Ride Comfort of Automatic Elevator Doors

Ride comfort of elevators is one of the quality criteria valued by customers. The objective of this master’s thesis was to develop a process to measure the ride comfort of automatic elevator doors. The door’s operational noise was chosen as a focus area and other kinds of noise for example caused by pressure differences in the elevator shaft were excluded. The thesis includes a theory part and an empirical part. In the first part theories of quality management, measuring of quality and acoustics are presented. In the empirical part the developed ride comfort measuring process is presented, different operational noise sources are analyzed and an example is presented of how this measuring process can be used to guide product development. To measure ride comfort a process was developed where a two-room silent room was used as a measuring environment and EVA-625 device was used in the actual measuring of door noise. A-weighted decibels were used to scale noise pressure levels and the door movement was monitored with an accelerometer. This enabled the connection between the noise and noise sources which in turn helped to find potential ride comfort improvement ideas. The noise isolation class was also measured with the Ivie-measuring system. Measuring of door ride comfort gives feedback to product development and to managing current product portfolio. Measuring enables the continuous improvement of elevator door ride comfort. The measuring results can also be used to back up marketing arguments for doors.

Hissikuiluelementtien soveltuvuus kerrostalojen saneerauskohteisiin

Työn tavoitteena oli kartoittaa hissikuiluelementtien markkinapotentiaali kerrostalojen saneerauskohteissa, arvioida yhtiön markkinointi- ja suunnitteluresursseja, tehdä tuotannon kehittämissuunnitelma ja analysoida elementtiliiketoiminnan kannattavuus. Tutkimus sisältää sekä teoreettisen että empiirisen osan. Teoreettisessa osassa tutkittiin markkinoita ja niihin vaikuttamista sekä markkinoiden kilpailukeinoja ja toteuttamistapoja teoreettisesti kirjallisuuden avulla. Markkinaselvityksessä saatiin selville toteutuneiden kohteiden kautta potentiaaliset toimitusmäärät tulevaisuudessa. Tarkasteltiin yhtiön kykyä vastata kysyntään markkinointi-, suunnittelu- sekä valmistuskapasiteetin osalta. Lopuksi laskettiin kysynnän aiheuttama lisäinvestointikustannus ja määriteltiintuotteen hinta. Näin pystyttiin laskemaan liiketoiminnan kannattavuuskalkyyli, mikä kannusti panostamaan markkinaan. Saneeraushissikuilutoiminta osoittautui kannattavaksi Specifinn Oy:ssä määriteltyjen investointien tuottotavoitteen kannalta.

Delivery Chain Management in the Elevator Industry

Tämän työn tarkoituksena oli kehittää toimintamalli, joka yhdenmukaistaisi Kone Elevators:in modernisointiliikealueen logistiset käytännöt. Toimintamalli luotiin kartoittamalla euroopan maayksiköiden nykyisiä logistisia käytäntöjä sekä perehtymällä asiaankuuluvaan kirjallisuuteen, case study:ihin sekä sähköisiin artikkeleihin. Tärkeää osaa työssä esittivät maayksiköiden sekä Koneen toimittajayksiköiden edustajien haastattelut. Haastatteluiden tuloksia vertailtiin ja analysoitiin. Niiden pohjalta huomattiin, että logistiset toimintatavat vaihtelevat maittain. Ongelmat ovat kuitenkin hyvin samanlaisia; tiedonkulun katkot toimitusprosessin aikana. Muiden Koneen liikealueiden toimintatapoja tutkimalla, haastattelujen tuloksia käyttämällä sekä kirjallisuustutkimuksen pohjalta muodostettiin näkemys parhaasta toimintatapamallista. Modernisointiliikealueen toimitusprosessi tullee perustumaan keskitettyyn ohjaukseen, mutta paikalliseen koordinointiin. Se tullee hyväksikäyttämään ulkoistetun logistiikan tarjoamia mahdollisuuksia sekä sähköistä tiedonsiirtoa. Fyysiselle siirrolle tarjotaan kolmea vaihtoehtoa, joista maayksiköt voivat valita tilanteeseen parhaiten sopivan.

Product Launch in Industrial Markets – Financial Risks in New AMD Elevator Door Launch

Tuotekehitys ja uusien tuotteiden lanseeraus on teollisen yrityksen menestyksekkään liiketoiminnan elinehtoja tämän päivän kilpailussa. Teollisuusyrityksen tuotteiden innovaatioaikakausia on ollut lukuisia, samoin kuin uuden tuotteen lanseerauksen lähtökohtia. Aikakausista, jolloin tuotteita kehitettiin yrityksen omista lähtökohdista, kuten valmistuksellisista eduista, on edetty tilanteeseen, jossa markkinoiden tarpeita tulee ottaa yhä enemmän huomioon. Kuitenkin, teollisuudessa esitellään tuotteita yhä puhtaasti tuotantolähtöisesti, ja tutkimuksen tavoitteena on selvittää taloudellisia riskejä, joita liittyy puhtaasti teknologiavetoiseen tuotteiden kehitystyöhön, valmistukseen ja lanseeraukseen. Normatiivisena tutkimuksena työ pyrkii asiakastarpeita ja teollisuusyrityksen loppuasiakkaiden näkökulmia huomioon ottaen osoittamaan markkinoinnin keinojen merkityksen tuotantolähtöisen tuotelanseerauksen taloudellisten riskien minimoimiseksi. Uuden teollisen tuotteen asiakastarpeita on selvitetty kyselymuotoisen markkinointitutkimuksen menetelmiä hyväksikäyttäen. Tuotteen tärkeimpien ominaisuuksien, kuten turvallisuuden, kestävyyden ja hinnan merkitystä voidaan hyödyntää ennen tuotteen kaupallista esittelyä potentiaalisten asiakassegmenttien kartoitukseen ja menestyksellisen lanseerauksen edesauttamiseksi.

Evaluation and implementation process for commercial elevator landing doors

Tason ovet voivat olla joko itsesuunniteltuja ja -tehtyjä, tai itse malli ja tuote voidaan ostaa myös yrityksen ulkoa. Tätä make-or-buy kysymystä pohdittaessa ilmenee monta tekijää, jotka vaikuttavat päätökseen. Jos yritys käsittää ostamisen parempana vaihtoehtona, tuote tarvitsee myösimplementointisuunnitelman. Tämän työn päätavoite oli luoda arviointi- ja implementointiprosessi kaupallisille hissin tason oville. Muut tavoitteet olivat: selvittää syyt tälle erikoiselle toiminnolle, löytää kaupallisten ovien käyttöön liittyvät edut ja haitat, sekä luoda kriteerit tason ovien arvioinnille. Lopputuloksena saatiin, että tämän prosessin suorittajan pitää sitoutua arviointi- ja implementointiprosessiin,ja että myös virtuaalitehdas tarvitaan täydentämään arviointivaihetta. Mutta tärkein havainto oli, että tulevaisuuden ovistrategia ei ole vielä täysin päätetty ja siitä syystä yrityksen omat ovimallit pitäisi testata ja verrata niitä kaupallisiin ovimalleihin käyttämällä tämän työn arviointiprosessia.

Line filter optimization in elevator use

The purpose of this thesis was to create design a guideline for an LCL-filter. This thesis reviews briefly the relevant harmonics standards, old filter designs and problems faced with the previous filters. This thesis proposes a modified design method based on the “Liserre’s method” presented in the literature. This modified method will take into account network parameters better. As input parameters, the method uses the nominal power, allowed ripple current in converter and network side and desired resonant frequency of the filter. Essential component selection issues for LCL-filter, such as heating, voltage strength, current rating etc. are also discussed. Furthermore, a simulation model used to verify the operation of the designed filter in nominal power use and in transient situations is included in this thesis.

Production Quality Analysis of Special Elevator Cars Based on Six Sigma Approach

Project scope is to utilize Six Sigma DMAIC approach and lean principles to improve production quality of the case company. Six Sigma tools and techniques are explored through a literature review and later used in the quality control phase. The focus is set on the Pareto analysis to demonstrate the most evident development areas in the production. Materials that are not delivered to the customer or materials that damaged during transportation comprise the biggest share of all feedbacks. The goal is set to reduce these feedbacks by 50 %. Production observation pointed out that not only material shortages but also over-production is a daily situation. As a result, an initial picking list where the purchased and own production components can be seen, is created, reduction of over- and underproduction and material marking improvement are seen the most competitive options so that the goal can be reached. The picking list development should still continue to make sure that the list can be used not only in the case study but also in the industrial scale. The reduction of material missing category can be evaluated reliably not sooner than in few years because it takes time to gather the needed statistical information.

Cost efficient supply processes for the Compact Slim Elevator Door

The aim of this thesis was to observe possibilities to enhance the development of manufacturing costs savings and competitiveness related to the compact KONE Renova Slim elevator door. Compact slim doors are especially designed for EMEA markets. EMEA market area is characterized by highly competitive pricing and lead times which are manifested as pressures to decrease manufacturing costs and lead times of the compact elevator door. The new elevator safety code EN81-20 coming live during the spring 2016 will also have a negative impact on the cost and competitiveness development making the situation more acute. As a sheet metal product the KONE Renova slim is highly variable. Manufacturing methods utilized in the production are common and robust methods. Due to the low volumes, high variability and tight lead times the manufacturing of the doors is facing difficulties. Manufacturing of the doors is outsourced to two individual suppliers Stera and Wittur. This thesis was implemented in collaboration with Stera. KONE and Stera pursue a long term and close partnership where the benefits reached by the collaboration are shared equally. Despite the aims, the collaboration between companies is not totally visible and various barriers are hampering the development towards more efficient ways of working. Based on the empirical studies related to this thesis, an efficient standardized (A+) process was developed for the main variations of the compact elevator door. Using the standardized process KONE is able to order the most important AMDS door variations from Stera with increased quality, lower manufacturing costs and manufacturing lead time compared to the current situation. In addition to all the benefits, the standardized (A+) process also includes risks in practice. KONE and the door supplier need to consider these practical risks together before decisions are made.

New directions in Stochastic Multicriteria Acceptability Analysis

Decisions taken in modern organizations are often multi-dimensional, involving multiple decision makers and several criteria measured on different scales. Multiple Criteria Decision Making (MCDM) methods are designed to analyze and to give recommendations in this kind of situations. Among the numerous MCDM methods, two large families of methods are the multi-attribute utility theory based methods and the outranking methods. Traditionally both method families require exact values for technical parameters and criteria measurements, as well as for preferences expressed as weights. Often it is hard, if not impossible, to obtain exact values. Stochastic Multicriteria Acceptability Analysis (SMAA) is a family of methods designed to help in this type of situations where exact values are not available. Different variants of SMAA allow handling all types of MCDM problems. They support defining the model through uncertain, imprecise, or completely missing values. The methods are based on simulation that is applied to obtain descriptive indices characterizing the problem. In this thesis we present new advances in the SMAA methodology. We present and analyze algorithms for the SMAA-2 method and its extension to handle ordinal preferences. We then present an application of SMAA-2 to an area where MCDM models have not been applied before: planning elevator groups for high-rise buildings. Following this, we introduce two new methods to the family: SMAA-TRI that extends ELECTRE TRI for sorting problems with uncertain parameter values, and SMAA-III that extends ELECTRE III in a similar way. An efficient software implementing these two methods has been developed in conjunction with this work, and is briefly presented in this thesis. The thesis is closed with a comprehensive survey of SMAA methodology including a definition of a unified framework.

Performance Characteristics of an Axial-Flux Solid-Rotor-Core Induction Motor

The integration of electric motors and industrial appliances such as pumps, fans, and compressors is rapidly increasing. For instance, the integration of an electric motor and a centrifugal pump provides cost savings and improved performance characteristics. Material cost savings are achieved when an electric motor is integrated into the shaft of a centrifugal pump, and the motor utilizes the bearings of the pump. This arrangement leads to a smaller configuration that occupies less floor space. The performance characteristics of a pump drive can be improved by using the variable-speed technology. This enables the full speed control of the drive and the absence of a mechanical gearbox and couplers. When using rotational speeds higher than those that can be directly achieved by the network frequency the structure of the rotor has to be mechanically durable. In this thesis the performance characteristics of an axial-flux solid-rotor-core induction motor are determined. The motor studied is a one-rotor-one-stator axial-flux induction motor, and thus, there is only one air-gap between the rotor and the stator. The motor was designed for higher rotational speeds, and therefore a good mechanical strength of the solid-rotor-core rotor is required to withstand the mechanical stresses. The construction of the rotor and the high rotational speeds together produce a feature, which is not typical of traditional induction motors: the dominating loss component of the motor is the rotor eddy current loss. In the case of a typical industrial induction motor instead the dominating loss component is the stator copper loss. In this thesis, several methods to decrease the rotor eddy current losses in the case of axial-flux induction motors are presented. A prototype motor with 45 kW output power at 6000 min-1 was designed and constructed for ascertaining the results obtained from the numerical FEM calculations. In general, this thesis concentrates on the methods for improving the electromagnetic properties of an axial-flux solid-rotor-core induction motor and examines the methods for decreasing the harmonic eddy currents of the rotor. The target is to improve the efficiency of the motor and to reach the efficiency standard of the present-day industrial induction motors equipped with laminated rotors.

Development of a simulation tool for torsional vibration of branched power transmission system

In this master's thesis a mechanical model that is driven with variable speed synchronous machine was developed. The developed mechanical model simulates the mechanics of power transmission and its torsional vibrations. The mechanical model was developed for the need of the branched mechanics of a rolling mill and the propulsion system of a tanker. First, the scope of the thesis was to clarify the concepts connected to the mechanical model. The clarified concepts are the variable speed drive, the mechanics of power transmission and the vibrationsin the power transmission. Next, the mechanical model with straight shaft line and twelve moments of inertia that existed in the beginning was developed to be branched considering the case of parallel machines and the case of parallel rolls. Additionally, the model was expanded for the need of moreaccurate simulation to up to thirty moments of inertia. The model was also enhanced to enable three phase short circuit situation of the simulated machine. After that the mechanical model was validated by comparing the results of the developed simulation tool to results of other simulation tools. The compared results are the natural frequencies and mode shapes of torsional vibration, the response of the load torque step and the stress in the mechanical system occurred by the permutation of the magnetic field that is arisen from the three phase short circuit situation. The comparisons were accomplished well and the mechanical model was validated for the compared cases. Further development to be made is to develop the load torque to be time-dependent and to install two frequency converters and two FEM modeled machines to be simulated parallel.

Standardizing Customized Features of a Configurable Product

Työn päätavoitteena on arvioida hissien automaattiovien usein toistuvien asiakaskohtaisesti räätälöityjen tuoteominaisuuksien vakioimisen kannattavuutta KONEen Hyvinkään tehtaalla. Työssä arvioidaan myös massaräätälöinnin periaatteiden soveltuvuutta erikoisovien toimitusprosessiin sekä toimintoperusteisen kustannustiedon tarpeellisuutta tuoteominaisuuksia koskevien päätösten teossa. Asiakaskohtaisesti räätälöity ovituotanto jaettiin kategorioihin, joiden volyymeja ja tuotemuutosten tekoon käytettyjä suunnittelutuntimääriä analysoimalla selvitettiin, muodostaako jokin räätälöitävä tuoteominaisuus riittävän suuren kappalemääräisen kysynnän tai suunnittelutuntien kulutuskohteen, jotta ominaisuuden vakiointi olisi kannattavaa. Ovien kustannusrakenne-esimerkkien avulla selvitettiin myös suunnittelun osuus kokonaiskustannuksista. Analyysien perusteella todettiin asiakaskohtaisten muutosten olevan hajanaisia ja vain muutaman ominaisuuden osalta muodostuvan tarpeeksi suuri ja yhtenäinen kokonaisuus, joka olisi taloudellisesti kannattavaavakioida. Monimutkaisen tuoterakenteen vuoksi massaräätälöinnin opit eivät ole suoraan kopioitavissa hissien erikoisovien toimitusprosessiin, mutta sisältävät hyödyllisiä toimintamalleja prosessin kehittämiseen.

Yhteismuotosuodatus taajuusmuuttajan lähdössä

Tässädiplomityössä selvitettiin taajuusmuuttajan synnyttämien yhteismuotoisten häiriöiden syntyä, ominaisuuksia, kulkureittejä sekä erilaisia tekniikoita toteuttaa yhteismuotosuodatus taajuusmuuttajan lähdössä. Työssä suunniteltiin ja mitoitettiin yhteismuotosuodatin, josta valmistettiin prototyyppi. Suodatinta testattiin laboratoriossa ja mittauksissa käytettiin erilaisia suodattimen kapasitanssin arvoja ja neutraalin pisteen kytkennän variaatioita. Mittauksilla selvitettiin suodattimen kyky suodattaa myös yhteismuotoisten jännitteiden lisäksi eromuotoista jännitettä, akselijännitettä ja vaihevirtaa. Mittaustulosten perusteella voitiin todeta suunnitellun suodattimen parantavan merkittävästi taajuusmuuttajalta moottorille syötettävän sähkön laatua ja loiventavan ennen kaikkea yhteismuotoisen jännitepulssin nousureunaa.

On the Reversed Brayton Cycle with High Speed Machinery

This work was carried out in the laboratory of Fluid Dynamics, at Lappeenranta University of Technology during the years 1991-1996. The research was a part of larger high speed technology development research. First, there was the idea of making high speed machinery applications with the Brayton cycle. There was a clear need to deepen theknowledge of the cycle itself and to make a new approach in the field of the research. Also, the removal of water from the humid air seemed very interesting. The goal of this work was to study methods of designing high speed machinery to the reversed Brayton cycle, from theoretical principles to practical applications. The reversed Brayton cycle can be employed as an air dryer, a heat pump or a refrigerating machine. In this research the use of humid air as a working fluid has an environmental advantage, as well. A new calculation method for the Braytoncycle is developed. In this method especially the expansion process in the turbine is important because of the condensation of the water vapour in the humid air. This physical phenomena can have significant effects on the level of performance of the application. Also, the influence of calculating the process with actual, achievable process equipment efficiencies is essential for the development of the future machinery. The above theoretical calculations are confirmed with two different laboratory prototypes. The high speed machinery concept allows one to build an application with only one rotating shaft including all the major parts: the high speed motor, the compressor and the turbine wheel. The use of oil free bearings and high rotational speed outlines give several advantages compared to conventional machineries: light weight, compact structure, safe operation andhigher efficiency at a large operational region. There are always problems whentheory is applied to practice. The calibrations of pressure, temperature and humidity probes were made with care but still measurable errors were not negligible. Several different separators were examined and in all cases the content of the separated water was not exact. Due to the compact sizes and structures of the prototypes, the process measurement was slightly difficult. The experimental results agree well with the theoretical calculations. These experiments prove the operation of the process and lay a ground for the further development. The results of this work give very promising possibilities for the design of new, commercially competitive applications that use high speed machinery and the reversed Brayton cycle.

DTC-OHJATUN TAHTIKONEKÄYTÖN PYÖRIMISNOPEUSSÄÄDÖN ANALYYSI INTEGROIDUN SIMULOINTIMALLIN AVULLA

Työssä rakennettiin integroitu simulointimalli sähkökäytölle, jonka mekaniikka koostuu joustava-akselisesta kaksimassa systeemistä. Lisäksi tarkasteltiin kyseiselle sähkökäytölle ominaisia piirteitä ja niiden aiheuttamia ongelmia eri sovelluksissa, sekä tutkittiin teollisuudessa yleisesti esiintyvän pyörimisnopeussäädön, PI-säädön, parametrien vaikutusta kyseisen mekaniikan omaaviin sähkökäyttöihin. Taajuusmuuttajalle kehiteltiin yksinkertaistettu simulointimalli, jolla pystytään pienentämään merkittävästi simuloinnin laskenta-aikaa. Vääntövärähtelyiden kompensointiin tutkittiin optimaalista tilasäätöä, jossa Kalman suotimella estimoidaan systeemin tilojen lisäksi myös kuormamomentti ja jossa nopeussäätö suunnitellaan lineaarisella neliöllisellä menetelmällä (Linear Quadratic).