- Kundvänliga lösningar med funktionella lastningssystem
- Lättare, miljövänligare, mer ergonomiska och hållbara lösningar
- Optimering av material ger besparingar i materialkostnader
- Montering av produkterna blir snabbare eftersom de har färre delar
- Snabbare cykler i produktutveckling och mindre behov av fysiska prototyper
”Den största fördelen med SOLIDWORKS är att vi med hjälp av simuleringsverktygen kan testa olika alternativ innan vi tar fram prototyper. Resultatet från simuleringen verifieras sedan genom fysiska prototyper. Efter detta visas resultatet för förmannen eller ledningen, och med hjälp av SOLIDWORKS är det lättare att förklara resultaten.”
Roni Jukakoski, VP (Cargo Handling Division, Supply Chain & QA)
UTMANINGEN
MacGregor utvecklar lösningar för lasthantering vid krävande sjöförhållanden. Företagets rötter finns i Storbritannien. De gick över i Cargotecs ägo år 2005 tillsammans med Hiabin och Kalmar.
Ägarföretaget Cargotecs ledande lösningar för lasthantering ökar intelligensen i lastflödet och underlättar vardagen.
Cargotec sysselsätter över 11 000 personer, hos MacGregor arbetar runt 2 000 personer utspridda på 32 olika länder. En av MacGregors enheter för handelsfartyg ligger i St Karins, Finland, där man bland annat utvecklar fartygens lastluckor samt låssystem för containrar. Företaget ville förbättra funktion, säkerhet och kostnadseffektivitet i komponenter med hög tillverkningsvolym.
LÖSNINGEN
Säkra lastningssystem över hela världen
MacGregor har två olika divisioner på handelsfartygssidan; RoRo-divisionen, som koncentrerar sig på RoRo-fartygens hanteringssystem för lastning, samt Cargo Handling-divisionen, som St. Karins enhet hör till. I enheten i St. Karins utvecklar man för närvarande bland annat produkter som behövs för fastsättning av containrar samt surrningssystem (lashings). Inom MacGregors produktutveckling i St. Karins har man sedan 2008 använt SOLIDWORKS Simulation för optimering. Lösningen har resulterat i betydande fördelar.
Arbetet vid St. Karins har som mål att få fram en så bra containerstapel som möjligt. När ett handelsfartyg lastas, sätter man containrarna på varandra, så att man i lastutrymmet på ett och samma fartyg får plats med så många containrar som möjligt. På de största fartygen kan man ha upp till elva containrar ovanpå varandra på däcket och lika många i lastutrymmet. Under varje container på däck finns fyra låsanordningar som binder samman containrarna med varandra. Underst finns ett lås som binder fast containerstapeln med fartyget. Containrarna stöds med vantskruvar och surrningsstänger så att de inte ska flytta på sig. Denna kombination sätts fast på ett särskilt ställe på containerns hörn. De flesta lås som används mellan containrarna är halvautomatiska. I hamnen installeras låsen på containerns undersida. När containern sänks ned över fartyget ovanpå en annan container, aktiveras låsmekanismen automatiskt. Vid avlastning öppnas låset manuellt och containern är fri att lyftas. Ett sådant här lås väger 5-7 kilo. Låsen testas på en provningsanläggning med 50 tons draglast, vilket är dubbelt av vad maxkraften från lasten är. Låsen måste dessutom kunna stå emot tryck- och dragkrafter.
”Vi har utvecklat dessa surrningsprodukter med SOLIDWORKS, säger Perttu Jokinen, Technical Manager (Lashings). Vårt mål är att få så höga containerstaplar som möjligt, och så jämn viktfördelning som möjligt i containerstapeln, med hjälp av våra lastsystem. Ju högre upp i containerstapeln som surrningsstången sätts fast, desto högre upp kan man få tunga containrar. Detta ger våra kunder mer frihet i planering av containerordningen.”
Lättare lösningar
Juhana Östberg, produktutvecklingsavdelningens chefsdesigner, har arbetat på MacGregors produktutveckling sedan 2008. Han berättar: ”Vi bestämde oss för SOLIDWORKS därför att programmet är lätt att använda. Lika viktig är den lokala leverantörens, alltså PLM Groups, stöd som varit värdefullt – och vi har haft stor hjälp av support, utbildningar och den kunniga personalen.”
Vid planering av Lashing-produkter har de använt sig av SOLIDWORKS Simulation. Med hjälp av Simulation har de kunnat optimera produkter ännu mer kostnadseffektivt utan att kompromissa med säkerheten. Roni Jukakoski, Vice President (Cargo Handling Division, Supply Chain & QA) berättar: ”Den största nyttan med SolidWorks är att vi med hjälp av simuleringsverktygen kan testa olika alternativ innan vi verifierar bästa alternativet med fysiska prototyper. Därefter kan vi på ett enkelt sätt gå igenom och förklara resultaten i SOLIDWORKS med förmannen eller ledningen. På projektplaneringssidan använde vi tidigare ett annat CAD-system som vi ersatt med SOLIDWORKS, för att det har integrerade program för planeringsautomation. Tillsammans med huvudprogrammet ger detta betydande tidsbesparingar i projektplaneringen.”
Juhana fortsätter: ”Vi använder många olika simuleringsverktyg, i huvudsak ickelinjära och statisk beräkning. Vi använder också vibrations-, utmattnings-, rörelsebane- och flödesanalys. Med simuleringsverktyg har vi förbättrat produkternas ergonomi och utformning samt optimerat mekanismerna.”
Några av de mer konkreta exemplen på SOLIDWORKS Simulations fördelar är förändringarna i designen av så kallade terminal stackers. Perttu berättar: ” Produktens pris består till hälften av material. Terminal stacker, som placeras i lastrummet mellan containrarna, optimerades och vi kunde minska dess vikt med 42 procent. Vi kunde också minska antalet delar från sex till två. Vi fick en produkt, som man inte behöver smörja, så den är i princip underhållsfri för våra kunder. Vid optimeringen av ett speciellt containerlås kunde vi minska vikten med 27 procent och minskade antalet delar med en tredjedel. Ett tredje exempel är transport- och förvaringscontainer för lashingprodukter. När fartyget anländer till hamnen, tas denna container först ut ur fartyget. Efter det lastas containrarna ur, och låsen och terminal stackers som använts på containrarna läggs i förvaringscontainern för att vänta på nästa lastning. Containern vägde tidigare 4,5 ton, men med hjälp av simuleringen fick vi ned vikten till 2,5 ton.”
”Material som används i produkterna har optimerats så, att vi kan använda samma material i många av produkterna. På så sätt hålls materialkostnaderna nere. Vi har också optimerat materialens styrkor, så att produkten står emot de tuffa krafterna i testerna. Vi har optimerat utformningen med hjälp av SOLIDWORKS Simulation. Det är mindre material i produkten men på en mer förnuftig plats och vi har lyckats att få ned antalet delar som används i produkten avsevärt.
Vi har också med hjälp av virtuella prototyper kunnat effektivisera cyklerna för produktutveckling, Hållbarheten och funktionaliteten är redan säkerställd i en tidigare fas och antalet prototyper har minskat. Vi utnyttjar också 3D-utskrift när det är möjligt, till exempel för de senaste containerlåsen och terminal stackers där man skriver ut modeller i storlek 1:1 innan de verkliga prototyperna tillverkas i stål. Då får man en känsla av hur produkten ser ut även om plastutskrifternas vikt är i en helt annan klass än den slutliga produkten i metall”, berättar Juhana.
Perttu fortsätter: De förändringar som är relaterade till material och delar i ett lås ser inte så stora ut. Men när ett lastfartyg innehåller runt 40 000 lås och vikten av varje lås minskas med 1,5 kilo lämnar fartyget hamnen 60 ton lättare än innan. Dessutom används mindre bränsle när fartyget blir lättare. Ett fartyg används i genomsnitt 25-30 år, så därför blir besparingarna mycket stora. Juhana säger: ”Enligt SSAB motsvarar ett ton av rent stål, två ton koldioxid vid ståltillverkning. Det gör att fartygens totala viktminskning också är bra för miljön.”
Betydelsen av produktsäkerhet kan inte framhävas nog i den här branschen. Roni berättar: ” Kvaliteten på våra produkter eller balansering av funktionaliteten, säkerheten och kostnadseffektiviteten är första prioritet för oss. Alla komponenter som används i produkter som tillverkas av MacGregor ska vara mycket kostnadseffektiva, men utan att man kompromissar på kvaliteten. Containrarna får inte falla ner i havet, och Lashing-produkterna får inte orsaka fara för dess användare. Enligt våra beräkningar finns det en produkt från MacGregor i vartannat fartyg som seglar på haven. På grund av välplanerade surrningssystem och komponenter kan man på ett fartyg idag lasta över 20 000 containrar. Lasterna har vuxit avsevärt från det att jag själv kom in i den här branschen och konkurrensen i den här branschen har alltid varit mycket hård. För att försäkra kostnadseffektiviteten och konkurrenskraften tänker vi hela tiden på hur vi kan digitalisera och automatisera onödiga arbetsfaser. Enheten i St. Karins är ett expertcenter, eftersom det mesta av utvecklingsarbetet av lastlösningar görs här.”
