Analisi approfondita delle soluzioni RTLS: funzionalità, tecnologie e applicazioni.

Qual è lo scopo di un sistema RTLS?

I sistemi di localizzazione in tempo reale, o RTLS, svolgono un ruolo fondamentale nelle tecnologie all'avanguardia come le fabbriche intelligenti, la trasformazione digitale, l'Industria 4.0, ecc. Il termine indica i sistemi di posizionamento localizzato, in contrapposizione ai sistemi di posizionamento globale (GPS). Sebbene entrambi i tipi di sistemi condividano tempo e posizione, l'identificazione è una caratteristica distintiva cruciale degli RTLS.

Un sistema RTLS (Real-Time Location System) ha lo scopo di dimostrare "cosa", "dove" e "quando" entro i limiti di una specifica posizione. Ad esempio, un sistema di localizzazione in tempo reale può indicare quale prodotto (cosa) è stato spostato in un determinato punto (dove) in un certo momento (quando) durante la giornata lavorativa.

Nella maggior parte dei casi, il termine "RTLS" si riferisce a sistemi che forniscono dati basati sulla prossimità o coordinate precise. Può inoltre includere sistemi utilizzati per identificare dispositivi in ​​punti di controllo prestabiliti (strutture come punti di ingresso o di uscita che contribuiscono a controllare il flusso di persone o beni all'interno di un edificio) e fornire una posizione temporanea nel punto di scansione.

Contrariamente al termine più ampio " sistemi di tracciamento degli asset " – che comprende anche strumenti che registrano in modo intermittente dati inseriti manualmente e gestiscono un singolo dato – un RTLS (Real-Time Location System) si occupa del tracciamento continuo e autonomo dei dati di posizione e degli aggiornamenti in tempo reale. D'altra parte, alcune applicazioni degli RTLS vanno oltre l'ambito del tracciamento degli asset. Ad esempio, gli RTLS possono essere utilizzati da sistemi di navigazione o da soluzioni per la sicurezza dei lavoratori basate sulla geolocalizzazione.

GPS contro RTLS

Sebbene alcune funzionalità GPS si sovrappongano a quelle dei sistemi RTLS, i sistemi di posizionamento globale non possono accedere alla maggior parte dei materiali da costruzione, quindi è comunque necessario che gli ambienti interni siano più facilmente raggiungibili da tali sistemi. I ricevitori GPS altamente complessi comportano costi considerevoli, non offrono una precisione elevata e richiedono più energia rispetto ai tag RTLS.

In confronto, i tag hanno una durata della batteria fino a 7 anni, a seconda delle applicazioni del sistema di localizzazione in tempo reale. Inoltre, questi tag possono essere applicati a oggetti come carrelli elevatori, container, rimorchi, tessere di identificazione del personale e simili. Altre caratteristiche dei sistemi RTLS includono frequenze di trasmissione programmabili e compatibilità con una frequenza di "blink" configurabile. Quest'ultima serve a inviare dati di identificazione e telemetria a intervalli fissi.

Non appena un tag viene attivato, emette un segnale per determinarne la posizione esatta. Inoltre, i sensori di posizione consentono un posizionamento flessibile nei seguenti luoghi:

• all'interno e intorno a una struttura
• dentro e intorno a un cantiere navale
• agli angoli degli edifici esterni
• sui pali della luce

I dati di localizzazione provenienti da sistemi di localizzazione in tempo reale, combinati con i dati di telemetria, garantiscono un'ampia gamma di applicazioni RTLS.

Settori industriali che traggono vantaggio dai sistemi RTLS

Produzione

Poiché le fabbriche intelligenti raccolgono dati (temperature, vibrazioni delle macchine, anomalie acustiche, qualità dell'aria e altro), i sistemi di localizzazione in tempo reale (RTLS) integrano questo elenco di parametri fornendo dati sulla posizione. Questa funzionalità RTLS consente di migliorare o sostituire processi manuali soggetti a errori, come la scansione.

Un altro problema risolto dai sistemi RTLS è la disorganizzazione degli ambienti di produzione. In questo caso, l'automazione degli aggiornamenti basati sulla posizione contribuisce all'affidabilità, alla velocità e alla produttività durante l'intero processo produttivo. Allo stesso tempo, la consapevolezza della posizione rafforza la sicurezza dei lavoratori.

Tra le altre cose, i sistemi di localizzazione in tempo reale aiutano a cercare oggetti smarriti, ad automatizzare le procedure di inventario per i beni di alto valore e a fornire avvisi predittivi in ​​caso di congestione o deviazione dal perimetro.

RTLS può risolvere anche i seguenti problemi:

• tempi di configurazione incoerenti o eccessivamente lunghi
• dove i prodotti e i componenti sono periodicamente in arretrato
• tempo totale di produzione impiegato per ogni articolo fabbricato
• colli di bottiglia imprevisti o tempi di inattività spontanei
• elementi con stato fuori fase in corso
• errori di processo e contromisure per il controllo qualità

Gestione del cantiere

Considerata l'importanza della tempistica e della posizione nei piazzali di carico/scarico, un sistema RLTS (Real-Time Location System) offre agli operatori una visibilità completa all'interno degli spazi di parcheggio dei loro mezzi. I sistemi di localizzazione in tempo reale a basso consumo energetico e ad alta precisione possono monitorare la posizione dei veicoli fino al singolo posto auto, colmando così le lacune dei sistemi GPS e telematici tradizionali.

Un sistema RTLS (Real-Time Location System) è una soluzione in grado di fornire dati sui parcheggi disponibili, ottimizzare la logistica e la pianificazione dei veicoli, e automatizzare gli aggiornamenti per le procedure basate sulla posizione, contribuendo così alla riduzione dei costi. Inoltre, i sistemi di localizzazione in tempo reale semplificano e velocizzano l'individuazione del veicolo assegnato nel piazzale, nonché la stima della sua accessibilità e prontezza operativa.

Magazzinaggio intelligente

Nel contesto della gestione intelligente dei magazzini, un sistema RTLS (Real-Time Location System) ha il potenziale per rendere le risorse fisiche più organizzabili, immagazzinabili e reperibili. La maggior parte delle applicazioni RTLS correlate si concentra su articoli di alto valore, lotti di risorse, inventario in scadenza e risorse movimentate frequentemente.

Ad esempio, i sistemi di localizzazione in tempo reale facilitano la gestione dei carrelli elevatori. Forniscono metriche chiave sull'utilizzo, specificano la frequenza di spostamento di un carrello elevatore, mostrano il percorso seguito e consentono ai responsabili di comprendere il numero di carrelli elevatori necessari.

Un'ulteriore applicazione dei sistemi RTLS negli ambienti di magazzino è il tracciamento delle buste contenenti ordini di lavoro o l'identificazione della documentazione relativa ai beni in fase di lavorazione. Ciò si ottiene associando un ID scansionabile, incluso nella documentazione, a un tag RTLS riassegnabile.

Settore Sanitario

Il settore sanitario impone la necessità di disponibilità immediata e tracciabilità delle scorte, come pompe per infusione endovenosa e sedie a rotelle. I vantaggi dei sistemi RTLS (Real-Time Location System) in questo ambito sono legati anche al tracciamento dei contatti e alla prevenzione delle infezioni nosocomiali (HAI) attraverso la localizzazione dei dispositivi medici.

Le dimensioni e la complessità degli ospedali e di altre strutture sanitarie richiedono applicazioni RTLS, ad esempio per il posizionamento indoor, l'orientamento e la navigazione. I sistemi di localizzazione in tempo reale vengono inoltre utilizzati per automatizzare i report di utilizzo, semplificare i processi di reporting e tutelare la privacy.

Studi sui tempi e sui movimenti

L'utilizzo dei sistemi RTLS è rilevante per studi sugli spostamenti tra postazioni di lavoro, analisi dei percorsi e mappatura termica di altri percorsi fisici seguiti da persone o veicoli. Dotare una persona o un oggetto di un tag consente di accedere alla cronologia degli spostamenti e, di conseguenza, di visualizzare le posizioni punto per punto per qualsiasi periodo.

Osservare i punti sulle mappe è uno dei modi per utilizzare i sistemi RTLS (Real-Time Location System) negli studi di tempi e movimenti. Questo sistema semplifica l'individuazione di percorsi tortuosi, colli di bottiglia o itinerari ripetuti. Inoltre, la raccolta dati in tempo reale elimina la necessità di registrare manualmente i percorsi o di dedicare tempo alla visione di lunghe registrazioni video.

Altre caratteristiche dei sistemi di localizzazione in tempo reale includono la protezione diretta della privacy dei singoli dipendenti e la fornitura di informazioni su possibili miglioramenti ai processi lavorativi o alla disposizione degli spazi.

Tecnologie utilizzate nei sistemi RTLS

Il metodo più comune per ottenere la localizzazione in tempo reale consiste nell'utilizzare le tecnologie di identificazione a radiofrequenza (RFID). Queste includono:

• Wi-Fi
• Banda ultra larga (UWB)
• Bluetooth
• Bluetooth Low Energy (BLE)
• Fasce industriali, scientifiche e mediche (ISM)
• RFID ad altissima frequenza (UHF)
• Internet delle cose a banda stretta (NB-IoT)

Tuttavia, l'approccio basato sulle radiofrequenze è sostanzialmente lo stesso, indipendentemente dalla specifica tecnologia utilizzata.

I sistemi di localizzazione in tempo reale utilizzano ricetrasmettitori wireless, noti anche come tag di tracciamento. Questi dispositivi sono progettati per contrassegnare oggetti o dipendenti da localizzare e tracciare. Nel frattempo, un sistema di punti di riferimento (chiamati anche antenne, ancore o beacon) in posizioni note legge le trasmissioni provenienti dai ricetrasmettitori, consentendo il calcolo dei dati relativi a tempi e posizione effettivi.

A seconda della specifica soluzione RTLS , i dati di localizzazione possono essere calcolati in locale o inviati inizialmente a un server locale/cloud. Inoltre, i sistemi di localizzazione in tempo reale si dividono in quelli che utilizzano la triangolazione (determinazione della posizione in base alla posizione di altri oggetti) e quelli che utilizzano la trilaterazione (individuazione della posizione conoscendo la distanza da almeno 3 punti noti).

Analogamente, la differenza tra i sistemi RTLS potrebbe risiedere nella necessità di una linea di vista diretta tra i dispositivi RF. Alcuni sistemi richiedono questa caratteristica, mentre altri no.

I sistemi RTLS possono utilizzare anche tecnologie non a radiofrequenza:

• Ultrasonico
• infrarosso
• Magnetometria
• Misurazione inerziale
• Calcoli giroscopici

Solitamente vengono utilizzati in aggiunta ai sistemi a radiofrequenza.

Come implementare una soluzione RTLS

L'implementazione di sistemi di localizzazione in tempo reale dovrebbe basarsi su fattori quali:

• ambienti in cui opererà RTLS
• beni o persone che intende tracciare e localizzare
• la piattaforma per accedere ai dati

Ad esempio, Locus, il servizio di localizzazione in tempo reale di TEKTELIC Communications con gateway LoRaWAN , comprende diverse soluzioni di tracciamento delle risorse: SPARROW per gli ambienti interni, ORCA , PELICAN e PELICAN Ex per gli ambienti esterni, SEAL e SEAL Ex per la sicurezza dei lavoratori e FINCH per una gamma più ampia di applicazioni di sicurezza.

SPARROW è progettato per:

• ospedali
• nello specifico retail
• edifici per uffici
• magazzini
• impianti di produzione

Consente di localizzare e monitorare le preziose apparecchiature interne, riduce i tempi di inattività e visualizza i comportamenti e le abitudini di acquisto dei clienti.

Al contrario, ORCA, PELICAN e PELICAN Ex sono progettati per tracciare e localizzare beni come:

• container
• pallet
• vagoni ferroviari
• veicoli della flotta
• equipaggiamento industriale

Queste soluzioni si concentrano sulla mitigazione delle perdite e dei furti di beni. Oltre a ciò, monitorano l'inventario in aree classificate ATEX come zone a rischio di classe 1, divisione 2.

SEAL e SEAL Ex sono dispositivi di localizzazione indossabili basati sulle tecnologie LoRaWAN e GPS. Sono progettati per localizzare e monitorare i lavoratori isolati, utilizzando geofence per le notifiche di ingresso e uscita dai siti. Il loro obiettivo è prevenire gli incidenti sul lavoro e aumentare la sicurezza in ambienti pericolosi e siti industriali, come ad esempio quelli del settore petrolifero e del gas.

In definitiva, il dispositivo FINCH è un pulsante antipanico che, una volta premuto, fornisce una localizzazione istantanea per una risposta immediata. L'obiettivo è quello di migliorare la sicurezza dei lavoratori isolati, l'assistenza nei posti letto ospedalieri, la soddisfazione dei pazienti, l'assistenza agli anziani e il monitoraggio dei bambini.

È possibile accedere ai dati raccolti dai prodotti sopra menzionati tramite la dashboard dell'applicazione Locus . Le sue funzionalità includono:

• auto-installazione
• schieramento rapido
• interfaccia utente di facile navigazione
• caricamento di planimetrie, mappe e dispositivi

La dashboard offre avvisi e allarmi in tempo reale per le risorse che si spostano o escono da una determinata area geografica. Un'ulteriore funzionalità è rappresentata dai ruoli utente multipli, che ottimizzano la gestione delle soluzioni aziendali.

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