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23年2023月XNUMX日

RTLSソリューションの詳細解説：機能、技術、アプリケーション

By テクテリック最終更新：2月29、2024

製品概要

RTLSの目的は何ですか？

リアルタイム位置情報システム（RTLS）は、スマートファクトリー、デジタルトランスフォーメーション、インダストリー4.0などの最先端技術において重要な役割を果たしています。この用語は、全地球測位システム（GPS）とは対照的な、局所的な位置情報システムを指します。どちらのシステムも時間と位置情報を共有しますが、RTLSの重要な特徴は識別機能です。

RTLS（リアルタイム位置情報システム）は、特定の場所の範囲内で「何が」「どこで」「いつ」起こったかを明らかにすることを目的としています。例えば、リアルタイム位置情報システムは、勤務時間中にどの製品（何）が特定の場所（どこ）に特定の時間（いつ）に移動されたかを示すことができます。

概して、「RTLS」という用語は、近接データまたは実際の座標を提供するシステムを指します。さらに、設定されたチョークポイント（建物内の資産や人の流れを制御するのに役立つ出入口などの構造物）でデバイスを識別し、スキャンポイントで一時的な位置情報を提供するシステムも含まれる場合があります。

より広義の「資産追跡システム」という用語には、手動で入力されたデータを断続的に記録し、瞬間的なデータログを処理するツールも含まれますが、RTLSは位置データの継続的な自律追跡とリアルタイム更新に対応しています。一方で、RTLSの用途の中には、資産追跡の範囲を超えるものもあります。例えば、RTLSはナビゲーションシステムや位置情報に基づく作業員の安全対策ソリューションで使用されることがあります。

GPSとRTLSの比較

GPSの機能の一部はRTLSの機能と重複するものの、GPSはほとんどの建築資材にアクセスできないため、屋内施設ではGPSへのアクセス性を高める必要がある。高度に複雑なGPS受信機は高額な費用がかかり、高精度には及ばず、RTLSタグよりも多くの電力を必要とする。

それに対し、タグのバッテリー寿命は、リアルタイム位置情報システム（RTLS）の用途にもよりますが、最長で7年です。さらに、これらのタグは、フォークリフト、コンテナ、トレーラー、社員証など、さまざまなものに取り付けることができます。RTLSのその他の機能としては、送信レートのプログラム設定や、設定可能な「点滅」レートとの互換性などが挙げられます。後者は、識別データとテレメトリデータを一定間隔で送信するために使用されます。

タグが作動するとすぐに、正確な位置を特定するための信号を発信します。さらに、位置センサーは、以下の場所に柔軟に設置できます。

施設内および周辺
出荷ヤード内およびその周辺
屋外の建物の角に
街灯柱に

リアルタイム位置情報システムからの位置データとテレメトリデータを組み合わせることで、幅広いRTLSアプリケーションが可能になります。

RTLSの恩恵を受ける産業

製造業

スマートファクトリーは、温度、機械の振動、音響異常、空気質など、さまざまなデータを収集するため、リアルタイム位置情報システムは、位置情報を提供することで、これらの指標を補完します。このRTLS機能により、スキャンなどの不確実性の高い手作業プロセスを強化または置き換えることが可能になります。

RTLSが解決するもう一つの課題は、製造現場の混乱です。この場合、位置情報に基づく更新の自動化は、進行中の作業全体を通して信頼性、スピード、生産性の向上に貢献します。同時に、位置情報の把握は作業員の安全性を高めます。

リアルタイム位置情報システムは、紛失物の捜索、高額資産の在庫管理ルーチンの自動化、混雑や境界線逸脱発生時の予測警告など、様々な用途に役立ちます。

RTLSは、以下の問題も解決できます。

セットアップに費やす時間が不規則または極端に長い
製品や部品が定期的にバックログされる場所
各製造品目に費やされた総製造時間
予期せぬボトルネックや突発的なシステム停止
進行中の段階で、同期がずれている項目
プロセスエラーと品質管理対策

ヤード管理

車両ヤードにおけるタイミングと位置情報の重要性を考慮すると、RLTS（リアルタイム位置情報システム）は、オペレーターに車両の駐車スペース内での可視性を提供します。低消費電力で高精度なリアルタイム位置情報システムは、車両の位置を駐車位置まで正確に監視できるため、GPSやテレマティクスではカバーしきれない部分を補うことができます。

RTLS（リアルタイム位置情報システム）は、利用可能な駐車スペースに関するデータを提供し、物流や車両スケジュール管理に役立て、位置情報に基づく手順の更新を自動化することで、コスト削減を促進するソリューションです。さらに、リアルタイム位置情報システムにより、ヤード内で割り当てられた車両をより簡単かつ迅速に見つけることができ、車両のアクセス状況や準備状況を予測することも可能になります。

スマート倉庫

スマート倉庫の分野において、RTLS（リアルタイム位置情報システム）は、物理的な資産の整理、保管、および検索性を向上させる可能性を秘めています。関連するRTLSアプリケーションの多くは、高価な品目、資産のバッチ、期限切れ間近の在庫、および頻繁に移動する資産に焦点を当てています。

例えば、リアルタイム位置情報システムはフォークリフトの管理を容易にします。主要な使用状況指標を提供し、フォークリフトの移動頻度を特定し、走行ルートを示し、管理者が必要なフォークリフトの台数を把握できるようにします。

倉庫環境におけるRTLSのもう一つの応用例は、作業指示書や処理中の資産に関する書類が入った配達用ポーチの追跡です。これは、書類に含まれるスキャン可能なIDを再割り当て可能なRTLSタグと関連付けることで実現されます。

健康

医療分野では、点滴ポンプや車椅子などの医療機器の即時入手と在庫管理が不可欠です。この分野におけるRTLS（リアルタイム位置情報システム）の利点は、医療器具の追跡を通じて、接触者追跡や院内感染（HAI）の予防にもつながります。

病院をはじめとする医療施設の規模と複雑さから、屋内測位、経路案内、ナビゲーションなどのRTLS（リアルタイム位置情報システム）アプリケーションが求められています。さらに、リアルタイム位置情報システムは、利用状況レポートの自動化、報告プロセスの簡素化、プライバシー保護にも活用されています。

時間動作研究

RTLS（リアルタイム位置情報システム）は、ワークステーション間の移動、経路分析、人や車両がたどるその他の物理的な経路のヒートマップ作成などの研究に役立ちます。人や物体にタグを取り付けることで、移動履歴にアクセスでき、任意の期間における地点ごとの位置情報を可視化できます。

地図上の点を見ることは、時間動作研究においてRTLSを活用する方法の一つです。これにより、迂回路、ボトルネック、または繰り返しの経路の検出が効率化されます。さらに、リアルタイムでのデータ収集により、経路を記録したり、長時間のビデオ映像を手動で確認したりする必要がなくなります。

リアルタイム位置情報システムのその他の機能としては、従業員個々のプライバシーの直接的な保護や、業務プロセスや空間レイアウトの改善点に関する情報の提供などが挙げられる。

RTLSで使用される技術

リアルタイムの位置情報を取得する最も一般的な方法は、無線周波数識別（RFID）技術を活用することです。これには以下が含まれます。

Wi-Fi
ウルトラワイドバンド（UWB）
Bluetooth
Bluetooth Low Energy（BLE）
産業・科学・医療（ISM）バンド
極超短波（UHF）RFID
ナローバンド IoT (NB-IoT)

しかし、無線周波数を用いたアプローチは、使用される具体的な技術に関わらず、概ね同じである。

リアルタイム位置情報システムでは、トラッカータグとも呼ばれる無線送受信機が使用されます。これらは、位置特定や追跡の対象となる物品や従業員をマークするために設計されています。同時に、既知の場所に設置された基準点（アンテナ、アンカー、ビーコンとも呼ばれる）のシステムが、送受信機からの信号を読み取ります。これにより、実際の時刻と位置データが算出されます。

特定のRTLSソリューションによっては、位置データはエッジで計算される場合と、最初にローカル/クラウドベースのサーバーに送信して計算される場合があります。また、リアルタイム位置情報システムは、三角測量（他の物体の位置に基づいて位置を特定する）を使用するものと、三辺測量（少なくとも3つの既知の点からの距離を知ることで位置を特定する）を使用するものに分けられます。

同様に、RTLSの違いは、RFデバイス間の見通し線が確保されている必要があるかどうかという点にあるかもしれない。一部のシステムはこの機能を必要とするが、他のシステムは必要としない。

RTLSは、無線周波数（RF）以外の技術も利用する場合があります。

超音波方式
赤外線
磁気測定
慣性計測
ジャイロスコープ計算

これらは通常、RFシステムに加えて適用されます。

RTLSソリューションの実装方法

リアルタイム位置情報システムの導入は、以下のような要素に左右されるべきである。

RTLSが動作する環境
追跡および特定する資産または人物
データにアクセスするためのプラットフォーム

例えば、TEKTELIC Communicationsが提供するLoRaWANゲートウェイを搭載したリアルタイム位置情報サービス「Locus」は、屋内向けのSPARROW 、屋外向けの ORCA、PELICAN、PELICAN Ex 、作業員の安全確保のためのSEAL、SEAL Ex、そしてより幅広い安全用途に対応するFINCHなど、複数の資産追跡ソリューションで構成されています。

SPARROWは以下の用途向けに設計されています。

病院
小売
オフィスビル
倉庫
製造施設

貴重な屋内設備の位置を特定して監視し、ダウンタイムを削減するとともに、顧客の購買行動やパターンを視覚化します。

それに対し、ORCA、PELICAN、PELICAN Exは、以下のような資産の追跡と位置特定を目的としています。

輸送用コンテナ
パレット
気動車
車両
産業機器

これらのソリューションは、資産の損失や盗難を軽減することに重点を置いています。それに加えて、危険物クラス1ディビジョン2 ATEX施設における在庫管理も行います。

SEALおよびSEAL Exは、 LoRaWANとGPS技術をベースにしたウェアラブルトラッカーです。これらは、現場への出入りを通知するジオフェンス機能を活用しながら、単独作業者の位置特定と監視を行うことを目的としています。職場での事故を未然に防ぎ、石油・ガス（O&G）などの危険な環境や産業現場における安全性を向上させることを目指しています。

FINCHデバイスは、押すと即座に位置情報を送信し、迅速な対応を可能にするパニックボタンです。その目的は、単独作業者の安全確保、病院でのベッドサイド介助、患者満足度の向上、高齢者介護、および子供の見守りを促進することです。

上記製品によって収集されたデータへのアクセスは、Locusアプリケーションダッシュボードから可能です。その機能は以下のとおりです。