向上的藝術:從國產電梯裡,看到未來

在電梯出現以前,建築物的高度不會超過6層。如今,在全世界鱗次櫛比的高樓大廈裡,電梯都是那個最重要、也最容易被忽視的交通工具:

“電梯是一種向上的藝術——讓人們垂直穿過建築物——從根本上講是控制重力,這既是電梯的敵人也是朋友[1]。”

歷經數十年的高速發展,中國已經成爲世界上最大的電梯生產國和消費國,電梯市場規模佔據全球三分之一。截止2022年末,我國電梯保有量達到964.46萬臺[2]。

但這個全球最大的市場,卻一直是外資品牌的樂土。以日立、三菱、通力、迅達爲代表的的外資合資品牌幾乎壟斷了接近70%的電梯市場,本土品牌份額不足30%,更誇張的說法是“700多家中國電梯企業,被困在10家外企的夾縫裡”[3]。

現在,電梯市場起了新變化:一方面,增速放緩的電梯市場邁向更高質量的競爭,另一方面,技術日益成熟的國產電梯企業,正在成爲新一輪電梯革命裡的重要角色。

包括美的LINVOL在內,一批國產電梯品牌以探索者的身份衝出重圍,率先推出並實現了數智化電梯的交付。

電梯,這個鋼鐵密林裡上上下下的2㎡空間,濃縮了一代中國人的努力。

給電梯裝上大腦

和空調行業類似,電梯產業也和地產週期強相關。2016至2022年間,中國電梯產量從63.8萬臺增加至145.4萬臺,尤其是在房地產行業衝向巔峰的2018年,電梯產量同比猛增了63%,從71.9萬臺一躍至117.3萬臺。

而隨着房地產整體需求的放緩,中國電梯市場揮別高增長時代,進入了存量競爭的新階段。目前,老舊小區加裝電梯、舊梯維保升級,以及智慧樓宇引爆的“智慧電梯”需求,是電梯企業的主要發力方向。

隨着5G、大數據等技術的發展,樓宇的智慧化升級已是大勢所趨。舉例來說,傳統樓宇的門禁管理、燈光控制、消防管理等參數都沒有納入統計分析,而智慧樓宇中鋪設了大量的傳感器和物聯網設備,相當於給傳統的大樓配上了一臺計算機大腦,能夠對樓內的實時情況進行分析,實現統一管理,從而降低能耗。

經初步估算,2016-2021年間中國智慧樓宇市場規模逐年上升,產值約達到7238億元[4]。其中,電梯設備空間及能耗分別佔到樓宇建築的30%及15%,是進入樓宇行業的重要入口[5]。

智慧樓宇帶來了電梯數智化的發展趨勢,而技術迭代必然會重新改寫行業競爭格局。也就是說,過去穩居龍頭的外企,和努力創新技術的國產品牌們又站在了同一起跑線上。

在過去十年間,中國電梯保有量從245萬臺飛速增加至964萬臺,存量市場規模約佔全球的43%。但國產品牌的地位卻很尷尬:爲爭奪微薄的利潤大打價格戰,始終未能觸及高端市場,話語權仍被牢牢掌控在外資品牌手中。

但就和曾經的電動車浪潮推動中國造車新勢力崛起的路徑類似,國產電梯廠商們也正在等待着一次用技術突破去顛覆市場的機會。

正如中國電梯協會秘書長張樂祥曾表示,不同電梯產品在技術、安全性等方面差異並不大,更多的差距在於品牌塑造帶來溢價、規模化生產降低了成本等因素。在國產化背景下,數智化將是民族品牌彎道超車的一大機會[6]。

機會與挑戰並存。由於智慧樓宇對企業的要求更高,具備強勁競爭力的玩家並不多。國外企業深耕樓宇多年,技術和軟件都相對成熟,但本土適用性較差;而互聯網企業擅長智能化和數字化平臺搭建,但缺乏硬件設備。

總結來說,兼具軟硬件優勢,能夠提供全套產品和服務集成的品牌是少數。

在一衆競爭者中,美的樓宇科技有着製造業的家底,既有暖通、電梯等硬件設備的積澱,又有智慧控制系統、iBUILDING數字化平臺爲依託,成爲少數“軟硬兼具”的有力競爭者。

2021年,美的樓宇科技發佈旗下數智化電梯品牌LINVOL,以“電梯全生命週期管理專家”爲品牌定位,在電梯的研發設計、生產製造、銷售管理、安裝維護等各個環節應用數字技術,實現數據打通和信息交互,讓電梯成爲智慧樓宇的大腦。

如今19個月過去,美的LINVOL全新升級。在電梯市場環比下滑20%的2023年,美的電梯第一季度卻迎來了近20%的正增長。

數智化的大潮轟轟烈烈,作爲數智化電梯的探索者,美的LINVOL讓人們看到了國產電梯的另一種可能。

電梯裡的高科技

美的電梯工廠位於佛山市南海區獅山科技工業園內,這裡常常“空無一人”。

2022年,共有15000電梯在此下線。然而在很多裝備車間,只看得見庫卡機器臂上下翻動,這些龐大且靈活的機器人,正是美的數智電梯背後的製造者。

自2021年電梯業務併入美的樓宇科技事業部之後,美的對電梯生產基地進行了一場徹頭徹尾的“數智化”改造:在後端引入庫卡自動化系統和柔性生產線,推動整個生產過程智能化——從智能設備的互聯、數據採集,到MES製造執行系統、物流倉儲,建立了一整套領先的數智化體系。

結果就是,美的電梯工廠的人均產出增長率達到了288.88%,車間自制件製造週期縮短了37%,裝箱準確率達100%,庫存週轉率提升了30%,在去年被評爲佛山市“數智化示範車間”。

除了製造環節,LINVOL電梯還在原有電梯業務相關的研發體系、人才培養體系、安裝售後服務體系等方面進行數字化轉變。據美的樓宇科技公司副總經理、研發中心部長李建國透露,LINVOL電梯每年的研發費用爲當年銷售收入的4%-5%[7]。

LINVOL電梯的研發,首先從底層創新開始。電梯的三大核心部件包括MECS控制櫃、主機系統和門機系統。其中,控制櫃是電梯裡的核心部件,就像是電腦的CPU處理器,很多和電梯相關的操作和功能,都需要在控制櫃上集成。

傳統的MECS普遍爲電子控制,受算法制約,最多能實現4臺電梯羣控。而美的自研出了MECS 2系統,內置8梯的智能羣控技術,無需額外羣控櫃(一般超過3-4臺就需要另配),就能實現智能派梯,用更低的成本讓電梯運行效率提升20%。因此,MECS 2也被行業內譽爲下一代電梯的關鍵技術。

助力美的突破這項技術的,是美的在硬件、軟件、產品上的多年積累。例如MECS的算法提升會帶來大量的熱,存在着控制櫃起火的隱患。而美的對MECS的換熱器進行了重新設計,將類似空調壓縮機的冷媒換熱原理注入其中。

除此之外,美的還發現MECS導熱原理和新能源汽車非常類似。在導熱材料上,美的選用了碳化硅,其靈感來自於美的曾爲威靈汽車提供“碳化硅”作爲半導體材料,將半導體的效率從96%提升到了99%。

在美的樓宇科技先行研究中心電梯技術部長嚴彩忠看來,電梯集控和中央空調、新能源汽車在熱管理的底層邏輯上是一脈相承的。

2018年,馬斯克首次宣佈在特斯拉Model3裡使用碳化硅芯片MOSFET,以替代傳統的硅基IGBT。相比IGBT,碳化硅體積更小,性能優越,節能性強,還順帶解決了續航的問題[8]。特斯拉由此掀起了一場以碳化硅爲中心的“造芯革命”,電動車的電控技術沿着高效率、高性能、輕量化的方向演進。

換上了碳化硅之後的MECS 2比傳統的電梯控制櫃小50%,體積小、重量輕。一個能同時控制8臺電梯的控制櫃,一個人拎着就可以搬運,安裝更加便捷,這降低了控制櫃的土建要求和安裝難度,讓智能電梯適配多場景。

從技術難度上說,目前只有少數幾家公司掌握了新一代MECS技術;從產品性能上說,運用MECS 2技術的產品,運行更爲高效、節能、便捷。

在移動設備端,MECS 2.0控制櫃配合iLINVOL移動端平臺,在乘客端實現手機呼梯、目的樓層設置、實時樓層顯示,避免電梯擁擠,提高電梯運行效率。在客戶端實現電梯狀態可視化、維保派單等功能,達到故障預判實現預維保效果,保障運行安全。

除此之外,LINVOL還基於有源整流技術,讓能源再生利用率大於30%,比傳統電梯節能30%;運用鋼帶減震結構設計、靜音抱閘技術能夠實現無感通行、靜音乘梯,提升乘坐體驗。

正如美的樓宇科技研究院院長孟濤所說,數字化就是把傳統電梯從呆板的機械變成靈動的傳輸空間,賦予建築靈魂和智慧[9]。

在數字化領域,許多頭部的電梯廠商都有不同的嘗試。例如奧的斯推出Otis ONE™電梯物聯網系統解決方案,較早實現了電梯的雲端管理。而美的LINVOL的數字化,則是基於iBUILDING美的樓宇數字化平臺,通過自帶標配的物聯網模塊,實現手機呼叫電梯,以及智能運營、維保,從單一的梯內場景走向了整座樓宇的立體場景。

如今,美的樓宇科技研究院已開發出電梯行業內獨一無二的樓宇互聯引擎,這個數字化的底層架構,可以把電梯,空調、智能化系統放上去,打造iBUILDING信息層+M-BMS羣控層+MECS2.0控制櫃的三級智慧電梯生態。

依託於美的深厚的智慧樓宇企業基因,和全球化的製造、售後經驗,電梯將不再只是機械產品,而是移動的數字終端:它承載了樓宇內的人流和貨流數據,能夠與中央空調、樓宇控制、數字化平臺形成強協同效應,是智慧樓宇重要的“入口”。

也就是說,一旦電梯、暖通、安防等各個系統之間的壁壘徹底打通,美的數智電梯能夠和智慧樓宇融爲一體,創建整座大樓的智慧生態。

某種程度上,美的做數智化電梯,早已不限於產品層面的低維競爭,而從更高維度的“生態”出發,用技術革新全產業鏈,重構一個萬物互聯的數智世界。

參考資料

[1] The Evolution of Elevators: Physical-Human Interface, Digital Interaction, and Megatall Buildings

[2] 電梯行業:預期改善,國產替代有望提速,浙商證券

[3] 700多家中國電梯企業,被10家外企困在夾縫裡,華商韜略

[4] 預見2022:《2022年中國樓宇智能化行業全景圖譜》

[5] 併購國產電梯、進入智慧樓宇,7000億市值的美的如何撕掉家電標籤?

[6] 張樂祥:國產化、數智化趨勢下,民族電梯品牌彎道超車機會來了!電梯科技

[7] 美的數智電梯來了,由庫卡機器人生產!與傳統電梯相比更聰明

[8] 造神者推倒神像:碳化硅的崛起和塌房,遠川研究所

[9] 從LINVOL“數智電梯”的發佈,看美的“智慧建築”的雄心

作者:楊典

編輯:胡曉琪

視覺設計:疏睿

責任編輯:李墨天