Поиск потерянных вещей может свести на нет ваши усилия по бережливому управлению. Это не только отнимает время, но и снижает производительность. Например, 37% медсестёр, участвовавших в опросе, заявили, что тратили от одного до шести часов на поиски вещей на работе. Аналогичная ситуация характерна для самых разных специалистов, от инженеров до рядовых рабочих на заводах. Благодаря технологии RTLS никому больше не нужно беспокоиться о поиске своих вещей. Мир систем отслеживания местоположения в режиме реального времени постоянно меняется, и новые варианты использования появляются часто. К счастью для вас, если вы новичок в этой отрасли, вы попали по адресу. Читайте дальше, чтобы узнать больше о системах отслеживания местоположения в режиме реального времени:
Система отслеживания в реальном времени представляет собой комплекс технологических решений, позволяющих автоматически отслеживать местоположение конкретных активов в режиме реального времени. Обычно она работает путём размещения меток на отслеживаемом объекте или активе. Таким образом, менеджер может легко определить, где находится нужный объект, будь то посылка, человек, крупногабаритная техника или оборудование.
После перемещения маркированного актива метки отправляют данные о его местоположении на приёмники, расположенные в определённых местах. Полученные приёмниками данные содержат достаточную информацию о местоположении метки и самого маркированного объекта. Цифровая версия этих данных хранится в программном обеспечении RTLS.
В сочетании с подходящим программным обеспечением эти данные могут предоставить большой объём информации, включая интерактивные карты, тепловые карты, инструменты локации и информационные панели. Однако эффективность каждого решения будет зависеть от функций, предоставляемых его программным обеспечением.
Определение конкретного местоположения конкретных предметов позволяет оптимизировать процессы. Это также позволяет сотрудникам сосредоточиться на более ресурсоёмких задачах, а не тратить драгоценное время на поиски активов. В разных отраслях требуется отслеживать разные предметы, и требования к решению RTLS различаются для каждой отрасли.
RTLS была детищем трёх человек: Джея Уэба из PinPoint, Тима Харрингтона из WhereNet и Джея Верба из AIM. Их целью было создание технологии, сочетающей возможности автоматической идентификации активных RFID-меток и возможность отображения информации на экране компьютера.
Концепция была разработана на выставке ID EXPO, где WhereNet и PinPoint продемонстрировали реальные примеры коммерческих систем RTLS. Поначалу технология RTLS была слишком дорогой для использования обычными компаниями, поэтому основными её пользователями были государственные учреждения и военные.
В начале 1990-х годов эта технология стала доступна коммерческим конечным пользователям: три медицинских учреждения в США установили первую коммерческую систему определения местоположения в реальном времени на основе RTLS. С тех пор появляются новые технологии, делающие возможным применение RTLS в системах с пассивными метками.
В отличие от GPS, система RTLS не обеспечивает глобального покрытия. Она используется внутри помещений или в ограниченных зонах наблюдения. Метки крепятся к мобильным объектам, местоположение которых необходимо отслеживать, а передатчик или приемник используются в качестве опорных точек. Передатчики и приемники часто разбросаны по всей зоне наблюдения. В большинстве случаев наличие большего количества опорных точек RTLS означает, что ваша система будет обеспечивать более высокую точность определения местоположения вплоть до достижения технологических ограничений. Системы RTLS включают два основных элемента конструкции:
В простейшем случае определение местоположения узкого места основано на получении сенсорной сетью сигналов идентификации с короткого расстояния от мобильной метки через один стационарный считыватель, что позволяет определить местоположение объекта относительно метки и считывателя. В качестве альтернативы, подвижная метка может получить идентификатор узкого места перед передачей его в процессор определения местоположения, обычно с помощью второго беспроводного канала.
Точность системы определения местоположения обычно зависит от сферической зоны действия приёмника или передатчика в узком месте. Использование направленных технологий или антенн, таких как ультразвуковые и инфракрасные, которые обычно блокируются перегородками помещения, может легко обеспечить поддержку в узких местах различной геометрии.
В этом случае сигналы идентификации метки будут получены множеством считывателей в сенсорной сети. Затем сеть оценивает положение метки с помощью алгоритма определения местоположения, например, мультилатерализма, трилатерации или триангуляции.
В качестве альтернативы, метка может получать сигналы идентификации нескольких опорных точек RTLS, прежде чем передавать их в процессор определения местоположения. Расстояние между опорными точками в сенсорной сети должно быть известно для максимально точного определения местоположения объектов или активов. Последний способ вычисления относительного местоположения — это когда метки на мобильных объектах напрямую взаимодействуют друг с другом, прежде чем передавать данные в процессор определения местоположения.
Радиочастотная триангуляция оценивает местоположение метки, используя угол, под которым каждый радиочастотный сигнал достигает нескольких приёмников. Радиочастотная трилатерация, с другой стороны, определяет местоположение меток, оценивая дальность действия различных приёмников. Поскольку существует множество препятствий, таких как стены и мебель, которые могут искажать предполагаемую дальность, локация, основанная на оценке, часто оценивается по точности на определённых расстояниях. Например, можно сказать, что система обеспечивает 90% точность в диапазоне десяти метров.
Стандарты применения и технические характеристики будут различаться в зависимости от платформы RTLS, но все платформы используют одни и те же базовые программные и аппаратные компоненты:
Хотя разные системы отслеживания предлагают разные возможности, каждое RTLS-решение обязательно обеспечит долгосрочное ведение журнала и отслеживание в режиме реального времени. Они могут иметь и другие возможности, например, настройку геозон. Геозоны служат виртуальными границами, которые поддерживающие их RTLS-приёмники будут отправлять оповещения при пересечении отмеченным объектом или человеком.
Для работы решений RTLS оборудование RTLS должно быть взаимодействовать с устройствами отслеживания. Устройства, которые будут постоянно взаимодействовать с трекерами, называются якорями и должны быть стратегически размещены в разных частях интересующей локации, например, в зданиях.
Количество анкеров, используемых в конкретной точке, зависит от типов используемых трекеров. При использовании активной RFID вам потребуется меньше анкеров для покрытия большой площади. С другой стороны, при использовании BLE и пассивной RFID потребуется установить больше анкеров.
Решения RTLS могут легко привести к проблемам с конфиденциальностью и безопасностью. Тот факт, что они позволяют руководителям отслеживать местоположение сотрудников, может быть воспринят как вторжение в частную жизнь. Они позволяют не только отслеживать данные о местоположении в режиме реального времени, но и извлекать ценную информацию из исторических данных. Именно поэтому в последнее время были разработаны многочисленные нормативные акты, такие как GDPR, направленные на повышение конфиденциальности и безопасности.
Например, эти правила ограничивают виды данных, которые организация может хранить о пользователях, а также способы их использования. Хотя влияние этих правил может быть ограничено в рамках организации, они являются хорошей отправной точкой. Кроме того, они могут обеспечить достаточную защиту в сочетании с другими внутренними правилами конфиденциальности.
Тот факт, что решения RTLS создают ещё одну точку входа в ИТ-экосистему любой организации, обуславливает необходимость уделять особое внимание её безопасности. Организациям следует приобретать решения RTLS у поставщиков с хорошей репутацией в области кибербезопасности, а также внедрять собственные стратегии внутренней безопасности, чтобы защитить себя от угроз утечки данных.
Глобальная навигационная спутниковая система (ГНСС) обеспечивает широкомасштабное покрытие в глобальном масштабе с помощью спутниковой системы, что делает её идеальным решением для отслеживания местоположения вне помещений. Использование ГНСС для отслеживания местоположения и мониторинга потребует объединения спутников с ГНСС-метками, поддерживающими Bluetooth, Wi-Fi или сотовую связь. Интеллектуальное устройство или метка ГНСС получает данные о местоположении и времени с нескольких орбитальных спутников. Затем эти данные используются для определения местоположения мобильного устройства перед отправкой данных в облачную базу данных или на главный компьютер.
Тот факт, что Bluetooth является стандартной технологией, делает её одной из лучших технологий для реализации RTLS. В основном, вам потребуется настроить Теги или маяки Bluetooth RTLS В зоне интереса они будут передавать информацию на приёмники на смарт-устройствах или другие маяки и метки BLE RTLS. Приёмник затем передаёт данные на шлюз, который отправляет их в облачную базу данных или на хост-компьютер.
Инфракрасные RTLS идеально подходят для ситуаций, где требуется высокая точность на уровне помещения и низкие затраты на развертывание. Поскольку инфракрасные волны не проходят сквозь стены, эту технологию можно использовать только в небольших помещениях, но сочетание её с Bluetooth и Wi-Fi позволяет обойти эти ограничения. Инфракрасные приёмники, установленные в определённых местах, принимают сигнал каждой метки и передают его в облачную/сетевую базу данных хост-компьютера по Wi-Fi или локальной сети.
Существует два типа RFID-технологий: активные и пассивные. Последние не имеют внутреннего источника питания и питаются от электромагнитных волн RFID-считывателей. Первая имеет собственный источник питания, позволяющий ей непрерывно передавать сигнал. Обе системы могут использоваться для отслеживания местоположения: активная RFID идеально подходит для отслеживания местоположения активов в режиме реального времени, а вторая — для контроля доступа и управления запасами.
Эта технология идеально подходит для определения местоположения на уровне помещения, поскольку ультразвуковые волны, подобно инфракрасному излучению, не могут проходить сквозь стены. Однако она отличается от инфракрасного излучения тем, что использует звук для определения местоположения объекта. Приёмники оснащены микрофонами, которые улавливают звук, настроенными на ультразвуковой диапазон частот.
Устройства RTLS UWB часто излучают радиочастотную энергию в окружающую среду, чтобы приёмники могли её уловить. Для повышения точности на больших площадях необходимо размещать несколько приёмников близко друг к другу, а вспомогательные приёмники — между ними. Это связано с короткой длиной сигналов меток, что делает этот вариант идеальным для точного определения местоположения на уровне зоны и помещения.
Эти системы используют камеры и изображения в режиме реального времени для наблюдения за людьми и имуществом. Высокопроизводительные камеры могут быть оснащены дополнительными технологиями, такими как Bluetooth или Wi-Fi, чтобы система могла обмениваться изображениями и данными о времени с сетевыми/облачными базами данных или хост-компьютерами. Качество решения RTLS во многом зависит от освещения, качества камеры и видимости.
Идеальность такого решения RTLS заключается в том, что конечные пользователи могут легко использовать уже имеющиеся точки доступа Wi-Fi без дополнительных затрат на оборудование. Смарт-устройства или метки Wi-Fi RTLS используют свои внутренние радиомодули Wi-Fi для передачи сигналов точкам доступа Wi-Fi в определённой зоне. Система использует несколько индикаторов позиционирования для определения расстояния до точек доступа Wi-Fi.
Идеальный вариант RTLS будет зависеть от ваших целей. К ним относятся:
Этот тип RTLS, основанный на Wi-Fi или сверхширокополосных технологиях, может помочь определить точное местоположение предмета. Он идеально подходит для таких задач, как управление запасами, где требуется определить местоположение предмета с точностью до сантиметра. Недостаток заключается в том, что эти решения, как правило, довольно дороги и требуют сложной инфраструктуры для достижения такого уровня точности.
Эта система не так точна, как высокоточная система RTLS, но может предоставлять данные о местоположении с точностью до нескольких футов. Она идеально подходит для ситуаций, когда определение точного местоположения объекта не является обязательным. Например, при поиске рентгеновского аппарата в больнице достаточно знать только номер помещения, в котором он находится, но не точное место. Такие решения, как правило, менее затратны и требуют меньше инфраструктуры для оптимизации.
Расстояние и углы
Метод измерения дальности и/или ангуляции, используемый для отслеживания местоположения, зависит от используемой физической технологии. Иногда может потребоваться объединение нескольких методов измерения дальности и ангуляции. Наиболее распространённые методы измерения дальности и/или ангуляции включают в себя:
Ошибки и точность
Хотя решения RTLS отлично подходят для отслеживания местоположения объектов и людей, они не лишены ошибок. Некоторые из них связаны с физикой систем определения местоположения, и внедрение технических изменений для их улучшения может быть затруднительным. Знание ограничений каждой системы крайне важно для выбора идеального решения:
Большинству систем RTLS требуется прямая видимость, позволяющая идентифицировать отслеживаемый объект. При недостаточной видимости между стационарными узлами и мобильными метками RTLS система определения местоположения не выдаст никаких результатов. Например, для спутниковых систем определения местоположения требуется прямая видимость между объектом и спутником. Одним из наилучших способов решения проблемы видимости является внедрение идентификации, что может потребовать использования передатчиков в условиях достаточно высокой насыщенности.
Поскольку местоположение объектов может постоянно меняться, любая задержка в предоставлении решениями нового местоположения может привести к ошибке ложного определения местоположения. Если решение не может предоставлять обновления местоположения достаточно быстро, как того требует проект, оно может быть не идеальным решением для него.
Стабильность результата может хаотично изменяться из-за шума от различных источников. С другой стороны, попытка обеспечить стабильное изображение увеличит задержку, что противоречит требованиям реального времени.
Поскольку объекты, содержащие массу, имеют ограничения на прыжки, эти эффекты в основном выходят за рамки физической реальности. Проблема может заключаться в некорректном моделировании локационной системы, если место прыжка не идентифицируется с самим объектом. Этот эффект может быть результатом изменения доминирования различных вторичных реакций.
Смещенные отражения по вторичному пути могут привести к тому, что объект будет восприниматься как движущийся. Этот эффект указывает на недостаточное различение первого эха и может быть результатом простого усреднения.
Международная электротехническая комиссия (МЭК) и Международная организация по стандартизации (ИСО) совместно работали над внедрением стандартизации в индустрию RTLS. Это обеспечивает совместимость решений RTLS во всем мире, а также стандартизацию уровней качества. Все детали стандартизации изложены в серии стандартов ISO/IEC 24730. Ниже перечислены несколько опубликованных стандартов:
Эти стандарты не устанавливают специальные методы измерения местоположения или вычисления данных о местоположении. Методы, используемые для решения таких задач, включают триангуляцию, трилатерацию или распространённые гибридные подходы к тригонометрическим вычислениям для сферических моделей или плоских моделей на земной поверхности. Стандарты предназначены исключительно для улучшения взаимодействия между глобальными решениями RTLS.
Несмотря на рост внедрения систем RTLS, некоторые проблемы по-прежнему сдерживают его.
Дезинформация и недостаточная осведомлённость сдерживают рост индустрии RTLS. Некоторые пользователи по-прежнему зависят от пассивной RFID-метки и штрихкодов в регионах, где системы RTLS могли бы быть полезны. К регионам с самым низким уровнем осведомлённости относятся развивающиеся страны, такие как Остальной мир и Азиатско-Тихоокеанский регион.
С другой стороны, хотя некоторые организации и могут внедрить системы RTLS, им не хватает опыта для полной оптимизации этих решений. Системы RTLS часто требуют наличия высококвалифицированных технических специалистов, способных обрабатывать пространственные данные и решать любые возникающие проблемы. Снижение этого барьера стало причиной постепенного внедрения этой технологии странами Азиатско-Тихоокеанского региона.
Производители и поставщики услуг несут главную ответственность — обеспечить общественность достаточной информацией об эффективности этих решений. Они могут распространять информацию посредством выставок, семинаров или, в целом, посредством эффективных маркетинговых стратегий.
Хотя стоимость установки RTLS варьируется в зависимости от отрасли, она, как правило, высока, но вполне доступна, особенно при наличии определённых поддерживающих технологий. Например, установка системы определения местоположения в реальном времени на базе Wi-Fi обходится дешевле, чем установка систем RTLS на базе Arduino и UWB, но стоимость оборудования — наоборот. С другой стороны, поддерживать работу решений на базе BLE и UWB дешевле, чем на базе Wi-Fi и RFID.
Установка решения RTLS не так проста, как получение его от поставщика услуг. Вместо этого требуется индивидуальная настройка, чтобы оно соответствовало вашим конкретным потребностям и среде. Одна из причин высокой стоимости решений заключается в том, что, как правило, высоки затраты на электроэнергию, проводку, инфраструктуру, программное обеспечение и оборудование. Положительный момент заключается в том, что цены на оборудование снижаются, что открывает путь к его более широкому внедрению.
В 1.7 году объём мирового рынка RTLS оценивался в 2017 млрд долларов США, а к 13 году ожидается его рост до 2026 млрд долларов США, что соответствует среднегодовому темпу роста 25%. Знание местоположения ресурсов и активов благодаря автоматизированному отслеживанию активов может помочь организациям эффективнее использовать их и оптимизировать рабочие процессы. Растущее внедрение решений RTLS — одна из причин ожидаемого высокого среднегодового темпа роста рынка. В сочетании с растущим технологическим прогрессом и снижением цен на оборудование ожидается рост внедрения. Например, внедрение Bluetooth 5 окажет значительное влияние на развитие отрасли.
Аппаратные компоненты являются одними из важнейших компонентов решений RTLS. Однако высокая стоимость датчиков, передатчиков и меток превратила этот сегмент в один из самых прибыльных на рынке. Фактически, он приносит производителям больше дохода, чем услуги и программное обеспечение. Прогнозируется снижение цен на оборудование в период с 2017 по 2026 год (прогнозный период). Хотя это приведет к снижению стоимости продаж, это приведет к увеличению их объема.
Wi-Fi доминирует на мировом рынке RTLS, и за ней следует технология RTLS RFID. Широкое распространение этой технологии обусловлено многими факторами, включая простоту развертывания, низкую стоимость и увеличение пропускной способности Wi-Fi RTLS. С другой стороны, RFID является лидером в повышении эффективности и производительности работы пользователей. Ожидаемое снижение стоимости RFID RTLS может привести к росту мирового спроса на эту технологию в прогнозируемый период.
Здравоохранение продолжает доминировать среди отраслей, использующих решения RTLS, и, как ожидается, сохранит лидирующие позиции в прогнозируемом периоде. Эта отрасль укрепила свои позиции, став одним из первых пользователей решений на базе RTLS. Эти решения используются в различных областях, включая отслеживание персонала и пациентов, контроль соблюдения гигиены рук, мониторинг активов и мониторинг окружающей среды. Поскольку многие медицинские учреждения несут значительные убытки в связи с заменой потерянных предметов, решения RTLS крайне востребованы в этой отрасли. В сочетании с растущим внедрением и развитием Интернета транспортных средств (IoMT), здравоохранение, несомненно, сохранит свое место в качестве основного пользователя решений RTLS.
Северная Америка доминирует на мировом рынке RTLS. Растущее применение решений в сфере здравоохранения в сочетании с государственными инициативами и поддержкой способствовало их внедрению в этом регионе. Однако ожидается, что Азиатско-Тихоокеанский регион будет демонстрировать самые высокие темпы внедрения, поскольку По оценкам, среднегодовой темп роста составит 27%.
В Азиатско-Тихоокеанском регионе технология RTLS получила широкое распространение в таких секторах, как производство, здравоохранение и розничная торговля. Япония стала лидером в регионе среди стран-первопроходцев, за которыми следуют Китай, Северная Корея и Австралия.
Растёт потребность в отслеживании активов в таких отраслях, как оборона, здравоохранение и производство. В большинстве случаев отслеживаемыми активами являются медицинское оборудование, инструменты, прицепы и контейнеры. Поскольку большинство мировых сверхдержав увеличивают свои военные расходы, ожидается, что всё большее их число будет инвестировать в сервисы определения местоположения в режиме реального времени.
Распространение смартфонов по всему миру стало одним из основных факторов внедрения RTLS. Ряд приложений использует данные о местоположении в режиме реального времени. Яркими примерами служат бизнес-приложения и приложения для общения, приложения для здоровья и хорошего самочувствия, игровые приложения и приложения для личного пользования. Например, для использования смартфонов в целях реагирования на инциденты и управления чрезвычайными ситуациями им необходимо использовать системы определения местоположения в режиме реального времени, которые позволяют идентифицировать и отслеживать точное местоположение людей.
В отличие от предыдущих поколений, когда поставщики предлагали закрытые решения, современные кредиторы объединяют компоненты и технологии для улучшения качества услуг, предлагаемых решениями RTLS. Например, между поставщиками решений Bluetooth Low Energy и поставщиками сверхширокополосных решений установилось тесное сотрудничество, что привело к улучшению функциональности устройств. Большинство поставщиков BLE-маяков стремились расширить функциональность своих устройств, чтобы улучшить их аппаратное обеспечение. Стремясь повысить уровень точности каждого устройства RTLS, эти поставщики напрямую расширяют области применения технологии, способствуя её внедрению.
При внедрении решения RTLS необходимо многое учесть и изучить. Например, следует начать с определения проблемы, которую вы хотите решить. Также следует определить технологические конфигурации, которые наилучшим образом подойдут для её решения. Среди других важных факторов, которые следует учитывать, можно назвать следующие:
Хотя некоторые из этих проблем легко решить с помощью мозгового штурма, другие потребуют консультации со специалистом или полевых испытаний решения. В любом случае, проведение пилотного проекта RTLS крайне важно. Краткосрочное внедрение системы на вашем объекте поможет вам оценить её применение в реальных условиях, а также её соответствие вашим конкретным требованиям. Это также может помочь вам выявить проблемы, о необходимости решения которых вы и не подозревали.
Хотя решения RTLS призваны экономить деньги в любой сфере применения, их внедрение потребует наличия необходимых ресурсов и инфраструктуры. На начальном этапе найти идеальное решение и партнёра по интеграции не всегда просто. Сначала необходимо определить, чего вы хотите добиться от системы. Для этого необходимо оценить её производительность, определить бюджет инвестиций и запланировать встречи. Как правило, расходы включают:
Один из самых сложных для определения с самого начала факторов — это окупаемость инвестиций (ROI), которая является неотъемлемой частью планирования. Приблизительная оценка ROI может помочь вам принять правильное решение и ответить на многие вопросы. Преимущество современных провайдеров RTLS в том, что они стремятся устанавливать конкурентоспособные цены на свои продукты.
Например, некоторые поставщики заранее покрывают необходимые расходы, обеспечивая при этом доступную стоимость обслуживания и эксплуатации. Другие субсидируют расходы на установку или оборудование за счёт доступного долгосрочного обслуживания. Определить совокупную стоимость владения не всегда просто, но вы сможете определить её, определив каждый фактор стоимости и убедившись, что производительность системы соответствует вашим предполагаемым целям.
Различные типы решений RTLS имеют свои нюансы, и каждое из них имеет несколько отличий от остальных. Вам следует рассмотреть следующие решения:
Разработка вспомогательных технологий, таких как Bluetooth 5 Это хорошо для отрасли RTLS. Это позволяет организациям находить новые области применения. Благодаря этим достижениям, системы RTLS готовы получить массовое распространение в ближайшие годы.
ПРОДОЛЖИТЬ ЧТЕНИЕ О RTLS
В настоящее время всё больше компаний переезжают в современные офисные здания для ведения своей повседневной деятельности. Для…
1. Основные проблемы и болевые точки. Проблема. Сбои в холодовой цепи редко происходят внутри высокоэффективных…
Чемпионат мира по футболу FIFA всегда был самым популярным спортивным событием в мире. Каждые четыре…
Когда мы думаем об аэропортах, мы представляем себе длинные очереди на досмотр, переполненные терминалы, запутанные выходы на посадку…
В повседневной работе больницы крайне важно знать точное местонахождение критически важного медицинского оборудования, поскольку…
Поскольку число случаев насилия на рабочем месте продолжает расти, а угрозы безопасности усложняют ситуацию в различных отраслях, организации…
