Die Gen360™-Plattform, die nächste Generation digitaler und nachhaltiger Aufzüge

von Pascal Rebillard, Alper Caliskan und Vijay Lakamraju

Dieses Papier wurde auf dem International Elevator & Escalator Symposium 2023 in Edinburgh, Schottland, vorgestellt.

Abstract

Die Megatrends der Urbanisierung und unsere veränderten Interaktionen mit Gebäuderäumen bringen weiterhin neue Chancen und Herausforderungen für den vertikalen Gebäudetransport mit sich. Otis setzt seine Tradition der Innovation fort und erfüllt diese Anforderungen mit dem Gen360^TM Plattform durch die Integration einer Vielzahl digitaler und energieeffizienter Technologien, die neue Sicherheitsfunktionen, verbesserten Kundenservice und -erlebnis sowie geringere Umweltauswirkungen bieten. 

Der Gen360^TM Plattform ist eine echte digitale Revolution. Es umfasst Programmable Electronic Systems in Safety Related Applications for Lifts (PESSRAL), ein neues elektronisches Hardware-Software-System, das die neuesten internationalen Sicherheitsstandards erfüllt und verbesserte Diagnosemöglichkeiten bietet. Eine größere Sicherheit für Servicetechniker wurde dadurch ermöglicht, dass die Mechaniker von einer Plattform im Wageninneren aus auf das Dach des Wagens zugreifen konnten. Dedizierte Internet-of-Things-Lösungen (IoT) sammeln wichtige Daten und liefern mithilfe von Big-Data-Analysen Erkenntnisse über den Zustand von Aufzügen. Diese Erkenntnisse werden zur vorausschauenden Wartung und zur drastischen Reduzierung von Ausfallzeiten genutzt. Eine größere Ferninteraktivität reduziert den Bedarf an persönlichen Wartungsaktivitäten, erhöht die Verfügbarkeit der Einheit und reduziert auch den CO2-Ausstoß₂ Emissionen aus dem Fahrzeugverkehr durch Besuche von Mechanikern vor Ort. Displays im Auto bieten eine bessere Schnittstelle und Kommunikation für die Passagiere. Allerdings erhöht die zunehmende Digitalisierung und Konnektivität die Anfälligkeit für Cyberangriffe. Mit dem Gen360^TM Plattform hat Otis mutigere Schritte bei der Implementierung wichtiger Cybersicherheitskontrollen unternommen, darunter sicheres Booten, mehrschichtige sichere Kommunikation und ein cloudbasiertes Backend mit erforderlichen Authentifizierungs- und Autorisierungsverfahren. 

Designoptimierungen wie der erweiterte Deep-Standby-Stromversorgungsmodus wirken sich positiv auf den gesamten Lebenszyklus des Produkts aus und führen zu Vorteilen für die Umwelt. Der Gen360^TM Die Plattform hat eine Energieeffizienzklasse A gemäß der Norm ISO 24745 erreicht und sowohl Energieeinsparungen als auch Gutschriften für Gebäude und Kommunen geschaffen.

Die Kombination aus nativer digitaler Konnektivität mit der intelligenten Nutzung von Nachhaltigkeitsfunktionen macht den Gen360 aus^TM Plattform der neue Marktstandard für vertikale Mobilitätssystemplattformen. 

1. Einleitung 

Unter den Megatrends der Zukunft ist die Urbanisierung einer der bedeutendsten. Wie in einem Bericht der Vereinten Nationen erläutert,^[1]. 55 % der Weltbevölkerung leben in städtischen Gebieten und bis zur Mitte des Jahrhunderts werden etwa zwei Drittel der Weltbevölkerung (68 %) in Städten leben. Insgesamt wird erwartet, dass die globale Stadtbevölkerung bis 2050 um 2.5 Milliarden Einwohner ansteigt. Es wird auch gesagt, dass die weniger entwickelten Regionen in diesem Zeitraum mit 5.6 Milliarden Stadtbewohnern voraussichtlich 83 % der städtischen Weltbevölkerung und 87 % der gesamten Weltbevölkerung beherbergen werden. Darüber hinaus wird es einigen Prognosen zufolge bis 2030 weltweit 43 Megastädte mit mehr als 10 Millionen Einwohnern geben – viele davon in Asien und Afrika. 

Ein weiterer Bericht der Vereinten Nationen^[2]. zeigt, dass mit der kontinuierlichen Zunahme der Urbanisierung auch ein weiteres großes globales Phänomen einhergeht: Die alternde Bevölkerung wächst schneller, und zwar mittlerweile auch in Afrika und Teilen Asiens.

Diese demografische Entwicklung veranlasst die Behörden dazu, Gesetze zu erlassen, um sicherzustellen, dass ältere Menschen (manchmal mit einigen Behinderungen) von den Vorteilen der Urbanisierung profitieren können, indem sie Regeln für den Zugang zur öffentlichen Infrastruktur sowie die Verwendung verschiedener Arten von Mobilitätsgeräten für widerstandsfähige Wohnungen und Gebäude festlegen .^[1].

Es ist eine Tatsache, dass das Wachstum der Städte die Umweltverschmutzung und den Verbrauch von Rohstoffen und Energie drastisch erhöht.^[3]. Derzeit verursacht die Urbanisierung den größten Teil der gesamten Treibhausgasemissionen (THG) und ist für mehr als 75 % des gesamten Ressourcenverbrauchs (einschließlich Energie) und 50 % des weltweiten Abfalls verantwortlich.^[2]. Darüber hinaus werden Städte in 30 Jahren etwa 80 % der natürlichen Ressourcen des gesamten Planeten verbrauchen.^[2]. Es macht also Sinn, dass internationale Organisationen, Nichtregierungsorganisationen und Zivilgesellschaften eine nachhaltige Urbanisierung und Änderungen in der öffentlichen Politik fordern, um den Übergang zu kohlenstoffarmen (ein Schlüsselfaktor für den Klimawandel) und ressourceneffizienten Städten insgesamt zu gestalten , effektivere Umsetzung von Naturschutzpraktiken zur Verhinderung von Umweltschäden.^[3].

Innovation spielt eine wichtige Rolle bei der nachhaltigen Urbanisierung. Laut dem McKinsey Global Institute^[4]. Digitale Lösungen könnten einige Indikatoren der Lebensqualität um bis zu 30 % verbessern. Insbesondere digitale Technologien wie IoT-Sensoren, KI und Cloud Computing werden eine frühzeitige Erkennung von Fehlerproblemen ermöglichen und zu einer höheren Effizienz führen. Auf diese Weise werden diese Technologien dazu beitragen, Bevölkerungswachstumstrends, einschließlich der alternden Bevölkerung, zu bewältigen und eine Chance im Kampf gegen den Klimawandel zu bieten, indem sie die Lösung effizienter Energiemanagementsysteme sowie erneuerbarer Energieerzeugung und -speicherung bieten.^[2].

Die Welt steht im Spannungsfeld künftiger Megatrends: Bevölkerungswachstum, Urbanisierung, Digitalisierung und die Nachfrage nach stärker vernetzten und nachhaltigeren Städten. Der Wandel ist konstant. Es bringt auch Chancen und Herausforderungen mit sich, die neue Lösungen erfordern. Otis leistete vor 170 Jahren Pionierarbeit im Aufzugsgeschäft und das Geschäft von Otis ist strategisch mit den Megatrends der Urbanisierung und der Art und Weise verbunden, wie sich die Lebens- und Arbeitsweise der Menschen verändert. 

2. Was macht den Gen360 aus?^tm Plattform einzigartig?

a) Kundenbedürfnisse verstehen

Vor dem Entwurf des Gen360^TM Plattform wurden alle Personen, vom Architekten bis zum Eigentümer/Manager, befragt, um herauszufinden, wie Otis die Lücken mit unserem Angebot schließen kann. Es wurden fünf Schlüsselbereiche entdeckt, auf die wir uns bei unserer Innovation konzentrieren sollten:

Design-Raumeffizienz (unschöner Dachvorsprung) und Nachhaltigkeit

Sicherheit – Einklemmgefahr: Reduzieren Sie den übermäßigen Stress für Fahrgäste, der durch das Einklemmen in einem Aufzug entsteht

Service – Unerwartete Unterbrechungen: Schnellere Wiederinbetriebnahme erforderlich.

Erlebnis – Mit den Passagieren Schritt halten: Wir brauchen Technologie, die die Erwartungen der Verbraucher übertrifft.

Support – Unterstützen Sie den Kunden: Benötigen Sie Tools, um das Design, die Spezifikationen, die Installation und die Verwaltung des Geräts zu vereinfachen

b) Design neu gedacht

Der Entwurf wurde nach einem MBSE-Ansatz (Model-Based Systems Engineering) durchgeführt, der aus der Anwendung der drei Sichtweisen besteht: betriebliche, funktionale und konstruktive.

Der Zweck der operativen Sichtweise besteht darin, die Mission und die Bedürfnisse klar zu identifizieren. Die funktionale Sicht identifiziert die zur Erfüllung der Anforderungen erforderlichen Funktionen sowie die zwischen den verschiedenen Funktionen innerhalb des Systems, aber auch mit der Umgebung, ausgetauschten Abläufe. In der konstruktiven Sicht werden schließlich physikalische Lösungen identifiziert.

Ein weiterer wichtiger Treiber für die Entwicklung ist, dass dieses neue Produkt (mechanisch, elektrisch, elektronisch, IoT) von Anfang an als globale Plattform entwickelt wurde. Getreu der Definition einer Plattform verkörpert sie eine Reihe von Schnittstellen, Teilen, Komponenten, Modulen und Subsystemen, die eine gemeinsame Struktur bilden, aus der eine Reihe abgeleiteter Produkte effizient entwickelt und produziert werden kann. 

Die vorherige Aufzugsgeneration, Gen2®, basierte auf einem kompakten, maschinenraumlosen (MRL) Design, dank der Verwendung von Traktionsgurten anstelle von Seilen. Der Gen360 geht über das MRL-Design hinaus und führt Konnektivität und IoT ein^TM Plattform ist ein völlig neu konzipiertes Aufzugssystem, das durch ganzheitliche Forschung und Entwicklung möglich wurde, die neue Ausrüstung, Software und Service kombiniert und durchdachte Möglichkeiten zur Erfüllung der Kundenbedürfnisse bietet.

Raumeffizienz – Wartung aus dem Autoinneren:

Der Gen360^TM Die Plattform maximiert die Kabinengröße und minimiert den Platzbedarf des Aufzugs in einem Gebäude. Um die Konformität mit der Aufzugsrichtlinie sicherzustellen und einen Mechaniker zu schützen, der Wartungsarbeiten von der Oberseite der Kabine aus durchführt, ist in der Norm EN 81-20 ein Schutzraum zwischen der Oberseite der Kabine und der Oberseite des Aufzugsschachts erforderlich. Der Mechaniker greift über eine Arbeitsplattform im Aufzug auf das Kabinendach zu und ermöglicht so sichere und ergonomische Wartungsarbeiten direkt aus dem Kabineninneren (Abbildungen 1 und 2). 

Das Sicherheitssystem verhindert eine unbeabsichtigte Bewegung des Fahrzeugs beim Ausfahren der Plattform. Der Bau ist einfacher, schneller, kostengünstiger (Konstruktion und Abdichtung des Vorsprungs) und mit der Zeit auch viel zuverlässiger, da die Dachdämmung nicht geschnitten werden muss. 

Der Gen360^TM Die Plattform umfasst außerdem einige wichtige Funktionen, die eine Steigerung der Schachteffizienz ermöglichen:

• Kein Begrenzer und keine Spannrollen mehr, dadurch Platzersparnis im Schacht dank elektronischem Sicherheitsaktuator (ESA)
• Ein faltbarer Zehenschutz; Enabler für niedrige Grube für eine robuste und leise Lösung
• Niedrige Überkopfhöhe und niedrige Grube kombiniert

c) Sicherheit neu gedacht

Der Gen360^TM Plattform setzt neue Maßstäbe für Sicherheit, die dank neuer aktiver Sicherheitsmaßnahmen eine sofortige Situationsbeurteilung und eine verbesserte Fernrettung ermöglichen.

Die wichtigsten Funktionen und Subsysteme, die diese Innovation ermöglichen, sind: 

• PESSRAL-Architektur
• Absolutes Positionsreferenzsystem
• Elektronischer Sicherheitsantrieb, von mechanischen bis hin zu elektronischen Sicherheiten (elektronische Geschwindigkeitsregelung und Auslösung von Sicherheitsblöcken)
• Schutz des manuellen Türentriegelungsmechanismus, der jegliches Eindringen in den Schacht verhindert

PESSRAL-Architektur

Die elektrische Architektur umfasst PESSRAL-Technologie mit ausfallsicherer Elektronik zur Überwachung der Sicherheitskette. Der Gen360^TM Die PESSRAL-Architektur entspricht der Anforderungsnorm EN-IEC61508 für funktionale Sicherheit und ermöglicht den Verzicht auf die serielle Verbindung aller Sicherheitskontakte zugunsten einer Verbindung der Kontakte mit Sicherheitsknoten. Die Vorteile sind:

• Grundlage für den Dienst; zustandsorientierte Wartung
• Schnelle Fehlerbehebung
• Integrierte Ferndiagnose
• Reduzierung der Kosten und Verkabelungszeit

Absolutes Positionsreferenzsystem (APRS)

Das Fahrzeugpositionsreferenzsystem, mit dem der Gen360 ausgestattet ist^TM Die Plattform besteht aus Geräten, die APRS-, EN-IEC61508- und SIL 3-zertifiziert sind. Das APRS-System besteht im Wesentlichen aus dem APRS-Sensor und dem APRS-Codeband. Der APRS-Sensor nutzt optische Abtastung zur Geschwindigkeits- und Positionsbestimmung. Positions- und Geschwindigkeitsinformationen werden über die Schnittstelle an die nachgeschaltete Verarbeitungseinheit übermittelt. 

Elektronischer Sicherheitsaktuator (ESA)

Herkömmliche Aufzüge sind im Schacht mit mechanischen Geschwindigkeitsbegrenzern ausgestattet. Aus Sicht der Systemintegration ist die Verwendung herkömmlicher Mittel zur Erkennung von Aufzugsübergeschwindigkeiten mithilfe von Zentrifugalmechanismen ein Nachteil im Hinblick auf die Effizienz des Aufzugs und die Installationszeit. Der Gen360^TM Die Plattform umfasst eine bedeutende Innovation von Otis: den ESA, der den mechanischen Geschwindigkeitsbegrenzer ersetzt. 

Der ESA ermöglicht eine redundante Geschwindigkeitsüberwachung und löst automatisch die Sicherheitsblöcke aus. Falsche Geschwindigkeitsüberschreitungen, die durch das Aufprallen des Fahrzeugs entstehen, werden herausgefiltert und im Falle einer echten Übergeschwindigkeit wird die mechanische Sicherheit durch das elektronische Sicherheitsauslösesystem ausgelöst. Sobald der Aufzug jedoch angehalten wird, können Otis-Experten aus der Ferne Nachforschungen anstellen. Zusätzliche Funktionen ermöglichen die Selbstdiagnose und die Übermittlung von Reaktionen auf Fehlerbedingungen an PESSRAL, die auf einen Verlust der Integrität seiner Schnittstellen und die allgemeine Bereitschaft zur Ausführung seiner Hauptfunktionen hinweisen.

Der Schutz des manuellen Türentriegelungsmechanismus verhindert jegliches Eindringen in den Schacht.

Die für den Zugang zum Fahrzeugdach geeigneten Türen sind nicht mit dem herkömmlichen Dreikantschlüssel ausgestattet, der nun durch das Single Use Unlocking Device (SUD) ersetzt wird. Bei normaler Nutzung des Aufzugs, also bei normaler Nutzung durch Passagiere, bei Übergabetests oder bei routinemäßigen Wartungsarbeiten, besteht keine Notwendigkeit, auf die Kabinendecke zuzugreifen und folglich auch keinen Zugang zum Schacht durch die Schachttür bereitzustellen. Die Schachttür ist die physische Barriere, die gefährliche Situationen im Aufzugsschacht verhindert: Stürze und Quetschungen. Das SUD kann in Ausnahmefällen zur Hilfe bei der Rettung eingesetzt werden, wenn mehrere höchst unwahrscheinliche Ereignisse zusammentreffen, wie z. B. der Verlust aller Funktionen des Rettungsmodus (z. B. Ausfall mehrerer Komponenten). Das SUD ermöglicht dank des dreieckigen Schlüssels das Öffnen und Verriegeln der Schachttür. Allerdings kann der Lift bei Benutzung nicht mehr normal funktionieren und die Hauptfunktionalität geht dauerhaft verloren.

Der Gen360^TM Plattform und zugehörige Sicherheitssubsysteme wurden vom Liftinstituut gemäß der europäischen Aufzugsrichtlinie 2014/33/EU und harmonisierten Normen zertifiziert. 

3. Digitalisierung von Aufzügen und Gen360^tm Plattformkante

Die Aufzugsbranche, darunter auch Otis, hat über viele Jahrzehnte kontinuierlich digitale Technologien übernommen. Otis hat beispielsweise vor mehr als 20 Jahren Fernüberwachungssysteme mit DFÜ-Modems eingeführt, doch die Geschwindigkeit der Digitalisierung hat in den letzten fünf bis zehn Jahren dramatisch zugenommen. Mit der Weiterentwicklung der Computer-, Schnittstellen- und Kommunikationstechnologien haben sie ihren Weg in verschiedene Teile des Aufzugssystems gefunden. Dazu gehört nicht nur die Weiterentwicklung der IoT-Funktionalität, sondern auch der Einsatz von Technologien für den nahtlosen Zugang über Mobiltelefone, die Verbesserung des Personenflusses durch intelligente Aufzugssteuerung, die Verbesserung des Fahrgasterlebnisses (auch im Falle unglücklicher Situationen wie Einklemmen) und die Integration von Aufzügen in Gebäude Verwaltung und Verwendung von Anwendungsprogrammierschnittstellen (APIs) zur Integration von Servicerobotern in Aufzüge. Diese Art der Digitalisierung hat zu einer zunehmenden Anzahl von Softwaremodulen und Sensoren im Aufzugssystem geführt. 

Der Gen360^TM Die Plattform ist ein perfektes Beispiel für ein System, das die digitale Revolution verkörpert. Serviceteams können auf Echtzeitdaten zur Aufzugsleistung zugreifen. Dies hilft, potenzielle Probleme zu erkennen, bevor sie zu größeren Problemen werden, wodurch Ausfallzeiten reduziert und die Wartungseffizienz verbessert werden. Durch die Analyse von Daten und den Einsatz prädiktiver Algorithmen können Wartungsteams die Wartung proaktiv planen und darauf vorbereitet sein, die erforderliche Ausrüstung zu bestellen und mitzunehmen, bevor sie vor Ort ist, wodurch das Risiko unerwarteter Ausfälle verringert und Ausfallzeiten minimiert werden. Digitale Kommunikationsfunktionen eröffnen die Möglichkeit, weitere Plug-and-Play-Sensoren (z. B. Beschleunigungsmesser oder Luftqualitätssensoren) hinzuzufügen, um zusätzliche Diagnosen und Fehlerbehebungen zu unterstützen und die Grundursache des Problems zu ermitteln. Dies kann dazu beitragen, Reparaturen zu beschleunigen oder sogar eine Situation zu beheben, ohne dass ein Techniker vor Ort sein muss. Der Gen360^TM Das System verfügt außerdem über Kameras, wie z. B. die Unterfahrkamera, um das Situationsbewusstsein und die Sensorik zu unterstützen, um die Sicherheit der Mechaniker zu erhöhen. 

Auch das Fahrgasterlebnis hat sich durch die Digitalisierung drastisch verbessert. Der Gen360^TM Die Plattform kann wie andere Otis-Systeme über den Otis eCall mit berührungslosen Systemen ausgestattet werden^TM App, die es einer Person ermöglicht, den Aufzug mit ihrem Mobiltelefon anzurufen. Der Gen360^TM Das System ermöglicht auch die Integration mit anderen Otis-Systemen wie Compass® 360, dem Ziel-Dispatch-System, das in das physische Zugangskontrollsystem eines Gebäudes integriert werden kann. Dank innovativer Technologien und schnellerer Kommunikation ist es außerdem möglich, Video- und Audioinhalte in der Aufzugskabine zu personalisieren und gleichzeitig einem in Not geratenen Fahrgast im Falle einer unglücklichen Situation wie einer Einklemmung eine menschlichere Note zu verleihen. Die eView^TM Das Display im Auto bietet eine einzigartige Live-Videoverbindungsoption, sodass ein eingeklemmter Passagier mit einer lebenden Person sprechen und so in Zeiten der Not die sehr geschätzte menschliche Note vermitteln kann. 

4. Cybersicherheit und sicherer Produktentwicklungslebenszyklus

Da die Digitalisierung der Konnektivität von Aufzügen zunimmt, ist es wichtig, dass alle Anstrengungen unternommen werden, um das Risiko von Cybersicherheitsereignissen oder Angriffen durch böswillige Akteure (oder sogar „vorbeifahrende“ Hacker) zu mindern. Der Gen360^TM Die Plattform und die zugehörigen Komponenten sind unter Berücksichtigung der Cybersicherheit konzipiert. Eine Secure-by-Design- und Defense-in-Depth-Philosophie steht im Mittelpunkt des Secure Product Development Life Cycle (SPDLC)-Prozesses, der den Kern der Produktentwicklung bei Otis bildet und bei Design und Entwicklung von Gen360 befolgt wurde^TM Hard-und Software. Dieser Prozess etabliert Cybersicherheit von Anfang an als Designanforderung. Der Prozess beginnt mit einem umfassenden Verständnis der Bedrohungsszenarien, die mithilfe einer risikobasierten Methodik die allgemeinen Sicherheitsanforderungen definieren. Darauf folgt ein methodischer Entwurf einer sicheren Architektur, bei dem verschiedene Arten von Sicherheitskontrollen/Gegenmaßnahmen in das Produktdesign einbezogen werden, um das Cyberrisiko zu minimieren. Durch die nachfolgenden Phasen der sicheren Codierung, statischen Code-Analyse, Open-Source-Analyse, Schwachstellenanalyse und Penetrationstests nutzt das SPDLC Best Practices der Branche, um sicherzustellen, dass die erforderliche Cybersicherheitslage erreicht wird. Geschultes Personal überprüft, ob geeignete Sicherheitsmaßnahmen in das Produkt integriert sind, und das Produkt wird auf neue Schwachstellen überwacht, die möglicherweise entdeckt werden. Die Prozesse von Otis bieten eine robuste Governance mit Kontrollen und Ausgleich während des gesamten Entwicklungslebenszyklus. Dieser Prozess entspricht der international anerkannten Norm IEC/ANSI/ISA 62443-4-1 und tatsächlich hat Otis eine externe Zertifizierung seines SPDLC-Prozesses nach dieser Norm erhalten. 

Abgesehen von einem robusten Prozess bietet der Gen360^TM Die Plattform umfasst branchenübliche Sicherheitskontrollen und eine Reihe wichtiger Cybertechnologien. Dazu gehören der Einsatz sicherer Boot-Technologien und die Code-Signierung von Software und Updates, um sicherzustellen, dass die Integrität der Software gewahrt bleibt. Jegliche Art externer Kommunikation wird mit entsprechenden Faktoren authentifiziert. Zwei Faktoren zur Authentifizierung, sofern erforderlich. Zusätzliche Ebenen der Datenverschlüsselung oder -signierung werden verwendet, um wichtige Daten innerhalb der verschiedenen Schlüsselkomponenten der Aufzugssysteme, einschließlich der PESSRAL-Knoten, zu schützen. Diese Sicherheitskontrollen entsprechen der neuen Norm ISO 8102-20. Auch die Herstellung der Komponenten durchläuft diverse Sicherheitskontrollen.

Zusätzlich zu diesen branchenüblichen Prozessen und Kontrollen erkennt der SPDLC-Prozess auch an, dass sich der Bereich der Cybersicherheit ständig weiterentwickelt und neue Angriffe und Schwachstellen entdeckt werden. Im Einklang mit den Best Practices der Branche verfügt Otis über einen Prozess zur Reaktion auf Produktsicherheitsvorfälle (PSIRP), um fortlaufende Cybersicherheitsunterstützung für unsere Produkte nach der Bereitstellung bereitzustellen, einschließlich Möglichkeiten zur Annahme von Berichten potenzieller Vorfälle/Schwachstellen und eines Teams zur effektiven Verwaltung der Reaktion. Alle Änderungen, die zur Behebung von Schwachstellen vorgenommen werden müssen, werden sorgfältig getestet, bevor ein sorgfältig geplanter Aufwand zur Installation von Updates bei Bedarf durchgeführt wird.

5. Nachhaltigkeit

Die Welt ist sich der Umweltherausforderungen bewusster denn je. In diesem Abschnitt wird die Bedeutung und Bedeutung von Nachhaltigkeit untersucht und wie sie beim Design des Gen360 berücksichtigt wurde^TM Plattform.

a) Was ist „Nachhaltigkeit“ und warum ist sie wichtig?

Nachhaltigkeit bedeutet, unsere menschlichen Bedürfnisse zu erfüllen, ohne die Fähigkeit zukünftiger Generationen zu gefährden, dasselbe zu tun.

Es gibt sechs Faktoren der Nachhaltigkeit: Klimawandel, Umwelt, Innovation, Technologie, Menschen und Ethik. Der Klimawandel steht auf fast allen Nachhaltigkeitslisten ganz oben, denn er ist eine der größten Herausforderungen, vor denen unser Planet heute steht. Es begann mit den übermäßigen Treibhausgasemissionen, die durch die Verbrennung fossiler Brennstoffe zur Energieerzeugung verursacht wurden. 

Der aktuelle globale Erwärmungstrend erreicht ein Tempo, das in den letzten Jahrtausenden nicht mehr beobachtet wurde. Wissenschaftler gehen davon aus, dass dies auf die Wärmespeicherungseigenschaften von Treibhausgasen seit Mitte des 19. Jahrhunderts zurückzuführen ist.^[5].

Nachhaltigkeit bietet Einzelpersonen und Unternehmen unzählige Vorteile. Eine einfache Möglichkeit, unser Nachhaltigkeitsniveau zu ändern, besteht darin, nachhaltige Aufzüge und Aufzugskomponenten zu entwerfen, die über bestehende Umweltvorschriften hinausgehen. 

b) Umweltvorschriften

Ökologie, Klima, soziale Systeme und Geschäftspraktiken variieren von Land zu Land, daher gibt es keinen spezifischen Mechanismus, wie ökologische Nachhaltigkeit praktiziert werden sollte. 

c) Der europäische Grüne Deal^[6].

Die Europäische Kommission hat eine Reihe von Vorschlägen angenommen, um die Klima-, Energie-, Verkehrs- und Steuerpolitik der Europäischen Union so zu gestalten, dass die Netto-Treibhausgasemissionen bis 55 um mindestens 2030 % im Vergleich zu 1990 gesenkt werden.

Die EU strebt an, bis 2050 klimaneutral zu sein – eine Wirtschaft mit Netto-Null-THG-Emissionen. Dieses Ziel steht im Mittelpunkt des europäischen Grünen Deals und steht im Einklang mit der Verpflichtung der EU zu globalen Klimaschutzmaßnahmen im Rahmen des Pariser Abkommens.

Der Gebäudesektor ist der größte Einzelenergieverbraucher in der EU und für etwa 40 % des Energieverbrauchs und 36 % der COXNUMX-Emissionen verantwortlich₂ Emissionen in der EU. Es wird geschätzt, dass Aufzüge zwischen 2 % und 5 % der Energie von Gebäuden verbrauchen. Die Aufzugsindustrie kann daher zur Dekarbonisierung der gebauten Umwelt beitragen, indem sie energieeffiziente Lösungen bereitstellt und den bei der Herstellung von Materialien emittierten Kohlenstoff reduziert.

Daher wurden verschiedene Initiativen und Programme ins Leben gerufen, um diese schwierige Aufgabe zu bewältigen, z. B. Wiederherstellung und Resilienz.

Um die Energieeffizienz von Gebäuden zu steigern, hat die EU einen Rechtsrahmen geschaffen, der die Richtlinie 2010/31/EU über die Energieeffizienz von Gebäuden (EPBD) umfasst.^[8]. und der Energieeffizienzrichtlinie 2012/27/EU (EED).^[13].

Die Bedeutung von EPBD für Aufzüge

Die im Jahr 2018 überarbeitete EPBD wird dazu beitragen, die im europäischen Grünen Deal festgelegten Bau- und Renovierungsziele zu erreichen. Zusammen fördern die Richtlinien Maßnahmen, die dazu beitragen, bis 2050 einen hochgradig energieeffizienten und dekarbonisierten Gebäudebestand zu erreichen und ein stabiles Umfeld für Investitionsentscheidungen zu schaffen, das es Verbrauchern und Unternehmen ermöglicht, fundiertere Entscheidungen zum Energie- und Geldsparen zu treffen. Die EPBD ist das wichtigste Rechtsinstrument in der EU zur Verbesserung der Energieeffizienz von Gebäuden. 

Aufzüge, Rolltreppen und Fahrsteige sind nicht Teil der Richtlinie, aber die European Lift Association arbeitet mit politischen Entscheidungsträgern der EU zusammen, um die Einbeziehung und einen Beitrag zu den ehrgeizigen Zielen der EU zu erreichen. In diesem Zusammenhang spielt der Einsatz von Ökobilanzen (LCA) eine wichtige Rolle in den kommenden nationalen Vorschriften in den EU-Mitgliedstaaten, wobei Ökobilanzen für Gebäude sowie Umweltproduktdeklarationen (EPDs) für Bauprodukte verpflichtend werden. Die EPBD umfasst die Anforderungen an die Berechnung der grauen Energie und des CO2-Fußabdrucks von Gebäuden. Diese Berechnungen werden durch die Ökobilanz ermittelt und in der Umweltproduktdeklaration (EPD) dargestellt. Mehrere Mitgliedsstaaten wollen Grenzwerte für das globale Erwärmungspotenzial (GWP) in CO festlegen₂ Äquivalent pro m² und Nutzung von Ökobilanzen als Instrument für die Politikgestaltung oder zur Messung der Umweltauswirkungen von Gebäuden.

Obwohl es auf europäischer Ebene keine gesetzlichen Regelungen zur Energieeffizienz gibt, hat die Industrie in den letzten Jahren der Energieeffizienz von Aufzügen besondere Aufmerksamkeit gewidmet. Die Internationale Organisation für Normung hat die internationale Norm EN ISO 25745 mit einer Methodik zur Bewertung der Energieeffizienz von Aufzügen und einem Schema zur Bewertung ihrer Energieklasse veröffentlicht. Schließlich ist die Ökobilanz ein wichtiger Aspekt für Aufzüge, da diese eine lange technische Lebensdauer haben. Die Produktkategorieregel (PCR) PCR UN CPC 4354 wurde 2015 ausgearbeitet und legt die Regeln für neue oder modernisierte Aufzüge fest.

Wie funktioniert die Gen360^TM Welche Plattform trägt zur Nachhaltigkeit bei?

Das Nachhaltigkeitsteam von Otis hat den LCA-Ansatz zur Bewertung und Identifizierung der relevanten Umweltauswirkungen der Aufzüge, z. B. der Gen2®-Aufzüge, übernommen und Beobachtungen/Schlussfolgerungen als Schlüsselfaktoren für die Entwicklung des Gen360 berücksichtigt^TM Plattform. Alle Ergebnisse wurden in der EPD gemeldet, die im internationalen EPD-System eingesehen werden kann.^[12]. 

Die LCA-Bewertung der vorherigen Aufzüge trug dazu bei, das Konzept der neuen Aufzüge und ihrer Komponenten neu zu überdenken und herauszufinden, wie die digitale Transformation dazu beitragen könnte, dieses Design nachhaltiger zu gestalten. Daher beschäftigten sich die Ingenieure zunächst mit der folgenden Frage: Wie machen wir die altmodischen Aufzüge umweltfreundlicher? 

Bei der Konstruktion alter Aufzüge wurde hauptsächlich auf die Kapazität geachtet, also auf die Anzahl der Personen, die die Aufzüge befördern konnten. Es wurde angenommen, dass der Betrieb umso besser war, je mehr Personen der Aufzug befördern konnte. Dies erforderte jedoch mehr Energie für die Produktion und den Betrieb und hatte daher weitaus größere Auswirkungen auf die Umwelt.

Die Ergebnisse der Ökobilanz zeigen, dass die Produktions- und Nutzungsphase den größten Einfluss auf die globale Erwärmung haben.

Im Anschluss an die Studie wurde von Otis eine Reihe von Designoptionen identifiziert und priorisiert. Der größte Einfluss auf die Umweltparameter hängt mit der Energie zusammen; Änderungen anderer Umweltparameter führen im Vergleich zur Gesamtmasse der Aufzüge nur zu eher geringen Änderungen des Materialverbrauchs.

Das Design des Gen360^TM Die Plattform hat sich auf einen geringeren Energieverbrauch sowie auf Nachhaltigkeit und Konstruktion des Aufzugs selbst konzentriert.

Basierend auf den Erkenntnissen der ersten LCA-Ergebnisse und der Ökodesign-Vorstudie für Aufzüge zur Umsetzung des Ökodesign-Arbeitsplans^[9]. 2016–2019, in Kombination mit der fortschrittlichen Methodik der Finite-Elemente-Analyse, dem Gen360^TM Die Plattform berücksichtigte viele der folgenden Designmerkmale, um die Umweltauswirkungen (hauptsächlich den Energieverbrauch) zu reduzieren und die mechanische Struktur zu optimieren:

• Energiesparende Ausrüstung: Etagen- und Kabinenanzeigen und -tasten, hocheffiziente LEDs für die Beleuchtung, energieeffiziente Stromversorgung und verbrauchsarme Steuerungen
• Abschaltkomponenten: Lichtvorhänge, Türsteuerungen, Beleuchtung, Lüftung und Innenanzeigen werden nach 5 min Ruhezeit abgeschaltet und Panels gedimmt.
• Deep Standby: Der Energieverbrauch wird nach 30 Minuten ohne Nutzung des Lifts reduziert. Es reduziert den Verbrauch, indem es den Controller und das Antriebssystem in einen Tiefschlafmodus versetzt, der sich auf die Reaktionszeit auf einen Anruf auswirkt.
• Maschine: Beim Fahrverbrauch werden der Wirkungsgrad der getriebelosen Permanentmagnet-Synchron-Traktionsmaschine (PMS) und andere Aspekte des Antriebssystems (einschließlich Wechselrichter) sowie der Gegengewichte bei Seilaufzügen optimiert.
• Mit Otis-beschichteten, stahlverstärkten Riemen wird die Reibung reduziert. Dank dieser innovativen Aufhängung zeichnet sich die Technologie auch durch ihre Austauschrate im Vergleich zu herkömmlichen Stahlseilen aus.
• Regenerative Antriebstechnik: Es kommt eine eingebaute Energierückgewinnungseinheit zum Einsatz. Es regeneriert die vom Aufzug erzeugte Energie und führt sie in das Stromnetz zurück. Dieser Ökostrom kann entweder für die Gebäudeausrüstung oder für die Beleuchtung von Aufzügen verwendet werden. Im laufenden Betrieb wird der Energieverbrauch reduziert, wodurch eine Energieeinsparung von bis zu 75 % im Vergleich zu einem herkömmlichen System mit nicht-regenerativem Antrieb erreicht wird.
• Ein neuer Türantrieb senkt den Energiebedarf im laufenden Betrieb.
• Der Einsatz von VVVF-Antrieben (Variable-Voltage-Variable-Frequency) ermöglicht einen geringeren Stromverbrauch während des geschäftigen Betriebs eines Aufzugs. Bei einem Gebäude mit mehreren Gebäuden arbeiten die Aufzüge im Gruppenbetrieb.
• Um eine umweltbewusste Waldbewirtschaftung zu fördern, werden mindestens 50 % zertifizierte Holzprodukte verwendet, wie zum Beispiel die Holzverkleidung in der Kabine.
• REACH-Konformität: Emissionsarme Materialien, Farben und Beschichtungen minimieren die Menge an Schadstoffen in der Raumluft
• Durch die vorausschauende Wartung können die Transporte zu den Kundenstandorten reduziert werden, was bedeutet, dass im Durchschnitt weniger Kraftstoff benötigt wird und somit weniger CO entsteht₂ Emissionen. Darüber hinaus trägt die Digitalisierung dazu bei, die Reparierbarkeitsrate von Bauteilen zu erhöhen und so ungerechtfertigten Abfall zu reduzieren.
• Der Gen360^TM Die neue elektronische Architektur der Plattform hat die meisten mechanischen Teile ersetzt, was zu einer Optimierung des Gesamtgewichts des Aufzugs führt, was bedeutet, dass weniger Energie benötigt wird, um den Aufzug im Schacht zu bewegen.

Infolgedessen ist der Gen360^TM Die Plattform liefert im Vergleich zu früheren Studien bessere LCA-Ergebnisse und die höchste Energieklassifizierung nach ISO 25745.

Die Auswirkungen der Gen360™-Plattform werden hauptsächlich durch die Materialherstellung, d. h. A1-A3, verursacht, die etwa 50 % des gesamten GWP ausmacht, und durch den Stromverbrauch während der Nutzungsphase (25 Jahre), der fast 40 % des GWP ausmacht. Der Vergleich mit dem vorherigen Aufzugsdesign spiegelt die Fortschritte wider, die mit dem Gen360 in Sachen Nachhaltigkeit erzielt wurden^TM Plattform.

6. Fazit

Um der ständig steigenden Nachfrage der Kunden gerecht zu werden und motiviert durch die zunehmende Urbanisierung, hat Otis den Gen360 auf den Markt gebracht^TM Plattform, die eine echte digitale Revolution für die Aufzugsbranche einleitet, gepaart mit umweltverträglichen Technologien. Es nutzt eine native elektronische Architektur und eine Vielzahl digitaler Geräte und Prozesse mit neuen Sicherheitsfunktionen, um den Service weiter zu verbessern, das Kundenerlebnis neu zu beleben und kontinuierlich umweltfreundlichere Lösungen zu erreichen. Möglich wurde dies durch den ganzheitlichen Ansatz eines internationalen Entwicklungsteams, der zu einer völlig neu konzipierten digitalen vertikalen Mobilitätssystemplattform von Otis führte.

7. Referenzen

[1] Vereinte Nationen, Ministerium für wirtschaftliche und soziale Angelegenheiten, 2018, überarbeitet: population.un.org/wup/publications/Files/WUP2018-Report.pdf

[2] Vereinte Nationen, „Bericht des UN Economist Network zum 75. Jahrestag der Vereinten Nationen, der die Trends unserer Zeit prägt“, September 2020

[3] Urbanization du monde, Espace-mondial-atlas.sciencespo.fr, 28. September 2018

[4] McKinsey & Company, „Thriving Amid Turbulence: Imagining the Cities of the Future“, 11. Oktober 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] „Das Erreichen von „Netto-Null“ für die Aufzugsbranche – ist das möglich?“, ela-aisbl.eu

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

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

[10] IEC 62443 verstehen, iec.ch/blog/understanding-iec-62443

[11] ISO 8102-20:2022 Elektrische Anforderungen für Aufzüge, Rolltreppen und Fahrsteige – Teil 20: Cybersicherheit, iso.org/standard/78576.html

[12] environdec.com/home 

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

8. Danksagungen

Der Gen360^TM Plattform ist die außergewöhnliche Leistung von Hunderten von Kollegen bei Otis Elevator Co. Mit dem Verfassen dieses technischen Dokuments ist es das Ziel der Autoren, sie zu repräsentieren und die Früchte ihrer Arbeit zu fördern.