Detaillierte Analyse von RTLS-Lösungen: Funktionen, Technologien, Anwendungen

Welchen Zweck hat RTLS?

Echtzeit-Ortungssysteme (RTLS) spielen eine entscheidende Rolle in zukunftsweisenden Technologien wie intelligenten Fabriken, der digitalen Transformation, Industrie 4.0 usw. Der Begriff bezeichnet lokale Positionierungssysteme im Gegensatz zu globalen Positionierungssystemen (GPS). Obwohl beide Systemarten Zeit und Ort gemeinsam haben, ist die Identifizierung ein wesentliches Unterscheidungsmerkmal von RTLS.

Ein Echtzeit-Ortungssystem (RTLS) dient dazu, innerhalb eines bestimmten Standorts anzuzeigen, „was“, „wo“ und „wann“. Beispielsweise kann ein RTLS anzeigen, welches Produkt (was) im Laufe des Arbeitstages zu einem bestimmten Zeitpunkt (wann) an einen bestimmten Ort (wo) gebracht wurde.

Im Allgemeinen bezeichnet der Begriff „RTLS“ Systeme, die standortbezogene Daten oder tatsächliche Koordinaten liefern. Er kann darüber hinaus auch Systeme umfassen, die Geräte an festgelegten Engstellen (z. B. Ein- oder Ausgängen, die den Fluss von Gütern oder Personen in einem Gebäude steuern) identifizieren und einen temporären Standort an einem Scanpunkt bereitstellen.

Im Gegensatz zum weiter gefassten Begriff „ Asset-Tracking-Systeme “, der auch Systeme umfasst, die manuell eingegebene Daten nur punktuell erfassen und sich auf Momentaufnahmen beschränken, ermöglicht ein Echtzeit-Standortverfolgungssystem (RTLS) die kontinuierliche, autonome Erfassung von Standortdaten und deren Aktualisierung in Echtzeit. Andererseits gehen einige RTLS-Anwendungen über die reine Asset-Verfolgung hinaus. So können RTLS beispielsweise in Navigationssystemen oder standortbasierten Lösungen für die Arbeitssicherheit eingesetzt werden.

GPS vs. RTLS

Obwohl sich einige GPS-Funktionen mit denen von RTLS überschneiden, können globale Positionierungssysteme die meisten Baumaterialien nicht erfassen, weshalb die Erreichbarkeit von Innenräumen weiterhin verbessert werden muss. Hochkomplexe GPS-Empfänger sind mit erheblichen Kosten verbunden, bieten keine so hohe Genauigkeit und benötigen mehr Energie als RTLS-Tags.

Im Vergleich dazu bieten die Tags eine Batterielebensdauer von bis zu 7 Jahren, abhängig von der Anwendung des Echtzeit-Ortungssystems. Sie lassen sich an Gegenständen wie Gabelstaplern, Containern, Anhängern, Personalausweisen usw. anbringen. Weitere RTLS-Funktionen umfassen programmierbare Senderaten und die Kompatibilität mit einer konfigurierbaren Blinkfrequenz. Letztere dient dazu, Identifikations- und Telemetriedaten in festgelegten Intervallen zu senden.

Sobald ein Tag aktiviert wird, sendet er ein Signal aus, um seinen genauen Standort zu bestimmen. Darüber hinaus ermöglichen Ortungssensoren eine flexible Platzierung an folgenden Orten:

• in und um eine Einrichtung
• in und um einen Schifffahrtsplatz
• an Ecken von Außengebäuden
• an Lichtmasten

Standortdaten aus Echtzeit-Ortungssystemen in Kombination mit Telemetriedaten gewährleisten ein breites Anwendungsspektrum von RTLS.

Branchen, die von RTLS profitieren

Industrie

Da intelligente Fabriken Daten erfassen (Temperaturen, Maschinenvibrationen, akustische Anomalien, Luftqualität usw.), ergänzen Echtzeit-Ortungssysteme diese Messwerte durch Standortdaten. Diese RTLS-Funktionalität ermöglicht die Verbesserung oder den Ersatz fehleranfälliger manueller Prozesse wie dem Scannen.

Ein weiteres Problem, das durch RTLS gelöst wird, ist die unübersichtliche Strukturierung von Produktionsumgebungen. Die Automatisierung standortbezogener Aktualisierungen trägt hierbei zu Zuverlässigkeit, Geschwindigkeit und Produktivität im gesamten Produktionsprozess bei. Gleichzeitig erhöht die Standortbestimmung die Arbeitssicherheit.

Echtzeit-Ortungssysteme helfen unter anderem bei der Suche nach fehlenden Gegenständen, automatisieren Inventurroutinen für hochwertige Güter und geben vorausschauende Warnungen im Falle von Engpässen oder Abweichungen vom festgelegten Bereich.

RTLS kann auch die folgenden Probleme lösen:

• inkonsistente oder übermäßig lange Zeiten für die Einrichtung
• wo Produkte und Komponenten regelmäßig in Rückstand geraten
• Gesamtfertigungszeit für jedes hergestellte Produkt
• unerwartete Engpässe oder spontane Ausfallzeiten
• Elemente mit abweichendem Status in einer laufenden Bearbeitungsphase
• Prozessfehler und Gegenmaßnahmen zur Qualitätskontrolle

Hofmanagement

Angesichts der Bedeutung von Zeit und Standort für Fahrzeugdepots bietet ein RLTS den Betreibern Transparenz innerhalb ihrer Fahrzeugparkplätze. Energiesparende, hochpräzise Echtzeit-Ortungssysteme können die Positionen von Fahrzeugen bis hin zu ihren Parkplätzen überwachen und schließen so die Lücke, die GPS und Telematik aufweisen.

Ein Echtzeit-Ortungssystem (RTLS) stellt Daten zu verfügbaren Parkplätzen bereit, optimiert die Logistik und Fahrzeugdisposition und automatisiert Aktualisierungen für standortbezogene Prozesse, wodurch Kosten gesenkt werden. Darüber hinaus erleichtern und beschleunigen Echtzeit-Ortungssysteme das Auffinden des zugewiesenen Fahrzeugs auf dem Betriebsgelände und ermöglichen die Einschätzung seiner Verfügbarkeit und Einsatzbereitschaft.

Intelligente Lagerhaltung

Im Kontext intelligenter Lagerhaltung bietet ein Echtzeit-Lagersystem (RTLS) das Potenzial, physische Güter besser zu organisieren, zu lagern und aufzufinden. Die meisten RTLS-Anwendungen konzentrieren sich auf hochwertige Artikel, Gütergruppen, Lagerbestände mit Ablaufdatum und häufig bewegte Güter.

Beispielsweise erleichtern Echtzeit-Ortungssysteme das Gabelstaplermanagement. Sie liefern wichtige Nutzungsdaten, geben an, wie oft ein Gabelstapler fährt, zeigen die zurückgelegte Route an und ermöglichen es den Managern, die benötigte Anzahl an Gabelstaplern zu ermitteln.

Eine weitere RTLS-Anwendung in Lagerumgebungen ist die Verfolgung von Sendungsverfolgungstaschen, die Arbeitsaufträge enthalten, oder die Identifizierung von Dokumenten für Anlagen in Bearbeitung. Dies wird durch die Verknüpfung einer in den Dokumenten enthaltenen scannbaren ID mit einem wiederverwendbaren RTLS-Tag erreicht.

Gesundheitswesen

Im Gesundheitswesen ist die sofortige Verfügbarkeit und Nachverfolgung von Beständen wie Infusionspumpen und Rollstühlen unerlässlich. Die Vorteile von Echtzeit-Lesesystemen (RTLS) in diesem Bereich liegen auch in der Kontaktverfolgung und der Prävention von Krankenhausinfektionen durch die Nachverfolgung medizinischer Instrumente.

Die Größe und Komplexität von Krankenhäusern und anderen Gesundheitseinrichtungen erfordern RTLS-Anwendungen, z. B. für die Indoor-Positionierung, Wegfindung und Navigation. Echtzeit-Ortungssysteme werden außerdem eingesetzt, um Nutzungsberichte zu automatisieren, Berichtsprozesse zu vereinfachen und die Privatsphäre zu wahren.

Zeit- und Bewegungsstudien

Die Nutzung von RTLS ist relevant für Studien zur Bewegung zwischen Arbeitsplätzen, zur Routenanalyse und zur Erstellung von Heatmaps anderer physischer Wege, die von Personen oder Fahrzeugen zurückgelegt werden. Durch die Ausstattung einer Person oder eines Objekts mit einem Tag wird der Zugriff auf die Bewegungshistorie und somit die Sichtbarkeit der Positionen punktgenau für jeden beliebigen Zeitraum ermöglicht.

Die Analyse von Punkten auf Karten ist eine Möglichkeit, RTLS in Zeit- und Bewegungsstudien einzusetzen. Sie vereinfacht die Erkennung von Kreisverkehren, Engpässen oder wiederholten Routen. Darüber hinaus entfällt durch die Echtzeit-Datenerfassung die Notwendigkeit, Routen manuell zu protokollieren oder zeitaufwändige Videoaufnahmen auszuwerten.

Weitere Merkmale von Echtzeit-Ortungssystemen umfassen den direkten Schutz der Privatsphäre einzelner Mitarbeiter sowie Informationen über mögliche Verbesserungen von Arbeitsprozessen oder räumlichen Anordnungen.

In RTLS verwendete Technologien

Die gängigste Methode zur Echtzeit-Standortbestimmung ist die Nutzung von RFID-Technologien (Radio Frequency Identification). Dazu gehören:

• Wi-Fi
• Ultra-Wide Band (UWB)
• Bluetooth
• Bluetooth Low Energy (BLE)
• Industrie-, Wissenschafts- und Medizinbänder (ISM)
• Ultrahochfrequenz (UHF) RFID
• Schmalband-Internet der Dinge (NB-IoT)

Das Funkfrequenzverfahren ist jedoch im Wesentlichen unabhängig von der verwendeten Technologie gleich.

Echtzeit-Ortungssysteme nutzen drahtlose Sender und Empfänger, auch Tracker-Tags genannt. Diese dienen dazu, Objekte oder Mitarbeiter zu markieren, die geortet und verfolgt werden sollen. Gleichzeitig empfängt ein System von Referenzpunkten (auch Antennen, Anker oder Baken genannt) an bekannten Standorten die von den Sendern und Empfängern gesendeten Signale. Daraus werden die tatsächlichen Zeit- und Standortdaten berechnet.

Je nach RTLS-Lösung können Standortdaten entweder direkt am Netzwerkrand berechnet oder zunächst an einen lokalen/Cloud-basierten Server gesendet werden. Darüber hinaus lassen sich Echtzeit-Ortungssysteme in solche unterteilen, die Triangulation (Standortbestimmung anhand der Standorte anderer Objekte) und Trilateration (Positionsbestimmung durch Ermittlung des minimalen Abstands zu drei bekannten Punkten) nutzen.

Der Unterschied zwischen RTLS könnte analog dazu in der Anforderung einer direkten Sichtverbindung zwischen den Funkgeräten liegen. Manche Systeme benötigen diese Eigenschaft, andere nicht.

RTLS kann auch Nicht-RF-Technologien nutzen:

• Ultraschall
• Infrarot
• Magnetometrie
• Trägheitsmessung
• Kreiselberechnungen

Sie werden üblicherweise zusätzlich zu HF-Systemen eingesetzt.

Wie implementiert man eine RTLS-Lösung?

Die Implementierung von Echtzeit-Ortungssystemen sollte auf Faktoren wie den folgenden beruhen:

• Umgebungen, in denen RTLS funktionieren wird
• Vermögenswerte oder Personen, die es verfolgen und orten wird
• die Plattform für den Zugriff auf Daten

Beispielsweise besteht Locus – ein Echtzeit-Ortungsdienst von TEKTELIC Communications mit LoRaWAN-Gateways – aus mehreren Asset-Tracking-Lösungen: SPARROW für Innenräume, ORCA , PELICAN und PELICAN Ex für Außenbereiche, SEAL und SEAL Ex für die Arbeitssicherheit sowie FINCH für eine breitere Palette von Sicherheitsanwendungen.

SPARROW ist konzipiert für:

• Krankenhäuser
• spielerisch neue Verbraucher im Einzelhandel
• Bürogebäude
• Lagerhallen
• Produktionsstätten

Es lokalisiert und überwacht wertvolle Geräte in Innenräumen, reduziert Ausfallzeiten und visualisiert das Einkaufsverhalten und die Muster der Kunden.

Im Vergleich dazu sind ORCA, PELICAN und PELICAN Ex für die Verfolgung und Ortung von Objekten wie beispielsweise folgenden konzipiert:

• Fracht Container
• Paletten
• Triebwagen
• Flottenfahrzeuge
• industrielle Ausrüstung

Diese Lösungen zielen darauf ab, Vermögensverluste und Diebstähle zu minimieren. Darüber hinaus überwachen sie den Lagerbestand in explosionsgefährdeten Bereichen der ATEX-Klasse 1, Division 2.

SEAL und SEAL Ex sind tragbare Tracker, die auf LoRaWAN- und GPS-Technologien basieren. Sie dienen der Ortung und Überwachung von Alleinarbeitern und nutzen Geofences für Benachrichtigungen beim Betreten und Verlassen von Baustellen. Ziel ist es, Arbeitsunfälle zu verhindern und die Sicherheit in gefährlichen Umgebungen und Industrieanlagen, z. B. in der Öl- und Gasindustrie, zu erhöhen.

Letztendlich handelt es sich bei dem FINCH- Gerät um einen Notrufknopf, der nach Betätigung sofort den Standort übermittelt und so eine umgehende Reaktion ermöglicht. Ziel ist es, die Sicherheit von Alleinarbeitern, die Unterstützung bei der Krankenhausbettenbelegung, die Patientenzufriedenheit, die Altenpflege und die Überwachung von Kindern zu verbessern.

Der Zugriff auf die von den oben genannten Produkten erfassten Daten ist über das Locus Application Dashboard möglich . Zu seinen Funktionen gehören:

• Selbsteinrichtung
• schnelle Bereitstellung
• einfach navigierbare Benutzeroberfläche
• Hochladen von Grundrissen, Karten und Geräten

Das Dashboard bietet Echtzeitwarnungen und Alarme für Assets, die sich bewegen oder einen bestimmten Geofence verlassen. Eine weitere Funktion sind mehrere Benutzerrollen, die die Verwaltung von Unternehmenslösungen optimieren.

Kontaktieren Sie uns noch heute, um die Möglichkeiten des IoT zu entdecken! info@tektelic.com