Was ist ein Positionserkennungssystem?
Ein Positionserkennungssystem ist ein System, das die Position von Personen und Objekten detailliert und in Echtzeit erfasst.
Im Außenbereich wird GNSS wie GPS verwendet. Für den Einsatz in Innenräumen gibt es verschiedene Methoden wie Beacon, Kameras, Ultraschall, Infrarot, Funkwellen, RFID, Wi-fi und UWB, die je nach Anwendung ausgewählt werden müssen. Jede Methode hat ihre eigenen Merkmale, und einige Systeme kombinieren mehrere Methoden, um die Genauigkeit zu erhöhen. In den letzten Jahren wurde die Erkennung der Position von Personen und Objekten für neue Dienste genutzt.
Anwendungen von Positionserkennungssystemen
Bei der Positionserkennung in Innenräumen wird Beacon eingesetzt, um den Aufenthaltsort von Arbeitern in einer Fabrik zu ermitteln, Sichtlinien zu verwalten, den Standort medizinischer Geräte zu überprüfen, den Standort von kontrollierten Geräten zu kontrollieren, usw.
Bei der Verwendung von Kameras kann die Bildanalyse nicht nur den Standort von Personen, sondern auch ihr Verhalten erkennen. Bei der Positionsbestimmung im Freien wird GPS zur Positionsbestimmung von Fahrzeugen für die Fahrzeugnavigation, das automatische Fahren usw. und zur Verfolgung von Gepäckstücken eingesetzt.
Funktionsweise von Positionserkennungssystemen
Die wichtigsten Funktionsweisen von Positionserkennungssystemen lauten wie folgt:
1. GPS
Die vom Satellitensystem ausgesendeten Signale werden empfangen und mit Hilfe der Signalverzögerung in Breiten- und Längengrade umgewandelt, um eine hochgenaue Position zu erhalten.
2. Ultraschallsystem
Ultraschallsysteme senden Ultraschallwellen von einem Sender aus, empfangen die vom zu erfassenden Objekt zurückgeworfenen Ultraschallwellen und nutzen die Zeit des Zurückprallens, um dessen Position zu bestimmen.
3. Wifi
Die Funkwelle durchläuft mehrere Wege, prallt an Gebäuden usw. ab, bevor sie vom Sender zum Empfänger gelangt. Dieses Phänomen wird als Mehrwegeffekt bezeichnet, bei dem die Funkwellen mehrere Pfade durchlaufen. Die Position einer Person oder eines Objekts wird anhand von Änderungen des Mehrweges ermittelt.
4. Beacon
Positionsbestimmung anhand der Signalstärke von Bluetooth Low Energy (BLE). Wenn mehrere Beacons in einem Gebäude installiert sind, kann der Standort mithilfe der Drei-Punkt-Positionierung ermittelt werden.
5. BLE-Funkwinkelmethode
Ein Empfänger wird an der Decke installiert und der Standort wird mithilfe eines einzigartigen Algorithmus auf der Grundlage des Einfallswinkels der Funkwellen von einem speziellen Tag oder Smartphone ermittelt.
6. UWB
Die Ortung in Innenräumen erfolgt über ein Funkgerät im 8-GHz-Band anhand des Zeitunterschieds bei der Ankunft und des Einfallswinkels der UWB-Signale von mindestens zwei Sensoren, die im Abstand von etwa 30 m installiert sind.
Merkmale des Positionserkennungssystems
Vorteile
Die Einführung eines Erkennungssystems für die Positionierung ermöglicht nicht nur das Management von Fließlinien, sondern hat auch andere Vorteile.
So kann beispielsweise durch die Erfassung der Position einer Person festgestellt werden, ob sie einen bestimmten Bereich betritt. Das System kann das Eindringen in Räume mit sensiblen Informationen oder in Gefahrenbereiche, die zu Unfällen oder Verletzungen führen könnten, erkennen und so die Sicherheit erhöhen. Bei Systemen, bei denen das Erkennungssystem für die Positionierung mit der Maschine verbunden ist, kann es auch dazu verwendet werden, die Maschine sofort abzuschalten, wenn es erkennt, dass eine Person einen gefährlichen Bereich betritt.
Wenn der Standort der Mitarbeiter durch die Standorterkennung bekannt ist, kann dies auch dazu genutzt werden, die Evakuierung im Katastrophenfall zu leiten. Selbst bei einer großen Anzahl von Mitarbeitern ist es möglich, den Evakuierungsstatus jedes Einzelnen zu überprüfen, was zu einer schnellen Reaktion auf Evakuierungsanweisungen führen kann.
Nachteile
Der Nachteil ist, dass sich viele Mitarbeiter unwohl fühlen könnten, da sie das Gefühl haben, dass sie während ihrer Arbeit ständig überwacht werden, da sie die Standortinformationen der Personen verwalten. Um das Verständnis der Mitarbeiter zu gewinnen, ist es wichtig, detaillierte Erinnerungen an Pausen und tägliche Aktivitäten auf der Grundlage der gewonnenen Standortdaten zu vermeiden und den Zweck und den Anwendungsbereich der Standorterkennung zu klären und den Mitarbeitern zu erklären.
Weitere Informationen zu Positionserkennungssystemen
1. Nachfrage nach Positionserkennungssystemen
Der Markt für standortbezogene Lösungen, einschließlich Positionserkennungssystemen, war bis vor einigen Jahren nicht groß. In den letzten Jahren hat er jedoch stark zugenommen und ist 2018 im Vergleich zum Vorjahr um 41,6 % gestiegen. Analysen zeigen, dass der Grund für dieses Wachstum darin liegt, dass viele Unternehmen ihre Produktivität verbessern wollen, indem sie den Standort von Personen und Gütern kennen, da viele Unternehmen über zu wenig Personal verfügen.
Was den zukünftigen Markt betrifft, so wird die Nutzung in der verarbeitenden Industrie und in Krankenhäusern, wo die Nutzung derzeit zunimmt, weitergehen, und wenn die Dinge reibungslos verlaufen, wird der Markt bis 2025 voraussichtlich auf 120 Millionen USD anwachsen. Es heißt, dass der Markt noch in den Kinderschuhen steckt und dass der Markt für standortbezogene Lösungen noch wachsen wird.
2. Einsatz von Positionserkennungssystemen für das Prozessmanagement in der Fertigungsindustrie
Bei der Nutzung von Standortinformationen zur Förderung der Automatisierung in Fabriken kann man sich vorstellen, dass sich Menschen wie Arbeiter und Bediener oder Fahrzeuge wie Gabelstapler und FTS in der Fabrik bewegen.
Um die Produktionseffizienz zu steigern, ist es jedoch unerlässlich, die produzierten Materialien und ihre Produkte richtig zu verwalten. Mit anderen Worten, es ist notwendig, den Warenfluss genau zu verfolgen, und insbesondere bei der Herstellung von Produkten mit vielen Varianten oder kundenspezifischen Produkten sind der Ankunftsstatus der Komponenten und ihr Prozessmanagement von zentraler Bedeutung.
Insbesondere bei Montageprozessen und Produktionslinien mit mehreren Produkten, bei denen häufig manuelle Arbeit erforderlich ist, kann das Internet der Dinge unter Verwendung von Standortinformationen die Anzahl der Barcode-Scans reduzieren, um die Arbeitseffizienz zu verbessern und menschliche Fehler, wie die Auswahl falscher Materialien, zu verringern.
Ohne eine genaue Echtzeitverfolgung von Materialien und Fahrzeugen geht die Transparenz über den Standort, die verbleibende Transportzeit und die genauen Transportwege verloren, was zu Ausfallzeiten der Produktionslinie, einer geringeren Produktivität der Mitarbeiter, längeren Transportzeiten und einem ineffizienten Einsatz von Fahrzeugen wie Gabelstaplern und FTS führt.
Standortinformationen können jedoch genutzt werden, um das gewünschte Bauteil in Echtzeit zu lokalisieren. Durch die Verwaltung von Metainformationen mit einem Erkennungssystem für die Positionierung können gleichzeitig auch die historischen Informationen über das Bauteil ermittelt werden. Darüber hinaus können Informationen, die früher bei der Überquerung von Prozessen auf Papier, handschriftlich oder per Barcode-Scan erfasst wurden, nun automatisch auf der Grundlage von Standortinformationen verwaltet werden.