WO2020016017A1 - Verfahren und vorrichtung zum überwachen einer personentransportanlage unter verwendung einer erfassungseinrichtung und eines digitalen doppelgängers - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum überwachen einer personentransportanlage unter verwendung einer erfassungseinrichtung und eines digitalen doppelgängers Download PDF

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WO2020016017A1
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WO
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transport system
passenger transport
data
physical
addd
Prior art date
Application number
PCT/EP2019/067930
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English (en)
French (fr)
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Martin BRESTENSKY
Robert BARTONIK
Thomas Novacek
Ulrich HÄBERLE
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Inventio Ag
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Publication date
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Priority to EP19734421.1A priority patent/EP3823922B1/de
Priority to US17/260,708 priority patent/US20210276832A1/en
Priority to ES19734421T priority patent/ES2929004T3/es
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Priority to AU2019305982A priority patent/AU2019305982B2/en
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66BELEVATORS; ESCALATORS OR MOVING WALKWAYS
    • B66B25/00Control of escalators or moving walkways
    • B66B25/006Monitoring for maintenance or repair
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66BELEVATORS; ESCALATORS OR MOVING WALKWAYS
    • B66B21/00Kinds or types of escalators or moving walkways
    • B66B21/02Escalators
    • B66B21/04Escalators linear type
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66BELEVATORS; ESCALATORS OR MOVING WALKWAYS
    • B66B21/00Kinds or types of escalators or moving walkways
    • B66B21/10Moving walkways

Definitions

  • the present invention relates to a method and a device for monitoring properties of a passenger transport system which is designed as an escalator or moving walk. Furthermore, the invention relates to a passenger transport system equipped with a proposed device, a computer program product designed to carry out the proposed method, and a computer program product
  • Computer readable medium storing computer program product.
  • Passenger transport systems in the form of escalators or moving walks are used to transport people inside buildings or structures. Sufficient operational safety must always be ensured, but availability must be as consistent as possible.
  • passenger transport systems are usually checked and / or maintained at regular intervals. The intervals are generally determined on the basis of experience with similar passenger transport systems, with the intervals having to be selected to be sufficiently short so that operational security is ensured, so that a check or maintenance is carried out in good time before any operating conditions which pose a risk to safety.
  • Maintenance intervals may be extended or adjusted as required.
  • several sensors are usually required, which means a considerable additional investment.
  • the additional sensors can lead to increased susceptibility to faults.
  • a technician can usually only recognize by visiting the site whether there is actually a need for maintenance and whether spare parts or special tools may be required. Even with these systems, depending on the maintenance provider, continuous technical documentation can no longer be expected after a certain time.
  • Updated digital doppelganger data set proposed. This encompasses the characterizing properties of components of the physical passenger transport system in a machine-processable manner.
  • the updated digital doppelganger data set is composed of component model data sets which comprise data which were determined by measuring characteristic properties on the physical passenger transport system after their assembly and installation in a building.
  • the updated digital doppelganger data set is referred to as “ADDD” in abbreviated form for better readability.
  • the physical passenger transport system comprises an all-round conveyor belt which has at least one escalator step or pallet with a
  • Conveyor belt as well as on the virtual components interacting with the virtual conveyor belt act, be determined and assessed. This means that forces, impulses and vibrations resulting from the dynamic behavior of the conveyor belt, which act on the virtual components of the virtual conveyor belt and on the virtual components interacting with the virtual conveyor belt, are determined and assessed by means of dynamic simulations using the ADDD can.
  • the ADDD enables the measurement data supplied by the detection device to be extensively examined in its field of application and the correct measures to be derived from it at the time of evaluation. In case of missing
  • Escalator steps or pallets can immediately give feedback to the control system of the passenger transport system that the conveyor belt must be fixed.
  • the ADDD can be used to determine at which position the escalator step or pallet has detached from the step belt and whether there is further damage at this position can be expected so that appropriate maintenance and repair material can be provided. The cause of the damage can also be determined more precisely and quickly using simulations at the ADDD.
  • Tangential rails can be operated without immediate measures.
  • the advantage lies in maintenance that is individually tailored to each passenger transport system.
  • the ADDD is one with the physical due to the characterizing properties that represent reality
  • Escalator level or range can be assessed.
  • movements corresponding to the measurement data are transmitted to the corresponding virtual escalator step or pallet and then, for example, by means of the known one
  • Strength theory calculates the forces and impulses that arise when components collide, for example a stepped roller with the guide flank of a guide rail. Possible vibrations can also be identified from the pulses.
  • the forces calculated from the simulation are considerations of strength possible, for example, using the finite element method for the individual components, so that the point in time of a possible failure of individual components
  • Structural changes can be localized with regard to the occurrence of accelerations and changes in position that differ from the measurement data measured during commissioning. If, for example, the escalator step or pallet with the detection device always “hops” at the same point while circulating the physical conveyor belt, the peaks detected thereby indicate that something is wrong with the guide rail. This can be, for example, a shift of two rail joints or a locally limited deposit of compressed lubricant and dirt. However, if the escalator step or pallet with the detection device detects a continuous “rattling” when the physical conveyor belt rotates, this may indicate that the step roller or chain roller of this escalator step or pallet is defective. In addition, impending collisions can also be detected if due to
  • the ADDD maps the assigned physical passenger transport system. It is therefore essential that the ADDD is built up from component model data sets which include data which were determined by measuring characteristic properties on the physical passenger transport system after its assembly and installation in a building.
  • the characterizing properties of a component model data set can be the existing geometric relationships, the physical properties stored in the component model data sets and the like. This distinguishes the ADDD itself from identical passenger transport systems because they have the characteristic properties of the actual mass of the physical components instead of the target mass. This replaces a tolerance chain of several assembled component model data sets with exact actual mass, so that the positions of the virtual components in the ADDD correspond exactly to those of their physical counterparts in the assigned physical passenger transport system. Because with the ADDD a precise, with the assigned physical
  • Passenger transport system almost identical virtual passenger transport system is present, this can also be displayed as a three-dimensional, animated graphic on a suitable output device, for example on a computer screen.
  • a suitable output device for example on a computer screen.
  • the dynamics of the physical step band measured by the detection device on the physical passenger transport system are transferred to the virtual step band of the ADDD, so that forces and impulses on components are determined and the bumps and damage caused by the accelerations and changes in position are modeled and In particular, fatigue strength calculations can be used to calculate the time at which components may fail
  • a device for monitoring a state of a physical passenger transport system includes an ADDD built up from component model data sets, which characterizes properties of components of the physical passenger transport system in an actual configuration of the physical passenger transport system according to them
  • Accelerometer and gyroscope provided. Through these, during the operation of a physical passenger transportation system, accelerations and
  • Changes in the position of a physical escalator step or pallet of a conveyor belt in all three axes along their guide path are recorded as measurement data. These measurement data can be transferred to the ADDD. Using static and dynamic simulations at the ADDD, the resulting forces, Impulses and vibrations are determined and assessed, which act on the virtual components of the virtual conveyor belt corresponding to the physical components and on the virtual components interacting with these virtual components.
  • a physical passenger transport system which comprises a device according to an embodiment of the second aspect of the invention.
  • a computer program product which comprises machine-readable program instructions which, when executed on a programmable device, cause the device to carry out or control a method according to an embodiment of the first aspect of the invention.
  • a computer-readable medium is proposed, on which a computer program product according to an embodiment of the fourth aspect of the invention is stored.
  • passenger transport systems have so far mostly been inspected on site to be able to see whether maintenance or repair is actually necessary and, if this is the case, which measures need to be taken, i.e. which ones Spare parts and / or tools are required.
  • the ADDD is intended to include data which characterize the characterizing properties of the components forming the passenger transport system and provides in its
  • the data of the ADDD should characterize the properties of the components in their actual configuration, that means in a configuration in which the components have been completely completed and then assembled into the passenger transport system and installed in a building. Accelerations and changes in position of components of the
  • the data contained in the ADDD not only reflect the desired properties of the components, such as are assumed, for example, when planning, designing or commissioning the passenger transport system, and how they can be obtained, for example, from the CAD data relating to the components used here. Instead, the data contained in the ADDD should reflect the actual properties of the components installed in the fully assembled and installed passenger transport system. The ADDD can thus be viewed as a virtual image of the finished passenger transport system or the components contained therein.
  • the data contained in the ADDD should reflect the characterizing properties of the components in sufficient detail to be able to derive statements about the current structural and / or functional properties of the physical passenger transport system.
  • the ADDD should make statements about current structural and / or functional properties, which ones characterize an updated state of the entire passenger transportation system, which can be used for an assessment of its current or future operational safety, its current or future availability and / or a current or future need for maintenance or repair.
  • a particular advantage results from the use of the ADDD during the entire life of the physical passenger transport system. If the ADDD is to be used further, continuous documentation or updating of the data of the ADDD is enforced, since otherwise the operational monitoring, the maintenance forecasts and the condition determination are based on incorrect data. This means that when components are replaced, the characterizing properties of the spare parts must be recorded digitally. During the maintenance work, the characterizing properties of the removed components are checked by the characterizing characteristics of the spare parts replaced. Likewise, any
  • the measuring work of the components and adjustment mass can be recorded on site by optical detection devices such as a laser scanner or a TOF camera (time of flight camera).
  • optical detection devices such as a laser scanner or a TOF camera (time of flight camera).
  • TOF camera time of flight camera
  • the ADDD thus differs, for example, from digital data which are conventionally generated or used in the manufacture of passenger transport systems. For example, it is common for planning, designing or
  • the ADDD also differs from data that is conventionally used in part during the production of complex workpieces or machines.
  • DE 10 2015 217 855 A1 describes a method for checking a consistency between reference data of a production object and data of a so-called digital twin of the production object.
  • an as Digital twin called, digital image of a workpiece synchronized with the state of the workpiece during production. For the production process, this means that after each production step, the data representing the digital twin are modified in such a way that changes in the properties of the workpiece to be brought about by the production step are to be taken into account.
  • the digital twin should always provide information about the current intermediate state of the workpiece during its manufacture.
  • the ADDD provides information about the characterizing properties of the components installed in the passenger transport system in their actual configuration that go beyond mere target properties and are compared with the physical passenger transport system. Such information can advantageously be used, for example, deviations from the actual characterizing
  • Passenger transport system allows conclusions to be drawn on the characterizing properties currently prevailing in the passenger transport system, at best, only by analysis and / or processing of the ADDD can information be obtained which enables conclusions to be drawn about the current state of the passenger transport system and, in particular, conclusions about a possibly necessary maintenance or repair. Information about which spare parts and / or tools are required for upcoming maintenance or repair can even be derived.
  • the ADDD can be used to implement the method proposed here
  • Data processing system can be stored, analyzed and / or processed.
  • the computer or the data processing system can be remote from the passenger transport system to be monitored, for example in a remote location
  • the measurement data transmitted by the detection device and / or the characterizing properties determined therefrom can be stored in a log file with time information.
  • a data history is available from which, for example, special events can be read out, such as a momentary excessive force due to improper use or due to external influences such as seismic impacts and the like.
  • Operating data are data that arise during the operation of a passenger transport system, for example the total operating time, the power consumption of the drive machine, the ambient temperature, the operating temperature and the like. The knowledge gained from this can be used in many ways. If the change trend of the measurement data is linear, the end of the service life can be predicted quite well for the component affected as a result of increasing pulse strength or increasing force. If the change trend shows a decreasing tendency, this indicates a running-in behavior and thus an increasingly more stable condition of the affected component. With increasing tendency of
  • the measurement data can be transmitted continuously, periodically and / or depending on the change trend of the measurement data.
  • the monitoring of the state of the physical passenger transport system also includes a simulation of future characterizing properties of the passenger transport system using the ADDD and based on the change trends in the measurement data recorded by the detection device.
  • the characterizing properties of the physical components can include the geometric dimensions of the component, the weight of the component and / or the
  • Geometric dimensions of the components can be, for example, a length, a width, a height, a cross section, radii, fillets, etc. of the components.
  • the surface properties of the components can include, for example, roughness, textures, coatings, colors, reflectivities, etc. of the components.
  • compositions are put together.
  • properties can also relate to more complex components composed of several components
  • the characteristic properties before commissioning can be determined or measured with high precision.
  • the characterizing properties can be determined or measured with a precision that is more precise than the tolerances to be observed during the manufacture of the components.
  • the detection device registers a sudden, permanent misalignment of the escalator step or pallet in two axes, this can be transferred to the corresponding component model data record of the ADDD.
  • the virtual step roll or Ketenroll the virtual escalator step or pallet penetrates into the virtual guide rail. If the depth of penetration corresponds to the radius of the step roller or chain roller, this means that the physical step roller or chain roller is defective or has broken off completely.
  • the ADDD can now be updated so that the corresponding component model data record of the step roller or chain roller is removed and the misalignment is characterized by changing the corresponding one
  • a dynamic simulation with the skewed escalator step or pallet can be used to simulate a collision with fixed component model data sets, for example with the virtual comb plate, and to detect it by means of a collision check.
  • the dynamic simulation with the ADDD will result in a spatial overlap of the virtual escalator step or pallet with the virtual comb plate.
  • the system can carry out a corresponding evaluation automatically by means of suitable image analysis methods (comparison with the original state) and the results via a suitable interface, for example as a graphical representation on a
  • step roller or chain roller which is pulled over the guide rail by the circumferential movement of the conveyor belt and ground continuously on the circumference.
  • the simulation shows that the step roller or chain roller apparently penetrates the guide rail continuously.
  • the detection device detects only a local misalignment, that is to say only at a specific point in the circulation path of the escalator step or pallet, this can be due to a deformation or local lowering of one of the physical guide rails indicate.
  • the component model data record of the corresponding guide rail can now be adapted by changing the corresponding characterizing features that describe the three-dimensional shape accordingly. This will update the ADDD.
  • step roller or chain roller Effects on the step roller or chain roller (e.g. transverse forces) are determined and the resulting additional wear or even a possible, progressive destruction of the step roller or chain roller are determined, for example, by an analysis using the finite element method. These results can then be extrapolated over time so that the time of a possible failure and / or a collision caused by wear can be determined.
  • the simulations can be carried out on a computer system. With the aid of the simulations, conclusions can be drawn about a temporal development in the measured values acquired, based on the data currently contained in the updated digital double data record and, if appropriate, taking into account data previously contained in the updated digital double data record, and thus regarding forecasts or extrapolation expected future measured values are obtained.
  • the simulations can take into account both natural law conditions and experiences with others
  • Passenger transport systems can be used.
  • the accelerations and changes in position detected by the detection device can also be examined for periodically occurring peaks.
  • the peaks that occur can be assigned to a point on the guide path of the conveyor belt.
  • the method proposed here can further include planning maintenance work to be carried out on the passenger transport system based on the monitored accelerations and changes in position of the passenger transport system.
  • Monitoring the accelerations and changes in position of the passenger transport system can be used to be able to plan future maintenance work including any necessary repairs appropriately in advance. It can be advantageous here that just by analyzing the updated digital double data record, valuable information can already be obtained, for example, about which changes in a monitored
  • Passenger transport system has occurred and / or what wear and tear on components of the passenger transport system can actually be expected. This information can be used to carry out maintenance work, for example with regard to a
  • Detection devices are developed and tested.
  • the component model data record of a component to be tested can be deactivated in the updated digital double record and this can be connected to the component to be tested via suitable interfaces.
  • the suitable interface can be a test bench adapted to the mechanical and / or electrical interfaces of the physical component, which is connected to a computer system having the ADDD.
  • an embedded system e.g.
  • the ADDD serves as a replica of the real environment of the system or the entire escalator or the entire moving walk. From the point of view of the test, the ADDD can thus be used to secure embedded systems, to support during development and for the early commissioning of machines and systems.
  • Subsystems, devices and software are broken down and specified and secondly, the implementation is continuously monitored across all levels until delivery to the customer. In particular, the entire problem (operation, costs,
  • the proposed monitoring method also includes creating the ADDD.
  • the creation of the ADDD comprises at least the following steps, but preferably not strictly in the order given:
  • the ADDD can be created in several substeps.
  • the data contained in the data set can be successively refined and specified so that the characterizing properties of the data in the
  • the creation of the picking digital doppelganger data record includes a prior creation of a digital doppelganger data record taking into account customer-specific configuration data and a creation of manufacturing data by modifying the digital doppelganger data record taking into account production-specific data.
  • both customer-specific configuration data and production-specific data should be taken into account when initially creating the picking digital doppelganger data record.
  • a digital look-alike data set is first taken into account
  • Production-specific data for the picking digital double record modified or refined. Possibly the creation of the
  • Picking digital doppelganger data record also iteratively include a multiple calculation and modification of data from the digital doppelganger data record, taking into account the customer and / or production-specific data.
  • Customer-specific configuration data can be understood to mean specifications which are specified by the customer in individual cases, for example when ordering the passenger transport system.
  • Configuration data typically relate to a single passenger transport system to be manufactured.
  • the customer-specific configuration data can indicate, for example, what length the passenger transport system should have, what height difference should be overcome, in what way
  • Passenger transport system to be connected to supporting structures within the building, and the like.
  • Customer-specific configuration data can also meet customer requirements with regard to functionality, delivery capacity, optics, etc.
  • the data of the digital doppelganger data record can be, for example, as There is a CAD data record which, inter alia, reproduces geometric dimensions and / or other characterizing properties of the components forming the passenger transport system as the characterizing properties.
  • the production-specific data typically relate to properties or specifications within a manufacturing factory or production line in which the
  • Passenger transport system to be manufactured For example, depending on the country or location in which a manufacturing factory is located, various conditions may exist in the manufacturing factory and / or requirements may have to be met. For example, in some manufacturing factories certain materials, raw materials, raw components or the like may not be available or may not be processed. In some factories, machines can be used that are missing in other factories. Due to their layout, some manufacturing plants are subject to restrictions with regard to those to be manufactured in them
  • Configuration data has to be fundamentally modified to take account of the production-specific data.
  • Static and / or dynamic simulations are preferably already carried out when the digital doppelganger data set is created, and the picking digital doubles data set is created taking into account the results of the simulations.
  • One of these dynamic simulations can, for example, be a starting behavior on an escalator. Here, from standstill to nominal speed, all friction forces as well as games and the properties dependent on the drive machine are simulated. With these simulations, collision-critical Locations checked, and the dynamic forces acting on the individual components or component model data sets are determined during startup.
  • simulations can be carried out with which static and / or dynamic
  • simulations can be carried out in a computer system.
  • Static simulations analyze, for example, a static interaction of several assembled components. With the help of static simulations
  • Dynamic simulations during the creation of the digital double data set analyze, for example, a dynamic behavior of components during the operation of the assembled passenger transport system. Dynamic simulations can be used, for example, to analyze whether moving components, in particular the rotating components within a component
  • Passenger transport system can be shifted in a desired manner or whether, for example, collisions between components that are movable relative to each other threaten.
  • the target data can be obtained if, for example, characterizing with computer-aided picking tools as a function of customer-specific configuration data
  • the picking digital double record thus represents a virtual image of the passenger transport system in its planning phase or picking phase, that is, before the passenger transport system is actually manufactured and installed on the basis of the picking digital double record.
  • the target data contained therein can then be successively replaced by actual data as production progresses, and a completion digital double record can be generated as a result.
  • the actual data give characterizing properties of the components of the components initially defined only with regard to their target configuration
  • characterizing properties of the components can be determined. For this purpose, separate measuring devices and / or sensors integrated in components or arranged on components can be used.
  • the completion digital double record thus represents a virtual image of the passenger transport system immediately after its completion, that is, after the
  • At least one is physical
  • Detection device provided. At least one of the physical escalator steps or pallets of the conveyor belt of the physical passenger transport system can have a label.
  • the detection device can further comprise an identification and receiver module for detecting the identifiers, the identification and receiver module being stationary in the physical
  • Passenger transport system is to be arranged. This can be used to determine exactly which position or which positions of the route of the circulating
  • those measurement data are preferably used as the basic measurement data
  • Detection device used which were recorded during the commissioning of the transport system or after its maintenance and repair.
  • the measurement data recorded by the detection device can now be compared against this basic measurement data.
  • the route can be modeled by updating the corresponding characterizing properties of the component model data records involved. This means that, for example, the geometric coordinates of a guide rail component model data set that are present as characteristic properties are changed at a certain point in such a way that its road surface has a “hump” that causes the same accelerations and changes in position on the virtual escalator step during dynamic simulation. as it detects the detection device on the physical escalator step or pallet of the physical conveyor belt.
  • a detection device can also be provided for several or for each physical escalator step or pallet.
  • Operating data and operating settings data added to the ADDD can be updated continuously or at suitable intervals.
  • the data initially stored in the ADDD are modified during the operation of the passenger transport system in such a way that changes in the positions calculated on the basis of the changes in position and accelerations detected by the detection device
  • the ADDD provides a very precise, virtual image of the passenger transport system while it is in operation and taking it into account, for example
  • wear-related changes compared to the characterizing properties originally measured directly after completion and can thus be used as an ADDD for the continuous or repeated monitoring of the properties of the passenger transport system.
  • the characterizing properties of a component that are present as target data it is not absolutely necessary for all of the characterizing properties of a component that are present as target data to be updated by actual data of the component or by the characterizing properties calculated on the basis of the load profile.
  • the characterizing properties of most of the components of a completion digital double data record and the resulting ADDD are characterized by a mixture of target data, actual data and calculated data.
  • Embodiments of the method presented here for monitoring the state of a passenger transport system can be carried out using a device specially configured for this.
  • the device can comprise one or more computers.
  • the device can be formed from a computer network that processes data in the form of a data cloud.
  • the device can have a memory in which the data of the ADDD can be stored, for example in electronic or magnetic form.
  • the device can also have data processing options.
  • the device can have a processor, by means of which data of the ADDD can be processed.
  • the device can also have interfaces via which data can be entered into and / or output from the device.
  • the device can have a detection device which is arranged on or in at least one escalator step or pallet of the physical conveyor belt of the passenger transport system and with accelerations and changes in position can be recorded in all three axes.
  • the device can in principle be part of the passenger transport system.
  • the device or parts thereof are preferably not arranged in the passenger transport system, but rather remote from it, for example in a remote control center from which the state of the passenger transport system is to be monitored.
  • the device can also be implemented in a spatially distributed manner, for example when data are processed in a data cloud and distributed over several computers.
  • the device can be programmable, that is to say it can be prompted by a suitably programmed computer program product to:
  • Computer program product can contain instructions or code which, for example, cause the processor of the device to store, read, process, modify data of the digital doppelganger data record, etc.
  • the computer program product can be written in any computer language.
  • the computer program product can be stored on any computer-readable medium, for example a flash memory, a CD, a DVD, RAM, ROM, PROM, EPROM, etc.
  • the computer program product and / or the data to be processed with it can also be on a server or more Servers can be stored, for example in a data cloud, from where they can be downloaded via a network, for example the Internet.
  • FIG. 1 shows a device according to the invention, having one
  • Passenger transport system is arranged, as well as an updated digital double record (ADDD) which depicts the physical passenger transport system and is stored in a data cloud (cloud) and with which device a method according to the invention can be carried out.
  • ADTD updated digital double record
  • FIG. 2 schematically shows an escalator step of the escalator from FIG. 1 in a three-dimensional view, its tread element and setting element being only indicated in order to better show the arrangement of the detection device in the escalator step.
  • FIG. 3 schematically shows a possible course of the measurement data which was recorded by the detection device shown in FIG. 2 during a displacement of the escalator step along its guide path.
  • FIG. 4 illustrates the creation of an updated digital doppelganger data record (ADDD) and the production of a physical passenger transport system and its commissioning and the continuous updating of the ADDD from the configuration to the operation of the physical passenger transport system.
  • ADTD digital doppelganger data record
  • Figure 1 shows a device 1 according to the invention, comprising a
  • Detection device 200 which is arranged in a physical passenger transport system 2, and an updated digital double record (ADDD) 102 of the physical passenger transport system 2, which is stored in a data cloud (cloud) 50, a method 100 according to the invention being used by means of the device 1 can be carried out.
  • ADAD digital double record
  • the physical passenger transport system 2 shown in FIG. 1 is designed in the form of an escalator and connects in a building 5 at different heights located and horizontally spaced planes El and E2.
  • the physical passenger transport system 2 can be used to transport passengers between the two levels E1 and E2.
  • the physical passenger transport system 2 rests on support points 9 of the structure 5 at its opposite ends.
  • the physical passenger transport system 2 further comprises a support structure 19, shown only in its outline, which contains all other components of the physical
  • Passenger transport system 2 carries load-bearing. These include statically arranged physical components such as guide rails 25, 26, 27, 28 (see FIG. 2), the hardware of a controller 17 with implemented control software, and components, not shown but well known, such as a drive machine, a drive train, from the drive machine the drive train driven drive sprockets, a deflection bend and the like.
  • the physical passenger transport system 2 further comprises balustrades 13, which are arranged on the two longitudinal sides thereof above the structure 19. In the following, Figures 1 and 2 become common
  • arranged components 7, 11, which are naturally subject to changes in position and accelerations during operation are, in particular, a conveyor belt 7 which runs along the one between the two levels E1, E2 in the supporting structure 19
  • Guide path 10 (only the guide path of the lead is recognizable) is arranged circumferentially, two handrails 11 or handrail straps attached to the
  • Balustrades 13 are arranged circumferentially and the components of the drive train, not shown, which the movements of the drive machine on the
  • the conveyor belt 7 comprises escalator steps 29 and conveyor chains 31 as well as a large number of further components such as step rollers 32, chain rollers 33, step axes 34 and the like.
  • the physical passenger transport system 2 can also be configured as a moving walk (not shown) which is constructed similarly or identically to many of its components as the physical passenger transport system 2 shown as an escalator.
  • a moving walk (not shown) which is constructed similarly or identically to many of its components as the physical passenger transport system 2 shown as an escalator.
  • many components of the physical passenger transport system 2, such as the supporting structure 19, the guide rails 25, 26, 27, 28, the entire drive train, are the drive sprockets and deflection bends, the electrical equipment such as power and signal lines, sensors and the controller 17 covered and protected by cladding components 15 and therefore not visible from the outside.
  • the conveyor belt 7 only part of the escalator steps 29 of the advance that can be entered by passengers are visible in FIG.
  • the detection device 200 is shown in more detail in a three-dimensional view in FIG. 2, the tread element 36 and the setting element 37 of FIG.
  • Escalator level 29 is only hinted at the arrangement of the elements of the
  • the detection device 200 essentially comprises a sensor element 201, a signal processing and signal transmission module 203, an energy supply module 205, an identification device 207 and an identification and
  • the sensor element 201 can be, for example, an MPU-6050 sensor which contains a three-axis MEMS accelerometer and a MEMS gyroscope or gyroscope in a single chip. As is shown schematically outside the escalator step 29, this chip measures very precisely accelerations a x , a y , a z and changes in position a, ß, g in all three axes x, y, z, since for each channel an 16-bit Analog-to-digital conversion hardware is available.
  • other sensor elements 201 or a plurality of sensor elements 201 can also be used which, as indicated in FIG. 2, collect accelerations a x , a y , a z and changes in position a, ⁇ , g in all three axes x, y, z and as measurement data can spend.
  • the energy supply module 205 has an energy store 204 and a contactless energy transmission device 206, which transmits electrical energy via an induction loop and can thus charge the energy store 204.
  • Energy storage 204 may be an accumulator, capacitor or the like.
  • the identifier 207 can be a simple mark with a matrix code or bar code.
  • an RFID tag is particularly advantageous because it is very robust and is reliable. Both passive and active RFID tags can be used, the active RFID tag providing an electrical connection to one
  • Detection device 200 All escalator steps 29 of the conveyor belt 7 can be provided with a marking device 207, not just the escalator step 29 shown with the detection device 200.
  • the identification and receiver module 209 is suitably adapted to that
  • Labeling device 207 coordinated and on the one hand identifies the
  • Position information generates which escalator level 29 is currently in the detection range of the identification and receiver module 209.
  • the respective measurement data of the accelerations a x , a y , a z and changes in position a, ⁇ , g occurring can be precisely assigned to that point on the guide path 10 at which they occurred.
  • the identification and receiver module 209 can also serve as a fault step detector, because the sequence of the marking devices 27 can also be stored in the identification and receiver module 209. If an escalator step 27 is missing, the identification and receiver module 209 immediately sends a warning signal to the controller 17 of the physical passenger transport system 2 and the physical conveyor belt 7 is fixed.
  • the identification and receiver module 209 can also receive the measurement data of the accelerations a x , a y , a z and changes in position a, ⁇ , g ascertained by the detection device 200, process them if necessary (for example, filter out certain operational frequencies) and send them to the data cloud 50 and / or the
  • Receiver module 209 may also be present in two separate units.
  • a deposit 300 is shown on the right guide rail 26 of the chain roller 33, over which the chain roller 33 is rolling. So that this deposit 300 can be better recognized, is a Piece of the guide rail 26 shown broken out. This deposit 300 may be compacted dirt, but it may also be physical
  • FIG. 3 shows a diagram of the data recorded by the detection device 200
  • Time axis t are plotted. The measurement data of the are above the time axis t
  • Nominal speed in the direction of travel L is accelerated.
  • the acceleration of the escalator step 29 is reflected both in the measurement data of the x-axis and in the z-axis, since the escalator step 29 with the detection device 200 is located in the inclined part of the guide path 10.
  • the measurement data of these accelerations a x , a z therefore increase at time ti and are kept constant until time t 2 , as a result of which the conveyor belt 7 accelerates evenly. From time t 2 , the acceleration is reduced, since at time t3 the nominal speed of the conveyor belt 7 is reached. There is no significant one during this phase
  • the escalator step 29 tilts on the one hand during the passage, which is clearly recognizable from the measured data which represent the change in position a about the x-axis.
  • the escalator step 29 is also skewed, so that a change in position ⁇ can also be determined with respect to the y axis.
  • the course of the measurement data for the change in position g about the z-axis which clearly shows the deflection of the escalator step 29 until the chain roller 33 hits the guide flank 24 and the resetting of the escalator step 29 as a result of the tensile force on the conveyor chains 31 to the intended one Document the guideway 10 of the chain roller 33.
  • the accelerations a x , a y , a z and changes in position a, ⁇ , g can also be used to carry out static and dynamic simulations.
  • the device 1 comprises the updated digital doppelganger data record 102, which is referred to below as ADDD 102 for better readability.
  • the ADDD 102 is a virtual image that is as comprehensive as possible and follows the current physical condition of the physical passenger transport system 2 and therefore represents a virtual passenger transport system assigned to the physical passenger transport system 2. This means that the ADDD 102 is not just a virtual envelope model of the physical passenger transport system 2 , which roughly represents its dimensions, but each individual physical component from the handrail 11 to the last screw with all of its characterizing properties, if possible, is also present and represented in digital form in the ADDD 102.
  • the characteristic properties of components can be geometric dimensions of the components, such as a length, a width, a height, a cross section, radii, fillets, etc.
  • the surface properties of the components such as roughness, textures, coatings, colors, reflectivities, etc. also belong to the characterizing properties.
  • Material values can also be used such as the modulus of elasticity, the fatigue strength, the hardness, the notched impact value, the tensile strength value and / or degrees of freedom that describe possible relative movements of a component to neighboring components, etc. can be stored as characterizing properties of the respective component. These are not theoretical properties (target data), such as those found on a production drawing, but rather characterizing properties actually determined on the physical component (actual data).
  • Information relevant to assembly such as the actually applied tightening torque of a screw and thus its pretensioning force, is preferably assigned to the respective component.
  • the device 1 can comprise, for example, one or more computer systems 111.
  • the device 1 can comprise a computer network which stores and processes data in the form of a data cloud 50 (cloud).
  • the device 1 can have a memory or, as shown symbolically, memory resources in the data cloud 50, in which the data of the ADDD 102 (symbolically represented as a three-dimensional image of the physical passenger transport system 2) can be stored, for example in electronic or magnetic form ,
  • the ADDD 102 can be stored in any storage location.
  • the device 1 can also have data processing options.
  • the device 1 can have a processor, by means of which data of the ADDD 102 can be processed.
  • the device 1 can also via
  • Interfaces 53, 54 are provided, via which data can be input into device 1 and / or output from device 1.
  • device 1 can have internal interfaces 51, 52, interface 51 between ADDD 102 and physical passenger transport system 2 being one Communication to
  • Detection device 200 enables, which is arranged on or in the passenger transport system 2 and with the aid of which changes in position a, ⁇ , g and accelerations a x , a y , a z of at least one escalator step 29 can be measured and ascertained.
  • the device 1 can be implemented in its entirety in the physical passenger transport system 2, the ADDD 102 of which is stored, for example, in its controller 17 and whose data can be processed by the controller 17.
  • the ADDD 102 of the device 1 is not stored in the physical passenger transport system 2, but is remote to it, for example in a remote control center from which the state of the physical
  • Passenger transport system 2 is to be monitored or in from anywhere
  • data cloud 50 that can be reached via an Internet connection
  • Device 1 can also be implemented in a spatially distributed manner, for example when data of the ADDD 102 is processed in the data cloud 50 and distributed over several computers.
  • the device 1 can be programmable, that is to say by means of a suitably programmed computer program product 101 comprising the ADDD 102, it can be caused to execute or control the method 100 according to the invention.
  • the computer program product 101 can contain instructions or code which, for example, cause a processor of the device 1 to store, read out, process, modify, etc. according to the implemented method 100, etc.
  • the computer program product 101 can be written in any computer language ,
  • the computer program product 101 can be stored on any computer-readable medium, for example a flash memory, a CD, a DVD, RAM, ROM, PROM, EPROM, etc.
  • the computer program product 101 and / or the data to be processed with it can also be on a server or several servers, for example in the data cloud 50, from where they can be downloaded via a network, for example the Internet.
  • this or its virtual components can be executed by executing the
  • Movement sequences, collision simulations, static and dynamic strength analyzes with the aid of the finite element method and interactive queries on current characterizing properties of individual virtual components and component groups are also possible. This means that, for example, from ADDD 102 the virtual circumferentially arranged conveyor belt 107, which is the counterpart of the physical one Transport belt 7 represents, can be selected. With this you can
  • Acquisition device 200 acquired measurement data relating to changes in position a, ⁇ , g and accelerations a x , a y , a z are transmitted to the corresponding virtual escalator step 129 of the virtual conveyor belt 107.
  • Computer program product 101 implemented method 100 are initialized. However, they can also be initialized from “outside”, that is to say via an input, for example via the interface 53 of the computer system 111 shown as a keyboard.
  • the measurement data is transmitted via the interface 51 between the physical passenger transport system 2 and the ADDD 102 or the running computer program (method 100) of the computer program product 101.
  • the measurement data of the detection device 200 (see also FIGS. 2 and 3) are queried and the accelerations a x , a y , a z and changes in position a, ⁇ , g according to the assignment information of the identification and receiver module 209 to the movements of the corresponding component model data sets or the corresponding virtual escalator steps 129.
  • the measurement data or entire measurement data courses can be stored in a log file 104. In order to sort these entries historically, they can be stored in the log file 104 with time information 103.
  • a user for example a technician, can make a query about the state of the physical passenger transport system 2 by starting or accessing the computer program 100 of the computer program product 101 via the computer system 111.
  • the computer system 111 can be a fixed component of the device 1, but it can also only assume a temporary membership while it is used to access data from the ADDD 102 via the interface 52.
  • a technician was made aware of problems in the area of the upper level E2 on the basis of automatically generated messages and warning notices.
  • the technician selected an area 60 of the ADDD 102 via zoom functions.
  • a small navigation graphic 55 can be shown on the screen 54 serving as data output, on which the selected area 60 is displayed by means of a pointer 56.
  • the selected area 60 is the virtual access area present in the level E2, in which the virtual escalator steps 129 run in under the virtual comb plate 132 arranged there. Due to the zoomed area 60, only the virtual guide rails 126, 128, the virtual comb plate 132 and two virtual escalator steps 129 of the conveyor belt 107 can be seen.
  • the effects of the deviating measurement data can be assessed by means of dynamic simulations on the ADDD 102, for example by using the virtual one
  • Guide path 310 is modified in such a way that a virtual escalator step 129 traveling via this guide path 310 experiences the same accelerations a x , a y , a z and changes in position a, ⁇ , g as the physical escalator step 29.
  • the virtual guide path 310 is modeled, for example, the virtual
  • the measured value history stored in the log file 104 can also be used to simulate whether the virtual deposit 330 migrates to the virtual comb plate 132.
  • the virtual escalator steps 129 rise and fall in the direction orthogonal to the direction of travel L when the virtual chain rollers 127 drive over the deposit 330.
  • the leading edge 122 of the virtual escalator step 129 may collide with the virtual comb plate 132.
  • the same is logically to be feared also with the physical passenger transport system 2, which is why on the basis of the previous one described simulation results a maintenance of the physical
  • the deposit is rolled away from the chain rollers that are traveling over and therefore the measured values of the detection device become ever smaller, so that the technician can recognize from the simulations on the ADDD 102 that the problem is solved by itself and that no maintenance intervention is required.
  • the time of a possible damage event can be determined by means of a suitable simulation extrapolation based on the measured value history, and preventive maintenance work can be planned and carried out before this time.
  • a traceable history can also be limited to a time window, the measurement data recorded during commissioning having to be retained as reference values.
  • the deposit 300 is logically no longer present, so that the accelerations a x , a y , a z and changes in position a, ß, g at this point of the
  • Guide path 10 again approximately correspond to those measured values that were recorded by the detection device 200 when the physical escalator 2 was started up.
  • the virtual guide path 310 is modeled again in accordance with the now current accelerations a x , a y , a z and changes in position a, ⁇ , g
  • each physical passenger transportation system is unique in the totality of the characterizing properties of its components and accordingly, all ADDD 102 differ from one another (even if only slightly). In the region 60 selected by way of example, this leads to a certain change in position detected by the detection device 200 in the one physical
  • Passenger transport system 2 determines its further use, its adjustment in its environment or its replacement using the ADDD 102 and
  • FIG. 4 uses a diagram provided with additional information to illustrate the most important method steps of the method 100 according to the invention (marked by a broken line) when creating an ADDD 102
  • the main process steps of process 100 are divided into:
  • a commissioning digital double data record is created, including component model data records and the customer-specific configuration data 113;
  • step 130 a transfer of the picking digital doppelganger data record into a production digital doppelganger data record
  • Passenger transport system 2 on the basis of the production digital double record; such as
  • the starting position 99 for executing the method 100 according to the invention can be planning and later creation or conversion of a building 5, such as a shopping center, an airport building, a subway station and the like.
  • a passenger transport system 2 configured as an escalator or moving walk is optionally provided.
  • the desired passenger transport system 2 is configured on the basis of the deployment profile and the installation conditions.
  • an internet-based configuration program can be available, for example, which is permanently or temporarily installed in a computer system 111.
  • Different input masks 112 are used to make customer-specific
  • Configuration data 113 queried and in a log file 104 under a
  • the log file 104 can be stored in the data cloud 50, for example.
  • the architect of the building 5 can optionally be provided with a digital envelope model based on his customer-specific configuration data 113, which he can use to visualize the planned one
  • customer-specific configuration data 113 for example, coordinates of the intended installation space, the required maximum delivery capacity, delivery height, operating environment, etc. are queried.
  • the architect is satisfied with the passenger transport system 2 configured by him, he can order it from the manufacturer by specifying the customer-specific configuration data 113, for example by referring to the identification number or the identification code of the log file 104.
  • a digital double data record 121 is first created, which specifies a target configuration.
  • component model data records 114, 115,..., NN are used, which are provided for manufacturing the physical components. This means that for each physical component a component model data record 114, 115, ..., NN is stored, for example, in the data cloud 50, which contains all the characterizing properties (dimensions, tolerances, material properties, surface quality, Interface information to other component model data sets, degrees of freedom, etc.) of this component in a target configuration.
  • the component model data records 114, 115,..., NN required to create the digital double data record 121 are now automatically selected using logical links and their number and arrangement in three-dimensional space are determined. Subsequently, these component model data sets 114, 115, ..., NN are created using their
  • Interface information to a corresponding digital double record 121 of the passenger transport system 2 is combined. It is obvious here that an escalator or moving walk consists of a few thousand individual parts (represented by the reference numerals ..., NN) and, accordingly, as many component model data records 114, 115, ..., NN for creating a digital double. Record 121 must be consulted and processed.
  • the digital double data record 121 has target data for all the physical components to be manufactured or procured, which reflect the characterizing properties of the components of the passenger transport system 2 required for construction in a target configuration. As represented by the arrow 161, the digital double data record 121 can be stored in the data cloud 50 and to a certain extent also forms the starting basis of the ADDD 102.
  • the digital In the third method step 130, the digital,
  • production-specific data 136 can be any production-specific data 136 after the picking digital double record 135, which contains all the manufacturing data required for the production of the commissioned passenger transport system 2.
  • production-specific data 136 can be any production-specific data 136.
  • the supplementary step is carried out on the ADDD 102 which is still under construction.
  • the order picking digital doppelganger data record 135 can then be stored in the production plants 142 of the Manufacturer plant (representative of the illustration of a welding jig for a structure 19) are used to produce the physical components (representative of the illustration of a supporting structure 19) of the physical
  • Passenger transport system 2 defined. During and after the manufacture of the physical components and during the assembly of the resulting physical passenger transport system 2, at least some of the characterizing properties of components and assembled assemblies are achieved, for example, by measuring and non-destructively
  • the characterizing properties of the actual data measured on the physical components replace the assigned target data of the picking digital double data record 135. With this transmission represented by arrow 163, the data changes continuously
  • the physical passenger transport system 2 can be installed, as shown in the fifth method step 150, in the building 5, which was created according to the plans of the architect. Since certain adjustment work must be carried out during installation and operating data already arise during the first start-up (for example also the accelerations a x , a y , a z and position changes a, ⁇ , g along the guide path 10 detected by the detection device 200), these also become Data is transferred to the completion digital double data record and converted into characterizing properties of the virtual components affected. With this update represented by the dash-dotted arrow 164, the completion digital double data record is converted into the ADDD 102, which, like the physical passenger transport system 2, reaches full operational readiness.
  • the completion digital double data record is converted into the ADDD 102, which, like the physical passenger transport system 2, reaches full operational readiness.
  • the ADDD 102 can be loaded into the computer system 111 at any time and used for a detailed analysis of the state of the physical passenger transport system 2.
  • the fifth method step 150 does not, however, form an actual conclusion of the method 100 according to the invention, since the ADDD 102 is updated again and again during its lifetime. This conclusion takes place only at the end of the service life of the physical passenger transport system 2, with the data of the ADDD 102 being usable for the last time for the disposal process of the physical components.
  • the ADDD 102 is described in detail above and by the
  • Dash-dotted arrow 164 symbolizes that it is continuously and / or periodically updated during the entire life of the passenger transport system 2 by the transmission of measurement data.
  • these measurement data can be recorded both by the detection device 200 and by an input, for example by the maintenance personnel, and transmitted to the ADDD 102.
  • the ADDD 102 can be used together with those for working with the ADDD 102

Landscapes

  • Escalators And Moving Walkways (AREA)
  • Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)

Abstract

Es werden ein Verfahren (100) und eine Vorrichtung (1) zum Überwachen eines Zustands einer physischen Personentransportanlage (2) beschrieben. Das Verfahren (100) umfasst ein Überwachen des Zustands der Personentransportanlage (2) unter Verwendung eines Aktualisiert er-Digitaler-Doppelgänger-Datensatzes (102), welcher charakterisierende Eigenschaften von Bauteilen der physischen Personentransportanlage (2) in einer tatsächlichen Konfiguration nach deren Zusammenbau und Installation in einem Bauwerk (5) in maschinen- verarbeitbarer Weise wiedergibt. Im Transportband (7) der physischen Personentransportanlage (2) ist mindestens eine Erfassungseinrichtung (200) angeordnet, welche Beschleunigungen (ax, ay, az) und Lageänderungen (α, ß, γ) in allen drei Achsen (x, y, z) während des Betriebes erfasst, die auf das virtuelle Transportband (107) des ADDD (102) übertragen werden. Durch dynamische Simulationen mittels des ADDD (102) können aus dem dynamischen Verhalten des Transportbandes (107) sich ergebende Kräfte, Impulse und Schwingungen, die auf die den physischen Bauteilen entsprechenden, virtuellen Bauteile (129) des virtuellen Transportbandes (107) sowie auf die mit dem virtuellen Transportband (107) in Interaktion stehenden virtuellen Bauteile (126, 128) wirken, ermittelt und beurteilt werden.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Überwachen einer Personentransportanlage unter Verwendung einer Erfassungseinrichtung und eines digitalen Doppelgängers
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Überwachen von Eigenschaften einer Personentransportanlage die als Fahrtreppe oder Fahrsteig ausgestaltet ist. Ferner betrifft die Erfindung eine mit einer vorgeschlagenen Vorrichtung ausgestattete Personentransportanlage, ein zur Durchführung des vorgeschlagenen Verfahrens ausgebildetes Computerprogrammprodukt sowie ein dieses
Computerprogrammprodukt speicherndes computerlesbares Medium.
Personentransportanlagen in Form von Fahrtreppen oder Fahrsteigen dienen dazu, Personen innerhalb von Gebäuden oder Bauwerken zu befördern. Dabei muss stets eine ausreichende Betriebssicherheit, aber auch eine möglichst durchgängige Verfügbarkeit gewährleistet sein. Hierfür werden Personentransportanlagen herkömmlich meist in regelmäßigen lntervallen kontrolliert und/oder gewartet. Die lntervalle werden dabei in der Regel basierend auf Erfahrungen mit ähnlichen Personentransportanlagen festgelegt, wobei die lntervalle zur Wahrung der Betriebssicherung ausreichend kurz gewählt werden müssen, so dass rechtzeitig vor Eintritt etwaiger sicherheitsgefährdender Betriebsbedingungen eine Kontrolle bzw. Wartung durchgeführt wird.
Bei älteren Personentransportanlagen werden die Kontrollen dabei meist völlig unabhängig vom tatsächlichen aktuellen Zustand der Personentransportanlage durchgeführt. Das heißt, ein Techniker muss die Personentransportanlage besuchen und vor Ort inspizieren. Häufig wird dabei erkannt, dass keinerlei Wartung dringend notwendig ist. Der Besuch des Technikers stellt sich somit als überflüssig heraus und verursacht unnötige Kosten. Andererseits wird für den Fall, dass der Techniker tatsächlich Wartungsbedarf erkennt, in vielen Fällen eine weitere Anfahrt erforderlich, da der Techniker erst vor Ort feststellen kann, welche Komponenten der Personentransport anlage einer Wartung bedürfen, und somit erst vor Ort ersichtlich wird, dass für eine Wartung bzw. Reparatur beispielsweise Ersatzteile oder spezielle Werkzeuge benötigt werden. Ein weiteres Problem besteht darin, dass nach ein paar Jahren - insbesondere wenn die Wartung von Drittfirmen durchgeführt wird - die Anlage nicht mehr durchgehend technisch dokumentiert ist und es ist nur vor Ort feststellbar, welche Komponenten original sind und welche Komponenten durch Drittprodukte ersetzt worden sind, da es in dieser Branche sehr viele Anbieter ausschließlich für Ersatzteile und für die Wartung gibt.
Bei neueren Personentransportanlagen besteht teilweise bereits eine Möglichkeit, beispielsweise mithilfe von Sensoren und/oder durch ein Überwachen von deren aktiven Komponenten, das heißt zum Beispiel durch ein Überwachen eines Betriebs eines Transportbandes der Personentransportanlage, vorab und/oder von einem externen Kontrollzentrum aus Hinweise darüber zu erhalten, dass sich ein Zustand der
Personentransportanlage verändert hat und dies eine Kontrolle bzw. Wartung der Personentransportanlage notwendig erscheinen lässt. Hierdurch können
Wartungsintervalle gegebenenfalls verlängert bzw. bedarfsgerecht angepasst werden. Allerdings sind üblicherweise mehrere Sensoren erforderlich, die eine erhebliche Mehrinvestition bedeuten. Des Weiteren kann die zusätzliche Sensorik zu einer erhöhten Störanfälligkeit führen. Zudem kann auch in diesem Fall ein Techniker meist erst durch einen Besuch vor Ort erkennen, ob tatsächlich ein Wartungsbedarf besteht und ob eventuell Ersatzteile oder spezielle Werkzeuge benötigt werden. Auch bei diesen Anlagen kann je nach Wartungsanbieter nach einer gewissen Zeit nicht mehr eine durchgehende technische Dokumentation erwartet werden.
Es kann unter anderem ein Bedarf an einem Verfahren oder einer Vorrichtung bestehen, mithilfe derer eine Überwachung von Eigenschaften einer Personentransportanlage effizienter, einfacher, mit weniger Aufwand, ohne eine Notwendigkeit einer lnspektion vor Ort und/oder besser prognostizierbar durchgeführt werden kann. Ferner kann ein Bedarf an einer entsprechend ausgerüsteten Personentransportanlage, einem
Computerprogrammprodukt zum Durchführen des Verfahrens auf einer
programmierbaren Vorrichtung sowie einem computerlesbaren Medium mit einem darauf gespeicherten, solchen Computerprogrammprodukt bestehen.
Einem solchen Bedarf kann durch den Gegenstand gemäß einem der unabhängigen Ansprüche entsprochen werden. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung definiert. Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Überwachen eines Zustands einer physischen Personentransportanlage unter Verwendung eines
Aktualisierter-Digitaler-Doppelgänger-Datensatzes vorgeschlagen. Dieser umfasst die charakterisierenden Eigenschaften von Bauteilen der physischen Personentransportanlage in maschinen- verarbeitbarer Weise. Der Aktualisierter-Digitaler-Doppelgänger-Datensatz ist aus Bauteilmodell-Datensätzen aufgebaut die Daten umfassen, welche durch Messen charakterisierender Eigenschaften an der physischen Personentransportanlage nach deren Zusammenbau und Installation in einem Bauwerk ermittelt wurden. Nachfolgend wird der Aktualisierter-Digitaler-Doppelgänger-Datensatz der besseren Lesbarkeit wegen durchgehend in abgekürzter Form als„ADDD“ bezeichnet.
Ferner umfasst die physische Personentransportanlage ein umlaufend angeordnetes Transportband, welches zumindest eine Fahrtreppenstufe oder Palette mit einer
Erfassungseinrichtung aufweist. Durch die Erfassungseinrichtung können
Beschleunigungen und Lageänderungen in allen drei Achsen während Betriebes erfasst und als Messdaten ausgegeben werden, wobei diese Messdaten auf den ADDD übertragen werden können. Durch dynamische Simulationen können mittels des ADDD aus den Messdaten sich ergebende Kräfte, Impulse und Schwingungen, welche auf die den physischen Bauteilen entsprechenden virtuellen Bauteile des virtuellen
Transportbandes sowie auf die mit dem virtuellen Transportband in Interaktion stehenden virtuellen Bauteile wirken, ermittelt und beurteilt werden. Das heißt, dass durch dynamische Simulationen mittels des ADDD aus dem dynamischen Verhalten des Transportbandes sich ergebende Kräfte, Impulse und Schwingungen, die auf die virtuellen Bauteile des virtuellen Transportbandes sowie auf die mit dem virtuellen Transportband in Interaktion stehenden virtuellen Bauteile wirken, ermittelt und beurteilt werden können.
Demzufolge ermöglicht der ADDD, dass die von der Erfassungseinrichtung gelieferten Messdaten umfassend in ihrem Einsatzfeld untersucht und die zum Auswertungszeitpunkt richtigen Maßnahmen daraus abgeleitet werden können. Im Falle von fehlenden
Fahrtreppenstufen oder Paletten kann augenblicklich eine Rückmeldung an die Steuerung der Personentransportanlage erfolgen, dass das Transportband festgesetzt werden muss. Zudem kann am ADDD ermittelt werden, an welcher Position sich die Fahrtreppenstufe oder Palette vom Stufenband gelöst hat und ob an dieser Position mit weiteren Schäden zu rechnen ist, so dass entsprechendes Wartungs- und Reparaturmaterial bereitgestellt werden kann. Auch kann mittels Simulationen am ADDD die Schadensursache präziser und rascher ermittelt werden.
Im Falle von ungewöhnlichen Beschleunigungen oder (Schräg)Lageänderungen der mit der Erfassungseinrichtung ausgerüsteten Fahrtreppenstufen oder Paletten kann beispielsweise mittels einer vorauseilenden Simulation ermittelt werden, ob eine einseitige verschleißbedingte Kettenlängung beim Transportband der entsprechenden Personentransportanlage aufgrund ihrer spezifischen Konfiguration bereits zu übermäßiger Belastung der Stufenrollen und Kettenrollen wegen Schrägzuges führen könnte. Auch ungewöhnliche Beschleunigungen können ausgewertet werden, so dass beispielsweise Probleme infolge des Schrägzuges im Bereich von Schienenstößen und Tangentialschienen mittels Simulationen untersucht werden können. Als Maßnahmen könnten nicht nur der Austausch der Förderkette des Transportbandes, sondern auch Einstellarbeiten an den Führungsschienen und Tangentialschienen, die den Führungsweg des Transportbandes darstellen, erforderlich sein. Allerdings kann z.B. eine andere Personentransportanlage desselben Typs, die eine Förderkette mit derselben
Kettenlängung aufweist, aufgrund der Anordnung ihrer Führungsschienen und
Tangentialschienen ohne sofortige Maßnahmen weiterbetrieben werden. Der Vorteil liegt somit in einer individuell auf jede Personentransportanlage zugeschnittenen Wartung.
Mit anderen Worten bedeutet dies, dass der ADDD aufgrund der, die Wirklichkeit abbildenden, charakterisierenden Eigenschaften eine mit der physischen
Personentransportanlage nahezu identische, virtuelle Simulationsumgebung zur
Verfügung stellt, mittels der die Auswirkungen der von der Erfassungseinrichtung erfassten Beschleunigungen und Lageänderungen der betreffenden physischen
Fahrtreppenstufe oder Palette beurteilt werden können. Bei der Simulation werden den Messdaten entsprechende Bewegungen auf die entsprechende virtuelle Fahrtreppenstufe oder Palette übertragen und dann beispielsweise mittels der bekannten
Berechnungsmethoden aus den Gebieten der Physik, der Mechanik und der
Festigkeitslehre die Kräfte und lmpulse berechnet, die beim aneinanderprallen von Bauteilen, beispielsweise einer Stufenrolle mit der Führungsflanke einer Führungsschiene entstehen. Aus den Impulsen können auch mögliche Schwingungserscheinungen erkannt werden. Durch die aus der Simulation errechneten Kräfte sind Festigkeitsbetrachtungen beispielsweise mittels der Finite-Elemente-Methode zu den einzelnen Bauteilen möglich, so dass sich der Zeitpunkt eines möglichen Versagens einzelner Bauteile
vorausberechnen lässt.
Hinsichtlich des Auftretens von Beschleunigungen und Lageänderungen, die sich von den bei der Inbetriebnahme gemessenen Messdaten unterscheiden, können strukturelle Veränderungen lokalisiert werden. Wenn beispielsweise beim Umlaufen des physischen Transportbandes die Fahrtreppenstufe oder Palette mit der Erfassungseinrichtung an immer derselben Stelle einen„Hopser“ macht, deuten die dadurch erfassten Peaks darauf hin, dass an der Führungsschiene etwas nicht stimmt. Dies kann beispielsweise eine Verschiebung von zwei Schienenstößen sein oder eine lokal begrenzte Ablagerung aus festgepresstem Schmiermittel und Schmutz. Wenn beim Umlaufen des physischen Transportbandes dessen Fahrtreppenstufe oder Palette mit der Erfassungseinrichtung jedoch ein kontinuierliches„Rattern“ erfasst, kann dies daraufhindeuten, dass die Stufenrolle oder Kettenrolle dieser Fahrtreppenstufe oder Palette defekt ist. Ferner sind auch sich anbahnende Kollisionen detektierbar, wenn sich aufgrund von
Verschleißerscheinungen das Spiel in den Förderketten des Transportbandes erhöht und daher die Fahrtreppenstufen oder Paletten durch eine Erhöhung ihres Freiheitsgrades mit den Kammplatten der Antrittsbereiche der Personentransportanlage kollidieren können.
Die Resultate dieser Simulationen und Berechnungen sind nur so gut, wie der ADDD die zugeordnete physische Personentransportanlage abbildet. Deshalb ist wesentlich, dass der ADDD aus Bauteilmodell-Datensätzen aufgebaut ist, die Daten umfassen, welche durch Messen charakterisierender Eigenschaften an der physischen Personentransportanlage nach deren Zusammenbau und Installation in einem Bauwerk ermittelt wurden. Die charakterisierenden Eigenschaften eines Bauteilmodell-Datensatzes können die vorhandenen geometrischen Verhältnisse, die in den Bauteilmodell-Datensätzen hinterlegten physikalischen Eigenschaften und dergleichen mehr sein. Dadurch unterscheiden sich die ADDD selbst von baugleichen Personentransportanlagen voneinander, denn sie weisen als charakterisierende Eigenschaften beispielsweise statt Soll-Masse, die Ist-Masse der physischen Bauteile auf. Dadurch wird eine Toleranzkette mehrerer zusammengesetzter Bauteilmodell-Datensätze durch genaue Ist-Masse ersetzt, so dass die Positionen der virtuellen Bauteile im ADDD genau denen ihrer physischen Ebenbilder in der zugeordneten physischen Personentransportanlage entspricht. Da mit dem ADDD eine präzise, mit der ihm zugeordneten physischen
Personentransportanlage nahezu identische virtuelle Personentransportanlage vorhanden ist, kann dieser auch auf einer geeigneten Ausgabeeinrichtung, beispielsweise auf einem Computerbildschirm als dreidimensionale, animierte Grafik dargestellt werden. Hierbei können beispielsweise auch die den Beschleunigungen und Lageänderungen
zugrundeliegenden Unebenheiten und Schäden an den virtuellen Bauteilmodell- Datensätzen genau modelliert und zur ursprünglichen Konstitution der Bauteile farblich abgesetzt werden, so dass der Betrachter, beispielsweise ein Servicetechniker genau sieht, an welchen Stellen Schäden zu beheben oder Einstellarbeiten durchzuführen sind.
Mit anderen Worten wird die mittels der Erfassungseinrichtung an der physischen Personentransportanlage gemessene Dynamik des physischen Stufenbandes auf das virtuelle Stufenband des ADDD übertragen, so dass sich Kräfte und lmpulse auf Bauteile ermitteln und sich die Unebenheiten und Schäden, welche die Beschleunigungen und Lageänderungen verursachen, modellieren und berechnen lassen lnsbesondere lassen sich mit Dauerfestigkeitsberechnungen der Zeitpunkt eines möglichen Versagens von Bauteilen berechnen
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird eine Vorrichtung zum Überwachen eines Zustands einer physischen Personentransportanlage vorgeschlagen. Diese umfasst einen aus Bauteilmodell-Datensätzen aufgebauter ADDD, welcher charakterisierende Eigenschaften von Bauteilen der physischen Personentransportanlage in einer tatsächlichen Konfiguration der physischen Personentransportanlage nach deren
Zusammenbau und lnstallation in einem Bauwerk in maschinen-verarbeitbarer Weise wiedergibt.
Des Weiteren ist mindestens eine Erfassungseinrichtung mit einem 3-achsigen
Beschleunigungssensor und Gyroskop vorgesehen. Durch diese können während des Betriebes einer physischen Personentransportanlage, Beschleunigungen und
Lageänderungen einer physischen Fahrtreppenstufe oder Palette eines Transportbandes in allen drei Achsen entlang ihres Führungsweges als Messdaten erfasst werden. Diese Messdaten sind auf den ADDD übertragbar. Aus den übertragenen Messdaten können mittels statischer und dynamischer Simulationen am ADDD die sich ergebenden Kräfte, Impulse und Schwingungen ermittelt und beurteilt werden, die auf die den physischen Bauteilen entsprechenden virtuellen Bauteile des virtuellen Transportbandes und auf die mit diesen virtuellen Bauteilen in Interaktion stehenden virtuellen Bauteile, einwirken.
Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung wird eine physische Personentransportanlage vorgeschlagen, welche eine Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform des zweiten Aspekts der Erfindung umfasst.
Gemäß einem vierten Aspekt der Erfindung wird ein Computerprogrammprodukt vorgeschlagen, das maschinenlesbare Programmanweisungen umfasst, welche bei Ausführung auf einer programmierbaren Vorrichtung die Vorrichtung zum Durchführen oder Steuern eines Verfahrens gemäß einer Ausführungsform des ersten Aspekts der Erfindung veranlassen.
Gemäß einem fünften Aspekt der Erfindung wird ein computerlesbares Medium vorgeschlagen, auf dem ein Computerprogrammprodukt gemäß einer Ausführungsform des vierten Aspekts der Erfindung gespeichert ist.
Mögliche Merkmale und Vorteile von Ausführungsformen der Erfindung können unter anderem und ohne die Erfindung einzuschränken als auf nachfolgend beschriebenen ldeen und Erkenntnissen beruhend angesehen werden.
Wie einleitend angemerkt, müssen Personentransportanlagen bisher meist vor Ort inspiziert werden, um erkennen zu können, ob tatsächlich eine Wartung bzw. Reparatur aktuell notwendig ist und, für den Fall, dass dies zutrifft, welche Maßnahmen konkret ergriffen werden müssen, das heißt zum Beispiel welche Ersatzteile und/oder Werkzeuge erforderlich sind.
Um dies zu umgehen wird vorgeschlagen, zur Überwachung einen ADDD zu verwenden. Der ADDD soll dabei Daten umfassen, welche charakterisierende Eigenschaften der die Personentransportanlage bildenden Bauteile charakterisieren und stellt in seiner
Gesamtheit eine möglichst vollständige, digitale Abbildung der dem ADDD
zugeordneten physischen Personentransportanlage dar. Dabei sollen die Daten des ADDD die Eigenschaften der Bauteile in ihrer tatsächlichen Konfiguration charakterisieren, das heißt in einer Konfiguration, in der die Bauteile vollständig fertiggestellt und dann zu der Personentransportanlage zusammengebaut und in einem Bauwerk installiert wurden. Ebenso werden Beschleunigungen und Lageänderungen von Bauteilen des
Transportbandes auf den ADDD übertragen, so dass dieser auch über die dynamischen Informationen betreffend das Laufverhalten des physischen Transportbandes und deren Veränderungen über die Zeit aufweist.
Mit anderen Worten geben die in dem ADDD enthaltenen Daten nicht lediglich Soll- Eigenschaften der Bauteile wieder, wie sie beispielsweise beim Planen, Konzipieren bzw. Kommissionieren der Personentransportanlage angenommen werden und wie sie beispielsweise aus hierbei verwendeten CAD-Daten betreffend die Bauteile entnommen werden können. Stattdessen sollen die in dem ADDD enthaltenen Daten die tatsächlichen Eigenschaften der in der fertig montierten und installierten Personentransportanlage verbauten Bauteile wiedergeben. Der ADDD kann somit als virtuelles Abbild der fertigen Personentransportanlage bzw. der darin enthaltenen Bauteile angesehen werden.
Die in dem ADDD enthaltenen Daten sollen dabei die charakterisierenden Eigenschaften der Bauteile ausreichend detailliert widerspiegeln, um daraus Aussagen über aktuelle strukturelle und/oder funktionelle Eigenschaften der physischen Personentransportanlage ableiten zu können lnsbesondere sollen anhand des ADDD Aussagen über aktuelle strukturelle und/oder funktionelle Eigenschaften, welche einen aktualisierten Zustand der gesamten Personentransportanlage charakterisieren, abgeleitet werden können, die für eine Beurteilung von deren aktueller oder zukünftiger Betriebssicherheit, deren aktueller oder zukünftiger Verfügbarkeit und/oder einer aktuellen oder zukünftigen Notwendigkeit für eine Wartung oder Reparatur herangezogen werden können.
Ein besonderer Vorteil ergibt sich aus der Verwendung des ADDD während der gesamten Lebensdauer der physischen Personentransportanlage. Wenn nämlich der ADDD weiterverwendet werden soll, wird eine durchgehende Dokumentation beziehungsweise Nachführung der Daten des ADDD erzwungen, da sonst die Betriebsüberwachung, die Wartungsvorhersagen und die Zustandsermittlungen auf fehlerhaften Daten beruhen. Das bedeutet, dass bei einem Ersatz von Bauteilen die charakterisierenden Eigenschaften der Ersatzteile digitalisiert erfasst werden müssen. Bei den Wartungsarbeiten werden im ADDD die charakterisierenden Eigenschaften der ausgebauten Bauteile durch die charakterisierenden Eigenschaften der Ersatzteile ersetzt. Ebenso sind allfällige
Einstellungsmasse zu erfassen und auf den ADDD zu übertragen. Um den Monteuren die Arbeit zu erleichtern, können die Ausmessarbeiten der Bauteile und Einstellungsmasse durch optische Erfassungseinrichtungen wie beispielsweise ein Laserscanner oder eine TOF-Kamera (time of flight camera) auf der Baustelle erfasst werden. Deren Daten werden anschließend durch ein Verarbeitungsprogramm automatisch ausgewertet, für den ADDD aufbereitet und auf diesen übertragen.
Damit unterscheidet sich der ADDD beispielsweise von digitalen Daten, welche herkömmlich bei einer Herstellung von Personentransportanlagen erzeugt bzw. genutzt werden. Beispielsweise ist es üblich, bei einer Planung, Konzipierung bzw.
Kommissionierung einer Personentransportanlage die dabei verwendeten Bauteile mithilfe von Computern und unter Verwendung von CAD- Programmen zu planen oder zu designen, sodass entsprechende CAD-Daten beispielsweise eine Soll-Geometrie eines Bauteils wiedergeben. Solche CAD-Daten geben jedoch nicht an, welche Geometrie ein gefertigtes Bauteil tatsächlich hat, wobei beispielsweise Fertigungstoleranzen oder Ähnliches dazu führen können, dass sich die tatsächliche Geometrie signifikant von der Soll-Geometrie unterscheidet. Genau solche Unterschiede wirken sich elementar auf Simulationsergebnisse und damit auf deren Aussagekraft aus. lnsbesondere geben herkömmlich verwendete Daten wie CAD-Daten nicht an, welche charakterisierenden Eigenschaften Bauteile angenommen haben, nachdem sie zu der Personentransportanlage zusammengebaut und in einem Bauwerk installiert wurden. Je nachdem, wie der Zusammenbau und die lnstallation durchgeführt wurden, können sich erhebliche Änderungen bei den charakterisierenden Eigenschaften der Bauteile im Vergleich zu deren ursprünglich entworfenen Soll-Eigenschaften und/oder im Vergleich zu deren Eigenschaften direkt nach deren Herstellung, aber vor deren Zusammenbau bzw. lnstallation, ergeben.
Der ADDD unterscheidet sich auch von Daten, wie sie herkömmlich teilweise während einer Fertigung von komplexen Werkstücken oder Maschinen verwendet werden.
Beispielsweise wird in der DE 10 2015 217 855 Al ein Verfahren zur Prüfung einer Konsistenz zwischen Referenzdaten eines Fertigungsobjektes und Daten eines sogenannten digitalen Zwillings des Fertigungsobjekts beschrieben. Dabei wird ein als Digitaler Zwilling bezeichnetes, digitales Abbild eines Werkstücks während der Fertigung mit dem Zustand des Werkstücks synchronisiert. Für den Produktionsablauf bedeutet dies, dass nach jedem Produktionsschritt die den digitalen Zwilling wiedergebenden Daten derart modifiziert werden, dass den durch den Produktionsschritt zu bewirkenden Änderungen von Eigenschaften des Werkstücks Rechnung getragen werden soll.
Beispielsweise kann vorgesehen sein, in einem Fertigungsschritt einen Bereich des Werkstücks durch Schleifen, Drehen oder Ähnliches gemäß Soll-Vorgaben abzutragen, sodass nach Durchführung des Fertigungsschritts auch der digitale Zwilling gemäß den Soll-Vorgaben modifiziert wird. Auf diese Weise soll der digitale Zwilling stets eine Information über den aktuellen Zwischenzustand des Werkstücks während dessen Fertigung liefern.
Allerdings ist gemäss der DE 10 2015 217 855 Al insbesondere bei der Fertigung von Bauteilen für Personentransportanlagen nicht vorgesehen, in dem digitalen Zwilling Daten zu berücksichtigen, welche tatsächliche charakterisierende Eigenschaften der Bauteile wiedergeben, insbesondere tatsächliche charakterisierende Eigenschaften der Bauteile nach deren Zusammenbau zu einer fertigen Personentransportanlage und deren Installation im Bauwerk. Stattdessen beruhen die in dem digitalen Zwilling
aufgenommenen Daten zumeist ausschließlich auf Soll- Eigenschaften wie sie beispielsweise in Form von CAD-Daten wiedergegeben werden können.
Um den Zustand einer Personentransportanlage hinreichend genau und/oder zuverlässig überwachen oder gegebenenfalls sogar prognostizieren zu können, wird nun vorgeschlagen, hierfür verwendbare Daten in Form des ADDD bereitzustellen. Der ADDD liefert dabei über bloße Soll-Eigenschaften hinausgehende, mit der physischen Personentransportanlage abgeglichene Informationen über die charakterisierenden Eigenschaften der in der Personentransportanlage verbauten Bauteile in ihrer tatsächlichen Konfiguration. Solche Informationen können vorteilhaft dazu verwendet werden, beispielsweise Abweichungen der tatsächlichen charakterisierenden
Eigenschaften von ursprünglich konzipierten charakterisierenden Eigenschaften der Personentransportanlage erkennen zu können. Aus solchen Abweichungen können dann geeignete Rückschlüsse gezogen werden, beispielsweise ob dadurch übermäßige Kräfte, Impulse und Schwingungen entstehen und deshalb bereits ein Bedarf für eine Wartung oder Reparatur der Personentransportanlage besteht, ob ein Risiko für erhöhten oder vorzeitigen Verschleiß besteht, etc. Beispielsweise können die Abweichungen aus bei der Fertigung der Bauteile eintretenden Fertigungstoleranzen, aus beim Zusammenbau der Bauteile oder bei deren Installation im Bauwerk bewirkten Veränderungen der charakterisierenden Eigenschaften der Bauteile und/oder beim letztendlichen Betrieb der Personentransportanlage auftretenden Veränderungen der charakterisierenden
Eigenschaften der Bauteile herrühren.
Dadurch, dass der ADDD als virtuelle digitale Kopie der tatsächlichen
Personentransportanlage Rückschlüsse auf in der Personentransportanlage aktuell vorherrschende charakterisierende Eigenschaften zulässt, können bestenfalls allein durch Analyse und/oder Verarbeitung des ADDD Informationen gewonnen werden, die Rückschlüsse auf den aktuellen Zustand der Personentransportanlage und insbesondere Rückschlüsse über eine eventuell notwendige Wartung oder Reparatur ermöglichen. Dabei können gegebenenfalls sogar Informationen darüber abgeleitet werden, welche Ersatzteile und/oder Werkzeuge für eine anstehende Wartung oder Reparatur benötigt werden.
Der ADDD kann dabei in einem zur Durchführung des hierin vorgeschlagenen
Verfahrens konfigurierten Computer bzw. einer entsprechenden
Datenverarbeitungsanlage gespeichert, analysiert und/oder verarbeitet werden.
Insbesondere können der Computer bzw. die Datenverarbeitungsanlage entfernt von der zu überwachenden Personentransportanlage, beispielsweise in einem entfernten
Überwachungszentrum, angeordnet sein.
Dementsprechend ermöglicht die Verwendung des ADDD, den Zustand der die
Personentransportanlage charakterisierenden Eigenschaften kontinuierlich oder in geeigneten Zeitabständen fern von der physischen Personentransportanlage zu überwachen, um insbesondere Simulationsergebnisse, die eine Wartung oder Reparatur notwendig erscheinen lassen, zu erkennen. Gegebenenfalls können hierauf basierend konkrete Informationen betreffend bei der Wartung beziehungsweise Reparatur durchzuführender Arbeiten vorab allein basierend auf einer Analyse des ADDD abgeleitet werden, ohne dass ein Techniker die Personentransportanlage tatsächlich vor Ort inspizieren müsste. Hierdurch können erheblicher Aufwand und Kosten eingespart werden.
Gemäß einer Ausführungsform können die von der Erfassungseinrichtung übermittelten Messdaten und/oder die daraus ermittelten, charakterisierenden Eigenschaften mit einer Zeitinformation in einem Logfile abgespeichert werden. Dies hat den Vorteil, dass eine Datenhistorie vorhanden ist, aus der beispielsweise besondere Ereignisse herausgelesen werden können, wie zum Beispiel eine momentane übermäßige Krafteinwirkung durch eine unsachgemäße Benutzung oder durch äußere Einwirkungen wie seismische Stöße und dergleichen mehr.
Ferner kann mittels der im Logfile abgespeicherten Messdaten und/oder
charakterisierenden Eigenschaften sowie von im Logfile gespeicherten Betriebsdaten mittels stochastischer Methoden ein Veränderungstrend der Messdaten ermittelt werden. Betriebsdaten sind Daten, die während des Betriebes einer Personentransportanlage anfallen, beispielsweise die gesamte Betriebslaufzeit, die Leistungsaufnahme der Antriebsmaschine, die Umgebungstemperatur, die Betriebstemperatur und dergleichen mehr. Die dadurch gewonnenen Erkenntnisse lassen sich auf vielerlei Weise verwenden. Wenn der Veränderungstrend der Messdaten linear ist, lässt sich für das davon betroffene Bauteil das Lebensdauerende infolge zunehmender lmpulsstärke oder zunehmender Krafteinwirkung recht gut Voraussagen. Wenn der Veränderungstrend eine abnehmende Tendenz aufweist, weist dies auf ein Einlaufverhalten und damit auf einen zunehmend stabileren Zustand des betroffenen Bauteils hin. Bei zunehmender Tendenz des
Veränderungstrends können verstärkte Verschleiß-, Zersetzungs- oder
Zerstörungserscheinungen diagnostiziert werden. Weiterführende Vorteile sind weiter unten angegeben.
Die Übertragung der Messdaten kann kontinuierlich, periodisch und/oder abhängig vom Veränderungstrend der Messdaten erfolgen. Bei einer Abhängigkeit vom
Veränderungstrend bedeutet dies, dass bei linearer Tendenz des Veränderungstrends eine fixe Periodendauer gewählt werden kann. Bei einer abnehmenden Tendenz kann die Periodendauer zunehmend verlängert werden, während bei zunehmender Tendenz die Periodendauer zwischen zwei Messungen zunehmend verkürzt werden kann. Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst das Überwachen des Zustandes der physischen Personentransportanlage auch ein Simulieren zukünftiger charakterisierender Eigenschaften der Personentransportanlage unter Verwendung des ADDD und basierend auf den Veränderungstrends der von der Erfassungseinrichtung erfassten Messdaten.
Die charakterisierenden Eigenschaften der physischen Bauteile können geometrische Abmessungen des Bauteils, das Gewicht des Bauteils und/oder die
Oberflächenbeschaffenheit des Bauteils sein. Geometrische Abmessungen der Bauteile können beispielsweise eine Länge, eine Breite, eine Höhe, ein Querschnitt, Radien, Verrundungen, etc. der Bauteile sein. Die Oberflächenbeschaffenheit der Bauteile kann beispielsweise Rauigkeiten, Texturen, Beschichtungen, Farben, Reflektivitäten, etc. der Bauteile umfassen.
Die charakterisierenden Eigenschaften können sich auf einzelne Bauteile oder
Bauteilgruppen beziehen. Beispielsweise können sich die charakterisierenden
Eigenschaften auf einzelne Bauteile beziehen, aus denen größere, komplexere
Bauteilgruppen zusammengesetzt werden. Alternativ oder ergänzend können sich die Eigenschaften auch auf aus mehreren Bauteilen zusammengesetzte komplexere
Gerätschaften wie zum Beispiel Antriebsmaschinen, Getriebeeinheiten, Förderketten, etc. beziehen.
Die charakterisierenden Eigenschaften vor der Inbetriebnahme können mit hoher Präzision ermittelt bzw. vermessen werden. Insbesondere können die charakterisierenden Eigenschaften mit einer Präzision ermittelt bzw. vermessen werden, die genauer ist als bei der Fertigung der Bauteile einzuhaltende Toleranzen.
Basierend auf den Veränderungstrends der Messdaten können an den Bauteilmodell- Datensätzen auch Veränderungen modelliert werden, welche entsprechende
Lageänderungen und Beschleunigungen verursachen. Wenn zum Beispiel die
Erfassungseinrichtung eine plötzliche, bleibende Schiefstellung der Fahrtreppenstufe oder Palette in zwei Achsen registriert, kann dies auf den entsprechenden Bauteilmodell- Datensatz des ADDD übertragen werden. Durch die Simulation der Schiefstellung der virtuellen Fahrtreppenstufe oder Palette ist ersichtlich, dass die virtuelle Stufenrolle oder Ketenrolle der virtuellen Fahrtreppenstufe oder Palete in die virtuelle Führungsschiene eindringt. Sofern die Eindringtiefe dem Radius der Stufenrolle oder Kettenrolle entspricht, bedeutet dies, dass die physische Stufenrolle oder Kettenrolle defekt ist oder ganz weggebrochen ist. Der ADDD kann nun dahingehend aktualisiert werden, dass der entsprechende Bauteilmodell-Datensatz der Stufenrolle oder Kettenrolle entfernt wird und die Schiefstellung durch Änderung der entsprechenden charakterisierenden
Merkmale der Fahrtreppenstufe oder Palete nachgeführt wird. Durch eine dynamische Simulation mit der schiefgestellten Fahrtreppenstufe oder Palete kann eine Kollision mit feststehenden Bauteilmodell-Datensätzen, beispielsweise mit der virtuellen Kammplatte simuliert und durch eine Kollisionskontrolle detektiert werden. In diesem Beispiel wird die dynamische Simulation mit dem ADDD eine räumliche Überschneidung der virtuellen Fahrtreppenstufe oder Palete mit der virtuellen Kammplatte ergeben. Eine entsprechende Auswertung kann das System durch geeignete Bildanalyseverfahren (Vergleich mit dem Ursprungszustand) automatisiert durchführen und die Resultate über eine geeignete Schnittstelle, beispielsweise als graphische Darstellung an einem
Bildschirm ausgeben. Wenn durch die dynamische Simulation eine Kollisionsgefahr erkannt wird, erfolgt augenblicklich ein Sicherheitssignal an die physische Steuerung der physischen Personentransportanlage, die das Transportband sofort festsetzt.
Wenn der Veränderungstrend einer Schiefstellung zu einer Seite hin kontinuierlich zunimmt, deutet dies beispielsweise auf eine zumindest teilweise blockierte
beziehungsweise schwergängige Stufenrolle oder Kettenrolle hin, die durch die umlaufende Bewegung des Transportbandes über die Führungsschiene gezogen und kontinuierlich am Umfang abgeschliffen wird. Mittels der Simulation wird ersichtlich, dass die Stufenrolle oder Kettenrolle scheinbar kontinuierlich in die Führungsschiene eindringt. Durch eine Extrapolation des Veränderungstrends unter Zuhilfenahme dynamischer Simulationen (das virtuelle Transportband wird mit der detektierten, zunehmenden Schiefstellung laufen gelassen) kann der Zeitpunkt ermittelt werden, wann und wo die Schiefstellung der virtuellen Fahrtreppenstufe oder Palette zu möglichen Kollisionen mit feststehenden, virtuellen Bauteilen führt.
Sofern Erfassungseinrichtung nur eine lokale Schiefstellung, das heißt, nur an einer bestimmten Stelle des Umlaufweges der Fahrtreppenstufe oder Palette, detektiert, kann dies auf eine Deformation oder lokale Absenkung einer der physischen Führungsschienen hindeuten. Der Bauteilmodell-Datensatz der entsprechenden Führungsschiene kann nun angepasst werden, indem die entsprechenden, charakterisierenden Merkmale, welche die dreidimensionale Form beschreiben, entsprechend geändert werden. Hierdurch wird der ADDD aktualisiert. Mittels anschließender dynamischer Simulation können die
Auswirkungen auf die Stufenrollen oder Kettenrollen (z.B. Querkräfte) ermittelt und sich daraus ergebender zusätzlicher Verschleiß oder gar eine mögliche, fortschreitende Zerstörung der Stufenrolle oder Kettenrolle beispielsweise durch eine Analyse mit der Finite-Elemente- Methode ermittelt werden. Diese Resultate können dann zeitlich extrapoliert werden, so dass der Zeitpunkt eines möglichen Versagens und/oder einer verschleißbedingt verursachten Kollision ermittelt werden kann.
Mit anderen Worten sollen mithilfe des ADDD vorzugsweise nicht lediglich in der Personentransportanlage aktuell vorherrschende Eigenschaften überwacht werden können, sondern mittels durchzuführender Simulationen unter Verwendung des ADDD auch Rückschlüsse über zukünftig in der Personentransportanlage vorherrschende charakterisierende Eigenschaften gewonnen werden können.
Die Simulationen können dabei auf einem Computersystem ausgeführt werden. Mithilfe der Simulationen können ausgehend von aktuell in dem aktualisierten Digitaler- Doppelgänger-Datensatz enthaltenen Daten sowie gegebenenfalls unter Berücksichtigung von früher in dem aktualisierten Digitaler-Doppelgänger-Datensatz enthaltenen Daten Rückschlüsse auf eine zeitliche Entwicklung bei den erfassten Messwerten gezogen werden und somit Prognosen oder Extrapolation betreffend zukünftige zu erwartende Messwerte gewonnen werden. Bei den Simulationen können sowohl naturgesetzliche Gegebenheiten berücksichtigt werden als auch auf Erfahrungen bei anderen
Personentransportanlagen zurückgegriffen werden.
Das heißt, dass alternativ oder ergänzend bei den Simulationen Erfahrungen
berücksichtigt werden können, die aus Experimenten und/oder durch die Beobachtung anderer Personentransportanlagen gewonnen wurden und aus denen zum Beispiel eine Aussage darüber abgeleitet werden kann, wann eine eingetretene oder zukünftig zu erwartende Veränderung der Beschleunigungen und Lageänderungen als für die Funktion der gesamten Personentransportanlage wesentlich anzunehmen ist, sodass geeignete Maßnahmen beispielsweise im Rahmen einer Wartung oder Reparatur eingeleitet werden sollten.
Die von der Erfassungseinrichtung erfassten Beschleunigungen und Lageänderungen können auch auf periodisch auftretende Peaks untersucht werden. Die auftretenden Peaks können einer Stelle des Führungsweges des Transportbandes zugeordnet werden.
Üblicherweise werden solche Peaks durch Kollisionen verursacht. Das heißt, dass an dieser Stelle des Führungsweges ein Problem sein muss, welches einer raschen Behebung bedarf, damit keine physischen Bauteile zerstört werden oder sicherheitskritische Situationen entstehen können.
Insbesondere kann das hierin vorgeschlagene Verfahren ferner ein Planen von durchzuführenden Wartungsarbeiten an der Personentransportanlage basierend auf den überwachten Beschleunigungen und Lageänderungen der Personentransportanlage umfassen.
Mit anderen Worten können die Informationen, die beim erfindungsgemäßen
Überwachen der Beschleunigungen und Lageänderungen der Personentransportanlage gewonnen werden, dazu genutzt werden, um zukünftige Wartungsarbeiten einschließlich dabei notwendiger etwaiger Reparaturen bereits vorab geeignet planen zu können. Dabei kann von Vorteil sein, dass alleine durch Analyse des aktualisierten Digitaler- Doppelgänger-Datensatzes bereits wertvolle Informationen beispielsweise darüber erhalten werden können, welche Veränderungen in einer überwachten
Personentransportanlage eingetreten sind und/oder mit welchem Verschleiß bei Bauteilen der Personentransportanlage tatsächlich gerechnet werden muss. Diese Informationen können genutzt werden, um Wartungsarbeiten beispielsweise hinsichtlich eines
Wartungszeitpunkts und/oder hinsichtlich bei der Wartung durchzuführender Tätigkeiten und/oder hinsichtlich bei der Wartung vorzuhaltender Ersatzteile bzw. Werkzeuge und/oder hinsichtlich der die Wartung durchführender Techniker, die eventuell spezielle Fähigkeiten oder Wissen haben müssen, planen zu können. Die Planung der
Wartungsarbeiten kann dabei in den meisten Fällen rein basierend auf einer Analyse des aktualisierten Digitaler-Doppelgänger-Datensatzes erfolgen, das heißt ohne dass ein Techniker die Personentransportanlage vor Ort inspizieren müsste. Mithilfe des Aktualisierter-Digitaler-Doppelgänger-Datensatzes können auch neue, verbesserte physische Bauteile und insbesondere Steuerungskomponenten oder
Erfassungseinrichtungen (Hard und Software) entwickelt und getestet werden. Hierbei kann nach dem Hardware-in-the-Loop Ansatz der Bauteilmodell-Datensatz einer zu prüfenden Komponente im Aktualisierter-Digitaler-Doppelgänger-Datensatz deaktiviert und dieser über geeignete Schnittstellen mit dem zu testenden Bauteil verbunden werden. Die geeignete Schnittstelle kann hierbei ein auf die mechanischen und/oder elektrischen Schnittstellen des physischen Bauteils angepasster Prüfstand sein, der mit einem den ADDD aufweisenden Computersystem verbunden ist. Anders ausgedrückt wird dem Hardware-in-the-Loop Ansatz gemäß dadurch ein eingebettetes System (z. B. reales elektronisches Steuergerät oder reale mechatronische Komponente, das physische Bauteil oder die physische Bauteilgruppe) über seine Ein- und Ausgänge mit dem ADDD verbunden, wobei der ADDD als Nachbildung der realen Umgebung des Systems beziehungsweise der gesamten Fahrtreppe oder des gesamten Fahrsteiges dient. Dadurch kann der ADDD aus Sicht des Tests zum Absichem von eingebetteten Systemen, zur Unterstützung während der Entwicklung sowie zur vorzeitigen Inbetriebnahme von Maschinen und Anlagen dienen.
Ein weiterer Vorteil des ADDD ist sein inhärenter Systems-Engineering- Ansatz. Im Mittelpunkt des Systems Engineering steht, die vom Kunden gewünschten
Anforderungen an das zu liefernde System, die in der Spezifikation enthalten sind, innerhalb des Kosten- und Zeitrahmens zu erfüllen, indem erstens das System in
Subsysteme, Geräte und Software heruntergebrochen und spezifiziert wird und zweitens die Implementierung über alle Ebenen kontinuierlich bis zur Übergabe an den Kunden kontrolliert wird. Dabei soll insbesondere das gesamte Problem (Betrieb, Kosten,
Zeitplan, Performance, Weiterbildung und Support, Test, Produktion und
Wiederverwertung) berücksichtigt werden. Systems Engineering integriert all diese Ingenieursdisziplinen und Fähigkeiten in einen einheitlichen, teamorientierten strukturierten Prozess, der sich je nach Komplexität des Systems über mehrere Ebenen bis zu einem Gerät eines Unterauftragnehmers erstrecken kann. Dieser Prozess wird von der Konzeption über die Produktion bis hin zum Betrieb und in manchen Fällen bis zum Abbau beziehungsweise zur Wiederverwertung angewandt. Durch die Abbildung sämtlicher physischer Bauteile als Bauteilmodell-Datensätze mit all ihren
charakterisierenden Eigenschaften und Schnittstelleninformationen - vereinigt und stetig aktualisiert im ADDD - bietet dieser eine hervorragende System-Engineering Plattform um in kürzester Zeit die vom Kunden gewünschten Anforderungen an die zu liefernde Fahrtreppe oder den zu liefernden Fahrsteig über die Installation des physischen
Produktes hinaus, umzusetzen.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst das vorgeschlagene Überwachungsverfahren auch ein Erstellen des ADDD. Das Erstellen des ADDD umfasst dabei zumindest die folgenden Schritte, vorzugsweise aber nicht zwingend streng in der angegebenen Reihenfolge:
(i) Erstellen eines Kommissionierungs-Digitaler-Doppelgänger-Datensatzes mit Soll- Daten, welche charakterisierende Eigenschaften von Bauteilen der
Personentransportanlage in einer Soll-Konfiguration wiedergeben;
(ii) Erstellen eines Fertigstellungs-Digitaler-Doppelgänger-Datensatzes basierend auf dem Kommissionierungs-Digitaler-Doppelgänger-Datensatz durch Messen von Ist-Daten, welche charakterisierende Eigenschaften von Bauteilen der Personentransportanlage in der tatsächlichen Konfiguration der Personentransportanlage direkt nach deren
Zusammenbau und Installation in einem Bauwerk wiedergeben und Ersetzen von Soll- Daten in dem Kommissionierungs-Digitaler-Doppelgänger-Datensatz durch
entsprechende Ist-Daten; und
(iii) Erstellen des ADDD basierend auf dem Fertigstellungs-Digitaler-Doppelgänger- Datensatz durch Aktualisieren und Abgleichen des Fertigstellungs-Digitaler- Doppelgänger-Datensatzes während des Betriebs der physischen Personentransportanlage unter Berücksichtigung der durch die Erfassungseinrichtung erfassten Lageänderungen und Beschleunigungen.
Mit anderen Worten kann ein Erstellen des ADDD in mehreren Teilschritten erfolgen. Dabei können die in dem Datensatz enthaltenen Daten sukzessive verfeinert und präzisiert werden, so dass die charakterisierenden Eigenschaften der in der
Personentransportanlage verbauten Bauteile mit fortlaufender Erstellung immer genauer hinsichtlich ihrer tatsächlichen aktuellen Konfiguration wiedergegeben werden. Eine Verfeinerung wird insbesondere durch die Übertragung der Lageänderungen und Beschleunigungen erreicht, die ein nachmodellieren des virtuellen Führungsweges des Transportbandes erlaubt und dadurch eine äußerst präzise Simulationsumgebung schafft. Der vorangehend beschriebene Kommissionierungs-Digitaler-Doppelgänger-Datensatz ist jedoch nicht einfach„ab Stange“ verfügbar. Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst das Erstellen des Kommissionierungs-Digitaler-Doppelgänger-Datensatzes ein vorgängiges Erstellen eines Digitaler-Doppelgänger-Datensatzes unter Berücksichtigung von kundenspezifischen Konfigurierungsdaten sowie ein Erstellen von Fertigungsdaten durch Modifizieren des Digitaler-Doppelgänger-Datensatzes unter Berücksichtigung von produktionsspezifischen Daten.
Mit anderen Worten sollen beim anfänglichen Erstellen des Kommissionierungs- Digitaler-Doppelgänger-Datensatzes sowohl kundenspezifische Konfigurierungsdaten als auch produktionsspezifische Daten berücksichtigt werden. Dabei wird zunächst im Regelfall ein Digitaler-Doppelgänger-Datensatz unter Berücksichtigung der
kundenspezifischen Konfigurierungsdaten aus Bauteilmodell-Datensätzen erstellt und dann dieser Digitaler-Doppelgänger-Datensatz unter Berücksichtigung der
produktionsspezifischen Daten zum Kommissionierungs-Digitaler-Doppelgänger- Datensatz modifiziert bzw. verfeinert. Eventuell kann das Erstellen des
Kommissionierungs-Digitaler-Doppelgänger-Datensatzes auch iterativ ein mehrfaches Berechnen und Modifizieren von Daten des Digitaler-Doppelgänger-Datensatzes unter Berücksichtigung der Kunden- und/oder produktionsspezifische Daten umfassen.
Unter kundenspezifischen Konfigurierungsdaten können dabei Vorgaben verstanden werden, welche Einzelfall-spezifisch vom Kunden zum Beispiel beim Ordern der Personentransportanlage vorgegeben werden. Die kundenspezifischen
Konfigurierungsdaten beziehen sich dabei typischerweise auf eine einzelne zu fertigende Personentransportanlage. Beispielsweise können die kundenspezifischen
Konfigurierungsdaten vorherrschende räumliche Bedingungen am Einbauort,
Schnittstelleninformationen zum Anbau an tragende Strukturen eines Bauwerks, etc. umfassen. Anders ausgedrückt können die kundenspezifischen Konfigurierungsdaten zum Beispiel angeben, welche Länge die Personentransportanlage haben soll, welcher Höhenunterschied überwunden werden soll, in welcher Weise die
Personentransportanlage an tragende Strukturen innerhalb des Gebäudes angebunden werden soll, und dergleichen mehr. Kundenspezifische Konfigurierungsdaten können auch Wünsche des Kunden hinsichtlich Funktionalität, Förderkapazität, Optik, etc.
umfassen. Die Daten des Digitaler-Doppelgänger-Datensatzes können beispielsweise als CAD-Datensatz vorliegen, welcher unter anderem als charakterisierende Eigenschaften geometrische Abmessungen und/oder andere charakterisierende Eigenschaften der die Personentransportanlage bildenden Bauteile wiedergibt.
Die produktionsspezifischen Daten beziehen sich typischerweise auf Eigenschaften oder Vorgaben innerhalb einer Fertigungsfabrik oder Fertigungslinie, in der die
Personentransportanlage gefertigt werden soll. Beispielsweise können, zum Beispiel je nachdem in welchem Land oder an welchem Ort eine Fertigungsfabrik steht, in der Fertigungsfabrik verschiedene Bedingungen herrschen und/oder Vorgaben einzuhalten sein. Beispielsweise können in manchen Fertigungsfabriken bestimmte Materialien, Rohstoffe, Rohbauteile oder Ähnliches nicht verfügbar sein oder nicht verarbeitet werden. In manchen Fertigungsfabriken können Maschinen eingesetzt werden, die in anderen Fertigungsfabriken fehlen. Manche Fertigungsfabriken unterliegen aufgrund ihres Layouts Restriktionen hinsichtlich der darin zu fertigenden
Personentransportanlagen bzw. Komponenten derselben. Manche Fertigungsfabriken ermöglichen einen hohen Grad an automatisierter Fertigung, wohingegen andere Fertigungsfabriken beispielsweise aufgrund niedriger Lohnkosten eher manuelle Fertigung einsetzen können. Es können noch eine Vielzahl weiterer Bedingungen und/oder Vorgaben existieren, bezüglich derer sich Fertigungsumgebungen unterscheiden können. All diese produktionsspezifischen Daten müssen typischerweise beim Planen bzw. Kommissionieren einer Personentransportanlage berücksichtigt werden, da von ihnen abhängig sein kann, in welcher Weise eine Personentransportanlage tatsächlich gebaut werden kann. Gegebenenfalls kann es erforderlich sein, den anfänglich erstellten Digitaler-Doppelgänger-Datensatz, welcher lediglich die kundenspezifischen
Konfigurierungsdaten berücksichtigt hat, grundlegend zu modifizieren, um den produktionsspezifische Daten Rechnung tragen zu können.
Vorzugsweise werden bereits beim Erstellen des Digitaler-Doppelgänger-Datensatzes statische und/oder dynamische Simulationen durchgeführt und der Kommissionierungs- Digitaler-Doppelgänger-Datensatz wird unter Berücksichtigung von Ergebnissen der Simulationen erstellt. Eine dieser dynamischen Simulationen kann beispielsweise ein Anfahrverhalten bei einer Fahrtreppe sein. Hierbei werden vom Stillstand bis zur Nenngeschwindigkeit alle Friktionskräfte sowie Spiele und die von der Antriebsmaschine abhängigen Eigenschaften simuliert. Mit diesen Simulationen können kollisionskritische Stellen überprüft, sowie die auf die einzelnen Bauteile beziehungsweise Bauteilmodell- Datensätze einwirkenden dynamischen Kräfte während des Anfahrens ermittelt werden.
Mit anderen Worten können zum Erstellen des Digitaler-Doppelgänger-Datensatzes, welcher unter Berücksichtigung der kundenspezifischen Konfigurierungsdaten die Grundlage des Kommissionierungs- Digitaler-Doppelgänger-Datensatzes bilden, Simulationen durchgeführt werden, mit denen statische und/oder dynamische
Eigenschaften der kommissionierten Personentransportanlage simuliert werden.
Simulationen können beispielsweise in einem Computersystem durchgeführt werden.
Statische Simulationen analysieren hierbei beispielsweise ein statisches Zusammenwirken mehrerer zusammengebauter Bauteile. Mithilfe statischer Simulationen kann
beispielsweise analysiert werden, ob es beim Zusammenbau von mehreren vordefinierten Bauteilen oder basierend auf Bauteilmodell- Datensätzen fallgerecht spezifizierter Bauteile zu Komplikationen kommen kann, beispielsweise, da jedes der Bauteile mit gewissen Fertigungstoleranzen gefertigt wird, sodass es bei ungünstiger Summierung von Fertigungstoleranzen zu Problemen kommen kann.
Die vorangehend erwähnten dynamischen Simulationen bei der Erstellung des Digitaler- Doppelgänger-Datensatzes analysieren beispielsweise ein dynamisches Verhalten von Bauteilen beim Betrieb der zusammengebauten Personentransportanlage. Mithilfe dynamischer Simulationen kann beispielsweise analysiert werden, ob bewegliche Bauteile, insbesondere die umlaufend angeordneten Bauteile innerhalb einer
Personentransportanlage in einer gewünschten Weise verlagert werden können oder ob beispielsweise Kollisionen zwischen relativ zu einander beweglichen Bauteilen drohen.
Aus den vorangehenden Ausführungen ist zu entnehmen, dass im Kommissionierungs- Digitaler-Doppelgänger-Datensatz zunächst lediglich Soll-Daten abgelegt sind, welche auf den Daten basieren, die beim Planen bzw. Kommissionieren der
Personentransportanlage ermittelt wurden. Die Soll-Daten können unter anderem erhalten werden, wenn beispielsweise mit computergestützten Kommissionierungstools in Abhängigkeit von kundenspezifischen Konfigurierungsdaten charakterisierende
Eigenschaften einer zu fertigenden Personentransportanlage berechnet werden.
Beispielsweise können in dem Kommissionierungs-Digitaler-Doppelgänger-Datensatz Daten betreffend Soll- Abmessungen, Soll- Anzahlen, Soll-Materialeigenschaften, Soll- Ob er flächenb e schaffenheit etc. von bei der Fertigung der Personentransportanlage zu verwendenden Bauteilen abgelegt sein.
Der Kommissionierungs-Digitaler-Doppelgänger-Datensatz stellt somit ein virtuelles Abbild der Personentransportanlage in ihrer Planungsphase bzw. Kommissionierungs phase dar, das heißt, bevor die Personentransportanlage anhand des Kommissionierungs- Digitaler-Doppelgänger-Datensatzes tatsächlich gefertigt und installiert wird.
Ausgehend von dem Kommissionierungs-Digitaler-Doppelgänger-Datensatz können dann die darin enthaltenen Soll-Daten mit zunehmendem Produktionsfortschritt sukzessive durch Ist-Daten ersetzt werden und dadurch ein Fertigstellungs-Digitaler-Doppelgänger- Datensatz generiert werden. Die Ist-Daten geben dabei charakterisierende Eigenschaften der zunächst nur hinsichtlich ihrer Soll-Konfiguration definierten Bauteile der
Personentransportanlage in ihrer tatsächlichen Konfiguration direkt nach dem
Zusammenbau der Personentransportanlage und deren Installation im Bauwerk an. Die Ist-Daten können durch manuelles und/oder maschinelles Vermessen der
charakterisierenden Eigenschaften der Bauteile ermittelt werden. Hierzu können separate Messvorrichtungen und/oder in Bauteile integrierte oder an Bauteile angeordnete Sensoren eingesetzt werden.
Der Fertigstellungs-Digitaler-Doppelgänger-Datensatz stellt somit ein virtuelles Abbild der Personentransportanlage direkt nach ihrer Fertigstellung, das heißt nach dem
Zusammenbau der Bauteile und der Installation im Bauwerk, dar.
Wie bereits weiter oben erwähnt, ist für mindestens eine der physischen
Fahrtreppenstufen oder Paletten einer physischen Personentransportanlage eine
Erfassungseinrichtung vorgesehen. Mindestens eine der physischen Fahrtreppenstufen oder Paletten des Transportbandes der physischen Personentransportanlage kann eine Kennzeichnung aufweisen. Die Erfassungseinrichtung kann ferner ein Identifizierungs und Empfängermodul zur Erfassung der Kennzeichnungen umfassen, wobei das Identifizierungs- und Empfängermodul ortsfest in der physischen
Personentransportanlage anzuordnen ist. Dadurch kann genau festgestellt werden, an welcher Stelle oder welchen Stellen des Führungsweges des umlaufenden
Transportbandes abnormale Lageänderungen und Beschleunigungen auftreten.
Hierbei werden vorzugsweise als Basis-Messdaten diejenigen Messdaten der
Erfassungseinrichtung herangezogen, die bei der Inbetriebnahme der Transportanlage oder nach deren Wartung und Reparatur erfasst wurden. Gegen diese Basis-Messdaten können nun die von der Erfassungseinrichtung erfassten Messdaten verglichen werden. Ausgehend von den Basis-Messdaten kann der Führungsweg durch die Aktualisierung der entsprechenden charakterisierenden Eigenschaften der involvierten Bauteilmodell- Datensätze nachmodelliert werden. Das heißt, dass beispielsweise an einer bestimmten Stelle die als charakterisierenden Eigenschaften vorhandenen geometrischen Koordinaten eines Führungsschienen- Bauteilmodell-Datensatzes dahingehend verändert werden, dass dessen Fahrbahn einen„Buckel“ aufweist, der bei der dynamischen Simulation dieselben Beschleunigungen und Lageänderungen an der virtuellen Fahrtreppenstufe verursacht, wie sie die Erfassungseinrichtung an der physischen Fahrtreppenstufe oder Palette des physischen Transportbandes erfasst.
Selbstverständlich kann auch für mehrere oder für jede physische Fahrtreppenstufe oder Palette eine Erfassungseinrichtung vorgesehen sein. Je mehr Erfassungseinrichtungen vorhanden sind, desto präziser und rascher können Verwerfungen des Führungsweges erkannt und mittels Simulationen am ADDD potentielle Kollisionen erkannt werden, bevor an der physischen Personentransportanlage Schäden entstehen.
Bei der Inbetriebnahme der physischen Personentransportanlage wird deren
Fertigstellungs-Digitaler-Doppelgänger-Datensatz mit den hierbei anfallenden
Betriebsdaten und Betriebseinstellungsdaten zum ADDD ergänzt. Während des nachfolgenden Betriebs der Personentransportanlage kann der ADDD kontinuierlich oder in geeigneten Zeitabständen aktualisiert werden. Die in dem ADDD anfänglich abgelegten Daten werden hierzu während des Betriebs der Personentransportanlage dahingehend modifiziert, dass auf Basis der von der Erfassungseinrichtung erfassten Lageänderungen und Beschleunigungen errechnete Veränderungen in den
charakterisierenden Eigenschaften der die Personentransportanlage bildenden Bauteile berücksichtigt werden. Der ADDD stellt zwar ein sehr präzises, virtuelles Abbild der Personentransportanlage während des Betriebs derselben und unter Berücksichtigung beispielsweise
verschleißbedingter Änderungen im Vergleich zu den ursprünglich direkt nach der Fertigstellung gemessenen charakterisierenden Eigenschaften dar und kann somit als ADDD zum kontinuierlichen bzw. wiederholten Überwachen der Eigenschaften der Personentransportanlage verwendet werden.
Es müssen aber nicht zwingend alle als Soll-Daten vorhandene, charakterisierende Eigenschaften eines Bauteils durch Ist-Daten des Bauteils oder durch die auf Basis des Belastungsprofils errechneten charakterisierenden Eigenschaften aktualisiert werden. Demzufolge sind die charakterisierenden Eigenschaften der meisten Bauteile eines Fertigstellungs-Digitaler-Doppelgänger-Datensatzes und des daraus entstandenen ADDD durch eine Mischung von Soll-Daten, Ist-Daten und errechneten Daten charakterisiert.
Konkrete Ausgestaltungen, wie ein ADDD für eine Fahrtreppe bzw. einen Fahrsteig erstellt werden kann und wie darauf basierend der Zustand der Fahrtreppe bzw. des Fahrsteigs überwacht werden können, werden weiter unten mit Bezug auf bevorzugte Ausführungsformen dargelegt.
Ausführungsformen des hierin vorgestellten Verfahrens zum Überwachen des Zustands einer Personentransportanlage können mithilfe einer hierfür speziell konfigurierten Vorrichtung durchgeführt werden. Die Vorrichtung kann einen oder mehrere Computer umfassen lnsbesondere kann die Vorrichtung aus einem Computemetzwerk gebildet sein, welches Daten in Form einer Datenwolke (Cloud) verarbeitet. Die Vorrichtung kann hierfür über einen Speicher verfügen, in dem die Daten des ADDD gespeichert werden können, beispielsweise in elektronischer oder magnetischer Form. Die Vorrichtung kann ferner über Datenverarbeitungsmöglichkeiten verfügen. Beispielsweise kann die Vorrichtung einen Prozessor aufweisen, mithilfe dessen Daten des ADDD verarbeitet werden können. Die Vorrichtung kann ferner über Schnittstellen verfügen, über die Daten in die Vorrichtung eingegeben und/oder aus der Vorrichtung ausgegeben werden können lnsbesondere kann die Vorrichtung eine Erfassungseinrichtung aufweisen, die an oder in mindestens einer Fahrtreppenstufe oder Palette des physischen Transportbandes der Personentransportanlage angeordnet ist und mit deren Hilfe Beschleunigungen und Lageänderungen in allen drei Achsen aufgenommen werden können. Die Vorrichtung kann prinzipiell Teil der Personentransportanlage sein. Vorzugsweise ist die Vorrichtung oder Teile davon jedoch nicht in der Personentransportanlage angeordnet, sondern entfernt zu dieser, beispielsweise in einem entfernten Kontrollzentrum, von dem aus der Zustand der Personentransportanlage überwacht werden soll. Die Vorrichtung kann auch räumlich verteilt implementiert sein, beispielsweise wenn Daten über mehrere Computer verteilt in einer Datenwolke verarbeitet werden.
Insbesondere kann die Vorrichtung programmierbar sein, das heißt durch ein geeignet programmiertes Computerprogrammprodukt dazu veranlasst werden, das
erfindungsgemäße Verfahren auszuführen oder zu steuern. Das
Computerprogrammprodukt kann Anweisungen oder Code enthalten, welche beispielsweise den Prozessor der Vorrichtung dazu veranlassen, Daten des Digitaler- Doppelgänger-Datensatzes abzuspeichem, auszulesen, zu verarbeiten, zu modifizieren, etc. Das Computerprogrammprodukt kann in einer beliebigen Computersprache verfasst sein.
Das Computerprogrammprodukt kann auf einen beliebigen computerlesbaren Medium gespeichert sein, beispielsweise einem Flash-Speicher, einer CD, einer DVD, RAM, ROM, PROM, EPROM, etc. Das Computerprogrammprodukt und/oder die damit zu verarbeitenden Daten können auch auf einem Server oder mehreren Servern gespeichert sein, beispielsweise in einer Datenwolke, von wo aus sie über ein Netz, beispielsweise das Internet, heruntergeladen werden können.
Abschließend wird daraufhingewiesen, dass einige der möglichen Merkmale und Vorteile der Erfindung hierin mit Bezug auf unterschiedliche Ausführungsformen sowohl des vorgeschlagenen Verfahrens als auch der entsprechend ausgebildeten Vorrichtung zum Überwachen von Eigenschaften einer Personentransportanlage beschrieben sind. Ein Fachmann erkennt, dass die Merkmale in geeigneter Weise kombiniert, übertragen, angepasst oder ausgetauscht werden können, um zu weiteren Ausführungsformen der Erfindung zu gelangen.
Nachfolgend werden Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, wobei weder die Zeichnungen noch die
Beschreibung als die Erfindung einschränkend auszulegen sind. Figur 1 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung, aufweisend eine
Erfassungseinrichtung, die in einer als Fahrtreppe ausgestalteten physischen
Personentransportanlage angeordnet ist, sowie ein die physische Personentransportanlage abbildender Aktualisierter-Digitaler-Doppelgänger-Datensatz (ADDD), der in einer Datenwolke (Cloud) gespeichert ist und mit welcher Vorrichtung ein erfindungsgemäßes Verfahren durchgeführt werden kann.
Figur 2 zeigt schematisch eine Fahrtreppenstufe der Fahrtreppe aus der Figur 1 in dreidimensionaler Ansicht, wobei deren Trittelement und Setzelement nur angedeutet ist, um besser die Anordnung der Erfassungseinrichtung in der Fahrtreppenstufe zeigen zu können.
Figur 3 zeigt schematisch einen möglichen Verlauf der Messdaten, die von der in Figur 2 dargestellten Erfassungseinrichtung während einer Verlagerung der Fahrtreppenstufe entlang ihres Führungsweges erfasst wurde.
Figur 4 veranschaulicht ein Erstellen eines Aktualisierter-Digitaler-Doppelgänger- Datensatzes (ADDD) und die Produktion einer physischen Personentransportanlage sowie deren lnbetriebnahme und die kontinuierliche Aktualisierung des ADDD von der Konfigurierung bis zum Betrieb der physischen Personentransportanlage.
Die Figuren sind lediglich schematisch und nicht maßstabsgetreu. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen in den verschiedenen Figuren gleiche oder gleichwirkende Merkmale.
Figur 1 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1, umfassend eine
Erfassungseinrichtung 200, die in einer physischen Personentransportanlage 2 angeordnet ist, sowie einen Aktualisierter-Digitaler-Doppelgänger-Datensatz (ADDD) 102 der physischen Personentransportanlage 2, der in einer Datenwolke (Cloud) 50 gespeichert ist, wobei mittels der Vorrichtung 1 ein erfindungsgemäßes Verfahren 100 durchgeführt werden kann.
Die in Figur 1 dargestellte physische Personentransportanlage 2 ist in Form einer Fahrtreppe ausgestaltet und verbindet in einem Bauwerk 5 auf unterschiedlichen Höhen gelegene und horizontal voneinander beabstandeten Ebenen El und E2. Mittels der physischen Personentransportanlage 2 können Passagiere zwischen den beiden Ebenen El und E2 befördert werden. Die physische Personentransportanlage 2 liegt an ihren gegenüberliegenden Enden auf Auflagestellen 9 des Bauwerks 5 auf.
Die physische Personentransportanlage 2 umfasst ferner ein nur in seinen Umrissen dargestelltes Tragwerk 19, welches sämtliche weiteren Bauteile der physischen
Personentransportanlage 2 lasttragend aufnimmt. Dazu gehören statisch angeordnete physische Bauteile wie Führungsschienen 25, 26, 27, 28 (siehe Figur 2), die Hardware einer Steuerung 17 mit implementierter Steuerungssoftware, sowie nicht dargestellte, aber hinlänglich bekannte Komponenten, wie eine Antriebsmaschine, einen Antriebsstrang, von der Antriebsmaschine über den Antriebsstrang angetriebene Antriebskettenräder, ein Umlenkbogen und dergleichen mehr. Die physische Personentransportanlage 2 umfasst ferner Balustraden 13, die zu ihren beiden Längsseiten oberhalb des Tragwerks 19 an diesem angeordnet sind. Nachfolgend werden die Figuren 1 und 2 gemeinsam
beschrieben.
Des Weiteren weist die physische Personentransportanlage 2 auch umlaufend
angeordnete Bauteile 7, 11 auf, die naturgemäß während des Betriebes Lageänderungen und Beschleunigungen unterworfen sind. Es sind dies insbesondere ein Transportband 7, welches zwischen den beiden Ebenen El, E2 im Tragwerk 19 entlang eines
Führungsweges 10 (nur der Führungsweg des Vorlaufs ist erkennbar) umlaufend angeordnet ist, zwei Handläufe 11 beziehungsweise Handlaufriemen, die an den
Balustraden 13 umlaufend angeordnet sind sowie die nicht dargestellten Komponenten des Antriebsstranges, welche die Bewegungen der Antriebsmaschine auf das
Transportband 7 und die Handläufe 11 übertragen. Das Transportband 7 umfasst Fahrtreppenstufen 29 und Förderketten 31 sowie noch eine Vielzahl weitere Bauteile wie Stufenrollen 32, Kettenrollen 33, Stufenachsen 34 und dergleichen mehr.
Alternativ kann die physische Personentransportanlage 2 auch als Fahrsteig (nicht dargestellt) ausgestaltet sein, der hinsichtlich vieler seiner Bauteile ähnlich oder gleich wie die als Fahrtreppe dargestellte physische Personentransportanlage 2 aufgebaut ist. Wie die Figur 1 zeigt, sind viele Bauteile der physischen Personentransportanlage 2 wie das Tragwerk 19, die Führungsschienen 25, 26, 27, 28, der gesamte Antriebsstrang die Antriebskettenräder und Umlenkbogen, die elektrische Ausrüstung wie Strom- und Signalleitungen, Sensoren und die Steuerung 17 durch Verkleidungsbauteile 15 abgedeckt und geschützt und daher von außen nicht einsehbar. Auch vom Transportband 7 sind in der Figur 1 nur ein Teil der Fahrtreppenstufen 29 des von Passagieren betretbaren Vorlaufs sichtbar.
Die Erfassungseinrichtung 200 ist in der Figur 2 noch detaillierterer in dreidimensionaler Ansicht dargestellt, wobei das Trittelement 36 und das Setzelement 37 der
Fahrtreppenstufe 29 nur angedeutet ist, um die Anordnung der Elemente der
Erfassungseinrichtung 200 in der Fahrtreppenstufe 29 besser zeigen zu können. Die Erfassungseinrichtung 200 umfasst im Wesentlichen ein Sensorelement 201, ein Signalverarbeitungs-, und Signalübertragungsmodul 203 ein Energieversorgungsmodul 205, eine Kennzeichnungseinrichtung 207 sowie ein Identifizierungs- und
Empfängermodul 209.
Das Sensorelement 201 kann beispielsweise ein MPU-6050 Sensor sein, der in einem einzigen Chip einen dreiachsigen MEMS-Beschleunigungsmesser und einen MEMS- Kreisel beziehungsweise Gyroskop enthält. Dieser Chip misst wie dies schematisch außerhalb der Fahrtreppenstufe 29 dargestellt ist, sehr genau Beschleunigungen ax, ay, az und Lageänderungen a, ß, g in allen drei Achsen x, y, z, da für jeden Kanal eine l6-Bit- Analog-Digital-Konvertierungs-Hardware vorhanden ist. Selbstverständlich sind auch andere Sensorelemente 201 oder mehrere Sensorelemente 201 verwendbar, die wie in der Figur 2 angegeben, gesamthaft Beschleunigungen ax, ay, az und Lageänderungen a, ß, g in allen drei Achsen x, y, z erfassen und als Messdaten ausgeben können.
Das Energieversorgungsmodul 205 weist einen Energiespeicher 204 und eine berührungslose Energieübertragungseinrichtung 206 auf, die über eine Induktionsschleife elektrische Energie überträgt und so den Energiespeicher 204 laden kann. Der
Energiespeicher 204 kann ein Akkumulator, Kondensator oder dergleichen mehr sein.
Die Kennzeichnungseinrichtung 207 kann eine einfache Marke mit einem Matrixcode oder Barcode sein. Besonders vorteilhaft ist jedoch ein RFID-Tag, da dieser sehr robust und funktionssicher ist. Es können sowohl passive, als auch aktive RFID-Tags verwendet werden, wobei der aktive RFID-Tag eine elektrische Verbindung zu einem
Energiespeicher haben muss, beispielsweise zum Energiespeicher 204 der
Erfassungseinrichtung 200. Es können alle Fahrtreppenstufen 29 des Transportbandes 7 mit einer Kennzeichnungseinrichtung 207 versehen sein, nicht nur die dargestellte Fahrtreppenstufe 29 mit der Erfassungseinrichtung 200.
Das Identifizierungs- und Empfängermodul 209 ist in geeigneter Weise auf die
Kennzeichnungseinrichtung 207 abgestimmt und identifiziert zum einen die
Fahrtreppenstufen 29, die gerade an ihr vorbeiziehen. Entsprechend wird eine
Positionsinformation generiert, welche Fahrtreppenstufe 29 gerade im Erfassungsbereich des Identifizierungs- und Empfängermoduls 209 ist. Dadurch lassen sich die jeweiligen Messdaten der auftretenden Beschleunigungen ax, ay, az und Lageänderungen a, ß, g präzise derjenigen Stelle des Führungsweges 10 zuordnen, an dem sie aufgetreten sind.
Wenn alle Fahrtreppenstufen 29 eine Kennzeichnungseinrichtung 207 aufweisen, kann das Identifizierungs- und Empfängermodul 209 auch als Fehlstufendetektor dienen, denn die Reihenfolge der Kennzeichnungseinrichtungen 27 kann ebenfalls im Identifizierungs und Empfängermodul 209 abgespeichert sein. Wenn eine Fahrtreppenstufe 27 fehlt, wird vom Identifizierungs- und Empfängermodul 209 augenblicklich ein Warnsignal an die Steuerung 17 der physischen Personentransportanlage 2 übermittelt und das physische Transportband 7 festgesetzt.
Zum anderen kann das Identifizierungs- und Empfängermodul 209 auch die von der Erfassungseinrichtung 200 ermittelten Messdaten der Beschleunigungen ax, ay, az und Lageänderungen a, ß, g empfangen, gegebenenfalls aufbereiten (beispielsweise gewisse betriebsbedingte Frequenzen ausfiltem) und an die Datenwolke 50 und/oder die
Steuerung 17 weiterleiten. Selbstverständlich kann das Identifizierungs- und
Empfängermodul 209 auch in zwei voneinander getrennten Einheiten vorhanden sein.
Zum besseren Verständnis der Funktion der Erfassungsrichtung 200, ist auf der rechten Führungsschiene 26 der Kettenrolle 33 eine Ablagerung 300 dargestellt, über die die Kettenrolle 33 gerade rollt. Damit diese Ablagerung 300 besser erkennbar ist, ist ein Stück der Führungsschiene 26 ausgebrochen dargestellt. Diese Ablagerung 300 kann festgepresster Schmutz sein, es kann aber auch ein in die physische
Personentransportanlage 2 eingezogener Gegenstand wie beispielsweise eine Sandale oder ein Textillappen sein. Sobald die Kettenrolle 33 die Ablagerung 300 überrollt, hebt sich diese Ecke der Fahrtreppenstufe 29. Zudem lenkt aufgrund des einseitigen
Wiederstandes der Ablagerung 300 die Fahrtreppenstufe 29 nach rechts aus, wenn sich diese in Fahrtrichtung L bewegt. Durch die Auslenkung prallt die Kettenrolle 33 an die Führungsflanke 24 der Führungsschiene 26 und wird von dieser zurückgeworfen. In der Figur 3 ist dieses Ereignis ebenfalls aus den Messdaten für die Beschleunigungen ax, ay, az und Lageänderungen a, ß, g beim Zeitpunkt U ersichtlich.
Die Figur 3 zeigt ein Diagramm der von der Erfassungseinrichtung 200 erfassten
Messdaten beziehungsweise die Messwertverläufe, da die Messdaten über eine
Zeitachse t aufgetragen sind. Oberhalb der Zeitachse t sind die Messdaten der
Beschleunigungen ax, ay, az für die entsprechenden Achsen x, y, z aufgetragen, unterhalb der Zeitachse t, die Messdaten der Lageänderungen a, ß, g oder noch präziser ausgedrückt, die Lageänderungswinkel um die jeweiligen Achse x, y, z.
Beim Zeitpunkt to wird die Fahrtreppe gestartet, das heißt, dass das physische
Transportband 7 und damit die Fahrtreppenstufe 29 bis zum Erreichen der
Nenngeschwindigkeit in der Fahrrichtung L beschleunigt wird. Das Beschleunigen der Fahrtreppenstufe 29 schlägt sich sowohl in den Messdaten der x-Achse als auch in der z- Achse nieder, da sich die Fahrtreppenstufe 29 mit der Erfassungseinrichtung 200 im schrägen Teil des Führungsweges 10 befindet. Die Messdaten dieser Beschleunigungen ax, az nehmen daher bist zum Zeitpunkt ti zu und werden bis zum Zeitpunkt t2 konstant beibehalten, wodurch das Transportband 7 gleichmäßig beschleunigt. Ab dem Zeitpunkt t2 wird die Beschleunigung reduziert, da beim Zeitpunkt t3 die Nenngeschwindigkeit des Transportbandes 7 erreicht ist. Während dieser Phase erfolgt keine wesentliche
Lageänderung.
Wenn zum Zeitpunkt U die Kettenrolle 33 über die Ablagerung 300 rollt, ist dies als Peak 73 aus allen sechs Messwertverläufen ersichtlich ln der z- Achse nimmt die
Beschleunigung az beim Aufrollen und Abrollen jeweils zu, so dass der Messwertverlauf zwei„Kamelbuckel“ zeigt. Durch die Auslenkung und das Anprallen der Fahrtreppenstufe 29 an der Führungsflanke 24 ist in der x-Achse ebenfalls ein zweimaliger Anstieg der entsprechenden Beschleunigung- Messdaten ax erkennbar. In der y- Achse findet durch den Wiederstand der Ablagerung 300 zuerst eine leichte Verzögerung mit anschließender Beschleunigung auf die Nenngeschwindigkeit statt.
Da die Kettenrolle 33 beim Überfahren der Ablagerung 300 zuerst angehoben und dann wieder auf das Führungsschienenniveau abgesenkt wird, kippt die Fahrtreppenstufe 29 während des Überfahrens einerseits auf, was deutlich an den erfassten Messdaten erkennbar ist, die die Lageänderung a um die x-Achse repräsentieren. Anderseits findet auch eine Schiefstellung der Fahrtreppenstufe 29 statt, so dass bezüglich der y- Achse ebenfalls eine Lageänderung ß feststellbar ist. Interessant ist auch der Verlauf der Messdaten zur Lageänderung g um die z- Achse, die deutlich die Auslenkung der Fahrtreppenstufe 29 bis zum Anprallen der Kettenrolle 33 an der Führungsflanke 24 und das anschließende Rückstellen der Fahrtreppenstufe 29 infolge der Zugkraft an den Förderketten 31 auf den vorgesehene Führungsweg 10 der Kettenrolle 33 dokumentieren. Wie aber in der Figur 1 dargestellt, lassen sich mit den Beschleunigungen ax, ay, az und Lageänderungen a, ß, g auch statische und dynamische Simulationen durchführen.
Hierzu umfasst die Vorrichtung 1 gemäß der Figur 1 den Aktualisierter-Digitaler- Doppelgänger-Datensatz 102, der nachfolgend der besseren Lesbarkeit wegen abgekürzt als ADDD 102 bezeichnet wird. Der ADDD 102 ist ein möglichst umfassendes, dem aktuellen physischen Zustand der physische Personentransportanlage 2 nachgeführtes virtuelles Abbild und stellt daher eine der physischen Personentransportanlage 2 zugeordnete, virtuelle Personentransportanlage dar. Das heißt, dass der ADDD 102 nicht nur ein virtuelles Hüllenmodell der physischen Personentransportanlage 2 ist, welches in etwa dessen Abmaße repräsentiert, sondern es ist jedes einzelne physische Bauteil vom Handlauf 11 bis zur letzten Schraube mit möglichst allen seinen charakterisierenden Eigenschaften auch in digitalisierter Form im ADDD 102 vorhanden und abgebildet.
Die charakterisierenden Eigenschaften von Bauteilen können geometrische Abmessungen der Bauteile wie beispielsweise eine Länge, eine Breite, eine Höhe, ein Querschnitt, Radien, Verrundungen, etc. sein. Auch die Oberflächenbeschaffenheit der Bauteile wie beispielsweise Rauigkeiten, Texturen, Beschichtungen, Farben, Reflektivitäten, etc. gehören zu den charakterisierenden Eigenschaften. Ferner können auch Materialwerte wie beispielsweise das Elastizitätsmodul, der Biegewechselfestigkeitswert, die Härte, der Kerbschlagzähigkeitswert, der Zugfestigkeitswert, und/oder Freiheitsgrade, die mögliche Relativbewegungen eines Bauteils zu benachbarten Bauteilen beschreiben, etc. als charakterisierende Eigenschaften des jeweiligen Bauteils hinterlegt sein. Es handelt sich hierbei nicht um theoretische Eigenschaften (Soll-Daten), wie sie beispielsweise auf einer Fertigungszeichnung zu finden sind, sondern um tatsächlich am physischen Bauteil ermittelte charakterisierende Eigenschaften (Ist-Daten). Auch montagerelevante Angaben wie beispielsweise das tatsächlich aufgebrachte Anzugsdrehmoment einer Schraube und damit deren Vorspannkraft sind vorzugsweise dem jeweiligen Bauteil zugeordnet.
Die Vorrichtung 1 kann beispielsweise ein oder mehrere Computersysteme 111 umfassen. Insbesondere kann die Vorrichtung 1 ein Computemetzwerk umfassen, welches Daten in Form einer Datenwolke 50 (Cloud) speichert und verarbeitet. Die Vorrichtung 1 kann hierfür über einen Speicher, oder wie symbolisch dargestellt, über Speicherressourcen in der Datenwolke 50 verfügen, in dem die Daten des ADDD 102 (symbolisch als dreidimensionales Abbild der physischen Personentransportanlage 2 dargestellt) gespeichert werden können, beispielsweise in elektronischer oder magnetischer Form.
Das bedeutet, dass der ADDD 102 an einem beliebigen Speicherort abgespeichert sein kann.
Die Vorrichtung 1 kann ferner über Datenverarbeitungsmöglichkeiten verfügen.
Beispielsweise kann die Vorrichtung 1 einen Prozessor aufweisen, mithilfe dessen Daten des ADDD 102 verarbeitet werden können. Die Vorrichtung 1 kann ferner über
Schnittstellen 53, 54 verfügen, über die Daten in die Vorrichtung 1 eingegeben und/oder aus der Vorrichtung 1 ausgegeben werden können lnsbesondere kann die Vorrichtung 1 interne Schnittstellen 51, 52 aufweisen, wobei die Schnittstelle 51 zwischen dem ADDD 102 und der physischen Personentransportanlage 2 eine Kommunikation zur
Erfassungseinrichtung 200 ermöglicht, die an oder in der Personentransportanlage 2 angeordnet ist und mit deren Hilfe Lageänderungen a, ß, g und Beschleunigungen ax, ay, az mindestens einer Fahrtreppenstufe 29 gemessen und ermittelt werden können.
Die Vorrichtung 1 kann prinzipiell gesamthaft in der physischen Personentransportanlage 2, verwirklicht sein, wobei deren ADDD 102 beispielsweise in deren Steuerung 17 gespeichert ist und dessen Daten durch die Steuerung 17 verarbeitet werden kann. Vorzugsweise ist der ADDD 102 der Vorrichtung 1 jedoch nicht in der physischen Personentransportanlage 2 gespeichert, sondern entfernt zu dieser, beispielsweise in einem entfernten Kontrollzentrum, von dem aus der Zustand der physischen
Personentransportanlage 2 überwacht werden soll oder in der von überall her
beispielsweise über eine Intemetverbindung erreichbaren Datenwolke 50. Die
Vorrichtung 1 kann auch räumlich verteilt implementiert sein, beispielsweise wenn Daten des ADDD 102 über mehrere Computer verteilt in der Datenwolke 50 verarbeitet werden.
Insbesondere kann die Vorrichtung 1 programmierbar sein, das heißt durch ein geeignet programmiertes, den ADDD 102 umfassendes Computerprogrammprodukt 101 kann diese dazu veranlasst werden, das erfindungsgemäße Verfahren 100 auszuführen oder zu steuern. Das Computerprogrammprodukt 101 kann Anweisungen oder Code enthalten, welche beispielsweise einen Prozessor der Vorrichtung 1 dazu veranlassen, gemäss dem implementierten Verfahren 100 Daten des ADDD 102 abzuspeichem, auszulesen, zu verarbeiten, zu modifizieren, etc. Das Computerprogrammprodukt 101 kann in einer beliebigen Computersprache verfasst sein.
Das Computerprogrammprodukt 101 kann auf einem beliebigen computerlesbaren Medium gespeichert sein, beispielsweise einem Flash-Speicher, einer CD, einer DVD, RAM, ROM, PROM, EPROM, etc. Das Computerprogrammprodukt 101 und/oder die damit zu verarbeitenden Daten können auch auf einem Server oder mehreren Servern gespeichert sein, beispielsweise in der Datenwolke 50, von wo aus sie über ein Netz, beispielsweise das Internet, heruntergeladen werden können.
Aufgrund der im ADDD 102 vorhandenen Daten, lässt sich dieser beziehungsweise lassen sich dessen virtuellen Bauteile durch ein Ausführen des
Computerprogrammproduktes 101 in einem Computersystem 111 aufrufen und als eine dreidimensionale, virtuelle Personentransportanlage darstellen. Diese kann virtuell mittels Zoomfunktionen und Bewegungsfunktionen„durchwandert“ und erkundet werden.
Hierbei sind auch Bewegungsabläufe, Kollisionssimulationen, statische und dynamische Festigkeitsanalysen unter Zuhilfenahme der Finiten-Elemente-Methode und interaktive Abfragen zu aktuellen charakterisierenden Eigenschaften einzelner virtueller Bauteile und Bauteilgruppen möglich. Das heißt, dass beispielsweise aus dem ADDD 102 das virtuelle umlaufend angeordnete Transportband 107, welches das Pendant des physischen Transportbandes 7 darstellt, ausgewählt werden kann. Mit diesem lassen sich
Simulationen durchführen, wobei bei den Simulationen die von der
Erfassungseinrichtung 200 erfassten Messdaten zu Lageänderungen a, ß, g und Beschleunigungen ax, ay, az auf die entsprechende virtuelle Fahrtreppenstufe 129 des virtuellen Transportbandes 107 übertragen werden.
Mit anderen Worten können diese Simulationen automatisiert durch das im
Computerprogrammprodukt 101 implementierte Verfahren 100 initialisiert werden. Sie können aber auch von„Außen“ das heißt über eine Eingabe zum Beispiel über die als Tastatur dargestellte Schnittstelle 53 des Computersystems 111 initialisiert werden. Die Übertragung der Messdaten erfolgt über die Schnittstelle 51 zwischen der physischen Personentransportanlage 2 und dem ADDD 102 beziehungsweise dem laufenden Computerprogramm (Verfahren 100) des Computerprogrammproduktes 101. Hierbei werden die Messdaten der Erfassungseinrichtung 200 (siehe auch Figuren 2 und 3) abgefragt und die Beschleunigungen ax, ay, az und Lageänderungen a, ß, g gemäß den Zuordnungsinformationen des Identifizierungs- und Empfängermoduls 209 auf die Bewegungen der entsprechenden Bauteilmodell-Datensätze beziehungsweise der entsprechenden virtuellen Fahrtreppenstufen 129 übertragen. Die Messdaten beziehungsweise ganze Messdatenverläufe können in einem Logfile 104 abgelegt werden. Um diese Einträge historisch zu ordnen, können sie mit einer Zeitinformation 103 im Logfile 104 abgespeichert werden.
Wie in der Figur 1 schematisch dargestellt, kann ein Benutzer, beispielsweise ein Techniker, eine Abfrage über den Zustand der physischen Personentransportanlage 2 tätigen, indem er über das Computersystem 111 das Computerprogramm 100 des Computerprogrammproduktes 101 startet beziehungsweise darauf zugreift. Das Computersystem 111 kann fester Bestandteil der Vorrichtung 1 sein, es kann aber auch nur eine temporäre Zugehörigkeit annehmen, während mit ihm über die Schnittstelle 52 auf Daten des ADDD 102 zugegriffen wird. lm vorliegenden Ausführungsbeispiel der Figur 1 wurde aufgrund von automatisch generierten Meldungen und Wamhinweisen ein Techniker auf Probleme im Bereich der oberen Ebene E2 aufmerksam gemacht. Da das physische Transportband 7 schon einige Zeit läuft, ist durch einen automatisiert durchgeführten, periodischen Vergleich der Messwerte der Erfassungseinrichtung 200 dieser Bereich aufgefallen, da die Messwerte der Beschleunigungen ax, ay, az und Lageänderungen a, ß, g wie in der Figur 3 zum Zeitpunkt U dargestellt, deutlich von den sonst an dieser Stelle des Führungsweges 10 zu erwartenden Messwerten abweichen, wie sie beispielsweise nach dem Zeitpunkt t3 vorhanden sind. Diese sich von den ursprünglichen, bei der Inbetriebnahme erfassten Messwerten abhebenden Peaks 73 eignen sich somit hervorragend, um automatisiert überwacht zu werden.
Um den Wamhinweisen nachzugehen, hat der Techniker über Zoomfunktionen einen Bereich 60 des ADDD 102 ausgewählt. Hierbei kann auf dem als Datenausgabe dienenden Bildschirm 54 eine kleine Navigationsgrafik 55 dargestellt sein, auf der mittels eines Pointers 56 der ausgewählte Bereich 60 angezeigt wird. Beim ausgewählten Bereich 60 handelt es sich um den in der Ebene E2 vorhandenen, virtuellen Zutrittsbereich, bei welchem die virtuellen Fahrtreppenstufen 129 unter die dort angeordnete, virtuelle Kammplatte 132 einlaufen. Aufgrund des gezoomten Bereiches 60 sind lediglich die virtuellen Führungsschienen 126, 128, die virtuelle Kammplatte 132 sowie zwei virtuelle Fahrtreppenstufen 129 des Transportbandes 107 zu sehen.
Mittels dynamischer Simulationen am ADDD 102 können die Auswirkungen der abweichenden Messdaten beurteilt werden, indem beispielsweise der virtuelle
Führungsweg 310 dahingehend modifiziert wird, dass eine über diesen Führungsweg 310 fahrende, virtuelle Fahrtreppenstufe 129 dieselben Beschleunigungen ax, ay, az und Lageänderungen a, ß, g erfährt, wie die physische Fahrtreppenstufe 29. Konkret wird der virtuelle Führungsweg 310 nachmodelliert, indem beispielsweise der virtuellen
Führungsschiene 126 eine virtuelle Ablagerung 330 an der richtigen Stelle hinzugefügt wird. Durch die im Logfile 104 hinterlegte Messwerthistorie kann auch simuliert werden, ob die virtuelle Ablagerung 330 zur virtuellen Kammplatte 132 hin, wandert. Bei diesen Simulationen heben und senken sich die virtuellen Fahrtreppenstufen 129 in orthogonaler Richtung zur Fahrtrichtung L, wenn die virtuellen Kettenrollen 127 über die Ablagerung 330 fahren. Wenn sich die virtuelle Ablagerung 330 hin zur virtuellen Kammplatte 132 bewegt, kann die führende Kante 122 der virtuellen Fahrtreppenstufe 129 mit der virtuellen Kammplatte 132 kollidieren. Dasselbe ist logischerweise auch bei der physischen Personentransportanlage 2 zu befürchten, weshalb auf Basis der vorangehend beschriebenen Simulationsergebnisse eine Wartung der physischen
Personentransportanlage 2 eingeleitet werden sollte.
Es ist auch möglich, dass die Ablagerung von den überfahrenden Kettenrollen weggewalzt wird und daher die Messwerte der Erfassungseinrichtung immer kleiner werden, so dass der Techniker aus den Simulationen am ADDD 102 erkennt, dass sich das Problem von alleine löst und kein Wartungseingriff erforderlich ist.
Wenn sich die Ablagerung in Richtung der Kammplatte bewegt, kann durch eine geeignete Simulationsextrapolation auf Basis der Messwerthistorie der Zeitpunkt eines möglichen Schadensereignisses ermittelt und präventive Wartungsarbeiten vor diesem Zeitpunkt geplant und durchgeführt werden. Um die dabei anfallende Datenmenge zu begrenzen, kann eine rückverfolgbare Historie auch auf ein Zeitfenster beschränkt sein, wobei die bei der Inbetriebnahme aufgezeichneten Messdaten als Referenzwerte erhalten bleiben müssen.
Nach einer Wartung ist logischerweise die Ablagerung 300 nicht mehr vorhanden, so dass die Beschleunigungen ax, ay, az und Lageänderungen a, ß, g an dieser Stelle des
Führungsweges 10 wieder annähernd denjenigen Messwerten entsprechen, die von der Erfassungseinrichtung 200 bei der Inbetriebnahme der physischen Fahrtreppe 2 erfasst wurden. Den nunmehr aktuellen Beschleunigungen ax, ay, az und Lageänderungen a, ß, g entsprechend, wird der virtuelle Führungsweg 310 wieder nachmodelliert
beziehungsweise der ADDD 102 entsprechend aktualisiert.
Aus Gründen der Fertigungstoleranzen der Bauteile und durch die bei der Herstellung und/oder bei der Inbetriebnahme und/oder bei einer vorangehenden Wartung gemachten Einstellungen weist nicht jede physische Personentransportanlage 2 die genau gleichen geometrischen Verhältnisse bezüglich der Bauteile und deren Einbaulage auf.
Genaugenommen ist jede physische Personentransportanlage in der Gesamtheit der charakterisierenden Eigenschaften ihrer Bauteile einzigartig und dementsprechend unterscheiden sich auch alle ADDD 102 (wenn auch nur geringfügig) voneinander. Im beispielhaft ausgewählten Bereich 60 führt dies dazu, dass eine bestimmte, durch die Erfassungseinrichtung 200 erfasste Lageänderung bei der einen physischen
Personentransportanlage 2 bereits zu einer Kollision von Fahrtreppenstufe 29 und Kammplatte fuhren kann, während bei einer anderen physischen Personentransportanlage 2 gleicher Auslegung noch lange keine Gefahr einer Kollision besteht. Anhand dieses Beispiels ist leicht erkennbar, dass aufgrund der Analysemöglichkeiten, die der ADDD 102 mit seinen virtuellen Bauteilen bietet, für jedes physische Bauteil einer
Personentransportanlage 2 dessen Weiterverwendung, dessen Einjustierung in seinem Umfeld oder dessen Ersatz unter Verwendung des ADDD 102 ermittelt und
entsprechende Wartungsarbeiten geplant werden können.
Die Figur 4 veranschaulicht anhand eines mit zusätzlichen Informationen versehenen Diagramms die wichtigsten Verfahrensschritte des erfindungsgemässen Verfahrens 100 (markiert mittels unterbrochener Linie) bei der Erstellung eines ADDD 102, die
Produktion einer physischen Personentransportanlage 2 im Rahmen dieser Erstellung sowie die Inbetriebnahme der physischen Personentransportanlage 2 und die
Aktualisierung des ADDD 102 aufgrund der erfassten Beschleunigungen ax, ay, az und Lageänderungen a, ß, g. Die hauptsächlichen Verfahrensschritte des Verfahrens 100 sind gegliedert in:
• im ersten Verfahrensschritt 110 eine Erfassung der kundenspezifischen
Konfigurierungsdaten 113;
• im zweiten Verfahrensschritt 120 eine Erstellung eines Kommissionierungs- Digitaler-Doppelgänger-Datensatzes unter Einbeziehung von Bauteilmodell- Datensätzen und den kundenspeifischen Konfigurierungsdaten 113;
• im dritten Verfahrensschritt 130 eine Überführung des Kommissionierungs- Digitaler-Doppelgänger-Datensatzes in einen Fertigungs-Digitaler- Doppelgänger-Datensatz;
• im vierten Verfahrensschritt 140 eine Fertigung der physischen
Personentransportanlage 2 anhand des Fertigungs-Digitaler-Doppelgänger- Datensatzes; sowie
• im fünften Verfahrensschritt 150 eine Installation der physischen
Personentransportanlage 2 in einem Bauwerk 5 und die Aktualisierung des Fertigungs-Digitaler-Doppelgänger-Datensatzes zum ADDD 102.
Sämtliche Datenverarbeitung und die Datenspeicherung sowie die schrittweise Erstellung des ADDD 102 erfolgt hierbei beispielhaft über die Datenwolke 50. Die Ausgangslage 99 zur Ausführung des erfmdungsgemässen Verfahrens 100 kann eine Planung und spätere Erstellung oder ein Umbau eines Bauwerkes 5 wie beispielsweise eines Shoppingcenters, eines Flughafengebäudes, einer U-Bahnstation und dergleichen mehr sein. Hierbei ist gegebenenfalls auch eine als Fahrtreppe oder Fahrsteig ausgestaltete Personentransportanlage 2 vorgesehen. Aufgrund des Einsatzprofils und den Einbauverhältnissen wird die gewünschte Personentransportanlage 2 konfiguriert.
Dazu kann beispielsweise ein lnternetbasiertes Konfigurierungsprogramm zur Verfügung stehen, welches dauerhaft oder temporär in einem Computersystem 111 installiert ist. Mittels verschiedener Eingabemasken 112 werden kundenspezifische
Konfigurierungsdaten 113 abgefragt und in einem Logfile 104 unter einer
ldentifizierungsnummer gespeichert. Das Logfile 104 kann beispielsweise in der Datenwolke 50 gespeichert werden. Optional kann dem Architekten des Bauwerkes 5 anhand seiner kundenspezifischen Konfigurierungsdaten 113 ein digitales Hüllenmodell zur Verfügung gestellt werden, welches er zwecks Visualisierung des geplanten
Gebäudes in sein digitales Gebäudemodell einfügen kann. Als kundenspezifische Konfigurierungsdaten 113 werden beispielsweise Koordinaten des vorgesehenen Einbauraumes, die erforderliche maximale Förderleistung, Förderhöhe, Einsatzumfeld, etc. abgefragt.
Wenn der Architekt mit der durch ihn konfigurierten Personentransportanlage 2 zufrieden ist, kann er diese unter Angabe der kundenspezifischen Konfigurierungsdaten 113, beispielsweise durch einen Hinweis auf die ldentifizierungsnummer oder den ldentifizierungscode des Logfiles 104, beim Hersteller in Auftrag geben.
Bei einem Bestellungseingang, dargestellt durch den zweiten Verfahrensschritt 120, der auf ein Logfile 104 referenziert wird, wird zunächst ein Digitaler-Doppelgänger- Datensatz 121 erstellt, der eine Soll-Konfiguration angibt. Beim Erstellen des Digitaler- Doppelgänger-Datensatzes 121 werden Bauteilmodell-Datensätze 114, 115, ..., NN verwendet, die für eine Fertigung der physischen Bauteile vorgesehen sind. Das heißt, dass für jedes physische Bauteil ein Bauteilmodell-Datensatz 114, 115, ..., NN beispielsweise in der Datenwolke 50 abgespeichert ist, der alle charakterisierenden Eigenschaften (Abmaße, Toleranzen, Werkstoffeigenschaften, Oberflächengüte, Schnittstelleninfonnationen zu weiteren Bauteilmodell-Datensätzen, Freiheitsgrade, etc.) dieses Bauteils in einer Soll-Konfiguration enthält.
Mittels der kundenspezifischen Konfigurierungsdaten 113 werden nun die zur Erstellung des Digitaler-Doppelgänger-Datensatz 121 erforderlichen Bauteilmodell-Datensätze 114, 115, ..., NN anhand logischer Verknüpfungen automatisiert ausgewählt sowie deren Anzahl und Anordnung im dreidimensionalen Raum bestimmt. Anschließend werden diese Bauteilmodell-Datensätze 114, 115, ..., NN mittels ihrer
Schnittstelleninformationen zu einem entsprechenden Digitaler-Doppelgänger-Datensatz 121 der Personentransportanlage 2 vereinigt. Hierbei ist es offensichtlich, dass eine Fahrtreppe oder ein Fahrsteig aus einigen tausend Einzelteilen besteht (repräsentiert durch die Bezugszeichen ..., NN) und dementsprechend ebenso viele Bauteilmodell- Datensätze 114, 115, ..., NN zur Erstellung eines Digitaler-Doppelgänger-Datensatz 121 herangezogen und verarbeitet werden müssen. Der Digitaler-Doppelgänger-Datensatz 121 weist für alle herzustellenden beziehungsweise zu beschaffenden physischen Bauteile Soll-Daten auf, welche charakterisierende Eigenschaften der zum Bau erforderlichen Bauteile der Personentransportanlage 2 in einer Soll-Konfiguration wiedergeben. Der Digitaler-Doppelgänger-Datensatz 121 kann wie durch den Pfeil 161 dargestellt, in der Datenwolke 50 abgespeichert werden und bildet gewissermaßen auch die Ausgangsbasis des ADDD 102. lm dritten Verfahrensschritt 130 wird durch ein Ergänzen des digitalen,
dreidimensionalen Doppelgänger-Datensatzes 121 mit produktionsspezifischen Daten 136 hernach der Kommissionierungs-Digitaler-Doppelgänger-Datensatz 135 erzeugt, der alle für die Produktion der kommissionierten Personentransportanlage 2 erforderlichen Fertigungsdaten enthält. Solche produktionsspezifischen Daten 136 können
beispielsweise den Produktionsstandort, den an diesem Produktionsstandort
verwendbaren Werkstoff, die zur Produktion des physischen Bauteiles eingesetzten Fertigungsmittel, Durchlaufzeiten und dergleichen mehr enthalten. Dieser
Ergänzungsschritt wird, wie durch den Pfeil 162 dargestellt, am noch im Aufbau befindlichen ADDD 102 vollzogen.
Der Kommissionierungs-Digitaler-Doppelgänger-Datensatz 135 kann gemäss dem vierten Verfahrensschritt 140 anschließend in den Fertigungsanlagen 142 des Herstellerwerkes (hierfür stellvertretend die Abbildung einer Schweißlehre für ein Tragwerk 19) verwendet werden, um die Produktion der physischen Bauteile (hierfür stellvertretend die Abbildung eines Tragwerks 19) der physischen
Personentransportanlage 2 zu ermöglichen. Im Kommissionierungs-Digitaler- Doppelgänger-Datensatz 135 sind ebenfalls die Montageschritte zur physischen
Personentransportanlage 2 definiert. Bei und nach der Fertigung der physischen Bauteile sowie beim Zusammenbau der daraus entstehenden, physischen Personentransportanlage 2 werden zumindest ein Teil der charakterisierenden Eigenschaften von Bauteilen und montierten Baugruppen beispielsweise durch Vermessen und zerstörungsfreie
Prüfverfahren erfasst und diese den entsprechenden virtuellen Bauteilen zugeordnet, in den noch unfertigen ADDD 102 übertragen. Hierbei ersetzen als charakterisierende Eigenschaften die an den physischen Bauteilen gemessenen IST-Daten die zugeordneten Soll-Daten des Kommissionierungs-Digitaler-Doppelgänger-Datensatzes 135. Mit dieser durch den Pfeil 163 dargestellten Übertragung wandelt sich mit fortlaufendem
Produktionsfortschritt der Kommissionierungs-Digitaler-Doppelgänger-Datensatz 135 immer mehr hin zum ADDD 102. Dieser ist jedoch immer noch nicht ganz komplett, sondern bildet zuerst einen sogenannte Fertigstellungs-Digitaler-Doppelgänger- Datensatz.
Nach ihrer Fertigstellung kann die physische Personentransportanlage 2 wie im fünften Verfahrensschritt 150 dargestellt, in das nach den Plänen des Architekten erstellte Bauwerk 5 eingebaut werden. Da beim Einbau gewisse Einstellarbeiten ausgeführt werden müssen und schon bei der ersten Inbetriebnahme Betriebsdaten entstehen (beispielsweise auch die von der Erfassungseinrichtung 200 erfassten Beschleunigungen ax, ay, az und Lageänderungen a, ß, g entlang des Führungsweges 10), werden auch diese Daten auf den Fertigstellungs-Digitaler-Doppelgänger-Datensatz übertragen und in charakterisierende Eigenschaften der davon betroffenen virtuellen Bauteile umgerechnet. Mit dieser durch den strichpunktierten Pfeil 164 dargestellten Aktualisierung wandelt sich der Fertigstellungs-Digitaler-Doppelgänger-Datensatz in den ADDD 102, der ebenso wie die physische Personentransportanlage 2 die volle Einsatzbereitschaft erreicht. Ab diesem Zeitpunkt kann der ADDD 102 jederzeit in das Computersystem 111 geladen und zur detaillierten Analyse des Zustandes der physischen Personentransportanlage 2 eingesetzt werden. Der fünfte Verfahrensschritt 150 bildet jedoch nicht einen eigentlichen Abschluss des erfindungsgemäßen Verfahrens 100, da der ADDD 102 während seiner Lebensdauer immer wieder aktualisiert wird. Dieser Abschluss erfolgt erst mit dem Lebensdauerende der physischen Personentransportanlage 2, wobei hier ein letztes Mal die Daten des ADDD 102 nutzbringend für den Entsorgungsvorgang der physischen Bauteile eingesetzt werden können.
Der ADDD 102 wird wie weiter oben ausführlich beschrieben und durch den
strichpunktierten Pfeil 164 symbolisiert, während der gesamten Lebensdauer der Personentransportanlage 2 kontinuierlich und/oder periodisch durch die Übertragung von Messdaten aktualisiert. Diese Messdaten können wie bereits erwähnt, sowohl von der Erfassungseinrichtung 200, als auch durch eine Eingabe beispielsweise durch das Wartungspersonal erfasst und auf den ADDD 102 übertragen werden. Selbstverständlich lässt sich der ADDD 102 zusammen mit den zur Arbeit mit dem ADDD 102
erforderlichen Programmanweisungen 166 auf einem beliebigen Speichermedium als Computerprogrammprodukt 101 speichern.
Obwohl die vorliegende Erfindung in den Figuren 1 bis 4 am Beispiel einer Fahrtreppe ausführlich beschrieben wurde, ist es offensichtlich, dass die beschriebenen
Verfahrensschritte und eine entsprechende Vorrichtung gleichermaßen auch für
Fahrsteige Anwendung finden. Abschließend ist daraufhinzuweisen, dass Begriffe wie „aufweisend“,„umfassend“, etc. keine anderen Elemente oder Schritte ausschließen und Begriffe wie„eine“ oder„ein“ keine Vielzahl ausschließen. Ferner sei darauf hingewiesen, dass Merkmale oder Schritte, die mit Verweis auf eines der obigen
Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind, auch in Kombination mit anderen Merkmalen oder Schritten anderer oben beschriebener Ausführungsbeispiele verwendet werden können. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkung anzusehen.

Claims

Patentansprüche
1. V erfahren ( 100) zum Überwachen eines Zustands einer physischen
Personentransportanlage (2) unter Verwendung eines Aktualisierter-Digitaler- Doppelgänger-Datensatzes ADDD (102), welcher charakterisierende Eigenschaften von Bauteilen der physischen Personentransportanlage (2) in maschinen- verarbeitbarer Weise umfasst, wobei
• der ADDD (102) aus Bauteilmodell-Datensätzen (114 - NN) aufgebaut ist, die Daten umfassen, welche durch Messen charakterisierender Eigenschaften an der physischen Personentransportanlage (2) nach deren Zusammenbau und
Installation in einem Bauwerk (5) ermittelt wurden;
• die physische Personentransportanlage (2) zudem ein umlaufend angeordnetes Transportband (7) umfasst, welches zumindest eine Fahrtreppenstufe (29) oder Palette mit einer Erfassungseinrichtung (200) aufweist, durch die
Beschleunigungen (ax, ay, az) und Lageänderungen (a, ß, g) in allen drei Achsen (x, y, z) während des Betriebes erfasst und als Messdaten ausgegeben werden können;
diese Messdaten auf den ADDD (102) übertragen werden und durch dynamische Simulationen mittels des ADDD (102) aus den Messdaten sich ergebende Kräfte, Impulse und Schwingungen, die auf die den physischen Bauteilen entsprechenden, virtuellen Bauteile (129) des virtuellen Transportbandes (107) sowie auf die mit dem virtuellen Transportband (107) in Interaktion stehenden virtuellen Bauteile (126, 128) wirken, ermittelt und beurteilt werden.
2. Verfahren (100) nach Anspruch 1, wobei die von der Erfassungseinrichtung (200) übermittelten Messdaten der Beschleunigungen (ax, ay, az) und Lageänderungen (a, ß, g) mit einer Zeitinformation (103) in einem Logfile (104) abgespeichert werden.
3. Verfahren (100) nach Anspruch 2 wobei mittels der im Logfile (104) gespeicherten Messdaten der Beschleunigungen (ax, ay, az) und Lageänderungen (a, ß, g) sowie von im Logfile (104) gespeicherten Betriebsdaten mittels stochastischer Methoden ein Veränderungstrend der Messdaten ermittelt wird.
4. Verfahren (100) nach Anspruch 3, wobei das Überwachen des Zustandes der physischen Personentransportanlage (2) ein Simulieren zukünftiger charakterisierender Eigenschaften der physischen Personentransportanlage (2) unter Verwendung des ADDD (102) und basierend auf den Veränderungstrends der Beschleunigungen (ax, ay, az) und Lageänderungen (a, ß, g), umfasst.
5. Verfahren (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die von der Erfassungseinrichtung (200) erfassten Beschleunigungen (ax, ay, az) und
Lageänderungen (a, ß, g) auf periodisch auftretende Peaks (73) untersucht werden und beim Auftreten von Peaks (37) diese einer Stelle des Führungsweges (10) des physischen Transportbandes (7) beziehungsweise nach der Übertragung der Messdaten auf den ADDD (102), einer Stelle des virtuellen Führungsweges (310) zugeordnet werden.
6. Verfahren (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, ferner umfassend ein Erstellen des ADDD (102);
wobei das Erstellen des ADDD (102) umfasst:
• Erstellen eines Kommissionierungs-Digitaler-Doppelgänger-Datensatzes (135) mit Soll-Daten, welche charakterisierende Eigenschaften von Bauteilen der Personentransportanlage (2) in einer Soll-Konfiguration wiedergeben;
• Erstellen eines Fertigstellungs-Digitaler-Doppelgänger-Datensatzes basierend auf dem Kommissionierungs-Digitaler-Doppelgänger-Datensatz (135) durch Messen von Ist-Daten, welche charakterisierende Eigenschaften von Bauteilen der physischen Personentransportanlage (2) in der tatsächlichen Konfiguration der Personentransportanlage (2) direkt nach deren Zusammenbau und Installation in einem Bauwerk (5) wiedergeben und Ersetzen von Soll-Daten in dem
Kommissionierungs-Digitaler-Doppelgänger-Datensatz (135) durch
entsprechende Ist-Daten; und
• Erstellen des ADDD (102) basierend auf dem Fertigstellungs-Digitaler- Doppelgänger-Datensatz durch Aktualisieren des Fertigstellungs-Digitaler- Doppelgänger-Datensatzes während des Betriebs der physischen
Personentransportanlage (2) unter Berücksichtigung der durch die
Erfassungseinrichtung (200) erfassten Beschleunigungen (ax, ay, az) und
Lageänderungen (a, ß, g).
7. Verfahren (100) nach Anspruch 6, wobei das Erstellen des
Kommissionierungs-Digitaler-Doppelgänger-Datensatzes (135) ein Erstellen eines Digitaler-Doppelgänger-Datensatzes (121) aus Bauteilmodell-Datensätzen (114, ..., NN) unter Berücksichtigung von kundenspezifischen Konfigurierungsdaten (113), sowie ein Erstellen von Fertigungsdaten durch Modifizieren des Digitaler-Doppelgänger- Datensatzes (121) unter Berücksichtigung von produktionsspezifischen Daten (136), umfasst.
8. Vorrichtung (1) zum Überwachen eines Zustands einer physischen
Personentransportanlage (2), umfassend:
• einen aus Bauteilmodell-Datensätzen (114 - NN) aufgebauter ADDD (102), welcher charakterisierende Eigenschaften von Bauteilen der physischen Personentransportanlage (2) in einer tatsächlichen Konfiguration der physischen Personentransportanlage (2) nach deren Zusammenbau und Installation in einem Bauwerk (5) in maschinen- verarbeitbarer Weise wiedergibt; sowie
• mindestens eine Erfassungseinrichtung (200), mit einem 3-achsigen
Sensorelement (201) aufweisend einen Beschleunigungssensor und ein
Gyroskop, durch welches Beschleunigungen (ax, ay, az) und Lageänderungen (a, ß, g) einer physischen Fahrtreppenstufe (29) oder Palette eines physischen Transportbandes (7) einer physischen Personentransportanlage (2) in allen drei Achsen (x, y, z) entlang ihres Führungsweges (10) während des Betriebes als Messdaten erfassbar sind;
wobei diese Messdaten auf den ADDD (102) übertragbar sind und daraus sich ergebende Kräfte, Impulse und Schwingungen auf die den physischen Bauteilen entsprechenden virtuellen Bauteile des virtuellen Transportbandes (107) und auf die mit diesen virtuellen Bauteilen in Interaktion stehenden virtuellen Bauteile mittels des ADDD (102) durch dynamische Simulationen ermittelbar und beurteilbar sind.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei für mindestens eine der physischen Fahrtreppenstufen (29) oder Paletten einer physischen Personentransportanlage (2) eine Erfassungseinrichtung (200) vorgesehen ist und jede physische Fahrtreppenstufe (29) oder Palette des Transportbandes (7) der physischen Personentransportanlage (2) eine Kennzeichnung (207) aufweist, und die Erfassungseinrichtung (200) ferner ein
Identifizierungs- und Empfängermodul (209) zur Erfassung der Kennzeichnungen (207) umfasst, wobei das Identifizierungs- und Empfängermodul (207) ortsfest in der physischen Personentransportanlage (2) angeordnet ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei für jede physische Fahrtreppenstufe (29) oder Palette einer physischen Personentransportanlage (2) eine
Erfassungseinrichtung (200) vorgesehen ist.
11. Physische Personentransportanlage (2), umfassend eine Vorrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 8 bis 10.
12. Computerprogrammprodukt (101), umfassend maschinenlesbare Programmanweisungen (166), welche bei Ausführung auf einer programmierbaren Vorrichtung (50, 111) die Vorrichtung (50, 111) zum Durchführen oder Steuern eines Verfahrens (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 veranlassen.
13. Computerlesbares Medium mit einem darauf gespeicherten
Computerprogrammprodukt (101) gemäß Anspruch 12.
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