Локаторы и метки. Как работают системы позиционирования в режиме реального времени
Real-time locating system (RTLS) или системы позиционирования объектов в реальном времени активно применяются в самых разных сферах. Это давно уже не только просто точка на карте — хотя, и это тоже. Я представляю ведущего мирового производителя RTLS-систем и расскажу об их огромных возможностях делать жизнь и работу лучше.
Система позиционирования в реальном времени — это не только определение местоположения объекта
Современные системы позиционирования собирают данные состояния окружающей среды и позволяют мгновенно получать информацию об уровне освещения, температуры, давления, влажности, радиации и концентрации разных веществ в воздухе.
Можно использовать оборудование для мониторинга жизненно важных индивидуальных показателей: давление, частота сердечных сокращений, температуры тела.
К устройствам системы позиционирования можно добавлять множество атрибутов, организовывать устройства в группы и определять роли зон, отправлять push-уведомления выбранным пользователям и организовывать локальные системы голосовой связи. Эффективно сочетание системы позиционирования в режиме реального времени с видеонаблюдением и радиосвязью. Например, можно связаться с рабочим, метка которого подала на пульт сигнал тревоги при входе в зону с повышенным риском.
Применение систем позиционирования, как первый шаг на пути к цифровому двойнику предприятия и промышленности 4.0
Умные фабрики создаются с помощью цифровых технологий. Рост эффективности предприятия основан на правильных решениях принятых своевременно. Качество решения определяется глубиной анализа. Своевременность определяется скоростью данных, которые вы получаете для анализа ситуации. Данные об объемах запасов деталей для производства, контейнерах, поддонах, погрузчиках, состоянии инструментов на конвейере, сотрудниках и многом другом в комплексе позволяют увеличить эффективность производственных процессов, сократить количество ошибок и время на их устранение.
Аналитика о времени сотрудника на складе, за станком, в столовой не только улучшает контроль за работой, но и позволяет видеть слабые места в практической организации труда.
Отслеживание активов на производстве в Dyer Engineering
Завод по производству металлических конструкций в Стенли (Великобритания) занимает 10 зданий на двух площадках общей площадью 9 200 кв. м. У компании одномоментно выполняется примерно 1 000 заказов на выполнение работ с большим количеством монтажа — около 10 000 операций на всех площадках.
Для повышения эффективности процессов на производстве было установлено 60 локаторов, каждый из которых покрывает зону около 100 кв. м. К оборудованию и продукции прикрепили 1 000 меток. Экономия от уменьшения времени поиска инвентаря и инструментов в денежном эквиваленте составила более 10 000 фунтов в месяц.
Оптимизация внутренней логистики и работы склада в NGK Ceramics
Позиционирование в реальном времени помогает организовывать систему внутренней логистики. Один из свежих примеров — NKG Ceramics, лидер по выпуску керамических катализаторов и фильтров для автомобилей. Компания стремилась увеличить мощность завода в Северной Каролине, где в пиковые часы поддоны с продукцией складывались по всему цеху и по меньшей мере двое сотрудников занимались их поиском и возвращением на места.
При помощи системы позиционирования был создан цифровой двойник предприятия с активным мониторингом инфраструктуры, запасов и логистических механизмов. Умный цех позволил уже в первые полгода втрое сократить время простоя производства.
Мониторинг и протоколирование процессов сборки в Atla
ATLA (Турин, Италия) занимается ремонтом высокотехнологичных компонентов для газовых турбин. Производственный процесс компании требует постоянного перемещения деталей между рабочими станциями.
Позиционирование здесь интегрировано в ERP-систему производства, при помощи отдельно разработанного приложения. Благодаря новой системе ALTA полностью автоматизировала и оцифровала цикл обработки заказов: приём, отгрузка, формирование партий. Местоположение, статус работы и потенциальные задержки отображаются мгновенно.
Усиление безопасности сотрудников на производстве в Empower Oyj
На складе или в цехе не всегда можно расслышать приближение автопогрузчика, но столкновение с ним человека может привести к серьезным последствиям. Снабдив метками погрузчики и рабочих, процент столкновений можно свести к минимуму.
Такую трекинг-систему реализовали в сервисной компании Empower Oyj, создавшей собственное приложение для маркировки людей и подвижных механизированных погрузчиков. Причиной его разработки, к сожалению, стала смерть сотрудника после столкновения с машиной в мастерской.
Позиционирование в реальном времени позволило компании прогнозировать движение людей и механизмов, предупреждать работников, а при необходимости — останавливать движение машины.
Позиционирование шахтёров в Dedeman Mining
В 2014 году катастрофа на турецкой шахте Soma Mining унесла жизни 301 человека. Правительство обязало предприятия отрасли оснастить все предприятия отрасли эффективными системами позиционирования в реальном времени.
Шахты Dedeman Mining оборудованы локаторами для определения местоположения в реальном времени, каждый из которых подключен к управляющему компьютеру в защищенном шкафу с помощью бронированных волоконных кабелей. 500 небольших Bluetouth-меток вмонтированы прямо в фонари на касках шахтёров. Потенциально, метки могут также собирать и передавать самые разные данные о состоянии окружающей среды и человека.
Умный склад и позиционирование персонала в Fujitsu
7 000 кв. м, примерно 15 000 заказов на отгрузку ежедневно, 12 000 видов запчастей. Для оптимизации склада мировому производителю микроэлектроники требовалось более эффективное управление потоками сотрудников.
Система позиционирования сотрудников Fujitsu анализирует неэффективные рабочие процессы. Данные о перемещении людей собираются автоматически в реальном времени. Компания сократила сроки и повысила качество производства с помощью аналитики, полученной в результате применения системы позиционирования.
Позиционирование в медицине
Применение систем определения местоположения в сфере здравоохранения обеспечивают массу возможностей — от улучшения качества ухода за пациентами до оптимизации процедур неотложной помощи и спасения жизни.
Например, встроенная в браслет метка сразу автоматически оповещает о падении пациента на пол в палате или в коридоре.
Клиническая больница университета Фукуи (Япония)
Прикосновение — один из главных путей заразиться. Системы позиционирования эффективно повышают безопасность пациентов и персонала больниц. В одном из ведущих медучреждений Японии такая система отслеживает применение медперсоналом стандартных антисептических средств.
Койки пациентов позиционируются при помощи Bluetouth-меток. При помощи таких же меток на форме персонала система ненавязчиво предупреждает сотрудников, когда они переходят от одного пациента к другому, не обработав руки антисептиком.
Системы высокоточного определения местоположения в реальном времени в спорте
Командный спорт — лучший пример пользы применения системы позиционирования за счет новых данных. Например, в футболе метки диаметром 2 см можно крепить на форму игроков и получать информацию о скорости, дистанции, ускорении, пересечении линии и т.д.
Ещё больше данных получают при установке метки в мяч, так как становится возможным отследить его скорость, количество точных передач, время владения и много другое.
Системы позиционирования помогают обеспечивать безопасность, корректировать тренировки, прокачивать отдельные навыки и производить недоступную ранее мгновенную аналитику и данные для медиа, беттинга, цифровых игровых сервисов, скаутинга. Системы позиционирования уже вовсю применяется даже в таком высокоскоростном спорте, как хоккей.
«Умная шайба» КХЛ
Bluetouth-трекинг хоккеистов и шайб — революционная система позиционирования объектов, в создании которой мы принимали участие в рамках работы над проектом Континентальной хоккейной лигой. Тренерам больше не нужно перематывать моменты видео во время перерывов: данные о действиях команд и отдельных игроков поступают мгновенно, записываются и кластеризуются по ключевым моментам автоматически.
Настоящим прорывом стало размещение меток непосредственно внутри шайб, что даёт возможность предсказания траектории полёта шайбы и исхода матча...
Медиа и букмекерские компании получили возможность создавать новые продукты для фанатов. Возможно, скоро можно будет делать ставки даже на пульс хоккеистов при вбрасывании.
Безопасность и рост результатов пловцов в умном бассейне Nagi
Безопасность в воде всегда вызывает беспокойство — особенно, когда это касается детей. Bluetouth-метка на браслете пловца настраивается на его уровень умений и предупредит, если он пробыл под водой слишком долго.
Метки также позволяют тренерам видеть динамику и отдельные показатели эффективности пловцов в реальном времени, помогая добиваться лучших результатов.
Системы позиционирования для усиления безопасности
Защита здоровья и безопасность — ключевые факторы продуктивной работы на любом крупном предприятии. Системы позиционирования позволяют создавать новые способы обеспечения безопасности в штатных и чрезвычайных условиях, организовывать интеллектуальный контроль доступа, вовремя и эффективно эвакуировать людей.
Социальная дистанция в ILR Industries
Как и многие другие компании, крупное инновационное производство в Онтарио стремится обеспечить безопасность персонала и поддержать показатели бизнеса во время пандемии. Сотрудники боялись заболеть на работе и руководству требовалось эффективное решение предотвращения заражений.
Реализованная на предприятии система позиционирования предупреждает работников, если они не соблюдают социальную дистанцию и позволяет повышать эффективность рабочих процессов, пересмотренных после внедрения системы позиционирования.
Инфраструктура систем позиционирования объектов
Сервер
Получает, обрабатывает и хранит информацию от локаторов и персональных меток. Также, часто доступ к базе данных о позиционировании предоставляется для сторонних сервисов, таких как внутренние ERP, MES или WMS системы.
Локатор
Принимает или передает сигнал метки в зависимости от принципа работы системы для определения её местоположения в пространстве.
Метка
Носимое устройство с помощью которого система определяет местоположение объекта под наблюдением. Фиксируется на одежде, может быть встроена в оборудование. В ряде случаев есть возможность использование смартфона в качестве метки, при этом в целевом мобильном приложении необходимо использовать специальный программный код.
Программное обеспечение
Аналитическое ПО для обработки, хранения и визуализации статистических данных.
Какие технологии используют в системах позиционирования
WiFi
Внутренняя навигация с использованием Wi-Fi достигает точности 5-15 метров. Можно определять положение устройств с активированным Wi-Fi — смартфонов, планшетов и меток.
UWB — Ultra-wide band
Технология позиционирования ближнего действия. Точность может быть сантиметровой, что значительно выше Wi-Fi. Малое время задержки помогает мониторить достаточно быстро движущиеся объекты.
RFID — Radio Frequency IDentification
Положение отслеживаемых меток определяется только зонально. Можно видеть посещение объектом определенных зон.
Bluetooth
Отличительной особенностью таких систем – легкая масштабируемость благодаря тому, что этот стандарт используется большинством мобильных и стационарных устройств по умолчанию.
Решения, работающие на принципе измерения угла прихода Bluetouth сигнала для определения местоположения позволяют добиться точности UWB при значительно большей зоне покрытия одного локатора.
Батарейка метки на основе Bluetouth Low Energy работает до двух лет, что существенно сокращает расходы на поддержание работоспособности системы.
Развитие систем позиционирования
Определение местоположения предметов и людей в реальном времени — актуальный запрос самого времени. Применение систем мгновенного позиционирования будет расти лавинообразно.
В следующей статье расскажем о реализованных нами решениях на технологии Bluetouth. С удовольствием отвечу на ваши вопросы в комментариях.