منصة Gen360™، الجيل القادم من المصاعد الرقمية والمستدامة

بقلم باسكال ريبيلارد وألبير كاليسكان وفيجاي لاكامراجو

تم تقديم هذه الورقة في الندوة الدولية للمصاعد والسلالم المتحركة لعام 2023 في إدنبرة، اسكتلندا.

الملخص

تستمر الاتجاهات الكبرى للتحضر وتفاعلاتنا المتغيرة مع مساحات البناء في جلب فرص وتحديات جديدة في مجال النقل العمودي للمباني. واستمرارًا لإرثها من الابتكار، تلبي أوتيس هذه المتطلبات مع Gen360^TM منصة من خلال دمج عدد لا يحصى من التقنيات الرقمية والموفرة للطاقة التي توفر ميزات جديدة للسلامة والأمن، وتحسين خدمة العملاء والخبرة وتقليل التأثيرات البيئية. 

الجين 360^TM المنصة هي ثورة رقمية حقيقية. وهو يشتمل على أنظمة إلكترونية قابلة للبرمجة في تطبيقات السلامة المتعلقة بالمصاعد (PESSRAL)، وهو نظام برمجي إلكتروني جديد يحقق أحدث معايير السلامة الدولية ويوفر تشخيصات محسنة. أصبح من الممكن تحقيق قدر أكبر من السلامة لفنيي الخدمة من خلال السماح للميكانيكيين بالوصول إلى سطح السيارة من منصة داخل السيارة. تعمل حلول إنترنت الأشياء (IoT) المخصصة على جمع البيانات المهمة وإنشاء رؤى فيما يتعلق بسلامة المصاعد باستخدام تحليلات البيانات الضخمة. يتم استخدام هذه الرؤى للصيانة التنبؤية ولتقليل وقت التوقف عن العمل بشكل كبير. يؤدي التفاعل عن بعد بشكل أكبر إلى تقليل الحاجة إلى نشاط الصيانة الشخصي، مما يزيد من توفر الوحدة ويقلل أيضًا من ثاني أكسيد الكربون₂ الانبعاثات الناتجة عن حركة مرور المركبات نتيجة زيارات موقع الميكانيكيين. توفر شاشات العرض داخل السيارة واجهة وتواصلًا أفضل للركاب. ومع ذلك، فإن زيادة الرقمنة والاتصال تزيد من التعرض للهجمات السيبرانية. مع Gen360^TM منصة، اتخذت Otis خطوات أكثر جرأة في تنفيذ ضوابط الأمن السيبراني الرئيسية، بما في ذلك التمهيد الآمن، والاتصالات الآمنة متعددة الطبقات والواجهة الخلفية المستندة إلى السحابة مع إجراءات المصادقة والترخيص المطلوبة. 

لقد تم استخدام تحسينات التصميم مثل وضع الطاقة الاحتياطية العميقة المتقدم لإحداث تأثير إيجابي طوال دورة حياة المنتج بأكملها، مما يؤدي إلى فوائد بيئية. الجين 360^TM حققت المنصة كفاءة في استخدام الطاقة من الدرجة الأولى وفقًا لمعيار ISO 24745، مما أدى إلى توفير الطاقة وائتمانات للمباني والبلديات.

إن الجمع بين الاتصال الرقمي الأصلي والاستخدام الذكي لميزات الاستدامة يجعل Gen360^TM منصة معيار السوق الجديد لمنصات نظام التنقل العمودي. 

1. مقدمة 

ومن بين الاتجاهات الكبرى في المستقبل، يعد التحضر أحد أهم الاتجاهات. كما أوضح تقرير للأمم المتحدة.^[1] يعيش 55% من سكان العالم في المناطق الحضرية، وبحلول منتصف القرن، سيعيش حوالي ثلثي سكان العالم (68%) في المدن. وبشكل عام، بحلول عام 2050، من المتوقع أن يزيد عدد سكان الحضر في العالم بمقدار 2.5 مليار ساكن. ويقال أيضًا أنه خلال تلك الفترة الزمنية، مع 5.6 مليار نسمة من سكان المناطق الحضرية، من المتوقع أن تضم المناطق الأقل نموًا 83% من سكان الحضر في العالم و87% من إجمالي سكان العالم. علاوة على ذلك، بحلول عام 2030، وفقا لبعض التوقعات، سيكون لدى العالم 43 مدينة كبرى يزيد عدد سكانها عن 10 ملايين نسمة ــ يقع الكثير منها في آسيا وإفريقيا. 

تقرير آخر من الأمم المتحدة^[2] ويظهر أن النمو المستمر للتحضر يصاحبه أيضًا ظاهرة عالمية كبرى أخرى: شيخوخة السكان التي تنمو بشكل أسرع، والتي تشمل الآن أفريقيا وأجزاء من آسيا.

يدفع هذا التطور الديموغرافي السلطات العامة إلى إصدار تشريعات لضمان استفادة كبار السن (أحيانًا الذين يعانون من بعض الإعاقات) من مزايا التحضر من خلال وضع القواعد المتعلقة بالوصول إلى البنية التحتية العامة، فضلاً عن استخدام أنواع مختلفة من معدات التنقل للمساكن والمباني المرنة. .^[1]

إنها لحقيقة أن النمو الحضري يزيد بشكل كبير من التلوث واستهلاك المواد الخام والطاقة.^[3] في الوقت الحالي، يولد التحضر معظم إجمالي انبعاثات غازات الدفيئة ويمثل أكثر من 75% من إجمالي استهلاك الموارد (بما في ذلك الطاقة) و50% من النفايات العالمية.^[2] علاوة على ذلك، بعد ثلاثين عاما من الآن، سوف تستخدم المدن ما يقرب من 30% من الموارد الطبيعية للكوكب بالكامل.^[2] لذلك، فمن المنطقي أن المنظمات الدولية والكيانات غير الحكومية والمجتمعات المدنية تدعو إلى التحضر المستدام وإلى تغييرات في السياسات العامة للانتقال نحو مدن منخفضة الكربون (وهو عامل رئيسي في تغير المناخ)، ومدن تتسم بالكفاءة في استخدام الموارد والبنية التحتية الشاملة. والتنفيذ الأكثر فعالية لممارسات الحفظ لمنع التدهور البيئي.^[3]

ويلعب الابتكار دورا هاما في التحضر المستدام. وفقا لمعهد ماكينزي العالمي.^[4] ويمكن للحلول الرقمية أن تحسن بعض مؤشرات جودة الحياة بنسبة تصل إلى 30%. وعلى وجه الخصوص، ستمكن التقنيات الرقمية مثل أجهزة استشعار إنترنت الأشياء والذكاء الاصطناعي والحوسبة السحابية من الكشف المبكر عن مشكلات الفشل وتؤدي إلى زيادة الكفاءة. ومن خلال القيام بذلك، ستساعد هذه التقنيات في معالجة اتجاهات النمو السكاني، بما في ذلك شيخوخة السكان، وتوفير فرصة لمكافحة تغير المناخ من خلال تقديم حلول أنظمة إدارة الطاقة الفعالة، بالإضافة إلى توليد الطاقة المتجددة وتخزينها.^[2]

إن العالم يقف عند رابطة الاتجاهات الكبرى المقبلة: التوسع السكاني، والتوسع الحضري، والتحول الرقمي، والطلب على مدن أكثر اتصالاً واستدامة. التغيير ثابت. كما أنه يجلب الفرص والتحديات التي تتطلب حلولاً جديدة. كانت شركة Otis رائدة في مجال أعمال المصاعد منذ 170 عامًا، وترتبط أعمال Otis بشكل استراتيجي بالاتجاهات الكبرى للتحضر وكيف يتغير الناس في أساليب حياتهم وعملهم. 

2. ما الذي يجعل Gen360^tm منصة فريدة من نوعها؟

أ) فهم احتياجات العملاء

قبل تصميم Gen360^TM تم إجراء استطلاع رأي لجميع الأشخاص، بدءًا من المهندسين المعماريين إلى المالك/المديرين، لمعرفة كيف يمكن لـ Otis سد الفجوات من خلال عروضنا. تم الكشف عن خمسة مجالات رئيسية للتركيز على ابتكاراتنا:

كفاءة التصميم والمساحة (نتوء السقف القبيح) والاستدامة

السلامة - خطر الانحباس: تقليل الضغط غير المبرر على الركاب الناتج عن احتجازهم في المصعد

انقطاعات الخدمة غير المتوقعة: تحتاج إلى عودة أسرع إلى الخدمة.

الخبرة - مواكبة الركاب: الحاجة إلى التكنولوجيا التي تفوق توقعات المستهلك.

الدعم-دعم العميل: تحتاج إلى أدوات لتبسيط تصميم الوحدة ومواصفاتها وتركيبها وإدارتها

ب) إعادة تصور التصميم

تم إجراء التصميم باتباع منهج MBSE، أو هندسة الأنظمة القائمة على النماذج، والذي يتكون من تطبيق وجهات النظر الثلاثة: التشغيلية والوظيفية والإنشائية.

والغرض من وجهة النظر التشغيلية هو تحديد المهمة والاحتياجات بوضوح. يحدد العرض الوظيفي الوظائف الضرورية لتلبية الاحتياجات، بالإضافة إلى التدفقات المتبادلة بين الوظائف المختلفة داخل النظام، ولكن أيضًا مع البيئة. وأخيرًا، النظرة الإنشائية هي المكان الذي يتم فيه تحديد الحلول المادية.

هناك محرك رئيسي آخر يتعلق بالتطوير وهو أن هذا المنتج الجديد قد تم تصميمه (ميكانيكيًا وكهربائيًا وإلكترونيًا وإنترنت الأشياء) منذ البداية كمنصة عالمية. وفقًا لتعريف النظام الأساسي، فهو يجسد مجموعة من الواجهات والأجزاء والمكونات والوحدات والأنظمة الفرعية التي تشكل بنية مشتركة يمكن من خلالها تطوير وإنتاج مجموعة من المنتجات المشتقة بكفاءة. 

تم تأسيس الجيل السابق من المصاعد، Gen2®، على تصميم مدمج بدون غرفة آلة (MRL)، وذلك بفضل استخدام أحزمة الجر بدلاً من الحبال. تجاوز تصميم MRL وتقديم الاتصال وإنترنت الأشياء، Gen360^TM النظام الأساسي عبارة عن نظام رفع تم إعادة تصميمه بالكامل وأصبح ممكنًا من خلال البحث والتطوير الشامل الذي يجمع بين المعدات والبرامج والخدمات الجديدة، ويعيد تصور كيفية تلبية احتياجات العملاء بشكل مدروس.

كفاءة المساحة - الصيانة من داخل السيارة:

الجين 360^TM تعمل المنصة على زيادة حجم السيارة وتقليل مساحة الرفع في المبنى. يلزم وجود مساحة ملجأ بين الجزء العلوي من السيارة وأعلى الرافعة بموجب كود EN 81-20 لضمان افتراض التوافق مع توجيه الرفع، مما يحمي الميكانيكي الذي يقوم بعمليات الصيانة من أعلى السيارة. يصل الميكانيكي إلى أعلى السيارة من منصة العمل داخل المصعد، مما يسمح بعمليات صيانة آمنة ومريحة مباشرة من داخل السيارة (الشكلان 1 و2). 

يمنع نظام الأمان أي حركة غير مقصودة للسيارة عند فتح المنصة. يعتبر البناء أسهل وأسرع وأقل تكلفة (بناء النتوء وعزله للماء) كما أنه أكثر موثوقية مع مرور الوقت، حيث لا يلزم قطع عزل السقف. 

الجين 360^TM تتضمن المنصة أيضًا بعض الميزات الرئيسية التي تتيح زيادة كفاءة الرافعة:

• لا مزيد من البكرات الحاكمة والشد، وبالتالي توفير مساحة في الرافعة بفضل مشغل الأمان الإلكتروني (ESA)
• واقي أصابع قابل للطي؛ أداة تمكين للحفرة المنخفضة للحصول على حل قوي وصامت
• انخفاض النفقات العامة والحفرة المنخفضة مجتمعة

ج) إعادة تصور السلامة

الجين 360^TM تضع المنصة معايير جديدة للسلامة تتيح إجراء تقييم فوري للموقف وتعزيز الإنقاذ عن بعد بفضل وسائل الأمان النشطة الجديدة.

الميزات الرئيسية والنظام الفرعي الذي يتيح هذا الابتكار هي: 

• العمارة بيسرال
• النظام المرجعي للموقف المطلق
• مشغل الأمان الإلكتروني، من أنظمة الأمان الميكانيكية إلى أنظمة الأمان الإلكترونية (التحكم الإلكتروني في السرعة وتشغيل كتل الأمان)
• حماية آلية فتح الباب يدويًا والتي تمنع أي دخول إلى الرافعة

الهندسة المعمارية بيسرال

تشتمل البنية الكهربائية على تقنية PESSRAL التي تستخدم إلكترونيات آمنة لمراقبة سلسلة الأمان. الجين 360^TM تتوافق بنية PESSRAL مع معيار متطلبات السلامة الوظيفية EN-IEC61508، مما يجعل من الممكن التخلي عن الاتصال التسلسلي لجميع جهات اتصال السلامة لصالح اتصال جهات الاتصال بعقد الأمان. الفوائد هي:

• مؤسسة للخدمة؛ صيانة حالة بناء
• استكشاف الأخطاء وإصلاحها بسرعة
• التشخيص المتكامل عن بعد
• تقليل التكلفة ووقت الأسلاك

النظام المرجعي للموقع المطلق (APRS)

النظام المرجعي لموضع السيارة الذي تم تجهيزه بـ Gen360^TM المنصة مصنوعة من أجهزة حاصلة على شهادات APRS وEN-IEC61508 وSIL 3. يتكون نظام APRS بشكل أساسي من مستشعر APRS وشريط كود APRS. يستخدم مستشعر APRS المسح البصري لتحديد السرعة والموضع. يتم نقل معلومات الموقع والسرعة عبر الواجهة إلى وحدة المعالجة النهائية. 

مشغل الأمان الإلكتروني (ESA)

تم تجهيز المصاعد التقليدية بضوابط ميكانيكية للسرعة الزائدة في الرافعة. من وجهة نظر تكامل النظام، يعد استخدام الوسائل التقليدية للكشف عن السرعة الزائدة للرفع باستخدام آليات الطرد المركزي بمثابة عقوبة فيما يتعلق بكفاءة الرافعة ووقت التثبيت. الجين 360^TM تتضمن المنصة ابتكارًا هامًا من Otis: ESA الذي يحل محل منظم السرعة الزائدة الميكانيكي. 

تسمح وكالة الفضاء الأوروبية (ESA) بمراقبة السرعة بشكل متكرر وتقوم تلقائيًا بتشغيل كتل الأمان. تتم تصفية فخاخ السرعة الزائدة الكاذبة الناتجة عن ارتداد السيارة، وفي حالة السرعة الزائدة الحقيقية، يتم تشغيل السلامة الميكانيكية من خلال نظام تشغيل السلامة الإلكتروني. ولكن بمجرد توقف المصعد، يمكن لخبراء شركة Otis عن بعد التحقيق عن بعد. تتيح الوظائف الإضافية إمكانية التشخيص الذاتي، وتوصيل استجابات حالات الخطأ إلى PESSRAL التي تشير إلى فقدان سلامة واجهاتها والاستعداد العام لتنفيذ وظائفها الأساسية.

حماية آلية فتح الباب يدويًا تمنع أي دخول إلى الرافعة.

الأبواب المناسبة للوصول إلى الجزء العلوي من السيارة غير مجهزة بالمفتاح الثلاثي التقليدي، والذي تم استبداله الآن بجهاز فتح القفل للاستخدام مرة واحدة (SUD). أثناء الاستخدام العادي للمصعد، أي الاستخدام العادي من قبل الركاب أو اختبارات التسليم أو الصيانة الروتينية، ليست هناك حاجة للوصول إلى الجزء العلوي من السيارة وبالتالي ليست هناك حاجة لتوفير الوصول إلى البئر من خلال باب الهبوط. باب الهبوط هو الحاجز المادي الذي يمنع المواقف الخطرة في الرافعة: السقوط والسحق. يمكن استخدام SUD بشكل استثنائي للمساعدة في الإنقاذ في حالة الجمع بين العديد من الأحداث غير المحتملة إلى حد كبير مثل فقدان جميع وظائف أوضاع الإنقاذ (على سبيل المثال، فشل العديد من المكونات). يسمح SUD بفتح وقفل باب الهبوط بفضل المفتاح الثلاثي. ومع ذلك، عند استخدامه، لا يمكن للمصعد أن يعمل بشكل طبيعي ويتم فقدان الوظيفة الرئيسية بشكل دائم.

الجين 360^TM تم اعتماد المنصة وأنظمة السلامة الفرعية ذات الصلة من قبل Liftinstituut وفقًا لتوجيهات الرفع الأوروبية 2014/33/EU والمعايير المنسقة. 

3. رقمنة المصاعد وGen360^tm حافة المنصة

لقد اعتمدت صناعة المصاعد، بما في ذلك شركة Otis، التقنيات الرقمية بشكل مستمر على مدى عقود عديدة. على سبيل المثال، أطلقت شركة أوتيس أنظمة المراقبة عن بعد باستخدام أجهزة مودم الطلب الهاتفي منذ أكثر من عشرين عاما، ولكن سرعة التحول الرقمي زادت بشكل كبير على مدى السنوات الخمس إلى العشر الماضية. مع تطور تقنيات الحوسبة والربط والتواصل، وجدت طريقها إلى أجزاء مختلفة من نظام الرفع. لا يشمل ذلك تطوير وظائف إنترنت الأشياء فحسب، بل يشمل أيضًا استخدام التقنيات للوصول السلس باستخدام الهواتف المحمولة، وتحسين تدفق الأشخاص من خلال إرسال المصاعد الذكية، وتعزيز تجربة الركاب (حتى في حالة المواقف المؤسفة مثل الانحباس)، ودمج المصاعد في المبنى الإدارة واستخدام واجهات برمجة التطبيقات (APIs) لدمج روبوتات الخدمة مع المصاعد. وقد أدت هذه الأنواع من التحول الرقمي إلى زيادة عدد وحدات البرامج، بالإضافة إلى أجهزة الاستشعار في نظام الرفع. 

الجين 360^TM تعد المنصة مثالًا مثاليًا لنظام يجسد الثورة الرقمية. تستطيع فرق الخدمة الوصول إلى البيانات في الوقت الفعلي حول أداء الرفع. ويساعد ذلك في تحديد المشكلات المحتملة قبل أن تصبح مشكلات كبيرة، مما يقلل وقت التوقف عن العمل ويحسن كفاءة الصيانة. من خلال تحليل البيانات واستخدام الخوارزميات التنبؤية، يمكن لفرق الصيانة جدولة الصيانة بشكل استباقي والاستعداد لطلب المعدات المطلوبة وأخذها قبل الذهاب إلى الموقع، مما يقلل من مخاطر الأعطال غير المتوقعة ويقلل وقت التوقف عن العمل. تتيح إمكانات الاتصال الرقمي إمكانية إضافة المزيد من أجهزة استشعار التوصيل والتشغيل (مثل أجهزة قياس التسارع أو أجهزة استشعار جودة الهواء) لدعم التشخيص الإضافي واستكشاف الأخطاء وإصلاحها، وتحديد السبب الجذري للمشكلة. يمكن أن يساعد ذلك في تسريع الإصلاحات أو حتى معالجة الموقف دون سفر فني إلى الموقع. الجين 360^TM ويأتي النظام أيضًا مزودًا بكاميرات، مثل الكاميرا الموجودة أسفل السيارة، لدعم الوعي الظرفي والاستشعار لدعم السلامة الميكانيكية الإضافية. 

كما ساهم التحول الرقمي في تحسين تجربة الركاب بشكل كبير. الجين 360^TM يمكن تجهيز النظام الأساسي، كما هو الحال مع أنظمة Otis الأخرى، بأنظمة لا تعمل باللمس من خلال Otis eCall^TM تطبيق يسمح لأي شخص بالاتصال بالمصعد باستخدام هاتفه المحمول. الجين 360^TM يوفر النظام أيضًا التكامل مع أنظمة Otis الأخرى مثل Compass® 360، وهو نظام إرسال الوجهة الذي يمكن دمجه في نظام التحكم في الوصول الفعلي للمبنى. كما أتاحت التقنيات المبتكرة والاتصالات الأسرع أيضًا تخصيص محتوى الفيديو والصوت داخل سيارة المصعد، مع توفير لمسة إنسانية أكثر للراكب المنكوب في حالة حدوث موقف مؤسف مثل الانحباس. العرض الإلكتروني^TM توفر الشاشة داخل السيارة خيارًا فريدًا لرابط الفيديو المباشر حتى يتمكن الراكب المحاصر من التحدث إلى شخص حي، وبالتالي تقديم اللمسة الإنسانية التي تحظى بتقدير كبير في وقت الشدة. 

4. الأمن السيبراني ودورة حياة تطوير المنتجات الآمنة

مع زيادة رقمنة اتصال المصاعد، من المهم بذل كل الجهود للتخفيف من مخاطر أحداث الأمن السيبراني أو الهجمات من الجهات الفاعلة السيئة (أو حتى المتسللين "من السيارات"). الجين 360^TM تم تصميم النظام الأساسي والمكونات المرتبطة به مع أخذ الأمن السيبراني في الاعتبار. تعد فلسفة التصميم الآمن والدفاع المتعمق جوهر عملية دورة حياة تطوير المنتج الآمن (SPDLC) التي تعد جوهر تطوير المنتج في Otis وتم اتباعها أثناء تصميم وتطوير Gen360^TM الأجهزة والبرمجيات. تضع هذه العملية الأمن السيبراني كأحد متطلبات التصميم منذ البداية. تبدأ العملية بفهم شامل لسيناريوهات التهديد التي تحدد متطلبات الأمان الشاملة باستخدام منهجية قائمة على المخاطر. ويتبع ذلك تصميم هيكلي آمن ومنهجي حيث يتم أخذ أنواع مختلفة من الضوابط الأمنية/التدابير المضادة في الاعتبار في تصميم المنتج لتقليل المخاطر السيبرانية. من خلال المراحل اللاحقة من الترميز الآمن، وتحليل التعليمات البرمجية الثابتة، والتحليل مفتوح المصدر، وتحليل نقاط الضعف واختبار الاختراق، يستفيد SPDLC من أفضل ممارسات الصناعة لضمان تحقيق وضع الأمن السيبراني المطلوب. يتحقق الموظفون المدربون من دمج إجراءات الأمان المناسبة في المنتج، ويتم تعقب المنتج بحثًا عن نقاط الضعف الجديدة التي قد يتم اكتشافها. توفر عمليات Otis إدارة قوية مع الضوابط والتوازنات طوال دورة حياة التطوير. تتوافق هذه العملية مع معيار IEC/ANSI/ISA 62443-4-1 المعترف به دوليًا، وفي الواقع، حصلت Otis على شهادة خارجية لعملية SPDLC الخاصة بها لهذا المعيار. 

وبصرف النظر عن العملية القوية، فإن Gen360^TM تتضمن المنصة ضوابط أمنية قياسية في الصناعة وعددًا من التقنيات السيبرانية الرئيسية. يتضمن ذلك استخدام تقنيات التمهيد الآمنة وتوقيع التعليمات البرمجية للبرامج والتحديثات لضمان الحفاظ على سلامة البرامج. تتم مصادقة أي نوع من الاتصالات الخارجية بعوامل متناسبة. هناك عاملان للمصادقة عند الاقتضاء. يتم استخدام طبقات إضافية من تشفير البيانات أو التوقيع لحماية البيانات الرئيسية داخل المكونات الرئيسية المختلفة لأنظمة الرفع، بما في ذلك عقد PESSRAL. تتوافق ضوابط الأمان هذه مع معيار ISO 8102-20 الجديد. يمر تصنيع المكونات أيضًا عبر ضوابط أمنية مختلفة.

بالإضافة إلى هذه العمليات والضوابط المتوافقة مع معايير الصناعة، تدرك عملية SPDLC أيضًا أن مجال الأمن السيبراني يتطور باستمرار، ويتم اكتشاف هجمات ونقاط ضعف جديدة. بما يتوافق مع أفضل ممارسات الصناعة، تمتلك Otis عملية استجابة لحوادث أمان المنتج (PSIRP) لتوفير دعم مستمر للأمن السيبراني لمنتجاتنا بعد النشر، بما في ذلك طرق قبول التقارير عن الحوادث/نقاط الضعف المحتملة وفريق لإدارة الاستجابة بفعالية. يتم اختبار أي تغييرات يجب إجراؤها لمعالجة نقاط الضعف بعناية قبل الخضوع لجهد مخطط بعناية لتثبيت التحديثات عند الحاجة.

5. الاستدامة

لقد أصبح العالم أكثر وعياً من أي وقت مضى بالتحديات البيئية. سوف يستكشف هذا القسم معنى الاستدامة وأهميتها، وكيف تم أخذها في الاعتبار عند تصميم Gen360^TM .

أ) ما هي "الاستدامة" وما أهميتها؟

تتضمن الاستدامة تلبية احتياجاتنا الإنسانية دون المساس بقدرة الأجيال القادمة على القيام بالمثل.

هناك ستة عوامل للاستدامة: تغير المناخ، والبيئة، والابتكار، والتكنولوجيا، والناس، والأخلاق. يتصدر تغير المناخ جميع قوائم الاستدامة تقريبًا، لأنه أحد أكبر التحديات التي يواجهها كوكبنا اليوم. بدأ الأمر بسبب الإفراط في انبعاثات الغازات الدفيئة الناجمة عن حرق الوقود الأحفوري لتوليد الطاقة. 

إن الاتجاه الحالي لظاهرة الاحتباس الحراري هو بمعدل لم نشهده منذ آلاف السنين الأخيرة. ويعتقد العلماء أن السبب في ذلك هو خاصية احتجاز الحرارة التي تتميز بها غازات الدفيئة منذ منتصف القرن التاسع عشر.^[5]

توفر الاستدامة فوائد لا حصر لها للأفراد والشركات. إحدى الطرق السهلة التي يمكننا من خلالها تغيير مستوى الاستدامة لدينا هي تصميم مصاعد مستدامة ومكونات رفع تتجاوز اللوائح البيئية الحالية. 

ب) اللوائح البيئية

تختلف البيئة والمناخ والأنظمة الاجتماعية والممارسات التجارية من بلد إلى آخر، لذلك لا توجد آلية محددة حول كيفية ممارسة الاستدامة البيئية. 

ج) الصفقة الخضراء الأوروبية^[6]

تبنت المفوضية الأوروبية مجموعة من المقترحات لجعل سياسات الاتحاد الأوروبي المتعلقة بالمناخ والطاقة والنقل والضرائب مناسبة لخفض صافي انبعاثات الغازات الدفيئة بنسبة 55% على الأقل بحلول عام 2030، مقارنة بمستويات عام 1990.

ويهدف الاتحاد الأوروبي إلى أن يكون محايدا مناخيا بحلول عام 2050 - وهو اقتصاد يبلغ صافي انبعاثات الغازات الدفيئة فيه الصفر. يقع هذا الهدف في قلب الصفقة الخضراء الأوروبية ويتماشى مع التزام الاتحاد الأوروبي بالعمل المناخي العالمي بموجب اتفاقية باريس.

يعد قطاع البناء أكبر مستهلك للطاقة في الاتحاد الأوروبي، فهو مسؤول عن حوالي 40% من استهلاك الطاقة و36% من ثاني أكسيد الكربون.₂ الانبعاثات في الاتحاد الأوروبي تشير التقديرات إلى أن المصاعد تستهلك ما بين 2% إلى 5% من طاقة المباني. وبالتالي، يمكن لصناعة المصاعد أن تساهم في إزالة الكربون من البيئة المبنية من خلال توفير حلول موفرة للطاقة وتقليل الكربون المنبعث أثناء إنتاج المواد.

ولذلك، تم وضع مبادرات وخطط مختلفة للمساعدة في تحقيق هذه المهمة الصعبة، على سبيل المثال، التعافي والقدرة على الصمود.

لتعزيز أداء الطاقة في المباني، أنشأ الاتحاد الأوروبي إطارًا تشريعيًا يتضمن توجيه أداء الطاقة في المباني 2010/31/EU (EPBD)^[8] وتوجيه كفاءة الطاقة 2012/27/EU (EED).^[13]

أهمية EPBD للمصاعد

سيساعد EPBD، الذي تمت مراجعته في عام 2018، في الوصول إلى أهداف البناء والتجديد المنصوص عليها في الصفقة الخضراء الأوروبية. تعمل التوجيهات معًا على تعزيز السياسات التي ستساعد في تحقيق كفاءة عالية في استخدام الطاقة وخالية من الكربون بحلول عام 2050 وإنشاء بيئة مستقرة لقرارات الاستثمار التي تمكن المستهلكين والشركات من اتخاذ خيارات أكثر استنارة لتوفير الطاقة والمال. تعد EPBD الأداة القانونية الرئيسية في الاتحاد الأوروبي لتحسين أداء الطاقة في المباني. 

لا تعد المصاعد والسلالم المتحركة والممرات المتحركة جزءًا من التوجيه، لكن جمعية الرفع الأوروبية تعمل مع صانعي السياسات في الاتحاد الأوروبي من أجل الإدماج والمساهمة في تحقيق أهداف الاتحاد الأوروبي الطموحة. في هذا السياق، يلعب استخدام تقييم دورة الحياة (LCA) دورًا مهمًا في اللوائح الوطنية القادمة داخل الدول الأعضاء في الاتحاد الأوروبي، حيث تصبح تقييمات دورة الحياة للمباني إلزامية، وكذلك إعلانات المنتجات البيئية (EPDs) لمنتجات البناء. يشتمل EPBD على متطلبات الطاقة المضمنة وحساب البصمة الكربونية للمباني. يتم الحصول على هذه الحسابات من خلال LCA ويتم تقديمها في إعلان المنتج البيئي (EPD). تتطلع العديد من الدول الأعضاء إلى وضع قيم حدودية لإمكانات الاحتباس الحراري (GWP) في ثاني أكسيد الكربون₂ ما يعادل لكل م² واستخدام تقييمات دورة الحياة كأداة لصنع السياسات أو لقياس الأثر البيئي للمباني.

في حين أنه في غياب أي لوائح تشريعية تتعلق بكفاءة استخدام الطاقة على المستوى الأوروبي، فقد أولت الصناعة اهتمامًا في السنوات الأخيرة لأداء الطاقة في المصاعد. نشرت المنظمة الدولية للمعايير المعيار الدولي EN ISO 25745 مع منهجية لتقييم كفاءة استخدام الطاقة في المصاعد ومخطط لتصنيف فئة الطاقة الخاصة بها. أخيرًا، يعد LCA جانبًا مهمًا للمصاعد، حيث تتمتع بعمر تقني طويل. قاعدة فئة المنتج (PCR) تم وضع PCR UN CPC 4354 في عام 2015 وتحدد قواعد المصاعد الجديدة أو المحدثة.

كيف Gen360^TM منصة تساهم في الاستدامة؟

اعتمد فريق الاستدامة في Otis منهج LCA لتقييم وتحديد التأثيرات البيئية ذات الصلة للمصاعد، على سبيل المثال، مصاعد Gen2® واعتبر الملاحظات/الاستنتاجات كمحركات رئيسية لتصميم Gen360^TM منصة. تم الإبلاغ عن جميع النتائج في EPD الذي يمكن الرجوع إليه في نظام EPD الدولي.^[12] 

ساعد تقييم LCA للمصاعد السابقة في إعادة تصور مفهوم المصاعد الجديدة ومكوناتها والطريقة التي يمكن أن يدعم بها التحول الرقمي جعل هذا التصميم أكثر استدامة. ولذلك، بدأ المهندسون بطرح السؤال التالي: كيف نجعل المصاعد ذات الطراز القديم أكثر استدامة من الناحية البيئية؟ 

كان تصميم المصاعد القديمة يركز بشكل أساسي على السعة، أي عدد الأشخاص الذين يمكن أن تحملهم المصاعد. وكان من المعتقد أنه كلما زاد عدد الأشخاص الذين يمكن أن يحملهم المصعد، كلما كانت العمليات أفضل. لكن هذا يتطلب المزيد من الطاقة للإنتاج والتشغيل، وبالتالي كان له تأثير أكبر بكثير على البيئة.

تكشف نتائج تقييم دورة الحياة أن مراحل الإنتاج والاستخدام لها أكبر الأثر على ظاهرة الاحتباس الحراري.

وبعد الدراسة، تم تحديد مجموعة من خيارات التصميم وترتيبها حسب الأولوية من قبل شركة Otis. ويرتبط التأثير الرئيسي على المعايير البيئية بالطاقة؛ لا تستلزم التغييرات في المعايير البيئية الأخرى سوى تغييرات صغيرة من حيث استخدام المواد، مقارنة بالكتلة الإجمالية للمصاعد.

تصميم Gen360^TM وقد ركزت المنصة على انخفاض استهلاك الطاقة، فضلا عن الاستدامة وبناء المصعد نفسه.

استنادًا إلى نتائج نتائج LCA الأولى والدراسة التحضيرية للتصميم البيئي للمصاعد التي تنفذ خطة عمل التصميم البيئي^[9] 2016-2019، بالاشتراك مع المنهجية المتقدمة باستخدام تحليل العناصر المحدودة، Gen360^TM أخذت المنصة بعين الاعتبار العديد من ميزات التصميم التالية لتقليل التأثيرات البيئية (استهلاك الطاقة بشكل أساسي) وتحسين الهيكل الميكانيكي:

• معدات منخفضة الطاقة: مؤشرات وأزرار الهبوط والسيارة، ومصابيح LED عالية الكفاءة للإضاءة، وإمدادات الطاقة الموفرة للطاقة، وأجهزة التحكم منخفضة الاستهلاك
• مكونات إيقاف التشغيل: يتم إيقاف تشغيل الستائر الخفيفة وأجهزة التحكم في الأبواب والإضاءة والتهوية وشاشات العرض الداخلية ويتم تعتيم الألواح بعد 5 دقائق من وقت الخمول.
• الاستعداد العميق: يتم تقليل استهلاك الطاقة بعد 30 دقيقة دون استخدام المصعد. فهو يقلل من الاستهلاك عن طريق وضع وحدة التحكم ونظام القيادة في وضع السكون العميق الذي سيؤثر على وقت الاستجابة للمكالمة.
• الماكينة: في حالة الاستهلاك الجاري، يتم تحسين كفاءة ماكينة الجر بدون تروس المتزامنة مع المغناطيس الدائم (PMS) والجوانب الأخرى لنظام القيادة (بما في ذلك العاكسات)، وكذلك الأثقال الموازنة في حالة مصاعد الجر.
• يتم تقليل الاحتكاك باستخدام أحزمة Otis المطلية بالفولاذ. ويعني هذا التعليق المبتكر أن التكنولوجيا موضع تقدير أيضًا لمعدل استبدالها مقارنة بالحبال الفولاذية التقليدية.
• تقنية القيادة المتجددة: يتم استخدام وحدة مدمجة لاستعادة الطاقة. يقوم بتجديد الطاقة التي ينتجها المصعد ويعيدها إلى مزيج الشبكة. يمكن استخدام هذه الكهرباء الخضراء إما لمعدات المبنى أو لإضاءة المصاعد. يتم تقليل استهلاك الطاقة في وضع التشغيل، مما يحقق توفيرًا في الطاقة يصل إلى 75% مقارنة بالنظام التقليدي المزود بمحرك غير متجدد.
• يعمل مشغل الباب الجديد على تقليل الطلب على الطاقة في وضع التشغيل.
• إن استخدام محركات الجهد المتغير والتردد المتغير (VVVF) يسهل تقليل استهلاك الطاقة أثناء التشغيل المزدحم للمصعد. في حالة المبنى متعدد المرافق، تعمل المصاعد بشكل جماعي.
• لتشجيع الإدارة المسؤولة بيئيًا للغابات، يتم استخدام ما لا يقل عن 50% من المنتجات الخشبية المعتمدة، مثل الألواح الخشبية في الكابينة.
• الوصول إلى الامتثال: تعمل المواد والدهانات والطلاءات منخفضة الانبعاثات على تقليل كمية ملوثات الهواء الداخلي
• تتيح الصيانة التنبؤية تقليل عمليات النقل إلى مواقع العملاء، مما يعني، في المتوسط، الحاجة إلى وقود أقل، وبالتالي تقليل ثاني أكسيد الكربون₂ الانبعاثات. بالإضافة إلى ذلك، تساعد الرقمنة على زيادة معدل إصلاح المكونات، وبالتالي تقليل الهدر غير المبرر.
• الجين 360^TM لقد استبدلت البنية الإلكترونية الجديدة للمنصة معظم الأجزاء الميكانيكية، مما أدى إلى تحسين الوزن الإجمالي للمصعد، مما يعني الحاجة إلى طاقة أقل لتحريك المصعد في العمود.

ونتيجة لذلك، فإن Gen360^TM توفر المنصة نتائج أفضل لـ LCA وأعلى مستوى من تصنيف الطاقة وفقًا لمعيار ISO 25745 مقارنة بالدراسات السابقة.

إن تأثيرات منصة Gen360™ مدفوعة بشكل أساسي بتصنيع المواد، أي A1-A3، مما يخلق ما يقرب من 50% من إجمالي القدرة على إحداث الاحترار العالمي ومن خلال استهلاك الكهرباء أثناء مرحلة الاستخدام (25 عامًا) مع ما يقرب من 40% من القدرة على إحداث الاحترار العالمي. تعكس المقارنة مع تصميم المصعد السابق التقدم المحرز في مجال الاستدامة مع Gen360^TM .

6. اختتام

لتلبية الطلب المتزايد باستمرار من العملاء وبدافع من تزايد وتيرة التحضر، أطلقت أوتيس Gen360^TM منصة، تبشر بثورة رقمية حقيقية لصناعة المصاعد، إلى جانب التقنيات المستدامة بيئيًا. إنها تستفيد من البنية الإلكترونية الأصلية ومجموعة واسعة من الأجهزة والعمليات الرقمية مع ميزات السلامة والأمان الجديدة لزيادة تحسين الخدمة وتنشيط تجربة العملاء وتحقيق حلول أكثر مراعاة للبيئة بشكل مستمر. وقد أصبح ذلك ممكنًا من خلال النهج الشامل لفريق التطوير الدولي، مما أدى إلى إعادة تصور منصة نظام التنقل العمودي الرقمي من Otis بالكامل.

7. المراجع

[1] الأمم المتحدة، إدارة الشؤون الاقتصادية والاجتماعية، 2018، المراجعة: السكان.un.org/wup/publications/Files/WUP2018-Report.pdf

[2] الأمم المتحدة، "تقرير شبكة الاقتصاديين التابعة للأمم المتحدة بمناسبة الذكرى السنوية الخامسة والسبعين للأمم المتحدة التي تشكل اتجاهات عصرنا"، سبتمبر 75.

[3] تمدن العالم، Espace-mondial-atlas.sciencespo.fr، 28 سبتمبر 2018

[4] ماكينزي آند كومباني، "الازدهار وسط الاضطرابات: تصور مدن المستقبل"، 11 أكتوبر 2018

[5] blog.cleanhub.com/environmental-sustainability

[6] Commission.europa.eu/strategy-and-policy/priorities-2019-2024/european-green-deal/delivering-european-green-deal_en

[7] "تحقيق "صافي صفر" لصناعة الرفع - هل هذا ممكن؟"، ela-aisbl.eu

[8] Energy.ec.europa.eu/topics/energy-efficiency/energy-efficiency/energy-efficiency-buildings/energy-performance-buildings-directive_en

[9] eco-lifts.eu/eco-lifts-en/content/documents.php

[10] فهم المواصفة IEC 62443، iec.ch/blog/understanding-iec-62443

[11] ISO 8102-20:2022 المتطلبات الكهربائية للمصاعد والسلالم المتحركة والممرات المتحركة - الجزء 20: الأمن السيبراني، iso.org/standard/78576.html

[12] environdec.com/home 

[13] rehva.eu/eu-policy/energy-performance-of-buildings-directive-epbd

8. شكر وتقدير

الجين 360^TM تعد المنصة إنجازًا استثنائيًا لمئات من الزملاء في شركة Otis Elevator Co. ومن خلال كتابة هذه الورقة الفنية، فإن هدف المؤلفين هو تمثيلهم والترويج لثمرة عملهم.