电梯零部件参数化设计仿真系统项目验收工作总结报告项目编号：20243A357中职业技术学院目录一、项目概述1 1.1项目的基本信息及项目来源1 1.2项目的立项依据及承担人状况1 1.3研究内容，技术方案、方法和技术路线的选择4二、项目研究进程与主要工作7 2.1电梯零部件产品资料的收集整理及系统录入8 2.2测绘电梯零部件，制作三维模型，构建三维模型库所需的素材15 2.3构建电梯零部件设计系统平台，将三维模型集成到系统中，完成电梯零部件参数化设计仿真系统的开发20三、合同指标的完成情况25 3.1合同规定的具体研究内容完成情况25 3.2技术指标和效益指标的完成情况26四、项目创新点和取得的突破27五、项目经费使用情况28六、项目人员组成及分工29七、项目取得的成效30八、对项目执行情况的自我整体评价，对项目应用和转化的设想、建议31一、项目概述1.1项目的基本信息及项目改革开放以随着中国经济持续增长，城市化和乡镇化建设步伐不断地加快，房地产业蓬勃发展，给电梯行业的发展提供了前所未有的机遇。电梯是随着高层建筑的出现而发展起的一种垂直运输工具，是现代城市生活必不可少的交通工具。电梯承担着高层建筑中大量的人流和物流的输送，其作用在建筑业中至关重要。中高层写字楼、办楼、饭店和住宅楼，服务性场所和生产部门如医院、商场、仓库、生产车间等，拥有大量的乘客电梯、载货电梯等各类电梯及自动扶梯。电梯的生产情况和使用数量已成为衡量一个国家现代化程度的标志之一。1980年，我国电梯的年安装量仅为2249台，2025年我国电梯的总产量约为57.97万台，同比增速约为9.58%，保有量约为292.24万台。尽管如此，我国的电梯行业依旧方兴未艾。目前我国已经成为世界上最大的电梯生产国和使用国。国内生产的电梯在安全性和功能性等方面已差别不大，电梯行业机械零部设计具有单个零简单，依据不同合同项目部配置多，整梯的装配体庞大等特点。由于每台电梯的提升高度、井道布置、安装位置等都没有统一的标准，这就为电梯的结构设计开发带难度，需要在电梯试验塔内不断更换调整不同性能的样机零部,再反复测试样机的动态舒适性选型确定较好的产品配置。1.2项目的立项依据及承担人状况1.2.1目的意义本项目的研究目的在于设计电梯设计虚拟装配仿真平台，该平台尽可能的收集市场上电梯配厂商的部产品，录入产品信息，构建三维实体模型，可以实现模拟真实电梯部件的装配情况，在此仿真平台基础上对电梯整机设计尺寸进行干涉测试，对电梯部件装配结果和工作过程进行各种仿真等。本项目的研究意义在于采用电梯部件参数化设计仿真系统可以实现电梯三维零件模型的虚拟装配，进行产品的结构验证、运动分析，提高设计的准确性；零件、装配体之间具有相关联性，可大大减轻设计修改的工作量，缩短产品开发周期；通过电梯部件参数化仿真设计系统提供的选型计算功能对系列部件的参数进行挑选，能减少产品开发时间以应对不同项目对设计提出的快速响应的需求。1.2.2国内外概况电梯出现到现在已经有150多年历史，在这150年的历史中全球电梯技术飞速发展，中国也从无到有，现在中国的电梯技术已经融合国际先进技术于一体，形成了特有的电梯技术系统。随着计算机软硬技术的迅速发展以及工程施工技术的改进与提高，新技术新设计方法的不断推出和应用，电梯设计从原的手工绘图设计、二维平面发展到现在参数化、系统模块化设计，计算机辅助设计技术已经日益完善，在机械领域得到了广泛的应用，而这些技术的发展又对软的完善和提高提出了新的需求。由于电梯仿真的重要性和复杂性，长期以，国内外对于电梯仿真技术的研究一直都在进行，并都取得了一定的研究成果。总的说，国外的电梯行业起步较早，因此对电梯的各种技术的研究也较早。布尔斯工程师研究会的RobertS.Caporale等人投入了十年的时间共同开发了命名为“Eletran”的电梯交通分析程序——ELEVATETM，它适应于电梯的控制系统。电梯系统设计人员可以利用该软确定能够为乘客提供有效的输送能力和高质量服务的最佳电梯控制方式。我国的电梯技术研究较之国外说，起步晚，就国内的科研院校和专业机构和说，有不少大学在电梯控制仿真平台方面做了一些的研究，但是对于结构选型设计说，研究的还不够深入，还没有成熟的相关产品，目前国内外还尚未建有针对电梯零部件的三维产品库仿真平台。1.2.3市场预测与发展趋势在电梯的设计当中，虽然越越多的使用现代设计方法，如计算机仿真技术进行模块化设计等，但就应用水平看，目前状况是国外企业强于国内，有些技术目前在国内虽然也有应用，但是只是应用程度不深，有的也只是处于尝试、探索阶段。因此，目前国内的设计水平与国外相比还有很大差距，国内市场中一些高科技及地标性建筑，清一色的被国外品牌所垄断，如广州电视塔、天津广播电视塔、上海东方明珠电视塔、北京银泰大厦，上海金茂大厦及兴建的世界第一高楼上海环球金融中心都使用的是国外品牌电梯。随着我国经济的高速发展，电梯行业在我国有着广阔的前景。模块化设计的理念是在生产企业希望快速响应市场，同时降低产品开发成本，缩短设计周期的要求下提出的，其基本思想是以有限的模块组成多样的产品，达到既满足用户对产品的个性化要求，又保证批量生产从而降低成本的目的，模块化是一种设计思想，也是产品的制造基础。可以预见到在不久的将来，会有越来越多的科研力量投入到电梯仿真系统的研究上来。1.2.4承担人概况该项目由中职业技术学院承担，中职业技术学院是一所省市共管、以市为主，面向社会，面向市场，培养高素质技能型人才的办全日制普通高等学校，2021年6月正式挂牌成立。学院占地面积600余亩，建筑面积18万平方米，图书馆藏书共计43.7万册，前后投入资金近7亿。学院现有机械工程系、电子信息工程系、计算机工程系、经济管理系、艺术设计系、基础教学部等6个教学系部，在校学生近7000人。学院现有专任教师170余人，副高职称以上教师58人，占教师总数的34%，具有博士、硕士学位的教师112人，占教师总数的65%，近半教师拥有企业工作经验。学院大力实施高级人才引进工程、教授+技师培养工程、专任教师工学结合工程、骨干教师国际化培训工程和能工巧匠落户工程，拥有316名专任教师，和以世界级手模大师马乐、明阳风电集团董事长张传卫等为代表的100多名客座教授。学院秉承“修德、砺能、笃行、创新”的校训精神，积极推行“工学结合、政校企合作”人才培养模式改革，力创有特色的高职教育新路子。目前，学院已与200余家企业在专业设置、程改革等方面展开了长效、深度的合作。50余名学院教师作为省、市级科技特派员派驻镇区，助力产业升级转型和企业技术进步。广东装备制造工业研究院和市内30家行业协会进驻学院，20余家企业与学院联合开办人才培养订单班。学院“政校企合作”人才培养体制改革试点方案获省教育厅批复同意。学院自觉践行科学发展观要求，按照强化内涵建设、深化教育教学改革、建设和谐校园的整体思路，遵循质量立校、人才强校、创新名校的治校方略，为打造“特色鲜明、国内一流”的省级示范性职业技术学院而努力。中职业技术学院电梯维护与管理专业是国内第一个筹建成立的高职类专业，其开办于2022年，现已毕业学生共500余人。电梯专业教研室拥有教师16名，其中高级职称7人，中级职称6人；拥有电梯教学科研设备共300余台套，总投资1000万元；发表科研与教学方面论文几十余篇，申请电梯技术方面专利共4项，作为中山市电梯协会理事单位，长期从事电梯工程技术的教学研究，为电梯企业提供技术咨询服务。电梯维护与管理专业是广东省重点建设专业，广东省示范院校重点建设专业，在政府、企业、社会的共同努力和积极推动下，建立有“全国电梯行业首批特有工种职业技能鉴定站”、“中央财政支持电梯维护与管理专业实训基地”、“广东省中山市专业技术人员继续教育基地”、“中山市服务业实用型人才培养基地”。以殷勤为首的课题组成员长期从事机械产品、机电一体化产品、计算机应用技术的科研开发，拥有丰富的实践经验。曾完成游乐设备运行状态监测及关键零部件预警系统（20233A259），新型电梯门机系统、发动机气门在线检测生产线、载人电梯远程无线检测系统等项目的开发，并为电梯生产企业提供过技术解决方案和产品结构整合方案，比较熟悉电梯的设计、制造和产品特点，这样一个优秀团队完全有能力肩负起该项目的研制工作。1.3研究内容，技术方案、方法和技术路线的选择为了解决电梯设计中的问题，发挥计算机的优势，增强设计者之间的协同设计能力，大多电梯企业通过引进三维设计系统增强企业的产品设计开发能力，提高产品设计质量，缩短产品研制周期，提高企业的经济效益。但大多系统是通用的辅助设计软，不是针对电梯行业的专业设计软，而且协同设计性不强，只有通过对系统进行专业化的二次开发，把通用的系统转化为具有电梯专业特色的系统，如开发专业电梯零部参数化设计仿真系统的设计平台，才能真正满足电梯企业用系统的目的。1.3.1具体研究开发内容（1）项目中电梯零部资料的收集整理及系统录入。电梯零部产品样本将提供这种产品的生产与流通信息，诸如企业概况、企业联系方式、在本行业中的地位、技术实力、商品开发水平、产品销售能力等，都可以从产品样本中获得。产品样本能从性能、用途、特征、参数、型号、品种等多方面描述某一产品，因此能反映较详尽的科技信息。另外产品样本所描述的产品是科技开发与工程设计的最终成果，所以其信息成熟可靠，生产应用性强，产品样本中提供的产品图片外观，提供的3维模型图是电梯新产品开发中重要的技术参考。由于产品存在着竞争，产品样本同时也是企业宣传产品的重要手段之一，扩展产品样本上的各种信息，如产品的专利申请及获得情况、产品所达到的标准等级、产品的商标、产品获奖情况、产品的销售地域等，因而产品样本也是获取专利、标准、商标等情报的重要信息。（2）测绘电梯零部，制作3D模型，制作成素材。利用SolidWorks软构建产品三维模型库，方便用户直接调用。使用三维模型，可以使零设计更加方便。在装配环境中设计新零，也可以利用相邻零的位置及形状设计新零，既方便又快捷，避免了单独设计零导致装配的失败。使用三维模型，可以使装配零更加直观。在装配过程中，可清楚地看到内部的装配结构。整个机器装配模型完成后还能进行运动演示，对于有一定运动行程要求的，可检验行程是否达到要求，及时对设计进行更改，避免了产品生产后才发现需要修改甚至报废。使用三维模型，可以使缩短机械设计周期。采用三维CAD技术，机械设计时间缩短了近三分之一，大幅度地提高了设计和生产效率。在用三维CAD系统进行新机械的开发设计时，只需对其中部分零部进行重新设计和制造，而大部分零部的设计都将继承以往的信息，使机械设计的效率提高3至5倍。（3）将零部3D模型导入系统，通过系统将模型集成到基于网络的电梯零部设计平台。采用J2EE体系结构，它提供中间层集成框架用满足高可用性、高可靠性以及可扩展性的应用的需求。通过这一统一的开发平台，提供对现有应用程序集成强有力支持，它有良好的向导支持打包和部署应用，添加目录支持，增强了安全机制，提高了性能。采用Tomcat型服务器，开发和调试JSP程序，利用它响应对HTML页面的访问请求。经过系统程序测试和功能测试，修改后提交完成系统版本。1.3.2采用的研究方法，技术路线的选择（1）本项目采用的研究方法首先采用调研法。本项目将对协同设计中常用的体系结构和关键支撑技术进行研究，讨论网络层、协同层以及应用层的实现方法。其次采用实验法。本项目采用三维零部件参数化设计的两种模式，即通过尺寸的关联来进行设计，另一种通过定义系列零件设计表来快速实现部件的参数化和多配置。结合企业电梯产品的设计流程，建立系统的主要功能模块，并对各功能模块的设计及实现给出详尽的解决方案。最后采用经验总结法。研究仿真设计平台各功能模块的实现方法与集成过程，通过利用协同设计平台得到产品资料，利用该协同设计平台帮助电梯设计人员完成新产品的开发工作以及日常的电梯设计任务。（2）技术路线的选择首先电梯零部参数化设计系统的开发需要收集和整理电梯零部生产企业的各种型号的电梯产品数据，利用三维软构建主流型号的电梯零部三维模型。其次根据典型电梯通用零部的特征构建参数化的三维建模系统，对三维设计软进行二次开发，使三维软及模型可集成到设计系统之中。最后编写界面及代码，将数据库、三维模型、软界面及其它各知识模块进行系统集成，根据电梯整梯设计需要可以从系统中的部库内直接调入相关部，并将其装配到即将研发的新型电梯中，实现电梯样梯的三维显示和虚拟装配。二、项目研究进程与主要工作本项目实施中针对本系统的开发多次组织行业专家、电梯企业技术人员开展讨论与研讨，对系统运行使用的效果进行论证与评估。研发团队充分借助中山职业技术学院电梯专业现有的技术力量和科研设备，掌握当前系统开发的先进方法，使电梯部件参数化设计仿真系统的开发研制得以顺利进行。最终整个项目按照既定的方案和计划执行，开发所需的硬件设施（电脑硬件系统、软件及素材、各类电梯部件等）均已到位，通过研发人员的努力，成功完成电梯零部件产品样本技术资料采集、整理和录入，圆满完成电梯零部件三维结构模型参数化建立，进行数据库、三维模型、软件界面及其它各知识模块系统集成，形成完整的电梯零部件参数化设计仿真系统。电梯零部参数化设计仿真系统是电梯新产品研发设计的平台，用三维化提高产品数据验证效率，对电梯零部件产品进行管理。针对目前电梯整梯生产企业没有各种型号电梯部件三维样本数据库的状况，收录构建了丰富的产品样本数据，包括：企业信息、企业产品目录、产品一般性说明书、产品标准图片、产品技术资料等。能够自动生成电梯零部件产品的三维模型，从而缩短电梯整梯设计的开发周期，提高设计准确性及正确率，降低非标设计比率，加快合同处理速度，优化设计方案，提高效率，降低成本。电梯零部参数化设计仿真系统总体结构分为：系统管理、设计计算及选型系统、三维零部参数化设计系统、数据库管理和设计辅助工具等组成部分，其主要结构如图1所示。图1电梯零部参数化设计仿真系统的功能组成电梯零部参数化设计仿真系统结构中的各功能模块包括：1）系统管理：该模块是电梯零部参数化设计仿真系统的支撑平台，使整个系统得以正常运行。2）设计计算及选型系统：将工程师设计经验融合在系统中，在设计人员电梯选型配置过程中常用数据参数计算时提供方便，进行快速选型设计计算和校核。3）三维零部件参数化设计系统：能够帮助电梯设计人员完成新产品的开发工作以及日常的电梯设计任务,提供自动生成电梯零部件三维模型，实现样梯的三维显示和虚拟装配；方便用户开发新的零部件，避免大部分重复开发工作,可显著提高企业快速响应市场的能力和新产品开发的效率。4）数据库管理和设计辅助工具：向企业和用户提供产品样本资料方便用户查找电梯零部件生产厂商的产品信息。在项目研究过程中的研究进程和主要工作总结如下。2.1电梯零部产品资料的收集整理及系统录入电梯零部参数化设计仿真系统中的产品样本，可提供电梯零部件产品的生产与流通信息，产品的技术参数，产品专利、标准、商标等信息，产品的外观图片和3D模型图。2.1.1通过深入电梯行业协会、电梯行业相关政府部门、电梯企事业单位调研走访，收集主流电梯零部厂商产品样本120套。深入国家电梯行业和技术管理的归口单位中国建筑科学院机械化研究分院（中国电梯协会、国家电梯质量检验检测中心的依托单位），调研电梯零部设计生产最新动态；参与中国电梯协会举办的“2025中国电梯大会”收集企业名录；通过咨询中市电梯行业协会提供的中市电梯生产企业的产品数据，实地走访深入调查电梯企事业单位的产品信息；结合第三方企业咨询司的“2023-2026年中国电梯行业市场及发展分析报告”的数据和信息，明确了产品样本目录，优化收集整理了主流电梯零部件厂商120套产品样本和技术资料。表1主流电梯零部厂商产品资料序号。
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