Modular design & construction in automotive and building structures: eliminating ‘show-stoppers’ in the use of wood-based façade cladding

• Autorzy: Gutowski Matthew , Kuys Blair , Li Sheng

Warianty tytułu

PL

Modułowa konstrukcja w przemyśle motoryzacyjnym i budowlanym: eliminowanie systemowych wad użytkowych w zastosowaniu do fasad na bazie materiału drewnopodobnego

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The key demands on manufacturers in the modern-age markets globalisation are: (i) short development cycle, (ii) cost effectiveness, (iii) excellent product quality, and (iv) in-built product variability and upgradability. Development of new products under such dynamic market conditions necessitates an integrated approach to all stages of company operations, including product design, prototyping, productionising and manufacturing and extending it to the lifetime serviceability. Such competitive requirements cannot be dealt with by conventional, sequential model of product development and require switching to the modular approach, which additionally enables effective accommodation of growing needs of customers for products variety and their immediate or future customisation. This paper addresses modular product development, including design and assembly in application to building & construction industry. The focus is on paving the path for new generation high-quality/high durability products, such as modular cladding components for low- and high-rise residential and commercial buildings with the emphasis on product sustainability and longlasting aesthetics. It also considers: (i) identification of principal causes of diminishing market share of wood-based cladding of building facades, and (ii) highlights key aspects of development of a breakthrough technology providing high-quality, highdurability surface finish of painted exterior wood products offering a platform for reversal of decades-long decline of this important segment of the building products market.

PL

Kluczowe wymagania stawiane producentom na współczesnych zglobalizowanych rynkach to: (i) krótki cykl rozwoju, (ii) efektywność kosztowa, (iii) doskonała jakość produktu, oraz (iv) „wbudowana” zmienialność produktu i możliwość jego rozbudowy. Rozwój nowych produktów w tak dynamicznych warunkach rynkowych wymaga zintegrowanego podejścia do wszystkich etapów działalności firmy, w tym również projektowania produktu, prototypowania, produkcji, oraz rozszerzenia ww. również na okres użytkowania. Tak wysokie wymagania nie mogą być osiągnięte przez konwencjonalny, sekwencyjny model opracowania produktu i wymagają przejścia na podejście modułowe, co dodatkowo umożliwia efektywne dostosowanie rosnących potrzeb klientów do różnorodności produktów i ich natychmiastowej lub przyszłej personalizacji. Artykuł ten dotyczy rozwoju produktów modułowych, w tym projektowania i montażu w zastosowaniach w przemyśle samochodowym, budownictwie i przemyśle budowlanym. Nacisk kładziony jest na wytyczenie drogi dla produktów nowej generacji o wysokiej jakości/wysokiej trwałości, takich jak modułowe elementy fasad dla niskich i wysokich budynków mieszkalnych i komercyjnych z naciskiem na trwałość produktu i długotrwałą estetykę. Artykuł rozważa również: (i) identyfikację głównych przyczyn zmniejszającego się udziału rynkowego drewnopodobnych elewacji budynków oraz (ii) podkreśla kluczowe aspekty rozwoju przełomowej technologii zapewniającej wysoką jakość wykończenia powierzchni o wysokiej trwałości dla produktów z drewna, oferującej doskonałą platformę do odwrócenia trwającego od dziesięcioleci spadku udziału tego ważnego segmentu rynku wyrobów budowlanych.

Słowa kluczowe

EN

products modularisation; automotive industry; building; construction; residential building; commercial building; facade cladding; wood products; paints; clear coatings; paint durability; wood durability

PL

modularyzacja produktów; przemysł motoryzacyjny; budownictwo; budownictwo mieszkaniowe; budownictwo handlowe; okładzina elewacyjna; produkty z drewna; farba; powłoki przezroczyste; trwałość farby; trwałość drewna

• Wydawca: Wydawnictwo Naukowe Instytutu Technologii Eksploatacji - Państwowego Instytutu Badawczego
• Czasopismo: Journal of Machine Construction and Maintenance - Problemy Eksploatacji
• Rocznik: 2019
• Tom: no. 4
• Strony: 23--35
• Opis fizyczny: Bibliogr. 29 poz., rys.

Twórcy

autor

Gutowski Matthew

• Swinburne University of Technology, Melbourne, Australia

autor

Kuys Blair

• Swinburne University of Technology, Melbourne, Australia

autor

Li Sheng

• CSIRO Manufacturing Flagship, Melbourne, Australia

Bibliografia

• 1. Jiao J.R., Simpson T.W., Siddique Z.: Product family design and platform-based product development: a state-of-the-art review. Journal of intelligent Manufacturing, 2007, 18, pp. 5-29.
• 2. Huang C.C.: Overview of Modular Product Development. Proceedings of the National Science Council, Republic of China, Part A (Physical Science and Engineering), 2000, 24(3), pp. 149-165.
• 3. Baldwin C.Y., Clark K.B.: Modularity in the Design of Complex Engineering Systems. In: Braha D., Minai A.A., Bar-Yam Y. (eds): Complex Engineered Systems. Springer, 2006, pp. 175-205.
• 4. Dahmus J.B., Gonzalez-Zugasti J.P., Otto K.N.: Modular product architecture. Design studies, 2001, 22(5), pp. 409-424.
• 5. Bremner R.: Cutting edge platforms. Financial Times Automotive World, 1999, September, pp. 30-38.
• 6. Paralikas J., Fysikopoulos A., Pandremenos J., Chryssolouris G.: Product modularity and assembly systems: An automotive case study. CIRP Annals - Manufacturing Technology, 2011, 60, pp. 165-168.
• 7. Proton Exora: Malaysia’s first MPV: Exora Platform - spin-off strategy, 2009.
• 8. Lawson R.M., Richards J.: Modular design for high-rise buildings. Proc. Inst. Civil Eng., 2010, 163(3), pp. 151-164.
• 9. Visuals for limited competition scheme for RBH new Headquarters Building. Oxford Brooks University, Unite Modular Solutions and KKK Architects, Studio Guide: modular construction, Preliminary Flier, 2012.
• 10. Welch A.: House in Ulcombe, English Residence. [Online]. 2017. [Accessed 1 September 2019]. Available from: https://www.e-architect.co.uk/england/ulcombe-house
• 11. Kuys B., Gutowski M., Li S., Gutowski W.S., Cerra A.: Modular design and assembly of automotive and architectural structures: product integration through adhesive bonding. Advances in Manufacturing Science and Technology, 2016, 40(3), pp. 5-28, DOI: 10.2478/amst-2016-0013.
• 12. Abrahamsen R.B., Malo K.A.: Structural Design and Assembly of TREET – A 14-Storey Timber Residential Building in Norway. In: World Conference on Timber Engineering, Quebec City (Canada), 10–14 August 2014. Proceedings, 2014, pp. 2035-2043.
• 13. Tabet T.A., Aziz F.A.: Cellulose microfibril angle in wood and its dynamic mechanical significance. In: van de Ven T., Godbout L. (eds.): Cellulose - Fundamental Aspects. InTech, 2013, pp. 113-142.
• 14. Fraunhofer-Instituts für Angewandte Polymerforschung IAP: Annual Report, 2012, p. 40.
• 15. Kuys B.: Science and design: surface modification for timber window frames. [PhD Thesis]. Swinburne University of Technology, Faculty of Design, 2010.
• 16. Jirous-Rajkovic V., Turkulin H., Miller E.R.: Depth profile of UV-induced surface degradation. Surf. Coat. Int., Part B, 2004, 87, pp. 241-247.
• 17. Kataoka Y., Kiguchi M.: Depth profiling of photo-induced degradation in wood by FTIR microspectroscopy. J. Wood Science, 2001, 47(4), pp. 325-327.
• 18. Bamber R.K., Summerville R.: Microscopic studies of the weathering of radiata pine sapwood. Journal of the Institute of Wood Science, 1981, 9(2), pp. 84-88.
• 19. Williams R.S., Feist W.C.: Duration of wood preweathering: Effect on the service life of subsequently applied paint. Journal of Coatings Technology, 2001, 73(920), pp. 65-72.
• 20. Williams R.S., Winandy J.E., Feist W.C.: Correlation of Adhesive Strength with Service Life of Paint Applied to Weathered Wood. In: 9th Durability of Building Materials and Components Conference, Brisbane (Australia), 17-20 Mar 2002. Proceedings, paper 161, pp. 1-11.
• 21. Williams R.S.: Don’t get (sun) burned: exposing exterior wood to the weather prior to painting contributesto finish failure. Journal of Architectural Coatings, 2005, pp. 56-60.
• 22. Li S., Yang W., Gutowski W., Molenaar S., Spicer M.: Method and Composition for Priming Wood and Natural Polymers. US Patent No. US 8,449,668 B2, 28 May 2014.
• 23. Gutowski W.S., Russell L., Bilyk A., Hoobin L.P., Li S., Filippou C., Spicer M.: Treatment of Natural Polymer Materials and the Products Based Thereon. US patent 6,830,784, 2004.
• 24. Gutowski W.S., Russell L., Bilyk A., Hoobin L.P., Li S., Filippou C., Spicer M.: Treatment of Natural Polymer Materials and the Products Based Thereon. European Patent EP1253999, 2004.
• 25. Gutowski W.S., Russell L.J., Bilyk A., Hoobin P.M., Li S., Filippou C., Spicer M.: Treatment of natural polymer based materials and the products based thereon. US Patent 7,459,185, 2008.
• 26. Gutowski W.S., Li S., Bilyk A., Spicer M.: Treatment of Natural Polymer Based Materials. US Patent No 6,830,784, 2007.
• 27. Gutowski W., Li S., Kuys B., Filippou C., Russell L.: Chemical grafting improves adhesion of coatings on façade materials. European Coatings Journal, 2015, 2, pp. 18-22.
• 28. Widsten P., Gutowski W., Li S., Cerra T., Molenaar S., Spicer M.: Unwelcome Migrants on Surface of Adhesively Bonded Wood. International Forestry Review, 2005, 7(5), p. 110.
• 29. Gutowski W.S., Li S., Russell L., Filippou C., Hoobin P., Petinakis S.: Theoretical and Technological Aspects of Surface-Engineered Interface-Interphase Systems for Adhesion Enhancement. Journal of Adhesion, 2003, 79, pp. 483-519.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).