Voimalaiteyksikön kokoonpanoanalyysi 3D-mallia hyödyntäen

Abstract

Opinnäytetyössä tutkittiin 3D-mallin hyödyntämismahdollisuuksia Metso Outotecin valmistaman Lokotrack®-voimalaiteyksikön prototyypin asennuksessa, työvaiheiden suunnittelussa ja kokoonpanosuunnittelussa. Opinnäytetyössä analysoidaan voimalaitemoduulin rakenne, kokoonpanojärjestys ja vaiheistus sekä tunnistetaan eri osakokoonpanot. Lisäksi tarkastellaan 3D-mallin käytön mahdollisuuksia kokoonpanoprosessin nopeuttamiseksi. Lokotrack®-tela-alustaisen murskaimen valmistuksessa tutkitaan mahdollisuutta korvata 2D-piirustuskuvat osin tai täysin 3D-JT-tiedonsiirtomallilla.

Tässä opinnäytetyössä prototyypin kokoonpanojärjestys määritettiin 3D-mallin avulla ja prosessi purettiin vaiheisiin. Tavoitteena oli löytää työtä tehostavat ja aikaa säästävät ennakkovalmistelut sekä rinnakkaistyövaiheet. Prosessissa käytettävä 3D-mallinnus toteutettiin Siemens NX-ohjelmistolla, josta käännettiin JT-malli. Siitä saatua mallia hyödynnettiin 3D-mallin analysoinnissa. Opinnäytetyö tehtiin Metso Outotecille, joka tuottaa kestävää kehitystä edistäviä teknologiota ja kokonaisvaltaisia ratkaisuja sekä palveluita kaivosteollisuudelle.

Tutkimuksen pohjalta voimalaiteyksikön rakenteen analysoinnin tuloksena 2D-kuvista on mahdollista luopua, jos 3D-PDF-kuvia hyödynnetään tehokkaasti 3D-mallin rinnalla. 3D-PDF-kuvat mahdollistivat, että tuotannossa voitiin lisätä asennuksessa tarvittavaa lisätietoa. 3D-mallin ja TDP-kuvien käytön haasteiksi havaittiin suuri henkilökunnan ja alihankkijoiden koulutuksen tarve sekä ison organisaation toimintakulttuurin muuttaminen hyödyntämään 3D-mallin tuomia etuja.

Opinnäytetyöstä saatujen tulosten perusteella 3D-malliprojektia jatketaan ja tästä työstä saatuja havaintoja hyödynnetään tulevissa projekteissa. Tulosten avulla voidaan suunnitella tuotantoa sekä valmistautua tarvittavilla apuvälineillä etukäteen ennen kokoonpanon aloitusta. 3D-mallin laaja-alaisemmalla käytöllä on mahdollista tehdä esikatselmointeja suunnittelijoiden ratkaisuista ja ehdottaa muutoksia tuleviin kokoonpanoihin tuotannon näkökulmasta. Tarkoituksena on, että prototyyppien valmistusvaiheen jälkeen, 3D-mallit tulevat tukemaan päivittäistä valmistusprosessia.

The purpose of the thesis was to investigate the possibilities of utilizing a 3D model in the installation, work phase and assembly planning of the Lokotrack® power unit prototype manufactured by Metso Outotec. The thesis analyzes the structure, assembly order and phasing of the power unit module and identifies the different sub-assemblies, as well as examines the possibilities of using a 3D model to speed up the assembly process. In the production of the Lokotrack® track-mounted crusher, the goal was to investigate the possibility of partially or completely replacing the 2D drawings with a 3D Jupiter Tessellation (JT) model.

In this thesis, prototype’s assembly order was determined using a 3D model and the process was broken down into phases. The goal was to find advance preparations and parallel work phases that make work more efficient and less time-consuming. The 3D modeling used in the process was implemented with Siemens NX software, and the model was then transferred into the JT format. The resulting model was used in the analysis of the 3D model. The thesis was done for Metso Outotec, which produces technology that promotes sustainable development and comprehensive solutions and services for the mining industry.

Based on the research, by analyzing the structure of the power unit, it is possible to abandon 2D images if 3D PDF images are effectively utilized alongside the 3D model. The 3D PDF images made it possible for production to add additional information needed for installation. There are two main challenges in bringing the 3D model and Technical Data Package (TDP) images into use: there is a great need for staff and subcontractor training and changing the operating culture of a large organization to utilize the benefits brought by the 3D model.

As a result of the thesis, the 3D model project will continue and the findings from this work will be utilized in future projects. With the help of the results, production can be planned, and the necessary aids can be prepared in advance before the start of assembly. With the wider use of the 3D model, it is possible to make previews of the designers' solutions and propose changes to future configurations from a production point of view. The objective is that after the prototype manufacturing phase, the 3D models will support the daily manufacturing process.