RTLS 是智能工廠、數(shù)字化轉(zhuǎn)型和工業(yè) 4.0 系列先進數(shù)字技術(shù)的重要組成部分。對于許多操作來說，諸如 RTLS 之類的位置智能解決方案可能是他們嘗試的第 一個技術(shù)。

《福布斯》最近發(fā)表的一篇文章《2023 年制造業(yè)的四個預測》指出，“技術(shù)富人和窮人之間的差距將擴大。”

RTLS 已經(jīng)存在了 20 多年，大多數(shù)支持 RTLS 的技術(shù)現(xiàn)在已經(jīng)眾所周知，并且已經(jīng)投入生產(chǎn)。人們不太了解這些技術(shù)之間的差異，以及如何評估每種技術(shù)的成本和收益，以便為您的行業(yè)/設施的跟蹤需求選擇最 佳解決方案。

RTLS 技術(shù)可以根據(jù)每個站點的環(huán)境特性、需要跟蹤的資產(chǎn)的數(shù)量、類型和價值以及所需的跟蹤頻率和精度（從房間水平到英寸以內(nèi)）進行定制。

根據(jù) Markets and Markets? 發(fā)布的新研究報告，到 2026 年，實時定位系統(tǒng)市場 (RTLS) 的價值將達到 127 億美元。

以下是本指南將討論的主要主題： 

l  第 1 章：什么是 RTLS？

l  第 2 章：人們?nèi)绾问褂?/span> RTLS？

第 1 章：什么是 RTLS？

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)。雖然時間和位置是兩者明顯的共同點，但識別是 RTLS 的另一個重要特征，即使在識別信息受到保護的情況下也是如此。

本質(zhì)上，實時定位系統(tǒng)顯示了定義的區(qū)域內(nèi)的內(nèi)容、地點和時間，以決策者可以理解的方式量化這些因素。例如，RTLS 可用于顯示哪臺叉車（什么）在特定時間（何時）穿過倉庫（何處）中的給定揀貨通道。另一個例子：RTLS 可以可視化在工作日的給定點（何時）將哪個可運輸集裝箱（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“實時定位系統(tǒng)”通常封裝提供基于鄰近度的數(shù)據(jù)或?qū)嶋H坐標的系統(tǒng)。它有時也用于識別設置阻塞點的設備的系統(tǒng)，從而在掃描點提供臨時位置。由于掃描點系統(tǒng)不顯示連續(xù)/實時位置，因此本指南不會深入探討這些系統(tǒng)。相反，以下部分的重點將是即使在資產(chǎn)移動時也能持續(xù)提供識別、位置和計時數(shù)據(jù)以及上述內(nèi)容、地點和時間的系統(tǒng)。

RTLS 中使用的技術(shù)

有越來越多的創(chuàng)新方法可以使實時定位成為現(xiàn)實。

一般來說，不同技術(shù)的射頻方法都是相同的。無線收發(fā)器（通常稱為跟蹤器標簽或簡稱標簽）標記正在定位和跟蹤的物體或人員。同時，已知位置的參考點系統(tǒng)讀取來自這些標簽的傳輸，以計算實際的定時和位置數(shù)據(jù)。這些參考點可以稱為天線、錨點，有時也稱為信標，具體取決于所使用的系統(tǒng)。

有些系統(tǒng)在邊緣計算位置數(shù)據(jù)，有些系統(tǒng)首先將其發(fā)送回本地或基于云的服務器。同樣，一個系統(tǒng)可以使用三角測量，而另一個系統(tǒng)可以使用三邊測量，有些系統(tǒng)需要射頻設備之間有清晰的視線：

l  無線上網(wǎng)

l  藍牙/低功耗藍牙 (BLE)

l  超寬帶

l  ISM 頻段或 UHF RFID

l  窄帶物聯(lián)網(wǎng)

還有其他非射頻 RTLS 方法，例如超聲波或紅外線。此外，許多 RTLS 解決方案都采用了各種非 RF 方法，例如磁力測量、慣性測量或陀螺儀計算。然而，這些更常用于補充基于射頻的系統(tǒng)。

資產(chǎn)跟蹤和 RTLS 之間有什么區(qū)別？

實時定位系統(tǒng)（RTLS）和資產(chǎn)跟蹤這兩個術(shù)語有時并排出現(xiàn)，甚至可以互換使用。資產(chǎn)跟蹤可以參考 RTLS 之外的許多工具。共同點在于識別和跟蹤。關(guān)鍵的區(qū)別在于“跟蹤”的含義。

資產(chǎn)跟蹤可以描述從電子表格到圖書館目錄再到實時定位系統(tǒng)（RTLS）等真實位置智能系統(tǒng)的任何內(nèi)容。許多資產(chǎn)跟蹤解決方案都是軟件工具，旨在間歇性地記錄手動輸入的數(shù)據(jù)，而不是在提供持續(xù)實時更新的同時進行自主跟蹤。因此，資產(chǎn)跟蹤通常需要系統(tǒng)在數(shù)據(jù)記錄的瞬間對事物進行說明，無論是掃描的時刻、庫存更新的時間還是其他指標。連續(xù)自主獲取的位置數(shù)據(jù)并不總是圖像的一部分。

條形碼是基本資產(chǎn)跟蹤解決方案的一個主要示例。條形碼提供識別功能，但不配備連續(xù)的位置或計時數(shù)據(jù)。即使在特定的設定位置頻繁掃描，時間和位置數(shù)據(jù)也是臨時的而不是當前的。另一方面，有多種使用 RTLS 的方法，但這些方法根本不被描述為資產(chǎn)跟蹤。例如，非光學導航系統(tǒng)或基于位置的工人安全應用程序在通常稱為資產(chǎn)跟蹤的范圍之外使用 RTLS。

有時，掃描點識別是唯 一需要的信息；掃描圖書館書籍或火車通票就是例子。在其他情況下，精 確和連續(xù)的位置數(shù)據(jù)是真正的游戲規(guī)則改變者，無論是由于資產(chǎn)移動的頻率（資產(chǎn)損失特別危險或昂貴），還是因為位置數(shù)據(jù)增強了效率的關(guān)鍵指標。

最終，了解資產(chǎn)跟蹤和 RTLS 之間的重疊又回到了了解相關(guān)技術(shù)的具體應用以及所收集的識別、位置和計時數(shù)據(jù)的組合。

第 2 章：人們?nèi)绾问褂?/span> RTLS？

RTLS 的不同應用幾乎是無限的。畢竟，幾乎任何人都可以從更好地了解事物的實時變化中受益。位置數(shù)據(jù)的一般價值導致了各種各樣的最終用途應用，從制造工作跟蹤、庫存管理、堆場管理、供應鏈和物流，到醫(yī)療保健、動物跟蹤以及采礦和采礦業(yè)人員的安全。其他危險行業(yè)。幾乎不可能有意義地解釋 RTLS 解決現(xiàn)實問題的每一種方式或情況。

本指南將重點關(guān)注一些特別常見的用例和相關(guān)應用程序。

您如何知道 RTLS 是否適合您的用例？

這個問題的答案將在第 3 章中更直接地解答。然而，簡短的答案是從徹底了解組織的問題開始。當您知道該技術(shù)需要為您完成什么任務后，確定是否有可行的技術(shù)會容易得多。

制造業(yè)中的實時定位系統(tǒng)

智能工廠正在收集各種數(shù)據(jù)——分析溫度、機器振動、聲學異常、空氣質(zhì)量和許多其他參數(shù)——而位置數(shù)據(jù)可以成為這些指標的重要補充。

與其他行業(yè)一樣，RTLS 對制造業(yè)的主要好處之一是 RTLS 可以補充甚至消除許多容易出錯的手動流程。掃描就是一個很好的例子。一些工廠為其制造過程的每個關(guān)鍵步驟安排了自動掃描站，以便批次或單個組件在每個節(jié)點都有清晰的進度和合規(guī)標記。然而，掃描技術(shù)的局限性（例如人為錯誤）以及許多制造過程的各種物理方面使得自動掃描具有挑戰(zhàn)性并且通常是不可能的。

例如，某些組件無法添加條形碼，因為它們要經(jīng)過化學過程或焊接區(qū)域。另一個例子：許多 RFID 閱讀器在金屬部件周圍無法可靠地工作。此外，為工作環(huán)境配備自動視線掃描儀（如條形碼的使用）可能既笨重又昂貴。鑒于困難重重，制造商通常依靠人類工人手動掃描或標記哪個物品移動到哪里、在什么時間以及移動了多長時間。

RTLS 在混亂、無組織和非結(jié)構(gòu)化的制造環(huán)境中特別有用，這種情況在單元制造中很常見，其中零件從一個工位移動到另一個工位，并且多次在工位之間來回移動或跳過某些工位。在這些環(huán)境中跟蹤正在進行的工作可能容易出錯。通過自動執(zhí)行基于位置的更新，實時定位系統(tǒng)可以提高可靠性，加快任務的每一步，并最終提高產(chǎn)量。

這只是 RTLS 在制造業(yè)中的一個例子。其他有價值的應用包括：

l  通過位置感知提高工人安全

l  快速搜索丟失的物品

l  高價值資產(chǎn)庫存例程自動化

l  在擁堵或周界偏差的情況下提供預測警告

使用 RTLS 改進在制品 (WIP) 跟蹤

雖然位置和計時數(shù)據(jù)在制造過程的幾乎任何階段都很有幫助，但實時定位系統(tǒng) (RTLS) 對于在制品 (WIP) 跟蹤來說非常寶貴。

在制造領(lǐng)域，WIP 本質(zhì)上是指為產(chǎn)品增加價值的運輸過程：制造已經(jīng)開始，但產(chǎn)品尚未完成。根據(jù)產(chǎn)品或制造商的不同，增加價值的步驟可能會很長、很辛苦，而且在時間和空間上都是相互獨立的。毫不奇怪，WIP 例程很難獲得每個組件或批次組件狀態(tài)的準確實時可見性。

RTLS 通過將始終最 新的數(shù)據(jù)與旅程的每一段相匹配來幫助跟蹤 WIP。通過全天候自動生成的實時圖片，流程管理者可以立即檢測到以下問題：

l  在流程中的任何給定步驟上花費的時間不一致或過長

l  產(chǎn)品或組件經(jīng)常積壓的地方

l  每個制造項目花費的總制造時間

l  意外的瓶頸或計劃外的停機

l  狀態(tài)與流程當前階段不同步的項目

l  流程錯誤和解決這些錯誤的質(zhì)量控制措施

此類數(shù)據(jù)點可幫助制造商了解真實的 WIP 軌跡、及早糾正錯誤并簡化整體工作流程。

實時定位系統(tǒng)（RTLS）在堆場管理中的應用

車場本質(zhì)上是物流中心，因此時間和地點對于那里發(fā)生的幾乎所有事情都至關(guān)重要。一旦車輛離開車場，通常會通過 GPS 或遠程信息處理解決方案對其進行跟蹤。然而，在庭院或停車場本身，全球定位系統(tǒng)無法提供操作員所需的可見度。

實時定位系統(tǒng)通過定位和跟蹤車輛到各個停車位來填補關(guān)鍵空白。低功耗、高精度 RTLS 可以通過繪制可用停車位、通知物流和車輛調(diào)度或自動更新車輛維護等基于位置的程序，為堆場管理人員節(jié)省時間和金錢。

價值的另一個維度：院子里經(jīng)常隨處停放著一排排看起來相似的車輛。這不僅會阻礙車輛通行，而且在許多情況下，在院子里找到指定的車輛可能會非常困難且耗時。實時定位系統(tǒng) (RTLS) 允許堆場管理者和派遣司機識別標記車輛的位置、可達性和準備狀態(tài)。

智能倉儲中的實時定位系統(tǒng)

一些倉庫已經(jīng)現(xiàn)代化得幾乎面目全非，而另一些倉庫的運作方式幾乎與三十或四十年前一樣。自動車輛或機器人運行一些設施，而其他設施仍然難以使用剪貼板、電子表格或其他手動填寫的日志來管理資產(chǎn)來保持當前庫存。即使考慮到如此廣泛的倉庫運營，可以公平地說，幾乎每個倉庫，無論其數(shù)字化階段如何，都可以或已經(jīng)從位置數(shù)據(jù)中受益。

一方面，每個倉庫的設計目的都是使實物資產(chǎn)在需要時可組織、可存儲和可查找。RTLS 完全符合這些目標。另一方面，倉庫的庫存管理通常使用多種不同的技術(shù)，每種技術(shù)都有自己的地位和價值。

理論上，實時定位解決方案可以在任何給定時刻記錄倉庫中的每一項資產(chǎn)，但 RTLS 的成本遠高于條形碼等可掃描標識符，因此較舊、更簡單的 ID 系統(tǒng)不太可能做到這一點。很快就會被完全取代。由于 RTLS 技術(shù)對于跨行業(yè)的這種 100% 庫存來說還不夠小或足夠便宜，因此 RTLS 的大多數(shù)倉庫應用都集中在高價值資產(chǎn)、批量資產(chǎn)、過期資產(chǎn)或頻繁移動的物品上。

叉車跟蹤是一種常見需求。叉車經(jīng)常被留在奇怪或不合適的地方，特別是在較大的設施中，這使得立即搜索和找到每輛車的位置很有幫助。RTLS 還提供關(guān)鍵的使用指標，顯示每臺叉車的移動頻率以及每臺叉車的行駛路線，這有助于倉庫經(jīng)理了解他們真正需要多少臺叉車。而且，跟蹤叉車負載的內(nèi)容、地點和時間也具有附加值。

跟蹤騎手袋（帶有工單的塑料附件或識別正在處理的資產(chǎn)的文書工作）是 RTLS 的另一個很好的用途。乘客的文書工作通常包括可掃描的標識符，例如條形碼，因此可以將這個現(xiàn)有的可掃描的 ID 與可重新分配的 RTLS 標簽相關(guān)聯(lián)。

醫(yī)療保健中的實時定位系統(tǒng)

醫(yī)療保健是最早認真嘗試 RTLS 的行業(yè)之一。這不足為奇，因為醫(yī)院充滿了寶貴的實物資產(chǎn)，這些資產(chǎn)經(jīng)常移動，需要在需要時快速甚至立即訪問。

靜脈注射泵和輪椅等移動資產(chǎn)的庫存管理是最緊迫的需求之一。事實證明，跟蹤租賃設備也非常有價值，因為提前歸還租金可以減輕醫(yī)院的巨額開支。

接觸者追蹤是另一個明顯的需求。例如，甚至在 COVID-19 爆發(fā)之前，醫(yī)院就已經(jīng)利用 RTLS 來幫助預防醫(yī)院獲得性感染 (HAI)。醫(yī)院感染預防有時是通過跟蹤人員來實現(xiàn)的，但也可以通過跟蹤內(nèi)窺鏡等通常與感染傳播相關(guān)的醫(yī)療工具來實現(xiàn)。

尋路和導航是 RTLS 在醫(yī)療保健領(lǐng)域的另一個日益增長的用途。雖然還有其他技術(shù)可以幫助患者和護理人員，但許多醫(yī)院和醫(yī)療保健園區(qū)的規(guī)模和復雜性使得室內(nèi)定位成為一項有價值的服務。

使用 RTLS 進行時間和運動研究

時間和運動研究有各種配置，包括許多實際上并不是通過 RTLS 最 好完成的配置。然而，對于專注于工作站之間的運動、路線分析或人或車輛可以采取的其他物理路徑的熱圖的研究來說，實時定位系統(tǒng)是最 佳選擇。

無論最終用戶想要了解推車、叉車還是單個工人的運動，時間和運動數(shù)據(jù)的基本價值都是相同的。一旦相關(guān)的人或物體配備了標簽，標簽的運動歷史就會顯示所需時間段內(nèi)的逐點位置。

有很多方法可以在沒有 RTLS 的情況下進行基于路線的時間運動研究，但是無需太多工作，查看地圖上的點就可以令人大開眼界。迂回路徑、瓶頸或重復路線很快就會變得明顯。最重要的是，測量過程很簡單。工作人員不需要改變他們的節(jié)奏，數(shù)據(jù)是實時收集的，無需有人手動記錄路徑或?qū)θ唛L的視頻卷進行排序。

使用 RTLS 還可以讓組織比光學時間運動方法更直接地保護個體員工的隱私。最終，實時定位系統(tǒng)有助于告知如何更好地改變工作流程甚至空間布局，并且它是通過數(shù)據(jù)而不是估計或最 佳猜測來實現(xiàn)的。

使用 RTLS 的其他方式

還有更多方法可以使用 RTLS 來節(jié)省時間、降低成本并消除現(xiàn)實世界中的難題。運動分析、消費者尋路、動物護理以及建筑創(chuàng)新和效率都是大類，更不用說人們對位置數(shù)據(jù)的智能家居應用日益增長的興趣。