電梯是受世界各國直接管控的特種機電設備,是建設于機場自動步道、地鐵/商場自動扶梯、建筑物內等垂直交通領域的載運基礎設施。截止2023年底,中國電梯的保有量已超1000萬臺,位居世界第一,但其核心技術和市場約70%仍由國外品牌占據,一旦發生困人、溜梯、沖頂、蹲底等安全事故,將給用梯人造成不可挽回的生命和財產損失。
為能夠早期發現上述征兆,突破電梯安全的卡脖子技術,并在電梯本構設計、生產制造和服役過程中提升其安全性、可靠性和可預測性,常熟理工學院張福生教授領銜的智能電梯團隊,在中國特種設備檢測研究院及江蘇省特檢院、全國電梯標準化技術委員會和中國電梯協會的指導下,聯合上海交通大學、東南電梯股份有限公司、通用電梯股份有限公司、蘇州帝奧電梯、遠志科技等單位共同開發了“電梯健康監測與應急安全”系列關鍵共性技術,迭代突破了現代通信技術增強的智慧電梯“多模傳感器+大數據+人工智能+數字孿生”健康態勢感知、智能預警、應急安全等類腦感知和決策關鍵技術體系。
其開發的項目探明了電梯系統的曳引與制動摩擦等機-電-熱耦合、演化與運維機理,創建了電梯系統結構-性能退變-服役工況的耦合表征和識別方法,攻克了復雜服役環境下電梯曳引自平衡、平滑導向、制動退化、轎廂防墜落和健康態勢孿生監測等關鍵共性安全技術難題,推出了國內首個具有自主知識產權的電梯客流量分析系統軟件,相關成果獲美國、南非等國家的發明專利授權,達國際領先水平,引領和促進了陸基垂直軌道交通領域電梯載運安全技術的科技進步。
張福生教授帶領團隊通過產學研轉用模式,助力東南電梯獲評國家專精特新小巨人企業、助力博理新材料科技有限公司獲評江蘇省獨角獸企業、助力蘇州德里克公司獲評中國高教學會“校企合作雙百計劃”典型案例。近年來,其主持教育部產學研協同育人項目、江蘇省高校自然科學研究基金重大項目、江蘇省產學研合作項目、蘇州市產業前瞻與關鍵核心技術項目和校企產學研項目60余項,累計發表SCI/CSSCI/EI等論文128篇,參編國家電梯標準6項、審定7項;相關技術獲授權發明專利60余件,集成電路版權1項,軟件著作權10余項;聯合獲得中國發明專利優秀獎、江蘇省科學技術獎一等獎、中國發明協會發明創業獎創新一等獎、塞爾維亞國際發明展暨特斯拉節發明金獎、中國產學研合作促進會創新成果二等獎、機械工業科學技術獎科技進步獎、蘇州市“雙杯賽”科創先鋒等獎項。
其團隊在學校幾代領導和各院處辦的持續支持下,堅持“育人為本、產業為要、產教融合、創新發展”的建設定位,分別獲批江蘇省電梯智能安全重點建設實驗室、江蘇省重點建設智能電梯產業學院、江蘇省外國專家工作室、江蘇省省-市共建電梯工程實訓基地等科創載體。歷經十余年的建設歷程,其與區域智能制造企業建立了十大校企共建聯合研發中心/工程技術中心,形成了“五個第一”的產業學院建設示范引領作用(全國第一個本科電梯班、全國第一個本科電梯行業學院、全國第一套本科層次電梯系列教材、全國第一個高校電梯智能安全重點建設實驗室和全國第一個國家電梯標準化技術委員會地方高校委員)。
張福生教授團隊一直堅持以業界需求為導向,其在探索地方普通高校形成產教融合、科教融匯的生態化育人模式,并具有中國特色、世界水平的應用型卓越工程師培養體系,努力建設一支愛黨報國、敬業奉獻、具有突出技術創新能力、善于解決復雜工程問題的雙師多能型師資隊伍,加快形成電梯新質生產力、賦能區域工業企業,引領世界電梯產業的科教技術創新發展。
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