Du Wiki DDL

• 1 Résumé
• 2 Parties prenantes et besoins des produits
  • 2.1 Consommateurs
  • 2.2 Distributeurs/ détaillants
  • 2.3 Fabricants
  • 2.4 Expédition / Transport
• 3 Utilisation
  • 3.1 Utilisation
  • 3.2 Études d’utilisateurs
• 4 Nomenclature
  • 4.1 Composants
  • 4.2 Schéma d’assemblage
• 5 Fonction mécanique
• 6 Conception pour la Fabrication et l’Assemblage (DFMA)
• 7 Analyse des Modes de défaillance et des Effets (FMEA)
• 8 Conception pour l’Environnement (DFE)-EIO-LCA
  • 8.1 Fabrication
  • 8.2 Utilisation
  • 8.3 Fin de vie
  • 8.4 Conclusions du DFE
• 9 Rôles des membres de l’équipe
• 10 Références

Résumé

La radio solaire à manivelle illustrée ci-dessus a été analysée pour déterminer ses composants, sa fonctionnalité, ses techniques d’assemblage et ses forces et faiblesses de conception. Pour ce faire, nous avons disséqué le produit afin de mieux comprendre les composants et leurs fonctions mécaniques (ou non mécaniques) au sein du système. Certaines des parties principales de la radio d’urgence comprennent un générateur, une boîte de vitesses, une manivelle, un panneau solaire et une série de circuits électroniques. Ces pièces sont principalement utilisées pour transférer l’énergie au son et dans différentes fonctions disponibles avec la radio. Certaines de ces fonctions sont le cadran Marche / Arrêt / Volume, le cadran du tuner et l’antenne.

Après la dissection du produit, nous avons effectué trois analyses différentes sur l’appareil: Analyse des Modes de défaillance et des Effets (FMEA), Conception pour la Fabrication et l’Assemblage (DFMA) et Conception pour l’Environnement (DFE). Le but du FMEA était de mieux comprendre les modes de défaillance possibles qui peuvent se produire lorsque l’utilisateur interagit avec la radio, et les effets que ces défaillances pourraient avoir sur l’utilisateur et son environnement. D’après notre analyse, il était clair que la plupart des modes de défaillance possibles n’auront pas d’effet néfaste sur l’utilisateur mais pourraient rendre le système inutilisable.

La DFMA nous a permis de mieux comprendre comment chaque pièce était fabriquée et assemblée, quels matériaux étaient utilisés et si les techniques de fabrication étaient efficaces lors de l’assemblage de chaque pièce. Le fabricant a fait certaines fonctionnalités pour faciliter le processus d’assemblage, mais il reste encore de la place pour des améliorations.

L’analyse DFE a permis de mieux comprendre l’impact du produit sur l’environnement. Les résultats d’une approche similaire EIO-LCA (Economic InputOutput – Life Cycle Analysis) ont défini comment l’existence de la radio à manivelle impacte les émissions de gaz à effet de serre de divers secteurs de l’économie. Étant donné que cet appareil est autonome (c’est-à-dire qu’il génère sa propre énergie), la production et l’alimentation en énergie pendant la fabrication contribuent le plus aux émissions de GES. Pour réduire la quantité de pollution causée par la production, l’utilisation et l’élimination, plusieurs options sont présentées dans la section correspondante ci-dessous.

Parties prenantes et besoins des produits

Il y a quatre principales parties prenantes concernées par ce produit: les consommateurs, les distributeurs / détaillants, les fabricants et les transporteurs (expédition). Chacun des intervenants a des besoins différents, comme indiqué ci-dessous.

Consommateurs

La manivelle radio solaire de Kikkerland s’adresse aux consommateurs domestiques qui sont préoccupés par leur empreinte carbone ou les catastrophes naturelles (qui peuvent provoquer des pannes de courant prolongées). Sur la base de nos études d’utilisateurs, voici certains domaines sur lesquels les consommateurs estiment que la radio peut être améliorée.

• Prix du produit moins cher
• Clarté & Volume de la radio
• Taille
• Durabilité & fiabilité
• Efficacité de la cellule solaire & manivelle (c.-à-d. nombre de rotations en minutes de temps radio)
• Facilité d’utilisation
• Résistant aux intempéries
• Facilité de réglage
• Meilleure réception du signal
• Expédition rapide et transport efficace

Distributeurs / détaillants

Pour les détaillants et les distributeurs, les éléments suivants: les caractéristiques de la radio peuvent être utiles.

• Emballage efficace à bas prix & transport facile
• Emballage sûr pour protéger les fonctions du produit
• Emballage attrayant à afficher en magasin
• Emballage de déchets minimal
• Le produit doit être en demande
• Facilité de stockage (par exemple empilable)
• Forte demande

Fabricants

La manivelle radio solaire Kikkerland doit répondre aux exigences du client tout en étant produite à un coût minimum, et donc en gagnant une meilleure marge bénéficiaire pour l’entreprise. Voici quelques aspects que les fabricants veulent dans leur production de la radio.

• Moins de pièces
• Matériaux courants
• Montage facile pour réduire les coûts de main-d’œuvre
• Assemblage automatisé
• Pièces standardisées
• Réduction des coûts d’expédition
• Coûts de production moins chers
• Forte demande

Expédition / Transport

Pour faciliter les transports, ces caractéristiques sont importantes.

• Poids léger
• Facilité de rangement (p.ex. empilabilité)
• Durabilité
• Forte demande (par exemple, grandes quantités d’expédition)

Utilisation

Utilisation

Cette radio ne nécessite ni batterie ni cordon d’alimentation pour fonctionner. Pour l’alimentation, cette radio possède un petit panneau solaire sur sa face supérieure ainsi qu’une manivelle sur le côté comme le montrent les figures ci-dessous.

Figure 2. Vue de face.

Figure 3. Vue de côté.

Figure 4. Vue arrière.

Figure 5. Vue de dessus.

Le panneau solaire permet à l’utilisateur de laisser la radio exposée à la lumière directe du soleil et d’écouter sa station préférée pendant que la radio recueille de l’énergie solaire. La manivelle est particulièrement utile à l’intérieur, pendant la nuit ou dans des situations d’urgence où la lumière n’est pas directement accessible. La radio contient un générateur de dynamo qui peut stocker l’énergie créée par démarrage manuel et collectée à partir du panneau solaire dans la batterie 300 mAh / 2,3 Ni-MH. Voici les étapes pour faire fonctionner la radio solaire dynamo:

1. Faire pivoter le bras ou exposer la radio au soleil pour générer de l’énergie

• 1 démarrage min = 30 min de temps de lecture radio
• 5 heures de lumière du soleil = 30 min de temps de lecture radio

1. Activez / Désactivez la molette On/ Off/Volume
2. Changez les fréquences en commutant le commutateur AM /FM /WB
3. Tournez la molette de réglage pour changer de station
4. Branchez le casque pour l’option casque

Fréquence radio disponible:

• Gamme de fréquences Fm: 87-108 MHz
• Gamme de fréquences Am: 530-1600 kHz
• Gamme de fréquences radio: 149-186 MHz

Études d’utilisateurs

La radio portable à manivelle semblait très facile à utiliser. Cependant, il y avait quelques domaines de conception qui devaient être modifiés. Par exemple, la résistance du mouvement de manivelle semble être proportionnelle à la vitesse de la manivelle. Plus le démarrage est rapide, plus la puissance est générée, mais plus la résistance devient importante. Il est nécessaire de pouvoir trouver un point d’équilibre entre la résistance dans les roues et la puissance générée par la manivelle et le panneau solaire.

Lors de la recherche sur ce produit, il y avait quelques thèmes communs dans l’examen du produit. Ils sont comme suit:

1. La lumière directe du soleil est nécessaire pour que les panneaux absorbent efficacement la lumière du soleil
2. L’antenne de la radio se redresse, elle ne se plie pas
3. Si vous utilisez le produit à l’extérieur par une journée ensoleillée, vous n’avez jamais besoin de tourner la manivelle car le panneau solaire lui-même fournira à la radio une puissance suffisante
4. En moyenne, 1 minute de démarrage donne environ 15-25 minutes de temps de jeu. Ou, 100 tours de manivelle équivaut à environ 10 minutes d’audio
5. La radio est petite et légère, elle tient dans la paume de votre main

De ces commentaires, on peut conclure que la conversion d’énergie soit mécanique en électrique, soit solaire en électrique, est assez efficace. Avec quelques ajustements, il peut être possible d’intégrer ce système à d’autres appareils de la vie quotidienne pour convertir l’énergie mécanique du roulement en énergie électrique. Un système bon marché et portable pour récupérer l’énergie perdue par un processus mécanique dans notre vie quotidienne peut présenter une opportunité de recherche et d’affaires intéressante. Pour atteindre ces objectifs pour le processus de conception, une compréhension et une recherche supplémentaires sur le produit doivent être effectuées.

Nomenclature

Cette radio à manivelle comprend 41 composants au total. Outre l’électronique, la plupart des composants sont fabriqués à partir de plastiques par moulage par injection ou par estampage. Une règle est incluse dans toutes les images pour donner une idée de l’échelle. Veuillez vous référer à la figure 6 sous le tableau d’assemblage pour voir tous les composants.

Composants

Référence	Nom	QUANTITÉ	Poids (g)	Fonction	Matériau	Processus de fabrication	Image
1	Coque Arrière	1	31.2	Tenir l’assemblée ensemble. Où la manivelle est fixée	Plastique	Moulage par injection
2	Maille d’écran de Haut-parleur	1	8.5	Protection du haut-parleur contre les perturbations physiques	Acier	Estampage
3	Boîtier Avant	1	25.5	Maintien du haut-parleur	Plastique	Moulage par injection
4	Plaque de Haut-parleur	1	8.5	Logement de l’aimant pour créer la vibration	Acier	Estampage
5	Cône de Haut-parleur	1	Moins d’un gramme	Vibrant pour produire le son	Plastique / Polymère	Estampage, formage sous vide
6	Assemblage de Panneaux Solaires	1	5.7	Conversion de l’énergie solaire en énergie électrique	Plaquette de Silicium monocristallin, Plastique, Plomb, Caoutchouc, Cuivre	Soudure, Lithographie, Masquage, Dépôt, Gravure
7	Indicateur de Tuner de Station de Radio	1	Moins d’un gramme	Indiquant la fréquence de la radio	Plastique	Moulage par injection, Impression pour étiquettes
8	Aimant de Générateur	1	2.8	Production de champ magnétique pour produire de l’électricité	Alliages métalliques	Pressage, Chauffage, Recuit, Finition, Magnétisation
9	Plaque de Générateur	1	14.2	Maintien des engrenages et du générateur en place	Acier	Estampage
10	Équipement 4	1	Moins d’un gramme	Raccordement du générateur à d’autres engrenages	Acier	Taillage
11	Arbre de Transmission	1	Moins d’un gramme	Connexion du générateur à l’engrenage 4, engrenage de montage 4	Acier	Laminage à froid
12	Équipement 1	1	Moins d’un gramme	Translation du mouvement de la manivelle	Nylon (autolubrifiant)	Moulage par injection
13	Générateur	1	11.3	Production d’électricité par rotation	Cuivre, Acier	Emboutissage, Superposition, Enroulement
14	Équipement 2	1	Moins d’un gramme	Translation du mouvement de la manivelle	Nylon (autolubrifiant)	Moulage par injection
15	Coquille de Générateur	1	5.7	Maintien de l’aimant en place	Acier	Estampage
16	Équipement 3	1	Moins d’un gramme	Translation du mouvement de la manivelle	Nylon (autolubrifiant)	Moulage par injection
17	Paquet de Batterie	1	14.2	Stockage d’énergie pour le fonctionnement radio	Plastique, Cuivre, Caoutchouc, Hydrure métallique de nickel	Technique de fabrication avancée
18	Ensemble de Circuit de Volume et de Puissance	1	8.5	Contrôler le volume et allumer la radio	Plastique, Plomb, Cuivre, Caoutchouc, Matériaux Semi Conducteurs, Polymère/ Cire	Soudure, Lithographie, Masquage, Dépôt, Gravure
19	Vis Extérieure	4	Moins d’un gramme	Tenir les deux boîtiers ensemble	Acier inoxydable	Tête à froid, filetage
20	Vis de Haut-parleur	3	Moins d’un gramme	Fixation de l’enceinte au boîtier avant	Acier inoxydable	Tête froide, filetage
21	Solénoïde de l’antenne	1	Moins d’un gramme	Générant le champ magnétique nécessaire au signal radio	Cuivre	Enroulement, durcissement
22	Panneau Solaire Pad	2	Moins d’un gramme	Stabiliser le panneau solaire	Mousse / Papier / Polymère	Formation de polymérisation
23	Cheville de Manivelle	1	Moins d’un gramme	Raccord vilebrequin et collier	Acier	Laminage à froid
24	Marche / Arrêt / Indicateur de Volume	1	Moins d’un gramme	Réglage du volume du haut-parleur	Plastique	Moulage par injection, Impression d’étiquettes
25	Antenne	1	8.5	Amélioration de la réception du signal	Acier inoxydable, aluminium, laiton	Étirage à froid, étirage
26	Assemblage de la prise Casque	1	Moins d’un gramme	Connexion du casque au haut-parleur	Cuivre, Plastique, Caoutchouc, Acier, Plomb	Soudure, Lithographie, Masquage, Dépôt, Gravure
27	Bouton de manivelle	1	2.8	Facilitant la rotation de la manivelle	Plastique	Moulage par injection
28	Vilebrequin	1	2.8	Augmentation du bras de levier	Plastique	Moulage par injection
29	Disque de Fixation de la Manivelle	1	2.8	Raccordement du vilebrequin à l’engrenage	Plastique	Moulage par injection
30	Collier de manivelle	1	Moins d’un gramme	Stabilisant le mouvement de rotation de la manivelle	Acier	Emboutissage
31	Réglage de l’Assemblage du Microprocesseur	1	22.7	Réglage de la fréquence radio (FM / AM / WB)	Plastique, Plomb, Cuivre, Caoutchouc, Matériaux Semi-Conducteurs, Polymère / Cire	Soudure, Lithographie, Masquage, Dépôt, Gravure
32	Vis du générateur	4 (3 types différents)	Moins d’un gramme	Maintien du générateur au boîtier et au système d’engrenage	Acier inoxydable	Tête à froid, filetage
33	Vis pour Casque	2	Moins d’un gramme	Adaptateur pour casque de maintien	Acier inoxydable	Tête à froid, filetage
34	Vis d’Antenne	1	Moins d’un gramme	Maintien de l’antenne sur le boîtier	Acier inoxydable	Cap à froid, filetage
35	Collier de Manivelle	1	Moins d’un gramme	Reliant le collier de manivelle et l’engrenage	Plastique	Moulage par injection
36	Colliers de Serrage	2	Moins d’un gramme	Tenant les engrenages ensemble	Acier	Estampage
37	Bouton de Commutateur de Gamme de Fréquence	1	Moins d’un gramme	Indiquant si la gamme de fréquences de la radio (FM / AM / WB)	Plastique	Moulage par injection
38	Câble	1	Moins d’un gramme	Connexion de composants électriques	Cuivre, caoutchouc	Étirage à travers une matrice en caoutchouc
39	Joint Torique	2	Moins d’un gramme	Montage de l’aimant sur le générateur	Plastique	Estampage
40	Aimant de Haut-parleur	1	2.8	Contrôler la vibration du haut-parleur pour générer le son	Alliages métalliques	Pressage, Chauffage, Recuit, Finition, Magnétisation
41	Bobine de Haut-parleur	1	8.5	Permettant à l’écran du haut-parleur de vibrer	Cuivre	Roulement

Schéma d’assemblage

Les pièces ne peuvent pas être assemblées après les avoir démontées en raison des connexions de fil qui doivent être coupées pour séparer les circuits intégrés. La procédure d’assemblage peut cependant être décrite comme suit:

1. Assemblez la boîte de vitesses avec le générateur en la fixant à la pièce 9. (La boîte de vitesses se compose d’une partie 10, 12, 14, 15, 16, 36 et le générateur se compose d’une partie 8, 11, 13, 15, 39).
2. Assemblez le haut-parleur en plaçant l’aimant (partie 40) sur la plaque du haut-parleur (partie 4), puis fixez la bobine du haut-parleur (partie 41) au cône du haut-parleur (partie 5). Fixez les deux assemblages ensemble.
3. Connectez les circuits intégrés ensemble à l’aide des câbles avec leur indicateur correspondant (pièce 6, 7, 17, 18, 24, 26, 31, 37, 38).
4. Connecter l’antenne et le solénoïde au circuit intégré (partie 21, 25, 31, 34, 38).
5. Assembler la manivelle (partie 23, 27, 28, 29, 30, 35).
6. Insérez la manivelle dans le boîtier arrière (partie 1).
7. Raccorder le groupe électrogène et l’engrenage au boîtier arrière (à l’aide de la pièce 32).
8. Connectez l’ensemble enceinte au boîtier avant (partie 3 à l’aide de la partie 20).
9. Fixez les circuits intégrés au boîtier avant et fixez la prise casque à l’aide de la partie 33, fixez le panneau solaire à l’aide de plaquettes (partie 22).
10. Fixez le boîtier avant au boîtier arrière à l’aide de la pièce 19.
11. Insérez enfin le maillage de l’écran du haut-parleur (partie 2) sur le boîtier avant.

Fonction Mécanique

L’aspect mécanique est composé du système générateur-manivelle. La structure de base est la suivante (veuillez vous référer à la figure 6 pour référence):

La manivelle contient une poignée fixée de manière rigide à un arbre, qui est ensuite montée sur le pignon 1. Le but de la poignée est de faciliter la « manivelle » de l’utilisateur et ainsi d’entrer le couple dans le système d’engrenage à amplifier. Le système d’engrenages est composé de 4 engrenages, l’engrenage 1 étant l’engrenage de couple d’entrée, l’engrenage 4 étant l’engrenage de couple de sortie, et les engrenages 2 et 4 étant les engrenages à grandissement de vitesse angulaire. De plus, l’engrenage 4 est relié à un arbre qui entraîne en rotation l’enveloppe du générateur. L’idée derrière le système d’engrenages est qu’avec une « manivelle » complète de la poignée, les engrenages amplifieront cette rotation en 10 ou 20 rotations complètes de l’engrenage 4. Cela augmente considérablement l’efficacité de la rotation de la coque du générateur pour générer de l’électricité. Selon la Loi d’induction de Faraday, la rotation de la coque du générateur génère un champ magnétique, qui génère ensuite un courant qui peut être stocké et utilisé par la radio à manivelle.

Plus la rotation est rapide, plus le courant est généré; par conséquent, le système d’engrenage est conçu pour avoir une puissance plus élevée et une entrée de vitesse plus faible de l’utilisateur qui doit être convertie en une puissance plus faible, mais une vitesse plus élevée dans le générateur. Par conséquent, lorsque l’utilisateur souhaite jouer le rapport, il doit tourner manuellement la manivelle afin de générer le champ magnétique qui générerait à son tour un courant électrique qui alimente la radio à manivelle.

Conception pour la Fabrication et l’assemblage (DFMA)

L’objectif principal de l’analyse de Conception pour la Fabrication et l’assemblage (DFMA) est de proposer diverses améliorations visant à simplifier le processus de fabrication et d’assemblage. Certaines considérations importantes peuvent inclure le nombre de pièces, la sélection des matériaux, le volume de production, les tolérances, etc.

Cette radio à manivelle se compose de 41 pièces et assemblages comme indiqué dans la section ci-dessus. La majorité des pièces non métalliques sont fabriquées en plastique ou en caoutchouc par moulage par injection ou par estampage. Ce sont des méthodes assez efficaces de fabrication de composants non métalliques pour la production de masse. Les composants métalliques, d’autre part, sont fabriqués à partir de divers matériaux, notamment de l’acier, de l’aluminium, des alliages métalliques et bien d’autres. Selon l’utilisation et la forme des composants métalliques, les processus de fabrication vont du laminage à froid, de l’estampage, de la lithographie, etc.

Des efforts ont été faits pour simplifier la conception pour la facilité de fabrication et d’assemblage. Ces méthodes comprennent:

• Les languettes pliées sur l’écran du haut-parleur facilitent l’assemblage et permettent de le fixer sans pièces supplémentaires.
• La plupart des engrenages sont fabriqués en nylon autolubrifiant, avec une taille standardisée et des matériaux conçus pour minimiser les frottements.
• La plupart des composants non métalliques sont fabriqués par moulage par injection. En changeant le moule, un moulage par injection standard peut potentiellement produire tous les composants non métalliques.
• Les boîtiers extérieurs sont réalisés avec la même dimension leur permettant de partager des caractéristiques similaires et de les fixer facilement les uns aux autres.
• De nombreux boutons de commande sont intégrés. Par exemple, les commandes on/off et volume sont intégrées dans un seul indicateur, réduisant ainsi le nombre de pièces et simplifiant la conception.
• Les pièces nécessitant peu de tolérances serrées sont fabriquées en plastique par moulage par injection, ce qui évite de devoir examiner les dimensions pendant le processus de fabrication.
• La plupart des pièces non métalliques sont fabriquées par moulage par injection sans nécessiter de processus de fabrication secondaire.
• Les engrenages sont moulés par injection dans la même couleur pour faciliter la coordination et le boîtier extérieur est moulé par injection en vert pour un attrait esthétique et environnemental (c’est-à-dire que la radio est respectueuse de l’environnement, suggérée par sa « verdure »).
• Les trous filetés éliminent le besoin d’écrous et de rondelles, minimisant le nombre de pièces et assurant un assemblage rapide.
• La plupart des composants électroniques sont livrés en sous-ensembles qui peuvent être produits en série par d’autres usines, ce qui permet au fabricant de la radio de se spécialiser dans l’assemblage de la radio.
• Bien que le boîtier avant et le boîtier arrière soient très similaires, ils sont très faciles à différencier les uns des autres.
• Les prises en plastique de différentes tailles et champfers indiquent où fixer les assemblages électriques sur les boîtiers.

Quelques améliorations peuvent être apportées dans les domaines suivants:

• Il y a beaucoup de vis de différentes tailles. Des vis normalisées rendront le processus d’assemblage plus simple et plus rapide.
• Les différentes cartes de circuits imprimés peuvent être combinées en une seule carte de circuit imprimé, ce qui minimise le nombre de pièces et simplifie l’assemblage.
• L’ensemble d’engrenages semble compliqué et difficile à démonter en raison de la contrainte d’espace et de volume.
• L’engrenage métallique a été enfoncé. Cette procédure nécessite une grande précision et une faible tolérance.
• Les fils connectent les assemblages de circuits des deux côtés des boîtiers, ce qui rend le démontage difficile en cas de problème.
• Les encliquetages peuvent être utilisés à la place des vis dans certains cas.

Analyse des modes de défaillance et des effets (AMDEC)

Analyse des modes de défaillance et des effets (AMDEC) de la radio d’urgence solaire et à manivelle Dynamo de Kikkerland fournit un excellent aperçu de l’application actuelle du générateur de dynamo et du panneau solaire dans un produit commercialisable. Ce produit s’est avéré être une pièce très compacte qui abrite avec succès de nombreux composants, permettant diverses fonctions. Cependant cette radio n’est pas sans défauts avec divers modes de défaillance identifiables, tabulés ci-dessous.

Dans l’ensemble, la cote d’occurrence (O) de défaillance dans ses différents modes est plutôt faible, culminant à 5 pour un mode. Cela indique que l’on doit s’attendre à ce que ce produit conserve ses fonctionnalités sur une période prolongée. Malheureusement, la gravité des défaillances a une cote maximale de 7 pour quatre modes et une cote de 6 pour quatre modes. De plus, la détection de la cote de défaillance (D) est relativement faible avec la plupart des cotes inférieures à 4, mais elle a un mode avec une cote de 9 et un autre avec 8. Cependant, la conception se classe bien dans l’ensemble, indiquée par la note RPN la plus élevée de 105.

Par conséquent, le produit Kikkerland s’est montré assez bien conçu avec une grande longévité d’utilisation. De nombreux modes de défaillance sont dus à l’usure ou à des conditions extrêmes telles qu’une grande humidité ou une chaleur. Notre produit que nous concevons devrait imiter le design de la radio, mais nous chercherons à l’améliorer. Certains domaines que nous avons l’intention d’améliorer sont les suivants: imperméabilisation des composants électroniques et des microprocesseurs; augmentation de la ventilation ou de la dissipation thermique des engrenages ou du moteur; changement du matériau des engrenages pour éviter l’usure; protection des engrenages et du générateur contre les chocs; changez les piles pour éviter les fuites d’acide.

La radio Kikkerland est un produit très robuste qui peut fonctionner dans diverses zones et conditions et peut continuer à fonctionner pendant une longue période. Nous pensons qu’en effectuant des méthodes de défaillance et une Analyse des effets, nous pouvons augmenter la durée de vie et la fiabilité de notre produit pour dépasser celle de la radio Kikkerland.

Un résumé des modes de défaillance les plus courants se trouve ci-dessous:

Référence	Article	Fonction	Mode de défaillance	Effets de la défaillance	S	Causes de la défaillance	O	Commandes de conception	D	RPN	Actions recommandées
25	Antenne	Réception Antenne / Signal	Accrochage, Rupture, Flexion	Signal de faible qualité, dysfonctionnement possible	5	Chute de la radio, mauvaise utilisation	3	L’antenne est pliable	1	15	Internatlize antenne dans la radio ou rendre l’antenne flexible
27	Bras de manivelle	Translation de l’énergie manuelle vers les engrenages	Rupture, Flexion, Détachement	Plus de puissance générée par le démarrage. Ne peut alimenter la radio qu’avec la lumière du soleil	6	Plier, laisser tomber, tourner la manivelle trop vite	2	La manivelle est faite pour être courte et épaisse, donc difficile à casser	1	12	Écrivez un avertissement sur le produit, utilisez un matériau plus résistant
18, 22, 26, 31	Assemblages Électroniques / Microprocesseurs	Prise d’entrée électrique et détermination de la sortie appropriée pour chaque signal	Dégât d’eau	Système inutilisable	7	Pluie, dégâts d’eau accidentels	4	Tous les composants électroniques sont protégés à l’intérieur du boîtier	4	112	Scellez l’électronique pour les rendre imperméables, écrivez « avertissement d’eau » sur le produit
17, 18, 22, 26, 31	Assemblages électroniques / Microprocesseurs, Batterie	Prise d’entrée électrique et détermination de la sortie appropriée pour chaque signal, stockage d’énergie	Surchauffe	Les performances sont considérablement réduites	6	Utilisation prolongée, exposition prolongée au soleil et à haute température	1	Tous l’électronique est protégée à l’intérieur du boîtier	5	30	Ajouter un ventilateur, ajouter un panneau d’avertissement, ajouter un capteur de température, ajouter un dissipateur de chaleur
10, 12, 14, 16	Engrenages	Transmission de l’énergie mécanique de la manivelle au générateur	Usure	Plus de production d’énergie par démarrage, pertes importantes par frottement, glissement des engrenages	6	Utilisation étendue, défauts de fabrication	1	Les engrenages sont fabriqués en nylon, qui est un polymère autolubrifiant relativement résistant	4	24	Changer les matériaux des engrenages. Par exemple, les métaux sont moins sensibles à l’usure
38	Câbles	Transfert du signal électrique vers / depuis divers composants	Chute de la radio, usure, utilisation prolongée	Système inutilisable	7	Mauvaise fabrication, surchauffe, dommages causés par les chocs	3	Il y a plusieurs fils avec une faible résistance dans chaque câble	4	84	Utilisez un circuit intégré pour tous les assemblages électroniques
24	Indicateur Marche/ Arrêt / Volume	Permettant à l’utilisateur de manipuler le volume de l’enceinte et d’allumer / éteindre la radio	Rupture	Impossible de manipuler le volume de l’enceinte	5	Bouton de renversement, forçant le bouton dans la mauvaise direction	2	Le bouton est étiqueté pour informer les utilisateurs dans quelle direction il peut ou ne peut pas tourner	2	20	Ajouter un bouchon en caoutchouc pour limiter le mouvement du bouton
7	Indicateur de Syntoniseur de station radio	Permettant à l’utilisateur de manipuler la fréquence de la radio	Rupture	Impossible de changer de canal radio	5	Bouton de renversement, forçant le bouton dans la mauvaise direction	2	Le bouton est étiqueté pour informer les utilisateurs dans quelle direction il peut ou ne peut pas tourner	2	20	Ajouter un bouchon en caoutchouc pour limiter le mouvement du bouton
1, 3	Boîtier avant et arrière	Tenant ensemble l’ensemble et le haut-parleur, protégeant les composants	Rupture, désagrégation	Esthétique, exposition des composants vulnérables	4	Laisser tomber la radio	5	Il y a plus d’une vis qui maintient le boîtier avant et arrière ensemble, ce qui diminue la probabilité de rupture	2	40	Ajouter des amortisseurs pour minimiser l’impact
4, 5, 40, 41	Plaque de haut-parleur, cône, aimant, bobine	Traduire le signal électrique en son	Contrainte vibratoire	Dysfonctionnement du haut-parleur et système inutilisable	7	Lecture de la radio sur un volume maximal, usure	5	Le haut-parleur est conçu pour couvrir toute la plage auditive de l’homme	3	105	Ajoutez un avertissement pour maintenir le volume à 90% du maximum. Limiter le volume en interne à 90%
8, 13, 15	Générateur, aimant, coque	Translation de l’énergie de rotation en énergie électrique par induction magnétique	Démagnétisation	Plus de puissance générée par le générateur / le bras de manivelle	6	Haute température, court-circuit	2	Les bobines de cuivre et l’aimant sont disponibles en plusieurs parties, ce qui lui permet de continuer à fonctionner même lorsque l’on ne fonctionne pas	8	96	Ajouter une isolation autour du générateur, ajouter un bouclier solaire / dissipateur de chaleur au générateur assemblage
17	Batterie	Stockage de l’énergie électrique	Fuite d’acide de la batterie	Système inutilisable en raison de dégâts d’eau et d’un manque de dispositif de stockage d’énergie	7	Décharge de la batterie, surchauffe	1	Il y a deux batteries pour stocker l’énergie et elles sont stockées avec un emballage en plastique supplémentaire autour d’elles	9	63	Passer à la batterie à semi-conducteurs
26	Assemblage de prise casque	Prise pour casque	Rupture, dysfonctionnement	Option casque indisponible	3	Frapper la prise casque avec de petits outils (p. ex. tournevis)	1	L’emplacement de la prise casque le rend peu susceptible d’être endommagé avec des pièces plus petites	3	9	Ajouter un couvercle en caoutchouc amovible à la prise casque
19, 20, 32, 33, 34	Vis assorties	Tenant les composants ensemble	Les filetages sont usés, perdant quelques vis	Desserrage et serrage répétitifs des vis	3	Douceur, malléabilité du plastique, taille de la vis	3	Les vis sont disponibles dans des tailles standard, ce qui facilite remplacer	2	18	Utilisez des hélicoils, renforcez les matériaux du boîtier autour des points de vis

Design for Environment (DFE) – EIO-LCA

La production de la radio à manivelle solaire est le facteur le plus important dans les émissions de gaz à effet de serre du produit. Les secteurs économiques qui contribuent le plus à ce chiffre sont la production et l’approvisionnement en électricité, les aciéries et les aciéries, ainsi que la fabrication de semi-conducteurs et de dispositifs connexes. La plupart de ces émissions sont des influences indirectes sur les émissions de GES. Les domaines potentiels de refonte sont discutés dans les sections suivantes. Une augmentation de 30 taxes des taxes liées aux GES augmenterait le coût de vie du produit de 0,60 $, ce qui représente environ 2 % du coût du produit. Le résultat peut être résumé dans le tableau ci-dessous:

Catégorie	Article acheté	Meilleure correspondance entre le numéro et le nom du secteur économique	Confiance que le secteur représente l’article	Unité de référence	Unité consommée par durée de vie du produit	Coût par unité	Coût à vie	À l’échelle de l’économie mt de dioxyde de carbone libéré par 1 M $ de production pour le secteur	Mt de dioxyde de carbone implicite par durée de vie du produit	Taxe sur le dioxyde de carbone (30 //mt)
Production	Radio à manivelle	334310: Fabrication d’équipements audio et vidéo	Haute	Radio à manivelle	1	$30	$30	549	0.01647	$0.4941
Production	Panneau solaire	334413: Fabrication de semi-conducteurs et de dispositifs connexes	Haute	Panneau solaire	1	$5	$5	603	0.003015	$0.09045

Fabrication

La radio à manivelle solaire est principalement composée de composants en plastique moulés par injection, de vis métalliques standardisées et de circuits électroniques préfabriqués. Bien qu’il fonctionne hors réseau, l’appareil ne parvient pas à être complètement « vert ». Plusieurs modifications pourraient être apportées au processus de fabrication afin de diminuer l’impact environnemental de ce produit. Premièrement, les composants en plastique (dont le matériau n’est pas spécifié explicitement par le fabricant) pourraient être remplacés par du plastique post-consommation, du plastique recyclable ou du plastique à base de cellulose. Deuxièmement, l’emballage en plastique pourrait être remplacé par un matériau plus respectueux de l’environnement tel que le carton. Enfin, la quantité de soudure pourrait être réduite en utilisant des circuits intégrés, et le processus de soudure pourrait impliquer une soudure sans plomb. Comme c’est le cas pour tout produit, la réduction des matériaux est préférée pour réduire les coûts et l’impact environnemental.

Utiliser

La radio à manivelle solaire a une fonction très confinée: capter les signaux radio. Bien qu’il accomplisse cette tâche avec un impact environnemental négligeable, sa fonction pourrait être étendue pour réduire l’impact néfaste d’autres dispositifs sur l’environnement. Par exemple, un réveil pourrait être ajouté pour améliorer les fonctionnalités. Une capacité d’entrée mp3 pourrait également élargir sa base d’utilisateurs. Pour remplacer complètement une horloge de chevet, l’appareil peut également avoir besoin d’un cordon d’alimentation (qui peut être retiré pour une utilisation hors réseau). L’imperméabilisation serait une recommandation finale pour augmenter la fonctionnalité. Cela augmenterait également la durée de vie prévue du produit.

Fin de vie

La radio à manivelle solaire n’a aucune utilité lorsqu’elle cesse de fonctionner. Il est plus susceptible d’être éliminé lorsqu’il est cassé. Cela est regrettable en raison des effets nocifs que l’électronique et les batteries peuvent avoir sur l’environnement. Mis à part la construction de l’ensemble à partir de matériaux biodégradables ou bio-friendly, il reste peu d’options pour prolonger la durée de vie de cet appareil lorsque sa fonction d’origine expire.

Conclusions DFE

En conclusion, les deux méthodes les plus simples pour réduire l’effet de la radio à manivelle solaire sur l’environnement sont l’utilisation de matériaux « plus verts » et l’expansion de la fonctionnalité du produit.

Rôles des membres de l’équipe

Oscar Chahin: FMEA, Analyse Mécanique, Étude des utilisateurs
Evan Gates: DFE, Parties prenantes, DFE-IOC
Kartik Goyal: Nomenclature et Diagramme, Utilisation, Étude des utilisateurs, Fonction Mécanique
Huan (Steve) Qin: DFMA, DFE-IOC, Étude des utilisateurs
Andre Sutanto: Éditeur de Wikipage, Nomenclature, Parties prenantes

Institut de design vert de l’Université Carnegie Mellon. (2008) Economic Input-Output Life Cycle Assessment (EIO-LCA), modèle de référence de l’industrie américain de 1997. < http://www.eiolca.net>Dieter, George E., et Linda C. Schmidt. Conception technique. 4ème Édition. New York, NY : McGraw-Hill, 2009. 707-715. Imprimer.

Images tirées de: Figure 1: www.amazon.com/Kikkerland-Dynamo-Solar-Crank-Emergency/dp/B0017S4C26/ref=sr_1_2?ie=UTF8&qid=1346370017&sr=8-2&keywords=