近日，天津大學機械學院2015級工程博士王琪冰參與的森赫電梯「河南林州天平山——懸崖上的電梯」重點項目榮獲由世界電梯雜誌《電梯世界》主辦評選的第十七屆「2016年度電梯世界工程獎」三等獎。「電梯世界工程獎」，是電梯行業內的最高獎項，被選出的項目都是代表全球電梯領域的經典之作。作為全球電梯行業中的最高獎項，王琪冰獲得的此獎項也是本年度唯一一名獲得此項榮譽的中國大陸高校的研究生。
王琪冰本科就讀於北京師範大學漢語言文學專業，談起當時轉戰機械工程研究方面的經歷，他也有些無奈：「大學生剛進企業不會讓你直接進辦公室，而要放到一線去磨練。既然是去生產研究一線，就要和一些機械、技術打交道，那就只能重新學過啊。」王琪冰解釋，「那時候最苦惱的就是那些設計圖紙，很難理解，只能厚著臉皮多問問工程師，才能有些進展。」而這之後，才有了他不斷求學、四處交流的科研經歷。
王琪冰在天津大學攻讀工程博士期間，在博導冷永剛教授的指導下圍繞「基於極端條件下高性能大型乘客電梯設計及產業化研究」科研項目展開了一系列的創新性研究工作。這次獲獎的項目「河南林州天平山——懸崖上的電梯」，就充分展示了王琪冰在這方面的研究成果。
電梯作為天平山景區交通的全新體驗，它的建成也對景區的客流量起著科學的調配作用。但是作為一個完全裸露在野外的電梯，不僅極端天氣、峽谷的溼氣對於電梯設計有極大挑戰，還有極具挑戰的120米的提升高度，這些都導致電梯設計時，在安全檢測方面有高要求，也有高難度。王琪冰參與的項目不僅克服了這些難題，而且還讓電梯「更安全、更舒適、更智能」。
電梯曳引繩通常使用鋼絲繩，其狀態直接影響到電梯的安全運行。由於曳引繩工作時一直處於與電梯繩輪繃緊摩擦的狀態，因此不可避免地將存在斷裂的隱患。在曳引繩斷裂之前，通常會出現不同程度的毛刺現象。如能檢測到曳引繩的毛刺情況，便可獲悉曳引繩的安全性。針對全球範圍內電梯曳引繩磨損狀態還依賴於人為定期維護觀察，尚未實現曳引繩磨損狀態的實時監控監測，較細的毛刺故障難以檢測的難題，王琪冰和他的團隊提出了曳引繩智能隱患預警技術，開發了基於高精度雷射檢測技術的曳引繩斷裂安全隱患自動檢測與報警系統。該系統應用高精度雷射檢測設備，在曳引繩升降過程中利用雷射照射掃描曳引繩各區域，當曳引繩上出現初期絲狀毛刺時，圖像採集屏將接收衍射圖案，後臺處理器將持續比較圖像採集屏獲取的圖案信息，當系統判斷曳引繩出現毛刺時，將自動通過隱患報警指示燈發出隱患警報，毛刺檢測解析度達到300微米，從而實現了電梯曳引繩斷裂安全隱患的自動檢測與報警。「也就是說，我坐在辦公室就能知道電梯現在的安全情況。」王琪冰解釋。
王琪冰和他的團隊在項目中改進了傳統的電梯限速器，設計了一種繩輪制動器，實現了當電梯意外移動時，對系統進行保護，觸發雙向安全鉗動作，將電梯停留在電梯導軌上的功能。電梯限速器系統，是在電梯發生超速和斷繩時起保護作用的安全裝置。傳統的限速器，其側板上沒有任何附加部件，不具備使電梯意外移動的情況下立即停止的可能。經他們改進後的繩輪制動器的研發則填補了目前電梯缺少防意外製動裝置的空白，實現了意外事故時轎廂及時準確的制動。「像最近發生的一些電梯停不到位，或者是意外移動導致的事故，都是因為沒有防止轎廂意外移動的裝置。」王琪冰介紹， 「這種裝置對於電梯安全其實非常重要！我們國家今年剛通過發布的《電梯製造與安裝安全規範》中就新增了這個關於防止轎廂意外移動的要求。」
王琪冰團隊還開發了電子式轎廂智能減震技術，通過在轎廂的底面上設置減震地板，並在減震地板和轎廂的底面之間設置阻尼減震單元，以動態力實時補償方式抵消震動過程中速度變化產生的不適感，提供實時匹配的緩衝力，最大振幅降低60%，其緩衝效果相對彈簧減震高很多，乘客的舒適度也極大地得到了提高。此外，他們還開發了基於智能物聯網與雲計算技術開發的電梯遠程監控雲服務平臺,實現了移動終端與雲端中央監控中心對電梯運行關鍵數據的同步顯示，工作人員可隨時隨地獲取所需的電梯實時運行數據。基於電梯遠程監控數據，王琪冰團隊的項目還實現了電梯故障智能預警功能。通過在軟體平臺人為預設各類關鍵數據的故障閾值，採用雲端巡檢方式不間斷監控和對比相關數據，當所採集的數據突破預設的故障閾值時，系統可自動向多渠道（雲端維保中心，維保人員移動終端APP等）發送電梯維修預警信息。預警信息以故障信息包的方式顯示，包括了故障電梯編號、故障類型、故障樓層等重要信息，方便維修人員開展後續維修工作。
「在做這個項目的時候，我們先實地考察了半年，設計方案用了兩年，之後還有不斷地重複實驗過程。」王琪冰說，「在做曳引繩的拉力破壞實驗時，因為不同型號的鋼絲繩，它的毛刺狀況、磨損情況，以及雷射用什麼角度檢測等等，都需要我們一點一點的去試驗、調試。」王琪冰坦言:「相當磨人，大家都是在不斷地試驗以保證它是準確無誤的。必須要說，團隊的協作、相互支撐是我們最終能夠成功的關鍵。最後能獲得這個獎，以及得到檢測中心的認可，大家都非常的高興，證明之前的所有努力都沒有白費。」
森赫電梯股份有限公司已將項目相關技術成果成功應用於GRPS系列乘客電梯產品。該技術投入市場以來，為企業帶來了良好的經濟效益與社會效益，近3年直接經濟效益9.6億元，利潤1億元，實現了代替國外同類產品的目標，被科技部授予國家火炬計劃產業化示範項目。
而對於未來，王琪冰表示，明年5月，他將會申請到英國利物浦大學深造，在有關智能化技術方面進行學習交流，希望把一些國外先進的新技術引入到國內，使國內電梯行業更好地發展。同時，他也會申請2017年的國家項目，繼續研發電梯新技術，攻克新難關。（中國日報天津記者站）