СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ СОСТОЯНИЯ УСТАНОВКИ ДЛЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ПАССАЖИРОВ ПУТЕМ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЦИФРОВОГО ДВОЙНИКА
METHOD AND DEVICE FOR CONTROLLING STATE OF INSTALLATION FOR MOVEMENT OF PASSENGERS BY USING DIGITAL DOUBLE

Изобретение относится к способу и устройству для контроля свойств установки для перемещения пассажиров, например лифта, эскалатора или траволатора. Кроме того, изобретение относится к оборудованной предложенным устройством установке для перемещения пассажиров, компьютерному программному продукту, выполненному для осуществления предложенного способа, и хранящей этот компьютерный программный продукт, компьютерно-читаемой среде.
Установки для перемещения пассажиров в виде лифтов, эскалаторов или траволаторов служат для перемещения пассажиров внутри зданий или сооружений. При этом всегда должны обеспечиваться достаточная эксплуатационная безопасность, а также как можно более непрерывная готовность. Для этого установки для перемещения пассажиров обычно большей частью контролируются и/или обслуживаются с регулярными интервалами времени. При этом интервалы времени устанавливаются, как правило, на основе опыта с аналогичными установками для перемещения пассажиров, причем интервалы времени для соблюдения эксплуатационной безопасности должны выбираться достаточно короткими, так что до наступления возможных, нарушающих безопасность эксплуатационных условий своевременно проводится контроль или обслуживание.
При этом у установок для перемещения пассажиров более старых конструкций контроль проводится большей частью совершенно независимо от фактического текущего состояния. Это значит, что техник должен посетить установку для перемещения пассажиров и не месте инспектировать ее. При этом нередко обнаруживается, что никакой срочной необходимости в обслуживании нет. Посещение техника оказывается, тем самым, излишним и вызывает ненужные расходы. С другой стороны, если техник действительно обнаружит потребность в обслуживании, во многих случаях требуется дополнительный приезд, поскольку техник лишь на месте может установить, какие компоненты установки для перемещения пассажиров требуют обслуживания, и, тем самым, лишь на месте становится очевидным, что для обслуживания или ремонта требуются, например, запчасти или специальные инструменты.
У установок для перемещения пассажиров более новых конструкций частично уже существует возможность, например с помощью датчиков и/или за счет контроля их активных компонентов, т.е., например, за счет контроля работы приводного двигателя установки для перемещения пассажиров, предварительно и/или из внешнего центра контроля получить указания о том, что состояние установки для перемещения пассажиров изменилось и представляется необходимым ее контроль или обслуживание. Благодаря этому можно, при случае, увеличить или, при необходимости, согласовать интервалы времени обслуживания. Однако и в этом случае техник большей частью только в результате посещения может на месте обнаружить, действительно ли существует потребность в обслуживании или, возможно, требуются запчасти или специальные инструменты.
В том числе, может возникнуть потребность в способе или устройстве, с помощью которых можно было бы провести контроль свойств установки для перемещения пассажиров эффективнее, проще, с меньшими затратами, без необходимости инспекции на месте и/или более прогнозируемым образом. Кроме того, может возникнуть потребность в соответственно оборудованной установке для перемещения пассажиров, компьютерном программном продукте для осуществления способа на программируемом устройстве, а также компьютерно-читаемой среде с таким хранящимся на ней компьютерным программным продуктом.
Такую потребность можно удовлетворить посредством объекта по одному из независимых пунктов формулы. Предпочтительные варианты охарактеризованы в зависимых пунктах и в нижеследующем описании.
Согласно первому аспекту изобретения, описан способ контроля свойств установки для перемещения пассажиров, причем способ включает в себя, по меньшей мере, контроль свойств установки для перемещения пассажиров с использованием актуализированного набора данных цифрового двойника. При этом актуализированный набор данных цифрового двойника машинно-обрабатываемым образом представляет характеризующие свойства конструктивных элементов установки для перемещения пассажиров в фактической конфигурации после ее сборки и монтажа в сооружении. Посредством контроля можно определить и оценить изменения и тенденции изменений характеризующих свойств конструктивных элементов. При этом актуализированный набор данных цифрового двойника может быть сформирован поэтапно. Прежде всего, может быть сформирован комплектующий набор данных цифрового двойника с заданными данными, которые представляют характеризующие свойства конструктивных элементов установки для перемещения пассажиров в заданной конфигурации. Комплектующий набор данных цифрового двойника формируется посредством родовых наборов данных моделей конструктивных элементов и определенных наборов данных моделей конструктивных элементов.
За счет измерения фактических данных, которые представляют характеризующие свойства конструктивных элементов установки для перемещения пассажиров в фактической конфигурации после их сборки и монтажа в сооружении и за счет замены заданных данных в комплектующем наборе данных цифрового двойника соответствующими фактическими данными комплектующий набор данных цифрового двойника может быть преобразован в завершающий набор данных цифрового двойника.
За счет модификации завершающего набора данных цифрового двойника во время эксплуатации установки для перемещения пассажиров с учетом измеренных значений, которые представляют изменения характеризующих свойств конструктивных элементов установки для перемещения пассажиров во время ее эксплуатации, завершающий набор данных цифрового двойника преобразуется в актуализированный набор данных цифрового двойника.
Для оценки описанного выше контроля могут быть предусмотрены соответствующие характеризующим свойствам конструктивных элементов критерии оценки, например максимальная длина транспортирующих цепей, верхний предел потребляемой приводным двигателем мощности, максимальные и/или минимальные размеры мест износа и т.п. Они представляют, например, максимально допустимые отклонения, исходя из заданных значений. Характеризующие свойства конструктивных элементов актуализированного набора данных цифрового двойника могут быть сравнены с этими критериями оценки.
Согласно третьему аспекту изобретения, предложена установка для перемещения пассажиров, содержащая устройство в соответствии со вторым аспектом изобретения.
Согласно четвертому аспекту изобретения, предложен компьютерный программный продукт, содержащий машиночитаемые программные инструкции, которые при выполнении на программируемом устройстве побуждают устройство к осуществлению способа или управлению им в соответствии с первым аспектом изобретения.
Согласно пятому аспекту изобретения, предложена компьютерно-читаемая среда, на которой хранится компьютерный программный продукт в соответствии с четвертым аспектом изобретения.
Возможные признаки и преимущества вариантов осуществления изобретения могут рассматриваться, в том числе, и без его ограничения как основанные на описанных ниже идеях и сведениях.
Как отмечено в преамбуле, установки для перемещения пассажиров до сих пор приходится инспектировать большей частью на месте, чтобы обнаружить, действительно ли необходимы в текущий момент обслуживание или ремонт, и в случае, если это необходимо, какие конкретно требуется принять меры, т.е., например, какие требуются запчасти и/или инструменты.
Чтобы избежать этого, предложено использовать для контроля характеризующих для текущего состояния установки для перемещения пассажиров свойств так называемый актуализированный набор данных цифрового двойника (далее обозначен частично коротко «цифровой двойник»). При этом актуализированный набор данных цифрового двойника должен содержать данные, которые характеризуют характеризующие свойства образующих установку для перемещения пассажиров конструктивных элементов. При этом данные должны характеризовать свойства конструктивных элементов в их фактической конфигурации, т.е. в конфигурации, в которой конструктивные элементы были полностью завершены, а затем собраны в установку для перемещения пассажиров и смонтированы в сооружении.
Другими словами, данные, содержащиеся в наборе данных цифрового двойника, представляют не только заданные свойства конструктивных элементов, как они предполагаются, например, при планировании, проектировании и комплектовании установки для перемещения пассажиров и как они могут быть взяты, например, из используемых при этом данных САПР касательно конструктивных элементов. Вместо этого данные, содержащиеся в наборе данных цифрового двойника, должны представлять фактические свойства конструктивных элементов, содержащихся в окончательно собранной и смонтированной установке для перемещения пассажиров. Цифровой двойник можно рассматривать, тем самым, как виртуальное изображение готовой установки для перемещения пассажиров и содержащихся в ней конструктивных элементов.
При этом данные, содержащиеся в наборе данных цифрового двойника, должны достаточно подробно представлять характеризующие свойства конструктивных элементов, чтобы из этого можно было сделать вывод о текущих структурных и/или функциональных свойствах всей установки для перемещения пассажиров. В частности, с помощью цифрового двойника должен быть сделан вывод о текущих структурных и/или функциональных свойствах, характеризующих актуализированное состояние всей установки для перемещения пассажиров, которые могут быть привлечены для оценки ее текущей или будущей эксплуатационной безопасности, ее текущей или будущей готовности и/или текущей или будущей необходимости в обслуживании или ремонте.
Таким образом, актуализированный набор данных цифрового двойника отличается, например, от цифровых данных, которые обычно формируются или используются при изготовлении установок для перемещения пассажиров. Например, принято при планировании, проектировании и комплектовании установки для перемещения пассажиров планировать или художественно конструировать используемые при этом конструктивные элементы с помощью компьютеров и с использованием программ САПР, так что соответствующие данные САПР представляют, например, заданную геометрию конструктивного элемента. Однако такие данные САПР не указывают, какую геометрию фактически имеет изготовленный конструктивный элемент, причем, например, производственные допуски и т.п. могут привести к тому, что фактическая геометрия будет значительно отличаться от заданной геометрии.
В частности, обычно используемые данные, такие как данные САПР, не указывают, какие характеризующие свойства приняли конструктивные элементы, после того как они были собраны в установку для перемещения пассажиров и смонтированы в сооружении. В зависимости от того, как были проведены сборка и монтаж, могут возникнуть значительные изменения характеризующих свойств конструктивных элементов по сравнению с их первоначально запланированными заданными свойствами и/или по сравнению с их свойствами непосредственно после их изготовления, однако до сборки и монтажа.
Актуализированный набор данных цифрового двойника отличается также от данных, используемых обычно частично во время изготовления комплексных деталей или машин. Например, в DE 102015217855 А1 описан способ контроля совместимости между эталонными данными изготовленного объекта и данными его так называемого цифрового двойника. При этом названное цифровым двойником цифровое изображение во время изготовления синхронизируется с состоянием детали. Для производственного процесса это означает, что после каждого этапа производства представляющие цифрового двойника данные модифицируются таким образом, что следует принимать в расчет вызываемые этапом производства изменения свойств детали.
Например, может быть предусмотрено, что на одной технологической операции один участок детали снимается шлифованием, точением и т.п. в соответствии с заданными значениями, так что после ее проведения также цифровой двойник модифицируется в соответствии с заданными значениями. Таким образом, цифровой двойник всегда должен давать информацию о текущем промежуточном состоянии детали.
Правда, при этом, в частности при изготовлении конструктивных элементов установок для перемещения пассажиров, не предусмотрено учитывать в цифровом двойнике данные, которые представляют фактические характеризующие свойства конструктивных элементов, в частности фактические характеризующие свойства конструктивных элементов после их сборки в готовую установку для перемещения пассажиров и их монтажа в сооружении. Вместо этого содержащиеся в цифровом двойнике данные основаны большей частью исключительно на заданных свойствах, как они могут быть представлены, например, в виде данных САПР.
Чтобы можно было достаточно точно и/или надежно контролировать состояние установки для перемещения пассажиров или, при необходимости, даже прогнозировать его, предложено формировать используемые для этого данные в виде актуализированного набора данных цифрового двойника. При этом цифровой двойник дает выходящую за рамки только заданных свойств информацию о характеризующих свойствах использованных в установке для перемещения пассажиров конструктивных элементов в их фактической конфигурации. Такая информация может предпочтительно использоваться для того, чтобы, например, обнаружить отклонения фактических характеризующих свойств от первоначально запланированных характеризующих свойств установки для перемещения пассажиров. По таким отклонениям можно тогда сделать подходящий вывод, например, о том, возникла ли уже потребность в обслуживании или ремонте установки для перемещения пассажиров, возник ли риск повышенного или преждевременного износа и т.д. Например, отклонения могут происходить от возникающих при изготовлении конструктивных элементов производственных допусков, от вызванных при сборке конструктивных элементов или при их монтаже в сооружении изменений характеризующих свойств конструктивных элементов и/или возникающих при эксплуатации установки для перемещения пассажиров изменений характеризующих свойств конструктивных элементов, например вследствие износа.
За счет того, что актуализированный набор данных цифрового двойника как виртуальная цифровая копия фактической установки для перемещения пассажиров позволяет сделать вывод о господствующих в ней в данный момент характеризующих свойствах, можно в лучшем случае только за счет анализа и/или обработки актуализированного набора данных цифрового двойника получить информацию, которая позволяет сделать вывод о текущем состоянии установки для перемещения пассажиров и, в частности, вывод о возможном необходимом обслуживании или ремонте. При этом, при необходимости, можно даже получить информацию о том, какие запчасти и/или инструменты требуются для предстоящего обслуживания или ремонта.
При этом актуализированный набор данных цифрового двойника может храниться, анализироваться и/или обрабатываться на конфигурированном для осуществления предложенного способа компьютере или в соответствующей установке для обработки данных. В частности, компьютер или установка для обработки данных расположен/расположена на удалении от контролируемой установки для перемещения пассажиров, в частности в удаленном центре контроля.
В соответствии с этим использование актуализированного набора данных цифрового двойника позволяет контролировать характеризующие состояние установки для перемещения пассажиров свойства непрерывно или в подходящие промежутки времени, чтобы обнаружить, в частности, изменения, делающие необходимым обслуживание или ремонт. При необходимости, можно на этой основе получить конкретную информацию касательно проводимых при обслуживании или ремонте работ предварительно только на основе анализа цифрового двойника без необходимости фактического инспектирования установки для перемещения пассажиров на месте техником. Благодаря этому можно значительно сократить трудозатраты и расходы.
Согласно одному варианту, актуализированный набор данных цифрового двойника содержит данные, которые были получены за счет измерения характеризующих свойств на готовой установке для перемещения пассажиров.
Другими словами, данные, содержащиеся в актуализированном наборе данных цифрового двойника, не должны представлять только заданные свойства конструктивных элементов установки для перемещения пассажиров, как они определяются, например, при ее планировании, проектировании или комплектовании на основе спецификаций, задаваемых, например, ее заказчиком, или возникают из условий, господствующих на месте ее монтажа. Такие заданные свойства могут быть разработаны чисто на компьютере или на чертежной доске и представляют собой большей частью идеальные свойства установки для перемещения пассажиров, принимаемые на этапе планирования. Однако на практике фактически изготовленные конструктивные элементы уже после их изготовления отличаются от таких заданных значений и продолжают изменять свои свойства большей частью во время сборки и монтажа в сооружении.
Поэтому актуализированный набор данных цифрового двойника должен предпочтительно содержать не заданные данные или, по меньшей мере, не исключительно заданные данные, а данные, полученные за счет измерения характеризующих свойств на готовой установке для перемещения пассажиров, т.е. фактические данные после ее сборки и монтажа.
При этом характеризующие свойства конструктивных элементов могут измеряться, например, с помощью отдельных измерительных устройств после изготовления конструктивных элементов, после их сборки и/или после монтажа установки для перемещения пассажиров в сооружении. Такими отдельными измерительными устройствами могут быть, в принципе, например, простые приспособления, такие как рулетки, складные линейки, шаблоны, весы и т.д., с помощью которых техник может измерять конструктивные элементы. Результаты измерений могут быть сохранены затем в актуализированном наборе данных цифрового двойника. Однако преимущественно измерительные процессы проводятся не вручную, а механически. При этом измерительные устройства могут быть конфигурированы для автоматического измерения характеризующих свойств конструктивных элементов. Например, конструктивные элементы могут измеряться с помощью роботов. В частности, могут применяться различные методы измерений, например бесконтактные, основанные, например, на измерениях посредством лазерных лучей, путем анализа снимков конструктивных элементов и т.д.
В качестве альтернативы измерительным устройствам характеризующие свойства конструктивных элементов могут измеряться, например, посредством интегрированных в установку для перемещения пассажиров измерительных устройств, в частности посредством интегрированных датчиков. Такие интегрированные измерительные устройства или датчики могут быть интегрированы в отдельные конструктивные элементы, расположены на отдельных конструктивных элементах установки для перемещения пассажиров или между ними и, например, зонами сооружения, в котором смонтирована установка для перемещения пассажиров. Измерительные устройства или датчики могут подавать, например, сигналы, которые изменяются, если изменяются контролируемые характеризующие свойства соответствующих конструктивных элементов. За счет контроля сигналов можно, тем самым, получить информацию об изменяющихся в данный момент характеризующих свойствах внутри установки для перемещения пассажиров. При этом выведенные из сигналов измеренные значения могут быть получены без необходимости, например, проведения измерений техником вручную и, тем самым, в частности, без необходимости инспектирования им установки для перемещения пассажиров на месте. Кроме того, еще при планировании и сборке и монтаже установки для перемещения пассажиров в подходящих местах могут быть предусмотрены датчики, чтобы там у готовой установки для перемещения пассажиров можно было измерить фактические свойства размещенных в ней конструктивных элементов, которые иначе не удалось бы или удалось бы недостаточно точно или лишь с большими трудозатратами измерить у готовой установки для перемещения пассажиров.
Согласно одному варианту осуществления изобретения, характеризующими свойствами, учитываемыми при формировании актуализированного набора данных цифрового двойника, являются геометрические размеры конструктивных элементов, их масса, свойства их материалов и/или характер их поверхности.
Другими словами, могут быть измерены несколько различных характеризующих свойств одного или нескольких конструктивных элементов установки для перемещения пассажиров, а полученные результаты измерений сохраняются в виде данных в наборе данных цифрового двойника. Геометрическими размерами конструктивных элементов могут быть, например, длина, ширина, высота, сечение, радиусы, закругления и т.д. Свойствами материалов конструктивных элементов может быть, например, используемый для образования конструктивного элемента или его участка вид материала. Далее свойствами материалов конструктивных элементов могут быть также прочностные свойства, свойства твердости, электрические свойства, магнитные свойства, оптические свойства и т.д. Характером поверхности конструктивных элементов может быть, например, шероховатость, текстура, покрытие, цвет, отражательная способность и т.д.
Характеризующие свойства могут относиться к отдельным конструктивным элементам или группам конструктивных элементов. Например, характеризующие свойства могут относиться к отдельным конструктивным элементам, из которых составляются бóльшие, более комплексные группы конструктивных элементов. В качестве альтернативы или дополнительно свойства могут относиться также к составленным из нескольких конструктивных элементов, более комплексным узлам, таким, например, как приводные двигатели, редукторы, транспортирующие цепи и т.д.
Характеризующие свойства могут определяться или измеряться с высокой точностью. В частности, характеризующие свойства могут определяться или измеряться с точностью, которая выше соблюдаемых при изготовлении конструктивных элементов допусков.
Согласно одному варианту, контроль свойств установки для перемещения пассажиров включает в себя имитацию ее будущих характеризующих свойств с использованием актуализированного набора данных цифрового двойника.
Другими словами, с помощью актуализированного набора данных цифрового двойника можно контролировать преимущественно не только господствующие в установке для перемещения пассажиров в данный момент свойства, но и посредством осуществляемых имитаций с использованием актуализированного набора данных цифрового двойника может быть сделан также вывод о характеризующих свойствах, которые будут господствовать в установке для перемещения пассажиров.
При этом имитации могут осуществляться на компьютерной системе. С помощью имитаций можно, исходя из данных, содержащихся в данный момент в актуализированном наборе данных цифрового двойника, а также, при необходимости, с учетом данных, ранее содержащихся в актуализированном наборе данных цифрового двойника, сделать вывод о временнóм развитии представленных характеризующих свойств и, тем самым, сделать прогноз или экстраполяцию касательно будущих характеризующих свойств конструктивных элементов. При имитациях можно учесть природные условия и прибегнуть к опыту, приобретенному в других установках для перемещения пассажиров.
Например, имитации могут учитывать, как, например, уже возникшие, обусловленные износом изменения характеризующих свойств конструктивных элементов скажутся на ожидаемых в будущем других изменениях этих характеризующих свойств. В качестве альтернативы или дополнительно при имитациях может учитываться опыт, который был получен от экспериментов и/или в результате наблюдения других установок для перемещения пассажиров и из которого может быть сделан вывод о том, когда возникающее или ожидаемое в будущем изменение характеризующих свойств конструктивного элемента следует считать существенным для функционирования всей установки для перемещения пассажиров, так что могут быть приняты подходящие меры, например, в рамках обслуживания или ремонта.
Согласно одному варианту осуществления изобретения, предложенный способ может включать в себя далее планирование проводимых работ по обслуживанию установки для перемещения пассажиров на основе ее контролируемых свойств.
Другими словами, информация, получаемая при контроле характеризующих свойств установки для перемещения пассажиров, может использоваться для того, чтобы заранее подходящим образом запланировать будущие работы по обслуживанию, включая при этом необходимый ремонт. При этом может быть предпочтительным, что только за счет анализа актуализированного набора данных цифрового двойника уже можно получить ценную информацию, например, о том, какие возникли изменения в контролируемой установке для перемещения пассажиров и/или с каким износом ее конструктивных элементов действительно придется считаться. Эта информация может быть использована, чтобы можно было запланировать работы по обслуживанию, например в отношении момента обслуживания и/или в отношении проводимых при обслуживании действий и/или в отношении подготавливаемых при обслуживании запчастей или инструментов и/или в отношении проводящих обслуживание техников, которые должны обладать специальными умениями или навыками. При этом планирование работ по обслуживанию может осуществляться в большинстве случаев чисто на основе анализа актуализированного набора данных цифрового двойника, т.е. без необходимости инспектирования техником установки для перемещения пассажиров на месте.
Согласно другому варианту осуществления изобретения, предложенный способ включает в себя далее оценку качественных свойств типа конструктивного элемента на основе анализа актуализированного набора данных цифрового двойника нескольких, содержащих данный конструктивный элемент установок для перемещения пассажиров.
Другими словами, предложено использовать актуализированные наборы данных цифровых двойников касательно различных установок для перемещения пассажиров и анализировать их таким образом, чтобы из них собрать и проанализировать информацию касательно отдельного типа использованного в установке для перемещения пассажиров конструктивного элемента (или касательно определенного набора данных его модели). Анализ может включать в себя, например, сравнение фактических значений характеризующих свойств конструктивного элемента в его фактической конфигурации после сборки и монтажа установки для перемещения пассажиров с предварительно принятыми заданными значениями и, при необходимости, с учетом соответствующих этим заданным значениям значений допуска. При этом не только фактические значения отдельного конструктивного элемента сравниваются с его заданными значениями. Напротив, фактические значения нескольких конструктивных элементов сравниваются с заданными значениями этого типа конструктивного элемента.
За счет подходящего, например статистического, анализа можно, тем самым, получить информацию, которая позволяет сделать вывод не только о качестве отдельного конструктивного элемента, т.е. соответствует ли отдельный конструктивный элемент заданным значениям в пределах приемлемых допусков, но и можно сделать вывод о качественных свойствах типа конструктивного элемента, т.е. о качественных свойствах, соответствующих нескольким конструктивным элементам этого типа.
При этом предпочтительно, если актуализированные наборы данных цифровых двойников представляют характеризующие свойства конструктивных элементов в их фактической конфигурации после сборки и монтажа. Анализ актуализированных наборов данных цифровых двойников позволяет, тем самым, сделать вывод о характеризующих свойствах конструктивных элементов не только непосредственно после их изготовления, но и после того, как они будут собраны в установку для перемещения пассажиров и смонтированы и при этом испытают изменения своих первоначальных характеризующих свойств.
Особенно предпочтительно способ может быть реализован тогда, когда при формировании актуализированных наборов данных цифровых двойников отслеживаются также изменения характеризующих свойств конструктивных элементов во время эксплуатации установки для перемещения пассажиров (как это подробно описано ниже). В этом случае за счет анализа нескольких актуализированных наборов данных цифровых двойников различных, содержащих данный конструктивный элемент установок для перемещения пассажиров можно сделать статистический вывод о том, как конструктивный элемент ведет себя в реальных условиях. Благодаря этому можно судить о качественных свойствах типа конструктивного элемента, которые представляют также его качества во время эксплуатации (надежность дизайна).
Например, по частому возникновению чрезмерных явлений износа или даже дефектов у конструктивных элементов одного типа, которые после их изготовления удовлетворительно отвечали заданным значениям для этого типа, можно судить о том, что уже дизайн данного типа имеет недостатки качества, которые затем при реальной эксплуатации приводят к повторяющимся проблемам. Например, можно обнаружить, что уже в дизайне типа конструктивных элементов заложено то, что у этого типа после сборки и монтажа установки для перемещения пассажиров или самое позднее при ее эксплуатации возникают чрезмерные изменения, в частности чрезмерный износ, которые приводят к сокращению срока службы конструктивных элементов этого типа. Дизайн типа конструктивных элементов можно подходящим образом изменить, чтобы минимизировать явления износа, т.е. повысить его надежность, и увеличить срок службы типа конструктивных элементов.
Согласно одному варианту осуществления изобретения, способ контроля включает в себя также формирование актуализированного набора данных цифрового двойника. При этом формирование актуализированного набора данных цифрового двойника включает в себя, по меньшей мере, следующие этапы, преимущественно, однако, необязательно строго в указанном порядке:
(i) формирование комплектующего набора данных цифрового двойника с заданными данными, которые представляют характеризующие свойства конструктивных элементов установки для перемещения пассажиров в заданной конфигурации;
(ii) формирование завершающего набора данных цифрового двойника на основе комплектующего набора данных цифрового двойника за счет измерения фактических значений, которые представляют характеризующие свойства конструктивных элементов установки для перемещения пассажиров в фактической конфигурации непосредственно после их сборки и монтажа в сооружении и замена заданных значений в комплектующем набора данных цифрового двойника соответствующими фактическими значениями, и
(iii) формирование актуализированного набора данных цифрового двойника на основе завершающего набора данных цифрового двойника за счет модификации завершающего набора данных цифрового двойника во время эксплуатации установки для перемещения пассажиров с учетом измеренных значений, которые представляют изменения характеризующих свойств конструктивных элементов установки для перемещения пассажиров во время ее эксплуатации.
Другими словами, формирование актуализированного набора данных цифрового двойника может осуществляться несколькими этапами. При этом данные, содержащиеся в наборе данных цифрового двойника, могут быть последовательно усовершенствованы и уточнены и, тем самым, представлять характеризующие свойства использованных в установке для перемещения пассажиров конструктивных элементов точнее в отношении их фактической текущей конфигурации.
Для этого начинают с формирования комплектующего набора данных цифрового двойника. В этом комплектующем наборе данных цифрового двойника сначала записывают только заданные данные, которые определяются при планировании и комплектовании установки для перемещения пассажиров. Эти заданные данные могут быть получены, в том числе, тогда, когда, например, с помощью компьютерных комплектующих вспомогательных программ в зависимости от спецификаций заказчика рассчитываются характеризующие свойства изготавливаемой установки для перемещения пассажиров. Например, в комплектующем наборе данных цифрового двойника могут храниться данные касательно заданных размеров, заданных количеств, заданных свойств материалов, заданного характера поверхностей и т.д. используемых при изготовлении установки для перемещения пассажиров конструктивных элементов.
Комплектующий набор данных цифрового двойника представляет собой, тем самым, виртуальное изображение установки для перемещения пассажиров на этапе ее планирования и комплектования, т.е., прежде чем она действительно будет изготовлена и смонтирована.
Другие подробности возможных вариантов способа, которые могут использоваться при формировании комплектующего набора данных цифрового двойника, поясняются ниже.
Исходя из комплектующего набора данных цифрового двойника, можно затем последовательно заменить содержащиеся в нем заданные данные фактическими данными и за счет этого сформировать завершающий набор данных цифрового двойника. При этом фактические данные указывают характеризующие свойства определенных сначала только в отношении их заданной конфигурации конструктивных элементов установки для перемещения пассажиров в их фактической конфигурации непосредственно после сборки установки для перемещения пассажиров и ее монтажа в сооружении. Фактические данные можно определить путем ручного и/или машинного измерения характеризующих свойств конструктивных элементов. Для этого можно использовать отдельные измерительные устройства и/или интегрированные в конструктивные элементы или расположенные на них датчики.
Завершающий набор данных цифрового двойника представляет собой, тем самым, виртуальное изображение установки для перемещения пассажиров непосредственно после ее завершения, т.е. после сборки конструктивных элементов и монтажа в сооружении.
Чтобы располагать виртуальным изображением установки для перемещения пассажиров не только после ее завершения, сформированный в этот момент завершающий набор данных цифрового двойника непрерывно или в подходящие промежутки времени актуализируется во время последующей эксплуатации установки для перемещения пассажиров. Для этого данные, первоначально записанные в завершающем наборе данных цифрового двойника, модифицируются во время эксплуатации установки для перемещения пассажиров таким образом, что учитываются наблюдаемые изменения характеризующих свойств образующих ее конструктивных элементов.
Для этого в установке для перемещения пассажиров могут быть предусмотрены датчики в качестве измерительных устройств, с помощью которых можно контролировать наблюдаемые характеризующие свойства. Такие датчики могут контролировать, например, геометрические размеры отдельных или нескольких конструктивных элементов. В качестве альтернативы или дополнительно датчики могут измерять действующие между конструктивными элементами силы, господствующие на конструктивных элементах температуры, действующие внутри конструктивных элементов или между ними механические напряжения, господствующие на конструктивных элементах электрические и/или магнитные поля и многое другое.
Возникающие в течение длительного времени изменения измеренных датчиками значений указывают на изменения наблюдаемых характеризующих свойств, вследствие чего данные, содержащиеся в наборе данных цифрового двойника, могут быть соответственно модифицированы. Модифицированный таким образом набор данных цифрового двойника представляет собой, тем самым, виртуальное изображение установки для перемещения пассажиров во время ее эксплуатации и с учетом, например, обусловленных износом изменений по сравнению с измеренными первоначально непосредственно после завершения характеризующими свойствами и моет использоваться, тем самым, в качестве актуализированного набора данных цифрового двойника для непрерывного или периодического контроля свойств установки для перемещения пассажиров.
Логическим образом необязательно все имеющиеся в виде заданных данных характеризующие свойства конструктивного элемента должны быть актуализированы его фактическими данными. Вследствие этого характеризующие свойства большинства конструктивных элементов завершающего набора данных цифрового двойника или актуализированного набора данных цифрового двойника охарактеризованы смешением заданных и фактических значений.
Согласно одному варианту осуществления изобретения, формирование комплектующего набора данных цифрового двойника включает в себя формирование комплектующих данных с учетом спецификаций заказчика и формирование производственных данных за счет модификации комплектующих данных с учетом производственных спецификаций.
Другими словами, при начальном формировании комплектующего набора данных цифрового двойника должны учитываться как спецификации заказчика, так и производственные спецификации. При этом сначала, как правило, формируются комплектующие данные с учетом спецификаций заказчика, а затем эти комплектующие данные модифицируются или совершенствуются с учетом производственных спецификаций. При случае формирование комплектующего набора данных цифрового двойника может включать в себя также итеративно многократные расчет и модификацию комплектующих данных с учетом спецификаций заказчика и/или производственных спецификаций.
При этом под спецификациями заказчика следует понимать предписания, которые специфически для каждого отдельного случая задаются заказчиком, например, при заказе установки для перемещения пассажиров. При этом спецификации заказчика относятся обычно к отдельной изготавливаемой установке для перемещения пассажиров. Например, спецификации заказчика могут включать в себя господствующие пространственные условия на месте монтажа, информацию об устройствах сопряжения для пристраивания к несущим конструкциям сооружения и т.д. Иначе говоря, спецификации заказчика могут указывать, например, какой длины должна быть установка для перемещения пассажиров, какую разность по высоте следует преодолеть, каким образом установка для перемещения пассажиров должна быть привязана к несущим конструкциям внутри здания и т.д. Спецификации заказчика могут включать в себя также пожелания заказчика в отношении функциональности, пропускную способность, внешний вид и т.д. Комплектующие данные могут быть, например, в виде набора данных САПР, который, в том числе, представляет в качестве характеризующих свойств геометрические размеры и/или другие характеризующие свойства образующих установку для перемещения пассажиров конструктивных элементов.
Производственные спецификации относятся обычно к свойствам или предписаниям в пределах завода или производственной линии, на которой должна изготавливаться установка для перемещения пассажиров. Например, в зависимости от того, в какой стране или в каком месте находится завод, в нем могут царить различные условия и/или должны соблюдаться предписания. Например, на некоторых заводах могут отсутствовать определенные материалы, сырье, заготовки и т.п. или не могут быть обработаны. На некоторых заводах могут использоваться станки, которые отсутствуют на других заводах. Некоторые заводы вследствие своего расположения подлежат ограничениям в отношении изготавливаемых на них установках для перемещения пассажиров или их компонентов. Некоторые заводы обеспечивают высокую степень автоматизации производства, а другие заводы, например вследствие низких расходов по заработной плате, могут использовать, скорее, ручное производство. Может существовать еще большое число других условий и/или предписаний, в отношении которых условия производства могут отличаться. Все эти производственные спецификации должны обычно учитываться при планировании или комплектовании установки для перемещения пассажиров, поскольку от них может зависеть, каким образом она может быть фактически изготовлена. При необходимости, может потребоваться принципиальная модификация начально сформированных комплектующих данных, которые учитывали только спецификации заказчика, чтобы можно было принять в расчет производственные спецификации.
Согласно одному варианту осуществления изобретения, при формировании комплектующих данных создается виртуальное изображение установки для перемещения пассажиров с использованием родовых наборов данных моделей ее конструктивных элементов и с привлечением спецификаций заказчика.
Другими словами, может быть предпочтительным создать при начальном комплектовании или планировании установки для перемещения пассажиров с учетом спецификаций заказчика ее виртуальное изображение, на котором представлены образующие установку для перемещения пассажиров конструктивные элементы, например, в отношении их заданных свойств. Виртуальное изображение может быть разработано по типу проволочного скелета или проволочной решетки. Используемые конструктивные элементы могут образовать структуры этого проволочного скелета или этой проволочной решетки. При этом изображение всей установки для перемещения пассажиров может быть составлено из предварительно определенных наборов данных моделей конструктивных элементов и родовых наборов данных моделей конструктивных элементов.
Определенными наборами данных моделей конструктивных элементов могут быть наборы данных, которые представляют запланированную конфигурацию отдельных конструктивных элементов в отношении всех существенных для производства установки для перемещения пассажиров, характеризующих свойств. Определенный набор данных модели конструктивного элемента может использоваться, тем самым, как часть конструктора, поскольку он всегда имеет или определяет одни и те же характеризующие свойства и может использоваться как часть образуемого проволочного скелета.
В противоположность этому, родовыми наборами данных моделей конструктивных элементов могут быть наборы данных, которые представляют запланированную конфигурацию нескольких различных конструктивных элементов в отношении некоторых существенных для производства установки для перемещения пассажиров, характеризующих свойств так, что родовой набор данных модели конструктивного элемента с учетом предварительно зарегистрированных спецификаций заказчика может быть дополнен данными таким образом, чтобы он представлял или определял отдельный конструктивный элемент в отношении всех существенных для производства установки для перемещения пассажиров, характеризующих свойств.
Например, используемый в установке для перемещения пассажиров конструктивный элемент, такой как верхний пояс каркаса эскалатора, может быть выполнен разной длины в зависимости от требуемой длины установки для перемещения пассажиров. Таким образом, родовой набор данных модели конструктивного элемента уже достаточно определен в отношении многих его характеризующих свойств, но не в отношении его длины. Длина этого конструктивного элемента должна быть затем при комплектовании установки для перемещения пассажиров подходящим образом выбрана или рассчитана на основе специфичных для заказчика конфигурирующих данных.
Согласно одному варианту осуществления изобретения, при формировании комплектующих данных проводятся статические и/или динамические имитации, и комплектующий набор данных цифрового двойника формируется с учетом результатов имитаций.
Другими словами, для формирования комплектующих данных, которые с учетом спецификаций заказчика образуют основу комплектующего набора данных цифрового двойника, могут проводиться имитации, с которыми имитируются статические и/или динамические свойства укомплектованной установки для перемещения пассажиров. Имитации могут проводиться, например, с помощью компьютерной системы.
Статические имитации анализируют, например, статическое взаимодействие нескольких собранных конструктивных элементов. С помощью статических имитаций можно, например, проанализировать, могут ли при составлении нескольких определенных наборов данных моделей конструктивных элементов или на основе родовых наборов данных моделей конструктивных элементов в случае специфицированных наборов данных моделей конструктивных элементов возникнуть осложнения, например, поскольку каждый из конструктивных элементов в соответствии с хранящимися в наборе данных его модели характеризующими свойствами изготавливается с определенными производственными допусками, так что при неблагоприятном суммировании производственных допусков могут возникнуть проблемы.
Динамические имитации анализируют, например, динамическое поведение конструктивных элементов при работе собранной установки для перемещения пассажиров. С помощью динамических имитаций можно, например, проанализировать, могут ли подвижные конструктивные элементы внутри установки для перемещения пассажиров перемещаться нужным образом или, например, угрожают ли столкновения подвижным по отношению друг к другу конструктивным элементам.
Согласно одному конкретному варианту осуществления изобретения, установкой для перемещения пассажиров является эскалатор или траволатор. Конструктивными элементами установки для перемещения пассажиров в этом случае являются преимущественно конструктивные элементы каркаса и конструктивные элементы транспортирующего устройства. Конструктивными элементами каркаса могут быть верхние пояса, нижние пояса, стойки, раскосы, подкосы, узловые фасонки, опорные уголки и/или места разделения каркаса. Конструктивными элементами транспортирующего устройства могут быть ступени, транспортирующие платформы, транспортирующие цепи, транспортирующие ленты, приводные двигатели, рабочие тормоза и/или устройства управления.
Другими словами, установка для перемещения пассажиров может быть выполнена в виде эскалатора или траволатора из большого числа конструктивных элементов, которые, с одной стороны, образуют каркас, представляющий собой несущую конструкцию установку для перемещения пассажиров, а, с другой стороны, образуют транспортирующее устройство, которое удерживается каркасом и с помощью которого пассажиры могут перемещаться вдоль пути движения. Как каркас, так и транспортирующее устройство должны контролироваться во время своей эксплуатации в отношении своих свойств, чтобы, например, своевременно обнаружить изменения, которые могут нарушить эксплуатационную безопасность и/или готовность эскалатора или траволатора к эксплуатации.
Конкретные действия, как можно сформировать актуализированный набор данных цифрового двойника эскалатора или траволатора и как на этой основе можно проверить состояние эскалатора или траволатора, изложены ниже со ссылкой на предпочтительные варианты.
Согласно одному альтернативному варианту осуществления изобретения, установкой для перемещения пассажиров является лифт. Конструктивными элементами установки для перемещения пассажиров могут быть при этом конструктивные элементы несущей конструкции и/или конструктивные элементы транспортирующей конструкции. Конструктивными элементами несущей конструкции могут быть направляющие, крепления стенок, приводная рама, крепления пола, поперечные распорки, продольные распорки и/или подкосы. Конструктивными элементами транспортирующей конструкции могут быть кабины, противовесы, тяговые органы, приводные двигатели, тормозные механизмы и/или устройства управления.
Формирование актуализированного набора данных цифрового двойника лифта и контроль состояния лифта могут выполняться аналогичным образом, как это описано в зависимости от значимости для выполнения установки для перемещения пассажиров в виде эскалатора или траволатора.
Варианты предложенного способа контроля установки для перемещения пассажиров могут осуществляться с помощью специально конфигурированного для этого устройства. Устройство может содержать один или несколько компьютеров. В частности, может быть образовано компьютерной сетью, которая обрабатывает данные в виде облачного хранилища. Устройство может располагать для этого памятью, в которой могут храниться данные набора данных цифрового двойника, например в электронном или магнитном виде. Устройство может располагать также возможностями обработки данных. Например, устройство может содержать процессор, с помощью которого могут обрабатываться данные набора данных цифрового двойника. Устройство может располагать далее интерфейсами, через которые данные могут вводиться в устройство и/или выводиться из него. В частности, устройство может быть связано с датчиками, которые расположены на или в установке для перемещения пассажиров и с помощью которых могут измеряться характеризующие свойства ее конструктивных элементов. Устройство может быть, в принципе, частью установки для перемещения пассажиров. Преимущественно устройство расположено, однако, не в установке для перемещения пассажиров, а на удалении от нее, например в удаленном центре контроля, откуда должно контролироваться ее состояние. Устройство может быть реализовано также в пространственно распределенном виде, например, если данные обрабатываются несколькими компьютерами, будучи распределены в облачном хранилище.
В частности, устройство может программироваться, т.е. за счет подходящим образом запрограммированного компьютерного программного продукта может быть побуждено осуществить предложенный способ или управлять им. Компьютерный программный продукт может содержать инструкции или коды, которые побудят, например, процессор устройства записывать, считывать, обрабатывать, модифицировать и т.д. данные набора данных цифрового двойника. Компьютерный программный продукт может быть разработан на любом компьютерном языке.
Компьютерный программный продукт может храниться на любой компьютерно-читаемой среде, например на флэш-накопителе, CD, DVD, RAM, ROM, PROM, EPROM и т.д. Компьютерный программный продукт и/или обрабатываемые им данные могут храниться также на одном или нескольких серверах, например в облачном хранилище, откуда они могут загружаться через сеть, например интернет.
В заключение следует указать, что некоторые из возможных признаков и преимуществ изобретения описаны со ссылкой на различные варианты как способа, так и соответственно выполненного устройства для контроля свойств установки для перемещения пассажиров. Специалист обнаружит, что признаки могут быть подходящим образом комбинированы, перенесены, согласованы или заменены, чтобы прийти к другим вариантам осуществления изобретения.
Ниже варианты осуществления изобретения описаны со ссылкой на прилагаемые чертежи, причем ни чертежи, ни описание не следует рассматривать как ограничение изобретения. На чертежах изображают:
- фиг. 1: установку для перемещения пассажиров в виде эскалатора, в отношении которого может быть осуществлен предложенный способ;
- фиг. 2: несущий каркас эскалатора;
- фиг. 3: установку для перемещения пассажиров в виде лифта, в отношении которого может быть осуществлен предложенный способ;
- фиг. 4: формирование набора данных цифрового двойника на примере конструктивного элемента в упрощенном виде.
Чертежи представлены лишь схематично и не в масштабе. Одинаковые ссылочные позиции обозначают на чертежах одинаковые или одинаково действующие признаки.
Прежде всего, кратко и лишь весьма схематично описаны контролируемые установки для перемещения пассажиров в отношении используемых в них конструктивных элементов.
На фиг. 1 изображена установка 1 для перемещения пассажиров в виде эскалатора 3, состояние которого можно контролировать описанным здесь способом. На фиг. 2 изображен несущий каркас 5 эскалатора 3, который на фиг. 1 для наглядности не показан.
Эскалатор 3 соединяет лежащие в сооружении на разной высоте и горизонтально отстоящие друг от друга уровни Е1, Е2. Каркас 5 образует несущую конструкцию и на своих противоположных концах опирается опорными уголками 7 на места 9 опоры сооружения. Каркас 5 составлен из большого числа конструктивных элементов 11, в частности из верхних поясов 13, нижних поясов 15, раскосов 17, подкосов 19, стоек 21, мест 23 разделения каркаса и узловых фасонок 25. Многие из конструктивных элементов 11 каркаса 5 состоят, по меньшей мере, частично из продолговатых металлических профилей. При этом размеры конструктивных элементов 11 выбраны так, что каркас 5, с одной стороны, может перекрывать свободное пространство между противоположными местами 9 опоры сооружения, а, с другой стороны, достаточно устойчив, чтобы выдерживать силы, действующие на выполненный с каркасом 5 эскалатор 3.
Эскалатор 3 содержит транспортирующее устройство 27, которое удерживается каркасом 5 и посредством которого пассажиры могут перемещаться между обеими зонами Е1, Е2. Транспортирующее устройство 27 содержит, в том числе, ступени 29, транспортирующие цепи 31, рабочий тормоз 35, устройство управления 36, приводимые приводным двигателем 33 оборотные звездочки 37 и оборотные шкивы 39. Эскалатор 3 содержит далее балюстраду 41 с движущимся по ней поручнем 43.
В качестве альтернативы установка 1 для перемещения пассажиров может быть выполнена также в виде траволатора (не показан), который в отношении многих своих конструктивных элементов 11 выполнен аналогично или так же, как и эскалатор 3.
В другом альтернативном варианте установка 1 для перемещения пассажиров выполнена в виде лифта 51. В качестве примера лифт 51 изображен на фиг. 3. Лифт 51 содержит шахту 53, в которой размещены транспортирующее устройство 66 и удерживающая его несущая конструкция 80. Кабина 55 и противовес 57 подвешены на тяговых органах 59 в виде ремней. Приводной двигатель 61 и тормозной механизм 63, при необходимости, соответственно приводят в действие и тормозят их. Устройство управления 65 управляет работой лифта 51. Кабина 55 и, при необходимости, также противовес 57 при своем движении в шахте 53 направляются направляющими 67. Они соединены посредством креплений 69 стен и креплений 73 пола с несущими конструкциями внутри шахты 53. Поперечные раскосы 75, продольные раскосы 77 и подкосы 79 заботятся об достаточной механической устойчивости направляющих 67. Последняя несет далее приводную раму 71, на которой закреплены концы тяговых органов 59 и приводной двигатель 61, тормозной механизм 63 и устройство управления 65.
Срок службы продукта, а именно эскалатора 3, траволатора или лифта 51, сопровождается различными системами программного обеспечения и базами данных. Они не связаны между собой в той мере, чтобы содержащиеся в них данные автоматически были в распоряжении за счет всех систем. В то время как разработка продукта и специфичное для задания конфигурирование за счет продажи и специфицированная на основе этого конфигурирования производственная документация, а также данные частично уже сегодня более или менее хорошо связаны между собой, как правило, отсутствуют последовательные сопровождение и документирование в послепродажной сфере. Это может привести, например, к тому, что техник часто сначала на месте должен обследовать установку 1 для перемещения пассажиров, чтобы затем принять соответствующие меры, например заготовить требуемый материал, установить сроки обслуживания и ремонта, квалифицированно утилизировать демонтированный материал и т.д.
Предложенный способ предусматривает создание цифрового двойника для реального продукта, а именно преимущественно на весь срок службы продукта, т.е. не только во время изготовления установки 1 для перемещения пассажиров, но и после ее завершения и при ее последующей эксплуатации.
Представляющий цифрового двойника актуализированный набор данных цифрового двойника может быть сформирован еще в процессе изготовления на основе комплектующих данных с учетом спецификаций заказчика в виде комплектующего набора данных цифрового двойника, например с привлечением используемых при планировании данных САПР. При этом конструктивные элементы могут комплектоваться с помощью предварительно определенных наборов данных моделей конструктивных элементов или родовых наборов данных моделей конструктивных элементов.
Комплектующий набор данных цифрового двойника может быть затем модифицирован с учетом производственных спецификаций. При этом комплектующий набор данных цифрового двойника включает в себя заданные данные, представляющие собой виртуальное изображение изготавливаемой установки 1 для перемещения пассажиров. Она может быть изготовлена затем на основе комплектующего набора данных цифрового двойника.
После завершения установки 1 для перемещения пассажиров заданные данные, содержащиеся в комплектующем наборе данных цифрового двойника, могут быть заменены или дополнены фактическими данными, получаемыми за счет измерения фактической конфигурации готовой установки 1 для перемещения пассажиров. В результате возникает завершающий набор данных цифрового двойника.
Уже этот завершающий набор данных цифрового двойника содержит данные, которые представляют характеризующие свойства использованных в установке 1 для перемещения пассажиров конструктивных элементов 11 в их фактической конфигурации, т.е. после завершения установки 1 для перемещения пассажиров и ее монтажа в сооружении. Таким образом, завершающий набор данных цифрового двойника может быть использован в качестве актуализированного набора данных цифрового двойника уже для контроля свойств установки 1 для перемещения пассажиров. Для этого завершающий набор данных цифрового двойника может быть записан и обработан, например, в устройстве 87 контроля, которое может быть расположено в находящемся на удалении центре контроля.
Например, фактические данные свойств конструктивных элементов, содержащиеся в завершающем наборе данных цифрового двойника, фактически имеющие место в установке 1 для перемещения пассажиров, могут сравниваться с принятыми при комплектовании заданными значениями. По возможным обнаруженным отличиям между фактическими и заданными значениями можно, например, сделать вывод об ожидаемых в будущем свойствах установки 1 для перемещения пассажиров. Например, на основе таких отличий можно прогнозировать, когда следует считаться с явлениями износа, что позволяет также оценить, когда и/или каким образом необходимо принять первые меры по обслуживанию. Другими словами, уже на основе завершающего набора данных цифрового двойника может быть проведена оценка или имитация будущих характеризующих свойств установки 1 для перемещения пассажиров, и можно запланировать, тем самым, проводимые в будущем работы по обслуживанию. Кроме того, в устройстве 87 контроля могут храниться соответствующие характеризующим свойствам конструктивных элементов критерии оценки, такие как, например, максимальная длина транспортирующих цепей 31, верхний предел потребляемой приводным двигателем 33 мощности, максимальные и/или минимальные размеры мест износа и т.п. Они задают максимально допустимые отклонения от заданных значений характеризующих свойств конструктивных элементов. Характеризующие свойства конструктивных элементов актуализированного набора данных цифрового двойника можно затем сравнить также с этими критериями оценки.
Чтобы также во время эксплуатации можно было иметь в распоряжении цифрового двойника установки 1 для перемещения пассажиров, по меньшей мере, некоторые из данных, содержащихся в завершающем наборе данных цифрового двойника во время ее эксплуатации время от времени актуализируются. Для этой цели в установке 1 для перемещения пассажиров могут быть предусмотрены датчики, с помощью которых можно определить измеренные значения, представляющие изменения характеризующих свойств конструктивных элементов 11 установки 1 для перемещения пассажиров во время ее эксплуатации. С учетом этих измеренных значений могут модифицироваться данные, содержащиеся в завершающем наборе данных цифрового двойника. Сформированный за счет этого актуализированный набор данных цифрового двойника представляет, тем самым, также виртуальное изображение непрерывно актуализированного состояния установки 1 для перемещения пассажиров в ее фактической конфигурации во время эксплуатации.
Используя цифрового двойника, можно, тем самым, сделать вывод как о текущем состоянии установки 1 для перемещения пассажиров, например за счет сравнения с заданными или ожидаемыми значениями, так и вывод об ее ожидаемом в будущем состоянии, например посредством имитаций или экстраполяций на основе данных актуализированного набора данных цифрового двойника. Благодаря этому, например, проводимые работы по обслуживанию могут быть запланированы в соответствии с ситуацией и целенаправленно.
Чтобы можно было измерить текущие фактические характеризующие свойства конструктивных элементов 11 установки 1 для перемещения пассажиров, в ней могут быть предусмотрены различные датчики 81, с помощью которых могут контролироваться определенные характеризующие параметры, позволяющие сделать вывод об изменениях характеризующих свойств конструктивных элементов 11. Обычно для этой цели используется большое число различных датчиков 81. Лишь в качестве примера в лифте 51 изображены датчики 83 силы, которые могут измерять силы, действующие на различные крепления 69 стенок, приводную раму 71 и крепления 73 пола, что позволяет сделать вывод о действующих на направляющие 61 силы и, тем самым, например, о возможных механических деформациях. Для установки 1 для перемещения пассажиров в виде эскалатора 3 лишь в качестве примера изображена камера 85, с помощью которой можно контролировать состояние, например, ступеней 29 или транспортирующих цепей 31 на возможный возникающий износ. Дополнительно, например, также в каркасе 5 аналогично лифту 51 могут быть предусмотрены датчики 83 силы. Датчики могут передавать свои сигналы на устройство 87 контроля, например, проводным путем или по радиосети.
Резюмируя вышесказанное и другими словами, можно начать сначала с создания цифрового двойника за счет того, что, например, из специфичных и родовых наборов данных моделей конструктивных элементов с включением спецификаций заказчика на этапе инжиниринга (т.е. специфичная для заказа, генерированная спецификация, называемая иногда также ЕВОМ (Engineering Bill of Materials – ведомость конструкционных на материалов)) создается цифровой двойник. Родовые наборы данных моделей конструктивных элементов содержат данные о конструктивных элементах, так как их размеры, допуски, поверхностные структуры, другие характеризующие свойства, информация об устройствах сопряжения с примыкающими конструктивными элементами и т.п. Затем могут быть проведены различные имитации, такие как статические имитации, например в виде рассмотрения допусков, и динамические имитации, например для контроля столкновений. Из специфичной для заказа, генерированной ведомости (ЕВОМ) за счет использования специфичных для производства правил генерируются пригодная для производства ведомость MBOM (Manufacturing Bill of Materials – производственная ведомость материалов) и соответствующие производственные данные.
В качестве примера взаимодействия родовых наборов данных моделей конструктивных элементов и спецификации заказчика можно привлечь создание генерированной специфично для заказа ведомости (ЕВОМ) каркаса 5 эскалатора 3. Заказчик определяет в своей спецификации релевантные для выполнения каркаса 5 сведения, например место использования (универмаг, общественное сооружение, такое как вокзал, метро и т.д.), высоту перемещения, ширину ступеней (и, тем самым, пропускную способность), длину (причем по длине и высоте перемещения определяется угол наклонного участка между зонами входа) и тип балюстрады (стеклянная балюстрада, балюстрада для межэтажных лестниц). В качестве родовых наборов данных моделей конструктивных элементов имеются отдельные конструктивные элементы 11 каркаса 5, такие как верхние пояса 13, нижние пояса 15, поперечные раскосы 17, опорные уголки 7, места разделения 23 каркаса и т.д., а также определенные наборы данных моделей конструктивных элементов, такие как стойки 21, подкосы 19, узловые фасонки 23 и т.д., причем, например, длина верхних 13 и нижних 15 поясов, поперечных раскосов 17 и число стоек 21 зависят от спецификаций заказчика. В соответствии с введенными спецификациями заказчика отдельные конструктивные элементы 11 каркаса 5 с их специфичными размерами создаются из родовых и определенных наборов данных моделей конструктивных элементов. Расчет происходит, например, так, что посредством спецификаций заказчика «высота перемещения», «расстояние по горизонтали между опорными уголками», «ширина ступеней» и/или «пропускная способность» создается так называемый виртуальный проволочный скелет каркаса 5. Отдельные конструктивные элементы 11 рассчитываются с помощью этого виртуального проволочного скелета, в частности в отношении их размеров, в частности их длин, и определяется их число. Из спецификаций заказчика также следует, сколько должно быть мест 23 разделения каркаса, чтобы эскалатор 3 можно было, например, посекционно доставить в здание. На основе мест 23 разделения каркаса могут потребоваться другие части, а верхние 13 и нижние 15 пояса должны быть, как правило, составными.
Аналогичным образом ЕВОМ может быть составлена также для лифта 51 за счет того, что с учетом спецификаций заказчика определяется заданная конфигурация транспортирующего устройства 66 и несущей конструкции 80. При этом можно подходящим образом выбрать, например, размер кабины 55, массу противовеса 57, тяговые органы 59, приводной двигатель 61, тормозной механизм 63 и устройство 65 управления. Кроме того, можно подходящим образом выбрать размеры и другие характеризующие свойства направляющих 67, креплений 69 стен, приводной рамы 71, креплений 73 пола, поперечных раскосов 75, продольных раскосов 77, подкосов 79, а также дверей шахты и кабины (не показаны). Соответствующие данные могут храниться в комплектующем наборе данных цифрового двойника.
В качестве примера МВОМ, генерированной из ЕВОМ, может также служить каркас 5. Специфичные для производства правила касаются, например, имеющегося в распоряжении на месте производства качества материалов или имеющегося в зависимости от места производства качества изготовления средств производства. Другим влияющим фактором может быть также расположение производства, которое не всегда допускает все нужные производственные процессы. Соответственно модифицируются характеризующие свойства наборов данных моделей конструктивных элементов, добавляются графики и т.д.
Изготовление установки для перемещения пассажиров происходит на основе производственных данных (МВОМ), причем по ходу производства производственные данные заменяются физическими данными, т.е. взятыми от физического продукта фактическими данными. При этом, например, реальные размеры конструктивных элементов и релевантные для сборки данные, в том числе, моменты затяжки резьбовых соединений, места смазки смазочными материалами и т.п. регистрируются и переносятся на цифрового двойника или комплектующий набор данных цифрового двойника, модифицируемый в завершающий набор данных цифрового двойника. При поставке установки для перемещения пассажиров параллельно ей существует цифровой двойник или завершающий набор данных цифрового двойника, в идеальном случаев точь-в-точь соответствующий физическому продукту.
При монтаже установки для перемещения пассажиров в сооружении и при ее пуске в эксплуатацию в цифровом двойнике могут сопровождаться другие данные, например эксплуатационные данные и переданные датчиками измеренные значения, так что завершающий набор данных цифрового двойника модифицируется в актуализированный набор данных цифрового двойника. Это происходит непрерывно или периодически также после пуска в эксплуатацию.
Периодические запросы цифрового двойника, например обусловленные износом геометрические изменения, могут оцениваться посредством имитаций столкновений, и могут планироваться работы по обслуживанию. Инструкции по обслуживанию для обслуживающего персонала могут быть созданы также с помощью цифрового двойника. Последовательным образом при обусловленной обслуживанием замене конструктивных элементов также наборы данных их моделей могут сопровождаться в цифровом двойнике этой установки для перемещения пассажиров фактическими данными, соответствующими смонтированному заново физическому конструктивному элементу. Наконец еще перед демонтажом установки ее отдельные конструктивные элементы оцениваются и экологичным образом направляются на дальнейшее использование, обработку или утилизацию.
Чтобы наглядно показать возможное выполнение этапов способа, которые должны осуществляться при формировании набора данных цифрового двойника на основе родовых наборов данных моделей конструктивных элементов, этот процесс поясняется в качестве примера со ссылкой на фиг. 4. При этом представлено, как для очень простого конструктивного элемента в виде листа в форме параллелограмма формируется набор данных цифрового двойника.
А
В
С
Прежде всего, в рамках исследования и разработки (R & D) формируется родовой набор данных цифрового двойника (фиг. 4(а)). При этом определяются заданные значения достигаемых характеризующих свойств конструктивного элемента. В данном примере определяются заданные переменные А, В, α геометрических свойств, т.е. ширины, высоты и угла параллелограмма. Далее для каждой заданной переменной устанавливается соответствующее поле Т, Т, Т допусков. Толщина листа во всех вариантах выполнения этого конструктивного элемента одинаковая и относится, тем самым, к определенным характеризующим свойствам этого родового набора данных цифрового двойника.
Затем во время сбыта установки для перемещения пассажиров устанавливаются спецификации заказчика (фиг. 4(b)). На основе этих спецификаций заказчика для каждой из заданных переменных определяется подходящее для конкретной установки для перемещения пассажиров заданное значение. В изображенном примере ширина А устанавливается А = 5, высота В = 2, а угол α = 70°. За счет этого установления из родового набора данных модели конструктивного элемента посредством комплектующих данных описывается определенный набор данных модели конструктивного элемента, могущий служить в качестве ЕВОМ.
A
B
C
Затем комплектующие данные определенного набора данных модели конструктивного элемента конкретизируются таким образом, что заданные значения, полученные предварительно только на основе спецификаций заказчика, модифицируются с их учетом в производственные данные. Например, могут учитываться сведения о материалах страны-производителя, оригинального производителя оборудования и т.п. За счет этого комплектующие данные комплектующего набора данных цифрового двойника дополняются в виде подтвержденной в качестве производственных данных МВОМ, которая может быть привлечена при изготовлении конструктивного элемента и служит в качестве виртуального изображения изготавливаемого конструктивного элемента. При этом также при определении указаний T’, T’, T’ учитываются спецификации заказчика, которые должны фактически господствовать при изготовлении.
В заключение измеряется, по меньшей мере, часть характеризующих свойств изготовленного с помощью производственных данных конструктивного элемента. При этом в данном случае измеряются размеры конструктивных элементов в их фактической конфигурации (фактические размеры) после сборки в установку для перемещения пассажиров и ее монтажа. Поскольку характеризующие свойства материала во время изготовления не меняются, можно, например, лишь проверить, применялся ли правильный материал без необходимости контроля всех его свойств, таких как прочность на растяжение, прочность при сдвиге, выносливость при знакопеременном изгибе, ударная вязкость, склонность к коррозии, кристаллическая структура, легирующие компоненты и т.п. При необходимости, на основе сигналов датчиков могут быть повторно измерены также размеры конструктивных элементов в их фактической конфигурации во время эксплуатации установки для перемещения пассажиров. Это позволяет определить, например, отклонения между фактическими значениями на смонтированных и, при необходимости, эксплуатируемых конструктивных элементах от соответствующих заданных значений. В данном примере такими отклонениями являются: ΔА = 0,06, ΔВ = 0, 1 и ΔС = 0,5°.
Обнаруженные отклонения могут быть анализированы, например, статистически для нескольких конструктивных элементов одного типа. Результаты могут быть учтены, например, при исследовании и разработке модифицированного родового набора данных модели конструктивного элемента данного типа.
Иначе говоря, данные из многих оценок цифрового двойника могут быть привлечены также для оценки надежности дизайна одного типа конструктивных элементов.
До сих такую надежность удавалось оценить, например, только в отношении качества производства за счет того, что путем регистрации фактических размеров физических конструктивных элементов и их сравнения с диапазоном допусков зарегистрированных размеров проверяется, соответствуют ли средства производства требуемому качеству конструктивных элементов. Если, например, длины одинаковых конструктивных элементов одного типа лежат всегда на пределах допусков, то это значит либо то, что средства производства недостаточно хороши, либо то, что диапазон допусков был выбран слишком узким.
Надежность типа конструктивных элементов можно оценить с помощью представленных цифровых двойников также в отношении качественных свойств, т.е., например, качества использования, за счет оценки износа и/или выходов из строя одинаковых конструктивных элементов одного типа. При этом можно не только за счет статистических оценок идентифицировать возможные слабые места, но и за счет полного наличия фактических размеров и динамического взаимодействия конструктивных элементов можно выяснить также возможные причины производственных потерь.
Если, например, подшипник скольжения одной производственной серии установок для перемещения пассажиров подвержен чрезмерному износу, то причиной может быть слишком высокая нагрузка вследствие спецификации заказчика. Однако возможно также, что фактические размеры отверстия и оси смонтированной производственной партии вызывают слишком узкий или слишком большой зазор в подшипнике. Далее также возможно, что другой конструктивный элемент, например слишком большой рельсовый стык, вызвал нагрузки, на которые подшипник скольжения не был рассчитан. Посредством динамических имитаций и статистических оценок цифровых двойников можно найти соответствующую причину. Найденная причина может быть учтена в изменении расчета данного типа конструктивных элементов или в изменении примыкающих конструктивных элементов или в изменении допустимых спецификаций заказчика в процессе продажи (например, в уменьшении максимальной высоты перемещения).
Резюмируя вышесказанное, можно констатировать, что предложенные способ и соответственно выполненное устройство позволяют контролировать текущее состояние установки для перемещения пассажиров с использованием подходящим образом сформированного актуализированного набора данных цифрового двойника, благодаря чему меры по обслуживанию могут быть запланированы более приближенными к ситуации или более отвечающими фактическим требованиям, и, тем самым, могут быть значительно сокращены расходы и/или благодаря чему типы конструктивных элементов могут быть разработаны и модифицированы таким образом, что они будут лучше отвечать требованиям, реально предъявляемым при эксплуатации установки для перемещения пассажиров.
В заключение следует указать на то, что термины «содержащий», «включающий в себя» и т.д. не исключают других элементов или этапов, а термины «одно» или «один» не исключают большого числа. Далее следует указать на то, что признаки или этапы, уже описанные с отсылкой к одному из примеров, могут использоваться также в комбинации с другими признаками или этапами других описанных выше примеров. Ссылочные позиции в формуле изобретения не следует рассматривать как ограничение.