¿Cómo el equipo inteligente Suzhou Volkspace mejora la confiabilidad y seguridad de los ascensores?

En el campo de los equipos de transporte, la "confiabilidad" generalmente se refiere a la capacidad del equipo para mantener un funcionamiento normal en condiciones y plazos específicos; "Seguridad" enfatiza si el sistema puede mantener o pasar a un estado seguro sin causar daños en caso de falla, mal funcionamiento o condiciones extremas. Para los sistemas de transporte público como ascensores, escaleras mecánicas y pasillos rodantes, estas dos dimensiones están estrechamente relacionadas pero son distintas.

Un sistema altamente confiable reduce las tasas de fallas y el tiempo de inactividad, mientras que un sistema altamente seguro garantiza la seguridad y el bienestar-de pasajeros y peatones en caso de anomalías, fallas o condiciones límite extremas.

Desde mediados del siglo XIX, los elementos de seguridad de ascensores y escaleras mecánicas han evolucionado gradualmente. Al principio, los accidentes eran frecuentes debido a la falta de redundancia, estructuras de protección y control electrónico. Con los avances en la tecnología industrial, se introdujeron frenos mecánicos, equipos de seguridad y limitadores de velocidad, lo que redujo significativamente los riesgos de caídas libres y atrapamiento de puertas. Con el advenimiento de la era electrónica, los sensores, controladores, sistemas redundantes y tecnologías de diagnóstico de fallas se han convertido en componentes centrales de la confiabilidad y la seguridad.

Hombre y col. señalan en su artículo que para satisfacer las altas demandas de los ascensores/escaleras mecánicas en entornos de alto-flujo de pasajeros, las personas han introducido continuamente tecnologías de detección de fallas, monitoreo del estado y mantenimiento predictivo durante las últimas décadas para mejorar la confiabilidad general y las capacidades de garantía de seguridad del sistema.

Aunque los ascensores, escaleras mecánicas y pasillos difieren en su estructura, comparten puntos en común en cuanto a confiabilidad y diseño de seguridad. Las siguientes son áreas clave de preocupación.

Estos sistemas suelen incluir: sistemas de accionamiento (motor, reductor o motor de tracción), controlador y unidad lógica, sensores de seguridad, rieles guía, marco estructural, sistemas de puertas y mecanismos de riel o pedal. Las posibles fuentes de riesgo se pueden clasificar de la siguiente manera:

Falla del sistema de transmisión (falla del motor, mal funcionamiento del controlador, corte repentino de energía, falla eléctrica, etc.)
Desgaste mecánico, corrosión, fatiga y mala lubricación.
Falsas alarmas, fallas u obstrucciones del sensor
Atrapamiento, impacto y apertura y cierre anormales del sistema de puerta
Fractura, deformación o aflojamiento de componentes estructurales.
Mal funcionamiento del conductor o pasajero, sobrecarga y atrapamiento de objetos punzantes.
Factores ambientales externos (temperatura, humedad, vibraciones, polvo, etc.)

Para abordar los riesgos antes mencionados, los diseños modernos suelen emplear redundancia heterogénea. Se trata de utilizar diferentes canales (mecánicos y electrónicos) dentro de una misma función de seguridad. Esto garantiza que incluso si un canal falla, el otro aún puede realizar la función de seguridad, mejorando la confiabilidad general.

Por ejemplo, en sistemas de posicionamiento/nivelación de cabinas de ascensores, se puede utilizar la medición de distancia eléctrica (fotoeléctrica/láser) conservando interruptores de límite mecánicos o relés de seguridad. Los sistemas de puertas también suelen estar diseñados con un borde de seguridad mecánico y un canal de detección de cortina de luz o infrarrojos para protección contra pellizcos.

Además, el diseño de seguridad también incluye los siguientes aspectos:

Diseño-a prueba de fallos: el sistema entra en un estado seguro (-a prueba de fallos) o se apaga en caso de fallo.
Monitoreo y auto-diagnóstico: el sistema debe poder detectar anomalías y emitir una alarma o apagarse.
Inspección y mantenimiento periódicos: los componentes clave deben inspeccionarse periódicamente según lo exigen las regulaciones o estándares.
Estándares y regulaciones: Estándares como IEC 61508, ISO 22201-2, la serie EN 81 y el estándar de escaleras mecánicas EN 115 proporcionan orientación para el marco estándar.

La confiabilidad y seguridad de los equipos de ascensores modernos dependen cada vez más de tecnologías predictivas y de monitoreo avanzado. Man et al., en su resumen, señalan que el diagnóstico/detección de fallas, el monitoreo del estado y la predicción del mantenimiento constituyen los principales enfoques tecnológicos actuales. Los siguientes son algunos métodos típicos y sus aplicaciones.

Para monitorear el estado del equipo en tiempo real, el sistema generalmente implementa acelerómetros, sensores de vibración, sensores de temperatura, galgas extensométricas, sensores de corriente/voltaje y otros sensores. Estos sensores permiten que el sistema recopile datos de características operativas de componentes clave (como cojinetes de motor, rieles guía, deslizadores y engranajes).
Las características de dominio de tiempo-, de frecuencia-o de tiempo-de frecuencia-(como el valor RMS, la envolvente espectral, la curtosis, etc.) se extraen de los datos sin procesar del sensor. Luego, la identificación y clasificación de fallas se realiza mediante umbrales, juicios basados en reglas-, aprendizaje automático o métodos de aprendizaje profundo. En los últimos años, algunas investigaciones han utilizado el aprendizaje profundo (como las redes neuronales convolucionales) para identificar y predecir condiciones anormales de ascensores/escaleras mecánicas. Por ejemplo, en el monitoreo del estado de las escaleras mecánicas, se puede construir un modelo de predicción de vida restante para proporcionar una alerta temprana de posibles fallas futuras del equipo.
Al modelar la probabilidad de falla y los indicadores de salud, el sistema puede estimar la vida útil restante (RUL) de los componentes clave o de todo el equipo, lo que permite programar el mantenimiento, el reemplazo o las actualizaciones. Este mantenimiento predictivo evita eficazmente el tiempo de inactividad, prolonga la vida útil del equipo y reduce los costos operativos.

Además, la integración de la tecnología IoT y las plataformas en la nube permite el monitoreo y diagnóstico remotos. Agregar datos de estado de múltiples dispositivos también puede permitir el análisis de big data, la predicción de tendencias y la optimización operativa.

Para determinar la efectividad de una mejora o redundancia, es necesaria una evaluación cuantitativa de la confiabilidad del sistema. Los métodos comunes incluyen:

Análisis de árbol de fallas (FTA): descompone la falla de nivel-superior en rutas de sub-falla y calcula la probabilidad de falla.
Modelo de Markov: Adecuado para modelar transiciones de estado y procesos de mantenimiento.
Ecuaciones de confiabilidad y modelos de redundancia: para estructuras redundantes (como conexiones paralelas y canales de respaldo), se utilizan fórmulas de formato cerrado-para calcular la confiabilidad del sistema.
Simulación Monte Carlo: realiza simulaciones aleatorias de sistemas complejos para estimar métricas de confiabilidad del sistema estadístico.

En sistemas redundantes heterogéneos, dado que diferentes canales tienen diferentes características de falla (por ejemplo, los canales mecánicos a menudo experimentan desgaste y envejecimiento, mientras que los canales electrónicos pueden experimentar fallas aleatorias), las funciones de tasa de falla pueden diferir, lo que requiere un modelado e integración separados. Además, se puede realizar un análisis comparativo de las métricas de confiabilidad del sistema (como el tiempo medio entre fallas (MTBF), la probabilidad de falla y la disponibilidad del sistema) antes y después de la mejora para verificar la efectividad de los mecanismos de redundancia o diagnóstico.

Hemos logrado importantes avances teóricos en confiabilidad y seguridad, pero los fabricantes y proveedores de servicios deben aplicar estos principios en escenarios del mundo real-para brindar soluciones confiables y seguras. Como empresa de ascensores basada en la tecnología-, Suzhou Works Intelligent Equipment Co., Ltd. ejemplifica esta integración.

Works es una empresa integral de ascensores que integra investigación y desarrollo, diseño, fabricación, ventas, instalación, mantenimiento y capacitación en servicio. Ofrecemos-soluciones integrales que cubren cada etapa del ciclo de vida del servicio, desde el diseño preventa y la planificación de la personalización hasta el mantenimiento postventa y la capacitación técnica. Además, Works demuestra fortalezas excepcionales en la planificación de proyectos, la instalación in situ, el control de calidad y la gestión del mantenimiento a largo plazo, lo que garantiza una calidad y confiabilidad constantes en todos los proyectos.

Walkers Elevator también enfatiza la importancia de la elección del cliente: un sistema de soporte integral que abarca el desarrollo de productos, la ingeniería, la fabricación, la instalación y el servicio posventa-. Comprometida a proporcionar productos de alta-calidad y soporte técnico integral, la empresa se posiciona como un socio confiable en la industria de los ascensores.

El enfoque práctico de Walker Elevator está estrechamente alineado con las estrategias modernas de confiabilidad y seguridad:

Diseño y fabricación integrados: al controlar toda la cadena de producción, Walker Elevator puede integrar módulos de seguridad redundantes, configuraciones de sensores y estrategias de control directamente en el diseño del producto, mejorando la confiabilidad del sistema desde el principio.
Mantenimiento y capacitación: La confiabilidad y la seguridad dependen no solo del diseño sino también del mantenimiento adecuado. Los programas de servicio y capacitación profesional de Walker Elevator garantizan operaciones de campo estandarizadas y consistentes.
Comentarios-Optimización impulsada: utilizando datos recopilados de proyectos reales, Walker Elevator mejora continuamente sus algoritmos de control, modelos de diagnóstico y estrategias de monitoreo del estado.
Capacidades de personalización: para proyectos complejos (como-edificios de gran altura, centros comerciales y centros de transporte), Walker Elevator puede personalizar soluciones de monitoreo y redundancia de seguridad para equilibrar el rendimiento, el costo y la seguridad.

Al combinar estas prácticas, Walker Elevator cierra de manera efectiva la brecha entre la investigación académica y la aplicación industrial, brindando a los clientes sistemas de ascensores confiables, seguros y de alta-calidad.

A pesar de los importantes avances, persisten varios desafíos, junto con oportunidades de desarrollo futuro:

Si bien la introducción de la redundancia multi-canal mejora la confiabilidad, también aumenta los costos de hardware, la complejidad del cableado, la dificultad de la lógica de control y las demandas de mantenimiento.
El ruido del sensor, los datos incompletos o las perturbaciones externas pueden provocar diagnósticos erróneos o fallos no detectados. Mejorar la precisión del diagnóstico sigue siendo un desafío técnico clave.
Aunque los datos operativos a gran-escala admiten el modelado predictivo, las diferencias entre proyectos (carga, estructura, entorno) a menudo limitan la generalización del modelo.
Las variaciones en los estándares e interfaces entre los fabricantes dificultan la integración del mantenimiento y la supervisión. Los estándares unificados y los protocolos de comunicación son esenciales.
Se espera que los sistemas futuros incorporen funciones de gestión del estado y control adaptativo más inteligentes, lo que permitirá la optimización de estrategias en tiempo real-, mejoras en la eficiencia energética y prevención predictiva de fallos.

Desde desarrollos históricos hasta avances en diagnóstico de fallas, monitoreo de salud, mantenimiento predictivo y evaluación de confiabilidad cuantitativa, la industria ha acumulado una base sólida de conocimiento y práctica. Desafíos como el costo, la complejidad del sistema, la generalización de modelos y la interoperabilidad de estándares siguen siendo cuestiones apremiantes.

Empresas como Walker Elevator, con capacidades de diseño, fabricación, instalación, mantenimiento y capacitación integrales-a-, están en una posición única para aplicar innovaciones en confiabilidad y seguridad a aplicaciones prácticas. Al incorporar estrategias de redundancia en el proceso de diseño, garantizar la calidad del mantenimiento y aprovechar la retroalimentación para una mejora continua, Walker Elevator demuestra cómo la teoría y la práctica pueden fusionarse para ofrecer soluciones de ascensores superiores.

Lograr una alta confiabilidad y seguridad en los sistemas de ascensores no es sólo un desafío técnico sino también una prueba de capacidades integrales de gestión y servicio. Sólo integrando los conocimientos teóricos con la implementación práctica podrá la industria avanzar hacia un futuro más seguro, más estable y más inteligente.