屋内アセットトラッキング – 考慮事項とユースケース

屋内アセットトラッキングは、病院、工場、オフィスなどの屋内環境でアセットの位置と移動を追跡するシステムです。制限された見通し線、干渉、減衰、および精度要件などの課題により、屋内の資産追跡は屋外の資産追跡よりも困難になります。

この記事では、屋内でアセットを追跡するための技術的な考慮事項について説明します。まず、屋内アセットトラッキングに使用されるテクノロジーの概要を簡単に説明します。

屋内資産追跡技術

屋内資産追跡技術は、ウルトラワイドバンド、Bluetooth Low Energy、RFID、および GPS を含む一連のソリューションです。このセクションでは、最も一般的なテクノロジの鳥瞰図を示します。包括的な概要については、資産追跡テクノロジのガイドを参照してください。

超広帯域 (UWB) – UWB は広い周波数範囲を使用して短距離 (通常は 100m 未満) でデータを送信します。UWB 位置追跡システムはセンチメートルレベルの精度で追跡できます。UWB タグは比較的低消費電力 (Ubisense の UWB タグのバッテリー寿命は最大 10 年) で、ディープスリープなどの省電力機能を備えています。これらの機能により、UWB は、正確な位置特定と低消費電力が不可欠な場合に役立つテクノロジになります。
Bluetooth Low Energy (BLE) – BLE は、UWB のような無線位置追跡技術です。ただし、帯域幅、範囲、精度は低くなります。BLE 位置追跡システムの精度はメートルレベルで、範囲は 30 ～ 60 メートルです。BLE タグは電池寿命が長いです。部屋レベルの追跡精度が必要なアセットに最適です。
その他の屋内資産追跡技術 – バーコードとパッシブ RFID タグは、精度、範囲、およびリアルタイムの位置追跡が必要ない場合に使用できます。RFID タグは安価で、ウェイポイントを介して資産の動きを追跡するのに効果的です。Wi-Fi 位置追跡はリアルタイムですが精度の低いシステムであり、既存の Wi-Fi インフラストラクチャに便乗できます。これにより、Wi-Fi ロケーショントラッキングの導入が安価で目立たなくなります。

これらはおそらく最も一般的なアセットトラッキングテクノロジですが、他にも利用可能なテクノロジがあります。これらのテクノロジーをより包括的に理解するには、ガイドを参照してください。

インドアアセットトラッキングタグで探すべきもの

精度、精度、および範囲は、追跡タグの重要な要素です。ただし、バッテリー、フォームファクター、取り付けなどの他の要素も同様に重要であり、このセクションで説明します。

バッテリー

追跡タグの電池交換は時間がかかり、資産の使用を妨げます。アセットのビルドによっては、それが不可能な場合もあります。したがって、屋内アセットトラッキングタグの電力要件とバッテリ寿命を理解することが重要です。

また、ディープスリープや柔軟な更新レートなどの省電力機能も検討する必要があります。

柔軟な更新レートにより、タグのアクティビティに応じてタグの更新レートを調整できます。タグが静止しているときは更新レートが低いため、電力が節約されます。ただし、組み込みのモーション検出器は、タグが動いているときの精度を高めるために更新レートを上げます。

考慮すべきもう 1 つの要因は、バッテリーがユーザー交換可能かどうかです。

Ubisense のタグは、塩化チオニルリチウム (LTC)、C サイズのリチウム電池、リチウムコイン電池など、さまざまな電池を利用しています。一部のタグのバッテリーは、10 年以上持続します。

次のリストは、さまざまなアセットトラッキングタグの推定バッテリ寿命を示しています。

UWB – 10年以上
BLE – 8年以上
アクティブ RFID (UHF) – 1 ～ 3 年
Wi-Fi – 1年未満

Ubisense のバッテリー管理モジュールを使用すると、タグのバッテリーを簡単に管理できます。いくつかの言及に値する機能は次のとおりです。

電池交換警告と差し迫った故障警告。
バッテリー使用量の監視。
偶発的なディープスリープモードのアクティブ化に対する保護。

すべてのアクティブタグに電源が内蔵されているわけではありません。たとえば、Ubisense の UWB タグモジュールには外部電源が必要です。

構成

アセットトラッキングタグは使用前に設定されます。タグの構成には、更新レート、モーション検出しきい値、およびその動作に関連するその他の設定のセットアップが含まれる場合があります。ユースケースで頻繁に構成を変更する必要がある場合は、リモートで再構成できるタグがあると便利です。たとえば、UWB タグモジュールには、リモート構成を可能にする 2.4 GHz 狭帯域構成チャネルがあります。

デュアルモードタグ

屋内環境はしばしば雑然としているため、信号の減衰やマルチパス干渉が発生します。デュアルモードタグは、UWB と BLE などの 2 つのトラッキングテクノロジを同時に使用します。これにより、屋内アセットトラッキングの精度が向上します。

実装

追跡アプリケーションに適したセンサーを選択することに加えて、指定された取り付けスペースに確実に収まるようにする必要があります。取り付けの制限を認識し、それに応じて適切な取り付け方法を選択する必要があります。一般的な取り付けオプションには、ネジ、Velcro® 取り付け、磁気取り付け、カスタム取り付けなどがあります。

フォームファクタ

トラッキングタグを選択するときは、タグのフォームファクタを考慮する必要があります。タグのフォームファクタは、トラッキングテクノロジーとタグの機能によって異なります。タグのフォームファクタによって、タグを使用できるアセットが決まります。

ツールの管理と制御には、控えめで目立たない小さなタグが必要です。ヘッド & バッテリーユニットツールタグおよび統合ツールタグは、追跡ツールに適したフォームファクターを備えています。人を追跡するためのタグも、人間工学に基づいた、快適な装着感を備えている必要があります。

環境を守ること

タグは、過酷な産業環境で使用できるように頑丈に設計する必要があります。それらは機械的に頑丈で、防塵・耐水性でなければなりません。タグの IP 等級を必ず確認してください。IP は「Ingress Protection」の略で、粉塵や水などの固体または液体の粒子の侵入に対して製品がどの程度保護されているかを示します。

たとえば、UB-Tag™ には IP67 および IP69K 定格の超音波溶接ケースがあります。

IP67 および IP67K の数字「6」は、長期間にわたる粉塵に対する完全な保護、およびワイヤや小さな工具などの直径 1mm を超える物体との接触に対する完全な保護を示します。

2 番目の数字は、水の浸入に対する保護を示します。コード「7」は、デバイスが最大 1 メートルの深さまでの短時間の水没に対して保護されていることを意味します。コード「9K」は、タグがあらゆる方向からの高圧および高温のウォータージェットから保護されていることを示します。

資産追跡タグのいくつかの主要な機能を調べたので、屋内で資産を追跡するためのいくつかの使用例を調べてみましょう。

フォークリフトの追跡

フォークリフトを追跡する興味深いケースから、屋内で資産を追跡するセクションを始めましょう。広い範囲でいくつかの重要な資産を追跡することは、多くの業界で一般的な要件です。

Ubisense は、工場フロア全体のフォークリフトを高精度で追跡するために RTLS を導入しました。UWB は、アセットの高精度およびリアルタイム追跡のための当然の選択です。Ubisense の Dimension4は、到着の時間差と到着角度の両方を測定するため、Ubisense の技術では、UWB タグを追跡するために必要な UWB センサーは 2 つだけです。ただし、カバレッジエリアが広い場合、センサーのコストはすぐに増加する可能性があります。

独創的な考え方と巧妙なエンジニアリングにより、Ubisense のチームは追跡ソリューションをひっくり返しました。UWB タグのコストは、UWB センサーのコストのほんの一部であるため、チームは各フォークリフトに UWB センサーと固定タグを工場フロアに装備することにしました。

RTLS ハードウェアとソフトウェアは、タグを使用してセンサーを追跡するように再配線され、事実上「追跡者」を「追跡対象」にしました。これにより、精度とリアルタイム性能を維持しながら、システムのコストを削減できました。

生産ラインプロセスの追跡

追跡する必要があるのは資産だけではありません。生産ラインがますます複雑になるにつれて、追跡プロセスが不可欠になっています。ソフトウェアと位置追跡を使用して生産ラインを仮想 3 次元マップとして視覚化すると、パフォーマンスの追跡と最適化に役立ちます。利点は次のとおりです。

労働者が先に作業できるようにするか、失われた時間を補償します。
費用のかかる組立ラインの再構成なしで、新しい製品バリエーションを導入できます。
オーバーラップするワークステーションを設計して、利用可能な物理スペースを最大限に活用します。
修正作業専用の新しい一時ワークステーションを追加して、オンラインでの再作業を可能にします。

利点は数多くあります。

生産作業に必要なスペースが少ない
タスク間のアイドル時間が少ない
ラインストップが少ない
エラーや欠陥が少ない
新しいモデルまたはバリエーションを導入するための時間が短縮されます。

ツールの追跡と管理

ツールの追跡は、工場や製造現場でツールの位置を特定し、それらを監視し、その使用を制御するためにますます一般的になりつつあります。

資産追跡により、作業者はツールをすばやく見つけることができます。Ubisenseのような最新のツール管理システムは、カスタマイズされた検索とユーザーフレンドリーな Web ベースのマップをサポートしているため、無駄な検索時間を排除できます。これは、プロセスのツールと機器を正しく整理することで、プロセスの効率を向上させるのに役立ちます。

資産管理システムを使用して、ツールのステータス、場所、またはメンテナンスに基づいてツールのアラートを作成できます。たとえば、メンテナンスの期限が過ぎているツール、不適切に保管されているツール、または指定されたゾーンの外にあるツールに対してアラートを生成できます。

工具管理システムは、工具のチェックインおよびチェックアウト手順を自動化し、エラーを防止することにより、異物損傷 (FOD) から操作を保護するのに役立ちます。製造現場または倉庫にある機器の在庫をリアルタイムで取得することにより、シフト終了時のツール監査を簡単かつ迅速に行うことができます。また、ツールが常に存在し、説明されていることを確認するのにも役立ちます。

さらに、ツール管理システムを生産システムデータベースと統合して、ツールの使用状況に関するリアルタイムのフィードバックを提供できます。これは、ボトルネックの特定、誤動作しているツールの検出、およびプロセスの最適化に役立ちます。