‘Come funziona 6 – Digitalizzazione’: i contenuti
‘Come funziona 6 – Digitalizzazione‘ è il sesto volume della collana ‘Come funziona‘ e illustra, nel dettaglio, lo stato dell’arte dei sistemi di digitalizzazione utilizzati nel mondo degli ascensori e scale mobili, cioè di quei sistemi basati sull’abbinamento di tecnologie elettroniche, comunicazione remota, scambio dati nel cloud, interfacce, auto-apprendimento, che permettono di migliorare la raccolta di informazioni, la conoscenza, la sicurezza, l’utilizzo e l’efficienza degli oggetti/ascensori a cui sono applicati.
All’interno del ‘Come funziona 6 – Digitalizzazione‘:
- si parla di sensori, di IoT , di smart lifts, visori per la realtà aumentata, Digital Twin, di BIM (Building Information Modelling), intelligenza artificiale, delle regole e normative del settore per garantire connessione, interoperabilità, scambio dati, protocolli, cybersecurity. Si considerano le basi tecniche e storiche per consentire la comprensione anche ai non iniziati, a quei “non nativi digitali” che vogliono essere consapevoli del mondo in cui tutti viviamo;
- si illustrano gli obiettivi, gli aspetti positivi, i benefici ottenuti in termini di efficienza, prestazioni, sicurezza e comfort, come la comunicazione bidirezionale con gli utenti, il monitoraggio da remoto degli impianti, la manutenzione predittiva, il ripristino dopo un guasto, che evitano spostamenti non necessari.

‘Come funziona 6 – Digitalizzazione’: la copertina.
Non si nascondono le difficoltà e i pericoli che si incontrano su questo cammino. L’ostacolo principale nello sbloccare tutte le possibilità della tecnologia digitale risiede nella mancanza di interoperabilità tra i sistemi, che richiedono standard di interfaccia aperti, mentre la maggior parte delle tecnologie si basa attualmente su sistemi proprietari. Ma le interfacce aperte sono anche un punto di apertura per minacce che non sono mai state presenti prima, legati all’esistenza di malintenzionati che possono agire anonimi da remoto.
È comunque certo che i miglioramenti nell’analisi dei dati, nell’efficienza energetica, nella manutenzione predittiva e nelle prestazioni complessive si tradurranno in una massiccia impennata dell’innovazione, in una maggiore sicurezza e in una riduzione dei tempi di inattività di ascensori e scale mobili.
Tutti i contenuti di ‘Come funziona 6 – Digitalizzazione’
L’indice dei contenuti di ‘Come funziona 6 – Digitalizzazione’, sesto volume della collana ‘Come funziona’, pubblicato da Volpe Editore nel 2023 e ora disponibile su Amazon.
Capitolo 1 – Ascensori intelligenti
di Marco Cogliati
Nel mondo degli ascensori, si era partiti con lo scambio locale di informazioni semplici per i quadri sinottici dei gruppi di ascensori, per passare poi all’invio remoto di informazioni sullo stato dell’impianto o delle sicurezze. Lo sviluppo tecnologico permette oggi di raccogliere informazioni in tempo reale, digitalizzarle, inviarle in remoto e ricevere una retroazione, da parte di una persona o da un sistema automatico. Oggi è normale che un quadro di manovra abbia la capacità di farlo, raccogliendo dati (ad es. vibrazione, temperatura, corrente) da sensori collegati ai vari componenti, o magari da schermi digitali interattivi.
Questo è quanto avviene usando IoT (Internet of Things) ‘Internet delle Cose’, cioè un insieme di tecnologie, oggetti e reti che comunicano tra loro, apprendendo, scambiando, registrando e trasmettendo dati tramite internet. Allargandosi da cose/oggetti a sistemi affini sempre più complessi, dei quali l’ascensore potrebbe essere solamente una ‘piccola parte’, si arriva a case intelligenti, smart building, smart city, se si consente l’interoperabilità dei dati.
La generalità di questi sistemi sono però “proprietari”, cioè sono conosciuti nel dettaglio ed applicati da parte del loro produttore, e non interfacciabili da terzi in maniera semplice. Da questo deriva la necessità di normare le caratteristiche sostanziali dei dati scambiati tra il quadro di manovra dell’ascensore e il mondo esterno, specificando e codificando una serie di segnali e di eventi.
In questo ambito operano CEN (European Committee for Standardization), ed Etsi (European Telecommunications Standards Institute), per dare al settore ascensoristico un indirizzo ben preciso su come gestire l’interazione verso il mondo digitale.
In particolare il Consorzio Tre-e ha partecipato alla piattaforma OneM2M per la verifica della specifica tecnica Etsi circa i dati, generati, elaborati e scambiati tra ascensore e sensoristica. Sono state create le schermate rivolte ai molteplici utilizzatori che devono usufruire dei contenuti, come lo stato di funzionamento, i fermi impianto, le statistiche di utilizzo, le visite manutentive o ispettive eseguite e quelle da fare in futuro, la situazione real time e per la gestione del sistema con App dedicata per smartphone.
In questo modo si potrà approcciare una manutenzione preventiva e predittiva, con un miglioramento nell’approvvigionamento dei ricambi a magazzino e una diminuzione dei tempi di intervento del personale addetto alla manutenzione, limitando i fermi impianto e i disagi per gli utilizzatori finali.
Capitolo 2 – Ascensori connessi per città migliori
di Michael Vogt
Grazie ai servizi digitali, alle tecnologie di comunicazione e alla sensoristica, abbiamo la possibilità di raccogliere dati più completi circa il comportamento di un ascensore; dall’analisi di questi dati traggono beneficio i passeggeri, i proprietari dell’edificio ed i tecnici dell’assistenza.
La configurazione IoT per la manutenzione degli ascensori è composta da un sistema di sensori sull’impianto, che raccolgono dati sull’ascensore e che possono essere trasmessi a una piattaforma cloud; qui un sistema intelligente li analizza e genera raccomandazioni per le azioni di manutenzione, che invia ad un tecnico. Il sistema agisce anche alla rovescia, consentendo al tecnico di effettuare osservazioni mirate e trasferirle all’impianto.
Le possibilità di connessione a IoT si differenziano tra quadri di manovra con sistemi nativi integrati, oppure sensori esterni autonomi che si interfacciano con ascensori multimarca. Questo collegamento permette di eseguire da remoto le visite periodiche di manutenzione degli ascensori previste per legge; ad esempio, le ispezioni digitali da remoto possono sostituire fino a 12 visite fisiche in Germania e fino a 52 visite in Austria per ascensore all’anno.
Capitolo 3 – La digitalizzazione cambia il concetto di ascensore
di Daniele Pavan
In un prossimo futuro, i cambiamenti nell’utilizzo degli ascensori saranno condizionati da manutenzione predittiva, comunicazione bidirezionale, personalizzazione e interconnessione.
Con l’utilizzo di sistemi digitalizzati di Intelligenza Artificiale, l’ammodernamento del parco impianti italiano in cui si verificano fermi per manutenzione che valgono 27 milioni di ore l’anno (190 milioni nel mondo) permetterà una manutenzione predittiva basata sui dati storici e in tempo reale, che anticipa i guasti o le necessità di assistenza del sistema. La possibilità di una comunicazione bidirezionale, tramite telecamera o pannello video, permette un rapporto tipo video chiamata. Si potrà personalizzare il servizio anche in tempi successivi, rilevando abitudini e comportamenti dei passeggeri, con migliore gestione delle corse in un edificio.
Grazie alle tecnologie delle app mobili touchless e ai segnalatori di prossimità basati su Bluetooth, un ascensore connesso digitalmente è in grado di riconoscere quando gli utenti sono nelle vicinanze e di essere pronto per portarli a destinazione.
Questa evoluzione dei modelli di ascensore rappresenta anche un’estensione del concetto di smart building,
Capitolo 4 – La digitalizzazione è il motore del futuro
di Ilaria Di Napoli & Fabrizio Vimercati
L’arrivo di tecnologie come l’Internet of Things (IoT), la digitalizzazione ha trasformato radicalmente il mondo del lavoro, rivoluzionando i metodi, le relazioni interpersonali e le competenze richieste.
L’interconnessione di dispositivi e macchine in rete permette di raccogliere e analizzare enormi quantità di dati in tempo reale, migliorando l’efficienza di una grande quantità di oggetti e prodotti che ci circondano quotidianamente.
Gli ascensori oggi sono dotati di molteplici sensori, che rilevano i dati di funzionamento, come le temperature dei componenti, le tensioni elettriche, i sensori accelerometrici. Algoritmi di intelligenza artificiale elaborano i dati acquisiti dai sensori e li trasmettono nel cloud, anziché conservarli all’interno dell’impianto.
Così, i tecnici addetti alla manutenzione hanno accesso in tempo reale alle condizioni dell’impianto, anche da smartphone, per preparare attività di verifica, fare prevenzione e per predisporre i componenti necessari a eventuali riparazioni, prima ancora di raggiungere l’edificio. Ciò si traduce in un incremento della continuità di servizio perché, con la manutenzione predittiva, è possibile anticipare eventuali problematiche o gestirle da remoto; poi, si riducono i tempi di intervento, perché si arriva sull’impianto con le parti di ricambio già pronte.
Il sistema diventa bidirezionale: oltre ad inviare ai passeggeri informazioni, messaggi personalizzati, immagini, video, notizie, si trasforma in un efficiente collegamento audio-video tra i passeggeri dell’ascensore e il supporto remoto in caso di chiamata di emergenza.
Nei grattacieli ed edifici elevati a uso ufficio il sistema gestisce le destinazioni, indirizzando i passeggeri da trasportare. Si riducono il numero di fermate per corsa; si hanno cabine meno affollate e si aumentano le condizioni di standby.
Anche nel settore degli ascensori, così come per automotive ed aeronautica, si utilizzano organi di input/output ‘drive by wire’, cioè senza un collegamento meccanico o idraulico tra le parti. In particolare, è elettronico il sistema di innesto e disinnesto del freno di sicurezza.
I sistemi forniti dai nuovi ascensori digitali sono intuitivi da usare, pur racchiudendo un’incredibile complessità: sono in grado di fornire aggiornamenti istantanei sullo stato dell’impianto, sulla gestione di tutte le unità presenti in un edificio, o in più strutture e sulla manutenzione necessaria. Si dotati anche di portali e strumenti di analisi ed elaborazione dei dati ad uso degli amministratori.
Capitolo 5 – Soluzioni digitali in ambito residenziale
di Luca Gianazza
Integrazioni tra ascensori ed elementi terzi sono effettuate già da molti anni, con elementi di intermediazione hardware (ad esempio, schede OPT) o una mappatura di contatti elettrici per una gestione semplice dei comandi di movimentazione e dei segnali di allarme.
Un simile dialogo resta minimale e complesso, in quanto i dati scambiati finiscono per essere inevitabilmente molto limitati, spesso in un formato che non consente un loro riutilizzo per trarne informazioni a più alto valore aggiunto.
Questi problemi vengono ora superati ponendo al centro dell’integrazione una piattaforma digitale aperta e interamente posta sul cloud, a cui gli ascensori sono sempre connessi, dove le specifiche delle API e dei relativi messaggi di risposta sono aperte e pubblicamente disponibili on-line. Gli elementi terzi possono dialogare con l’ascensore tramite API di tipo REST o Websocket in modo sicuro, appoggiandosi a un semplice protocollo HTTPS, ricevendo come risposta un ampio set di dati, facilmente leggibile e di immediato riutilizzo.
L’intermediazione è effettuata dalla piattaforma stessa; qualsiasi sviluppo viene ora effettuato solo dal lato dell’elemento da integrare e sarà dunque libertà della terza parte scegliere le modalità più opportune di interazione con l’ascensore, slegandosi da qualsiasi specificità implementativa di un determinato impianto, come da qualsiasi altra eventuale integrazione già esistente.
Nella configurazione oramai consueta, l’ascensore è predisposto con una serie di sensori in grado di supervisionare il corretto funzionamento dell’impianto stesso (ad esempio, attriti degli elementi meccanici, intensità delle vibrazioni in fase di marcia, stato di chiusura delle porte, ecc.). Tramite la connettività integrata, questi dati vengono inviati continuamente alla piattaforma digitale, dove sono elaborati da un’intelligenza artificiale, in grado di intercettare scostamenti delle dinamiche di funzionamento ed evidenziare criticità che, nel tempo, rischierebbero di causare un malfunzionamento dell’ascensore. Qualsiasi problematica individuata viene etichettata con uno specifico livello di gravità e segnalata al tecnico manutentore di riferimento, il quale, nei casi più critici, può intervenire tempestivamente, prima che si determini un guasto tale da comportare un disservizio completo dell’impianto. Anche i passeggeri possono ricevere le informazioni di ritorno.
In modo più ampio, il fatto che un ascensore sia connesso nativamente a una piattaforma sul cloud, aperta alle più svariate soluzioni, fa sì che l’ascensore diventi l’elemento centrale di un processo definito di ‘ammodernamento digitale’ dell’intero edificio.
Proprio le API della piattaforma digitale, alla base del dialogo dell’applicazione in grado di movimentare l’ascensore, rendono possibile lo sviluppo di ulteriori soluzioni che possono poi trovare un’immediata applicazione in qualsiasi altro impianto connesso con le adeguate credenziali di accesso.
Capitolo 6 – Ascensori e scale mobili: la digitalizzazione dei componenti
di Alberto Mantovani & Rezarta Rakipi
Ci sono componenti per ascensori e scale mobili che restano nascosti e non influenzano la sensazione visiva/estetica dell’utente, ma sono fondamentali nella percezione di servizio, intesa come comfort di corsa, sicurezza, facilità di utilizzo, installazione e manutenzione, affidabilità (fermi impianto a causa di malfunzionamento o rottura, per esempio).
La possibilità di poterli gestire con una tecnologia adatta alle attività quotidiane può semplificare e migliorare la qualità del lavoro svolto.
In questa prospettiva, è stata sviluppata una app, con diversi livelli di accesso, che ha finalità di fornire sia informazioni specifiche e univoche legate al serial number dei prodotti a marchio (inclusa la verifica della loro autenticità), sia funzionalità applicabili al sistema ascensore.
Capitolo 7 – Funzionamento dell’ascensore touch-less
di Pierluca Masala
Dopo la pandemia da Coronavirus, è rimasta la consapevolezza generale in materia di igiene necessaria negli ascensori, così come la possibilità di ridurre al minimo le superfici di contatto con gli utenti.
Questo in particolare nel settore ospedaliero, o nelle installazioni molto frequentate in edifici pubblici o della grande distribuzione, per i quali si continua a voler dare grande importanza ad alternative di funzionamento più igieniche.
Ciò ha portato allo sviluppo di sistemi di comando “senza contatto” che si avvalgono di un’ampia gamma di tecnologie. Pulsanti con sensori infrarossi o capacitivi integrati, display olografici, comandi vocali, smartphone, consentono oggi di azionare l’ascensore senza il contatto diretto con le mani.
Tutto questo migliora anche il comfort operativo e l’accessibilità di un ascensore.
Nel caso particolare degli smartphone, ci sono fondamentalmente due diversi approcci tecnici.
Una soluzione è adatta per nuove installazioni o per ammodernamenti estesi, in quanto richiede un quadro di manovra ad hoc. L’utente, utilizzando un’applicazione e con la scansione di un codice QR all’interno della cabina, può connettersi via internet direttamente al sistema di manovra dell’ascensore, e comandarlo da lì. Lo svantaggio di questa soluzione è che è l’utente stesso a dover chiamare l’ascensore al piano corretto, perché il quadro di manovra non lo conosce; inoltre, è necessaria una connessione a internet, che non è detto sia sempre disponibile
Una seconda soluzione è particolarmente adatta per le modernizzazioni, in quanto nelle pulsantiere di piano e di cabina si aggiunge un hardware a basso consumo energetico che consente una comunicazione Bluetooth agli smartphone. La quantità di hardware dipende dalla quantità di pulsanti di gestire, che sono collegati all’hardware in parallelo.
I sistemi basati su Bluetooth non richiedono una connessione internet attiva, ma non sono adatti per i comandi di selezione della destinazione, che non hanno pulsanti fisici da poter controllare in parallelo.
Il sistema sa dove si trova l’utente rispetto alla pulsantiera più vicina, e quindi rispetto all’ascensore (direzione, piano, distanza). In questo modo si può ad esempio fare una chiamata automatica dell’ascensore quando ci si avvicina, con la selezione automatica del piano di destinazione precedentemente definito tra i preferiti, senza manovrare lo smartphone, neanche nel caso di un gruppo di ascensori. Questo inoltre evita la ricerca dei pulsanti da parte di persone con difficoltà visive.
Capitolo 8 – Digitalizzazione nel locale macchina
di Aldo Bizzozero
Anche l’aspetto legislativo ha iniziato a tener conto dei sistemi di monitoraggio e telecontrollo, e di questo si deve tener conto nella progettazione di nuovi dispositivi, benché la tecnologia si evolva molto più velocemente della normazione.
Ad esempio, la prova automatica per stabilire la disponibilità e affidabilità del dispositivo di soccorso è da effettuare almeno ogni 3 giorni, un tempo oggi risibile per le velocità di elaborazione digitali.
Oggi abbiamo la possibilità da parte del manutentore di controllare tutti i suoi impianti in tempo reale, in remoto con un semplice
Smartphone, con un’interazione bidirezionale.
Questo può avvenire tramite un server centrale, che permette la connessione in cloud anche in caso di guasto o malfunzionamento.
Lo sviluppo del cloud IoT permette spazio e potenza di calcolo per l’acquisizione e l’elaborazione di grandi quantità di dati raccolti in punti strategici dell’impianto. Questi dati permettono la creazione di storici dettagliati, e l’uso dell’Intelligenza Artificiale (IA), potrà sviluppare modelli digitali di funzionamento che includono le modalità di comportamento (fasce orarie, piani serviti, preferenze utente) e modelli di manutenzione predittiva invece che preventiva, basati sull’utilizzo e anticipando eventuali anomalie e rotture.
Si ottiene la riduzione degli interventi inutili, la gestione ottimale del personale tecnico obbligato all’intervento, la possibilità di intervenire da remoto per il ripristino di funzionalità e la liberazione di eventuali intrappolati (per i casi concessi da normativa). L’utilizzatore finale può contare su un prodotto affidabile, sempre connesso e personalizzabile secondo le proprie esigenze, incluso videosorveglianza.
La trasformazione da analogico a digitale permette quindi di far entrare l’ascensore nell’ecosistema del building automation, interfacciando l’ascensore stesso come parte intelligente dell’edificio.
Capitolo 9 – Configurazione da remoto del telesoccorso
di Paolo Frigerio
Introdotti alla fine degli anni Novanta, i sistemi di telesoccorso hanno segnato un’importante svolta nella gestione delle chiamate d’emergenza: le corse sono diventate molto più sicure e al contempo le operazioni di soccorso si sono rese più efficienti.
Erano un piccolo dispositivo telefonico, che consente alle persone in cabina di comunicare con l’esterno in caso di emergenza. Il loro funzionamento era analogo a quello dei telefoni di casa, e sfruttavano la rete fissa di telefonia.
Ora si appoggiano alla rete di telecomunicazione cellulare e viaggiano alla stessa velocità dei dispositivi mobili, con app su smartphone. Si utilizzano tutte tecnologie attuali: SIM fisiche e SIM virtuali, quad-band per ricezione e potenza in trasmissione, configurazione semplice, immediata e personalizzabile, eseguibile anche da remoto.
Nel nostro caso, l’app comunica con il dispositivo tramite l’invio di SMS, che stabiliscono i numeri collegabili ed i differenti tipi di allarme; per limitare i fastidiosi falsi allarmi, possono essere programmate le condizioni di filtro per le quali il dispositivo non entra in funzione. Terminata la programmazione, nell’uso il collegamento che si realizzerà potrà essere sia vocale che di messaggistica.
Capitolo 10 – Soluzioni IoT per la gestione degli Smart lift
di Emanuele Emiliani
Gli ascensori tradizionali stanno cambiando, con lo sviluppo di intelligenza integrata e tecnologia IoT, per migliorare l’esperienza utente, la sicurezza e l’efficienza energetica degli edifici.
Il passaggio da modem 2G, con lo scopo principale di garantire la comunicazione vocale per il sistema telefonico di emergenza, a modem 3G e 4G ha permesso di trasferire dati che coprono una gamma molto più ampia di parametri di sollevamento.
La loro naturale evoluzione è l’abilitazione all’IoT, che utilizza hardware e software specifici per condividere informazioni con un cloud tramite internet.
Quindi sono presenti:
un IoT Gateway, che è il collegamento tra i sensori e attuatori intelligenti, il quadro di manovra e la piattaforma basata su cloud, dove si analizzano e elaborano e i dati generati dall’ascensore. I dati tipici includono informazioni su pressione, temperatura, accelerazione, velocità, rumore, tempo, ecc; la precisione dei sensori è fondamentale per garantire la qualità e l’affidabilità delle informazioni. Questi gateway possono essere basati su modem wireless 3G/4G o comunicazione cablata, basato su Ethernet.
Una Piattaforma basata su cloud che riceve i dati dal gateway IoT e li analizza (anche con algoritmi di apprendimento automatico) per generare informazioni sulle prestazioni degli ascensori.
Le grandi quantità di dati raccolti sono la chiave per la manutenzione predittiva, che è il modo più avanzato per gestire il parco impianti. Con la loro elaborazione si può creare la storia delle prestazioni per ogni ascensore e confrontarle tra gli ascensori, individuando possibili deviazioni dal comportamento standard e, con una logica statistica, agire con una manutenzione predittiva prima che il malfunzionamento accada.
Si arriva ad ottenere un ascensore “intelligente” che riduce i tempi di inattività con la manutenzione predittiva e rilevare i potenziali problemi prima che si verifichino. Con i loro sistemi bidirezionali gli ascensori sono un modo potente per entrare in contatto con gli utenti e diventare un mezzo di diffusione della pubblicità.
Capitolo 11 – La digitalizzazione applicata agli ascensori
di Davide Colombo & Giovanni Grassi
La rivoluzione dell’elettronica ha consentito di avere componenti e sistemi ‘digitali’ basati su microprocessori, che sono flessibili, performanti ed economici, e che permettono la trasmissione e memorizzazione di grandi quantità di dati.
In un sistema automatizzato occorre un controllo gerarchico. Al primo livello c’è un pannello operatore che permette al personale tecnico di interagire con il sistema macchina; questo è collegato tramite una rete di comunicazione ad un livello intermedio dove ci sono i ‘controllori logici programmabili’, che a loro volta sono collegati ai componenti che effettivamente eseguono specifiche funzioni come attuatori e sensori.
In un ascensore questo sistema può essere un computer con installato un software di gestione, oppure una semplice tastiera di interfaccia o, anche, uno smartphone o tablet dotato di una specifica app; questo si collega con la scheda di controllo, che a sua volta comunica con gli attuatori, ad esempio l’inverter e tutta una catena di sensori (encoder di vano, pesa carico), attraverso un bus di campo, di cui il più comune è CAN Open. Si ha quindi un sistema in cui i principali componenti sono in comunicazione tra loro e possono essere gestiti e monitorati da un pannello di controllo locale o remoto attraverso la porta Ethernet.
Con la possibilità di accedere al sistema da remoto si può quindi fare una supervisione periodica dell’impianto individuando, e in caso di fermo, capire prima dell’intervento tecnico quale potrebbe essere il problema, circoscrivendo la tipologia di guasto e agendo in modo mirato sulla riparazione, recandosi in loco con le necessarie parti di ricambio. In più, si può fornire assistenza ai tecnici presenti sull’impianto da parte di specialisti in remoto.
Stante l’attuale facilità di trasmissione dati è possibile realizzare un’infrastruttura cloud, che permette a ciascun ascensore installato di essere in comunicazione con dei server territorialmente distribuiti, che sono in grado di raccogliere dati degli impianti stessi, di farne elaborazioni e attuare eventuali correzioni automatiche oppure inviare notifiche a un tecnico sul territorio.
Si può quindi realizzare una manutenzione predittiva su un qualche componente che sia in grado di auto-monitorarsi, per prevedere il proprio malfunzionamento.
Nel sistema in oggetto, l’automazione viene utilizzata per la raccolta, la gestione e l’organizzazione dei dati e, nell’approccio più comune, per la gestione automatica delle operazioni più semplici atte a garantire il funzionamento di base del sistema. Gli operatori possono fornire feedback al sistema per nutrirlo di nuovi dati e prendere decisioni sulla base degli output.
Capitolo 12 – Ascensori: approccio alla manutenzione predittiva
di Daniele Gallo
Nel settore ascensoristico, il tema dell’efficientamento dei processi aziendali assume particolare rilevanza per quanto riguarda le esigenze manutentive degli impianti.
In particolare, si può stabilire la programmazione di interventi periodici preventivi o gli interventi di miglioramento degli impianti che permette di anticipare ed evitare gli eventi a seguito di guasto, e riducendo al minimo i tempi di fermo impianto. Ciò sfruttando le tecniche di Machine Learning (ML) per la generazione di modelli comportamentali, sulla base dei big data analizzati.
Ciò è relativamente semplice partendo da un ascensore ex novo.
Pensando di applicarlo su di un parco impianti con età media di 20/30 anni, che è privo di sensoristica adeguata e connessione alla rete diventa più complicato, perchè senza sensoristica non è possibile raccogliere dati per valutare lo stato di salute dell’impianto e gli eventuali malfunzionamenti dei componenti, e senza connessione non si possono trasportare i dati.
Tre-e ha raccolto la sfida di sviluppare un metodo di soluzione generalizzato, utilizzabile dai propri soci.
Per definire e testare il metodo, ha realizzato con il Machine Learning un modello comportamentale degli impianti basato sull’analisi dei dati storici di 200.000 eventi tra ʻchiamateʼ, ʻfermi impiantoʼ e interventi realizzati.
Provenendo da fonti diverse, questi dati non erano strutturati e standardizzati. Tuttavia, con l’uso di IA, che li ha filtrati, si è riusciti ad omogeneizzarli, e a creare un’aggregazione massiva e puntuale sulla tipologia di guasto e sui relativi componenti critici che lo hanno determinato.
Identificati quella ventina di componenti critici che da soli producevano circa il 60% dei guasti, si sono censiti i loro dati tecnici (quali, ad esempio, il produttore, l’anno di costruzione e l’eventuale modifica dello stesso nel corso degli anni, ecc.).
Questi dati tecnici saranno incrociati con i dati di ʻvita utileʼ forniti dal costruttore, contestualizzati rispetto a fattori esterni (quali ad esempio clima, ambiente, frequenza di utilizzo, ecc.) e rivalutati con il ML con l’obiettivo di affinare il modello di comportamento e definire piani di manutenzione preventiva efficace, volti alla riduzione dei fermi impianto (per una maggiore soddisfazione del cliente) e all’ottimizzazione delle risorse (per la riduzione delle emergenze e la possibilità di programmazione del lavoro).
Capitolo 13 – IoT e manutenzione predittiva, un caso pratico
di Piero Mosanghini
L’articolo descrive un sistema di monitoraggio realizzato sugli ascensori e scale mobili della metropolitana di Milano, gestito attraverso una webapp, che tiene conto della presenza di impianti di marche e modelli diversi.
Generalmente l’internet delle cose (IoT) si applica a dispositivi di nuova produzione, in questo caso si è integrata la funzionalità su dispositivi esistenti, oltretutto di diversi produttori.
Il sistema consiste in:
– sensori remoti da applicare in prossimità delle parti meccaniche o elettriche da analizzare. I sensori eseguono misure ‘dirette’ (ad esempio, l’umidità attraverso un igrometro); oppure di tipo ‘indiretto’ (ad esempio, l’usura di un cuscinetto attraverso un termometro che ne rileva l’innalzamento anomalo della temperatura). Le due situazioni sono state bilanciate in un’ottica di prestazioni e costi.
– un protocollo di comunicazione locale, che convoglia le informazioni dei sensori remoti verso un gateway;
– un protocollo di comunicazione remoto per l’invio dei dati dal gateway al cloud;
– un cloud per la raccolta, elaborazione e analisi dei dati.
Per ogni scala mobile si sono installati 2 sensori ultrasuoni per la misura dell’allungamento della catena, 5 sensori IR per la misura dell’usura dei cuscinetti di trazione, rinvio, motore, e schede sensori per l’usura dei corrimani.
Per ogni ascensore si sono installate 3 schede sensori con accelerometro e giroscopio, una per la misura della precisione di fermata al piano e le vibrazioni di cabina, una seconda per la verifica del corretto scorrimento delle porte, una terza per misurare la corretta fermata al piano.
Ogni sistema è anche dotato di sensori di temperatura e umidità, tensione, corrente, impulsi dei corrimano e gradini, comandi di marcia.
Tutti i sensori sono interconnessi su una rete locale CAN bus per raccogliere e inviare dati alla rete remota GSM.
Si sono utilizzati protocolli aperti, che pur garantendo tutti i requisiti di sicurezza per la cyber-security, permetteranno alla stazione appaltante di disporre anche in futuro dei dati e renderà più facile l’integrazione con altri sistemi di controllo di proprietà della stazione appaltante stessa o con altre agenzie di servizi esterne. Si potrà sostituire, manutenere, aggiornare il software di analisi dei dati senza necessariamente vincolarsi al fornitore iniziale dello stesso. Con la stessa logica, è stata resa nota anche la mappatura delle informazioni inviate.
Per monitorare da remoto il funzionamento e le rilevazioni effettuate dalla sensoristica è stata realizzata un’applicazione web accessibile con qualsiasi browser invece di una vera e propria app, per evitare la difficoltà di gestire le eventuali modifiche sui diversi sistemi operativi. Con una selezione ad albero si arriva all’informazione puntuale.
Capitolo 14 – Check-up impianto, stato dʼuso, pianificazione interventi
di Marco Comparotto
Per un manutentore, è essenziale eseguire un check-up dell’impianto, che rappresenta un punto di partenza per la successiva gestione, pianificando la manutenzione ordinaria, la disponibilità dei ricambi e gli eventuali interventi di ammodernamento o riparazione.
Questo sopralluogo si è sempre eseguito con impianto fermo o comunque chiuso, la cui efficacia viene aumentata dall’ uso della ‘Realtà Assistita’, e ancora da affinare, della ‘Realtà Aumentata’.
Per questo si utilizza un occhiale di sicurezza a realtà aumentata, certificato secondo le Normative EN 166 e ANSI Z87.1.
Con esso si può agire a mani libere, in modo da operare in massima sicurezza, direttamente nel punto che richiede la maggiore attenzione. I dati di impianto, la storia di guasti e manutenzioni sono visualizzati direttamente nel campo di visione dell’operatore nel momento in cui servono, senza disturbare le attività manuali e senza richiedere all’operatore di ricercare un dispositivo su cui leggere le informazioni a lui necessarie.
Il personale esperto, da remoto, può guidare un operatore, tramite una connessione audio e video e la possibilità di inviare messaggi scritti, direttamente visibili sul display. Un traduttore simultaneo rende possibile anche la comunicazione tra due operatori che parlano lingue diverse.
In questo modo, il personale può seguire le procedure senza distrarsi e seguendo le istruzioni direttamente sovrapposte sul campo di
visione, senza perdere nulla della situazione circostante. Le mani sono libere, l’efficienza aumenta del 30%, la riduzione di errori è vicina al 100% e, in alcuni casi, il tempo di realizzazione delle operazioni si riduce anche del 25%.
Capitolo 15 – Trasporto verticale, comunicazione omidirezionale
di Katrin Schwickal & Jörg Becker
L’uso di componenti digitali e la connessione a internet facilitano lʼassistenza e la manutenzione e consentono unʼefficiente gestione remota. Tuttavia, essi rendono i sistemi vulnerabili alla manipolazione da parte di terzi non autorizzati e comportano il rischio di un utilizzo scorretto da parte dei dipendenti delle aziende.
Di conseguenza, il funzionamento affidabile e sicuro dipende anche dalla qualità del software e dalle misure di sicurezza informatica.
Errori di programmazione o aggiornamenti errati, se non addirittura l’azione volontaria di malintenzionati possono causare lʼinterruzione del sistema o comprometterne lʼutilizzo sicuro.
Finora non si sono verificati grandi attacchi informatici agli ascensori, ma la probabilità di questi è in aumento. Per prevenire un attacco e salvaguardare gli incrementi di efficienza derivanti dalla digitalizzazione, è necessario proteggere la sicurezza informatica di questi impianti. Misure di sicurezza come firewall e procedure di crittografia possono essere dʼaiuto. Tuttavia, le loro interfacce devono essere definite con precisione e protette da password se un sistema richiede una connessione Wi-Fi e, quando e chi sarà autorizzato ad accedervi. Anche lʼaccesso stesso deve essere protetto.
Il tema della sicurezza informatica generale è affrontato principalmente da due insiemi di Norme per aree di applicazione diverse: la serie ISO 2700x e la serie IEC 62443. La Norma ISO 27001 si riferisce ad un sistema di gestione della sicurezza classica delle informazioni (ISMS). La Norma IEC 62443 riguarda la sicurezza informatica per i Sistemi di Automazione e Controllo Industriale (IACS). Poiché la Norma si occupa della sicurezza dei sistemi e delle applicazioni tecnologiche e non di quella dellʼIT aziendale, questo viene definito dagli esperti come ʻsicurezza della tecnologia operativaʼ (OT security).
La Norma ISO 8102-20:2022 è invece specifica per gli ascensori, e definisce lʼintera portata dei requisiti di sicurezza informatica applicabili ad ascensori, scale mobili e tappeti mobili. Essa include livelli di sicurezza (SL), che identificano i livelli specifici di sicurezza informatica richiesti ai componenti dellʼascensore. Questi livelli SL sono suddivisi per ʻdominiʼ che sono ʻSicurezzaʼ, per tutti i componenti con caratteristica SIL (Safety Integrity Level); sono ʻEssenzialeʼ, per le funzioni operative; ʻAllarmeʼ, per i sistemi di allarme di emergenza; e ʻAltriʼ.
È importante notare che i livelli di sicurezza SL e i SIL utilizzati nella sicurezza funzionale non sono la stessa cosa. Un livello SIL di integrità elevato nella sicurezza funzionale indica che è necessario ridurre un rischio elevato, mentre un livello di sicurezza (SL) elevato nella sicurezza informatica significa che un componente deve essere protetto da aggressori sofisticati e qualificati. Per questo motivo, almeno alcuni dei componenti legati alla sicurezza devono avere un SL più alto rispetto, ad esempio, ai componenti della categoria ʻEssenzialeʼ.
La Norma IEC 62443 è sempre orientata a stabilire uno SL complessivo per un intero sistema. La Norma ISO 8102-20 invece applica sette requisiti fondanti (FR), e, allʼinterno dei singoli domini, devono essere raggiunti SL diversi a seconda delle diverse esigenze.
Mentre ad es. lʼFR1 – ʻControllo dellʼidentificazione e dellʼautenticazioneʼ – prescrive un SL3 per il dominio ʻSicurezzaʼ, per il dominio ʻEssenzialeʼ è sufficiente raggiungere un SL2 inferiore. La Norma non definisce alcun SL per il dominio ʻAltriʼ.
Capitolo 16 – Sicurezza del software nel trasporto verticale
di Matteo Meucci
Nel mondo sempre più connesso e digitale in cui viviamo, la sicurezza del software e la protezione da minacce informatiche è diventata una priorità fondamentale anche per le aziende settore ascensoristico.
Per garantire la sicurezza dei propri prodotti e servizi, occorre eseguire un’analisi approfondita dei processi di sviluppo software, una revisione di un prodotto sul lato della sicurezza, e la formazione degli sviluppatori.
Questo può essere fatto con il framework SAMM (Software Assurance Maturity Model) di OWASP, uno standard de facto riconosciuto a livello internazionale dal 2010. Esso fornisce uno strumento per valutare lo stato della sicurezza del loro processo di sviluppo software e offre una roadmap per implementare le migliori pratiche di sicurezza contro la vulnerabilità e i rischi potenziali.
Dall’analisi che ne risulta, si può definire un piano strategico per migliorare la sicurezza del software, adottando misure preventive e correttive specifiche. Questo diventa un approccio sistematico alla sicurezza del software già in fase di sviluppo.
Per garantire il corretto livello di sicurezza di un nuovo prodotto fin dalla fase iniziale del progetto si adotta un threat modeling, cioè un processo proattivo di analisi e identificazione delle possibili minacce e vulnerabilità che lo possono colpire. Questo è suddiviso in
- Identificazione dei componenti:
si identificano tutti i componenti del nuovo prodotto, inclusi hardware, software e servizi associati, con il relativo schema dei flussi di comunicazione.
- Identificazione delle minacce potenziali:
si identificano le possibili minacce, incluso attacchi ai flussi di comunicazione, vulnerabilità del software, accessi non autorizzati, manomissioni hardware e altro.
Valutazione del rischio:
poi le minacce vengono valutate in base alla loro probabilità e severità del danno sul prodotto e sugli utenti; questo definisce un rischio e una priorità di intervento.
- Progettazione delle contromisure:
si progettano e implementano contromisure adeguate, per eliminare o mitigare i rischi individuati.
In parallelo, si deve educare e formar il team di sviluppo della sicurezza del software, per metterlo a conoscenza delle tecniche più recenti utilizzate dai cybercriminali.
Capitolo 17 – IoT: framework dʼinterazione con strutture ad albero
di Marco Fortunato & Marco Marelli
Nei protocolli IoT, la più comunemente utilizzata modellazione delle informazioni raccolte è quella di strutture ad albero, le cui foglie sono i dati acquisiti dai sensori che compongono il sistema di IoT. L’operatività tipica (tanto in fase di acquisizione che in fase di successiva elaborazione delle informazioni) consiste nell’eseguire delle operazioni su questi grandi alberi, agendo sui loro nodi e foglie con inserimenti, modifiche, cancellazioni o interrogazioni che ne interessano porzioni più o meno limitate.
L’obiettivo del framework è quello di permettere al suo utilizzatore di ʻdescrivereʼ le operazioni da effettuare sull’albero in modo dichiarativo, semplice e uniforme. Viene poi delegato al framework il compito di tradurre queste richieste in una sequenza ottimizzata di invocazioni alle API messe a disposizione dalla particolare piattaforma utilizzata che gestisce il particolare albero, sfruttandone le potenzialità offerte o sopperendo alle sue mancanze nel caso contrario.
Il primo step è quello di progettare correttamente la struttura di tale albero; trattandosi di un mondo in continua e costante evoluzione tecnologica, è evidente che la scelta della piattaforma iniziale a cui appoggiarsi potrebbe non essere quella definitiva. Quindi il framework deve introdurre un forte disaccoppiamento tra le logiche con cui i dispositivi decidono cosa leggere o scrivere e le modalità con cui le operazioni devono essere richieste alla piattaforma IoT, dando la possibilità al programmatore di definire le azioni da effettuare sull’albero rimanendo a un alto livello di astrazione.
Ad esempio, un sensore raccoglie un dato e lo invia alla piattaforma IoT per caricarlo al di sotto di un particolare nodo, la cui posizione all’interno dell’albero modella le caratteristiche del sensore stesso. Che cosa accade se il percorso non è presente nell’albero? La piattaforma sottostante deve automaticamente creare i nodi mancanti con una invocazione API, oppure il dato deve essere scartato, oppure deve essere generato un errore?
Cosa deve accadere se la stessa informazione è già stata scritta? Deve essere aggiunta oppure sovrascritta?
Sarà attraverso il framework che si specifica quale deve essere il comportamento atteso. Per ciascun nodo, si descrive l’azione che ci si aspetta che venga eseguita sull’albero e cosa deve accadere nel caso in cui l’esecuzione di tale azione dovesse generare un errore.
Si forniscono poi esempi dettagliati di tale comportamento differenziato per le diverse situazioni.
Capitolo 18 – La digitalizzazione nel settore delle costruzioni
di Giacomo Galli
La digitalizzazione dei prodotti e dei processi è una necessità improrogabile.
Questa riguarda i processi di progettazione e gestione della commessa, la sostenibilità ed efficienza energetica, la sicurezza degli edifici e sul luogo di lavoro, la qualificazione del sistema e degli operatori, l’adozione del BIM e dei Digital Twin e degli strumenti ad essi collegati. E in Italia riguarda, in particolare, anche la digitalizzazione della Pubblica Amministrazione, il nuovo Codice degli Appalti e la gestione dei progetti PNRR.
Le soluzioni digitali aiutano a sviluppare piattaforme collaborative, nelle quali diversi soggetti concorrono alla realizzazione di un progetto. Le soluzioni cloud-based permettono l’accesso ai dati da remoto, risparmiando i costi e il tempo necessario per il trasferimento delle persone e la condivisione dei dati; inoltre, rendono indipendenti da gestori di servizi esterni e sono completamente scalabili in termini di numero di utenti e tipologie di applicazioni. Questo evita la necessità di pianificare i fabbisogni e attenua gli eventuali margini di errore.
Nel campo della pubblica amministrazione, la gestione elettronica di bandi di gara e appalti viene facilitata da specifiche applicazioni, che consentono di comunicare direttamente coi partner ed eliminare (o ridurre notevolmente) la documentazione cartacea.
Tra i processi di digitalizzazione più importanti nel settore delle costruzioni va segnalato il BIM (Building Information Modelling), che può essere definito come un modello di sintesi di un’opera (edificio, infrastruttura, ecc.) composto in maniera organica da tutti i dati provenienti dalle diverse discipline che concorrono alla sua realizzazione; si passa così dalla valutazione istantanea della specifica fase a quella della sua interazione lungo l’intero arco di vita dell’opera. Il BIM consente ad ogni figura professionale coinvolta di aggiungere al ‘modello virtuale’ le proprie conoscenze specifiche; l’ottimizzazione generalizzata del processo riduce le perdite di informazioni, aumenta la qualità del prodotto finito e contribuisce a contenere gli sprechi di tempo e risorse.