocesser kan påverka en produkt, vilket möjliggör att visualisera variationer och potentiella problem, och därmed fatta välgrundade beslut tidigt i designprocessen, innan fysiska prototyper tillverkas.

– Genom att förutse och hantera variation i kritiska dimensioner kan vi göra produkten mer robust från början. Till exempel, när flera delar monteras, kan variationer spridas genom kontaktpunkterna. Genom att optimera dessa kontaktpunkter förbättras slutproduktens robusthet och tillförlitlighet, säger Rikard Söderberg.

Forskningen tar också hänsyn till att ingen del är perfekt, vare sig det gäller plåt- eller plastkomponenter som kan böjas eller deformeras. Den identifierar också vilka toleranser som är mest kritiska, vilket gör det möjligt att avgöra var det är nödvändigt med snäva toleranser, och var de kan lättas.

Användning inom industrin

Forskningen har implementerats brett inom olika branscher genom åren. Företag som Volvo Cars använder dessa insikter genom mjukvaran RD&T för att kunna uppfylla strikta krav och upprätthålla höga kvalitetsstandarder.

– Mjukvaran hjälper oss att bedöma genomförbarheten och säkerställa stabilitet genom att identifiera när vi hamnar utanför toleransintervallet, baserat på placeringen av fästpunkter och toleransfördelning, säger Johan Stabeck, Senior Engineering Manager of Robust Design and Tolerancing på Volvo Cars

Genom att använda forskningen från Wingquist Laboratory kan företag identifiera potentiella problem tidigt och optimera processer för att uppfylla höga kvalitetsstandarder och snäva produktionstidslinjer.

– Från idé till projektfas har mjukvaran varit en viktig möjliggörare för att stödja vår produktutveckling. De insikter vi får stärker våra globala utvecklings- och tillverkningsinsatser och säkerställer att våra produkter konsekvent uppfyller alla geometriska krav, säger Johan Stabeck. 

Används av partners i industrin

RD&T har använts inom fordonsindustrin i över 20 år. Förutom Volvo Cars används RD&T-mjukvaran av företag som Volvo Group Trucks Technology, GKN Aerospace Engine Systems, Saab Aeronautics och Scania CV.