Renaissance 1.5
Författare
Summary, in Swedish
Projektet Renässans 1.5 utgår ifrån det faktum att det i den traditionella produktutvecklingsprocessen normalt krävs flera iterationer i processens olika faser innan man kan nå en acceptabel kompromiss mellan estetiska krav och konstruktions- och tillverkningskrav. Den snabba utvecklingen inom optimeringsteknik och kunskapsbaserad konstruktion gör det möjligt att integrera ett datorbaserat formgivningsverktyg med direkta kopplingar till digital tillverkning som därmed också möjliggör ett effektivt tillfredsställande av ställda konstruktions- och tillverkningskrav. Ett sådant datorbaserat formgivningsverktyg kan dessutom förstärka designprocessen genom användning av avancerade och estetiskt intressanta morfologier från matematiken och naturen, vilka hittills mest har tagits i bruk inom arkitekturen. Denna starkare integration i kombination med automatisk formgenerering ska i en förlängning kunna ge konsumenten möjlighet att själv aktivt delta i genereringen av designlösningen. En på så sätt förbättrad produktutvecklingsprocess skulle sudda ut gränsen mellan skräddarsydda och massproducerade produkter.
Projekthuvudmålen har varit att testa ett ramverk som förväntas:
1. möjliggöra en ökad integration av produktdesign i produktutvecklingsprocessen,
2. utvidga designerns kreativa repertoar (genom användning av matematiska eller naturinspirerade former), vilka förväntas leda till
3. förbättrade möjligheter till storskalig kundanpassning ("mass-customisation").
Ramverket har testats för en produkttyp, en bokhylla, från koncept till produktionsföreberedelse. Ett datorsystem har därför utvecklats som möjliggör att:
- användarna (designerna eller konsumenterna) ger en egen "input" till systemet i form av produktens kontur, antal fack och material
- val av flera morfologier: Voronoï-diagram, "kinesiska gitter" ("Chinese lattices"), fem- och sexkantiga D1-tessellationer, drakmorfologi ("kite")
- val av material såsom: plywood, rostfritt stål och MDF, med koppling och hantering olika produktionstekniker som bockning och sågning.
- optimering av bokhyllan med fokus på uppfyllandet av konstruktions- och produktionskrav - specifikt kontrolleras strukturhållfastheten m h a FEM,
- framtagning av underlag för produktionen av hyllan.
Utifrån erfarenheterna från projektet kan också rekommendationer ges för organisationer som är intresserade av att utveckla ett liknande system.
Det visade sig, beroende på morfologiernas komplexitet, att den stora svårigheten låg i att utforma ett gränssnitt som både kunde hanteras av designers och konsumenter. Detta prioriterades framför andra frågeställningar, till exempel hur gränssnittet kan implementeras on-line. Undersökningen visade att en kategori av användare ville ha stor kontroll över utformning mellan en annan kategori föredrog, något förvånansvärt, att låta datorsystemet självt skapa produktens form. Det bör påpekas att den senare kategorin dock fortfarande hade friheten att själva välja material, morfologi, och bokhyllans kontur. Ytterligare en undersökning bekräftade att de två sista former av morfologikontroll var tillfredställande.
Flera affärsmodeller har granskats. Möjligheten att kombinera estetik, kundanpassning och masstillverkningssystem gör att ett stort antal affärsmodeller är möjliga.
En produkttypologi har utvecklats. Förutom möbler, så kan många 2,5D produkter formges m h a de studerade morfologierna såsom: golv- och väggelement, fönsterramar och skyddselement i form av vindskydd och bullervallar men också brunnslock, räcken mfl.Två produktprototyper har tillverkats helt utifrån data som genererats av datorsystemet.
Resultaten av projektet har till akademien redovisats i form av två konferenspapper ("double blind reviewed") och en journalartikel. Allmänheten har kunnat ta del av resultaten genom medverkan i tre utställningar och genom medier. Kontakter har också knutits med industri (design- och produktionsföretag) för vilka projektet presenterats. Responsen har varit positiv från alla parter.
Detta hypotesprövningsprojekt har visat att ramverket kan tillämpas till flera olika typer av produkter och att det finns flera affärsmodeller som kan göra användningen av ramverket lönsam. Ramverket visade dock också några begränsningar. Utveckling av datorsystemet i sig är tidskrävande och kräver att urval av morfologier, material och produktionssystem bestäms i förhand. Gränssnittutveckling är också avgörande för att användare överhuvudtaget ska intressera sig för systemet. Optimeringen kan vara tidskrävande vilket kan begränsa de alternativ som användarna kan erbjudas.Det framtagna ramverket kan redan i detta stadium rekommenderas för användning i industrin. Flera områden är dock i behov av ytterligare forskningsinsatser. Det kräver först och främst fler fallstudier i större skala för att visa ramverkets validitet. De kontaktade företagen är intresserade men samtidigt vill de ha referenser i form av nämnda fallstudier som garanti innan en satsning blir aktuellt. Hur företagen ska gå tillväga för att implementera de föreslagna strategierna måste också studeras. Detta kräver att en generisk process utvecklas som företagen ska kunna använda som mall för sitt tillvägagångssätt.
De studerade morfologierna är i sig relativt problemfria att använda för enkla produkter. Anpassningen till mer komplexa produkter kan bli svårare. Många morfologier har inte undersökts, såsom 3D morfologier och morfologins koppling till dynamik.
Det visar sig att flera företag redan använder sig av delar av liknande ramverk i olika sammanhang. Vill man i Sverige bygga upp en kompetens inom denna sektor bör man satsa på fortsatt forskning av utmanande morfologier och deras tillämpningar, samt effektiva optimeringssystem och gränssnittsutveckling.
Projekthuvudmålen har varit att testa ett ramverk som förväntas:
1. möjliggöra en ökad integration av produktdesign i produktutvecklingsprocessen,
2. utvidga designerns kreativa repertoar (genom användning av matematiska eller naturinspirerade former), vilka förväntas leda till
3. förbättrade möjligheter till storskalig kundanpassning ("mass-customisation").
Ramverket har testats för en produkttyp, en bokhylla, från koncept till produktionsföreberedelse. Ett datorsystem har därför utvecklats som möjliggör att:
- användarna (designerna eller konsumenterna) ger en egen "input" till systemet i form av produktens kontur, antal fack och material
- val av flera morfologier: Voronoï-diagram, "kinesiska gitter" ("Chinese lattices"), fem- och sexkantiga D1-tessellationer, drakmorfologi ("kite")
- val av material såsom: plywood, rostfritt stål och MDF, med koppling och hantering olika produktionstekniker som bockning och sågning.
- optimering av bokhyllan med fokus på uppfyllandet av konstruktions- och produktionskrav - specifikt kontrolleras strukturhållfastheten m h a FEM,
- framtagning av underlag för produktionen av hyllan.
Utifrån erfarenheterna från projektet kan också rekommendationer ges för organisationer som är intresserade av att utveckla ett liknande system.
Det visade sig, beroende på morfologiernas komplexitet, att den stora svårigheten låg i att utforma ett gränssnitt som både kunde hanteras av designers och konsumenter. Detta prioriterades framför andra frågeställningar, till exempel hur gränssnittet kan implementeras on-line. Undersökningen visade att en kategori av användare ville ha stor kontroll över utformning mellan en annan kategori föredrog, något förvånansvärt, att låta datorsystemet självt skapa produktens form. Det bör påpekas att den senare kategorin dock fortfarande hade friheten att själva välja material, morfologi, och bokhyllans kontur. Ytterligare en undersökning bekräftade att de två sista former av morfologikontroll var tillfredställande.
Flera affärsmodeller har granskats. Möjligheten att kombinera estetik, kundanpassning och masstillverkningssystem gör att ett stort antal affärsmodeller är möjliga.
En produkttypologi har utvecklats. Förutom möbler, så kan många 2,5D produkter formges m h a de studerade morfologierna såsom: golv- och väggelement, fönsterramar och skyddselement i form av vindskydd och bullervallar men också brunnslock, räcken mfl.Två produktprototyper har tillverkats helt utifrån data som genererats av datorsystemet.
Resultaten av projektet har till akademien redovisats i form av två konferenspapper ("double blind reviewed") och en journalartikel. Allmänheten har kunnat ta del av resultaten genom medverkan i tre utställningar och genom medier. Kontakter har också knutits med industri (design- och produktionsföretag) för vilka projektet presenterats. Responsen har varit positiv från alla parter.
Detta hypotesprövningsprojekt har visat att ramverket kan tillämpas till flera olika typer av produkter och att det finns flera affärsmodeller som kan göra användningen av ramverket lönsam. Ramverket visade dock också några begränsningar. Utveckling av datorsystemet i sig är tidskrävande och kräver att urval av morfologier, material och produktionssystem bestäms i förhand. Gränssnittutveckling är också avgörande för att användare överhuvudtaget ska intressera sig för systemet. Optimeringen kan vara tidskrävande vilket kan begränsa de alternativ som användarna kan erbjudas.Det framtagna ramverket kan redan i detta stadium rekommenderas för användning i industrin. Flera områden är dock i behov av ytterligare forskningsinsatser. Det kräver först och främst fler fallstudier i större skala för att visa ramverkets validitet. De kontaktade företagen är intresserade men samtidigt vill de ha referenser i form av nämnda fallstudier som garanti innan en satsning blir aktuellt. Hur företagen ska gå tillväga för att implementera de föreslagna strategierna måste också studeras. Detta kräver att en generisk process utvecklas som företagen ska kunna använda som mall för sitt tillvägagångssätt.
De studerade morfologierna är i sig relativt problemfria att använda för enkla produkter. Anpassningen till mer komplexa produkter kan bli svårare. Många morfologier har inte undersökts, såsom 3D morfologier och morfologins koppling till dynamik.
Det visar sig att flera företag redan använder sig av delar av liknande ramverk i olika sammanhang. Vill man i Sverige bygga upp en kompetens inom denna sektor bör man satsa på fortsatt forskning av utmanande morfologier och deras tillämpningar, samt effektiva optimeringssystem och gränssnittsutveckling.
Avdelning/ar
Publiceringsår
2011
Språk
Engelska
Dokumenttyp
Rapport
Förlag
Vinnova
Ämne
- Production Engineering, Human Work Science and Ergonomics
Nyckelord
- industrial design
- evolutionary computing
- Renaissance 2.0
- tessellations
- machine design
- maskinkonstruktion
Status
Unpublished