淺談自動(dòng)扶梯結(jié)構(gòu)及工藝的優(yōu)化方法

馬 雷

（蒂森克虜伯扶梯（中國）有限公司，廣東 中山 528437）

淺談自動(dòng)扶梯結(jié)構(gòu)及工藝的優(yōu)化方法

馬 雷

（蒂森克虜伯扶梯（中國）有限公司，廣東 中山 528437）

探討了自動(dòng)扶梯在優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及產(chǎn)品加工工藝等方面的應(yīng)用與意義，指出優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及產(chǎn)品加工工藝，必須是建立在確保產(chǎn)品品質(zhì)的前提下進(jìn)行，同時(shí)在一定程度上既可優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及簡化產(chǎn)品工藝，又可提高生產(chǎn)效率；無論是從簡化生產(chǎn)加工工藝方面還是降低產(chǎn)品成本方面，都具極大的意義。

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；優(yōu)化；簡化；加工工藝；降低成本

隨著自動(dòng)扶梯市場用戶對產(chǎn)品要求的多樣化，對制造成本提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。產(chǎn)品制造成本越高，產(chǎn)品的市場占有份額將會(huì)受到影響，這就要求制造企業(yè)從多種渠道分析、研究，找出合理的方法，實(shí)現(xiàn)成本的降低。本文從優(yōu)化產(chǎn)品零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、優(yōu)化產(chǎn)品制造過程入手，對自動(dòng)扶梯傳統(tǒng)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)工藝的優(yōu)化進(jìn)行探討。

1 自動(dòng)扶梯零部件傳統(tǒng)設(shè)計(jì)及生產(chǎn)工藝分析

在自動(dòng)扶梯設(shè)計(jì)、制作的初期，年產(chǎn)量不超過20臺(tái)，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)思路相對單調(diào)，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)上基本上不需要做什么改進(jìn)，生產(chǎn)制作工藝相對比較傳統(tǒng)，基本上處于純手工作業(yè)，人員培訓(xùn)方面，采用以老帶新的方式培養(yǎng)新生力量。

而國外自動(dòng)扶梯生產(chǎn)已經(jīng)具備先進(jìn)、半自動(dòng)化生產(chǎn)水平。具有代表性的是德國蒂森克虜伯漢堡工廠（Hamburger Workshop）為例，其生產(chǎn)裝配水平具有激光找正中心、定位精度高、裝配效率高等功能。2006年引進(jìn)德國原裝CLAAS激光拼接、激光裝配設(shè)備以來，生產(chǎn)效率得到提高，對于提升高度低于7m的標(biāo)準(zhǔn)扶梯而言，在激光拼接工序則不需要再用角度工裝來拼接作業(yè)，使用激光裝配機(jī)裝配導(dǎo)軌系統(tǒng)物料工序，則不需要再手工吊中線來操作。但理想中的生產(chǎn)節(jié)拍，仍存在很大的差距，制造成本仍然相對較高。

2 自動(dòng)扶梯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求

目前市場需求自動(dòng)扶梯類型、規(guī)格相對較多、較復(fù)雜，且生產(chǎn)訂單數(shù)量較大，這就要求生產(chǎn)單位必須具有足夠的產(chǎn)能、相當(dāng)高的產(chǎn)品品質(zhì)、低制造成本、高生產(chǎn)效率。為了實(shí)現(xiàn)這種較高的生產(chǎn)程度，機(jī)械結(jié)構(gòu)常采用優(yōu)化產(chǎn)品零部件結(jié)構(gòu)、優(yōu)化生產(chǎn)工藝等方式來實(shí)現(xiàn)。

3 零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與生產(chǎn)工藝的優(yōu)化及控制

3.1 生產(chǎn)工藝的優(yōu)化與控制

運(yùn)用精益生產(chǎn)的管理理念，合理、科學(xué)地優(yōu)化現(xiàn)行生產(chǎn)加工工藝，完善現(xiàn)有SAP系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)BOM與實(shí)際生產(chǎn)BOM的細(xì)節(jié)問題，以達(dá)到降低成本的目的。

（1）薄板類物料原材料規(guī)格的優(yōu)化及庫存管理的合理控制。分類整理自動(dòng)扶梯所有薄板類物料規(guī)格，合理確定原材料規(guī)格，使用材料利用最大化。同時(shí)，還采取有效的措施消化產(chǎn)生的邊料，以達(dá)到降低成本的目的。

比如為了美觀，自動(dòng)扶梯不銹鋼裙板、外護(hù)板與護(hù)欄板均采用帶法紋方向的不銹鋼原材料制作，要求法紋方向與扶梯運(yùn)行方向一致，這樣，無形給材料的利用最大化敲起了警鐘，通過整理、分類、整合，初步確定不同厚度的不銹鋼原材料長度，并且為了優(yōu)化材料采購、運(yùn)輸與倉庫管理，分析過去半年來各種原材料的需求信息，以及預(yù)測未來可能生產(chǎn)的梯型情況，確定各種規(guī)格原材料最低庫存量與最高庫存量，以及最小起訂點(diǎn)，在確保原材料資金占用最小、倉庫管理便捷、供需及時(shí)化的同時(shí)，還降低了產(chǎn)品制作成本，減少了不必要的浪費(fèi)，并且還達(dá)到了完善SAP系統(tǒng)的目的。

（2）導(dǎo)軌開料優(yōu)化與控制。自動(dòng)扶梯導(dǎo)軌用量，在SAP系統(tǒng)內(nèi)理論設(shè)計(jì)BOM與生產(chǎn)實(shí)際需求BOM不符，甚至于目前生產(chǎn)BOM暫無法在SAP系統(tǒng)內(nèi)實(shí)現(xiàn)。針對此種情況，首先，分析工程設(shè)計(jì)BOM數(shù)據(jù)，根據(jù)材料利用最大化的原則，將導(dǎo)軌原材料由原來的單一規(guī)格（L=7500mm）合理地增加為4～5種規(guī)格（L分別為 4500 mm，6000 mm，6500 mm，7000 mm，7500mm，注：除主導(dǎo)軌需要L=4500mm規(guī)格外，其他幾種導(dǎo)軌均沒有此規(guī)格），并找出其結(jié)構(gòu)、性能方面的規(guī)律；然后，編寫出邏輯關(guān)系式，采用專用編程語言編寫簡單的、合理的小軟件。這樣，將工程設(shè)計(jì)BOM中材料使用與消耗不清晰的細(xì)節(jié)問題，通過運(yùn)行此種簡便的小程序，合理選料、排料，而且很清晰地完善了SAP系統(tǒng)生產(chǎn)BOM的薄弱環(huán)節(jié)。從而，使導(dǎo)軌材料成本下降近20%，界面如圖1所示。

圖1 導(dǎo)軌開料尺寸輸入界面圖

（3）完善SAP系統(tǒng)主數(shù)據(jù)。自動(dòng)扶梯項(xiàng)目成本核算失真問題，曾經(jīng)困擾著迅速發(fā)展中的企業(yè)，徹底解決這個(gè)問題迫在眉睫。經(jīng)對發(fā)生過的成本進(jìn)行分析，查核近一年來連續(xù)幾個(gè)月完成項(xiàng)目成本情況、跟蹤工程設(shè)計(jì)理論BOM與生產(chǎn)BOM的相關(guān)數(shù)據(jù)，尤其是對SAP系統(tǒng)內(nèi)部分低值易耗物料主數(shù)據(jù)關(guān)注度加大，首先檢查其所在BOM結(jié)構(gòu)的合理性，然后核實(shí)邏輯關(guān)系的準(zhǔn)確性。隨著加工工藝的日臻完善，其消耗定額也要及時(shí)調(diào)整，以確保成本的正確。比如，自動(dòng)扶梯鋼結(jié)構(gòu)涂層物料的消耗定額、焊材消耗定額等，需要及時(shí)調(diào)整，并適時(shí)給予一定比例的損耗量，這樣才能使成本趨于準(zhǔn)確無誤。

3.2 零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化與控制

根據(jù)現(xiàn)行生產(chǎn)加工工藝驗(yàn)證工程設(shè)計(jì)理論BOM，以及對結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在不足之處進(jìn)行改進(jìn)，通過優(yōu)化工藝來優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，以達(dá)到提高生產(chǎn)效率、降低成本的目的。

（1）裙板加強(qiáng)筋生產(chǎn)加工工藝的優(yōu)化與控制。圍裙板加強(qiáng)筋加工工藝，是通過數(shù)控轉(zhuǎn)塔沖床加工而成，加工這種結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的零件機(jī)床的占用率、設(shè)備負(fù)荷嚴(yán)重增加，針對這種產(chǎn)能嚴(yán)重不足的情況，須進(jìn)行工藝改進(jìn)。

設(shè)計(jì)沖模。通過專用的模具，在符合條件的常規(guī)沖床上加工此零件，這樣既可以緩解現(xiàn)有的數(shù)控轉(zhuǎn)塔沖床的負(fù)荷，又可以降低該產(chǎn)品的成本。經(jīng)整理，發(fā)現(xiàn)目前裙板加強(qiáng)筋的種類、結(jié)構(gòu)、尺寸多而復(fù)雜，僅孔間距就有幾種，比如：L的長度分別為130mm，150mm，155mm，125mm等，為了簡化此種產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，以達(dá)到簡化加工工藝的目的，可以將此類零件孔間距統(tǒng)一為L=130mm與155mm這兩種，即沖孔模具只開一種模具，通過更換鑲件，即可完成兩種孔距的加工工藝，減少了模具的制造成本，提高了產(chǎn)品加工效率同時(shí)也減少了更換模具的時(shí)間。詳見圖2、圖3所示。

圖2 裙板加強(qiáng)筋1

圖3 裙板加強(qiáng)筋2

（2）集油槽支架的生產(chǎn)加工工藝優(yōu)化與控制。為了減少重型非標(biāo)梯梯級運(yùn)行時(shí)油污滴落底板造成環(huán)境污染，工程設(shè)計(jì)增加集油盤作為油污收集系統(tǒng)。針對不同梯型的自動(dòng)扶梯、自動(dòng)人行步道而言，其支架的種類多達(dá)十幾種，加工制作起來相對繁瑣。

首先從生產(chǎn)計(jì)劃安排外協(xié)外購訂單下達(dá)、物料跟進(jìn)、裝配車間物料使用等等諸多方面均存在一定的難度。為此，對各種梯型結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析、整合，統(tǒng)一產(chǎn)品結(jié)構(gòu)尺寸，最終簡化固定支架數(shù)量由原來的十幾種更改為現(xiàn)在的2種，大大優(yōu)化了產(chǎn)品的生產(chǎn)加工結(jié)構(gòu)與工藝，增強(qiáng)了零件的通用性，從而也達(dá)到了降低成本成本的目的（詳見圖4）。

圖4 集油槽支架

（3）物料流的優(yōu)化與控制。由于一些物料在生產(chǎn)初期，產(chǎn)品設(shè)計(jì)相對不太成熟階段，制定了一些相應(yīng)的加工工藝流程，但隨著生產(chǎn)產(chǎn)量的不斷增加，以及加工工藝、裝配品質(zhì)的不斷提高，原來的物料流將不再適應(yīng)當(dāng)前的要求，這就需要及時(shí)有效地調(diào)整其加工工藝及物料流。

比如說，F(xiàn)T732系統(tǒng)自動(dòng)扶梯主軸支撐座組件，其原有物料流是：整體外購→A供應(yīng)商加工完成后→B供應(yīng)商電鍍→D回公司，檢驗(yàn)合格→發(fā)C供應(yīng)商外協(xié)銑平面→D回公司，檢驗(yàn)合格。D向車間發(fā)料，投入使用。目前的物料流不僅周轉(zhuǎn)周期長，中間環(huán)節(jié)多，嚴(yán)重影響車間生產(chǎn)需求，而且其周轉(zhuǎn)費(fèi)用也將隨之增加；可以優(yōu)化為將零件設(shè)計(jì)要求進(jìn)行完善，零件表面增加加工精度與尺寸要求，A供應(yīng)商接到此物料訂單后，直接安排機(jī)加工，檢驗(yàn)合格發(fā)給B供應(yīng)商電鍍，然后零件回A供應(yīng)商銑平面、檢驗(yàn)合格發(fā)貨。

其物料流：A→B→A→C（公司收貨），這樣簡化了物料流，縮短物料周轉(zhuǎn)期，減少中間環(huán)節(jié)，提高供貨效率，生產(chǎn)需求得到及時(shí)滿足，同時(shí)，物料周轉(zhuǎn)費(fèi)用相對減少。

注：A、B、C代表不同的供應(yīng)商；D代表下達(dá)訂單的公司。

4 結(jié)束語

優(yōu)化產(chǎn)品加工工藝的目的，是為了優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、降低產(chǎn)品成本、提高生產(chǎn)效率。在確保產(chǎn)品品質(zhì)的基礎(chǔ)上，通過合理的規(guī)劃產(chǎn)品加工工藝，完善產(chǎn)品SAP系統(tǒng)主數(shù)據(jù)、邏輯關(guān)系，以達(dá)到質(zhì)量贏得市場，為顧客提供滿意的產(chǎn)品與服務(wù)、為雇員提供滿意的回報(bào)。

[1]全國電梯標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì).電梯及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)匯編（第二版）[M].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2004.

[2]楊錫芝.自動(dòng)扶梯和自動(dòng)人行道[Z].蒂森電梯有限公司工程部,2003.

[3]成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(單行本）常用工程材料[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004.

Discussion the Method of Optimization the Escalator Production Structure Design and Process

MA Lei
（Thyssen Krupp Escalator(China)Co.,Ltd.,Zhongshan Guangdong 528437,China）

This document discuss the application and significance of optimization production design and processing to produce,process and manufacture increase efficiency.The optimization processingmust be built on the premise of ensuring product quality,At the same time,that may not optimize the production structure design but itmay improve production efficiency to a certain extent;it is a great significance whether it is from the production,processing and manufacture to simplify or reduce the cost.

optimize the structure design;simplify the processing;reduce costs

TU857

B

1672-545X（2011）08-0128-03

2011-05-14

馬 雷（1968—），女，河北邢臺(tái)人，工程師，大專學(xué)歷，研究方向：機(jī)械設(shè)備原理、先進(jìn)制造工藝、電梯設(shè)備制造。