王 爽 王 兵

1南京市特種設備安全監(jiān)督檢驗研究院 南京 211899

2南京市江北新區(qū)建設和交通工程質量安全監(jiān)督站 南京 211800

0 引言

起重機械是指用于垂直升降或垂直升降并水平移動重物的機電設備，可以完成物料搬運工作，減輕人們的體力勞動，提高勞動生產率，實現(xiàn)物料搬運的自動化，在工廠、礦山、車站、港口、建筑工地、倉庫、電站等多個國民經濟領域和部門得到廣泛的應用。

起重機械是代替人力對物料進行近距離運送的機電設備。該設備自20世紀50年代起在我國逐步發(fā)展，并短時間內深得各行各業(yè)青睞，迅速占領了搬運市場，廣泛用于機械、制造、建筑、水利、交通、冶金、電力等重要的經濟領域，由原來的簡單搬運漸漸發(fā)展為半自動、全自動的智慧工具。如今，起重機的應用已遠遠超出其工業(yè)用途，在人們的日常生產和生活中起著不可替代的作用。

起重機械標準用于規(guī)范起重機從設計制造到使用報廢等全生命過程，標準是相應技術規(guī)范制定的參考依據(jù)和技術支持。沒有完善的起重機標準化體系，將無法適應工業(yè)大市場日新月異的需求和變革，更無法保證起重機械在各過程中的安全、節(jié)能、環(huán)保等性能。產業(yè)發(fā)展和社會的安定將會受到標準化短板的遏制。我國技術機構在不斷周密標準體系，但由于市場的變革和技術的勃發(fā)，此進程仍需加速[1-7]。

1 國外起重機發(fā)展狀況

1.1 國外起重機行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

國際上起重機的發(fā)展歷史悠久，其應用早在工業(yè)革命時期既已初見端倪。目前起重機的產量大國為德、美、日、法、意等國家。其中，歐洲國家的輪式起重技術遙遙領先，美國次之，但在輪胎起重機、履帶起重機、全路面起重機和汽車起重上有所建樹。再者日本起重產品因其質量技術高超而亞洲領先[8-11]。

1.2 國外起重機標準化現(xiàn)狀

上述起重強國的標準化體系已相對成熟，體系均覆蓋了安全、節(jié)能、綠色環(huán)保等諸多方面，完善的體系建設強烈遏制了起重事故的發(fā)生發(fā)展。對于進口設備，多國采用強制性技術標準符合政策，并由海關進口法規(guī)督促實施。即要求進口設備必須滿足本國技術標準準則，方可進入國門[12-14]。

1.2.1 歐盟機械安全指令的要求

歐洲發(fā)源的機械安全指令自1989年頒布至今已有100多年歷史，其幾乎涵蓋了所有的機械產品分類。機械指令主要注重安全結構和健康發(fā)展，其產品協(xié)調標準分3類：A類為基本標準/通用標準，定義產品的基本概念、術語和設計原則；B類為處理機械安全的特定方面或特定類型的保護措施的標準；C類為產品標準，為給定的機械類別提供明細規(guī)范。

1.2.2 美國起重機標準化狀況

美國具有多個標準化機構，其中以國家標準協(xié)會(ANSI)、電氣制造商協(xié)會(NEMA)、機械工程師學會(ASME)、石油學會(API)等為主。修訂的產品安全標準又涵蓋橋門式起重機、堆垛起重機、臂架起重機、單軌起重機、單雙梁葫蘆和簡易起升設備等。美國標準多數(shù)為推薦性標準而非強制，時常修新，且不受各部門職能劃分影響，更便捷實用。加之企業(yè)競爭激烈，責任心強，多數(shù)企業(yè)均制定較高的內部標準，保證產品質量性能優(yōu)越，滿足市場需求。

1.2.3 日本起重機標準化狀況

日本起重機協(xié)會制定了協(xié)會標準(JCA標準)，標準防治起重機械造成的職業(yè)危害，并規(guī)定起重機在以下方面的結構標準要求：起重機結構標準、移動起重機結構標準、井架結構標準、電梯結構標準、簡單電梯結構標準、施工電梯結構標準、起重機或移動式起重機超載防護裝置結構標準、吊船結構標準。此外，日本標準協(xié)會(Japanese Standards Association，JSA)制定了起重相關的工業(yè)標準，用于工業(yè)起重機作業(yè)指導。

2 知網(wǎng)大數(shù)據(jù)分析我國起重機研究現(xiàn)狀

知網(wǎng)自1998年被世界銀行提出，逐步成為我國最權威也是最全面的知識資源總庫，在我國學術界得以全面認可并成熟應用。知網(wǎng)收錄了歷年來最完整的起重機械知識產權相關信息。利用知網(wǎng)云計算模塊開展統(tǒng)計分析，分析結果可為我國起重的標準化提供策略指導。以下統(tǒng)計數(shù)據(jù)結果截止于2022年4月12日。

2.1 論文研究分析

根據(jù)知網(wǎng)數(shù)據(jù)查詢統(tǒng)計，近10 a（2012年～2022年）我國起重機械領域發(fā)表期刊論文共計17 342項，并由2012年開始逐年呈現(xiàn)遞減趨勢，根據(jù)論文發(fā)文量曲線圖知網(wǎng)預計2022年期刊論文發(fā)文將達到1 405篇（見圖1），發(fā)表人員多來自相關技術企業(yè)、檢驗檢測技術機構和高校院所（見圖2、圖3）。研究集中于技術研究和技術開發(fā)，且自2016年起研究量直線飛躍，相對的，應用基礎和工程與項目管理等類型研究保持較低水平，按照年份推移并無較大變化（見圖4、圖5）。

圖1 2012年～2022年論文發(fā)文量趨勢圖

圖2 2012年～2022年間論文發(fā)表量單位排行

圖3 2012年～2022年間論文發(fā)表量作者排行

圖4 2012年～2022年間論文發(fā)表研究類型分布

圖5 論文發(fā)表研究類型逐年變化趨勢比較

期刊論文數(shù)量（見圖6）統(tǒng)計其中：SCI科學索引2篇，EI工程索引145篇，中文社會科學引文11篇，北大中文核心期刊1 814篇。論文的學科方向（見圖7）大多集中在機械工業(yè)領域（占比34.51%）和建筑科學與工程（占比28.88%），其次是公路與水路運輸和工業(yè)經濟等方向。研究的主題方向（見圖8）主要集中在通用、塔式、橋式、門式、汽車、履帶等起重機，由于上述起重產品多見于機械工業(yè)、建筑業(yè)，故研究技術方向和學科方向間互相呼應緊密關聯(lián)。此外，近10 a來起重機械相關的博碩論文研究總量達到2 376篇，預示著將不斷融入新生力量將持續(xù)促進行業(yè)發(fā)展。

圖6 2012年～2022年間論文發(fā)表層次分布

圖7 2012年～2022年論文發(fā)表主要學科占比

圖8 2012年～2022年論文發(fā)表主要主題

2.2 專利研究分析

根據(jù)知網(wǎng)數(shù)據(jù)查詢統(tǒng)計，近10 a（2012年～2022年）我國起重機械領域申請加授權專利共計44 139項，并由2012年開始逐年呈現(xiàn)遞增趨勢，根據(jù)專利發(fā)文量曲線圖知網(wǎng)預計2022年專利發(fā)文將達到8 500項以上（見圖9），發(fā)明單位多為相關技術企業(yè)。其中，實用新型專利占比56.17%，發(fā)明專利占比41.76%（授權僅占10.61%）（見圖10）。專利技術的學科方向（見圖11）大多集中在機械工業(yè)領域（占比78.20%），是第二熱點學科金屬學及金屬工藝（占比3.33%）的23倍。研究的技術方向（見圖12）主要集中在塔式、橋式、門式等起重機，其中塔式起重機研究在眾技術研究熱點中占有較大比重，研究也相對成熟，由于塔式起重機多用于機械工業(yè)、建筑業(yè)，故研究技術方向和學科方向間互相呼應緊密關聯(lián)。

圖9 2012年～2022年專利發(fā)文量趨勢圖

圖10 專利類型分布圖

圖11 專利發(fā)表主要學科分布

圖12 2012年～2022年專利發(fā)表主要主題分布

2.3 成果研究分析

根據(jù)目前知網(wǎng)收錄的成果數(shù)據(jù)查詢統(tǒng)計，近10 a（2012年～2022年）我國起重機械領域公開成果量共計565項（見圖13），成果由2012年開始逐年呈現(xiàn)遞減趨勢，分析主要原因可能是由于我國對知識產權作品的大力支持，越來越多的成果被用作專利和論文公開發(fā)表，為避免科研成果的公開與論文專利相沖突，科研成果目前多處于保密形式。

圖13 2012年～2022年起重機科研成果公開量趨勢圖

發(fā)表人員（見圖14）多來自相關技術企業(yè)或檢驗檢測技術機構，研究集中于機械工業(yè)領域（見圖15）。我國起重機科研成果公開前10的地區(qū)為豫、浙、粵、魯、桂、蘇、滬、川、湘、皖（見圖16）。研究的高新技術類別（見圖17）主要集中在光機電一體化、電子信息、新能源與高效節(jié)能、軟件等，其中光機電一體化占比84.10%，為主要研究類別?？蒲谐晒麘梅较颍ㄒ妶D18）集中于制造業(yè)（占比95.58%）。成果（見圖19、圖20）主要為自主創(chuàng)新，其次為國內技術二次開發(fā)，國外引進消化吸收的占比極?。ㄕ?.97%），成果水平（見圖20）主要分布于國內領先，仍有較大部分為國際先進，再次證明我國是起重機械技術研發(fā)大國。

圖14 2012年～2022年間科研成果公開量單位排行

圖15 2012年～2022年起重機科研成果方向圖

圖16 2012年～2022年間我國起重機科研成果公開前10的地區(qū)

圖17 2012年～2022年間起重機已公布科研成果研究方向

圖18 2012年～2022年間起重機已公布科研成果應用方向

圖19 2012年～2022年間起重機已公布科研成果屬性

圖20 2012年～2022年間起重機已公布科研成果水平

3 我國起重機標準化不足與研究策略

3.1 我國起重機標準化不足

1）安全評價標準體系尚未健全

在起重機全生命周期的過程中，安全事故多發(fā)階段為使用時期，然而該階段的安全評價卻少之又少，僅有GB/T 33080—2016《塔式起重機安全評估規(guī)程》一個標準。且以知網(wǎng)統(tǒng)計知識產權對起重機研究方向分析來看，該方向的研究亦較少，使用隱患均依靠檢驗規(guī)程和產品手冊防患，無法得到科學論證。

2）節(jié)能標準體系亟需建立

節(jié)能已在全球能源危機的情況下反復提列到重要高度。我國在各項規(guī)定中均秉持節(jié)約耗能的原則，并將其不斷列為國家經濟戰(zhàn)略要素。根據(jù)知網(wǎng)論文數(shù)據(jù)搜集，我國高校、企業(yè)、技術機構均有節(jié)能、降耗技術的研發(fā)和創(chuàng)造。例如我國自主研發(fā)的高性能二次元件等核心零部件，實現(xiàn)了節(jié)能技術的系統(tǒng)性創(chuàng)新突破與應用，但目前各技術效果和影響均無相應標準指導驗證，嚴重阻礙了節(jié)能化的發(fā)展。

3）智能化標準體系有待建設

根據(jù)知網(wǎng)的起重機相關數(shù)據(jù)可以看到[15-17]，在起重機智能化方面的專利和成果相對較多，許多成果已投入市場開展應用，在“互聯(lián)網(wǎng)+”及智能制造大背景下，起重機械的設計在重要應用環(huán)節(jié)呈現(xiàn)信息化、數(shù)據(jù)化的智慧模式，加之原有技術不斷進行技術升級和創(chuàng)新，智能化將成為未來發(fā)展的一大趨勢，但是起重機的智能化標準制定尚未開啟，智能化的發(fā)展缺乏標準化運維將會產生諸多問題，效果褒貶不一，產生較大市場風險。

4）多行業(yè)的起重運行標準化建設仍屬空白

根據(jù)知網(wǎng)知識產權行業(yè)、學科種類和創(chuàng)作單位的大數(shù)據(jù)分析計算可知，起重機的研究基本由企業(yè)、高校和科研院所提出，研究熱點多集中在工業(yè)制造和建筑機械行業(yè)，其他行業(yè)（如金屬、電梯、儀器儀表、輕工、船舶、水利等）研究較少，在標準查詢中也發(fā)現(xiàn)起重機標準主要針對建設、制造、施工等，多行業(yè)的起重標準仍屬空白。

3.2 我國起重機標準化研究策略

1）建立起重機的安全評估標準化體系 制定通用和特定起重機安全評估標準、報廢標準，評估起重機全生命周期安全性能，為起重機使用環(huán)節(jié)保駕護航。

2）建立起重機節(jié)能標準體系 構建設計、制造、運行、測試、評價等全生命環(huán)節(jié)的節(jié)能標準化研究，以填補該領域的空白。

3）建立起重機智能化標準體系 制定健全起重機自動化、安全監(jiān)控、無線傳輸、遠程控制、智慧運行、信息共享等方面的標準，為智慧起重營造良好運營環(huán)境。

4）加速定向行業(yè)的起重運行標準化建設 針對行業(yè)特點和使用環(huán)境制定特定行業(yè)場所的起重機標準體系，加快起重機標準化向著各行各業(yè)穩(wěn)健發(fā)展。

4 結論

基于知網(wǎng)大數(shù)據(jù)分析技術和知網(wǎng)云計算技術深入挖掘了我國起重機械研究趨勢和標準化現(xiàn)狀，得出以下結論：

1）根據(jù)對知網(wǎng)統(tǒng)計知識產權起重機研究方向分析，提出安全評價標準體系尚未健全的問題，并提出建立起重機的安全評估標準化體系的策略。

2）根據(jù)知網(wǎng)論文大數(shù)據(jù)分析，提出我國節(jié)能標準體系亟需建立的問題，并提出建立起重機節(jié)能標準體系的策略。

3）根據(jù)知網(wǎng)統(tǒng)計專利和成果大數(shù)據(jù)分析，提出我國智能化標準體系有待建設的問題，并提出建立起重機智能化標準體系的相關策略。

4）根據(jù)知網(wǎng)知識產權行業(yè)、學科種類和創(chuàng)作單位的大數(shù)據(jù)分析計算可知，提出多行業(yè)的起重運行標準化建設仍屬空白的問題，并提議加速定向行業(yè)的起重運行標準化建設相關策略。