淺談自動扶梯結構及工藝的優化方法

馬 雷

（蒂森克虜伯扶梯（中國）有限公司，廣東 中山 528437）

淺談自動扶梯結構及工藝的優化方法

馬 雷

（蒂森克虜伯扶梯（中國）有限公司，廣東 中山 528437）

探討了自動扶梯在優化產品結構設計及產品加工工藝等方面的應用與意義，指出優化產品結構設計及產品加工工藝，必須是建立在確保產品品質的前提下進行，同時在一定程度上既可優化產品結構及簡化產品工藝，又可提高生產效率；無論是從簡化生產加工工藝方面還是降低產品成本方面，都具極大的意義。

結構設計；優化；簡化；加工工藝；降低成本

隨著自動扶梯市場用戶對產品要求的多樣化，對制造成本提出了嚴峻的挑戰。產品制造成本越高，產品的市場占有份額將會受到影響，這就要求制造企業從多種渠道分析、研究，找出合理的方法，實現成本的降低。本文從優化產品零部件結構設計、優化產品制造過程入手，對自動扶梯傳統設計、生產工藝的優化進行探討。

1 自動扶梯零部件傳統設計及生產工藝分析

在自動扶梯設計、制作的初期，年產量不超過20臺，產品結構及設計思路相對單調，產品結構上基本上不需要做什么改進，生產制作工藝相對比較傳統，基本上處于純手工作業，人員培訓方面，采用以老帶新的方式培養新生力量。

而國外自動扶梯生產已經具備先進、半自動化生產水平。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年引進德國原裝CLAAS激光拼接、激光裝配設備以來，生產效率得到提高，對于提升高度低于7m的標準扶梯而言，在激光拼接工序則不需要再用角度工裝來拼接作業，使用激光裝配機裝配導軌系統物料工序，則不需要再手工吊中線來操作。但理想中的生產節拍，仍存在很大的差距，制造成本仍然相對較高。

2 自動扶梯結構設計要求

目前市場需求自動扶梯類型、規格相對較多、較復雜，且生產訂單數量較大，這就要求生產單位必須具有足夠的產能、相當高的產品品質、低制造成本、高生產效率。為了實現這種較高的生產程度，機械結構常采用優化產品零部件結構、優化生產工藝等方式來實現。

3 零部件結構設計與生產工藝的優化及控制

3.1 生產工藝的優化與控制

運用精益生產的管理理念，合理、科學地優化現行生產加工工藝，完善現有SAP系統工程設計BOM與實際生產BOM的細節問題，以達到降低成本的目的。

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

比如為了美觀，自動扶梯不銹鋼裙板、外護板與護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，并且為了優化材料采購、運輸與倉庫管理，分析過去半年來各種原材料的需求信息，以及預測未來可能生產的梯型情況，確定各種規格原材料最低庫存量與最高庫存量，以及最小起訂點，在確保原材料資金占用最小、倉庫管理便捷、供需及時化的同時，還降低了產品制作成本，減少了不必要的浪費，并且還達到了完善SAP系統的目的。

（2）導軌開料優化與控制。自動扶梯導軌用量，在SAP系統內理論設計BOM與生產實際需求BOM不符，甚至于目前生產BOM暫無法在SAP系統內實現。針對此種情況，首先，分析工程設計BOM數據，根據材料利用最大化的原則，將導軌原材料由原來的單一規格（L=7500mm）合理地增加為4～5種規格（L分別為 4500 mm，6000 mm，6500 mm，7000 mm，7500mm，注：除主導軌需要L=4500mm規格外，其他幾種導軌均沒有此規格），并找出其結構、性能方面的規律；然后，編寫出邏輯關系式，采用專用編程語言編寫簡單的、合理的小軟件。這樣，將工程設計BOM中材料使用與消耗不清晰的細節問題，通過運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系統生產BOM的薄弱環節。從而，使導軌材料成本下降近20%，界面如圖1所示。

圖1 導軌開料尺寸輸入界面圖

（3）完善SAP系統主數據。自動扶梯項目成本核算失真問題，曾經困擾著迅速發展中的企業，徹底解決這個問題迫在眉睫。經對發生過的成本進行分析，查核近一年來連續幾個月完成項目成本情況、跟蹤工程設計理論BOM與生產BOM的相關數據，尤其是對SAP系統內部分低值易耗物料主數據關注度加大，首先檢查其所在BOM結構的合理性，然后核實邏輯關系的準確性。隨著加工工藝的日臻完善，其消耗定額也要及時調整，以確保成本的正確。比如，自動扶梯鋼結構涂層物料的消耗定額、焊材消耗定額等，需要及時調整，并適時給予一定比例的損耗量，這樣才能使成本趨于準確無誤。

3.2 零部件結構設計的優化與控制

根據現行生產加工工藝驗證工程設計理論BOM，以及對結構設計存在不足之處進行改進，通過優化工藝來優化結構設計，以達到提高生產效率、降低成本的目的。

（1）裙板加強筋生產加工工藝的優化與控制。圍裙板加強筋加工工藝，是通過數控轉塔沖床加工而成，加工這種結構較復雜的零件機床的占用率、設備負荷嚴重增加，針對這種產能嚴重不足的情況，須進行工藝改進。

設計沖模。通過專用的模具，在符合條件的常規沖床上加工此零件，這樣既可以緩解現有的數控轉塔沖床的負荷，又可以降低該產品的成本。經整理，發現目前裙板加強筋的種類、結構、尺寸多而復雜，僅孔間距就有幾種，比如：L的長度分別為130mm，150mm，155mm，125mm等，為了簡化此種產品結構，以達到簡化加工工藝的目的，可以將此類零件孔間距統一為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，提高了產品加工效率同時也減少了更換模具的時間。詳見圖2、圖3所示。

圖2 裙板加強筋1

圖3 裙板加強筋2

（2）集油槽支架的生產加工工藝優化與控制。為了減少重型非標梯梯級運行時油污滴落底板造成環境污染，工程設計增加集油盤作為油污收集系統。針對不同梯型的自動扶梯、自動人行步道而言，其支架的種類多達十幾種，加工制作起來相對繁瑣。

首先從生產計劃安排外協外購訂單下達、物料跟進、裝配車間物料使用等等諸多方面均存在一定的難度。為此，對各種梯型結構進行分析、整合，統一產品結構尺寸，最終簡化固定支架數量由原來的十幾種更改為現在的2種，大大優化了產品的生產加工結構與工藝，增強了零件的通用性，從而也達到了降低成本成本的目的（詳見圖4）。

圖4 集油槽支架

（3）物料流的優化與控制。由于一些物料在生產初期，產品設計相對不太成熟階段，制定了一些相應的加工工藝流程，但隨著生產產量的不斷增加，以及加工工藝、裝配品質的不斷提高，原來的物料流將不再適應當前的要求，這就需要及時有效地調整其加工工藝及物料流。

比如說，FT732系統自動扶梯主軸支撐座組件，其原有物料流是：整體外購→A供應商加工完成后→B供應商電鍍→D回公司，檢驗合格→發C供應商外協銑平面→D回公司，檢驗合格。D向車間發料，投入使用。目前的物料流不僅周轉周期長，中間環節多，嚴重影響車間生產需求，而且其周轉費用也將隨之增加；可以優化為將零件設計要求進行完善，零件表面增加加工精度與尺寸要求，A供應商接到此物料訂單后，直接安排機加工，檢驗合格發給B供應商電鍍，然后零件回A供應商銑平面、檢驗合格發貨。

其物料流：A→B→A→C（公司收貨），這樣簡化了物料流，縮短物料周轉期，減少中間環節，提高供貨效率，生產需求得到及時滿足，同時，物料周轉費用相對減少。

注：A、B、C代表不同的供應商；D代表下達訂單的公司。

4 結束語

優化產品加工工藝的目的，是為了優化產品結構、降低產品成本、提高生產效率。在確保產品品質的基礎上，通過合理的規劃產品加工工藝，完善產品SAP系統主數據、邏輯關系，以達到質量贏得市場，為顧客提供滿意的產品與服務、為雇員提供滿意的回報。

[1]全國電梯標準化技術委員會.電梯及相關標準匯編（第二版）[M].北京：中國標準出版社，2004.

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

[3]成大先.機械設計手冊(單行本）常用工程材料[M].北京：化學工業出版社，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，河北邢臺人，工程師，大專學歷，研究方向：機械設備原理、先進制造工藝、電梯設備制造。