要实现智慧工厂,高精度工厂人员定位技术或不可缺

随着中国智能制造战略的实施,传统车间和工厂都在寻求向数字车间或智能工厂升级,以提高生产效率或以较低成本满足现代化制造业的需求。目前中国已经初步建成200多个数字化车间/智能工厂,预计2020年中国智能制造市场规模将超过2200亿元。

工厂人员定位

不久前,特斯拉号称全球最智能的全自动化生产车间的视频疯传着整个网络,该智能车间里几百台机器人相互配合,有序的造着一辆又一辆的特斯拉汽车。这个车间从原材料加工到成品的组装,全部生产过程除了少量零部件外,几乎所有生产工作都能自给自足。

或许,有些人会怀疑这个车间的真实性,但我们并不能否认这就是未来制造车间里应该发生的场景。要实现这样的一个有序且自足的生产流程,除了有各种各样的传感器快速而灵活的搜集各种位置,压力等信息,高效运转的工厂管理系统外,高精度工厂人员定位技术及产品生产过程中人、物、设备的运动轨迹及状态监控非常重要。

要评价一项定位技术如何,可以从高精度、大容量、抗遮挡、低延迟、高刷新率、低功耗等几个维度进行评价。

蓝牙技术(精度低,功耗高)

蓝牙信标技术目前部署的也比较多,也是相对比较成熟的技术。蓝牙跟WiFi的区别不是太大,精度会比WiFi稍微高一点(3-5m)。

蓝牙定位采用基于蓝牙的三角定位技术,除了使用手机的蓝牙模块外,还需部署蓝牙信标,最高可以达到亚米级定位精度,但缺点是需要布置的信标太多。

蓝牙定位技术最大的优点是设备体积小、短距离、低功耗,容易集成在手机等移动设备中。只要设备的蓝牙功能开启,就能够对其进行定位。蓝牙传输不受视距的影响,但对于复杂的空间环境,蓝牙系统的稳定性稍差,抗遮挡能力有待改善,且受噪声信号干扰大。

RFID定位技术(精度低,稳定性差)

RFID定位的基本原理是,通过一组固定的阅读器读取目标RFID标签的特征信息(如身份ID、接收信号强度等),同样可以采用近邻法、多边定位法、接收信号强度等方法确定标签所在位置。

射频识别室内定位技术作用距离从几厘米到十几米,RFID 用于人员定位的典型应用来自人员考勤系统的拓展,主要进行人员是否存在于某个区域的辨识,不能做到实时跟踪,并且定位应用还没有标准的网络体系,因此,不适用于大型设备的巡检,人员安全的确认等用途。

UWB高精度定位技术(厘米级高精度定位,抗干扰能力强)

UWB定位技术利用事先布置好的已知位置的锚节点和桥节点,与新加入的盲节点进行通讯,并利用三角定位或者“指纹”定位方式来确定位置。

UWB定位(超宽带)脉冲信号,由多个传感器采用TDOA和AOA定位算法对标签位置进行分析,多径分辨能力强、精度高,定位精度可达亚米级。

超宽带通信不需要使用传统通信体制中的载波,而是通过发送和接收具有纳秒或纳秒级以下的极窄脉冲来传输数据,因此具有GHz量级的带宽。由于UWB定位技术具有穿透力强、抗多径效果好、安全性高、系统复杂度低、抗干扰能力强、厘米级超高定位精度等优点,前景相当广阔。

综合比较集中室内定位技术来说,发现目前的定位技术精度方面UWB高精度定位技术居于领先,能够得出更优化的行业应用方案。具有穿透力强、抗多径效果好、安全性高、系统复杂度低、抗干扰能力强、厘米级超高定位精度等优点。更适应于工厂制造业这种复杂的工作环境。

传统制造型工厂生产流程及作业人员的管理依赖表格数据,可视化程度不高,因此生产上存在生产效率不足,安全隐患较多等问题。

例如:工厂人多,车间分散,管理难度大;工厂人员管理粗放,工作效率低;工厂信息化落后,管理靠人工;调度安排不合理,资源浪费严重等等。

事实上,中国工厂也越来越意识到把物联网室内定位技术移向工厂前沿的重要性,一个很重要的好处就是提高了生产车间各个部门无缝衔接的能力,从而带来了工厂管理的精细化全面化。

恒高科技正是基于传统工厂的管理漏洞提出了一整套智慧工厂人员定位解决方案:通过在厂区内部署一定数量的定位基站,以及为人员、车辆、物资佩戴标签卡的形式,实时获取人员精确位置,且该工厂人员定位系统集风险管控、视频联动、历史轨迹回放、人员管理、电子围栏、各种行为监控、应急救援等功能为一体,实现了对员工的智能化管理及生产设备的维护管理。另外一个好处是产能有了更大的提高,并获得更高的生产效率。

要实现智慧工厂,高精度工厂人员定位技术或不可缺_第1张图片
恒高科技工厂人员定位

工厂人员定位的应用价值:

1.提高生产效率:

利用实时位置定位和运动轨迹信息让工厂人员物资设备管理更智能,保证高水平的正常运行时间,帮助工厂实现生产过程的安全管理,进一步提高生产效率,突破生产瓶颈

2.实现工人全面管控:

工厂人员定位系统通过车间超/缺员报警、实时位置查询、电子围栏、超时滞留/静止报警等功能,可实现厂区安全区域管控;工厂人员定位系统可自动生成某个时间段的考勤报表,通过姓名和卡号、工号可以进行查询、导出个人的考勤记录,还可通过巡检管理、脱岗/串岗报警,可实现厂区工作人员工作考核管理。

3.实现厂区全方位精细化管理:

摒弃传统制造工厂生产流程与作业人员的表格数据管理,提高可视化程度,使得各个生产环节提供有机连接,同时系统还可联动各类现场传感器、视频监控、报警系统、智能化二道门,可实现工厂精细化安全管理和生产过程管控。

4.高精度、低成本

采用工厂人员定位系统实现精准化、自动化、智能化的工作模式,降低了人力成本,10cm级的uwb高精度定位技术规避了原先由人工操作导致的出错现象,使管理效率、事故发生率因智能化工厂人员定位系统的实施接近于零。

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