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Est-ce que ça marche?

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Figure 4 : Analyseur de performances au sommet d'une voiture

Une approche différente de la surveillance des ascenseurs et pourquoi c'est une dépense intéressante pour les propriétaires, leur permettant d'économiser de l'argent et des temps d'arrêt, et de préserver la qualité

Les propriétaires d'immeubles, les entreprises de maintenance, les entreprises de construction et les sociétés de location de construction ont souvent diverses raisons de ne pas vouloir la surveillance à distance. L'espionnage et le pistage étant de grands sujets d'actualité, le grand public se méfie de quiconque les regarde. Cependant, toute personne possédant un ascenseur veut savoir : « Est-ce que mon ascenseur fonctionne ? » Qu'est-ce que cela veut dire exactement? Le fait de savoir que l'unité consomme de l'énergie et que son moteur et son contrôleur fonctionnent ne signifie pas nécessairement que l'ascenseur fonctionne.

Lors d'une conférence Elevator U, vos auteurs ont demandé au public comment ils savaient que l'ascenseur fonctionnait. Les experts nous ont donné les réponses suivantes (A) aux questions (Q) :

  • Q : L'ascenseur bouge-t-il ?
  • A : Je peux le sentir bouger ; Je peux l'entendre; Je peux voir l'indicateur de position changer ; mes clients ne se plaignent pas.
  • Q : La porte s'ouvre-t-elle ?
  • A : Je peux voir la porte ouverte ; Je peux l'entendre; Je peux sortir de l'ascenseur ; mes clients ne se plaignent pas.
  • Q : Est-ce que ça va au bon étage ?
  • A : Je regarde l'indicateur de position ; J'ai lu les pancartes sur le palier ; Je note l'heure du voyage.
  • Q : Est-ce confortable ?
  • A : Je peux le sentir vibrer ; c'est très bruyant ; je tombe malade; mes clients tombent malades.
  • Q: Est-ce sûr?
  • A : Je l'ai senti s'arrêter brusquement ; Il n'a piégé personne; Je n'ai pas reçu d'appel d'urgence ; Je n'ai pas entendu l'alarme ; les avocats n'ont pas appelé ; mes clients n'ont pas encore déménagé.
  • Q : Est-ce efficace ?
  • R : Je reçois beaucoup de rappels ; la salle des machines est trop chaude ; mes coûts d'entretien sont élevés ; les coureurs se plaignent parce que c'est lent; la consommation électrique est élevée.

La chose intéressante à propos de leurs réponses est que la plupart de ces méthodes sont basées sur la perception humaine. En effet, le meilleur outil de diagnostic en temps réel pour les ascenseurs - l'opérateur d'ascenseur - est rarement utilisé.

Imiter la perception

Il existe de nombreux types d'ascenseurs différents en usage aujourd'hui : anciens, nouveaux, à traction, hydrauliques, à crémaillère, de fret, de construction, etc. Ils peuvent avoir des commandes différentes, et beaucoup sont obsolètes. Cependant, ils ont tous une chose en commun : la performance. La performance de l'ascenseur est vraiment une mesure de la façon dont l'ascenseur fonctionne, par rapport à la façon dont il a été conçu pour fonctionner. The National Elevator Industry, Inc. (NEII®) publie Building Transportation Standards and Guidelines, NEII-1, qui identifie 52 critères de performance des ascenseurs. La plupart d'entre eux sont mesurés par des inspecteurs humains, avec ou sans l'aide d'équipements de test. Certains de ces critères de performance peuvent être déterminés à partir du contrôle, mais beaucoup ne peuvent être mesurés qu'en roulant dans la voiture.

Il serait très difficile de construire une machine qui ait les mêmes sens qu'un opérateur d'ascenseur humain, mais ce n'est pas nécessaire. Une façon d'y parvenir est d'utiliser des capteurs indépendants dans la voiture pour mesurer les propriétés physiques qui contribuent à la perception humaine. Une façon d'imiter la "sensation" de l'ascenseur est d'utiliser un accéléromètre dans la voiture. L'accélération dans le sens vertical peut en dire long sur les performances de l'ascenseur. Au niveau de base, il peut indiquer ce que le cycliste ressent lorsque l'ascenseur commence à bouger et lorsqu'il s'arrête. L'examen du changement instantané de l'accélération est une mesure du « jerk » ou de la douceur du voyage. La mesure de l'accélération le long des axes x et y peut indiquer le balancement de l'ascenseur lorsqu'il se déplace dans le puits.

On peut déterminer la vitesse de l'ascenseur en intégrant l'accélération verticale dans le temps. En notant le début de l'accélération et la fin de la décélération, nous pouvons déterminer la durée du trajet que l'ascenseur vient de faire. La distance parcourue par l'ascenseur peut être déterminée en intégrant la vitesse dans le temps. Alternativement, un altimètre dans la cabine peut être utilisé pour affiner la distance parcourue et déterminer l'emplacement de la cabine d'ascenseur dans la cage d'ascenseur.

D'autres capteurs peuvent nous renseigner sur diverses conditions de l'ascenseur. Les capteurs de température et les capteurs de courant électrique peuvent indiquer le fonctionnement du moteur et du variateur. Des capteurs magnétiques peuvent indiquer si les relais ou le frein sont activés. Une simple caméra qui identifie les couleurs peut déterminer la position de la porte.

Une règle bien connue dans la fabrication est que les instruments utilisés pour fabriquer un produit ne doivent pas être utilisés pour tester le produit. Idéalement, l'équipement utilisé pour surveiller un ascenseur devrait être indépendant de l'ascenseur lui-même. Il peut s'agir de dispositifs installés en permanence sur la cabine d'ascenseur pour enregistrer et évaluer en continu les données. Ou, il peut s'agir d'appareils portables utilisés par intermittence, selon un calendrier et/ou selon les besoins. Les données doivent être cohérentes pour tous les types d'ascenseurs.

Analytique

Selon Wikipedia, « l'analyse est la découverte et la communication de modèles significatifs dans les données. . . . L'analyse repose sur l'application simultanée de statistiques, de programmation informatique et de recherche opérationnelle pour quantifier les performances. »[1] L'analyse des ascenseurs utilise des données provenant de plusieurs sources (souvent des capteurs), ainsi que des statistiques, pour déterminer le bon fonctionnement d'un ascenseur. Cela peut être fait immédiatement pendant que l'ascenseur fonctionne ou sur une plus longue période (de quelques jours à plusieurs années).

Les données brutes des capteurs nous renseignent sur les conditions actuelles de l'ascenseur. L'utilisation de l'analyse nous donne une histoire plus complète de l'ascenseur. Par exemple, nous pouvons mesurer le courant allant à la cabine d'ascenseur pour les lumières, le téléphone, etc. Cela peut être utilisé pour aider à déterminer l'énergie instantanée utilisée par l'ascenseur. Cependant, si nous regardons le courant de la voiture au fil du temps, nous pouvons déterminer s'il y a un problème (Figure 1). Ici, le courant normal vers la voiture est de 2 ampères, mais il est passé à 6 ampères, puis est tombé à 1.5 ampères. De toute évidence, quelque chose s'est passé pour provoquer ce comportement. (Le moteur du ventilateur s'est grippé, puis a grillé.) En fixant les limites du courant de la voiture pour s'attendre à la consommation de 2 ampères, une alerte pourrait être émise pour avertir d'un problème.

Un élément clé de l'analyse consiste à utiliser un modèle du processus à évaluer. Dans ce cas, le processus consiste à déplacer un ascenseur d'étage en étage pour transporter des passagers. Heureusement, sauf peut-être pour les ascenseurs de chantier, le comportement de l'ascenseur doit être cohérent : la porte se ferme, l'ascenseur se déplace, la porte s'ouvre. Il y a plus de détails sur ce comportement, mais le modèle est relativement simple. Les écarts par rapport au modèle reposent souvent sur la mesure des temps (ouverture de porte, fermeture de porte, etc.) et leur comparaison statistique avec le comportement « normal » de l'ascenseur. Il existe également des écarts par rapport au comportement, par exemple lorsqu'un ascenseur se gare et que la porte ne s'ouvre pas après le déplacement. D'autres paramètres sont pris en compte dans le modèle, tels que le courant du moteur, la pression hydraulique et la température de la salle des machines. Le modèle du comportement de l'ascenseur n'a pas besoin d'être très précis ; souvent, il suffit de simplement remarquer comment les données changent au fil du temps.

Il serait prohibitif de demander à l'utilisateur d'un système analytique de spécifier tous les détails d'un ascenseur. Pour minimiser l'implication de l'utilisateur, la construction du modèle implique souvent l'utilisation d'heuristiques (« règles empiriques »), telles que : « L'ascenseur n'est pas beaucoup utilisé le week-end, donc les temps d'inactivité seront longs ». L'apprentissage automatique peut également être utilisé pour construire le modèle. Par exemple, le système de diagnostic peut apprendre la disposition du bâtiment (nombre et espacement des paliers, etc.) au fur et à mesure que l'ascenseur fonctionne. Une période de « formation » peut être utilisée pour déterminer les statistiques du modèle d'un bon ascenseur.

La Gestion des Risques

Aucune machine, y compris les ascenseurs, ne fonctionnera parfaitement tout le temps. Tant que l'ascenseur est disponible, sûr et confortable, nous pouvons accepter l'imperfection. Le modèle utilisé pour évaluer les performances de l'ascenseur doit prendre en compte des facteurs tels que l'âge, la technologie et la criticité. En d'autres termes, le modèle doit gérer les risques liés à l'utilisation de l'ascenseur. Ces risques ne sont pas cohérents pour chaque personne. Il existe des risques évidents pour la sécurité du passager, mais nous examinerons plutôt les risques monétaires pour les personnes qui possèdent, exploitent et entretiennent des ascenseurs.

Décision de modernisation

La décision de si et quand moderniser un ascenseur est pleine de risques monétaires. Faire trop ou trop peu peut avoir de graves conséquences budgétaires. La modernisation d'un ascenseur peut coûter plus de 250,000 XNUMX $ US dans un immeuble de bureaux de classe A.(2) Connaître le comportement d'un ascenseur est important pour décider entre une réparation (qui n'affecte pas le code applicable au système) et une modernisation complète qui peut être soumise à un nouveau code.

Une application dans laquelle l'analyse est utilisée pour faciliter le processus de décision se trouve dans une université avec 200 ascenseurs de différents types et âges. Compte tenu d'un budget fixe pour la modernisation, il est important de prioriser les ascenseurs candidats. Un système de diagnostic d'ascenseur portable peut être utilisé pour évaluer et comparer le fonctionnement de ces ascenseurs. Il peut être installé dans chaque ascenseur pour une période de quelques mois, couvrant des périodes de densités de trafic variables.

Plusieurs facteurs influent sur la décision de modernisation. L'utilisation totale de l'ascenseur et sa répartition quotidienne des déplacements par rapport à ceux des autres ascenseurs d'un immeuble doivent être pris en compte. La figure 2 montre la répartition des déplacements selon l'heure de la journée. Cet ascenseur est utilisé principalement de 7 h à 00 h et effectue environ 4 déplacements par jour. Il s'agit d'un ascenseur peu utilisé, mais c'est le seul ascenseur du bâtiment, ce qui augmente sa priorité.

La consommation d'énergie est également un facteur important dans la décision de modernisation. La figure 3 compare l'énergie utilisée par cinq ascenseurs à traction en une journée. Les ascenseurs 3 à 5 sont équipés de groupes électrogènes, qui consomment proportionnellement plus d'énergie lorsqu'ils sont inactifs que lorsqu'ils se déplacent.

D'autres facteurs contribuent à la décision de modernisation, tels que l'âge de l'ascenseur, la disponibilité des pièces, les temps d'arrêt et la fréquence des réparations. Mais, pouvoir comparer les performances de différents ascenseurs candidats réduira le risque monétaire de toute décision.

Assistance à la maintenance

L'entretien des ascenseurs comporte des risques financiers à la fois pour le propriétaire de l'immeuble et pour l'entreprise d'entretien. Les deux parties ont le même objectif de faire fonctionner l'ascenseur de manière sûre et rentable. Les propriétaires d'immeubles courent le risque de perdre les revenus des locataires et les coûts de réparation. Les entreprises de maintenance avec des contrats de service complets risquent des coûts de service inutiles.

L'analyse des ascenseurs peut être utilisée pour réduire les risques en aidant à comprendre le comportement d'un ascenseur pendant la période de service et avant la rédaction du contrat. L'utilisation d'un petit analyseur de performance portable avant de proposer un contrat peut aider l'entreprise de maintenance à comprendre dans quoi elle s'engage. Une fois le contrat commencé, un analyseur de performance à distance (Figure 4) peut fournir un historique complet de chaque déplacement d'ascenseur.

Savoir ce qui arrive à un ascenseur avant un appel de service peut déterminer la gravité d'un problème. Cela facilitera la planification des réparations, garantira que le bon personnel est envoyé avec les pièces nécessaires et minimisera les temps d'arrêt.

L'analyse des ascenseurs est utilisée pour diagnostiquer des problèmes difficiles. Les défaillances sont rarement des événements isolés, se produisant parfois pendant des jours avant d'être signalés. Il arrive souvent que l'ascenseur se comporte normalement pendant que le technicien est sur place. C'était le cas illustré à la figure 5, où l'ascenseur a effectué deux descentes normales (à gauche). Ensuite, il effectuait un autre voyage vers le bas, quand il s'est arrêté brusquement avec une décélération de 20 fps2. L'ascenseur a ensuite redémarré de lui-même et s'est à nouveau arrêté brusquement. Après cela, il a commencé à démarrer et à s'arrêter brusquement toutes les 7 s. Cela a continué pendant 8 min.

Lorsque le problème a été signalé et que le technicien est arrivé, le problème s'est avéré être dû à un capteur qui a détecté un étirement des cordes. Chaque fois que l'ascenseur a commencé à bouger, il a légèrement étiré les cordes, ce qui a amené le capteur à déclencher un interrupteur pour arrêter l'ascenseur. L'examen des données a montré que le comportement s'est produit plusieurs fois au cours de la semaine précédente, mais uniquement lorsque l'ascenseur était vide et en stationnement. Si la limite d'accélération avait été fixée, le moniteur aurait alerté la société de maintenance lorsque le problème a commencé.

BTP Locations

Nulle part il n'y a plus de risque monétaire que dans la location d'ascenseurs de construction. Ces machines sont des ascenseurs à crémaillère (figure 6) qui présentent des caractéristiques qui les distinguent des autres ascenseurs : elles sont actionnées manuellement et le propriétaire de l'ascenseur n'a aucun contrôle sur leur fonctionnement ; ils sont soumis à de lourdes charges et aux intempéries ; ils sont souvent situés à des centaines ou des milliers de kilomètres du bureau du propriétaire, ce qui rend les appels d'entretien coûteux ; et ils sont démontés et remontés lorsqu'ils sont déplacés d'un travail à l'autre.

Le ralentissement de l'industrie de la construction dû à la récession a rendu l'industrie de la location très compétitive en termes de prix. Le contrôle des coûts est extrêmement important, et avec des entreprises de construction soumises à des contraintes de calendrier serrées, il y avait une pression accrue pour réduire les temps d'arrêt. Ces machines sont toujours des ascenseurs, et un système de diagnostic doit répondre au même « Est-ce que ça marche ? » des questions. La sécurité et la fiabilité sont tout aussi importantes pour ces ascenseurs que pour les ascenseurs dans les bâtiments.

Comment et quand l'ascenseur est utilisé affecte la rentabilité du propriétaire. Les ascenseurs de chantier sont généralement loués pour un nombre fixe d'heures par mois et à certains moments de la journée. Le propriétaire peut savoir si le locataire respecte le contrat en analysant les habitudes d'utilisation de l'ascenseur. Dans cet exemple, l'ascenseur a été loué pour 220 heures. par mois et 8 heures. par jour. Cependant, les données montrent que l'ascenseur a été utilisé 9 à 16 heures par jour (Figure 7) et pour un total mensuel de 328 heures (Figure 8).

La façon dont les clients utilisent l'ascenseur affecte les résultats financiers du propriétaire (utilisation, usure, etc.). Chaque fois qu'un mécanicien revient sur le chantier, le propriétaire de l'ascenseur perd du profit. La figure 9 montre comment la douceur d'un ascenseur a changé au fil du temps. Dans les deux graphiques, l'opérateur effectuait des déplacements simples entre les ouvertures et les fermetures de la porte. Lors de la première installation, une seule paire accélération/décélération a été enregistrée pendant ces périodes. Après six mois d'utilisation, l'accéléromètre a enregistré plusieurs mouvements. Dans ce dernier cas, l'ascenseur était saccadé de manière significative alors qu'il aurait dû se déplacer sans à-coups. Cela peut indiquer que l'ascenseur avait besoin d'être lubrifié, soulevait des charges déséquilibrées ou s'usait simplement. La poursuite du fonctionnement dans un tel cas pourrait entraîner une panne ou des réparations.

Mon ascenseur fonctionnera-t-il demain ?

L'objectif ultime de l'analyse des ascenseurs est de prédire le comportement d'un ascenseur. Cela aura un effet profond sur le coût et les risques associés à la possession d'un ascenseur. Savoir comment et pourquoi les performances d'un ascenseur changent au fil du temps est la première étape pour reconnaître ses modèles de comportement.

La création d'un système prédictif nécessite une quantité importante de données. En plus des données d'utilisation, des informations sur l'entretien et les réparations effectuées sur l'ascenseur sont nécessaires. Avant que les défaillances puissent être prédites, il est nécessaire d'avoir un historique du moment où elles se produisent. Il est également important d'avoir des informations sur la durée de vie des pièces, le coût des réparations, etc. Il est facile de collecter automatiquement les données sur les performances de l'ascenseur. Obtenir sans peine les autres informations est la partie la plus difficile.

Références
[1] Wikipédia. « Analytics » (en.wikipedia.org/wiki/Analytics).
[2] Collins, Jeff. « Les détails cachés de la modernisation », ELEVATOR WORLD, septembre 2014.
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Rich Madarasz et Kathy Mutch

Rich Madarasz et Kathy Mutch

Rich Madarasz est PDG de Qameleon Technology, qui construit des systèmes industriels spécialisés pour aider le personnel technique à mieux faire son travail. Qameleon construit des systèmes de diagnostic et de surveillance à distance des ascenseurs depuis huit ans.

Kathy Mutch est présidente et directrice de la technologie de Qameleon Technology.

monde de l'ascenseur | Décembre 2014 Couverture

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