In che modo le apparecchiature intelligenti del Suzhou Volkspace migliorano l'affidabilità e la sicurezza degli ascensori?

Nel campo dei mezzi di trasporto, il termine "affidabilità" si riferisce generalmente alla capacità dell'attrezzatura di mantenere il normale funzionamento in condizioni e tempi specificati; La "sicurezza" sottolinea se il sistema può mantenere o passare a uno stato sicuro senza causare danni in caso di guasto, funzionamento errato o condizioni estreme. Per i sistemi di trasporto pubblico come ascensori, scale mobili e marciapiedi mobili, queste due dimensioni sono strettamente correlate ma distinte.

Un sistema altamente affidabile riduce i tassi di guasto e i tempi di inattività, mentre un sistema altamente sicuro garantisce la sicurezza e il benessere-di passeggeri e pedoni in caso di anomalie, guasti o condizioni limite estreme.

Dalla metà del XIX secolo, le caratteristiche di sicurezza degli ascensori e delle scale mobili si sono evolute gradualmente. All’inizio gli incidenti erano frequenti a causa della mancanza di ridondanza, strutture protettive e monitoraggio elettronico. Con i progressi della tecnologia industriale, furono introdotti freni meccanici, dispositivi di sicurezza e limitatori di velocità, riducendo significativamente i rischi di cadute libere e di intrappolamento nelle porte. Con l'avvento dell'era elettronica, sensori, controller, sistemi ridondanti e tecnologie di diagnosi dei guasti sono diventati componenti fondamentali di affidabilità e sicurezza.

Man et al. sottolineano nel loro articolo che, per soddisfare le elevate esigenze di ascensori/scale mobili in ambienti ad alto-flusso di passeggeri, negli ultimi decenni le persone hanno continuamente introdotto tecnologie di rilevamento dei guasti, monitoraggio dello stato e manutenzione predittiva per migliorare l'affidabilità complessiva e le capacità di garanzia della sicurezza del sistema.

Sebbene ascensori, scale mobili e passaggi pedonali differiscano nella loro struttura, condividono punti comuni nella progettazione di affidabilità e sicurezza. Le seguenti sono le principali aree di preoccupazione.

Questi sistemi includono tipicamente: sistemi di azionamento (motore, riduttore o motore di trazione), controller e unità logica, sensori di sicurezza, binari di guida, telaio strutturale, sistemi di porte e meccanismi di binari o pedali. Le potenziali fonti di rischio possono essere classificate come segue:

Guasto del sistema di azionamento (guasto del motore, malfunzionamento del controller, improvvisa interruzione di corrente, guasto elettrico, ecc.)
Usura meccanica, corrosione, fatica e scarsa lubrificazione
Falsi allarmi, guasti o ostruzioni del sensore
Intrappolamento, impatto e apertura e chiusura anomale del sistema della porta
Frattura, deformazione o allentamento dei componenti strutturali
Funzionamento errato del conducente o del passeggero, sovraccarico e intrappolamento di oggetti appuntiti
Fattori ambientali esterni (temperatura, umidità, vibrazioni, polvere, ecc.)

Per affrontare i rischi sopra menzionati, i progetti moderni spesso utilizzano una ridondanza eterogenea. Ciò comporta l'utilizzo di canali diversi (meccanici ed elettronici) all'interno della stessa funzione di sicurezza. Ciò garantisce che anche se un canale si guasta, l'altro può comunque svolgere la funzione di sicurezza, migliorando l'affidabilità complessiva.

Ad esempio, nei sistemi di posizionamento/livellamento della cabina dell'ascensore, è possibile utilizzare la misurazione della distanza elettrica (fotoelettrica/laser) mantenendo gli interruttori di finecorsa meccanici o i relè di sicurezza. I sistemi di porte sono generalmente progettati anche con un bordo di sicurezza meccanico e un canale di rilevamento a infrarossi o con barriera fotoelettrica per la protezione anti-pizzicamento.

Inoltre, la progettazione della sicurezza comprende anche i seguenti aspetti:

Progettazione Fail-safe: il sistema entra in uno stato sicuro (fail{1}}safe) o in uno stato di arresto in caso di guasto.
Monitoraggio e auto-diagnosi: il sistema dovrebbe essere in grado di rilevare anomalie ed emettere un allarme o spegnersi.
Ispezione e manutenzione periodiche: i componenti chiave devono essere ispezionati periodicamente come richiesto dalle normative o dagli standard.
Standard e regolamenti: standard come IEC 61508, ISO 22201-2, la serie EN 81 e lo standard per scale mobili EN 115 forniscono indicazioni per il quadro normativo.

L'affidabilità e la sicurezza delle moderne apparecchiature per ascensori si basano sempre più su tecnologie predittive e di monitoraggio avanzate. Man et al., nella loro sintesi, sottolineano che la diagnosi/rilevamento dei guasti, il monitoraggio dello stato e la previsione della manutenzione costituiscono gli attuali approcci tecnologici tradizionali. Di seguito sono riportati alcuni metodi tipici e le loro applicazioni.

Per monitorare lo stato delle apparecchiature in tempo reale, il sistema utilizza in genere accelerometri, sensori di vibrazione, sensori di temperatura, estensimetri, sensori di corrente/tensione e altri sensori. Questi sensori consentono al sistema di raccogliere dati sulle caratteristiche operative dai componenti chiave (come cuscinetti del motore, guide, cursori e ingranaggi).
Le caratteristiche del dominio del tempo-, della frequenza-o del dominio del tempo-frequenza-(come valore RMS, inviluppo spettrale, curtosi e così via) vengono estratte dai dati grezzi del sensore. L'identificazione e la classificazione dei guasti vengono quindi eseguite utilizzando metodi di soglia, giudizio basato su regole-, machine learning o deep learning. Negli ultimi anni, alcune ricerche hanno utilizzato il deep learning (come le reti neurali convoluzionali) per identificare e prevedere condizioni anomale di ascensori/scale mobili. Ad esempio, nel monitoraggio dello stato delle scale mobili, è possibile costruire un modello di previsione della vita rimanente per fornire un allarme tempestivo su potenziali futuri guasti alle apparecchiature.
Modellando la probabilità di guasto e gli indicatori di salute, il sistema può stimare la vita utile residua (RUL) dei componenti chiave o dell'intera apparecchiatura, consentendo la pianificazione di manutenzione, sostituzione o aggiornamenti. Questa manutenzione predittiva evita efficacemente i tempi di fermo, prolunga la vita delle apparecchiature e riduce i costi operativi.

Inoltre, l’integrazione della tecnologia IoT e delle piattaforme cloud consente il monitoraggio e la diagnostica remota. L'aggregazione dei dati sullo stato provenienti da più dispositivi può anche consentire l'analisi dei big data, la previsione delle tendenze e l'ottimizzazione operativa.

Per determinare l'efficacia di un miglioramento o di una ridondanza è necessaria una valutazione quantitativa dell'affidabilità del sistema. I metodi comuni includono:

Fault Tree Analysis (FTA): scompone il-errore di livello superiore in sotto-percorsi di errore e calcola la probabilità di errore.
Modello di Markov: adatto per modellare transizioni di stato e processi di mantenimento.
Equazioni di affidabilità e modelli di ridondanza: per le strutture ridondanti (come connessioni parallele e canali di backup), vengono utilizzate formule in forma chiusa- per calcolare l'affidabilità del sistema.
Simulazione Monte Carlo: esegue simulazioni casuali di sistemi complessi per stimare le metriche di affidabilità del sistema statistico.

Nei sistemi ridondanti eterogenei, poiché canali diversi hanno caratteristiche di guasto diverse (ad esempio, i canali meccanici spesso subiscono usura e invecchiamento, mentre i canali elettronici possono subire guasti casuali), le funzioni del tasso di guasto possono differire, richiedendo modellazione e integrazione separate. Inoltre, è possibile eseguire l'analisi comparativa dei parametri di affidabilità del sistema (come il tempo medio tra i guasti (MTBF), la probabilità di guasto e la disponibilità del sistema) prima e dopo il miglioramento per verificare l'efficacia della ridondanza o dei meccanismi diagnostici.

Abbiamo compiuto notevoli progressi teorici in termini di affidabilità e sicurezza, ma produttori e fornitori di servizi devono applicare questi principi in scenari reali-per fornire soluzioni affidabili e sicure. In qualità di azienda di ascensori-basata sulla tecnologia, Suzhou Works Intelligent Equipment Co., Ltd. esemplifica questa integrazione.

Works è un'azienda globale di ascensori che integra ricerca e sviluppo, progettazione, produzione, vendita, installazione, manutenzione e formazione sull'assistenza. Offriamo soluzioni complete, che coprono ogni fase del ciclo di vita del servizio, dalla progettazione pre-vendita e pianificazione della personalizzazione alla manutenzione post-vendita e alla formazione tecnica. Inoltre, Works dimostra punti di forza eccezionali nella pianificazione del progetto, nell'installazione in loco, nel controllo di qualità e nella gestione della manutenzione a lungo termine, garantendo qualità e affidabilità costanti in tutti i progetti.

Walkers Elevator sottolinea inoltre l'importanza della scelta del cliente: un sistema di supporto completo che comprende sviluppo del prodotto, ingegneria, produzione, installazione e assistenza post-vendita. Impegnata a fornire prodotti di alta-qualità e supporto tecnico completo, l'azienda si posiziona come partner di fiducia nel settore degli ascensori.

L'approccio pratico di Walker Elevator è strettamente allineato con le moderne strategie di affidabilità e sicurezza:

Progettazione e produzione integrate: controllando l'intera catena di produzione, Walker Elevator può integrare moduli di sicurezza ridondanti, configurazioni di sensori e strategie di controllo direttamente nella progettazione del prodotto, migliorando l'affidabilità del sistema fin dall'inizio.
Manutenzione e formazione: affidabilità e sicurezza dipendono non solo dalla progettazione ma anche da una corretta manutenzione. I programmi di formazione e assistenza professionale di Walker Elevator garantiscono operazioni sul campo standardizzate e coerenti.
Feedback-Ottimizzazione guidata: utilizzando i dati raccolti da progetti reali, Walker Elevator migliora continuamente i suoi algoritmi di controllo, modelli diagnostici e strategie di monitoraggio della salute.
Funzionalità di personalizzazione: per progetti complessi (come grattacieli-a molti piani, centri commerciali e snodi di trasporto), Walker Elevator può personalizzare la ridondanza di sicurezza e le soluzioni di monitoraggio per bilanciare prestazioni, costi e sicurezza.

Combinando queste pratiche, Walker Elevator colma efficacemente il divario tra la ricerca accademica e l'applicazione industriale, fornendo ai clienti sistemi di ascensori affidabili, sicuri e di alta-qualità.

Nonostante i progressi significativi, permangono diverse sfide, insieme a opportunità di sviluppo futuro:

Se da un lato l'introduzione della ridondanza multi-canale migliora l'affidabilità, dall'altro aumenta anche i costi dell'hardware, la complessità del cablaggio, la difficoltà della logica di controllo e le esigenze di manutenzione.
Rumore del sensore, dati incompleti o disturbi esterni possono portare a diagnosi errate o guasti non rilevati. Migliorare l’accuratezza diagnostica rimane una sfida tecnica chiave.
Sebbene i dati operativi su larga-scala supportino la modellazione predittiva, le differenze tra i progetti (carico, struttura, ambiente) spesso limitano la generalizzazione del modello.
Le variazioni negli standard e nelle interfacce tra i produttori rendono difficile l'integrazione della manutenzione e del monitoraggio. Sono essenziali standard e protocolli di comunicazione unificati.
Si prevede che i sistemi futuri incorporeranno funzionalità di controllo e gestione dell'integrità più intelligenti e adattive, consentendo l'ottimizzazione della strategia in tempo reale-, miglioramenti dell'efficienza energetica e prevenzione predittiva dei guasti.

Dagli sviluppi storici ai progressi nella diagnosi dei guasti, nel monitoraggio dello stato, nella manutenzione predittiva e nella valutazione quantitativa dell’affidabilità, il settore ha accumulato solide basi di conoscenza e pratica. Sfide quali costi, complessità del sistema, generalizzazione dei modelli e interoperabilità degli standard rimangono questioni urgenti.

Aziende come Walker Elevator, con capacità di progettazione, produzione, installazione, manutenzione e formazione end--end, sono in una posizione unica per applicare le innovazioni in materia di affidabilità e sicurezza ad applicazioni pratiche. Incorporando strategie di ridondanza nel processo di progettazione, garantendo la qualità della manutenzione e sfruttando il feedback per il miglioramento continuo, Walker Elevator dimostra come teoria e pratica possano fondersi per fornire soluzioni di ascensori superiori.

Raggiungere elevata affidabilità e sicurezza negli impianti di ascensori non è solo una sfida tecnica ma anche una prova di capacità di gestione e servizio complete. Solo integrando le conoscenze teoriche con l’implementazione pratica l’industria potrà avanzare verso un futuro più sicuro, più stabile e più intelligente.