我國電梯技術(shù)及發(fā)展趨勢(shì)分析

王心君 廖源 李晨艷 劉治成 許衛(wèi)星

摘 要：我國電梯發(fā)展雖起步較晚，但發(fā)展迅猛。在當(dāng)前的電梯發(fā)展過程中，仍存在信息化程度不高、管理較為落后等一系列問題。這些問題嚴(yán)重制約著電梯行業(yè)的發(fā)展?；诖?，本文對(duì)我國電梯技術(shù)發(fā)展特點(diǎn)進(jìn)行分析，并對(duì)日后電梯的發(fā)展趨勢(shì)做出展望，以期為電梯行業(yè)或特種設(shè)備相關(guān)人員提供參考。

關(guān)鍵詞：電梯；電梯技術(shù)；發(fā)展趨勢(shì)

中圖分類號(hào)：TU857 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-5168（2018）14-00137-03

Analysis on the Technology and Development Trend of Elevator in China

WANG Xinjun1 LIAO Yuan1 LI Chenyan1 LIU Zhicheng2 XU Weixing3

（1. Special Equipment Safety Inspection and Research Institute of Henan Province，Henan Zhengzhou 450000；2. Zhengzhou Aviation Port Area Voyage Limited Company，Henan Zhengzhou 450000；3. Zhengzhou Ruifu purify Limited by Share Ltd， Henan Zhengzhou 450000）

Abstract： Although elevator development in China started late， it developed rapidly. In the current elevator development process， there are still a series of problems， such as low level of informatization and backward management. These problems seriously restrict the development of elevator industry. Based on this， this paper analyzed the development characteristics of elevator technology in China， and looked forward to the trend of the development of the elevator in the future， in order to provide reference for the elevator industry or special equipment related personnel.

Keywords： elevator；elevator technology；trend of development

近10年來，隨著中國國民經(jīng)濟(jì)的高速增長(zhǎng)及城鎮(zhèn)化過程的加快推動(dòng)，我國電梯產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展[1]。從2003年的36.17萬臺(tái)猛增至2014年的359.85萬臺(tái)，年增速約20%[2]。截至2015年，我國電梯制造量為76萬臺(tái)，電梯保有量為426萬臺(tái)，均居世界第一。但是，隨著電梯產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，電梯相關(guān)事故也成為全民關(guān)注的熱點(diǎn)。電梯安全是國家公共安全的重要組成部分[3]。為了減少電梯安全事故的發(fā)生，就要加強(qiáng)電梯技術(shù)的應(yīng)用。本文就我國電梯技術(shù)的特點(diǎn)及電梯發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行詳細(xì)分析。

1 我國電梯技術(shù)的特點(diǎn)

1.1 電梯設(shè)計(jì)制造環(huán)節(jié)技術(shù)的特點(diǎn)

目前，我國電梯的生產(chǎn)能力、產(chǎn)品質(zhì)量和制造成本有很強(qiáng)的國際競(jìng)爭(zhēng)力，但大部分企業(yè)的質(zhì)量意識(shí)仍有待提高。這具體體現(xiàn)在設(shè)計(jì)方面。在國外，企業(yè)普遍采用仿真技術(shù)對(duì)電梯進(jìn)行設(shè)計(jì)開發(fā)，我國雖然也有部分企業(yè)采用仿真技術(shù)，但仿真設(shè)計(jì)技術(shù)仍有待提高。仿真技術(shù)為電梯的質(zhì)量、穩(wěn)定性和可靠性提供了強(qiáng)有力的技術(shù)保障，同時(shí)也是開展高速、超高速電梯核心技術(shù)的關(guān)鍵所在。新技術(shù)的基礎(chǔ)研究投入和部件產(chǎn)品的可靠性研究也是電梯技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵所在。在電梯定制化設(shè)計(jì)和智能制造領(lǐng)域，研究快速高效的電梯定制化設(shè)計(jì)方法及設(shè)計(jì)平臺(tái)，關(guān)鍵部件的制造裝配工藝，符合定制化特性的柔性自動(dòng)化生產(chǎn)線、先進(jìn)制造方法及理論在電梯生產(chǎn)中的應(yīng)用等。

1.2 電梯檢驗(yàn)環(huán)節(jié)技術(shù)特點(diǎn)

我國電梯安全檢驗(yàn)方法和檢驗(yàn)裝備與我國快速發(fā)展的電梯產(chǎn)量嚴(yán)重不匹配。例如，對(duì)一些現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)需要滿載的安全部件進(jìn)行檢驗(yàn)時(shí)，還需要進(jìn)一步研究試驗(yàn)方法。因此，我國急需開展現(xiàn)場(chǎng)快速檢驗(yàn)檢測(cè)的新方法以及針對(duì)電梯上應(yīng)用新技術(shù)的檢驗(yàn)方法的研究工作。其中，電梯關(guān)鍵部件的檢驗(yàn)檢測(cè)方法、電梯曳引系統(tǒng)在線檢測(cè)方法等都是電梯檢驗(yàn)技術(shù)發(fā)展的新方向。此外，隨著大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展[4]，電梯大數(shù)據(jù)的采集挖掘技術(shù)研究和應(yīng)用也應(yīng)當(dāng)引起重視，可為今后的電梯檢驗(yàn)檢測(cè)開創(chuàng)新的模式，構(gòu)建電梯智能化檢驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)體系。

1.3 電梯的安全評(píng)價(jià)

隨著電梯使用年限增加，電梯的電氣部件、機(jī)械部件會(huì)不斷磨損、老化，甚至失效，而這必然會(huì)導(dǎo)致電梯故障率增加、可靠性下降[5]。為解決此類問題，開展電梯的安全評(píng)價(jià)至關(guān)重要。安全評(píng)估工作可以使政府部門實(shí)時(shí)掌控電梯的安全風(fēng)險(xiǎn)狀況，保證電梯使用單位順利實(shí)施電梯更新、改造工作。在電梯安全評(píng)價(jià)技術(shù)方面，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)電梯安裝危險(xiǎn)源的辨識(shí)，尤其要對(duì)電梯主要部件的失效原因進(jìn)行分析，并對(duì)失效的風(fēng)險(xiǎn)概率和后果、評(píng)價(jià)尺度進(jìn)行進(jìn)一步研究。另外，為電梯上每種零部件的性能退化情況建立曲線數(shù)據(jù)庫，而這對(duì)完善電梯部件報(bào)廢技術(shù)條件，實(shí)現(xiàn)電梯產(chǎn)品安全狀況和剩余壽命的準(zhǔn)確描述和預(yù)測(cè)有重要意義。

1.4 電梯的智能化

目前，對(duì)電梯智能維護(hù)方面的研究已經(jīng)成為電梯領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。針對(duì)某一臺(tái)電梯建立一套系統(tǒng)的信息收集系統(tǒng)，對(duì)電梯設(shè)備的基本信息實(shí)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，實(shí)時(shí)掌握電梯的運(yùn)行狀況，實(shí)現(xiàn)電梯設(shè)備身份信息登記、更新，做到一梯一檔，讓每一臺(tái)電梯設(shè)備都有自己的“身份證”。另外，還要開展電梯的物聯(lián)網(wǎng)試點(diǎn)。目前，電梯物聯(lián)網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)化應(yīng)用已成為大趨勢(shì)。電梯物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用更側(cè)重于提高遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)信息的穩(wěn)定性、可靠性，以及遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)的安全性及準(zhǔn)確率。在電梯智能安全領(lǐng)域，研究電梯安全評(píng)價(jià)方法及理論、關(guān)鍵零部件的失效機(jī)理、遠(yuǎn)程監(jiān)控及故障預(yù)警技術(shù)、電梯的應(yīng)急救援技術(shù)、高效智能的維護(hù)技術(shù)及大數(shù)據(jù)應(yīng)用技術(shù)將成為電梯智能技術(shù)的發(fā)展方向。

2 我國電梯的發(fā)展趨勢(shì)

2.1 高速電梯仍是電梯未來發(fā)展的主要方向

隨著永磁同步無齒輪電機(jī)在電梯上的應(yīng)用日漸成熟，低能耗、低噪聲、響應(yīng)快、驅(qū)動(dòng)力矩大、重量輕的新型電梯將會(huì)越來越廣泛地被應(yīng)用于復(fù)合型和超高層建筑中。這種普通電梯無法適用的場(chǎng)合使得市場(chǎng)對(duì)超高速、大容量的電梯需求急劇增長(zhǎng)。目前，市場(chǎng)上有很多高速和超高速電梯，最高速度達(dá)到20.5m/s。超高速電梯將繼續(xù)成為一個(gè)重要的技術(shù)研究和發(fā)展方向，其主要核心技術(shù)在于永磁同步電動(dòng)機(jī)、高性能微處理器、主動(dòng)減震和降噪技術(shù)、新式滾輪導(dǎo)靴和安全鉗材料等適用于超高速電梯的安全部件、電梯轎廂調(diào)壓控制等方面，以滿足對(duì)高速電梯運(yùn)行速度、安全可靠、平穩(wěn)舒適、高效節(jié)能的要求。

2.2 新材料在懸掛曳引媒介的應(yīng)用將成為新趨勢(shì)

一臺(tái)體積龐大的電梯除了占用較大電梯工作間外，其零部件的安裝與更換也絕非常事，這就需要開發(fā)新型設(shè)計(jì)材料來保證空間和更換部件的效率。目前，電梯最常用的新材料外復(fù)合鋼帶和裹塑鋼絲繩能減小曳引輪和導(dǎo)向輪的直徑，從而減小曳引機(jī)的體積，使電梯整體布置更加緊湊，節(jié)省空間。此外，非金屬懸掛繩（帶）和非金屬曳引輪由于提高了繩和輪之間的摩擦系數(shù)，因此，使曳引輪的直徑和曳引機(jī)的體積減小，降低了曳引機(jī)制造材料的消耗。此外，非金屬材料能有效降低曳引機(jī)運(yùn)行時(shí)轎廂的振動(dòng)和曳引繩與曳引輪運(yùn)行時(shí)的噪聲。新材料的應(yīng)用在初期都伴隨著高成本，如何在保證安全的前提下，保證懸掛曳引機(jī)新材料的研發(fā)和應(yīng)用，進(jìn)一步提高曳引輪使用壽命，并從整體上降低系統(tǒng)成本，是新材料在電梯應(yīng)用中的當(dāng)務(wù)之急。

2.3 電梯控制系統(tǒng)將更趨于智能化

國家建筑智能化的發(fā)展，需要電梯的智能控制系統(tǒng)與智能大樓所有的自動(dòng)化服務(wù)設(shè)備結(jié)合形成體智能系統(tǒng)[6]。電梯的高智能控制技術(shù)的核心系統(tǒng)，如可變速電梯、雙轎廂電梯、電子終端層連續(xù)強(qiáng)制減速裝等創(chuàng)新產(chǎn)品不斷出現(xiàn)，不僅有效提升了電梯運(yùn)行效率，降低了用電量，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能，還降低了系統(tǒng)在建筑物中的空間占用率。電梯智能控制技術(shù)在現(xiàn)代電梯群控系統(tǒng)中的應(yīng)用也是一個(gè)重要發(fā)展方向。電梯智能群控系統(tǒng)不僅基于強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)硬件資源，更是融合了專家系統(tǒng)、模糊邏輯、計(jì)算機(jī)圖像監(jiān)控、基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和遺傳基因法則等一系列技術(shù)性較強(qiáng)的軟件處理系統(tǒng)，以適應(yīng)多臺(tái)電梯使用時(shí)交通的不確定性、多樣化和非線性動(dòng)態(tài)的特點(diǎn)，使電梯在運(yùn)行過程中忙而不亂，緊張有序，分配合理、效率最大化。

2.4 電梯的物聯(lián)網(wǎng)基數(shù)將得到更廣泛的應(yīng)用

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是指通過射頻識(shí)別、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)和激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，將任何物品與互聯(lián)網(wǎng)相連接，進(jìn)行信息交換和通信，以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、追蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)[7，8]。電梯物聯(lián)網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在電梯行業(yè)的應(yīng)用，集成了電梯控制技術(shù)、信息化感知技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)等一系列先進(jìn)技術(shù)。利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將電梯監(jiān)察、維保管理、使用管理、安全預(yù)警、應(yīng)急處置、人性化服務(wù)和檢驗(yàn)?zāi)Ｊ竭M(jìn)行有機(jī)整合，實(shí)現(xiàn)電梯與用戶、物業(yè)管理單位、維保單位、制造廠家、檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)和監(jiān)管部門的信息與數(shù)據(jù)相互間的存儲(chǔ)和交換。通過電梯物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，建立電梯動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、應(yīng)急處置、風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警、統(tǒng)計(jì)分析、公共服務(wù)和質(zhì)量評(píng)價(jià)的綜合管理系統(tǒng)，創(chuàng)立電梯科學(xué)監(jiān)管長(zhǎng)效機(jī)制都將成為可能。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與電梯傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的全面融合，將影響電梯行業(yè)的需求與發(fā)展。

2.5 電梯的安全性將不斷提高

電梯作為人們?nèi)粘３鲂?、?jīng)常乘坐的運(yùn)輸工具，已經(jīng)成為人們生活中必不可少的工具，甚至某些旅游景區(qū)都安裝了電梯。在電梯不斷普及的今天，其安全性也越來越受到重視。為了有效防止和減少電梯事故的發(fā)生，減少電梯事故在城市公民中的惡劣影響，大多數(shù)發(fā)達(dá)國家都制定了法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)電梯的安全性提出了嚴(yán)格要求，并從技術(shù)和管理角度給出了提高安全性的措施和指標(biāo)。我國也不例外。近年來，國際或是國內(nèi)新頒布的電梯規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的主要內(nèi)容有提高層門強(qiáng)度，增加轎廂內(nèi)開門限制裝置，增加對(duì)短接門鎖回路行為的監(jiān)測(cè)功能，增加防止轎廂意外移動(dòng)的保護(hù)裝置，增加自動(dòng)扶梯主驅(qū)動(dòng)鏈保護(hù)功能等，以保證電梯在運(yùn)行過程中的安全性。此外，電梯的控制程序在安全性方面起著至關(guān)重要的作用。為保證電梯的安全，可編程電子安全相關(guān)系統(tǒng)技術(shù)的全面發(fā)展將有可能逐步替代傳統(tǒng)的安全保護(hù)裝置，改變電氣安全保護(hù)的理念，進(jìn)一步提高電梯安全性。

3 結(jié)語

通過對(duì)電梯技術(shù)進(jìn)行分析，總結(jié)電梯發(fā)展的趨勢(shì)，從技術(shù)層面對(duì)電梯日后的發(fā)展進(jìn)行展望。這不僅為電梯行業(yè)的生產(chǎn)或者維保人員提供參考依據(jù)，也為特種設(shè)備相關(guān)人員提供技術(shù)參考。

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