2022中国数智电梯白皮书

新型信息技术推动全球工业迈入4.0阶段 以物联网为代表的新型信息技术为生产力，全球迈入工业4.0阶段 18世纪60 年代，第一辆蒸汽机的出现标志着第一次工业革命的开始，制造业开始进入机械化时代，以机器代替手工劳动，提升社会生产力。之后，伴随着电气设备和计算机的出现，制造业逐渐经历电气化和信息化时代。而伴随着发展和行业的需求，在物联网、大数据、云计算等新型信息化技术的突破与革新之下，全球工业制造业开启了新一轮产业变革，迈入了以网络化、智能化为代表的第四次工业革命，即工业 4.0 时代。 亿欧智库：行业需求与技术创新促进产业变革 出现智能工厂、智能物流、C2M 等新模式，工业互联网推动制造业向服务化转型 物联网/云计算/5G大数据 / 人工智能 需求的快速变动/人力成本上升产生智能生产需求 出现数控机床，以及流程管理系统、计算机辅助设计系统等工业软件，效率进步优化 制造业进入稳定发展阶段，产生精益生产需求 效率更高的流水线和自动化电气设备代替了大量人力劳动，重工业开始发展 单个机械生产率见顶，产生社会化生产的需求 机器代替手工劳动，生产力大幅提高，手工业开始发展 家庭手工作坊无法满足社会化商品交换的需求 更高的生产力和利润率 工业 4.0 时代，是以物联网、大数据、云计算、人工智能等新型信息技术作为生产力，以万物互联为目标，实现数字化、网格化和智能化。其中，物联网是互联网基础上延伸和扩展的网络，通过将各种物品接入物联网，来实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理。物联网涉及的技术种类较多，从感知技术到传输技术，再到数据挖掘及分析都是其涉及领域，这些技术也赋予物联网三种基础能力：基于感知技术的采集能力、依托于传输技术的连接能力，以及依托于数据分析技术的服务能力。 亿欧智库:物联网相关技术 高精度、高效率、高可靠性地采集各种形式信息，将其转化成为数字信号，并且能有效地处理信号 将传感网络获得的信息经网络传输技术传输到云平台，主要包括：广域网络通信和近距离网络通信 03射频识别技术 将获取的数据信息运用多种算法进行分析，将它们加以汇总理解和消化，并且可以反作用至物体上 射频识别（RFID），通过无线电信号对记录媒体（电子标签或射频卡）进行读写，无需接触即可达到识别目标和数据交换的目的 采集能力连接能力服务能力 内外因素驱动下，中国制造业正全面转型升级 多重因素驱动下，中国制造业全面转型升级，向智能化方向发展 全球竞争格局驱动： 2010 年起，中国制造业超过美国成为全球制造业增加值最高的国家，并且连续 12 年位居世界第一。 但是，与发达国家相比，中国制造业在自主创新能力、产业结构水平、信息化程度等方面仍存在一定差距，面对全球制造业科技创新的竞争格局之下，中国制造业转型升级刻不容缓。 中国经济环境变化驱动： 伴随着中国经济增长和社会发展，超大规模内需潜力被不断释放，如各行各业新的装备需求、人民消费需求、社会管理需求、数据安全需求等等。同时，资源和环境约束不断强化，传统制造业依靠资源要素投入、规模扩张的粗放生产模式难以为继。新需求的催化下，制造业不断发展与创造，向 着数字化和智能化方向转型升级。 成本上升，盈利空间压缩驱动： 劳动力成本上涨：随着人口红利的消失和社会老龄化程度的不断加深，刘易斯拐点到来，中国制造 业劳动成本也在上升，制造业利润率被压缩。因此，制造业利用数字技术改造升级，向智能制造方向发展成为必然选择。 上游原材料成本上升：自 2021 年开始，受到产能和国际情势影响，“原材料价格上涨”一词在制造业被频繁提及，并且延续到 2022 年热度不减。石油、钢铁等原材料价格的上涨使得产业链中下游利润占比受到影响，盈利空间压缩。成本的上涨加剧了企业利用新型数字化技术实现降本增效的 顺应时代要求，电梯行业由传统化向数智化发展 中国制造业转型升级背景下，电梯行业从传统化向数智化方向发展 十九世纪，随着电梯逐步走进中国，中国开始了自主探索电梯的设计、生产、制造之路。1980 年，随着中国城镇化加深和基础设施的不断完善，建筑行业迅猛发展，电梯的产量和存量迅速扩增，产业链也逐渐完善。2018 年开始，随着智慧城市和智慧建筑从概念普及期步入落地建设期，电梯作为楼宇不可或缺的重要组成部分，也需顺应时代要求，向着数字化、智能化、高效率、低能耗的方向发展创新，“数智化电梯”应运而生。 亿欧智库：中国电梯行业发展历程 1900-1949年 1980-2018年 各方主体参与下，数智电梯成为行业发展大方向 电梯的数智化升级对行业发展具有多重意义 亿欧智库综合桌面研究和专家访谈信息，认为数智电梯指的是电梯的数字化、智能化变革升级。具体来讲指在电梯的研发设计、生产制造、销售管理、安装维护等各个环节应用数字技术，实现数据打通和信息交互，进行电梯的全生命周期管理。在数据采集与信息捕捉的基础上，通过大数据、云计算和人工智能等技术，智能分析电梯的运营状况，并进行预防性的保养、维护、修理等决策。 顺应时代的发展，数智电梯的出现将进一步引领产业创新，并能够赋能生态、降本增效，具有重要意义。 亿欧智库：数智化电梯的发展意义 利用数字化、智慧化技术，提高电梯的运行效率，降低能耗；并在保障运行安全的同时，减少对运维人员的需求，降低维保成本。 数智电梯将推动国产品牌崛起，逐步带动我国电梯行业创新发展。 同时，整合上游供应商，连接下游运营服务商，串联多方服务，升级全产业链。 数智电梯作为楼宇自控系统的重要组成部分，打通楼宇交通流、信息流、体验流、能源流，从而与建筑内的其他板块协同，为智慧建筑赋能。 电梯行业不同参与主体对数智电梯的期待： 智慧城市与智慧建筑驱动电梯加速向数字化、智慧化升级 政策推进智慧城市、智慧建筑加速发展，对数智电梯的需求增加 在智慧城市的推动和 IT 技术的发展应用下，智慧建筑正处于快速建设阶段。在智能建筑中，电梯作为重要的信息接入口，可结合技术应用，成为智慧楼宇信息流、感知流、能源流、交通流的重要环节，与其他设备协同应用，实现对智慧建筑的构建。 随着智慧城市的推进，各地老旧小区的智慧化改造也提上日程，以达到加强社区综合治理能力、提升居民生活幸福感、提高各类风险防控的信息化和智能化水平等目的。作为建筑的重要一环，电梯数字化智智慧化需求也随之增长。 亿欧智库：智慧建筑相关政策 电梯行业面临多重痛点，其中，安全和效率问题最为凸显，电梯需进一步升级 当前，我国电梯在各个环节都面临着不同程度的发展痛点，尚不能满足智慧建筑对电梯日益升级的要求。因此，电梯需要依靠数字化、智慧化的手段，首先优化行业痛点，进而与其他设备联动，在智慧建筑中发挥重要作用。 亿欧智库：各方在电梯全生命周期中的核心诉求 电梯维保难题日益凸显，需要发展数智电梯以提高维保效率，消除安全隐患 电梯行业的安全事故危害性较大。根据市场监管总局 2021 年 3 月发布的《关于 2020 年全国特种设备安全状况的通告》，截至 2020 年底，全年电梯事故 25 起、死亡 19 人。与电梯伤亡事故的数字相比，电梯困人事件显得更触目惊心，仅郑州 2021 年全年困人救援就有 17733 起。据中国电梯协会统计，维保不到位是造成电梯安全隐患的主要因素之一，在所有事故归因中占比将近 60%。 我国电梯保有量增长与有限的维保能力之间的矛盾日益升级 人才不足：我国的电梯保有量跃居世界第一，且保持较高的增速，现已达到近 950 万台。而我国维保人才短缺，部分员工同期需要维保的电梯数量超过 50 台。导致维保工作难度高，但工资低，人才流失严重，从而难以保障维保的有效时间和质量。 运维难度较高：通过对电梯协会、电梯厂商、运维人员的调研和访谈，“难以准确定位故障点”是目前工作中 遇到的最主要的难题。 难以定位故障的根源单次维保时间太长能够定位故障源，但维修难度较大同期需要负责维保的电梯数量过多 “按需维保”的推动，需要数智化、智能化手段的辅助 为缓解维保难题，提高维保效率，我国自 2020 年 4 月发布新政，推动“按需维保”的普及，从而在一定程度解决过往“按规维保”面临的难题。然而，如何准确的发出“需求指令”是限制“按需维保”推行的主要因素，需要用数字化的手段加以解决。 乘客和各责任方需要数智电梯的应用以平衡二者对与电梯效率的需求 电梯的效率是各方参与者共同关注的问题。乘客方，对电梯的使用效率满意度有待提升。其他责任方，则更关注电梯的能源消耗。 乘客普遍反应的效率问题主要体现在运行速度慢与候梯时间长，尤其是在高峰期。乘客平均等梯超过 2 分钟，满意度开始降低。 1-2分钟2-3分钟3-4分钟>4分钟 电梯是楼宇建筑中的耗能大户，成为了建筑拥有者和管理者普遍关注的问题。电梯节能改造及技术升级是社会可持续发展的需要。 电梯在楼宇中的能耗情况 电梯能耗较大：清华大学《中国建筑节能年度发展研究报告》数据显示电梯运行能耗占建筑运行能耗的 20%~50%。 电梯能耗浪费：目前国内 95% 以上的变频电梯将 发电状态时发出的电能通过制动电阻以发热的形式消耗掉。 电梯在楼宇中的能耗情况中国 弊端较多：能源的浪费和环境污染； 电磁干扰，提高电梯机房温度，降低电机绝缘和使用寿命。 运用智能化手段优化调度算法是提效的关键之一。然而，用户的效率需求与其他责任方的能效需求之间存在着一定的矛盾，需要算法的进一步升级，从而优化电梯的调度的智能性，平衡二者对于效率的需求。 传统的调度算法将乘客的平均等待时间作为首要目标，而造成群控系统巨大，产生不必要的能耗损失。 以节能为主的群控系统，则会在一定程度上延长乘客的候梯时间，降低用户的体验感。 数智电梯以物联网为基础，从横纵两个方向深入探索 关于电梯的数字化、智能化的探索早在 2010 年就逐步开始并发展至今，从最初的磁铁感应升级到外挂式的电梯传感器、从传统的电梯随行电缆通讯升级到通过黑匣子从电梯控制系统读取实时运行数据等等。总体而言，数智电梯是以电梯物联网为底层基础，打通电梯从设计到使用的全生命周期信息，实时获取电梯的运行数据，并综合利用云计算、大数据、人工智能等技术对数据进行分析、整理和挖掘，实现电梯的智能决策。 结合市场调研和专家访谈，亿欧智库认为，数智电梯的发展将从横纵两条主线进行拓展延伸，横向指的是使用统一数字架构，将电梯设计、生产、制造、安装、使用等各个环节数据收集到电梯管理平台上，实现电梯全生命周期管理； 纵向指的是以传感设备为主，加强电梯运行时人流、电流、动力、能耗等数据采集，上传至云端进行数据分析处理和智能决策，最终实现与楼宇中其他系统的互联互通，作为智慧建筑的关键一环。 亿欧智库：中国数智电梯发展方向 横向：电梯全生命周期管理 纵向：电梯智慧化升级 电梯供需双方当前对数智电梯功能体验： 方向一：通过实时捕捉运行数据，提升电梯安防水平 电梯的安全一直是电梯使用过程中的核心问题，电梯物联网最早期的探索也是围绕电梯安全进行的。数智电梯通过在电梯上安装独立的传感装置，采集并上传运行信息至数据平台，记录电梯运行。并且在云端建立算法和模型，对数据进行分析和处理，提升实现电梯运行状态实时监测、故障预警、视频监控等功能，能够在提升电梯日常维保效率的同时，在电梯出现运行故障时及时响应。 亿欧智库：电梯物联网提升电梯安防能力 基于电梯物联网的智能安防系统能综合提升电梯日常维保和故障处理能力。对于乘客业主来说，可以实现电梯自动报警、一键呼救、指定楼层运行等功能，有效提升电梯安全运行和故障处理能力。对于物业和后端维保人员而言，可以实现电梯实时监测、自主预警 、按需维保等功能。电梯厂商和质检部门也可以精准掌握电梯运行信息。 乘客在使用电梯时，通过刷卡或者人脸识别、语音识别等方式到达指定楼层。同时在客户来访时可以通过对讲机对电梯进行控制，有效防止非法用户进入建筑。 电梯发生故障时立即启用自动报警，无需乘客手动进行，并将及时