ما هو المبنى الذكي وكيف يعمل؟

المبنى الذكي هو المبنى الذي تكون أنظمته متصلة وتكون معلوماته موثوقة بدرجة كافية لتغيير كيفية تشغيل الأصل. الاتصالات ليست هي النقطة. ما جعلوه ممكنا هو. يمكن للخدمات أن تتبع الطلب الفعلي، وتظهر الأعطال قبل أن تتحول إلى شكاوى، ويحصل المشغلون على صورة صادقة عن الأداء. لذا فإن المكان المفيد للبدء هو أولويات التشغيل الخاصة بالمالك؛ كتالوج التكنولوجيا يمكن أن ينتظر. يصبح المبنى أكثر ذكاءً فقط عندما تعمل أنظمته معًا لتحقيق نتيجة حددها شخص ما.

ما الذي يُفترض أن يؤديه المبنى بشكل أفضل؟

يمكن لثلاثة مالكين أن يطلبوا مبنى ذكيًا ويقصدون ثلاثة أشياء مختلفة. قد ترغب إحدى الجامعات في أن تكون غرف التدريس مكيفة وفقًا لما إذا كان هناك شخص ما بالفعل أم لا. قد يرغب مالك المكتب في تحديد أعطال المعدات قبل أن يشتكي نفس المستأجر للمرة الثالثة. قد يرغب المطور في أن يقوم المستأجرون المستقبليون بتوصيل خدماتهم الخاصة دون تمزيق البنية التحتية للبناء الأساسي. يعد اختيار منصة واحدة لجميع الثلاثة قبل أن يقوم أي شخص بفحص كيفية تشغيل المباني طريقة موثوقة للالتزام بالميزانية قبل أن تكون القيمة واضحة.

من المفيد كتابة كل هدف كبيان تشغيلي: من يحتاج إلى معرفة ماذا، وماذا يجب أن يحدث بعد ذلك، وكيف سيعرف أي شخص أن الهدف قد نجح. "اجعل المبنى ذكيًا" لا يجيب على أي من هذه الأسئلة. "أعط المهندس المناوب قائمة ذات أولوية للأعطال المستمرة في درجة الحرارة، كل منها مرتبط بالقطعة المناسبة من المعدات" يجيب على الأسئلة الثلاثة.

كيف تتحول المعلومات إلى أفعال

تنسق أدوات التحكم في المبنى المعدات للحفاظ على الظروف مريحة وصحية للهواء الداخلي مع إدارة استخدام الطاقة والتكلفة. يتتبع DOE كيف انتقلت عناصر التحكم من منظمات الحرارة والمشغلات الهوائية إلى الأنظمة الرقمية المتصلة بالشبكة، وكيف جعلت الشبكات المراقبة والتحكم عن بعد أمرًا ممكنًا. ويلاحظ أيضًا أن أنظمة إدارة الطاقة والتحكم فيها يمكن أن توفر تشخيصًا آليًا للأعطال. ينظم المبنى الذكي تلك الإمكانية حول سلسلة بسيطة من خمس خطوات:

1. الملاحظة: جمع القياسات أو الأحداث التي تحتاجها حالة استخدام معينة، بالاعتماد على الأنظمة الموجودة حيث تكون جيدة بما فيه الكفاية.
2. افهم: تعرف على الغرفة أو الأصل أو النظام الذي تصفه القراءة، وما إذا كانت حديثة وما إذا كان يمكن الوثوق بها.
3. قرر: تطبيق قاعدة متفق عليها أو طريقة تحليلية أو حكم الشخص.
4. التصرف: إخطار الشخص المسؤول أو رفع مهمة تشغيلية أو إصدار أمر تحكم معتمد معتمد.
5. التحقق: تأكد من حدوث الإجراء وأن الظروف بعد ذلك تظل مقبولة.

يجب تحديد السلسلة واختبارها من البداية إلى النهاية، لأن كل رابط يمكن أن يفشل من تلقاء نفسه. إن المستشعر الذي لا يتحمل أحد مسؤولية التصرف في بياناته لا يمنح المالك شيئًا سوى جهاز آخر لصيانته. الأمر الذي "تم إرساله بنجاح" لا يثبت أن الصمام قد تحرك أو أن الغرفة وصلت إلى درجة الحرارة المطلوبة. يجب أن يوضح اختبار القبول النتيجة المقصودة عند النقطة التي يهم فيها المشغل.

الأجزاء التي تجعلها تعمل

خلف السلسلة توجد خمس طبقات، كل منها بها سؤال يجب على المالك الإجابة عليه قبل شراء أي شيء.

ومن بين هذه البيانات، فإن معنى البيانات هو الذي يتم إهماله في أغلب الأحيان. تكون قيمة درجة الحرارة أكثر فائدة عندما يكون موقعها ووحدتها وطابعها الزمني وعلاقتها بالمعدات معروفة. يصف عمل DOE على منصات التحكم دور النماذج الدلالية، مثل معيار ASHRAE 223P المقترح، في وصف المعدات والعلاقات بين المعدات والمساحات وأجهزة الاستشعار والمحركات. مع وجود مثل هذا النموذج، يمكن لبرامج التحكم والتحليلات اكتشاف أنظمة المبنى وتكوين نفسها وفقًا لها، مما يقلل الحاجة إلى رسم خرائط يدوية باهظة الثمن للنقاط في الموقع.

"BMS" الذي تملكه بالفعل

قبل إضافة طبقة أخرى من البرامج، انظر بعناية إلى نظام إدارة المبنى (BMS) المثبت بالفعل. قد تلبي وظائف المراقبة والتحكم الخاصة بها العديد من أولويات المالك بمفردها. ومن ثم يحتاج الموجز الأوسع إلى تغطية النتائج التي تعتمد على الأنظمة الأخرى فقط، وتحديد المسؤول عن تلك الارتباطات. يجب أن يتبع النطاق الفجوة التي تكشفها المراجعة.

إن أبسط اختبار هو أن تطلب من المورد الحالي توضيح الوظائف المطلوبة والوصول إلى البيانات. إذا كان BMS يقوم بالمهمة بالفعل، فإن أي منصة إضافية تحتاج إلى مبرر خاص بها. إذا كان يجب أن تخدم المعلومات العديد من التطبيقات أو الموردين، يصبح السؤال هو كيف ستظل متاحة عند استبدال منتج واحد.

هل يحتاج المبنى الذكي إلى الذكاء الاصطناعي أم إلى توأم رقمي؟

ليس بالضرورة. يجب أن يحصل الذكاء الاصطناعي والتوائم الرقمية على مكانهم في الموجز مثل أي شيء آخر. السؤال الأول هو ما إذا كانت قاعدة التحكم الواضحة أو إجراء التشغيل الأفضل من شأنه أن يحل المشكلة. يتم تبرير التحليلات الأكثر تعقيدًا عندما يتطلب القرار ذلك حقًا، وتكون البيانات المدخلة قابلة للاستخدام ويمكن للفريق التحقق من النتيجة، وينتمي جهد الحفاظ على هذه القدرة إلى حالة الاستثمار منذ البداية.

ماذا يحدث عندما يفشل شيء ما

يسمي دليل NIST لأمن التكنولوجيا التشغيلية (SP 800-82) أنظمة التشغيل الآلي للمباني من بين الأنظمة التي يغطيها ويؤكد على أدائها وموثوقيتها ومتطلبات السلامة. ولذلك فإن قرارات الأمن السيبراني في المباني الذكية يجب أن تأخذ في الاعتبار التشغيل المادي، وليس فقط حماية المعلومات.

بالنسبة لكل اتصال مقترح، اسأل عما يحدث عندما يفشل أحد أجهزة الاستشعار، أو يتوقف التكامل، أو تنقطع خدمة خارجية عن العمل. ما هي الوظائف التي تتم محليا؟ ما هي الإنذارات التي تظهر ومن يستعيد الخدمة؟ وينبغي ذكر المسؤوليات الأساسية المتعلقة بالحماية وسلامة الحياة بشكل صريح. ومهما كانت الواجهة جذابة، فإنها لا تستطيع التعويض عن الاستجابة غير الواضحة للفشل.

البدء بمبنى قائم

يعتمد توفير الطاقة على المكان الذي يبدأ فيه المبنى: نسبة إشغاله ومعداته ومدى جودة تشغيل أنظمته وصيانتها. لا يمكن الحكم على التحسن إلا على أساس خط الأساس الذي يأخذ في الاعتبار التغيرات في الطقس والإشغال وساعات العمل. ويحدد البروتوكول الدولي لقياس الأداء والتحقق (IPMVP) هذا النهج: لا يمكن قياس الوفورات بشكل مباشر، لذا تتم مقارنة الاستهلاك قبل وبعد القياس، مع إجراء التعديلات المناسبة للظروف المتغيرة.

في مبنى قائم، الخطوة الأولى الأكثر كشفًا هي إجراء محادثة مع الأشخاص الذين يتلقون الشكاوى ويعالجونها، ويتعاملون مع أجهزة الإنذار ويدفعون الفواتير، يليها مسح للنظام والتحقق من إمكانية الوصول بالفعل إلى البيانات التمثيلية. وتشير النتائج إلى وجود مشروع تجريبي مركز مع مالك مسؤول وضوابط قبول واضحة، ويجب أن ينتظر التوسع حتى يثبت المشروع التجريبي فائدته ويتم فهم احتياجات الدعم الخاصة به. قبل بدء البرنامج التجريبي، يجب أن يكون المالك قادرًا على تأكيد ما يلي: