UWB和RFID結(jié)合使用-最 大限度地提高資產(chǎn)跟蹤效率

隨著未來工廠和工業(yè) 4.0 創(chuàng)新部署在全球范圍內(nèi)蓬勃發(fā)展，實時定位系統(tǒng) RTLS越來越被認(rèn)為是制造過程中最 具生產(chǎn)力、成本效益、影響力和破壞性最小的附加系統(tǒng)之一。

考慮到這一點，許多公司現(xiàn)在面臨著決定哪種 RTLS 技術(shù)最適合他們的需求。有多種 RTLS 解決方案可供選擇，包括 Wi-Fi、藍(lán)牙、超寬帶 (UWB) 和射頻識別 (RFID)。

然而，并非所有這些技術(shù)都以相同的方式提供結(jié)果。本文將深入探討這些 RTLS 技術(shù)之間的差異，以及 UWB 和 RFID 系統(tǒng)的組合如何產(chǎn)生大于各部分之和的結(jié)果。它還將探討如何以最小的努力和對持續(xù)運營的干擾將 UWB 無縫集成到 RFID 中。

此外，它還將提供案例研究，證明結(jié)合使用 UWB 和 RFID 可以顯著提高運營生產(chǎn)力。

比較 RFID 和 UWB 跟蹤解決方案：

選擇正確的資產(chǎn)跟蹤技術(shù)取決于具體需求和最終用途的目標(biāo)。要考慮的因素包括位置數(shù)據(jù)所需的準(zhǔn)確性或粒度、每個被監(jiān)控資產(chǎn)的更新率、被跟蹤資產(chǎn)的數(shù)量和價值、與資產(chǎn)丟失相關(guān)的成本或風(fēng)險、進(jìn)行跟蹤的物理環(huán)境、以及技術(shù)的易用性和成本，以及收集和傳輸數(shù)據(jù)的要求。

RFID射頻識別技術(shù)

RFID已被廣泛應(yīng)用。RFID 系統(tǒng)可以采用多種方式配置，包括低頻 (LF)、高頻 (HF) 和超高頻 (UHF) 系統(tǒng)，以及無源和有源系統(tǒng)。無源 RFID 能夠使用非常小且價格低廉的標(biāo)簽來跟蹤各種有形資產(chǎn)。

RFID 的優(yōu)點包括硬件互操作性、廉價標(biāo)簽（尤其是無源標(biāo)簽）、多種標(biāo)簽選項和小型無線電簽名。

然而，RFID也有一些缺點，例如精度不穩(wěn)定、讀取器成本高、系統(tǒng)安裝復(fù)雜、覆蓋范圍有限以及無線信號可能被攔截等。RFID 系統(tǒng)是一組多樣化的技術(shù)，其功能因讀取器而異。

手持式閱讀器與無源標(biāo)簽相結(jié)合非常常見，并且對基礎(chǔ)設(shè)施的要求極低。無源系統(tǒng)利用非常小且廉價的標(biāo)簽來跟蹤各種實物資產(chǎn)，從大型車輛和機械到小型手動工具。這些系統(tǒng)具有高度可擴展性，但跟蹤僅了解最近注冊的掃描點。

為了實現(xiàn)實時定位，需要在整個跟蹤區(qū)域進(jìn)行大量掃描或門式固定掃描儀。RFID 系統(tǒng)，無論是無源還是有源，與 UWB 型 RTLS 相比，在視線范圍內(nèi)效果最 佳，但范圍有限。

超寬帶技術(shù)

超寬帶是資產(chǎn)跟蹤和實時定位領(lǐng)域的尖端技術(shù)。它因其準(zhǔn)確性、可擴展性、安全性和成本效益而迅速成為領(lǐng)先的解決方案。

UWB 技術(shù)使用短脈沖、低功率輸出、大帶寬，在廣泛的無線電頻譜上傳輸數(shù)據(jù)。這種低功耗方法能夠傳輸大量數(shù)據(jù)，即使在沒有直接視線的情況下也能實現(xiàn)高精度的實時定位。

UWB 擁有多項優(yōu)勢，例如能夠穿過墻壁和障礙物傳輸數(shù)據(jù)、提供實時更新、不干擾大多數(shù)其他 RF 信號和設(shè)備、獨特的無線電簽名以及提高避免多徑傳播的能力。因此，該解決方案即使在金屬表面反光的雜亂工業(yè)環(huán)境中也能發(fā)揮作用。

然而，UWB也有一些缺點。它是一種較新的 RTLS 技術(shù)，因此互操作性的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議不太成熟，市場認(rèn)可度也較低。

UWB 技術(shù)非常適合在其他無線技術(shù)經(jīng)常失效的重工業(yè)和 GPS 遮擋環(huán)境中使用。跟蹤高價值資產(chǎn)等應(yīng)用或準(zhǔn)確性至關(guān)重要的場景（如安全、安保和醫(yī)療保?。┛蔀?/span> UWB 提供最快的投資回報。

它能夠繞過和穿過障礙物，從而提供了安裝靈活性，包括能夠在讀取器和跟蹤器設(shè)備之間無視線的情況下進(jìn)行操作。此外，其獨特的無線電特征使其特別適合在具有金屬和其他反射表面的環(huán)境中使用。

何時同時使用 RFID 和 UWB

在某些制造工廠中，結(jié)合 RFID 和 UWB 技術(shù)可以提供全面的資產(chǎn)跟蹤解決方案。

由于高價值資產(chǎn)和低價值資產(chǎn)同時存在，這種組合可以滿足不同的跟蹤要求。特別是無源 RFID，可以為跟蹤許多低價值物品提供有效且經(jīng)濟實惠的解決方案，而 UWB RTLS 通常更準(zhǔn)確，并且可以為更大、更有價值的物品提供無需視線的實時可見性。

利用 RFID 和 UWB 叉車跟蹤優(yōu)化倉庫運營

制造商正在充分利用 RFID 技術(shù)的優(yōu)勢，為叉車配備 RFID 讀取器，掃描帶有 RFID 標(biāo)簽的托盤，并通過掃描倉庫貨架將物料準(zhǔn)確匹配到各自的位置。為了進(jìn)一步提高效率和優(yōu)化路線管理，將 UWB 技術(shù)融入叉車中，以便立即獲得叉車的實時位置和移動歷史記錄，已成為領(lǐng)先制造商的常見做法。

RFID、條形碼和 UWB 跟蹤最 大限度提高汽車制造效率

汽車和其他重型設(shè)備制造商正在提高生產(chǎn)力，使用無源 RFID 標(biāo)簽或條形碼跟蹤在制品 (WIP)，在將其放置在工作車或旅行車上時對其進(jìn)行掃描，然后利用 UWB 標(biāo)簽始終了解其位置手推車。

這非常適合汽車制造工廠，其金屬架上裝有 25 至 30 個由 AGV 或機器人移動的零件，例如，將 UWB 和 RFID 結(jié)合起來創(chuàng)建一個可以跟蹤 AGV、零件和單品級庫存移動的系統(tǒng)。通過標(biāo)記 5,000 多個金屬貨架并使用條形碼進(jìn)行庫存管理，公司可以通過實現(xiàn)貨架位置和內(nèi)容以及帶有標(biāo)記內(nèi)容的其他移動資產(chǎn)（機器人、拖船、越野車等）的實時可見性來提高設(shè)施效率。

利用 RFID 和 UWB 資產(chǎn)跟蹤簡化線性制造

使用貼在車輛底盤上的 RFID 或條形碼標(biāo)簽來跟蹤線性制造中的車輛及其組件，有助于最 大限度地提高線性制造環(huán)境中的效率。

借助 RFID，您可以使用靠近標(biāo)簽安裝的固定讀取器來識別每個生產(chǎn)區(qū)域的車輛和組件，讀取范圍通常小于 3 英寸。與 VIN 號碼相匹配的 UWB 標(biāo)簽可讓您在室內(nèi)或室外實時精細(xì)地定位特定車輛，完成后即可輕松定位。

這一全面的解決方案確保在等待組件或修改時存儲的車輛具有完整的可見性。

利用 RFID 和 UWB 實現(xiàn)工具跟蹤和管理

當(dāng)設(shè)施擁有大量工具（其中一些工具較小，另一些工具較大）時，利用無源 RFID 和 UWB 技術(shù)可提供完整的跟蹤解決方案。

RFID 非常適合監(jiān)控和管理您設(shè)施中的小型物品和手動工具。例如，配備 RFID 讀取器的工具箱在簽入和簽出工具時讀取 RFID，并記錄誰拿走了工具。

UWB 技術(shù)最適合工具箱和無法放入工具箱的工具等較大物品，從而可以在整個設(shè)施的任何地方實現(xiàn)完整的可視性和位置跟蹤。

對于沒有工具箱的設(shè)施，UWB 可用于跟蹤存儲在壁櫥中并每天檢查進(jìn)出的校準(zhǔn)工具，確保始終了解其行蹤。

通過正確的資產(chǎn)跟蹤解決方案最 大限度提高制造投資回報率和效率

隨著采用資產(chǎn)跟蹤來提高制造效率的勢頭不斷增強，制造商必須考慮滿足其特定需求的混合解決方案的潛在優(yōu)勢。通過結(jié)合 RFID-UWB 方法，制造商可以優(yōu)化成本效益并充分享受其設(shè)施中資產(chǎn)跟蹤的優(yōu)勢。

案例研究

制造環(huán)境對實施基于 RTLS 無線電的系統(tǒng)提出了獨特的挑戰(zhàn)，因為實現(xiàn)高精度和適應(yīng)性可能很困難。特別是，具有金屬和反射表面的設(shè)施必須仔細(xì)評估 RTLS 解決方案，以確保其能夠在此類設(shè)置中準(zhǔn)確、安全和靈活地運行，同時還支持室內(nèi)和室外操作（如有必要），并進(jìn)行擴展以滿足需求該設(shè)施的。不幸的是，許多系統(tǒng)無法在如此復(fù)雜和反射的環(huán)境中提供可靠和準(zhǔn)確的性能。

出于這些原因，UWB 技術(shù)代表了工廠車間等擁擠且充滿挑戰(zhàn)的制造環(huán)境中 RTLS 的理想解決方案。即使存在反射表面，該技術(shù)也能實現(xiàn)高精度和可靠性，并且可以有效擴展以處理數(shù)千種資產(chǎn)。

GE 航空集團(tuán) MRO 設(shè)施的零件跟蹤工作流程管理效率低下

在GE 航空航天公司的維護(hù)、修理和大修 (MRO) 設(shè)施ACSC中，零件和工作訂單流的管理是一項需要緊急關(guān)注的重大挑戰(zhàn)。每天，團(tuán)隊必須手動檢查 2,000 多個工單的狀態(tài)，以確定當(dāng)天任務(wù)的優(yōu)先級。這項耗時的工作需要12個人每天花三個小時，尋找前一天轉(zhuǎn)移到下一站的工單。

為了解決這個問題，ACSC 需要一個能夠準(zhǔn)確、高效地實時跟蹤其工單位置的定位系統(tǒng)。自動化優(yōu)先級流程將消除手動跟蹤的需要，并為團(tuán)隊節(jié)省寶貴的時間。此外，簡單易用的系統(tǒng)將有助于減少錯誤，并確保團(tuán)隊可以在需要時快速找到零件。

通過實施可靠、高效的定位系統(tǒng)，GE 航空航天工廠將能夠改善工作流程管理、提高生產(chǎn)率并降低成本。這將使團(tuán)隊能夠?qū)Ｗ⒂跒榭蛻籼峁└哔|(zhì)量的維護(hù)服務(wù)，確保他們的飛機安全高效地運行。

通過安裝UWB RTLS定位系統(tǒng)，ACSC 能夠顯著減少手動跟蹤其工單位置所花費的時間。以前需要 12 個人每天花費 3 個小時的日常任務(wù)減少到每人只需 15 至 20 分鐘。該系統(tǒng)到位后，ACSC 現(xiàn)在可以連續(xù)、準(zhǔn)確地概覽所有工作訂單的位置，無需手動搜索和估計。

ACSC 在選擇 ATLAS 系統(tǒng)之前評估了多個定位系統(tǒng)。MRO 設(shè)施選擇該解決方案是因為其準(zhǔn)確性、易于設(shè)置、有競爭力的價格點以及跟蹤軟件的全面靈活性。

在整個工廠實施該系統(tǒng)后，該公司發(fā)現(xiàn)僅三個月就實現(xiàn)了投資回報，生產(chǎn)率提高了 12 倍，工作能力提高了 15%。此外，它還通過簡化工作流程管理流程和減少工作量來提高員工滿意度。

管理 CRYSTAL GROUP 制造工廠內(nèi)的三種不同跟蹤需求

Crystal Group是定制加固型計算機和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備解決方案的領(lǐng)先供應(yīng)商，其制造工廠具有三種不同的跟蹤需求。該公司需要一個系統(tǒng)來跟蹤其 900 項資產(chǎn)，包括校準(zhǔn)工具、銷售訂單推車和政府擁有的資產(chǎn)。目前用筆和紙進(jìn)行手動跟蹤的方法效率低下且耗時。

這導(dǎo)致花費了大量的時間和資源。由于每個類別都有多種資產(chǎn)，并且需要不同的移動和跟蹤協(xié)議，因此尋找單一的跟蹤解決方案具有挑戰(zhàn)性。

Crystal Group 最終采用了 Wiser 的 UWB 解決方案，因為部署單一技術(shù)即可輕松滿足其所有三種不同的跟蹤需求，并具有優(yōu)勢。

總之

最終，RFID 和 UWB 技術(shù)之間的選擇取決于具體的用例和應(yīng)用的要求。在許多情況下，結(jié)合多種跟蹤技術(shù)（例如 RFID 和 UWB）可以提供更全面、更準(zhǔn)確的資產(chǎn)跟蹤。重要的是，不僅要評估您的操作的具體要求，還要評估哪種技術(shù)或技術(shù)組合最能滿足您的每個特定跟蹤需求。