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标准回顾

梳齿板和楼层板

产品 稳健设计

Graham Worthington

Li JianGuo

Gero Gschwendtner

2015年8月

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日程

引言

标准概述

EN115-1 / GB16899 梳齿板和楼层板要求

FMEA,故障树分析，6Sigma，零缺陷流程和产品

加强自动扶梯安全

Otis前沿板和梳齿板稳健设计

扶梯安全参与者

公众安全宣传和Otis安全项目

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标准概述

标准，法规和指令等主要针对工程，但也有几章针对制造和维保。这个规章和法规为扶梯和人行道的工厂制造和现场安装，维修和改造进行了严格的要求

对于中国，欧洲和几乎全球市场，下面是一些关键的要求，这些要求推动扶梯产品的安全，能源效率和品质的提升。

GB16899 等同于 EN115 -1

GB XXXXX—201X 等同于 EN 115 – 2

GB18775 等同于 EN13015

中华人民共和国特种设备安全法

欧洲机械指令

必须记住在中国设计和制造的产品行销全世界。中国是世界最大的扶梯和人行道供应商

4

GB16899 / EN115-1

考虑到EN115的经验，鉴于梳齿板和楼层板是支撑的一部分，乘客在上面通过，因此也必须能够承受5000N/m2的载荷。在EN115中没有定义安全系数，但在这种情况下，基本的机械工程要求不能产生塑性变形，只能存在弹性变形，以保障其功能的实现

盖板和梳齿板不是结构原件。只有桁架要求有1/750挠度的限制

梳齿板和楼层板技术要求 1)

5.2.5 支撑结构设计 自动扶梯或自动人行道支撑结构设计所依据的载荷是：自动扶梯或自动人行道的自重加上5000N/m2的载荷。 注1：支撑结构的设计计算方法可参照GB50017. 注2：承载面积=自动扶梯或自动人行道名义宽度z1（见图3）x 两支承之间的距离l1(见图2).

5000N/m2的载荷计算或实测的最大挠度，不应大于支承距离l1的1/750。 对于公共交通型自动扶梯和自动人行道，根据5000N/m2的载荷计算或实测的最大挠度不应大于支承距离l1的1/1000。

(GB50017 等同于EN1993-1-1)

5

梳齿板和楼层板技术要求2)

为了从基本设计上保证梳齿板的正常功能，必须确保其啮合正确。意思是梳齿板不应在这个载荷下与梯级接触。这是基于自动扶梯必须在装载状态下安全运行的基本要求

GB16899 / EN115-1

6

GB16899 / EN115-1

5.2.4 检修盖板和楼层板。

检修盖板和楼层板应设置一个符合表6的n）的电气安全装置。

如果检修盖板和楼层板厚的空间是可进入的，即使上了锁也应能从里面不用钥匙或工具把检修盖板和楼层板打开。

检修盖板和楼侧板应是无孔的。检修盖板应同时符合其安装所在位置的相关要求。

检修盖板和楼层板必须根据EN115（GB16899）的要求装设电气安全装置

梳齿板和楼层板技术要求3)

7

GB16899 / EN115-1

当检修盖板和楼层板打开时，自动扶梯必须立刻停止

梳齿板和楼层板技术要求4)

5.12.2.2.4.1 当发生由表6所列监测装置或电气安全装置（或功能）检测到的事件时，在按照5.12.2.4重新启动之前，驱动主机应不能启动或立即停止（见5.12.2.4）。监测装置和电气安全装置（或功能）相关的要求见表6。

表6 监测装置和电气安全装置（或功能）的要求

被检测的事件 要求

a)

过载（通过自动断路器）。应防止启动（见5.12.2.

4.1) 5.11.3.2

n)

打开桁架区域的检修盖板和（或）移去或打开楼层

板（见5.2.4） 5.12.1.2.2或5.12.1.2.3或5.2.1.2.6（SIL1）

8

失效模式分析DFMEA & PFMEA

Failure mode and effects analysis (FMEA)— 是最早的系统性失效分析技术之一。她最早是在1950年代由可靠性工程师在研究军队系统的相关的可能发生的故障时使用。FMEA通常是系统可靠性研究的第一步。它包含对尽可能多的部件，装配，子系统的审核，来识别失效模式，及其根源和影响。针对每个部件，其失效模式及其相对应影响记录于一份单独的FMEA工作表中。这种工作表有很多的变种。FMEA是一种定性分析工具。 有几种不同的FMEA存在；比如：

• 设计失效模式分析；DFMEA； • 过程失效模式分析；PFMEA.；

Source: https//en.wikipedia.org/wiki/Failure mode effects analysis

9

S3

Handrail overheating

扶手带异常发热

Handrail

扶手带

Over-tightening of

handrail

扶手带张力过大

Handrail

overheating

扶手带异常发热

6 1.Glass cutting and installation tolerance

玻璃的切割与安装存在偏差2.HR tension device stroke can not cover

glass tolerance.

扶手带张紧装置行程不足够覆盖玻璃切割机安装时产生的误差。

6 Use roller bow to adjust HR tension.

使用滚轮组位置去调整扶手带张紧

5 180 1. Glass installation should absorb thess tollerance, install glass

from two fixed end to mid position

玻璃安装方法应考虑玻璃切割及安装的偏差，使用从两端部向中间部位安装的方法2.,Roller bow adjust range analysis

扶手带张紧装置调整量分析校核

Handrail

扶手带

Frictional coefficient

greater

Hanrail-rail COF

摩擦副材料之间的摩擦系数过高

Handrail

overheating

扶手带异常发热

6 Frictional material selection

unsuitable,cause system friction greater

摩擦材料选择不合适，造成运行阻力过大

4 Supplier provides HR COF test

report

供应商提供扶手带COF测试报告

4 96 1.To assess advantage and disadvantage of two currently used

types of material

评估两种滑动层材料优缺点2. Material selection, current handrail guide material (carbon steel

and stainless steel) COF verified by supplier, but COF after long

term running is to be verified

材料的选择，供应商提供了扶手带的COF测试报告，但是长期运行

后的COF需要验证

Continue to search the new material

with good wearability and suitable COF

寻找耐磨性和摩擦系数比较合适的滑动层材料

FA

UL

T N

AM

E

Co

mp

on

en

t

Recommended Actions(long term)

D

e

t

e

c

(

E

n

g

i

n

e

e

r

i

n

g

)

R.

P.

N.

(En

gine

erin

g)

Recommended Actions

(KPC-X/F/P highlighted)

FA

UL

T N

UM

BE

R

Potential Failure Mode

Potential Effect(s) of

Failure

(FTB highligted)

S

e

v

Potential Cause(s)/ Mechanism(s) of

Failure

O

c

c

u

r

Current Design Controls

失效模式分析DFMEA & PFMEA

严重度：从1-10

1：没有影响；

2：很小影响；

…

9: 危害发生，提前警示；

10：危害发生，没有警示

发生频度：从1-10

1：不太可能发生；

2：仅极个别；

…

9: 危害发生不可避免，1/3概率；

10：危害发生不可避免，1/2概率

可探测度：从1-10

1：现有方法几乎可以确保探测到失效模式；

2：很大的可能能够探测到；

…

9: 几乎不可能探测到；

10：没有方法探测；

Actions Taken

采取措施

S

e

v

O

c

c

D

e

t

R. P. N.

Actions Results行动结果

Function

功能(项目

/过程/要

求)

Potential Failure

Mode

潜在失效模式

Potential Effect(s) of

Failure

潜在失效影响

S

e

v

严重度

Potential Cause(s)/

Mechanism(s) of

Failure

潜在失效原因/机理

O

c

c

u

r

发生率

FMEA 失效模式分析

Current Design

Controls

当前控制

P - 预防

D - 检测

D

e

t

e

c

难检度

R. P. N.

Recommended

Actions

建议措施

Responsi

bility &

Target

Completio

n Date

责任与目

标完成时

间

10

Handrail over heatingHandrail excessive wear, broken,

Metal powder drop-off

Friction between handrail and handrail guide due to

inadequate clearance between them

Over-tension of handrail

Excessive normal force by tension chain

Friction wheel can't drive handrail due to excessive

resistence force of handrail

Large COF (>0.25) between handrail and

Friction wheel COF decreased over time

Normal force by tension chain decreased

Loosing of tension chain bracket

Compression spring force decreased

Excessive compression force by tension spring

Small COF (<0.9) between handrail and friction wheel

Handrail sliding on handrail guide Friction wheel sliding on handrail

OR

OR OR

OR

OR

OR

• Define handrail profile width as KPC-X (ESC_300514_079)

• Define handrail guide width as KPC-X (ESC_300514_079,ESC_300514_082)

• To define handrail guide upper width as KPC-F

• See fig.1

• Define tension spring length as KPC-X (ESC_300514_071)

• See fig.3

• To define handrail tension force as KPC-F

• See fig. 2

Fig.1 Fig.3

• Define torque of bolts connect truss+tension chain as KPC-X (ESC_300514_069)

• See fig.4

• Define tension spring length as KPC-X (ESC_300514_071)

• See fig.3

Fig.4

• Material selection related, current handrail guide (carbon steel and stainless steel)-handrail COF verified by supplier, but COF change after long term running is to be verified

• Material selection related, current handrail- friction wheel COF not verified by supplier

• Friction wheel rubber hardness increased over time, to be verified( note: GOEC and XOEC has no such testing facility, if OEC-Vienna could provides support?)

Fig.2

Fault tree analysis (FTA) 故障树分析是一种自顶向下的分析方法, 用于失效分析推演，用布尔逻辑的方法，从一系列下层事件的组合中，来分析一种系统的非预期状态。这种分析方法主要用于安全工程领域和可靠性工程领域，来推断一个系统为什么会发生失效，来识别降低风险的最佳方法或确定（或估算）安全事故或者特定系统层级故障失效事件发生的几率。 FTA 应用与航空业，核工业，化工，制药，石化工业以及其他高风险工业领域。

Source: https://en.wikipedia.org/wiki/Fault_tree_analysis

故障树分析

11

6 Sigma 设计

流程认证 6 Sigma

12

过程认证方法

Marciano

Component

DFMEA

Flow

Chart PFMEA

Control plan Process

Control

KPC/KC List

SIPOC

Work

Instruction

Inspection

Instruction

Certify

KPC/KC Gage study

MS1

MS4 MS3

MS2

Cpk>1

DPM<2700ppm Cpk>1.33

DPM<63ppm

Design

related

Process

related

System

DFMEA

Turnback

Database

• Pro-Cert 是一种差异缩小的策略，他集合和生产相关的团队活动，工具和技术来达到过程成优化和控制，通过4个阶段最终实现最低缺陷的过程和产品

Cpk=1.33

DPM=63

Sigma=4

Cpk=1

DPM=2700

Sigma=3

Cpk=2

DPM=0.43

Sigma=6

Turnback Turnback

DPM: Defect Per Million

13

过程认证里程碑

关注于 质量控制

质量控制 定义关键特性参数

KCs & KPCs

1 2 3 4

• 定义 KCs/ KPCs

• 过程评审(PR)

• 纠正过程评审发现问题

关注于 过程控制

确保设计意图传递至制造过程的工作指令中；

技术，制造，工业工程，供应链质量

制造，工业工程，供应链质量

(Assure quality through inspection /Measurement) (Assure quality through process control )

过程控制 认证

KCs & KPCs

• 加大样本量

• 过程能力提高

• 审核和评估

• 流程图建立

• GR&R分析

• 控制计划建立

• 过程能力分析

• 过程能力提高

• 过程能力监控

• 稳定过程能力

• CPK〉1

确保过程/测量系统有效性

过程能力达到基本要求

过程能力达到要求并保持和控制

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GB16899-2011 – 安全性提升

裙板毛刷

扶手速度检测

楼层盖板开关

主机抱闸打开检测

梯级缺失装置

PESSARE

….

etc.

安全性提升

• 乘客安全;

• 维护人员安全 ;

• 等等.

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扶梯的安全装置

Emergency Stop Button UL Floor plate contact UL

Handrail Entry Switches UL

Missing Step Monitoring UL

Comb Plate Saf. Dev. UL

Broken Step/Axial Device

Missing Step Monitoring LL

Comb Plate Saf. Dev. LL

Emergency Stop Button LL

Handrail Entry Device LL

Broken Step Chain Device

Floor Plate Contact LL

Stop Switch LL

Handrail Slip Monitoring

Broken Drive Chain Device

Over Speed Governor

Skirt Obstruction Device UL (Option)

Skirt Obstruction Device LL (Option)

Stop Switch Machine Room (Otis std)

Step Up thrust Device LL (Option)

Step Over Speed Sensor

NRD

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奥的斯楼层板结构

(12) 可移动楼层板

中间支撑横梁

（可移动） (14)

(5) 固定楼层板

固定的梳齿板 (2)

(16) 可移动楼层板安全开关--

GB16899-2011

入口箱

(10)

入口箱

安全开关

支撑横梁与支架（固定）(7)

焊接螺栓

固定螺栓

安全开关

入口箱支架

护栏玻璃

(11)

(1) 梯级挡板

提升装置

固定螺栓

（可移动楼层板）

(3) (4)

(4) (6)

(7)

(9)

(8)

边框(13)

(15)

(15)

紧固螺栓及固定支架

17

奥的斯楼层板结构

18

产品安全的参与者

制造商 安装商 服务提供商

业主 乘客

19

Safe

Rider

Program

儿童安全乘梯读本捐赠

青少年质量教育基地

Otis 移动安全课堂

已捐赠超过50,000本安全乘梯读本给100

家图书馆和1000名小学及幼儿园学生

超过 930名 Otis员工志愿者走入33个城市的学校教授了233次安全乘梯课程

公司

家庭

学校

邀请中小学学生参观制造基地，通过互动活动深入了解电梯安全知识

公众宣传 – 安全乘梯项目

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百城万校儿童安全乘梯流动宣传活动

安全乘梯流动大巴士

《安仔带你坐电梯》知识读本

• 17 省;

• 49 城市;

• >80,000 学生; 浙江省中小学生质量教育社会实践基地

公众宣传培训

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谢谢！