［摘 要］電梯作為現(xiàn)代城市中不可或缺的垂直運(yùn)輸工具，其日常的安全和高效運(yùn)行至關(guān)重要。而電梯維護(hù)的效率和安全性則直接影響到電梯的可靠性和使用壽命。為了探索數(shù)據(jù)分析在電梯維護(hù)中的應(yīng)用潛力，并評估其在優(yōu)化維護(hù)過程中的實(shí)際作用，文章介紹了當(dāng)前電梯維護(hù)的現(xiàn)狀及面臨的挑戰(zhàn)，分析了當(dāng)前電梯維護(hù)方法存在的局限性，展示了如何有效收集和處理電梯運(yùn)行及維護(hù)數(shù)據(jù)的方法，并探討了可能適用的數(shù)據(jù)分析方法和相應(yīng)的計(jì)算模型。最后介紹了基于數(shù)據(jù)分析的維護(hù)策略在提高維護(hù)效率、降低故障率和實(shí)現(xiàn)成本節(jié)約方面的效果，并闡述了數(shù)據(jù)分析在電梯維護(hù)中可能面臨的挑戰(zhàn)。

［關(guān)鍵詞］電梯維護(hù)；數(shù)據(jù)分析；維護(hù)過程優(yōu)化；電梯安全

［中圖分類號］TH17 ［文獻(xiàn)標(biāo)志碼］A ［文章編號］2095–6487（2024）03–0150–03

根據(jù)《世界電梯行業(yè)報(bào)告》，全球電梯數(shù)量在過去10 a 中增長了約70%，達(dá)到了約1 600 萬部。隨著電梯數(shù)量的激增，電梯維護(hù)成為了保障乘客安全和電梯正常運(yùn)行的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。然而當(dāng)前的維護(hù)方式通常無法及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在的故障和問題，因此利用數(shù)據(jù)分析技術(shù)優(yōu)化電梯維護(hù)過程，提高電梯維護(hù)過程的預(yù)測性和工作效率，已經(jīng)成為電梯行業(yè)的迫切需求。

1 電梯維護(hù)的現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)

1.1 當(dāng)前的電梯維護(hù)方法與不足

當(dāng)前的電梯維護(hù)方法主要是基于預(yù)定的時(shí)間表和標(biāo)準(zhǔn)檢查清單進(jìn)行。根據(jù)GB/T 24404—2009《國際電梯維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)》，電梯常規(guī)維護(hù)通常每3 個(gè)月進(jìn)行一次，常規(guī)維護(hù)涵蓋了對電梯關(guān)鍵部件的檢查和必要的調(diào)整，然而這種方法在實(shí)際操作中存在不小的問題和缺陷：①該方法缺乏對電梯整體健康狀況的持續(xù)監(jiān)測和評估。由于缺乏實(shí)時(shí)監(jiān)控和分析能力，該方法難以預(yù)測故障，這導(dǎo)致電梯可能帶著未被及時(shí)發(fā)現(xiàn)的故障繼續(xù)運(yùn)行。②當(dāng)前的方法維護(hù)反應(yīng)時(shí)間較長。這對于高度依賴電梯的建筑如醫(yī)院和高層商業(yè)中心來說，必然會對使用造成嚴(yán)重影響。③當(dāng)前方法的維護(hù)成本過大。④維護(hù)記錄不完整或不準(zhǔn)確可能會導(dǎo)致重復(fù)工作和資源浪費(fèi)。如在沒有詳細(xì)維護(hù)記錄的情況下，維護(hù)人員可能不得不重復(fù)之前的檢查工作，從而增加不必要的工時(shí)和成本。

1.2 維護(hù)工作對電梯性能的影響

電梯維修保養(yǎng)的效率和安全性直接影響電梯的可靠性和使用壽命。具體而言：①效率低下的維護(hù)流程會導(dǎo)致電梯停機(jī)時(shí)間增加。這不僅會影響電梯的可用性，也會增加其運(yùn)營成本。②安全性問題是電梯維護(hù)的主要關(guān)注點(diǎn)。不充分的維護(hù)可能導(dǎo)致電梯故障，進(jìn)而引起安全事故。③維護(hù)不足還可能導(dǎo)致電梯運(yùn)行效率降低，增加能源消耗。④電梯維護(hù)質(zhì)量的不一致性也是影響電梯性能的關(guān)鍵問題。在沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)和維護(hù)質(zhì)量監(jiān)控的情況下，不同的維護(hù)團(tuán)隊(duì)可能采用不同的維護(hù)策略和標(biāo)準(zhǔn)，這會引起電梯維護(hù)質(zhì)量的波動(dòng)，進(jìn)而破壞電梯的整體性能和安全。

2 數(shù)據(jù)分析在電梯維護(hù)中的應(yīng)用

2.1 數(shù)據(jù)收集

數(shù)據(jù)收集是電梯維護(hù)數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)。其主要的數(shù)據(jù)來源包括電梯運(yùn)行數(shù)據(jù)、故障記錄和維護(hù)歷史。其中電梯運(yùn)行數(shù)據(jù)通常由電梯內(nèi)置的傳感器實(shí)時(shí)收集，包括電梯速度、電梯載重及電梯門的開關(guān)次數(shù)等參數(shù)。一部運(yùn)行繁忙的電梯每天可能產(chǎn)生超過10 G的運(yùn)行數(shù)據(jù)；故障記錄包含電梯故障的具體信息，如故障類型、發(fā)生時(shí)間和處理情況等；而維護(hù)歷史提供了電梯維護(hù)的詳細(xì)記錄，包括維護(hù)日期、維護(hù)內(nèi)容和后續(xù)效果。這些數(shù)據(jù)類型的綜合分析能夠?yàn)殡娞菥S護(hù)提供一個(gè)更加全面的評估視角。如通過分析運(yùn)行數(shù)據(jù)和故障記錄，可以識別出特定部件的異常磨損模式。同時(shí)維護(hù)歷史的分析有助于評估維護(hù)措施的有效性，從而指導(dǎo)未來的維護(hù)計(jì)劃。

2.2 數(shù)據(jù)處理

電梯維護(hù)的數(shù)據(jù)處理包括數(shù)據(jù)清洗、分類和存儲，這些步驟對于確保數(shù)據(jù)質(zhì)量和便于進(jìn)一步分析至關(guān)重要。具體而言：①數(shù)據(jù)清洗涉及識別和糾正（或刪除）錯(cuò)誤或不完整的記錄，這對于提高數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性和可靠性是必需的。②數(shù)據(jù)分類是將數(shù)據(jù)按照類型（如運(yùn)行數(shù)據(jù)、故障數(shù)據(jù)、維護(hù)數(shù)據(jù)等）或其他相關(guān)屬性（如電梯型號、位置等）進(jìn)行組織，這有助于后續(xù)的特定分析。③有效的數(shù)據(jù)存儲不僅要確保數(shù)據(jù)安全，還需支持高效的數(shù)據(jù)檢索和分析。當(dāng)前，許多電梯公司采用云存儲解決方案，以便從任何地點(diǎn)訪問和分析數(shù)據(jù)。云存儲可以在提高數(shù)據(jù)處理速度，降低數(shù)據(jù)丟失風(fēng)險(xiǎn)的同時(shí)，支持更大規(guī)模的數(shù)據(jù)分析。

2.3 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)分析在電梯維護(hù)中的應(yīng)用包括數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析、趨勢分析及模型預(yù)測等。其中統(tǒng)計(jì)分析涉及對電梯平均故障間隔時(shí)間（MTBF）和平均修復(fù)時(shí)間（MTTR）等電梯運(yùn)行數(shù)據(jù)的基本統(tǒng)計(jì)；趨勢分析則關(guān)注數(shù)據(jù)隨時(shí)間的變化趨勢，這有助于識別潛在的故障模式。如趨勢分析可能顯示電梯門系統(tǒng)在特定使用周期后性能的下降。此外，預(yù)測模型則是數(shù)據(jù)分析中的核心，其可利用歷史數(shù)據(jù)來前瞻未來可能發(fā)生的事件。這些分析技術(shù)不僅有助于更好地理解電梯運(yùn)行狀況，還能夠指導(dǎo)維護(hù)團(tuán)隊(duì)采取更有針對性和及時(shí)的維護(hù)措施，從而提高電梯的運(yùn)行效率和安全性。

3 數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的電梯維護(hù)優(yōu)化策略

3.1 預(yù)測性維護(hù)

預(yù)測性維護(hù)作為一種基于數(shù)據(jù)分析的維護(hù)策略，旨在通過預(yù)測可能發(fā)生的故障來優(yōu)化維護(hù)計(jì)劃，從而避免非計(jì)劃性停機(jī)。其流程為：①通過收集和分析電梯的運(yùn)行數(shù)據(jù)，識別出可能導(dǎo)致故障的早期跡象。②運(yùn)用統(tǒng)計(jì)分析和機(jī)器學(xué)習(xí)模型，對電梯的未來性能進(jìn)行預(yù)測?；跀?shù)據(jù)的預(yù)測模型能夠提前數(shù)周甚至數(shù)月準(zhǔn)確預(yù)測電梯故障，從而允許提前安排維護(hù)，減少急修。此外，預(yù)測性維護(hù)還有助于資源優(yōu)化，從而指導(dǎo)維護(hù)團(tuán)隊(duì)合理分配時(shí)間和資源到更需要關(guān)注的電梯上，而不是將資源均等地分配到所有電梯上。

3.2 效率分析

效率分析是評估和改進(jìn)電梯維護(hù)活動(dòng)的重要工具。通過分析電梯維護(hù)數(shù)據(jù)可以識別維護(hù)流程中的效率瓶頸和改進(jìn)機(jī)會。具體而言：①效率分析可以揭示維護(hù)工作中的時(shí)間分配問題。如分析發(fā)現(xiàn)某些維護(hù)任務(wù)占用了較多的工時(shí)，進(jìn)而指出需要進(jìn)一步優(yōu)化的操作流程。②效率分析有助于評估維護(hù)措施的成效。通過對比維護(hù)前后電梯的運(yùn)行數(shù)據(jù)，可以量化維護(hù)活動(dòng)的實(shí)際影響，此時(shí)維護(hù)后電梯MTBF 的提高可以作為維護(hù)效果的一個(gè)重要指標(biāo)。③效率分析還可以輔助決策，如決定是否需要更換而非修復(fù)某些部件。通過進(jìn)行效率分析，電梯維護(hù)公司能夠減少一些不必要的維護(hù)工作，從而節(jié)約成本并提高服務(wù)質(zhì)量。

3.3 成本效益分析

成本效益分析是評估數(shù)據(jù)分析在電梯維護(hù)中經(jīng)濟(jì)效益的重要工具。具體而言：①成本效益分析通過減少非計(jì)劃性的維護(hù)和故障修理，使得數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的維護(hù)策略能顯著降低維護(hù)成本。②成本效益分析還能延長電梯的運(yùn)行壽命，減少更換電梯部件的頻率和成本。長期來看，這可以為電梯所有者帶來顯著的經(jīng)濟(jì)效益。③成本效益分析還有助于降低能源消耗，進(jìn)而減少能源成本。④成本效益分析還能提高維護(hù)服務(wù)的質(zhì)量，提高用戶滿意度，間接帶來更多的業(yè)務(wù)機(jī)會和收入。

4 案例分析

為了深入理解數(shù)據(jù)分析在電梯維護(hù)中的應(yīng)用，文章選擇上海某處擁有超過20 部電梯，每天人流可達(dá)數(shù)千人的大型商業(yè)綜合體的電梯維護(hù)項(xiàng)目作為研究對象，該項(xiàng)目采用了先進(jìn)的數(shù)據(jù)分析方法來優(yōu)化維護(hù)流程。該案例中的數(shù)據(jù)分析實(shí)施方法包括幾個(gè)關(guān)鍵步驟：①維護(hù)團(tuán)隊(duì)布署了多種傳感器以實(shí)時(shí)監(jiān)控電梯的速度、負(fù)載、門的開關(guān)頻率等關(guān)鍵性能指標(biāo)。這些數(shù)據(jù)通過無線網(wǎng)絡(luò)收集到中央數(shù)據(jù)庫進(jìn)行存儲和處理。②為了分析這些數(shù)據(jù)，團(tuán)隊(duì)采用了先進(jìn)的數(shù)據(jù)處理工具，包括數(shù)據(jù)清洗和歸一化，以確保數(shù)據(jù)質(zhì)量。③應(yīng)用機(jī)器學(xué)習(xí)算法，如回歸分析和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等，對數(shù)據(jù)進(jìn)行深入分析，以識別可能的故障跡象和維護(hù)需求。④基于這些分析結(jié)果，維護(hù)團(tuán)隊(duì)制訂了具有針對性的維護(hù)計(jì)劃，優(yōu)先處理那些有較高故障風(fēng)險(xiǎn)的電梯，同時(shí)對性能穩(wěn)定的電梯采取更少的干預(yù)。

經(jīng)過1 a 的試運(yùn)營發(fā)現(xiàn)，數(shù)據(jù)分析的應(yīng)用給該項(xiàng)目帶來了顯著的改進(jìn)效果和經(jīng)濟(jì)收益。具體而言：①在實(shí)施數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的維護(hù)策略后，電梯的MTBF 提高了約40%，這意味著電梯更加可靠，減少了因故障導(dǎo)致的非計(jì)劃停機(jī)時(shí)間。②通過減少不必要的維護(hù)和集中資源處理高風(fēng)險(xiǎn)故障，電梯的年維護(hù)成本降低了大約20%。③電梯的運(yùn)行效率也有所提升，能源消耗降低了大約10%，這不僅減少了運(yùn)營成本，也符合環(huán)境可持續(xù)性的目標(biāo)。④乘客滿意度調(diào)查顯示，乘客對電梯的可靠性和運(yùn)行平穩(wěn)性的滿意度顯著提高。這些結(jié)果表明，通過有效利用數(shù)據(jù)分析，不僅可以優(yōu)化電梯的維護(hù)過程，還可以實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益和用戶體驗(yàn)的雙重提升。

5 數(shù)據(jù)分析應(yīng)用面臨的挑戰(zhàn)和限制

5.1 數(shù)據(jù)質(zhì)量與完整性問題

在電梯維護(hù)的數(shù)據(jù)分析中，數(shù)據(jù)質(zhì)量和完整性是面臨的主要挑戰(zhàn)之一。具體而言：①數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性在分析過程中至關(guān)重要，錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)可能導(dǎo)致誤導(dǎo)性的分析結(jié)果。②數(shù)據(jù)的完整性也同樣重要。缺少關(guān)鍵數(shù)據(jù)點(diǎn)可能導(dǎo)致分析結(jié)果不全面，從而影響維護(hù)決策的有效性。如果某段時(shí)間內(nèi)的數(shù)據(jù)由于傳輸錯(cuò)誤而丟失，那么這段時(shí)間內(nèi)可能出現(xiàn)的故障預(yù)警信號就會無法被檢測到。為了應(yīng)對上述這些挑戰(zhàn)，維護(hù)團(tuán)隊(duì)需要確保數(shù)據(jù)收集和傳輸過程的高可靠性，并定期對收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行質(zhì)量檢查和驗(yàn)證。

5.2 隱私與安全性問題

由于電梯數(shù)據(jù)可能包含電梯使用頻率和乘客行為模式等關(guān)鍵敏感信息，因此確保這些數(shù)據(jù)的安全至關(guān)重要。具體而言：①數(shù)據(jù)采集必須遵守相關(guān)的數(shù)據(jù)保護(hù)法律規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)。②需要采取適當(dāng)?shù)募夹g(shù)措施來保護(hù)數(shù)據(jù)，防止未經(jīng)授權(quán)的訪問和數(shù)據(jù)外泄，使用加密技術(shù)對數(shù)據(jù)進(jìn)行加密存儲，以及建立嚴(yán)格的數(shù)據(jù)訪問控制機(jī)制。③定期進(jìn)行安全審計(jì)和漏洞檢測。通過定期評估數(shù)據(jù)存儲和處理系統(tǒng)的安全性，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)并修復(fù)潛在的安全漏洞。

5.3 技術(shù)與資源限制

技術(shù)和資源限制是電梯維護(hù)數(shù)據(jù)分析面臨的另一重要挑戰(zhàn)。具體而言：①對于一些電梯維護(hù)公司而言，布署先進(jìn)的數(shù)據(jù)收集和分析系統(tǒng)可能需顯著的初始投資，包括購買硬件設(shè)備、軟件許可和培訓(xùn)員工。②高級數(shù)據(jù)分析和機(jī)器學(xué)習(xí)模型需要專業(yè)知識，而這些專業(yè)知識可能在許多電梯維護(hù)團(tuán)隊(duì)中并不普遍。因此，缺乏足夠的技術(shù)人才可能會阻礙數(shù)據(jù)分析項(xiàng)目的實(shí)施和發(fā)展。③即使擁有足夠的技術(shù)和資源，電梯公司也需要確保持續(xù)的投資以維持?jǐn)?shù)據(jù)分析系統(tǒng)的運(yùn)行和升級。隨著數(shù)據(jù)量的增加和分析需求的變化，可能需要定期更新硬件和軟件，以適應(yīng)新的挑戰(zhàn)。

6 結(jié)束語

數(shù)據(jù)分析在電梯維護(hù)中的長期應(yīng)用將對整個(gè)行業(yè)帶來深遠(yuǎn)的影響。其對提升電梯的整體安全性和可靠性，降低的電梯運(yùn)營和維護(hù)成本，以及為電梯行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展等方面都將提供強(qiáng)大的動(dòng)力。未來，要持續(xù)關(guān)注數(shù)據(jù)分析的發(fā)展，為電梯維護(hù)貢獻(xiàn)更大的力量。

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