Modular Function Deployment, Expanded
Integrating Design for Assembly into the modularisation process for effective product architecture development
Tid: Ti 2025-12-16 kl 10.30
Plats: F3 (Flodis), Lindstedtsvägen 26-28, Sweden
Videolänk: https://kth-se.zoom.us/j/62398403498
Språk: Engelska
Ämnesområde: Industriell produktion
Respondent: MSc Fabio Marco Monetti , Produktionsutveckling
Opponent: Assoc. Prof. Ann-Louise Andersen,
Handledare: Docent Antonio Maffei, Industriella produktionssystem; Universitets lektor Daniel Semere,
Abstract
Hur tidigt bör monteringsaspekter forma modulära produktarkitekturer?
Denna avhandling adresserar den frågan genom att omformulera Design for Assembly (DfA) från en nedströms optimeringsuppgift till en konstruktionslogik inbäddad redan från början av utvecklingen av modulära produkter. I flera industriella sammanhang formas modularisering av kundvärden och marknads variation, medan produktion och montering förblir underförstådda eller skjuts upp. När dessa faktorer lämnas till senare skeden går ofta möjligheten förlorad att skapa arkitekturer som är redo för automatisering, livscykelresistenta och möjliggör skapandet av omkonfigurerbara tillverkningssystem (Reconfigurable Manufacturing Systems, (RMS)).
Forskningen utvecklar en utökad version av Modular Function Deployment (MFD) som integrerar DfA i de tidigaste beslutsfaserna. MFD är väl etablerad som metod för att strukturera arkitekturer utifrån kundbehov, men har traditionellt sett behandlat montering som en senare fråga. Detta har lett till att DfA ofta tillämpas reaktivt, när arkitektoniska val redan är låsta, vilket begränsar dess möjlighet att påverka strategisk eller systemnivådesign.
För att ändra detta introducerar avhandlingen en ny dubbel inramning: modulnivå-DfA (mDfA) för att styra det tidiga urvalet och grupperingen av tekniska lösningar, samt arkitekturnivå-DfA (aDfA) för att utvärdera rumslig layout, sekvenslogik och monteringskomplexitet när en kandidatarkitektur finns.
Denna inramning operationaliseras genom en uppsättning lättviktiga, föreskrivande verktyg utformade för att passa in i den standardiserade MFD-processen.
- DfA-baserade interna utvärderingskriterier för konceptval.
- Monteringsorienterade moduldirektiv i Module Indication Matrix.
- En kodad gränssnittstaxonomi för att strukturera och bevara monteringskunskap.
- Assembly Directions and Connections Draft (ADCD) för planering av rumslig logik och insättningsriktningar.
- Module Set Assembly Strategy Matrix (MSASM) för att kvantifiera modulset-komplexitet och automatiseringspotential.
Dessa stöd möjliggör analys av monteringskonsekvenser före fastställda geometrier och underlättar anpassning av modularitet till produktionsrealiteter.
Forskningen följer Design Research Methodology (DRM) och kombinerar litteratur syntes, industriella fallstudier, expertworkshops och tillämpningar i högre ingenjörsutbildning. Verktygen testades både i greenfield- och brownfield-sammanhang,i sektorer som spänner från professionell utrustning till konsumentprodukter. Resultaten visar att verktygen bidrar till att synliggöra monteringskonsekvenser tidigare, förbättra resonemang kring gränssnitt och stärka tvärfunktionell samordning.
Bidraget är tvådelat. Teoretiskt introducerar arbetet den dubbla inramningen av modulnivå- och arkitekturnivå-DfA, vilket utökar monteringsresonemanget från komponentnivåförenkling till arkitektonisk planering. Praktiskt levereras ett arbetsflöde som stödjer produktionsmedveten modularisering utan krav på hög digital mognad eller stora resursinvesteringar. Genom att möjliggöra anpassningsbara, automatiseringsredo arkitekturer som är i linje med livscykelmål bidrar arbetet till långsiktig tillverkningsresiliens och knyter an till Förenta Nationernas globala mål 7, 9 och 12.