未來智能工廠如何從實(shí)時(shí)定位系統(tǒng) (RTLS) 獲取價(jià)值

實(shí)時(shí)定位系統(tǒng)數(shù)據(jù)技術(shù)取得了顯著進(jìn)步，制造商如何利用這些數(shù)據(jù)來優(yōu)化流程并在其獨(dú)特的環(huán)境中提高價(jià)值將推動(dòng)他們在未來幾年取得成功

以下信息源自 WISER 使用 (UWB) RTLS 解決方案在重工業(yè)環(huán)境中測試和驗(yàn)證的經(jīng)驗(yàn)：

第 1 章：工業(yè) 4.0 中位置數(shù)據(jù)的前景和挑戰(zhàn)

第 2 章：什么是 RTLS？

第 3 章：RTLS 有哪些好處？

第 4 章：RTLS 的長期優(yōu)勢有哪些？

第 5 章：評估 RTLS 解決方案：哪種 RTLS 系統(tǒng)適合您？

第 6 章：WISER 系統(tǒng)：解決重工業(yè)制造商 RTLS 挑戰(zhàn)的絕佳解決方案

當(dāng)今制造商面臨的主要挑戰(zhàn)

工業(yè) 4.0 的出現(xiàn)和數(shù)字化轉(zhuǎn)型技術(shù)的采用正在迅速推進(jìn)，制造商正在努力應(yīng)對勞動(dòng)力成本上升、庫存管理和工人短缺的問題。軟件、硬件或機(jī)器人應(yīng)用程序提供的自動(dòng)化無處不在，選擇也不斷增多。

但在提高工業(yè)生產(chǎn)力方面，并非所有解決方案都是平等的?？紤]到運(yùn)營中斷成本高昂以及培訓(xùn)員工使用新流程和平臺的成本高昂，一體化解決方案最終可能只會帶來邊際效益。

在未來工廠創(chuàng)新的唾手可得的成果中，實(shí)時(shí)定位技術(shù)可能是最 具成本效益且破壞性最小的，并且最受員工贊賞——可以實(shí)現(xiàn)近乎即時(shí)的投資回報(bào)率并實(shí)現(xiàn)數(shù)量級的提升在生產(chǎn)力和產(chǎn)出方面。

第1章

工業(yè) 4.0 中位置數(shù)據(jù)的前景和挑戰(zhàn)

工業(yè) 4.0 承諾通過將自動(dòng)化和大數(shù)據(jù)與現(xiàn)實(shí)世界中發(fā)生的事情相結(jié)合，公司可以大幅提高其績效和競爭力。為了充分抓住工業(yè) 4.0 機(jī)遇的優(yōu)勢，企業(yè)將需要一系列傳感器和分析解決方案。

然而，為了使分析有用，數(shù)據(jù)的質(zhì)量至關(guān)重要。消費(fèi)者已受益于 GPS 生成的高質(zhì)量戶外數(shù)據(jù)。通過手機(jī)，您可以找到您想去的地方、如何到達(dá)那里，甚至如何避開途中的臨時(shí)路障。

制造商越來越需要工廠和倉庫內(nèi)更精細(xì)的位置類型數(shù)據(jù)，可能精 確到英尺甚至英寸，以跟蹤他們的制造流程。這將使制造商實(shí)時(shí)了解所有關(guān)鍵組件在任何時(shí)間點(diǎn)的位置以及瓶頸發(fā)生的地點(diǎn)、時(shí)間和方式。實(shí)時(shí)定位系統(tǒng) (RTLS) 現(xiàn)在正在兌現(xiàn)這一承諾，并且可以擴(kuò)展以實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)千個(gè)物體的位置。

根據(jù)德勤《2022 年制造業(yè)展望》，“在 COVID-19 之前數(shù)字化成熟度較高的制造商在一定程度上具有更大的優(yōu)勢，具有更強(qiáng)的彈性，就像那些在危機(jī)期間加速數(shù)字化的制造商一樣?！?/span>

由于所有這些原因，實(shí)時(shí)定位系統(tǒng) (RTLS) 通常是制造商考慮的眾多數(shù)字策略中的第 一個(gè)。此外，許多制造商預(yù)計(jì)，隨著全球變暖，天氣事件、火災(zāi)和類似問題可能會增加，公司需要制定靈活的策略來準(zhǔn)備和應(yīng)對意外變化。

第2章

什么是實(shí)時(shí)定位系統(tǒng)？

術(shù)語 RTLS 通常指的是本地定位系統(tǒng)，而不是 GPS 等全球定位系統(tǒng)。雖然時(shí)間和位置是兩者明顯的共同點(diǎn)，但識別是 RTLS 的另一個(gè)重要特征，即使在識別信息受到保護(hù)的情況下也是如此。

本質(zhì)上，實(shí)時(shí)定位系統(tǒng)顯示了定義的區(qū)域內(nèi)的內(nèi)容、地點(diǎn)和時(shí)間，以決策者可以理解的方式量化這些因素。例如，實(shí)時(shí)定位系統(tǒng)可用于顯示哪個(gè)工單（什么）在特定時(shí)間（何時(shí)）穿過制造工廠（何處）的給定生產(chǎn)區(qū)域。另一個(gè)例子：RTLS 可以可視化在工作日的給定點(diǎn)（何時(shí)）將哪個(gè)可運(yùn)輸集裝箱（什么）裝載到特定卡車（何處）。

由于 RTLS 描述了廣泛的位置智能解決方案，因此有助于消除歧義。例如，術(shù)語“實(shí)時(shí)定位系統(tǒng)”通常封裝提供基于鄰近度的數(shù)據(jù)或?qū)嶋H坐標(biāo)的系統(tǒng)。它還通常（但錯(cuò)誤地）用于在設(shè)定的阻塞點(diǎn)識別設(shè)備的系統(tǒng)，僅提供掃描點(diǎn)的臨時(shí)位置。

大多數(shù) RTLS 解決方案包括一系列位于要監(jiān)控的空間周圍的天線，這些天線在資產(chǎn)或人員移動(dòng)時(shí)從附加的標(biāo)簽中捕獲位置信息。這些系統(tǒng)實(shí)時(shí)生成標(biāo)簽的位置數(shù)據(jù)，并且通常還提供移動(dòng)歷史讀數(shù)。

第3章

實(shí)時(shí)定位系統(tǒng)有哪些好處？

一些好處包括：

1. 更好的庫存管理 - 找到丟失的庫存，并收回更換它所需的成本，恢復(fù)尋找它所損失的工作時(shí)間，或消除例行庫存檢查的計(jì)劃外停機(jī)。

所有這些都在工廠環(huán)境中創(chuàng)造價(jià)值，通過節(jié)省工廠工人的時(shí)間來避免不必要的更換，進(jìn)而提高效率和生產(chǎn)率，從而降低每件制造產(chǎn)品的運(yùn)營成本，并最終提高利潤。

2. 提高制造流程的效率，包括跟蹤在制品、查找丟失或修復(fù)的機(jī)器以及識別瓶頸。

3. 提高工人安全

4. 新的和改進(jìn)的商業(yè)智能，用于持續(xù)改進(jìn)

庫存管理

能夠立即找到原材料和零件、工具和庫存對于制造商的高效運(yùn)營至關(guān)重要。由于工廠往往是一片雜亂的地方，部件不斷移動(dòng)，人員輪班不斷，因此物品可能會放錯(cuò)地方。

隨著公司從準(zhǔn)時(shí)制造轉(zhuǎn)向現(xiàn)場存儲更多庫存，這個(gè)問題只會變得更加嚴(yán)重?！都~約時(shí)報(bào)》解釋道：“廉價(jià)且可靠的運(yùn)輸可能不再被視為理所當(dāng)然，迫使制造商將生產(chǎn)轉(zhuǎn)移到離客戶更近的地方。在幾十年來 依賴精益?zhèn)}庫和監(jiān)控庫存并根據(jù)需要調(diào)貨的在線系統(tǒng)之后，制造商可能會重新更加謹(jǐn)慎地關(guān)注額外產(chǎn)能。” 因此，數(shù)字工具可以幫助工廠管理這些更大的庫存。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟 (IIC) 執(zhí)行董事理查德·索利 (Richard Soley) 博士描述了一位“客戶發(fā)現(xiàn)其員工花費(fèi)了 47% 的時(shí)間來尋找合適的工具。” 通過 IIoT 解決方案，工人可以被告知他們需要的工具位于他們身后左側(cè) 10 米處。” 《連線》雜志（2018）

當(dāng)制造工廠中發(fā)生這些庫存情況時(shí)，需要一種能夠處理高反射環(huán)境的更精 確的解決方案。在這種情況下，UWB RTLS 通常是最 佳解決方案。UWB 是一種短距離無線通信協(xié)議，與藍(lán)牙或 Wi-Fi 一樣，使用無線電波。但它的顯著不同之處在于，它的運(yùn)行頻率非常高，并且可以提供比其他技術(shù)更精 確的位置數(shù)據(jù)。

提高制造流程的效率

RTLS 對于提高多種制造工藝的生產(chǎn)率非常有價(jià)值，包括車輪制造、單元制造、批量制造和 WIP 方法，其中每個(gè)訂單都會經(jīng)過一組因訂單而異的步驟或站。

WIP 通常需要將部分完成的產(chǎn)品保留一段時(shí)間，直到工作站或零件可用于下一步。隨著供應(yīng)鏈持續(xù)遭受延誤和堵塞，WIP 制造的各個(gè)方面正在成為許多傳統(tǒng)上不涉及這些方法的制造商的常態(tài)。

最近，即使是汽車制造商也不得不儲存部分完成的汽車，同時(shí)等待所需的芯片到達(dá)。當(dāng)零件到達(dá)時(shí)，他們必須找到它所適用的特定車輛，并將其無縫地重新投入生產(chǎn)。

有關(guān) WIP 制造中 RTLS 系統(tǒng)的更多詳細(xì)信息，請?jiān)L問“批判性地了解如何改進(jìn)制造工作 (WIP) 并減少或消除精益浪費(fèi)，以提高您的利潤?！?/em>

快速查找丟失或修復(fù)的機(jī)械

大多數(shù)現(xiàn)代工廠已經(jīng)擁有幾臺自動(dòng)化或機(jī)器人機(jī)器，需要定期且有時(shí)需要復(fù)雜的維護(hù)。智能工廠的承諾之一是使用傳感器在發(fā)生故障之前識別需要維修的機(jī)器，以便工廠有機(jī)會在更方便的時(shí)間更換機(jī)器或零件。

然而，在進(jìn)行交換時(shí)，找到丟失的機(jī)器并不總是那么容易。有些部件，例如有時(shí)至關(guān)重要的機(jī)器人頭部，會在繁忙的工廠中丟失。UWB RTLS 系統(tǒng)允許工作人員輕松找到任何零件，并根據(jù)位置確定機(jī)器是否已修復(fù)或正在使用。

這可以再次節(jié)省工人尋找機(jī)器的時(shí)間，簡化維修和維護(hù)周期，并有可能延長有價(jià)值機(jī)器的使用壽命。

尋找瓶頸

大多數(shù) RTLS 解決方案都會生成歷史數(shù)據(jù)，用戶可以在其中看到關(guān)鍵資產(chǎn)全天的移動(dòng)情況。

通過簡單的時(shí)間和動(dòng)作分析，工廠經(jīng)理可以使用該數(shù)據(jù)來查找制造過程、供應(yīng)品存儲和檢索或其他領(lǐng)域的瓶頸。他們可以對員工流動(dòng)進(jìn)行短期研究，以確保安全和效率。

工廠經(jīng)理可以根據(jù)實(shí)際移動(dòng)數(shù)據(jù)重新安排生產(chǎn)車間的供應(yīng)存儲區(qū)域，使其更加高效和安全。將定量數(shù)據(jù)作為當(dāng)前和未來決策的基礎(chǔ)可以帶來巨大的、長期的效率提高。

添加商業(yè)智能

RTLS 系統(tǒng)可以提供運(yùn)營優(yōu)勢的另一個(gè)領(lǐng)域是向系統(tǒng)添加業(yè)務(wù)邏輯智能和警報(bào)。一個(gè)例子是創(chuàng)建地理圍欄功能，實(shí)時(shí)定位系統(tǒng) (RTLS) 可以識別遵守不同規(guī)則的區(qū)域。

WISER 的一位客戶是大型建筑設(shè)備的主要制造商，這些設(shè)備通常是定制的。當(dāng)一臺設(shè)備完成第 一個(gè)工位并移動(dòng)到下一個(gè)區(qū)域時(shí)，制造商希望為前往第 一個(gè)工位的下一個(gè)施工設(shè)備帶來正確的工具和用品。在這種情況下，只要一臺設(shè)備移動(dòng)到另一個(gè)區(qū)域，RTLS 解決方案就會向供應(yīng)區(qū)域發(fā)送警報(bào)。然后供應(yīng)商知道要準(zhǔn)備正確的工具和用品并將其運(yùn)送到第 一個(gè)區(qū)域。

隨著機(jī)器人技術(shù)的日益普及，同樣，由于該設(shè)施處理經(jīng)常阻擋視線的大型金屬建筑設(shè)備，因此不受重金屬信號反射引起的跟蹤誤差影響的 UWB 解決方案是該環(huán)境的最 佳選擇。

提高工人安全

可以為管理人員提供警報(bào)和地理圍欄選項(xiàng)，以幫助提高員工的安全。

如果員工距離起重機(jī)、維修區(qū)域或大型危險(xiǎn)設(shè)備太近，他們和設(shè)備操作員就會收到警報(bào)。

如果員工在有大量提升的區(qū)域工作時(shí)間過長、長時(shí)間受到巨大噪音、進(jìn)行重復(fù)性動(dòng)作或在同一臺設(shè)備上工作時(shí)間過長，管理人員也會收到警報(bào)。然后他們可以通知工人休息，以免發(fā)生工傷。

提高效率的另一個(gè)解決方案是將傳感器與定位系統(tǒng)本身配對。

例如，一些 RTLS 標(biāo)簽還提供氣候、聲音和其他數(shù)據(jù)。有時(shí)，這些傳感器可以嵌入到標(biāo)簽中或通過 RTLS 軟件與警報(bào)配對。制造商可以識別可能過熱、過冷、噪音過大或存在危險(xiǎn)的區(qū)域，以實(shí)現(xiàn)最 佳制造。

他們可以查找叉車、機(jī)器人、無人機(jī)等移動(dòng)物品的故障。對于通過設(shè)施移動(dòng)的任何資產(chǎn)或機(jī)械，與傳感器和警報(bào)配對的 RTLS 系統(tǒng)可以提高向用戶提供的數(shù)據(jù)的質(zhì)量。

第4章

RTLS 的長期好處是什么？

顯然，實(shí)時(shí)定位系統(tǒng) (RTLS) 為當(dāng)今的制造商帶來了諸多好處。展望未來，企業(yè)正處于真正的數(shù)字化轉(zhuǎn)型的風(fēng)口浪尖。良好的位置信息將成為擁抱工業(yè) 4.0 的公司取得成功的基石。

隨著流程變得越來越自動(dòng)化，機(jī)器人技術(shù)在制造流程中變得越來越重要，人工智能成為制造決策的真正組成部分，準(zhǔn)確、可靠的位置數(shù)據(jù)本身至關(guān)重要。

為了實(shí)現(xiàn)流程自動(dòng)化，用戶、機(jī)器人和決策軟件都需要清楚地了解訂單所在位置、庫存所在位置或員工工作地點(diǎn)。如果該信息不準(zhǔn)確或延遲，這些自動(dòng)化系統(tǒng)就無法正確評估情況，無法向人員或機(jī)器人發(fā)送所需的警報(bào)，也無法召喚必要的工人來完成給定的任務(wù)。

隨著移動(dòng)和自主機(jī)器人在制造業(yè)中的使用越來越多，向機(jī)器人提供有關(guān)其所在位置的潛在障礙物以及如何避開它們的準(zhǔn)確信息變得越來越重要。將機(jī)器人的一些位置智能轉(zhuǎn)移到設(shè)施范圍內(nèi)的RTLS 中也可以降低每個(gè)機(jī)器人的成本。

UWB RTLS 將最 好地滿足支持機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的精度要求，特別是當(dāng)機(jī)器人在物體后面移動(dòng)并且無法進(jìn)行視線時(shí)。

第5章

評估 RTLS 解決方案

當(dāng)開始您自己的 RTLS 計(jì)劃時(shí)，有很多東西需要學(xué)習(xí)和考慮。首先也是最重要的，您想要解決什么問題，哪種技術(shù)配置最適合該問題？

評估的關(guān)鍵因素可能包括：

1. 需要 RTLS 運(yùn)行的環(huán)境是什么？是否在重金屬環(huán)境、辦公樓、室外或地下進(jìn)行操作？

2. 安全需求是什么？

3. 系統(tǒng)需要有多靈活？將來是否需要移動(dòng)制造流程或機(jī)器？

4. 想要定位的物體的尺寸、形狀和材質(zhì)是什么？

5. 正在進(jìn)行的項(xiàng)目規(guī)模有多大？是否正在跟蹤數(shù)百個(gè)或數(shù)千個(gè)項(xiàng)目，跟蹤范圍有多大？

6. 跟蹤需求有多精 確？需要以英寸為單位來定位物品，還是幾碼就足夠了？

7. 多久需要更新一次您找到和跟蹤的項(xiàng)目，每隔幾秒、幾分鐘還是每天一次？

8. 使用什么平臺來存儲數(shù)據(jù)以及如何訪問它？

在工廠建立 RTLS 時(shí)，制造商必須確定如何將位置數(shù)據(jù)反饋到工廠車間的決策過程中。如果大部分預(yù)期的好處來自于立即使用，即能夠立即定位物品，那么了解是否有適合制造商的可視化系統(tǒng)就很重要。一個(gè)簡單的 GUI 可能就足夠了。一些用戶可能需要更特定于行業(yè)的 GUI。其他人可能希望它通過應(yīng)用程序編程接口或 API 直接輸入自己的數(shù)據(jù)或 ERP 系統(tǒng)。

確?？紤]中的 RTLS 與您的數(shù)據(jù)系統(tǒng)和計(jì)劃用途兼容。大多數(shù)供應(yīng)商將能夠進(jìn)行所需的調(diào)整或找到安裝或平臺合作伙伴，但在安裝之前討論這些問題。

正如 GPS 改變了物流一樣，制造客戶在安裝后常常會發(fā)現(xiàn)其 RTLS 的其他用途。一旦對 RTLS 解決特定痛點(diǎn)的性能感到滿意，制造商就可以使用它來跟蹤關(guān)鍵機(jī)械、資產(chǎn)、庫存，甚至引入安全解決方案來保護(hù)員工免受移動(dòng)機(jī)械的影響。

像 WISER 這樣的RTLS 的好處是，一旦安裝了網(wǎng)絡(luò)，只需添加更多標(biāo)簽，就可以輕松擴(kuò)展以解決其他跟蹤需求。這就是為什么像位置這樣的新數(shù)據(jù)流對于正在進(jìn)行數(shù)字化轉(zhuǎn)型的工廠來說如此有價(jià)值。它在圍繞效率、優(yōu)化和利潤的價(jià)值主張中提供了直接的好處。

重金屬、反射環(huán)境中的 RTLS

制造空間對于基于 RTLS 無線電的系統(tǒng)來說是一個(gè)獨(dú)特的環(huán)境，因?yàn)楂@得高精度和適應(yīng)性可能具有挑戰(zhàn)性。具有金屬和反射表面的制造工廠需要確保他們正在評估的 RTLS 系統(tǒng)準(zhǔn)確、安全、靈活，并且可以在這種類型的環(huán)境中工作，并且可以在室內(nèi)和室外工作（如果需要）并可擴(kuò)展至所需的資產(chǎn)數(shù)量。許多系統(tǒng)無法在這些類型的環(huán)境中準(zhǔn)確可靠地執(zhí)行所有這些功能。

一般來說，RTLS 解決方案使用射頻 (RF) 技術(shù)。這些可能包括 Wi-Fi、藍(lán)牙、UWB（超寬帶）和有源 RFID（不要與無源 RFID 混淆，無源 RFID 與有源 RFID 不同，沒有內(nèi)部電源，而是由 RFID 掃描儀供電）。超聲波、紅外和內(nèi)部運(yùn)動(dòng)傳感器也有一些使用，但這些傳感器不太常見，通常與基于射頻的技術(shù)結(jié)合使用。

比較射頻技術(shù)在重金屬/反射環(huán)境中的性能

制造設(shè)施為射頻技術(shù)帶來了獨(dú)特的挑戰(zhàn)。從本質(zhì)上講，工廠是繁忙、嘈雜的地方，擁有大量金屬和大量移動(dòng)部件。金屬會反射射頻，而大多數(shù)其他表面會衰減或削弱任何通過的信號。

所有射頻技術(shù)都從物體（例如標(biāo)簽）發(fā)出信號，并且天線確定與信號設(shè)備的距離。

在金屬反射環(huán)境中，來自標(biāo)簽的每個(gè)信號將生成真正的直接路徑和許多更長的反射路徑。為了準(zhǔn)確確定位置和距離，目標(biāo)是找到信令標(biāo)簽和接收天線之間的最短直接路徑。Wi-Fi、藍(lán)牙和有源 RFID 等窄帶 RF 技術(shù)通過接收信號強(qiáng)度指示器 (RSSI) 技術(shù)根據(jù)信號強(qiáng)度找到直接路徑。

使用 RSSI，系統(tǒng)會選擇最強(qiáng)的信號作為真實(shí)距離，但這會導(dǎo)致反射環(huán)境中的結(jié)果不準(zhǔn)確。例如，如果標(biāo)簽和天線之間直接有一堆盒子，如果信號穿過那堵盒子墻，信號就會變?nèi)酢?/span>RSSI 系統(tǒng)將選擇較強(qiáng)的反射信號，這是錯(cuò)誤的間接路徑，導(dǎo)致位置讀數(shù)不準(zhǔn)確。因此，這些系統(tǒng)通常需要標(biāo)簽和天線之間有直接的視線。 

WISER Systems 首席技術(shù)官 Seth Hollar 博士表示：“RSSI 技術(shù)根本無法在反射環(huán)境中實(shí)現(xiàn)高精度。您可以在出廠設(shè)置中設(shè)置接收器網(wǎng)格來測量信號強(qiáng)度，但反射太多，因此無法準(zhǔn)確。為了使 RSSI 正常工作，需要在室外無障礙地設(shè)置才能獲得真正的準(zhǔn)確性。”

在擁擠、復(fù)雜和反射的環(huán)境中，例如工廠車間，UWB 是 RTLS 的最 佳技術(shù)。

UWB是一種寬帶技術(shù)，傳輸短突發(fā)的寬波，天線選擇到達(dá)時(shí)間最短的信號到達(dá)天線。不評估信號強(qiáng)度，僅評估行駛時(shí)間。如果信號因穿過一堆盒子甚至一堵墻而減弱，那也沒關(guān)系。軟件算法評估每個(gè)信號（包括到達(dá)天線的時(shí)間最快的信號），使 UWB 系統(tǒng)能夠確定哪個(gè)信號是真正的直接路徑并生成準(zhǔn)確的位置讀數(shù)。這使得 UWB 即使在沒有視線的情況下也能在有許多障礙物的反射環(huán)境中表現(xiàn)良好。

UWB 的這一方面還使得該技術(shù)能夠在高天花板工業(yè)環(huán)境中表現(xiàn)良好。藍(lán)牙和有源 RFID 通常具有約 20 英尺的讀取限制，因?yàn)槌鲈摲秶盘枏?qiáng)度會變得太弱而無法捕獲準(zhǔn)確的讀數(shù)。如果建筑物的天花板高度為 20 英尺或更高，系統(tǒng)將只能跟蹤正下方的物體，這通常需要將天線懸掛在跟蹤區(qū)域的正上方。因?yàn)?/span> UWB 算法依賴于信號強(qiáng)度以外的替代測量來從更遠(yuǎn)的距離（例如 100 到 200 英尺）獲取準(zhǔn)確的距離讀數(shù)。這樣可以在高天花板環(huán)境中進(jìn)行準(zhǔn)確的讀取并更輕松地實(shí)施。

UWB 技術(shù)還具有不干擾 Wi-Fi 或藍(lán)牙等常見通信協(xié)議的優(yōu)點(diǎn)。

您的安全需求是什么？

企業(yè)正在使用更多技術(shù)和互聯(lián)系統(tǒng)來改進(jìn)流程，從而面臨更大的網(wǎng)絡(luò)攻擊風(fēng)險(xiǎn)。隨著世界各地政治不穩(wěn)定，尤其是最近的烏克蘭戰(zhàn)爭，這種風(fēng)險(xiǎn)只會增加。

隨著制造商在工廠中添加更多技術(shù)，一個(gè)不幸的副作用是網(wǎng)絡(luò)攻擊或勒索軟件攻擊的風(fēng)險(xiǎn)不斷增加。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)安全和基礎(chǔ)設(shè)施安全局 (CISA) 的說法，“關(guān)鍵制造業(yè)面臨著與 COVID-19 大流行相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)攻擊范圍增加和網(wǎng)絡(luò)安全勞動(dòng)力有限的風(fēng)險(xiǎn)?！?最近，CISA向美國公司發(fā)布了一份警報(bào)，警告企業(yè)為烏克蘭戰(zhàn)爭導(dǎo)致的俄羅斯“惡意網(wǎng)絡(luò)活動(dòng)”增加做好準(zhǔn)備。

選擇 RTLS 系統(tǒng)時(shí)，考慮如何保護(hù)生成的數(shù)據(jù)以及使用該數(shù)據(jù)的所有系統(tǒng)至關(guān)重要。提供本地解決方案或允許制造商完全擁有和控制數(shù)據(jù)的公司可以讓制造商高枕無憂，因?yàn)樗麄兊奈恢脭?shù)據(jù)與公司防火墻內(nèi)的其他公司數(shù)據(jù)具有相同的安全級別。具有強(qiáng)大加密協(xié)議的解決方案有助于防止黑客攻擊和數(shù)據(jù)盜竊。限制無線共享數(shù)據(jù)類型（例如僅坐標(biāo)數(shù)據(jù)而不是關(guān)鍵數(shù)據(jù)）的解決方案可以幫助限制數(shù)據(jù)盜竊的損害。

您的系統(tǒng)需要有多靈活？

工業(yè) 4.0 和智能工廠的一個(gè)主要目標(biāo)是通過分析快速將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為智能，從而提高生產(chǎn)力并降低成本。在SAE International 的智能制造報(bào)告（2020 年 8 月）中，愛立信先進(jìn)產(chǎn)業(yè)主管 Erik Jofesson 表示：“特別是在產(chǎn)品周期加快和定制化增加的情況下，制造設(shè)置必須盡可能靈活才能具有競爭力?！?對于流程變更，這可能意味著將庫存轉(zhuǎn)移到其他區(qū)域、移動(dòng)工作站或更換機(jī)器，這些可能會改變定位系統(tǒng)需要關(guān)注的位置，甚至工廠的布局。如果系統(tǒng)不靈活，每次移動(dòng)站點(diǎn)或重新布置布局規(guī)劃時(shí)重新定位 RTLS 解決方案可能是一項(xiàng)昂貴且艱巨的任務(wù)。

公司可以根據(jù)初始安裝時(shí)的校準(zhǔn)需求評估擬議的 RTLS 解決方案的靈活性。如果定位系統(tǒng)需要大量的校準(zhǔn)步驟，而這些步驟無法遠(yuǎn)程完成或由制造商自己的員工完成，則表明每當(dāng)車間發(fā)生重大變化時(shí)，系統(tǒng)都需要進(jìn)行相同級別的重新校準(zhǔn)。所有 Wi-Fi 和藍(lán)牙解決方案以及許多 UWB 解決方案都需要對任何天線的移動(dòng)進(jìn)行大量手動(dòng)校準(zhǔn)。并非所有人都這樣做。

WISER 系統(tǒng) UWB 解決方案在安裝時(shí)不需要進(jìn)行大量校準(zhǔn)，并且對于單個(gè)天線移動(dòng)也不需要重新校準(zhǔn)。如果需要重新校準(zhǔn)，系統(tǒng)本身可以通過按下按鈕來完成。如果靈活性對您的解決方案很重要。

此外，對于希望在多個(gè)站點(diǎn)推出 RTLS 解決方案的公司來說，安裝的簡便性可能是購買決策中的一個(gè)關(guān)鍵因素。能夠輕松培訓(xùn)自己的員工安裝和校準(zhǔn)系統(tǒng)的公司可以顯著降低大規(guī)模安裝的成本，在選擇 RTLS 解決方案時(shí)應(yīng)予以考慮。

另一個(gè)考慮因素可以包括定位天線時(shí)是否需要視線。正如反射環(huán)境部分中提到的，UWB 是唯 一可以在沒有視線的情況下準(zhǔn)確確定位置的技術(shù)。在評估任何解決方案時(shí)，確定天線是否能夠在機(jī)器阻擋其視線到達(dá)受監(jiān)控區(qū)域的情況下監(jiān)控該區(qū)域可能很重要。如果不能，并且需要視線，則必須安裝額外的天線并在更改后進(jìn)行校準(zhǔn)。

此外，整個(gè)工廠的任何一般管理（例如起重機(jī)的使用）都可能會暫時(shí)阻擋天線的站點(diǎn)線，這表明即使在站點(diǎn)線似乎有保證的區(qū)域，也可能仍然不需要視線系統(tǒng)。

如果需要密集的天線陣列，則表明系統(tǒng)難以收集準(zhǔn)確的信號。同樣，UWB 通常需要比任何其他 RTLS 解決方案更少的天線。對于非 UWB 解決方案，可跟蹤項(xiàng)目的任何重大變化或增加都可能會降低系統(tǒng)的功能，并且需要更多的天線或重新定位才能達(dá)到早期的精度水平。這些都是在購買系統(tǒng)之前要問的好問題。沒有工廠愿意投資無法適應(yīng)設(shè)施隨時(shí)間變化的需求的尖端跟蹤系統(tǒng)。

第6章

WISER SYSTEMS：應(yīng)對制造商 RTLS 挑戰(zhàn)的絕佳解決方案

WISER Systems 多年來一直在開發(fā)其基于 UWB 的尖端 RTLS 解決方案。結(jié)果是 WISER 自己的冗余無線電定位和跟蹤 (RRLT)，它具有優(yōu)化的精度和靈活性，可以滿足現(xiàn)代制造商的需求。

高密度 WISER ATLAS? RTLS 和較低標(biāo)簽密度的 WISER Locator? 解決方案在高反射環(huán)境中均表現(xiàn)良好，并且易于安裝和校準(zhǔn)。這意味著，開箱即用的 WISER 客戶可以通過查看資產(chǎn)在任何給定時(shí)刻的位置來立即看到系統(tǒng)的好處，并且如果他們選擇調(diào)整其流程或工作計(jì)劃，WISER 系統(tǒng)也能保持相同的準(zhǔn)確性水平。

SWD 是一家金屬表面處理公司，最近安裝了 WISER 的 ATLAS 系統(tǒng)

用于跟蹤數(shù)千個(gè)工作訂單在各個(gè)表面處理步驟中的移動(dòng)情況。WISER 的系統(tǒng)使社署能夠隨時(shí)了解這些工單的位置。

工人們不再需要尋找訂單中缺失的部分或放錯(cuò)地方的盒子。他們可以立即在手機(jī)、平板電腦或其他設(shè)備上的 WISER ATLAS 應(yīng)用程序上查找任何單獨(dú)的工作訂單。

SWD 首席執(zhí)行官 Matt Delawder 表示：“在任何一天，我們都需要能夠跟蹤多達(dá) 4,000 個(gè)零件，并且每天能夠?qū)?/span> 500 個(gè)工作訂單重新分配給標(biāo)簽。這是我們多年來所做的最 好的生產(chǎn)力改進(jìn)。它將改變我們的整個(gè)制造流程。”

SWD 是一種主動(dòng)設(shè)施，用于跟蹤金屬箱中堆疊在一起或四處移動(dòng)的金屬產(chǎn)品。只有 WISER 的 RRLT 解決方案可以應(yīng)對反射率挑戰(zhàn)，并需要適應(yīng)客戶所需的工藝變化。

GE 航空集團(tuán)位于辛辛那提的 ACSC 維護(hù)、維修和大修 (MRO) 工廠提供了另一個(gè)例子

現(xiàn)場數(shù)字化負(fù)責(zé)人 Kyle Mosier 表示，“更好的在制品 (WIP) 管理是工廠的主要需求。零件跟蹤和流程管理是我們工廠的大問題——多年來我們一直將其作為首要任務(wù)。

在安裝 RTLS 自動(dòng)化之前，公司員工在嘗試查找零件時(shí)依賴于了解每個(gè)零件最后一次已知工作操作的位置。

現(xiàn)在，”他說，“我們有了可以信賴和依賴的準(zhǔn)確的商店快照。安裝新的 WISER ATLAS 后，生產(chǎn)控制領(lǐng)域的生產(chǎn)率提高了一個(gè)數(shù)量級以上（12 倍）。”

Mosier 說道。“能夠快速提高流程能力是高質(zhì)量 RTLS 系統(tǒng)的一個(gè)關(guān)鍵優(yōu)勢，這將轉(zhuǎn)化為更高的盈利能力，”他補(bǔ)充道。

總結(jié)：

在這兩個(gè)案例中，高反射環(huán)境、高天花板以及車站之間的活躍移動(dòng)使得 Wi-Fi 和藍(lán)牙解決方案的可靠性大大降低。WISER 解決方案異常的靈活性允許 SWD 和 GE 工廠對其工廠流程進(jìn)行更改，而不會以任何方式降低 RTLS 的準(zhǔn)確性。

兩家客戶還調(diào)查了替代 RTLS 解決方案提供的安全性， WISER Systems 將安全性作為優(yōu)先事項(xiàng)。WISER 的 UWB RTLS 解決方案確?？蛻魮碛凶约旱臄?shù)據(jù)，許多客戶將這些數(shù)據(jù)保存在本地服務(wù)器中。數(shù)據(jù)經(jīng)過加密，并且缺乏項(xiàng)目名稱或類型的可識別特征，以提高安全性。

WISER RRLT 不使用攝像頭、生物識別、面部識別或個(gè)人手機(jī)跟蹤——員工通常認(rèn)為這些技術(shù)具有侵入性。該系統(tǒng)利用由極低功耗超寬帶 (UWB) 設(shè)備組成的隔離現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)，這些設(shè)備可以集中跟蹤僅在指定的工作空間內(nèi)。

WISER 定位器使用超寬帶 (UWB) 設(shè)備的隔離網(wǎng)絡(luò)生成和分發(fā)數(shù)據(jù)。以這種方式隔離位置數(shù)據(jù)可以防止數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)被竊取。WISER 硬件還可以與敏感的公司內(nèi)聯(lián)網(wǎng)隔離。

此外，WISER 定位器不需要 WiFi 或其他預(yù)先存在的無線網(wǎng)絡(luò)即可運(yùn)行。不需要公司 WiFi 或云服務(wù)來運(yùn)行也有助于保護(hù)這些寶貴的個(gè)人數(shù)據(jù)免受黑客或其他惡意行為者的侵害。

WISER 解決方案可以在安全的云配置中運(yùn)行，也可以完全在本地運(yùn)行，這為最終用戶增加了另一層控制和安全性。

作為分布式、本地化、邊緣解決方案，WISER 設(shè)備可以非個(gè)性化，僅提供元數(shù)據(jù)?；蛘?，只有在需要預(yù)先指定的事件（例如安全或周界違規(guī)）時(shí)，它們才可以個(gè)性化。絕不會在預(yù)先確定的工作空間占用范圍之外跟蹤設(shè)備。