IoT und intelligente Aufzüge

In dieser Leserplattform argumentieren Ihre Autoren, dass IoT-vernetzte Aufzüge neue Möglichkeiten eröffnen.

von Enrico Scarrone und Marco Cogliati

Entwicklungen im digitalen Bereich, die Erhöhung der Verbindungsgeschwindigkeit und der Ausbau von Datennetzen haben die Telekommunikationstechnologien verbessert. Heute ist der Austausch und die Speicherung von Informationen für alle viel einfacher und nachhaltiger. Mehrere Forschungsunternehmen schreiben diesem Phänomen im Jahr 25 2020 Milliarden vernetzte Objekte zu, bis 2023 sollen es weltweit mehr als 40 Milliarden solcher Objekte in allen Marktsektoren sein.

Diese Objekte, diese „Dinge“, interagieren miteinander und mit komplexen Fernsystemen. Im Bereich der vertikalen Mobilität sind die beiden Begriffe, die am engsten mit dem Internet der Dinge (IoT) verbunden sind, „intelligentes Gebäude“ und „intelligente Stadt“. Intelligente Gebäude und Städte bestehen aus verschiedenen Systemen und sind über das Netzwerk integriert, verbunden und gesteuert. Sie bieten neue Dienstleistungen und verbessern bestehende.

 Im Aufzugssektor, der lange auf elektromechanischer Technologie basierte, wurden die ersten modernen Schaltanlagen mit Systemen ausgestattet, die per SMS an das Unternehmen oder direkt an den Techniker kommunizierten. Die übermittelten Informationen beschränkten sich auf grundlegende Statusdaten des Systems, waren aber für Wartungsunternehmen dennoch sehr wichtig. Im Laufe der Entwicklung wurde diese Kommunikation verbessert und durch E-Mails und direkte Verbindungen zwischen den Aufzügen und dem Computer der technischen Zentrale ersetzt. Die ausgetauschten Informationen betrafen hauptsächlich Fehlermeldungen aufgrund von Störungen, es war aber bereits möglich, detailliertere Informationen über die mit dem Aufzug verbundenen Komponenten (Schlösser, Motoren, Türen usw.) zu erhalten.

Dank des technologischen Fortschritts und der zunehmend erschwinglichen Kosten bietet der Markt heute Bedienfelder mit computergestützten und stets vernetzten Systemen, die in der Lage sind, in Echtzeit Informationen über den Status des Aufzugs an das Servicecenter (und an die Touchpads/Smartphones der Techniker) zu senden, einschließlich Statistiken, Fehlern, Telemetriedaten und Störungen.

Im Industriesektor spricht man seit Jahren von „präventiver“ und „vorausschauender“ Instandhaltung. Diese Konzepte, die die Produktionseffizienz steigern sollen, sind eng mit der Erfassung, Speicherung und Auswertung von Maschinendaten verknüpft. Dank KI können wir heute Daten von Aufzügen und ihren Komponenten direkt verarbeiten. Die Algorithmen analysieren die Informationen und liefern, basierend auf den Anforderungen des Nutzers (Instandhaltungsunternehmens), Prozesse und Maßnahmen zur Verbesserung des Service für den Endkunden.

Diese Verbesserung der Instandhaltungsprozesse der Anlagen ermöglicht es den Unternehmen, ihr Personal optimal zu organisieren, effektiver und effizienter bei ihren Eingriffen zu werden, Aktionszeiten zu reduzieren und Ausfallzeiten zu begrenzen; Zudem konnte die Steuerung der Ersatzteilversorgung im Lager verbessert werden.

Das oben Beschriebene wird nur passieren, wenn das System in der Lage ist, eine große Menge an Daten über alle Komponenten, aus denen der Aufzug besteht, einschließlich Konstruktion, Betrieb und Verschleißeigenschaften zu speichern.

Die in der Industrie gesammelten Erfahrungen mit dem Lesen und Verwalten von Daten von Maschinen und der Verbesserung von Wartungsprozessen werden daher zu einem wichtigen Bestandteil des Sektors der vertikalen Mobilität. Heutzutage werden neue Geräte vorgeschlagen, die an Aufzugskomponenten installiert werden sollen, um eine Reihe von Informationen wie Motortemperaturen, Fahrzeugvibrationen oder Stromaufnahme aus der Ferne zu erfassen und zurückzugeben.

IoT-verbundene Aufzüge bieten dem im Aufzugsmarkt tätigen Unternehmen auch neue Möglichkeiten. Die Verbindung mit mehreren IoT-Systemen verbessert die Unternehmensführung und ermöglicht die Schaffung neuer Verbindungen zwischen Eigentümern, Gebäudeverwaltern, Betreibern und Endnutzern, einschließlich Drittunternehmen. Dies ermöglicht die Schaffung neuer Services und neuer Geschäftsmodelle.

Generell sind wir darauf ausgerichtet, die auf unsere unmittelbaren Bedürfnisse fokussierten Instrumente einzusetzen. IoT verändert dieses Paradigma und ermöglicht den interoperablen Austausch großer Datenmengen und der darin enthaltenen Informationen.

Dies eröffnet die Möglichkeit, Daten anders zu nutzen: Bei Bedarf können die Daten benachbarten Systemen zur Verfügung gestellt werden, sodass das Aufzugssystem Teil eines komplexeren Gesamtsystems wird. Um dieses Konzept zu verdeutlichen, stellen Sie sich ein großes Produktionsunternehmen vor, dessen grundlegende Daten beispielsweise der Energieverbrauch seiner Aufzüge und deren einwandfreie Funktion sein könnten. Für die Leitstelle eines Bahnhofs, Flughafens oder Krankenhauses könnten die grundlegenden Daten „nur“ die Effizienz des Aufzugs und/oder der Rolltreppe sein. Weitere Beispiele wären ein intelligentes Gebäude mit zentraler Steuerung aller internen Systeme (Zutrittskontrolle, Klimaanlage, Sicherheit, Aufzüge usw.) oder eine Smart City, die den Energieverbrauch von Gebäuden überwacht, die Effizienz von Transportsystemen prüft und den Personenfluss analysiert.

 Aus regulatorischer Sicht hatte sich das CEN (Europäische Komitee für Normung) zuvor mit diesen Fragen in der Norm EN 627:1995 „Spezifikation für die Datenerfassung und Überwachung von Aufzügen, Rolltreppen und Personenförderanlagen“ befasst, in der die wesentlichen Merkmale der Systeme zur Aufzeichnung von Daten, die vom Bedienfeld des Aufzugs oder der Rolltreppe an die Außenwelt ausgetauscht werden, definiert und ein grundlegender Satz von Signalen und Ereignissen spezifiziert und kodiert wurden.

Im Jahr 2017 wurde mit Unterstützung der Europäischen Föderation der Aufzugs-Klein- und Mittelbetriebe (EFESME) und Experten für Kleinunternehmensstandards (SBS) im Europäischen Institut für Telekommunikationsnormen (ETSI) ein Arbeitstisch zum Thema „Intelligente Aufzüge“ im Technischen Komitee SmartM2M (der für die Entwicklung von Standards im IoT-Sektor zuständigen ETSI-Gruppe) eingerichtet, um die Anforderungen des Aufzugssektors im Hinblick auf die IoT-Welt zu verstehen.

Im April 2020 veröffentlichte ETSI den Technischen Bericht TR 103.546 „Anforderungen & Machbarkeitsstudie für intelligente Aufzüge im IoT“, in dem das Verhalten vernetzter Aufzüge anhand einer Reihe detaillierter Anwendungsfälle beschrieben wird.

Die Ergebnisse des Berichts unterstrichen die Notwendigkeit der Fernverwaltung der Aufzüge, einschließlich der Fernwartung. Noch relevanter ist, dass in dem technischen Bericht anerkannt wurde, dass vertikale Mobilität heute in verschiedenen Kontexten ein sehr wichtiger Aspekt ist, wie beispielsweise in den zuvor erwähnten intelligenten Gebäuden und intelligenten Städten, in denen Aufzugsanlagen mit Datenverbindungen integriert sind und wesentliche Komponenten im breiteren IoT-Kontext sind. zu dem, was heute als „intelligente Aufzüge“ definiert wird.

Die Experten von EFESME, SBS und ETSI arbeiteten von Mai 2020 an rund einem Jahr an der Entwicklung der Technischen Spezifikation TS 103.735 „Smart Lifts IoT System“, die im März 2021 veröffentlicht wurde und auf der ETSI-Website frei verfügbar ist. Es handelt sich um einen umfassenden und detaillierten Standard, der die technischen Aspekte festlegt, die bei der Entwicklung eines IoT-Systems für Aufzüge zu berücksichtigen sind.

Ausgehend von den „Anwendungsfällen“ im technischen Bericht haben die Experten eine Referenzarchitektur und eine Reihe von Konfigurationen entworfen, die den Aufzug zu einem Teil des umfassenderen IoT-Systems machen, einschließlich der Daten, die vom Aufzug, von Drittsystemen (Sensoren, Geräten, externer Software) und von den Plattformdiensten ausgetauscht werden.

Die Architektur konzentriert sich auf die Daten, die von der Zentraleinheit des Aufzugs (Schalttafel) kommen, wird aber auch auf die Begleitsysteme wie Management- und Verwaltungsplattformen ausgedehnt.

Die Schaffung einer „offenen“ Architektur für intelligente Aufzüge ermöglicht die Integration fortschrittlicher Aufzüge, die proprietäre Technologien implementieren (einschließlich der Interoperabilität mit externen proprietären Plattformen mittels dedizierter Gateways).

Noch wichtiger ist, dass es auch die Integration der Daten von Aufzügen älterer Generationen vorsieht, die möglicherweise von dedizierten Nachrüstsensoren integriert werden. Kernstück dieser Norm ist der Abschnitt, der das von der intelligenten Aufzugsanlage ausgetauschte Signal spezifiziert, bestehend aus einer Reihe von Tabellen, die nach der Art der Daten gruppiert sind, und alle Eigenschaften, die das System benötigt, um die Daten verarbeiten zu können Daten selbst: Identifikation und eindeutige Daten zur Erkennung des Aufzugs, Geolokalisierung, Verwaltungsdaten, Installationsmerkmale, Konfigurationseinstellungen, behördliche Hinweise, elektrische Daten, Bewegungssignale, Störungen, Alarme, Feueralarm, Signale des Zweiwege-Kommunikationssystems, Statistiken und Befehle an den Aufzug. Dies sind nur einige der in der Spezifikation abgebildeten Daten.

Die Kommunikationsaspekte, einschließlich Interworking, API-Formate, Sicherheit, Kommunikationsmanagement und Integration mit IP- und Mobilfunknetzen, basieren auf dem zuverlässigen Kommunikationsframework, das der von oneM2M entwickelte IoT-Standard bietet (Diese Spezifikationen sind frei verfügbar unter onem2m.org und etsi.org).

Die bisher erstellte Dokumentation ist vor allem als Werkzeug für Unternehmen gedacht, die mit diesen neuen digitalen Systemen in Kontakt treten wollen; Die Verwendung dieses Standards kann der Welt der vertikalen Mobilität den Zugang zu integrierten IoT-Systemen erleichtern.

Eine mögliche zukünftige Entwicklung besteht darin, es zu einer europäischen Norm zu entwickeln, die sich der Welt der vertikalen Mobilität und des IoT widmet.

Das SmartM2M Technical Committee prüft derzeit zusätzliche Anforderungen, um neue Technologien zu berücksichtigen, die für intelligente Gebäude und intelligente Städte entwickelt werden, sowie die Erstellung einer "zwillingsmäßigen" technischen Spezifikation, die Rolltreppen und Fahrsteige einbezieht.

Zusätzliche Information:

ETSI ist verantwortlich für die europäische Normung im Bereich Telekommunikation. Zusammen mit dem Europäischen Komitee für Elektrotechnische Normung (CENELEC) (Elektrotechnik) und dem Europäischen Komitee für Normung (CEN) (sonstige Fachgebiete) bildet es das Europäische (EU und EWR) System für technische Normung.

oneM2M ist eine globale Community, die IoT-Standards entwickelt, um interoperable, sichere und einfach bereitzustellende Dienste für das IoT-Ökosystem zu ermöglichen. oneM2M-Standards sind offen, zugänglich und international anerkannt. Seine technischen Spezifikationen werden von ETSI als Europäische Normen und in China, Indien, Nordamerika, Japan und Korea von den jeweiligen regionalen Normungsorganisationen veröffentlicht.