Aus dem DDL Wiki

• 1 Zusammenfassung
• 2 Stakeholder und Produktbedürfnisse
  • 2.1 Verbraucher
  • 2.2 Händler / Einzelhändler
  • 2.3 Hersteller
  • 2.4 Versand / Transport
• 3 Verwendung
  • 3.1 Verwendung
  • 3.2 Benutzerstudien
• 4 Stückliste
  • 4.1 Komponenten
  • 4.2 Montageplan
• 5 Mechanische Funktion
• 6 Design for Manufacturing and Assembly (DFMA)
• 7 Fehlermoden- und Effektanalyse (FMEA)
• 8 Design for Environment (DFE) – EIO-LCA
  • 8.1 Herstellung
  • 8.2 Verwendung
  • 8.3 Ende der Lebensdauer
  • 8.4 DFE Schlussfolgerungen
• 9 Rollen von Teammitgliedern
• 10 Referenzen

Zusammenfassung

Die oben gezeigte Handkurbel Solar Radio wurde analysiert, um ihre Komponenten, Funktionalität, Montagetechniken sowie Stärken und Schwächen des Designs zu bestimmen. Um dies zu erreichen, haben wir das Produkt seziert, um ein besseres Verständnis der Komponenten und ihrer mechanischen (oder nicht mechanischen) Funktionen innerhalb des Systems zu erhalten. Einige der Hauptteile des Notfunks umfassen einen Generator, ein Getriebe, eine Handkurbel, ein Solarpanel und eine Reihe von elektronischen Schaltungen. Diese Teile werden hauptsächlich verwendet, um die Energie zu übertragenin Ton und in verschiedene Funktionen, die mit dem Radio zur Verfügung stehen. Einige dieser Funktionen sind das Ein / Aus / Lautstärkeregler, das Tuner-Zifferblatt und die Antenne.

Nach der Produktdissektion führten wir drei verschiedene Analysen am Gerät durch: Fehlermoden- und Effektanalyse (FMEA), Design für Herstellung und Montage (DFMA) und Design für die Umgebung (DFE). Ziel der FMEA war es, ein besseres Verständnis der möglichen Fehlermodi zu erlangen, die auftreten können, wenn der Benutzer mit dem Funkgerät interagiert, und welche Auswirkungen diese Fehler auf den Benutzer und seine Umgebung haben können. Aus unserer Analyse ging hervor, dass die meisten möglichen Fehlermodi keine schädlichen Auswirkungen auf den Benutzer haben, das System jedoch möglicherweise funktionsunfähig machen.

Die DFMA gab uns einen besseren Einblick, wie jedes Teil hergestellt und zusammengebaut wurde, welche Materialien verwendet wurden und ob die Fertigungstechniken bei der Montage jedes Teils effektiv waren. Es gibt einige Funktionen, die der Hersteller gemacht, um den Prozess der Montage zu erleichtern, aber es gibt noch Raum für Verbesserungen.

Die DFE-Analyse lieferte einen Einblick in die Auswirkungen des Produkts auf die Umwelt. Ergebnisse aus einem ähnlichen Ansatz EIO-LCA (Economic InputOutput-Life Cycle Analysis) beschrieben, wie sich die Existenz des Handkurbelfunks auf die Treibhausgasemissionen verschiedener Wirtschaftssektoren auswirkt. Da dieses Gerät in sich geschlossen ist (d. H. seinen eigenen Strom erzeugt), trägt die Stromerzeugung und -versorgung während der Herstellung am meisten zu den Treibhausgasemissionen bei. Um die durch die Herstellung, Verwendung und Entsorgung verursachte Verschmutzung zu verringern, werden im entsprechenden Abschnitt unten verschiedene Optionen vorgestellt.

Stakeholder und Produktbedürfnisse

Es gibt vier Hauptakteure, die sich mit diesem Produkt befassen: Verbraucher, Händler / Einzelhändler, Hersteller und Transporteure (Versand). Jeder der Beteiligten hat unterschiedliche Bedürfnisse, wie unten aufgeführt.

Verbraucher

Die Kikkerland Solar Radio App richtet sich an Haushaltsverbraucher, die sich Sorgen um ihren Kohlenstoff-Fußabdruck oder Naturkatastrophen machen (die zu längeren Stromausfällen führen können). Basierend auf unseren Benutzerstudien sind dies einige Bereiche, in denen die Verbraucher der Meinung sind, dass das Radio verbessert werden kann.

• Billiger produkt preis
• Klarheit & lautstärke von radio
• Größe
• Haltbarkeit & zuverlässigkeit
• Effizienz von solarzelle & kurbel (dh. (anzahl der umdrehungen zu minuten von radio zeit)
• Benutzerfreundlichkeit
• Wetter
• Einfache tuning
• Besser signal empfang
• Schnelle versand und effiziente transport

Distributoren/Einzelhändler

Für einzelhändler und distributoren, die folgenden eigenschaften des Radios kann nützlich sein.

• Effiziente Verpackung für billig & einfacher Transport
• Sichere Verpackung zum Schutz der Produktfunktionen
• Ansprechende Verpackung für die Präsentation im Geschäft
• Minimale Abfallverpackung
• Produkt muss gefragt sein
• Einfache Lagerung (z. B. Stapelbarkeit)
• Hohe Nachfrage

Hersteller

Die Kikkerland Solarfunkkurbel soll die Anforderungen des Kunden erfüllen und gleichzeitig mit minimalem Aufwand produziert werden, wodurch das Unternehmen eine bessere Gewinnspanne erzielt. Im Folgenden sind einige Aspekte, die die Hersteller in ihrer Produktion des Radios wollen.

• Weniger teile
• Gemeinsame materialien
• Einfache montage zu reduzieren arbeit kosten
• Automatisierte montage
• Standardisierte teile
• Reduzieren versand kosten
• Billiger produktion kosten
• Hohe nachfrage

Versand / Transport

Für einfache Transporte sind diese Eigenschaften wichtig.

• Geringes Gewicht
• Einfache Lagerung (z. stapelbarkeit)
• Langlebigkeit
• Hohe Nachfrage (z.B. große Versandmengen)

Verwendung

Wie es verwendet wird

Dieses Radio benötigt weder eine Batterie noch ein Netzkabel, um zu funktionieren. Für die Stromversorgung verfügt dieses Radio über ein kleines Solarpanel an der Oberseite sowie eine Handkurbel an der Seite, wie in den folgenden Abbildungen gezeigt.

Abbildung 2. Frontansicht.

Abbildung 3. Seitenansicht.

Abbildung 4. Rückansicht.

Abbildung 5. Draufsicht.

Das Solarpanel ermöglicht es dem Benutzer, das Radio direkter Sonneneinstrahlung auszusetzen und seinen Lieblingssender zu hören, während das Radio Sonnenenergie sammelt. Die handkurbel ist besonders nützlich in innenräumen, während der nacht, oder in notfall situationen wo licht ist nicht direkt zugänglich. Das Radio enthält einen Dynamogenerator, der die durch manuelles Ankurbeln erzeugte und vom Solarpanel gesammelte Energie in der 300 mAh / 2,3 Ni-MH-Batterie speichern kann. Hier sind die Schritte zum Betrieb des Dynamo Solar Radio:

1. Arm drehen oder Radio der Sonne aussetzen, um Energie zu erzeugen

• 1 min kurbeln = 30 min radio spielen zeit
• 5 stunden sonnenlicht = 30 min radio spielen zeit

1. Drehen die Auf/Off/Volumen zifferblatt
2. Ändern frequenzen durch schalt die AM/FM/WB schalter
3. Drehen tuning zifferblatt zu ändern stationen
4. Stecker in kopfhörer für kopfhörer option

Radio Frequenz Verfügbar:

• Fm Frequenz Bereich: 87-108 MHz
• Am Frequenz Bereich: 530-1600 kHz
• Radio Frequenz Bereich: 149-186 MHz

Benutzerstudien

Das tragbare Handkurbelradio schien sehr einfach zu bedienen zu sein. Es gab jedoch einige Bereiche des Designs, die geändert werden mussten. Zum Beispiel scheint der Widerstand der Kurbelbewegung proportional zur Geschwindigkeit des Ankurbelns zu sein. Je schneller das Kurbeln ist, desto mehr Leistung wird erzeugt, aber desto größer wird der Widerstand. Es ist notwendig, einen Gleichgewichtspunkt zwischen dem Widerstand in den Rädern und der von der Kurbel und dem Solarpanel erzeugten Energie zu finden.

Bei der Recherche zu diesem Produkt gab es einige gemeinsame Themen in der Überprüfung des Produkts. Sie sind wie folgt:

1. Direkt sonnenlicht ist benötigt für die panels zu absorbieren sonnenlicht effizient
2. Antenne für die radio geht gerade up, es nicht biegen
3. Wenn sie sind mit dem produkt außerhalb in einem sonnigen tag, sie nie haben zu kurbel für power als die solar panel selbst wird bieten die radio mit genug power
4. Auf durchschnitt, 1 minute von ankurbeln gibt etwa 15-25 minuten von spielen zeit. Oder 100 Umdrehungen der Kurbel entsprechen ungefähr 10 Minuten Audio
5. Das Radio ist klein und leicht und passt in Ihre Handfläche

Aus diesen Kommentaren kann geschlossen werden, dass die Energieumwandlung entweder von mechanisch zu elektrisch oder von solar zu elektrisch recht effizient ist. Mit ein paar Verbesserungen kann es möglich sein, dieses System in andere Geräte des täglichen Lebens zu integrieren, um die rollende mechanische Energie in elektrische Energie umzuwandeln. Ein billiges und tragbares System zur Rückgewinnung der Energie, die durch einen mechanischen Prozess in unserem täglichen Leben verloren geht, kann eine interessante Forschungs- und Geschäftsmöglichkeit darstellen. Um diese Ziele für den Designprozess zu erreichen, muss zusätzliches Verständnis und Forschung am Produkt durchgeführt werden.

Bill von Materialien

Diese hand kurbel radio hat 41 komponenten in insgesamt. Abgesehen von der Elektronik werden die meisten Komponenten durch Spritzgießen oder Stanzen aus Kunststoffen hergestellt. Ein Lineal ist in allen Bildern enthalten, um ein Maßstabsgefühl zu vermitteln. Bitte beachten Sie Abbildung 6 unter der Montagetabelle, um alle Komponenten zu sehen.

Komponenten

Teil Nummer	Name	MENGE	Gewicht (g)	Funktion	Material	Herstellung Prozess	Bild
1	Zurück Fall	1	31.2	Halten Sie die Baugruppe zusammen. Wo die Kurbel befestigt ist	Kunststoff	Spritzguss
2	Lautsprecher Bildschirm Mesh	1	8.5	Schutz des Lautsprechers vor physischen Störungen	Stahl	Stanzen
3	Vorderes Gehäuse	1	25.5	Halten des Lautsprechers	Kunststoff	Spritzguss
4	Lautsprecher Platte	1	8.5	Gehäuse des Magneten zur Erzeugung der Vibration	Stahl	Stanzen
5	Lautsprecher Kegel	1	Weniger als ein gramm	Vibrierende zu produzieren die sound	Kunststoff/Polymer	Stanzen, Vakuum bilden
6	Solar-Panel-Montage	1	5.7	Umwandlung von Sonnenenergie in elektrische Energie	Monokristalline Siliziumscheibe, Kunststoff, Blei, Gummi, Kupfer	Löten, Lithographie, Maskierung, Abscheidung, Ätzen
7	Radio Station Tuner Anzeige	1	Weniger als ein Gramm	Angabe der Frequenz des Radios	Kunststoff	Spritzguss, Druck für Etiketten
8	Generatormagnet	1	2.8	Erzeugung eines Magnetfeldes zur Stromerzeugung	Metalllegierungen	Pressen, Erhitzen, Glühen, Veredeln, Magnetisieren
9	Generatorplatte	1	14.2	Zahnräder und Generator an Ort und Stelle halten	Stahl	Stanzen
10	Getriebe 4	1	Weniger als ein Gramm	Anschließen des Generators an andere Zahnräder	Stahl	Wälzfräsen
11	Getriebewelle	1	Weniger als ein gramm	Anschluss der generator zu getriebe 4, Montage getriebe 4	Stahl	Kaltwalzen
12	Getriebe 1	1	Weniger als ein Gramm	Übersetzen Kurbelbewegung	Nylon (selbstschmierend)	Spritzguss
13	Generatoren	1	11.3	Stromerzeugung aus Rotation	Kupfer, Stahl	Stanzen, Schichten, Wickeln
14	Getriebe 2	1	Weniger als ein Gramm	Übersetzen Kurbelbewegung	Nylon (selbstschmierend)	Spritzguss
15	Generatorgehäuse	1	5.7	Festhalten des Magneten	Stahl	Stanzen
16	Getriebe 3	1	Weniger als ein Gramm	Übersetzen Kurbelbewegung	Nylon (selbstschmierend)	Spritzguss
17	Batterie-Satz	1	14.2	Speicherung von Energie für den Funkbetrieb	Kunststoff, Kupfer, Gummi, Nickel-Metallhydrid	Fortschrittliche Fertigungstechnik
18	Volumen und Power Circuit Assembly	1	8.5	Lautstärke und Radio einschalten	Kunststoff, Blei, Kupfer, Gummi, halbleitende Materialien, Polymer / Wachs	Löten, Lithographie, Maskierung, Abscheidung, Ätzen
19	Äußere Schraube	4	Weniger als ein gramm	Halten die zwei fällen zusammen	Edelstahl	Kalt überschrift, Gewinde roll
20	Lautsprecher Schraube	3	Weniger als ein Gramm	Anbringen des Lautsprechers am Frontgehäuse	Edelstahl	Kaltstauchen, Gewinderollen
21	Magnet der Antenne	1	Weniger als ein Gramm	Erzeugen des für das Funksignal erforderlichen Magnetfelds	Kupfer	Wickeln, Härten
22	Sonnenkollektor-Auflage	2	Weniger als ein gramm	Stabilisieren die solar panel	Schaum/Papier/Polymer	Polymerisation bilden
23	Kurbeldübel	1	Weniger als ein Gramm	Kurbelwelle und Bund verbinden	Stahl	Kaltwalzen
24	Ein / Aus / Lautstärkeregler	1	Weniger als ein gramm	Einstellen lautsprecher volumen	Kunststoff	spritzguss, Druck für etiketten
25	Antenne	1	8.5	Verbesserung signal empfang	edelstahl, Aluminium, Messing	Kalte zeichnung, Sterben zeichnung
26	Kopfhörer Jack Montage	1	Weniger als ein gramm	Anschluss kopfhörer an den lautsprecher	Kupfer, Kunststoff, Gummi, Stahl, Blei	Löten, Lithographie, Maskierung, Abscheidung, Ätzen
27	Kurbelknauf	1	2.8	Erleichtert das Drehen der Kurbel	Kunststoff	Spritzguss
28	Kurbelwelle	1	2.8	Erhöhung des Hebelarms	Kunststoff	Spritzguss
29	Befestigungsscheibe der Kurbel	1	2.8	Kurbelwelle mit Zahnrad verbinden	Kunststoff	Spritzguss
30	Handkurbel kragen	1	Weniger als ein Gramm	Stabilisierung der Drehbewegung der Kurbel	Stahl	Stanzen
31	Tuning Mikroprozessor Montage	1	22.7	Einstellen der Radiofrequenz (FM / AM / WB)	Kunststoff, Blei, Kupfer, Gummi, halbleitende Materialien, Polymer / Wachs	Löten, Lithographie, Maskieren, Abscheiden, Ätzen
32	Generatorschrauben	4 (3 verschiedene Arten)	Weniger als ein Gramm	Halten des Generators am Gehäuse und am Getriebe	Edelstahl	Kaltüberschrift, Gewinderollen
33	Kopfhörer Schrauben	2	Weniger als ein gramm	Holding kopfhörer adapter	Edelstahl	Kalt überschrift, Gewinde roll
34	Antennenschraube	1	Weniger als ein Gramm	Halten der Antenne am Gehäuse	Edelstahl	Kaltstauchen, Gewinderollen
35	Kurbel-Getriebe Kragen	1	Weniger als ein Gramm	Verbindung des Kurbelbundes und des Zahnrads	Kunststoff	Spritzguss
36	Getriebe Kragen Schellen	2	Weniger als ein gramm	Halten die zahnräder zusammen	Stahl	Stanzen
37	Frequenz Bereich Schalter Knopf	1	Weniger als ein gramm	Anzeigt, wenn die frequenz bereich der radio (FM/AM/WB)	Kunststoff	spritzguss
38	Kabel	1	Weniger als ein gramm	Anschluss elektrische komponenten	Kupfer, Gummi	Zeichnung durch gummi sterben
39	O-Ring	2	Weniger als ein Gramm	Montage des Magneten auf dem Generator	Kunststoff	Stanzen
40	Lautsprecher Magnet	1	2.8	Steuerung der Vibration des Lautsprechers zur Klangerzeugung	Metalllegierungen	Pressen, Erhitzen, Glühen, Veredeln, Magnetisieren
41	Lautsprecher Spule	1	8.5	Vibrieren des Lautsprecherbildschirms zulassen	Kupfer	Rollen

Montageplan

Die Teile können nach dem Zerlegen nicht wieder zusammengebaut werden, da die Drahtverbindungen zum Trennen der integrierten Schaltkreise durchtrennt werden müssen. Der Montagevorgang kann jedoch wie folgt beschrieben werden:

1. Montieren Sie das Getriebe mit dem Generator, indem Sie es an Teil 9 befestigen. (Getriebe besteht aus Teil 10, 12, 14, 15, 16, 36 und Generator besteht aus Teil 8, 11, 13, 15, 39).
2. Montieren Sie den Lautsprecher, indem Sie den Magneten (Teil 40) auf die Lautsprecherplatte (Teil 4) setzen und dann die Lautsprecherspule (Teil 41) am Lautsprecherkonus (Teil 5) befestigen. Befestigen Sie die beiden Baugruppen zusammen.
3. Verbinden Sie die integrierten Schaltkreise mit den Kabeln mit der entsprechenden Anzeige (Teil 6, 7, 17, 18, 24, 26, 31, 37, 38).
4. Verbinden Sie die Antenne und das Magnetventil mit der integrierten Schaltung (Teil 21, 25, 31, 34, 38).
5. Montieren Sie die Handkurbel (Teil 23, 27, 28, 29, 30, 35).
6. Handkurbelbaugruppe in das hintere Gehäuse einsetzen (Teil 1).
7. Verbinden Sie den Generator und das Getriebe mit dem hinteren Gehäuse (unter Verwendung von Teil 32).
8. Verbinden Sie die Lautsprecherbaugruppe mit dem Frontgehäuse (Teil 3 mit Teil 20).
9. Befestigen Sie die integrierten Schaltkreise am Frontgehäuse und befestigen Sie die Kopfhörerbuchse mit Teil 33, befestigen Sie das Solarpanel mit Pads (Teil 22).
10. Befestigen Sie das vordere Gehäuse mit Teil 19 am hinteren Gehäuse.
11. Zuletzt das Lautsprechergitter (Teil 2) in das Frontgehäuse einsetzen.

Mechanische Funktion

Der mechanische Aspekt besteht aus dem Generator-Kurbel-System. Die Grundstruktur ist wie folgt (siehe Abbildung 6 als Referenz):

Die Handkurbel enthält einen Griff, der starr an einer Welle befestigt ist, die dann am Zahnrad 1 montiert wird. Der Zweck des Griffs besteht darin, es dem Benutzer zu erleichtern, zu „kurbeln“ und dadurch Drehmoment in das zu verstärkende Getriebesystem einzugeben. Das Getriebe besteht aus 4 Gängen, wobei das Getriebe 1 das Eingangsdrehmomentgetriebe, das Getriebe 4 das Ausgangsdrehmomentgetriebe und das Getriebe 2 und 4 die Winkelgeschwindigkeitsvergrößerungsgetriebe sind. Darüber hinaus ist das Zahnrad 4 mit einer Welle verbunden, die das Generatorgehäuse dreht. Die Idee hinter dem Getriebesystem ist, dass mit einer vollen „Kurbel“ des Griffs die Zahnräder diese eine Umdrehung in 10 oder 20 volle Umdrehungen des Zahnrads 4 vergrößern. Dies erhöht die Effizienz beim Drehen der Generatorschale zur Stromerzeugung drastisch. Nach dem Faradayschen Induktionsgesetz erzeugt die Drehung der Generatorschale ein Magnetfeld, das dann einen Strom erzeugt, der vom Handkurbelradio gespeichert und verwendet werden kann.

Je schneller die Rotation, desto mehr Strom wird erzeugt; daher ist das Getriebesystem so ausgelegt, dass eine höhere Leistung und eine niedrigere Drehzahl vom Benutzer eingegeben werden, die in eine niedrigere Leistung, aber eine höhere Drehzahl in den Generator umgewandelt werden soll. Wenn der Benutzer das Verhältnis spielen möchte, muss er daher die Kurbel manuell drehen, um das Magnetfeld zu erzeugen, das wiederum elektrischen Strom erzeugen würde, der das Handkurbelradio antreibt.

Design for Manufacturing and Assembly (DFMA)

Das Hauptziel der Design for Manufacturing and Assembly (DFMA) -Analyse besteht darin, verschiedene Verbesserungen zur Vereinfachung des Fertigungs- und Montageprozesses zu entwickeln. Einige wichtige Überlegungen können die Anzahl der Teile, die Materialauswahl, das Produktionsvolumen, Toleranzen usw. umfassen.

Diese hand kurbel radio besteht aus 41 teile und baugruppen wie gezeigt in die abschnitt oben. Die Mehrheit der Nichtmetallteile wird aus Kunststoff oder Gummi durch Spritzgießen oder Stanzen hergestellt. Dies sind ziemlich effiziente Methoden zur Herstellung von Nichtmetallkomponenten für die Massenproduktion. Die Metallkomponenten hingegen bestehen aus verschiedenen Materialien wie Stahl, Aluminium, Metalllegierungen und vielen anderen. Abhängig von der Verwendung und der Form der Metallkomponenten reichen die Herstellungsprozesse von Kaltwalzen, Stanzen, Lithographie usw.

Es wurden einige Anstrengungen unternommen, um das Design für die einfache Herstellung und Montage zu vereinfachen. Diese Methoden umfassen:

• Gebogene Laschen am Lautsprecherbildschirm erleichtern die Montage und ermöglichen die Befestigung ohne zusätzliche Teile.
• Die meisten Zahnräder bestehen aus selbstschmierendem Nylon mit standardisierten Abmessungen und Materialien, die die Reibung minimieren.
• Die meisten nichtmetallischen Bauteile werden im Spritzgussverfahren hergestellt. Durch den Wechsel der Form kann ein Standardspritzguss möglicherweise alle nichtmetallischen Komponenten herstellen.
• Die Außenhüllen haben die gleichen Abmessungen, so dass sie ähnliche Merkmale aufweisen und leicht miteinander befestigt werden können.
• Viele der Bedienknöpfe sind integriert. Zum Beispiel sind die Ein / Aus- und Lautstärkeregler in einem einzigen Indikator integriert, wodurch die Anzahl der Teile reduziert und das Design vereinfacht wird.
• Teile mit geringen Toleranzen werden aus Kunststoff im Spritzgussverfahren hergestellt, wodurch die Notwendigkeit vermieden wird, die Abmessungen während des Herstellungsprozesses zu überprüfen.
• Die meisten nichtmetallischen Teile werden durch Spritzgießen hergestellt, ohne dass ein sekundärer Herstellungsprozess erforderlich ist.
• Getriebe sind spritzguss in die gleiche farbe für einfache koordination und die äußere fall ist spritzguss in grün für ästhetische und umwelt attraktivität (dh die radio ist umwelt freundliche, schlug durch es der „grünheit“).
• Gewindebohrungen machen Muttern und Unterlegscheiben überflüssig, minimieren die Anzahl der Teile und gewährleisten eine schnelle Montage.
• Die meisten der elektronik kommen in sub-baugruppen, die können werden massen produziert durch andere fabriken, so dass die hersteller der radio zu spezialisieren in montage die radio zusammen.
• Obwohl das vordere und das hintere Gehäuse sehr ähnlich aussehen, sind sie sehr leicht voneinander zu unterscheiden.
• Kunststoffbuchsen mit unterschiedlichen Größen und Kammern geben an, wo welche elektrischen Baugruppen an den Gehäusen angebracht werden sollen.

Einige Verbesserungen können in den folgenden Bereichen vorgenommen werden:

• Es gibt viele Schrauben mit verschiedenen Größen. Standardisierte Schrauben machen den Montageprozess einfacher und schneller.
• Die verschiedenen Leiterplatten können zu einer Leiterplatte kombiniert werden, wodurch die Anzahl der Teile minimiert und die Montage vereinfacht wird.
• Die Getriebebaugruppe erscheint aufgrund von Platz- und Volumenbeschränkungen kompliziert und schwer zu zerlegen.
• Das Metallzahnrad wurde eingepresst. Dieses Verfahren erfordert eine hohe Genauigkeit und geringe Toleranz.
• Die Drähte verbinden Schaltungsbaugruppen auf beiden Seiten der Gehäuse, was die Demontage erschwert, wenn etwas nicht stimmt.
• Anstelle von Schrauben können in einigen Fällen Schnappverschlüsse verwendet werden.

Fehlermoden- und Effektanalyse (FMEA)

Die Fehlermoden- und Effektanalyse (FMEA) des Kikkerland Dynamo Solar- und Kurbel-Notfallfunks bietet einen großartigen Einblick in die aktuelle Anwendung des Dynamogenerators und des Solarmoduls in einem marktfähigen Produkt. Dieses Produkt hat sich als sehr kompaktes Stück erwiesen, das erfolgreich zahlreiche Komponenten beherbergt und vielfältige Funktionen ermöglicht. Dieses Funkgerät ist jedoch nicht fehlerfrei mit verschiedenen identifizierbaren Fehlerarten, die unten tabellarisch aufgeführt sind.

Insgesamt ist die Occurrence Rating (O) von Fehlern in den verschiedenen Modi eher niedrig und erreicht bei 5 für einen Modus ihren Höhepunkt. Dies deutet darauf hin, dass man erwarten sollte, dass dieses Produkt über einen längeren Zeitraum seine Funktionalität beibehält. Leider hat der Schweregrad der Fehler eine maximale Bewertung von 7 für vier Modi und eine Bewertung von 6 für vier Modi. Auch die Erkennung der Fehlerbewertung (D) ist relativ niedrig mit den meisten Bewertungen unter 4, aber es hat einen Modus mit einer Bewertung von 9 und einem anderen mit 8. Das Design schneidet jedoch insgesamt gut ab, was durch die höchste RPN-Bewertung von 105 angezeigt wird.

Daher hat sich das Kikkerland-Produkt als recht gut mit einer hohen Nutzungsdauer konzipiert erwiesen. Viele der Ausfallarten sind auf Verschleiß oder extreme Bedingungen wie große Nässe oder Hitze zurückzuführen. Unser Produkt, das wir entwerfen, sollte das Design des Radios emulieren, aber wir werden Verbesserungen anstreben. Einige Bereiche, die wir verbessern wollen, sind: Abdichtung der Elektronik und der Mikroprozessorbaugruppen; Erhöhung der Belüftung oder Wärmeableitung von den Zahnrädern oder dem Motor; Ändern des Getriebematerials, um Verschleiß zu vermeiden; Schutz der Zahnräder und des Generators vor Stößen; wechseln Sie die Batterien, um ein Austreten von Säure zu verhindern.

Das Kikkerland Radio ist ein sehr robustes Produkt und kann in verschiedenen Bereichen und Bedingungen eingesetzt werden und über einen langen Zeitraum betrieben werden. Wir glauben, dass wir durch die Durchführung von Fehlermethoden und Effektanalysen die Lebensdauer und Zuverlässigkeit unseres Produkts erhöhen können, um die des Kikkerland-Radios zu übertreffen.

Eine Zusammenfassung der häufigsten Fehlermodi finden Sie unten:

Teil Nummer	Artikel	Funktion	Ausfall Modus	Auswirkungen von Ausfall	S	Ursachen von Ausfall	O	Design Steuert	D	RPN	Empfohlene Maßnahmen
25	Antenne	Antenne / Signalempfang	Einrasten, Brechen, Biegen	Signal von geringer Qualität, mögliche Fehlfunktion	5	Fallenlassen des Radios, unsachgemäße Verwendung	3	Antenne ist zusammenklappbar	1	15	Internatlize antenne in radio oder machen die antenne flexible
27	Kurbelarm	Übersetzung manueller Energie in die Zahnräder	Brechen, Biegen, Lösen	Keine Kraft mehr durch Kurbeln erzeugt. Kann nur power radio mit sonnenlicht	6	Biegen, dropping, spinning kurbel zu schnell	2	Kurbel ist kurz und dick, daher schwer zu brechen	1	12	Schreiben Sie eine Warnung auf das Produkt, verwenden Sie ein stärkeres Material
18, 22, 26, 31	Elektronik- / Mikroprozessorbaugruppen	Aufnahme elektrischer Eingaben und Bestimmung der geeigneten Ausgabe für jedes Signal	Wasserschaden	Inoperables System	7	Regen, versehentlicher Wasserschaden	4	Die gesamte Elektronik ist im Gehäuse geschützt	4	112	Dichtung elektronik zu machen sie wasserdicht, schreiben „wasser warnung“ auf die produkt
17, 18, 22, 26, 31	Elektronik/Mikroprozessoren Baugruppen, Batterie	Nehmen elektrische eingang und bestimmung die entsprechende ausgang für jedes signal, speicherung von energie	Überhitzung	Leistung ist deutlich reduziert	6	Erweiterte nutzung, erweiterte sonne und hohe temperatur exposition	1	Alle elektronik ist im Inneren des Gehäuses geschützt	5	30	Fügen sie einen lüfter, fügen sie ein warnzeichen, fügen sie einen temperatursensor, fügen sie einen kühlkörper
10, 12, 14, 16	Getriebe	Übersetzung des kurbelmechanischen Energieeintrags in den Generator	Verschleiß	Keine Stromerzeugung mehr durch Kurbeln, erhebliche Reibungsverluste, Durchrutschen der Getriebe	6	Umfangreiche Verwendung, Herstellungsfehler	1	Zahnräder sind aus nylon, die ist eine relativ starke selbstschmierende polymer	4	24	Materialwechsel der Zahnräder. Zum Beispiel sind Metalle weniger anfällig für Verschleiß
38	Kabel	Übertragung von elektrischen Signalen zu / von verschiedenen Komponenten	Fallenlassen von Radio, Verschleiß, längerer Gebrauch	Inoperables System	7	Schlechte Herstellung, Überhitzung, Schockschäden	3	Es gibt mehrere Drähte mit niedrigem Widerstand in jedem Kabel	4	84	Verwenden Sie eine integrierte Schaltung für alle elektronischen Baugruppen
24	Ein / Aus / Lautstärkeanzeige	Ermöglicht dem Benutzer, die Lautstärke des Lautsprechers zu manipulieren und das Radio ein- / auszuschalten	Brechen	Die Lautstärke des Lautsprechers kann nicht manipuliert werden	5	Umkippen knopf, zwingt knopf in die falsche richtung	2	Der Knopf ist beschriftet, um Benutzer zu informieren, in welche Richtung er sich drehen kann oder nicht	2	20	Fügen Sie Gummistopfen hinzu, um die Knopfbewegung einzuschränken
7	Radio Station Tuner Anzeige	So dass benutzer zu manipulieren die frequenz der radio	Brechen	Funkkanäle können nicht umgeschaltet werden	5	Umkippen knopf, zwingt knopf in die falsche richtung	2	Der Knopf ist beschriftet, um Benutzer zu informieren, in welche Richtung er sich drehen kann oder nicht	2	20	Fügen Sie Gummistopfen hinzu, um die Knopfbewegung einzuschränken
1, 3	Gehäuse vorne und hinten	Zusammenhalten von Baugruppe und Lautsprecher, Schutz der Komponenten	Bruch, Auseinanderfallen	Ästhetik, Freilegung gefährdeter Komponenten	4	Löschen des Radios	5	Es gibt mehr als eine Schraube, die das vordere und hintere Gehäuse zusammenhält, wodurch die Bruchwahrscheinlichkeit verringert wird	2	40	Fügen Sie Stoßdämpfer hinzu, um den Aufprall zu minimieren
4, 5, 40, 41	Lautsprecher platte, kegel, magnet, spule	Übersetzen elektrische signal in sound	Vibrational stress	Lautsprecher fehlfunktion und inoperable system	7	Spielen radio auf maximale volumen, tragen und reißen	5	Sprecher wird gemacht, um die ganze Hörstrecke des Menschen zu überspannen	3	105	Warnung hinzufügen, um die Lautstärke auf 90% des Maximums zu halten. Begrenzen Sie die Lautstärke intern auf 90%
8, 13, 15	Generator, Magnet, Schale	Umwandlung von Rotationsenergie in elektrische Energie durch magnetische Induktion	Entmagnetisierung	Kein Strom mehr aus Generator / Kurbelarm	6	Hohe Temperatur, Kurzschluss	2	Kupferspulen und Magnet kommen in mehreren Teilen, so dass es auch weiterhin funktionieren, wenn man nicht funktioniert	8	96	Fügen Sie Isolierung um Generator hinzu, fügen Sie Solarschild/Kühlkörper Generator hinzu montage
17	Batteriepack	Speicherung elektrischer Energie	Auslaufende Batteriesäure	Funktionsunfähiges System durch Wasserschaden und fehlenden Energiespeicher	7	Batterieentladung, Überhitzung	1	Es gibt zwei Batterien, um Energie zu speichern, und sie werden mit zusätzlicher Plastikverpackung um sie herum gespeichert	9	63	Wechsel zur Solid State Batterie
26	Kopfhörer jack montage	Stecker für kopfhörer	Brechen, fehlfunktion	Kopfhöreroption nicht verfügbar	3	Anschlagen der Kopfhörerbuchse mit kleinen Werkzeugen (z. schraubenzieher)	1	Die Position der Kopfhörerbuchse macht es unwahrscheinlich, dass sie mit kleineren Teilen beschädigt wird	3	9	Fügen sie eine abnehmbare gummi abdeckung zu kopfhörer jack
19, 20, 32, 33, 34	Verschiedene Schrauben	Komponenten zusammenhalten	Gewinde sind abgenutzt und verlieren einige Schrauben	Wiederholtes Lösen und Anziehen von Schrauben	3	Weichheit, formbarkeit von kunststoff, die größe der Schraube	3	Schrauben kommen in den Standardgrößen, die es einfacher zu machen ersetzen	2	18	Verwenden helicoils, stärken die fall materialien um schraube punkte

Design für Umwelt (DFE)-EIO-LCA

Die produktion der solar handkurbel radio ist die größte faktor in die produkt der treibhausgas emissionen. Die Wirtschaftssektoren, die am stärksten zu dieser Zahl beitragen, sind die Stromerzeugung und -versorgung, Eisen- und Stahlwerke sowie die Herstellung von Halbleitern und verwandten Geräten. Die meisten dieser Emissionen sind indirekte Einflüsse auf die Treibhausgasemissionen. Mögliche Bereiche der Neugestaltung werden in den folgenden Abschnitten erörtert. Eine Erhöhung der Treibhausgassteuern um 30 US-Dollar würde die Lebensdauerkosten des Produkts um 0,60 US-Dollar erhöhen, was etwa 2% der Produktkosten entspricht. Das Ergebnis kann in der folgenden Tabelle zusammengefasst werden:

Kategorie	Gekaufter Artikel	Beste Übereinstimmung mit der Nummer und dem Namen des Wirtschaftssektors	Vertrauen, dass der Sektor den Artikel darstellt	Referenzeinheit	Verbrauchte Einheit pro Produktlebensdauer	Kosten pro Einheit	Lebenszeitkosten	Wirtschaftsweit freigesetztes mt-Kohlendioxid pro 1 Mio. USD Produktion für den Sektor	Implizites mt-Kohlendioxid pro Produktlebensdauer	Kohlendioxidsteuer ($ 30 / mt)
Produktion	Handkurbel Radio	334310: Herstellung von Audio- und Videogeräten	Hoch	Handkurbelradio	1	$30	$30	549	0.01647	$0.4941
Produktion	Solarpanel	334413: Herstellung von Halbleitern und verwandten Bauelementen	Hoch	Solarpanel	1	$5	$5	603	0.003015	$0.09045

Herstellung

Das Solar-Handkurbelradio besteht hauptsächlich aus spritzgegossenen Kunststoffkomponenten, standardisierten Metallschrauben und vorgefertigten elektronischen Schaltungen. Obwohl es netzunabhängig arbeitet, ist das Gerät nicht vollständig „grün“. Es könnten mehrere Änderungen am Herstellungsprozess vorgenommen werden, um die Umweltauswirkungen dieses Produkts zu verringern. Erstens könnten die Kunststoffkomponenten (deren Material vom Hersteller nicht explizit angegeben wird) durch Post-Consumer-Kunststoff, recycelbaren Kunststoff oder Kunststoff auf Zellulosebasis ersetzt werden. Zweitens könnte die Kunststoffverpackung durch ein umweltfreundlicheres Material wie Karton ersetzt werden. Schließlich könnte die Lötmenge durch Verwendung integrierter Schaltungen reduziert werden, und der Lötprozess könnte bleifreies Lot beinhalten. Wie bei jedem Produkt wird Materialreduzierung bevorzugt, um Kosten und Umweltauswirkungen zu reduzieren.

Verwenden

Die solar hand kurbel radio hat eine sehr begrenzte funktion: zu erfassen radio signale. Während es diese Aufgabe mit vernachlässigbaren Umweltauswirkungen erledigt, könnte seine Funktion erweitert werden, um die schädlichen Auswirkungen anderer Geräte auf die Umwelt zu verringern. Zum Beispiel könnte ein Wecker hinzugefügt werden, um die Funktionalität zu verbessern. Eine MP3-Eingabefunktion könnte auch die Benutzerbasis erweitern. Um eine Nachttischuhr vollständig zu ersetzen, benötigt das Gerät möglicherweise zusätzlich ein Netzkabel (das für den netzunabhängigen Einsatz entfernt werden kann). Die Abdichtung wäre eine endgültige Empfehlung zur Erhöhung der Funktionalität. Dies würde auch die erwartete Lebensdauer des Produkts erhöhen.

Ende der Lebensdauer

Die solar hand kurbel radio nicht haben jeden zweck, wenn es aufhört zu funktionieren. Es wird höchstwahrscheinlich entsorgt, wenn es kaputt ist. Dies ist bedauerlich, da Elektronik und Batterien schädliche Auswirkungen auf die Umwelt haben können. Abgesehen von der Konstruktion der Baugruppe aus biologisch abbaubaren oder umweltfreundlichen Materialien bleiben nur noch wenige Optionen, um die Lebensdauer dieses Geräts zu verlängern, wenn seine ursprüngliche Funktion abläuft.

DFE Schlussfolgerungen

Abschließend, die einfachste zwei methoden für die verringerung der solar hand kurbel radio der wirkung auf die umwelt sind die verwendung von „grünere“ materialien und die erweiterung der produkt der funktionalität.

Rollen der Teammitglieder

Oscar Chahin: FMEA, Mechanische Analyse, Benutzerstudie
Evan Gates: DFE, Stakeholder, DFE-IOC
Kartik Goyal: Stückliste und Diagramm, Verwendung, Benutzerstudie, mechanische Funktion
Huan (Steve) Qin: DFMA, DFE-IOC, Benutzerstudie
Andre Sutanto: Wikipage Editor, Stückliste, Stakeholder

Carnegie Mellon University Green Design Institute. (2008) Ökonomische Input-Output-Ökobilanz (EIO-LCA), US 1997 Industrie-Benchmark-Modell. <http://www.eiolca.net>Dieter, George E. und Linda C. Schmidt. Konstruktion. 4. Auflage. New York, NY: McGraw-Hill, 2009. 707-715. Druck.

Bilder entnommen aus: Abbildung 1: www.amazon.com/Kikkerland-Dynamo-Solar-Crank-Emergency/dp/B0017S4C26/ref=sr_1_2?ie=UTF8&qid=1346370017&sr=8-2&keywords=