Lokalizácia v reálnom čase (RTLS)
RTLS prichádza do úvahy vtedy, keď treba objekty lokalizovať v reálnom čase. „To určite prináša ešte vyššiu transparentnosť vo výrobnom procese ako RFID, ale opäť záleží na tom, aké informácie potrebujete na dosiahnutie čo najvyššej efektivity vo výrobnom procese,“ hovorí N. Lauther.
Spoločnosť Siemens nedávno prevzala spoločnosť Agilion, ktorá jej tak priniesla technológiu ultraširokopásmového pripojenia (UWB) pre RTLS. Technológia Siemens Simatic RTLS pracuje s technológiu UWB, ktorá využíva extrémne široký frekvenčný rozsah (3 – 7 GHz) so šírkou pásma najmenej 500 MHz na prenos slabých bezdrôtových signálov. Tým sa zabráni riziku rušenia inými systémami a poskytuje sa lokalizácia objektov s presnosťou až 10 cm.
Technológia RTLS je aj jadrom technológie MotionWorks firmy Zebra Technologies, ktorá poskytuje prehľad o umiestnení, stave a výkonnosti kritických podnikových technických prostriedkov, tovaru a osôb vo výrobnej prevádzke. Na sledovanie technických prostriedkov a materiálu využíva kombináciu 6,5 GHz UWB aktívneho RFID, 2,4 GHz aktívneho RFID, vysielača Bluetooth s nízkou spotrebou energie (BLE) a pasívnej RFID.
Spoločnosť Zebra sa preslávila systémom na sledovanie hráčov NFL na futbalovom poli. Teraz však jej odborníci zistili, že ešte menej náročné je sledovať autá počas výrobného procesu. V prvom riešení profesionálny futbalový hráč nosí dve značky RFID – jednu na každej strane ramenných podložiek – a ďalšia značka je v lopte. „Tieto značky posielajú signál sedemkrát za sekundu. Je to značka s najvyššou citlivosťou, ktorú používame, pričom presnosť zachytenia sledovanej osoby je do 15 cm,“ hovorí Jim Hilton, starší riaditeľ výrobnej a terénnej mobility v spoločnosti Zebra. „Predstavte si údaje, ktoré zrazu vidia majitelia a tréneri: ako rýchlo beháte, aký je pohyb v prvej štvrtine v porovnaní s druhou, treťou alebo štvrtou štvrtinou ihriska. A rozdiely naozaj nájdete. Každý kúsok toho sa náhle stal viditeľným.“ Je to presne tá istá technológia, ktorú Ford používa na sledovanie vozidiel, keď prichádzajú z výrobnej linky. „No v tomto prípade tie údaje nemusíme zbierať tak často a s takou presnosťou,“ hovorí J. Hilton.
Jeden výrobca leteckej techniky využíva program MotionWorks na sledovanie špecializovaných nástrojov, ktoré sa používajú na dokončenie tisícok manuálnych procesov potrebných na skonštruovanie lietadla. Zle umiestnené, nevhodné, nevrátené alebo ohrozené nástroje môžu spôsobiť oneskorenie v rámci celej linky a pri dodaní lietadla. Viditeľnosť nástroja a vybavenia v reálnom čase zlepšila využitie zariadení o 20 %, znížila pracovné oneskorenia spôsobené chýbajúcimi nástrojmi o 80 % a znížila počet nástrojov po skončení platnosti revízie o 30 %. Výrobca takisto znížil kapitálové výdavky, aby nahradil položky „aktuálne nenájdené“ o 50 %.
Aktívne vs. pasívne
„To, ktorá technológia bude pre vás potrebná a koľko na jej zaobstaranie a spojazdnenie budete potrebovať peňazí, bude sa líšiť podľa typu aplikácie, ktorú sa pokúšate vyriešiť – čo sa snažíte vidieť či dosiahnuť,“ vysvetľuje J. Hilton. „Značka RFID nemusí posielať signál viac ako raz za hodinu alebo raz za niekoľko hodín. To znamená, že životnosť batérie aktívnej značky sa uvádza na roky namiesto toho, aby sme ju museli monitorovať častejšie.“
Aktívne značky musia mať batérie, pretože vysielajú signály, ktoré možno zachytiť zo vzdialenosti od 30 m do vzdialenosti niekoľko kilometrov, v závislosti od sily vysielania značky a vzdialenosti úlohy, ktorú treba vyriešiť. „Vďaka aktívnej značke by paleta mohla označiť svoju aktuálnu pozíciu. Alebo zásobník umiestnený vo výrobe môže pri dosiahnutí určitej hmotnosti vyslať signál, čo naznačuje, že ho treba doplniť,“ vysvetľuje J. Hilton.
Hoci pasívne značky nevysielajú signály, sú užitočné pre iné aplikácie a majú výhodu, že nevyžadujú vlastný zdroj napájania. Namiesto toho čítacie zariadenie prečíta značku, keď sa dostane do jej tesnej blízkosti. Pasívna značka pripevnená k vozidlu na výrobnej linke môže napríklad indikovať nielen to, o aké konkrétne auto ide, ale aj to, akých päť vecí musí pracovník na tejto stanici vykonať na danom vozidle. Pasívne značky, v závislosti od spôsobu ich použitia, by sa cenovo mohli pohybovať v rozpätí 7 – 10 centov, takže by mohli byť dodávané s produktom a nikdy sa nevrátiť.
„Aktívna technológia Bluetooth je ideálna na pokročilejšiu komunikáciu, napr. v rámci aplikácií na monitorovanie systémov,“ hovorí D. Eichman. „Vo všeobecnosti sú tam vložené ďalšie snímače, takže to môže byť oveľa drahšie.“
„Posledných päť rokov sa cena vysielačov Bluetooth pohybuje na úrovni až 15 až 20 dolárov,“ hovorí J. Hilton. Vo všeobecnosti sú určené veci ako technické podnikové prostriedky a používajú sa na stanovenie vzdialenosti. „Ak prechádzate prevádzkou s mobilným počítačom a na každej konštrukcii sú vysielače Bluetooth, môžem vedieť, kde ste, pretože vysielač registruje, že váš mobilný počítač je v blízkosti,“ vysvetľuje J. Hilton. „Ide preto o riešenie s nízkymi nákladmi a nízkou úrovňou narušenia, pretože nemusíte nevyhnutne vybudovať infraštruktúru – stačí umiestniť majáky okolo toho, čo sa pokúšate sledovať. Vo výrobnom prostredí môže byť informácia o tom, ako blízko ste k linke, dôležitá,“ dodáva J. Hilton. „Možno nechcem, aby sa systém mohol rozbehnúť, pokiaľ nie je jasná prítomnosť osôb. To je naozaj lacný spôsob, ako takúto informáciu získať.“
Pomocou technológie Bluetooth však nemôžete zapisovať a prepisovať informácie, ako je to v prípade aktívnej a pasívnej RFID. Značka RFID môže ukladať informácie o tom, o aký druh technického prostriedku ide, ako dlho je v prevádzke, aký má typ záruky, ako často sa na ňom pracovalo a oveľa viac. „Každý z týchto údajov môže byť zapísaný na tejto značke, čo môže pomôcť pracovníkom, ktorí sa chystajú s daným zariadením robiť,“ hovorí J. Hilton. „Vysielače len ‚zdvíhajú‘ ruku a hovoria ‚som tu‘. Aktívne alebo pasívne značky nielen hovoria ‚sme tu‘, ale ‚máme aj všetky informácie, čo ste o týchto strojoch, objektoch, produktoch chceli kedy vedieť‘.“
Poznajte svoje prostredie
Vývojári systémov RFID a aplikácií majú teraz k dispozícii viac nástrojov na riešenie širšej škály výrobných požiadaviek. „No vzhľadom na tieto dodatočné nástroje potrebujú obzvlášť dobre pochopiť scenáre koncových používateľov vrátane konkrétneho pracovného prostredia, fyzického tvaru a materiálového zloženia označených položiek, prepraviek alebo paliet, o ktorých sa budú informácie čítať alebo zapisovať,“ poznamenáva N. Lauther.
Nie všetky prostredia sú vhodné pre technológie RFID. „Ak je niečo vystavené prostrediu, ktoré je veľmi žieravé alebo s vysokou teplotou, zabráni to použitiu značiek RFID,“ poznamenáva M. Sippel. „Takéto prostredie by značky poškodilo.“
Stále existujú spôsoby, ako pracovať s informáciami, ktoré môžu technológie RFID poskytnúť. M. Sippel poukazuje na príklad s výrobcom nástrojov, ktorý používa RFID len v určitom rozsahu. „Keď sa nástroj presunie na zakalenie alebo úpravu, zničilo by to značku. Takže potom sa informácie prenášajú do databázy a ukladajú sa, kým sa nástroj nevráti,“ hovorí. „Po návrate sa informácie obnovia späť do značky, aby pokračovali s touto vecou.“
„Extrémna teplota môže byť výzvou,“ hovorí D. Eichman, „ale tento problém nie je nemožné prekonať.
„Technický pokrok smerujúci k možnosti nasadenia značiek RFID v náročnom prostredí sa v skutočnosti nikdy nekončí,“ hovorí M. Sippel. „Najprv sme neboli schopní prejsť nad 85 °C. Dnes však dokážeme zvládnuť 200 °C alebo 400 °F. Horná hranica teploty sa veľmi rýchlo posunula.“ Žieravé prostredie nie je také škodlivé pre RFID, ako to bolo v minulosti. „Bolo zvykom, že výrobok vyzeral ako malá škatuľka, aby prežil. A mala veľmi obmedzený časový limit. Teraz môže byť čas vystavenia náročnému prostrediu značný – značka môže pracovať pol hodinu alebo viac a stále funguje. Možno to dosiahnuť vďaka pokroku v elektronike, odolnosti materiálov a vecí takéhoto charakteru.“
Veľa možností v náročných prostrediach sa dosahuje podľa špecifických potrieb zákazníka. Napríklad obal, resp. kryt bude prispôsobený tomu, čomu bude RFID vystavená. „Existujú tisíce rôznych žieravín,“ hovorí M. Sippel. „Najväčšie ťažkosti sa objavujú pri použití penetračných látok. Existujú značky, ktoré sú odolné proti deionizovanej vode, ale takýchto materiálov je len málo.“
„Takmer každé výrobné prostredie môže využívať technológiu RFID,“ hovorí D. Eichman. „Je to o rovnováhe medzi technológiou a procesom.“ Akceptácia všetkých týchto identifikačných technológií rastie, pretože používatelia zisťujú, ako ich efektívnejšie využívať. „Tak ako rastú naše vedomosti, rastú aj schopnosti produktov,“ dodáva na záver.
Koniec seriálu.
Zdroj: Hand, A.: Tracking Progress in Manufacturing. [online]. Publikované 6. 8. 2018. Dostupné na: https://www.automationworld.com/article/technologies/barcode-rfid/tracking-progress-manufacturing?ajs_uid=2137D2778701G1V&oly_enc_id=2137D2778701G1V&ajs_trait_oebid=6890E1361578B3P.
