IoT e ascensori intelligenti

In this Readers' Platform, your authors contend that IoT-connected lifts offer new opportunities.

di Enrico Scarrone e Marco Cogliati

Gli sviluppi nel settore digitale, l'aumento della velocità di connessione e l'espansione delle reti di dati hanno migliorato le tecnologie di telecomunicazione. Oggi lo scambio e l'archiviazione delle informazioni è molto più semplice e sostenibile per tutti. Diverse società di ricerca attribuiscono a questo fenomeno 25 miliardi di oggetti connessi nel 2020 e si prevede che entro il 2023 tali oggetti raggiungeranno più di 40 miliardi in tutto il mondo e in tutti i settori di mercato.

These objects, these "things," interact with each other and with complex remote systems. In the vertical-mobility sector, the two closest terms directly linked to IoT are "smart building" and "smart city." Intelligent buildings and cities are composed of different systems and are integrated, connected and controlled via the network, offering new services and improving the existing ones.

 In the lift sector, after a past based on electromechanical technology, the first "avant-garde" switchboards were equipped with systems that communicated with the outside world by sending SMS messages to the company or directly to the technician. The information sent was just basic data on the status of the system, but still very important for maintenance companies. The evolution then saw an improvement of this communication, giving way to emails and direct connections from the lifts and the computer of the technical office. The information exchanged was mainly about error signals resulting from malfunctioning, but it was already possible to obtain more in-depth information about the parts connected to the lift (locks, motors, doors, etc.).

Today's market, thanks to technological progress and increasingly affordable costs, offers control panels with computerized and always-connected systems, which are able, in real time, to send information about the status of the lift to the service center (and to the touchpads/smartphones of technicians), including statistics, errors, telemetry and faults.

In general, in the industry sector, we have been talking about "preventive" and "predictive" maintenance for years, and these concepts, which aim to improve production efficiency, are strongly linked to the collection, storage and interpretation of data from machines. Today, through AI, we are able to directly process data from the lift and its parts; the algorithms "grind" the information and, based on the user's (maintenance company's) requirements, return processes and actions to improve the service offered to the end user.

Questo miglioramento dei processi di manutenzione degli impianti permette alle aziende di organizzare il proprio personale in modo ottimale, diventando più efficaci ed efficienti nei propri interventi, riducendo i tempi di intervento e limitando i tempi di fermo; inoltre potrebbe essere migliorata la gestione della fornitura dei ricambi in magazzino.

Quanto sopra descritto accadrà solo quando il sistema sarà in grado di memorizzare una grande quantità di dati su tutti i componenti che compongono l'ascensore, comprese le caratteristiche costruttive, di funzionamento e di usura.

L'esperienza maturata nel settore industriale nella lettura e gestione dei dati delle macchine e nel miglioramento dei processi di manutenzione sta, quindi, diventando una parte importante del settore della mobilità verticale. Oggi vengono proposti nuovi dispositivi da installare sui componenti degli ascensori per acquisire e restituire a distanza una serie di informazioni come le temperature del motore, le vibrazioni dell'auto o l'assorbimento di corrente.

Gli ascensori connessi all'IoT offrono anche nuove opportunità all'azienda impegnata nel mercato degli ascensori. L'interconnessione con più sistemi IoT migliora la gestione aziendale e consente di creare nuovi collegamenti tra proprietari, gestori di edifici, operatori e utenti finali, anche di terze parti. Ciò consente la creazione di nuovi servizi e nuovi modelli di business.

Siamo generalmente orientati all'utilizzo di strumenti focalizzati sui nostri bisogni diretti. L'IoT cambia questo paradigma, consentendo lo scambio di una grande quantità di dati e delle informazioni contenute nei dati in modo interoperabile.

It creates the opportunity to use data in a different way: If desired, the data can be made available to "neighboring" systems so that the lift system can be a part of a more complex whole. To better explain this last concept, think of a large manufacturing company where the fundamental data could be the energy consumption of its elevator, their correct operation or no. For the control room of a railway station or airport or hospital, the fundamental data could be "only" the efficiency of the lift and/or escalator. Other examples could be a smart building with a single coordination for the operation of all internal systems (access, air conditioning, security, lifts, etc.) or a smart city monitoring the energy consumption of buildings, checking the efficiency of transport systems and the flow of people.

 From a regulatory point of view, CEN (European Committee for Standardization) had previously approached these issues with standard EN 627:1995 "Specification for data logging and monitoring of lifts, escalators and passenger conveyors," defining the substantial characteristics of the systems for recording data exchanged from the lift or escalator operating panel to the outside world, specifying and encoding a basic set of signals and events.

In 2017, with the support of the European Federation for Elevator Small and Medium-sized Enterprises (EFESME) and Small Business Standards (SBS) experts, in the European Telecommunications Standards Institute (ETSI), a working table on "Smart Lifts" was opened in the SmartM2M Technical Committee (the ETSI group competent for development of standards in the IoT sector) with the target of understanding the requirements of the lift sector with reference to the IoT world.

In April 2020, ETSI published the Technical Report TR 103.546 "Requirements & Feasibility study for Smart Lifts in IoT" describing the behavior of connected lifts by means of a series of detailed use cases.

I risultati della relazione hanno evidenziato la necessità della telegestione degli ascensori, anche di telemanutenzione. Più rilevantemente, la relazione tecnica ha riconosciuto come la mobilità verticale, oggi, sia un aspetto molto importante in diversi contesti, come i già citati edifici intelligenti e le città intelligenti in cui gli impianti di risalita sono integrati con connessioni dati e sono componenti essenziali nel più ampio contesto IoT, diventando quelli che oggi vengono definiti “ascensori intelligenti”.

The EFESME, SBS and ETSI experts worked from May 2020 for about a year to develop the Technical Specification TS 103.735 "Smart Lifts IoT System," which was published in March 2021 and is freely available on the ETSI website. This is a comprehensive and detailed standard that specifies the technical aspects to be addressed when developing an IoT system for lifts.

Starting from the "user cases" in the technical report, the experts have designed a reference architecture and a set of configurations that make the lift part of the wider IoT systems, including the data exchanged by the lift, by third-party systems (sensors, devices, external software) and by the platform services.

L'architettura è focalizzata sui dati provenienti dall'unità centrale dell'ascensore (centralino), ma è estesa anche ai sistemi complementari, come piattaforme gestionali e amministrative.

Creating an "open" smart lifts architecture makes possible the integration of advanced lifts implementing proprietary technologies (including interworking with external proprietary platforms by means of dedicated gateways).

Ancora più rilevante, prevede anche l'integrazione dei dati forniti dagli ascensori di vecchia generazione, eventualmente integrati da sensori di retrofit dedicati. La parte centrale di questa norma è la sezione che specifica il segnale scambiato dall'impianto smart lift, costituito da una serie di tabelle che raggruppano in base alla tipologia di dati, e tutte le caratteristiche richieste dal sistema per poter elaborare il dati stessi: dati identificativi e univoci per riconoscere l'ascensore, geolocalizzazione, dati amministrativi, caratteristiche dell'impianto, impostazioni di configurazione, riferimenti normativi, dati elettrici, segnali di movimento, guasti, allarmi, allarmi antincendio, segnali dal sistema di comunicazione bidirezionale, statistiche e comandi all'ascensore. Questi sono solo alcuni dei dati mappati nelle specifiche.

Gli aspetti della comunicazione, tra cui l'interworking, i formati API, la sicurezza, la gestione della comunicazione e l'integrazione con reti IP e cellulari, si basano sull'affidabile framework di comunicazione offerto dallo standard IoT sviluppato da oneM2M (queste specifiche sono disponibili gratuitamente su onem2m.org and etsi.org).

La documentazione fino ad oggi prodotta è intesa principalmente come strumento per le aziende che vogliono entrare in contatto con questi nuovi sistemi digitali; l'utilizzo di questo standard può rendere più facile per il mondo della mobilità verticale avvicinarsi alla realizzazione di sistemi IoT integrati.

Un possibile sviluppo futuro è trasformarlo in una norma europea dedicata al mondo della mobilità verticale e dell'IoT.

The SmartM2M Technical Committee is currently evaluating  additional requirements to address new technologies under development for smart buildings and smart cities, and the creation of a "twin" technical specification that takes into account escalators and moving walks.

Informazioni aggiuntive:

ETSI è responsabile della standardizzazione europea nel settore delle telecomunicazioni. Insieme al Comitato europeo di normalizzazione elettrotecnica (CENELEC) (ingegneria elettrica) e al Comitato europeo di normalizzazione (CEN) (altre aree tecniche), costituisce il sistema europeo (UE e SEE) per la normazione tecnica.

oneM2M è una comunità globale che sviluppa standard IoT per abilitare servizi interoperabili, sicuri e semplici da implementare per l'ecosistema IoT. Gli standard oneM2M sono aperti, accessibili e riconosciuti a livello internazionale. Le sue specifiche tecniche sono pubblicate da ETSI come standard europei e in Cina, India, Nord America, Giappone e Corea dalle rispettive organizzazioni regionali di standardizzazione.