IoT: magia o mito?

Una rassegna dei prodotti Internet of Things disponibili e delle relative soluzioni per le aziende di ascensori.

Questo articolo è stato presentato per la prima volta dall'Online Symposium on Lift and Escalator Technologies, 23-25 ​​settembre 2020, dell'Università di Northampton, Regno Unito; Per maggiori informazioni visita www.liftsymposium.org.

parole chiave: Internet of Things, Machine to Machine, Machine Learning, Intelligenza artificiale.

Astratto. Attraverso video, riviste e pubblicità brillanti, IOT, ML, AI e M2M sono stati promossi come soluzioni meravigliose per l'industria degli ascensori e delle scale mobili. Questo documento esamina le offerte di prodotti IoT disponibili in base alle capacità e ne valuta l'efficacia in base alla tecnologia attuale. La revisione include ciò che è ora possibile, ciò che non è ora possibile e ciò che potrebbe essere possibile presto. Vengono inoltre esaminate le soluzioni disponibili per le società di ascensori multinazionali e quelle disponibili per le imprese di ascensori regionali e locali.

Introduzione

IoT, Internet of Things, è stato promosso come la prossima grande novità per il settore degli ascensori. Articoli su IoT compaiono in molti tipi di pubblicazioni. In televisione compaiono spot pubblicitari che decantano le meraviglie del cloud computing e del Machine Learning (ML). L'edizione di novembre 2019 di ELEVATOR WORLD includeva un articolo intitolato "The IOEE: Connecting Equipment, Customers and Passengers". Oltre a spiegare il prodotto IoT di Schindler, descrive anche i numerosi vantaggi che IoT, ML e digitalizzazione porteranno al settore degli ascensori. Esiste persino una rivista, IoT e ascensori, pubblicato da Nayar Systems, una società IoT. La rivista è piena di articoli interessanti su AI, ML e città intelligenti e connesse. Le affermazioni in questi documenti e annunci pubblicitari non sono hype; sono vere. Tuttavia, implementare questi concetti non è semplice.

A causa di tutto l'entusiasmo associato all'IoT, ora esistono molte offerte di prodotti nel settore degli ascensori. Verrà esplorato ciò che questi prodotti possono e non possono fare.

IoT e tipi di manutenzione

IoT

L'IoT è definito da Wikipedia come "un sistema di dispositivi informatici interconnessi, macchine meccaniche e digitali, oggetti, animali o persone che sono dotati di identificatori univoci (UID) e la capacità di trasferire dati su una rete senza richiedere da uomo a uomo o interazione uomo-computer”.^[1] Un esempio di dispositivo IoT potrebbe essere un sensore di temperatura in una sala macchine dell'ascensore. La temperatura della sala macchine può essere visualizzata su PC o smartphone.

Tipi di manutenzione

Esistono diversi tipi di manutenzione degli ascensori in cui è possibile applicare i dispositivi IoT. Sono i seguenti:

• Manutenzione in caso di guasto. Questo tipo di manutenzione dell'ascensore prevede la restituzione in servizio di un ascensore dopo che si è rotto. La manutenzione in caso di guasto viene spesso definita manutenzione reattiva.

• Manutenzione preventiva (PM). Questo tipo di manutenzione viene eseguita regolarmente su un ascensore o un'attrezzatura per ridurre la probabilità di un guasto.^[2]

• Manutenzione basata sull'utilizzo. Questa è una strategia di manutenzione basata sull'utilizzo che un asset ha subito. Ad esempio, cambiare l'olio del motore di un'auto ogni 10,000 km di utilizzo.

• Manutenzione basata sulle condizioni (CBM). Questo è un metodo di manutenzione che monitora le condizioni dei componenti critici o dell'intero asset per determinare quale manutenzione deve essere eseguita e quando deve essere eseguita.^[2]

• Manutenzione basata sulle attività (TBM). TBM è un metodo di analisi che esamina i piani PM esistenti ed elimina le duplicazioni e identifica le attività mancanti. Al termine dell'analisi, viene sviluppato un elenco di attività che viene poi utilizzato per future visite di manutenzione.^[3]

• Manutenzione predittiva. La manutenzione predittiva utilizza il machine learning per emettere una raccomandazione per sostituire una parte o eseguire un servizio su un ascensore o una scala mobile prima che si verifichi un guasto.^[4]

• Manutenzione prescrittiva. Questo metodo è una forma totalmente automatizzata di manutenzione predittiva in cui i ticket di servizio vengono generati dal computer per ogni visita di servizio utilizzando ML.^[4]

Obiettivi e obiettivi IoT

Esistono due punti di vista sugli scopi e gli obiettivi dei prodotti IoT: quelli del proprietario o gestore dell'edificio e quelli del fornitore di servizi di manutenzione di ascensori e scale mobili.

Prospettiva del proprietario/gestore dell'edificio

Gli individui che hanno avuto ampi contatti con proprietari e gestori di edifici hanno scoperto che i proprietari e i gestori vogliono tre cose^{[5, 6]}:

1. La capacità di sapere quali ascensori sono in funzione.
2. Per essere avvisato quando si verifica un guasto all'ascensore.
3. Se un ascensore è guasto, per sapere se è occupato.

Indipendentemente dal fatto che i dispositivi IoT siano installati o meno, gli operatori degli edifici desiderano che tutte le loro apparecchiature di trasporto verticale funzionino senza problemi.

Il punto di vista del fornitore di manutenzione degli ascensori

I fornitori di servizi di manutenzione hanno due obiettivi^[7]:

1. Soddisfazione del cliente. Se è possibile aumentare i tempi di attività, gli ascensori e le scale mobili funzionano senza intoppi, gli intrappolamenti si riducono e i clienti saranno più soddisfatti.
2. Efficienza operativa. Se le giuste attività di manutenzione vengono eseguite al momento giusto, l'efficienza aumenterà. La riduzione dei callback riduce anche i costi.

Il raggiungimento di questi obiettivi consentirà ai fornitori di servizi di manutenzione di competere in base al valore e alla qualità, piuttosto che sul prezzo.

Prodotti IoT

Ci sono molti prodotti I0T disponibili sul mercato. Alcuni prodotti sono disponibili per tutti gli acquirenti. I prodotti messi a disposizione dalle multinazionali sono tipicamente a disposizione dei loro clienti presenti e futuri, non dei concorrenti. I prodotti recensiti rappresentano un campione trasversale dei prodotti disponibili. I prodotti non sono né nominati né referenziati. In ogni caso la revisione si basa sulla letteratura pubblicata dal produttore del prodotto. Questa recensione cercherà di essere obiettiva e non dovrebbe essere vista come un'approvazione o una valutazione negativa.

Prodotto A, router industriale

Il prodotto A è un router industriale che si connette alla sua rete privata virtuale (VPN). Il router è disponibile in due versioni, cablata e wireless. È descritto come un gateway Industrial Internet of Things (IIoT) ed è un dispositivo machine-to-machine (M2M). Il prodotto può inviare dati a servizi cloud, come Microsoft Azure o Amazon Web Services. Tuttavia, una volta che i dati sono nel cloud, devono essere convertiti in informazioni significative da data scientist ed esperti di dominio.

Prodotto B, sistema di monitoraggio remoto

Il prodotto B è un sistema di monitoraggio remoto che visualizza graficamente la posizione, il movimento e lo stato delle porte degli ascensori in un edificio. I dati grafici possono essere visualizzati su PC o smartphone. Inoltre, questo prodotto può inviare avvisi tramite e-mail o messaggi di testo in caso di problemi con gli ascensori. Questo prodotto sembra essere progettato per i professionisti della gestione degli edifici. Soddisfa i tre requisiti richiesti dai gestori degli edifici descritti sopra nella sezione Prospettiva del proprietario/gestore dell'edificio. Questo prodotto può anche fornire report che possono essere utilizzati per la manutenzione basata sull'utilizzo.

È necessaria un'interfaccia di sola lettura con il controller dell'ascensore.

Prodotto C, monitoraggio basato sulle condizioni

Il prodotto C utilizza un accelerometro per monitorare quanto segue: corsa, qualità di marcia, funzionamento delle porte, carico della cabina, livellamento, efficienza dell'albero, numero di corse, cicli di lavoro e condizioni delle pulegge di trazione. Con questo prodotto è possibile sia la manutenzione basata sull'utilizzo che quella basata sulle condizioni. Il prodotto è connesso a un cloud e lì esegue alcune elaborazioni. I dati inviati al cloud rendono possibile l'utilizzo del machine learning.

Il prodotto sembra essere progettato per i fornitori di manutenzione degli ascensori. Non è collegato elettricamente all'ascensore, il che lo rende totalmente sicuro.

Prodotto D, monitoraggio remoto modulare con comando e controllo

Questo prodotto è un sistema di monitoraggio remoto modulare che dispone di diversi componenti opzionali. Il modulo base è costituito da un modem cellulare posto in sala macchine e da un modulo car-top con accelerometro. Il modulo capote è collegato a due dei pulsanti di chiamata cabina della pulsantiera di cabina.

L'accelerometro può monitorare i movimenti dell'auto e delle porte. I livelli di movimento sono registrati. Se il livello di movimento della cabina è inferiore al normale, la capote invierà l'ascensore in prova utilizzando i collegamenti ai pulsanti di chiamata cabina. Se l'esecuzione del test non ha esito positivo, viene inviato un avviso.

Questo prodotto può essere collegato anche a barriere fotoelettriche e telefoni di emergenza compatibili. Vengono raccolti anche la barriera fotoelettrica e i dati del telefono, rendendo l'unità più potente.

Una scheda I/O opzionale può essere collegata al controller dell'ascensore. Questo può essere utilizzato per ripristinare la CPU del controller e riportare informazioni come "auto fuori servizio". Con questo prodotto è possibile sia la manutenzione basata sull'utilizzo che quella basata sulle condizioni.

Il prodotto è connesso a un cloud e lì esegue alcune elaborazioni. I dati inviati al cloud rendono possibile l'utilizzo del machine learning.

Il prodotto sembra essere progettato per i fornitori di manutenzione degli ascensori.

Qualsiasi unità con funzionalità di comando e controllo è intrinsecamente più vulnerabile all'hacking rispetto alla sola lettura dei sistemi isolati.

Prodotti delle multinazionali occidentali degli ascensori

Otis, TKE, Schindler e KONE hanno tutti annunciato prodotti IoT. Hanno anche collaborato con importanti aziende di machine learning, come Microsoft, GE Predix e IBM Watson. I loro prodotti sono costituiti da router o modem cellulari collegati a controller, pacchetti di sensori o entrambi. Queste connessioni consentono loro di raccogliere grandi quantità di dati. I loro partner possono quindi aiutare a sviluppare l'architettura di acquisizione, elaborazione e archiviazione dei dati, oltre a fornire l'elaborazione cloud e il software ML per elaborare i dati raccolti. Tuttavia, queste aziende devono sviluppare algoritmi ML necessari per la manutenzione predittiva e prescrittiva. Questi algoritmi devono essere sviluppati da team composti da data scientist ed esperti di dominio.^[8] L'efficacia di questi prodotti dipenderà dai risultati di queste squadre. Questi prodotti sembrano essere componenti di offerte di servizi premium.

Conclusioni

Nessuno dei prodotti recensiti offre tutti i potenziali vantaggi di ML, AI o IoT. Tuttavia, tutti offrono alcuni di questi vantaggi. Ciascuno offre vantaggi diversi a diversi livelli di prezzo. Nessuno di questi prodotti è adatto a tutti. Tutti sono, molto probabilmente, ideali per qualcuno.

Tutti i prodotti recensiti sono in lavorazione. Tutto dovrebbe migliorare nel tempo. Il machine learning e tutto l'apprendimento dovrebbero portare al miglioramento.

Poiché ci sono così tanti articoli, libri e presentazioni PowerPoint impressionanti che reclamizzano i vantaggi dell'IoT, bisogna essere cauti quando si seleziona un prodotto IoT. Bisogna prima decidere quali funzionalità IoT sono necessarie. Quindi, si dovrebbero chiedere dimostrazioni dal vivo della soluzione proposta. Qualsiasi cosa, non importa quanto sia brutta, può essere resa fantastica usando un PowerPoint. Di solito una dimostrazione dal vivo di un prodotto dovrebbe essere più vicina alla realtà di una presentazione.

Quando l'IoT raggiungerà il suo pieno potenziale, sembrerà magico. È in procinto di cambiare per sempre il settore degli ascensori.

Referenze

[1] Internet delle cose disponibile da: https://en.wikipedia.org/wiki/Internet_of_things Ultimo accesso Manutenzione il: 6 febbraio 2020

[2] Manutenzione preventiva Disponibile da: https://www.fiixsoftware.com/maintenance-strategies/preventative-maintenance/ Ultimo accesso: 6 febbraio 2020

[3] Manutenzione basata su attività Disponibile da: https://www.armsreliability.com/page/services/our-methodology/task-based-maintenance-tbm-analysis Ultimo accesso: 6 febbraio 2020

[4] L'evoluzione della manutenzione Disponibile da: https://www.ibm.com/blogs/internet-of-things/maintenance-evolution-prescriptive/ Ultimo accesso: 7 febbraio 2020

[5] Discussioni con Richard Peters, Peters Research, settembre 2019

[6] Discussioni con Jeff Buntin, TKE, dicembre 2019

[7] Smith, R (2019) Applicazioni CIO Internet of Things di TKE 8 aprile 2019 p28.

[8] Davenport, T. Big Data @ Lavoro. Boston: Harvard Business School Press (2014)