（浙江省特种设备科学研究院 浙江杭州 310000）
摘要：加强对电梯设备维护保养工作有利于促进社会正常生产和保障人民的生命安全，做好电梯的安全管理在一定程度上促进着经济的发展和社会的进步。然而，由于缺少电梯维保的专业知识和数据以及电梯逐渐老化，电梯的安全事故风险也在增加。基于这样的背景，本文将尝试从电梯设备维护方式的选择以及维修策略的制定两个方面进行研究，以期望在电梯发生故障前，对电梯实施合理的预防性维护计划，提高电梯的安全性和减少电梯事故。
关键词：电梯预测性维护；研究；设计
1常用的设备维护方式
1.1定期维修
定期维修，又称为计划维修或者时间预防维修。该维修方式以设备使用时间为维修期限，以防止引起突发性事故为维修目的，不管设备处于何种状态，只要到预先设定的时间就对设备进行规定的维修工作，这是一种带有强制性的预防维修方式。定期维修活动一般是有计划地进行设备维护工作，对人力、工具、备件等维修资源可提前充分准备。相比事后维修，定期维修可减少维修工作量和停机时间。目前，定期维修是使用较多的设备维护方式，该种维修方式结合设备磨损与故障规律，分析设备运行情况，掌握设备的维修时机，提前制定维修计划，因而其优点是容易掌握维修时间、计划、组织管理，有较好的预防故障作用，提高设备运行安全性与可靠性。当然，定期维修在实际应用过程中也存在缺点，主要表现为：（1）定期维修事先确定了维修时间间隔以及维修内容，较少考虑设备的故障情况，维修具有盲目性；定期的维修也会加速设备的老化，降低使用效率。（2）定期维修根据指定的时间点对设备进行维修，很少分析设备本身的运行状态，容易引起维修过剩或者维修不足，加大维修成本。所以，定期维修适用于：①故障机制带有明显的时间相关性的设备，其故障特征随时间变化且主要故障模式的磨损具有一定规律；②在使用期限内可以根据磨损规律测出即将发生故障的时间的一些设备；③对一些重要的设备很难检查和判断出其技术状况时，定期维修也是有效的方式。
1.2状态维修
状态预防维修，又称为状态监测维修或者视情维修。它不是根据故障特征，而是以设备实际运行情况为依据，结合在线监测和诊断装置预报的实际数据来确定维修时机和内容，从而安排相应的维护工作。该种维护方式为能够对设备做出“适时且适量的”维护，从而为设备的可靠运行提供了保证，这一点不同于传统的设备事后维修方式。状态预防维修的优点是可以充分发挥设备的潜力，提高设备预防维修的有效性，减少维修工作量及人为差错，避免维修过剩或者维修不足，而缺点是维修费用较高，要求一定的诊断条件。所以，状态预防维修适用于：①难以依靠人的感官和经验去发现故障的设备；②磨损较慢且易于估计出量变到质变的故障时间的设备；③一般是重点维护的设备，这些设备一旦发生故障直接危及安全且发生的故障对系统产生更大经济损失。
2电梯预测性维护系统的研究现状
在实际生活中，电梯事故的频频发生。比如，2017年2月辽宁沈阳某小区发生电梯下坠造成叔侄两人掉入电梯井死亡事件；2016年4月浙江杭州某广场发生观光电梯压死一名保洁人员事故；2015年华东师大一名学生因大半个身子卡在电梯口而不幸死亡；还有2014年9月某大学的男生因被卡在电梯而窒息死亡。从2002年到2016年统计的电梯事故共有741起，死亡568人。这些电梯“吃人”事件的发生往往是由电梯设备保养维护不足或者老化未能及时更换导致的。
由于电梯安全事故的严重性和危险性，很多学者开始关注电梯安全管理问题，研究的焦点集中在电梯项目管理、电梯监管模式、电梯安全治理、电梯设备维护管理四个方向，且大多数是定性研究和宏观上研究，其中针对电梯设备维护保养的一些微观问题却很少涉及到，比如如何制定维修计划、如何减少设备故障率等问题。随着使用次数的增加，电梯和其他的运输工具一样，其故障的发生也越来越频繁，因而采取怎样科学的维保管理方式，促进故障率的降低是电梯安全运行的重要问题。然而，电梯设备在实际维护保养的过程中存在许多方面的问题，其中包括以下两个方面的内容：①维护方式的选择问题。由于缺乏对电梯设备经济性、维修性、可靠性等状态的充分分析，设备维修人员往往未能建立某个科学标准而随意选择某种方式进行设备维护，从而造成电梯系统故障发生频次增多、电梯使用率不高，降低了电梯使用的经济性和安全性。②维修时间的安排问题。在实际维护过程中维修人员往往凭借经验对电梯设备按月或者按季度进行维保工作，往往未能根据电梯实际运行状态预先安排维修计划，从而导致维修成本居高且维修资源利用率较低，对电梯维保单位的经济效益以及电梯系统的使用效率带来严重影响。
3电梯预测性维护系统的设计
设备的管理从最初的修复性维修发展到预防性维修，且预防性维修在整个设备的维修管理发展过程中一直占据着主导地位。预防性维修一般可根据具体情况选择在非工作时间维修，造成的损失会比较小；而修复性维修是随机的，是无法事先知道和控制的，造成的损失一般会比较大。尤其对电梯系统，经常承载的是人，修复性维修的安全隐患比较大，有可能会导致灾难性的后果，因此本文认为对于电梯系统尤其客梯而言，预防性维护是个极为重要的维修策略。电梯运行状态监测需要部署大量传感器，从而引起的数据特征维度过高问题。考虑到电梯各部件之间的相互作用普遍具有先后传递性，基于相关系数最大化的曲线排齐算法，找出一种面向多传感序列的特征抽取方法，从原始的数据中提取更加可靠、有效的信息生成新的特征数据，使得数据的维度也被压缩。项目主要的技术创新之处包括：（1）根据电梯曳引绳的结构选取故障漏磁检测方法，依托边缘计算来研究钢丝绳的缺陷分析算法，实现曳引绳在线无刷检测和故障识别。（2）针对电梯日常检测产生的海量传感器数据，基于相关系数最大化的曲线排齐算法，找出一种面向多传感序列的特征抽取方法，在尽量避免信息丢失的前提下，实现高维传感数据的特征抽取，依托边缘计算建立轻量级故障预测模型。项目设计总目标和主要技术、经济指标包括：（1）项目设计总目标，针对电梯研发出符合按需维保业务模式的电梯预测性维护系统，实现电梯维保的质量和效益并重的可持续发展，构建“物联网+维保”新模式。推动维护保养模式转变，依法推进按需维保，全面提升维保质量。（2）主要技术、经济指标是维保预测准确率80%。试验方法包括：（1）故障预测模型训练中使用的数据来自数据采集终端，数据采集地点某职业学院电梯工程训练中心的八部电梯，随机抽取运行数据组成数据集。数据使用前进行了两次自动审核和一次人工审核，删除了存在缺失值和异常值的原始数据，将数据分为训练集和测试集。分别训练和测试神经网络。（2）选择不同缺陷的曳引绳，安装在THJDDT-5型电梯控制技术综合实训装置，在不同的载荷和不同的运行速度工况下，测试曳引绳数据，通过比对TCKW–DT1622钢丝绳测试仪测试的标准数据，不断修正和优化算法。
4结束语
鉴于电梯的重要性和危险性，世界各国政府都电梯的安全管理给予高度重视，采取经济、行政以及法律等多种手段加以监督管理。因此加强对电梯设备维护保养工作有利于促进社会正常生产和保障人民的生命安全，做好电梯的安全管理在一定程度上促进着经济的发展和社会的进步。在经历了传统的计划维修和预测维修的发展，各种维修、管理模式和各种维护理论（RCM，RAM，BCM，TPM）在设备维护和管理中得到了广泛的应用。
参考文献：
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[3]王帅.基于传感数据特征提取的计算机预测性维护[J].电子世界，2019，21：183-184.