Application of finite element analysis in design to reduce production costs
1
Issued Date
2023
Copyright Date
2023
Resource Type
Language
eng
File Type
application/pdf
No. of Pages/File Size
xix, 121 leaves : ill.
Access Rights
open access
Rights
ผลงานนี้เป็นลิขสิทธิ์ของมหาวิทยาลัยมหิดล ขอสงวนไว้สำหรับเพื่อการศึกษาเท่านั้น ต้องอ้างอิงแหล่งที่มา ห้ามดัดแปลงเนื้อหา และห้ามนำไปใช้เพื่อการค้า
Rights Holder(s)
Mahidol University
Bibliographic Citation
Thematic Paper (M.Eng. (Industrial Engineering))--Mahidol University, 2023
Suggested Citation
Somkitti Naksanpaya Application of finite element analysis in design to reduce production costs. Thematic Paper (M.Eng. (Industrial Engineering))--Mahidol University, 2023. Retrieved from: https://repository.li.mahidol.ac.th/handle/123456789/115300
Title
Application of finite element analysis in design to reduce production costs
Alternative Title(s)
การประยุกต์ใช้ระเบียบทางไฟไนต์เอลิเมนต์ในการออกแบบเพื่อลดต้นทุนในการผลิต
Author(s)
Advisor(s)
Abstract
The objective of this research is to apply finite element analysis to analyze the strength of Balancing Support which has been improved to reduce production costs. In designing, the two aspects to consider are strength and cost. The part will be strong according to the size and material. Each material has different strengths and prices. The price of materials sold in the market will be quoted as baht per kilogram. The big workpiece is stronger than the smaller workpiece but has a heavier weight, so the big workpiece has a higher cost than the small workpiece. Therefore, strength directly affects cost. In this research, the balancing support, which is the device of the overhead crane, has been redesigned. Each part is designed to reduce the process of production, or be easy to produce for rapid production. The workpiece will be created as a 3D model by the Inventor program. The 3D model will be analyzed by finite element analysis. The stress results are compared with permissible stress from F.E.M. 1.001 standard. If the stress is less than the permissible stress, it can conclude the workpiece has sufficient strength. The resulting stress can be used as a criterion for selecting the lowest-cost material and avoiding complex production processes, it results in lower production costs. According to the research, the Balancing Support cost was reduced by 30.78%, the production time was reduced by 42%, and weight was reduced by 1.6%. Implication of the thematic paper: The results of this study can be used to improve the workpiece at the design stage. The part will have the strength conforming to the standard and help allow easy manufacture and low cost. Lower production costs will increase competitiveness and increase profit. As a result, the business is sustainable.
วัตถุประสงค์ของงานวิจัยนี้คือการนำระเบียบทางไฟไนต์อิลิเมนต์มาวิเคราะห์ความแข็งแรงของซัพพอร์ตปรับสมดุลซึ่งถูกปรับปรุงเพื่อลดต้นทุนการผลิต โดยการออกแบบสิ่งที่ต้องคำนึงถึงคือความแข็งแรงและต้นทุน ชิ้นงานจะมีความแข็งแรงตามขนาดและวัสดุที่ใช้ผลิต ซึ่งวัสดุแต่ละชนิดมีความแข็งแรงและราคาที่แตกต่างกัน ราคาวัสดุที่ขายในท้องตลาดจะคิดราคาเป็นบาทต่อกิโลกรัม ชิ้นงานขนาดใหญ่จะมีความแข็งแรงมากกว่าชิ้นงานขนาดเล็กแต่จะมีน้ำหนักที่มากกว่า ดังนั้นชิ้นงานขนาดใหญ่จึงมีต้นทุนที่สูงกว่าชิ้นงานขนาดเล็ก จึงกล่าวได้ว่าความแข็งแรงส่งผลต่อต้นทุนโดยตรง ในงานวิจัยนี้ได้นำซัพพอร์ตปรับสมดุลซึ่งเป็นอุปกรณ์ของปั้นจั่นเหนือหัวมาทำการออกแบบปรับปรุงโดยแต่ละชิ้นงานจะถูกออกแบบให้มีขั้นตอนการผลิตที่ลดลงหรือง่ายต่อการผลิต เพื่อสามารถผลิตได้อย่างรวดเร็ว ชิ้นงานจะถูกสร้างเป็นแบบจำลองสามมิติด้วยโปรแกรมอินเวนเตอร์และทำการวิเคราะห์ความเค้นด้วยระเบียบทางไฟไนต์อิลิเมนต์ ความเค้นที่เกิดขึ้นบนชิ้นงานจะถูกนำมาเปรียบเทียบกับค่าความเค้นอนุญาตตามเกณฑ์มาตรฐาน FEM 1.001 หากความเค้นมีค่าน้อยกว่าค่าความเค้นอนุญาตจะสามารถสรุปได้ว่าชิ้นส่วนมีความแข็งแรงเพียงพอ เราจึงสามารถนำค่าความเค้นที่เกิดขึ้นเป็นเกณฑ์ในการเลือกใช้วัสดุที่มีต้นทุนต่ำและหลีกเลี่ยงกระบวนการผลิตที่ซับซ้อนส่งผลให้ต้นทุนในการผลิตต่ำลง จากผลการวิจัยพบว่าซัพพอร์ตปรับสมดุลมีต้นทุนลดลง 30.78% เวลาในการผลิตลดลง 42% น้ำหนักลดลง 1.6% การนำผลของสารนิพนธ์ไปใช้: ผลของการศึกษานี้สามารถนำไปใช้เพื่อพัฒนาชิ้นงานในขั้นตอนการออกแบบเพื่อให้ชิ้นงานจะมีความแข็งแรงตามมาตรฐาน ผลิตง่าย ต้นทุนต่ำ ซึ่งต้นทุนการผลิตที่ลดลงจะเพิ่มความสามารถในการแข่งขันและเพิ่มผลกำไร ส่งผลให้ธุรกิจมีความยั่งยืน
วัตถุประสงค์ของงานวิจัยนี้คือการนำระเบียบทางไฟไนต์อิลิเมนต์มาวิเคราะห์ความแข็งแรงของซัพพอร์ตปรับสมดุลซึ่งถูกปรับปรุงเพื่อลดต้นทุนการผลิต โดยการออกแบบสิ่งที่ต้องคำนึงถึงคือความแข็งแรงและต้นทุน ชิ้นงานจะมีความแข็งแรงตามขนาดและวัสดุที่ใช้ผลิต ซึ่งวัสดุแต่ละชนิดมีความแข็งแรงและราคาที่แตกต่างกัน ราคาวัสดุที่ขายในท้องตลาดจะคิดราคาเป็นบาทต่อกิโลกรัม ชิ้นงานขนาดใหญ่จะมีความแข็งแรงมากกว่าชิ้นงานขนาดเล็กแต่จะมีน้ำหนักที่มากกว่า ดังนั้นชิ้นงานขนาดใหญ่จึงมีต้นทุนที่สูงกว่าชิ้นงานขนาดเล็ก จึงกล่าวได้ว่าความแข็งแรงส่งผลต่อต้นทุนโดยตรง ในงานวิจัยนี้ได้นำซัพพอร์ตปรับสมดุลซึ่งเป็นอุปกรณ์ของปั้นจั่นเหนือหัวมาทำการออกแบบปรับปรุงโดยแต่ละชิ้นงานจะถูกออกแบบให้มีขั้นตอนการผลิตที่ลดลงหรือง่ายต่อการผลิต เพื่อสามารถผลิตได้อย่างรวดเร็ว ชิ้นงานจะถูกสร้างเป็นแบบจำลองสามมิติด้วยโปรแกรมอินเวนเตอร์และทำการวิเคราะห์ความเค้นด้วยระเบียบทางไฟไนต์อิลิเมนต์ ความเค้นที่เกิดขึ้นบนชิ้นงานจะถูกนำมาเปรียบเทียบกับค่าความเค้นอนุญาตตามเกณฑ์มาตรฐาน FEM 1.001 หากความเค้นมีค่าน้อยกว่าค่าความเค้นอนุญาตจะสามารถสรุปได้ว่าชิ้นส่วนมีความแข็งแรงเพียงพอ เราจึงสามารถนำค่าความเค้นที่เกิดขึ้นเป็นเกณฑ์ในการเลือกใช้วัสดุที่มีต้นทุนต่ำและหลีกเลี่ยงกระบวนการผลิตที่ซับซ้อนส่งผลให้ต้นทุนในการผลิตต่ำลง จากผลการวิจัยพบว่าซัพพอร์ตปรับสมดุลมีต้นทุนลดลง 30.78% เวลาในการผลิตลดลง 42% น้ำหนักลดลง 1.6% การนำผลของสารนิพนธ์ไปใช้: ผลของการศึกษานี้สามารถนำไปใช้เพื่อพัฒนาชิ้นงานในขั้นตอนการออกแบบเพื่อให้ชิ้นงานจะมีความแข็งแรงตามมาตรฐาน ผลิตง่าย ต้นทุนต่ำ ซึ่งต้นทุนการผลิตที่ลดลงจะเพิ่มความสามารถในการแข่งขันและเพิ่มผลกำไร ส่งผลให้ธุรกิจมีความยั่งยืน
Degree Name
Master of Engineering
Degree Level
Master's degree
Degree Department
Faculty of Engineering
Degree Discipline
Industrial Engineering
Degree Grantor(s)
Mahidol University