Investigación de aplicación de tecnología de fabricación avanzada en la fabricación de escaleras mecánicas

Una descripción general de la tecnología asociada en China, la ubicación de fabricación de escaleras mecánicas más grande del mundo, y el fabricante chino CST

por Wang Qibing, Leng Yonggang y Lee Yu

Junto con el rápido desarrollo de la economía de China y la vigorosa promoción de la urbanización, el desarrollo de la fabricación de escaleras mecánicas sigue creciendo a dos dígitos. Según los datos publicados por la Asociación de escaleras mecánicas de China, en comparación con 529,000 en 2012, se produjeron un total de 633,000 escaleras mecánicas en la industria en 2013, con una ganancia neta de 104,000. Con una tasa de crecimiento del 19.6%, el número de escaleras mecánicas instaladas en el mercado fue de 2.45 millones en 2012. Esta cifra superó los tres millones en 2013 (un aumento del 22.4%).

Según los datos publicados por la Organización Internacional de Normalización, había 12 millones de escaleras mecánicas en China en 2013, que fue la primera vez que la propiedad per cápita de escaleras mecánicas en el país alcanzó el nivel promedio del mundo. Hay más de 600 fabricantes de escaleras mecánicas en China, lo que representa un segmento de CNY100 mil millones (US $ 14.71 mil millones) por año.

Mejorar el nivel de fabricación de escaleras mecánicas es la tendencia necesaria para el desarrollo sostenible de la industria nacional de escaleras mecánicas.

La escalera mecánica se está convirtiendo en un símbolo importante de la urbanización moderna y de los equipos avanzados de transporte ferroviario. La fabricación de escaleras mecánicas es importante en la modernización de la industria manufacturera. El segmento debe seguir el ritmo de la innovación tecnológica como la impresión 3D, Internet móvil, computación en la nube, big data, ingeniería biológica y nuevas formas de energía y materiales. La fabricación de equipos inteligentes y fábricas inteligentes basadas en el sistema de información física está liderando la revolución de la fabricación, que está respaldada por el documento de política de 2015 "Made in China 2025". La industria nacional de escaleras mecánicas siguió creciendo vigorosamente, lo que generó una demanda para la aceleración de la innovación y la fabricación dentro de ella.

Situación básica de la tecnología de fabricación avanzada

Situacion del mercado

Junto con el rápido desarrollo de la tecnología de fabricación avanzada, se ha mejorado la calidad del equipo para soportar el transporte ferroviario avanzado; mientras tanto, es el índice duro para la tecnología de fabricación avanzada que ingresa a la fabricación de escaleras mecánicas. Esto trae cambios que incluyen diseño y fabricación asistidos por computadora y un ecosistema de tecnología avanzada integrado. Aunque la aplicación de tecnología de fabricación avanzada puede ayudar al fabricante a obtener una fuerte ventaja en la competencia del mercado, los fabricantes aún necesitan depender de la organización y del juego completo de la tecnología para alcanzar una coordinación e integración unificadas. Por lo tanto, mejorar el nivel de fabricación de escaleras mecánicas es la tendencia necesaria para el desarrollo sostenible de la industria nacional de escaleras mecánicas.

Situación actual en la industria de escaleras mecánicas de China

Debido al inicio relativamente tardío de la industrialización china, en comparación con el nivel de industrialización de otros países desarrollados, todavía existe una gran brecha entre la industria manufacturera de China y la tecnología de fabricación avanzada.

Características de la tecnología de fabricación avanzada

sin codigo

La “tecnología de fabricación avanzada” se considera la última etapa del desarrollo de la tecnología de fabricación tradicional. No solo mantiene los factores efectivos de la tecnología de fabricación antigua, sino que también absorbe constantemente todo tipo de logros de alta tecnología, penetrando en todas las áreas de producción. La nueva tecnología de fabricación intelectual se actualizará constantemente con el progreso de la ciencia y la tecnología. [1]

Aplicación industrial

Los nuevos métodos de fabricación son un medio importante para desarrollar nuevos productos y tecnología. Desempeñan un papel importante en la empresa industrial, aportando considerables beneficios económicos y sociales. En lugar de apuntar solo a lo que es lo más nuevo, la tecnología de fabricación avanzada se centra en el resultado más práctico de la combinación de tecnología, administración y ciencia. Se preocupa por la simplificación y justificación del sistema organizativo y de gestión durante el proceso de producción, promoviendo así un nivel de fabricación avanzado para aumentar la competitividad integral del mercado de una empresa, promoviendo el desarrollo económico y de la industria nacional.

La globalización

La globalización e informatización de la industria manufacturera permite que la industria manufacturera de cada país tenga un desarrollo estable en el mercado internacional a través de tecnología de fabricación avanzada. Por lo tanto, esto influye en la empresa de fabricación, siendo un buen ejemplo la introducción de la tecnología de diseño asistido por computadora (CAD) en 1986.

Aplicación de tecnología de fabricación avanzada

Tecnología de grupo

En la fabricación de escaleras mecánicas, la tecnología de grupo es la base de la fabricación asistida por computadora, que integró orgánicamente todo el sistema, como I + D, fabricación de productos, gestión empresarial, etc. Rompió el molde de producción convencional, lo que, con más modelos y menos producción, resultó en la maduración de la empresa. El núcleo de la tecnología de grupo es el proceso de grupo, que integró las piezas que eran similares en estructura, material y proceso en una familia de piezas (grupo), aumentando la productividad y la eficiencia. [2]

Por ejemplo, CST Escalator Manufacturing Co. ha llevado a cabo una gestión de fabricación ajustada basada en la tecnología del grupo. Con la tecnología del grupo, ha codificado todas las piezas no estandarizadas y ha establecido una base de datos, un diseño de estructura de piezas nuevas, un plan de proceso, una preparación de producción y procesamiento que hace referencia a los documentos de piezas con el mismo código o similar. La aplicación de la tecnología del grupo ha sentado una base sólida para la implementación de la tecnología del grupo. Se utiliza en la tasa de entrega para la adquisición de materiales, los parámetros de estructura de las piezas, los requisitos de rendimiento y las dimensiones desde la fecha de programación en el contrato. Por ejemplo, los componentes se generan con dibujos técnicos optimizados y mediante el ajuste de dibujos con piezas, procesos de producción y herramientas similares, seguido de la compra o el procesamiento de pedidos. El proceso de producción unitaria e intercambio de compra, producción, compra, tecnología e I + D de materias primas se basa en los datos técnicos previos de productos similares para resolver los problemas lo antes posible y realizar la ingeniería concurrente.

La mayoría de los productos de la empresa deben producirse justo a tiempo según el contrato, mientras que otros se producen según el cronograma según los requisitos del cliente. El tiempo inverso se utilizó para organizar el procesamiento de la tecnología, la adquisición de materias primas, el procesamiento de piezas de repuesto, el embalaje y el transporte según el tiempo de entrega del contrato, mientras que, después de la aplicación de la tecnología de grupo, el tiempo de fabricación de los componentes se ha reducido considerablemente.

Inteligencia Artificial

Los diferentes tipos de empresas varían tanto en profundidad como en amplitud en la popularización de la tecnología avanzada, especialmente para la informatización. El diseño de escaleras mecánicas es complicado, dependiendo de la rica experiencia en diseño y el nivel de proceso de aplicación del personal técnico de ingeniería. En la fase de diseño, no solo resuelven problemas deterministas basados ​​en algoritmos, sino también los problemas de no determinación basados ​​en el conocimiento y las reglas. Junto con la aplicación de la tecnología CAD en el diseño de escaleras mecánicas, se requiere una computadora para sustituir a las personas para resolver el problema de la incertidumbre.

El diseño optimizado del soporte de escaleras mecánicas fabricado por CST aplica el software de cálculo de NX Nastran, MSC Nastran, Abaqus, Ansys, Hyperworks y las normas EN 1993 (GB 50017) de diseño de estructuras de acero y “especificaciones de seguridad de fabricación e instalación de escaleras mecánicas y acera móvil ”, etc., por el método de tensión (EN 1993-1-1 / 6.3.1) (Figura 2).

La investigación muestra que, dado que el público utiliza equipos de elevación, la escalera mecánica debe calcularse con precisión con todo tipo de cargas o presiones máximas en reposo. Para garantizar esto en el ciclo de producción, la aplicación de la tecnología de informatización juega un papel importante en la investigación técnica, apoyando el proceso de diseño y fabricación de grandes escaleras mecánicas públicas.

Ingeniería concurrente

La ingeniería concurrente integra el diseño para definir las variables de gestión de datos a través de modelos de productos digitales. Durante las primeras etapas del diseño de productos tradicionales, determinar el ciclo de vida de un producto no es fácil, mientras que con la ingeniería simultánea, el diseño, el proceso y la etapa inicial de producción pueden integrarse. Usando una computadora, el ciclo de producción (Figura 3, segundo diagrama) se acorta en gran medida y los problemas que aparecen en las primeras etapas se pueden resolver. De esta forma, se garantiza la calidad del diseño, el proceso y la producción, y se evita una gran cantidad de reprocesos.

Las escaleras mecánicas son equipos complejos de alta gama, cuya tecnología de desarrollo involucrada puede llevar mucho tiempo. El ciclo de producción, la calidad del producto y el control de costos en el desarrollo de escaleras mecánicas son particularmente importantes, considerando la tensa competencia del mercado. La mayoría de las marcas nacionales solo imitan a otras empresas, debido a su falta de capital de inversión para el desarrollo de productos, por lo que los productos puestos en el mercado no pueden verificarse en las primeras etapas del desarrollo tecnológico. Por lo tanto, todavía existe una gran brecha entre los productos nacionales y los del extranjero. En particular, se requieren fondos de inversión en el desarrollo de productos y el establecimiento de tecnología organizativa para que las industrias chinas de escaleras mecánicas acorten el ciclo de desarrollo de la tecnología de escaleras mecánicas, mejoren la calidad del producto y disminuyan los costos de desarrollo de productos.

El desarrollo de escaleras mecánicas se puede dividir en seis puntos de vista técnicos: planificación, I + D, verificación de pruebas de componentes, fabricación de pruebas de muestra, pruebas en grupos pequeños y aceptación de toda la unidad. La verificación puntual de las escaleras mecánicas terminadas antes de que salgan de la fábrica debe incluir la calidad y el rendimiento, las leyes y regulaciones nacionales y los estándares del cliente. Los productos defectuosos deben aislarse e identificarse in situ. Se debe instar a los departamentos relacionados a que tomen medidas correctivas lo antes posible. Luego, se debe notificar al cliente sobre cualquier defecto del modelo. Además, el fabricante debería comprobar la seguridad y fiabilidad de las escaleras mecánicas a lo largo del tiempo. [5]

Tecnología de funciones

“Feature technology” es un prototipo integrado con los últimos logros de las nuevas tecnologías, como CAD / CAM, procesamiento láser, control numérico y nuevos materiales. El prototipo de la pieza a fabricar se puede generar directamente utilizando datos del modelo CAD 3D, que se pueden modificar fácilmente para producir el nuevo prototipo. A diferencia de las partes tradicionales de fabricación, que necesitan madera, plástico, cerámica, etc., acorta el tiempo de realización de un prototipo de unos días a unas horas, mejorando el ciclo de desarrollo del producto. Por ejemplo, durante el diseño de una unidad de remolque por CST, se establece el análisis del modelo 3D sólido de un elemento finito para resolver la frecuencia natural y la vibración de cada orden para ajustar la distribución de la frecuencia natural de cada carcasa y reducir la co- Oscilación de la frecuencia de rotación y transmisión causada por los engranajes y los tornillos sin fin. La exactitud de la imitación se verifica mediante el experimento modal que se muestra en la Figura 3, que proporciona la referencia para el diseño dinámico y la optimización de múltiples ángulos y lados del cuerpo (Figura 4).

Fabricación ágil (AM)

AM establece a los empleados de la empresa, apoyando a los fabricantes con asistencia en la fabricación, agentes y afiliados. Sobre la base de la red informática, el conjunto de información y el carácter de desarrollo de la cooperación, se establece una corporación virtual orientada a tareas para lograr una producción rápida y óptima. [2]

Conclusión

Este estudio describió el contenido específico de la aplicación con tecnologías tan avanzadas como tecnología de grupo, IA, ingeniería concurrente, características técnicas y AM en el proceso de fabricación de escaleras mecánicas. Ha descrito su efecto sobre el diseño óptimo en el soporte de fabricación de escaleras mecánicas y el diseño de unidades de remolque de escaleras mecánicas durante la fabricación. Estos efectos pueden mejorar la fabricación de escaleras mecánicas y el desarrollo tecnológico. Mediante la verificación mediante la implementación, se puede ver que la tecnología de fabricación avanzada ha desempeñado un papel importante en la promoción de la base industrial de fabricación de escaleras mecánicas en China, transfiriéndose a la innovación en la base industrial e impulsando el desarrollo sostenible de la industria global de escaleras mecánicas.

Referencias
[1] Zhou Jun y Mao Jian. "Tecnología de fabricación avanzada".
[2] Zhang Lei. “El desarrollo de tecnología de fabricación avanzada” (2009).
[3] Hu Haiyan. “Los métodos y ejemplos de producción ajustada basados ​​en tecnología de grupo” (2002).
[4] Saberi S., Yusuff RM, Zulkifli N, et al. “Factores efectivos en el desempeño de la implementación de tecnología de fabricación avanzada: revisión”, Journal of Applied Sciences (2010) 10 (13), p. 29-42.
[5] Zhong Yuan. “Pauta de Diseño de Producto Orientado a Fabricación y Montaje”.
[6] Li Changwen. “La aplicación de tecnología de fabricación avanzada en la industria de fabricación mecánica” (2009) (03).