UWB-確保生產(chǎn)質(zhì)量的室內(nèi)跟蹤系統(tǒng)

Indoor Tracking System for Ensuring Production Quality

n  背景-30 多年積累的涂料專業(yè)知識(shí)

NovoPlan GmbH 是一家總部位于德國(guó)的公司，專注于表面技術(shù)。NovoPlan 擁有 30 年與歐洲、亞洲和南美客戶合作的經(jīng)驗(yàn)，成為塑料加工商、機(jī)器、工具和模具制造商的涂料專家。該公司還開(kāi)發(fā)了自己的涂層技術(shù) PlanoTek?，為所有行業(yè)的塑料加工領(lǐng)域的公司提供幫助，主要是汽車、包裝、醫(yī)療技術(shù)和文具垂直行業(yè)。

n  目標(biāo)-實(shí)時(shí)定位數(shù)據(jù)保障生產(chǎn)質(zhì)量

加強(qiáng)質(zhì)量管理和數(shù)字化生產(chǎn)流程是使用實(shí)時(shí)本地化系統(tǒng)加速工廠創(chuàng)新的兩個(gè)主要驅(qū)動(dòng)力。

NovoPlan 希望將整個(gè)生產(chǎn)流程數(shù)字化，從準(zhǔn)備區(qū)域開(kāi)始到生產(chǎn)區(qū)域，然后再次完成準(zhǔn)備區(qū)域中的活動(dòng)/步驟。為了加強(qiáng)質(zhì)量管理控制，位置數(shù)據(jù)提供了關(guān)于每個(gè)產(chǎn)品是否以正確的方式完成生產(chǎn)過(guò)程以及是否花費(fèi)了每個(gè)步驟所需的涂層時(shí)間的準(zhǔn)確信息，從而確保了質(zhì)量的一致性。

該系統(tǒng)需要滿足以下要求：

l  獲得實(shí)時(shí)流程可見(jiàn)性以驗(yàn)證和記錄當(dāng)前流程

l  由于工藝步驟的幾何形狀以及手動(dòng)和機(jī)器支持步驟的組合，提供準(zhǔn)確的 3D 定位數(shù)據(jù)

l  測(cè)量進(jìn)程的時(shí)間

l  將所有職位和時(shí)間發(fā)送至內(nèi)部開(kāi)發(fā)的 ERP 系統(tǒng)

l  提供選定時(shí)間段內(nèi)運(yùn)動(dòng)和工作量的直觀摘要

n  挑戰(zhàn)-惡劣環(huán)境下精度達(dá) 30 厘米

實(shí)現(xiàn)安裝的一個(gè)非?？量痰囊笫敲總€(gè)樣本的定位精度要求小于 30 厘米。這也是將機(jī)器放置在生產(chǎn)區(qū)域的結(jié)果，那里的空間和生產(chǎn)流程都得到了高度優(yōu)化。

該場(chǎng)景包含混凝土和金屬墻的組合。再加上生產(chǎn)機(jī)器的大量金屬反射器以及由于不同的化學(xué)過(guò)程而產(chǎn)生的腐蝕性氣氛，它創(chuàng)造了一個(gè)非?？量痰沫h(huán)境。

天花板下移動(dòng)的起重機(jī)給該項(xiàng)目帶來(lái)了進(jìn)一步的挑戰(zhàn)。一方面，需要確保進(jìn)一步的全運(yùn)動(dòng)能力，以免妨礙生產(chǎn)過(guò)程，另一方面，這也可能成為影響系統(tǒng)可靠性的障礙。該起重機(jī)還減少了錨安裝的自由走廊以及由此產(chǎn)生的錨內(nèi)同步通信。

必須定位的物體連接到運(yùn)輸框架上，并通過(guò)手動(dòng)和起重機(jī)移動(dòng)。框架的最終運(yùn)動(dòng)完全不同，提高了分析要求。

n  解決方案-兩種定位方法合并為一個(gè)安裝

總定位面積共700 m 2，分為準(zhǔn)備區(qū)和生產(chǎn)區(qū)。這兩個(gè)領(lǐng)域不同的定位要求導(dǎo)致了不同的做法。由于僅需要 2D 定位，因此準(zhǔn)備區(qū)域配備了 Anchor，生產(chǎn)區(qū)域覆蓋有帶有定向天線和氣壓計(jì)的錨，以實(shí)現(xiàn)3D 定位。為了獲得最 佳的高度信息，在標(biāo)簽進(jìn)入生產(chǎn)區(qū)域的新周期之前進(jìn)行校準(zhǔn)。刷新率設(shè)置為100毫秒，以確保精 確計(jì)時(shí)，同時(shí)滿足所需的電池壽命。

憑借詳細(xì)的規(guī)劃和獲得專利的定向錨技術(shù)，Qualigon 在金屬起重機(jī)與附著物體一起移動(dòng)或標(biāo)簽可見(jiàn)度降低的情況下也能夠確保高精度。作為 RTLS 安裝一部分的廣泛測(cè)試階段表明，50% 的情況下水平和垂直平面偏差小于 10 厘米。

安裝錨點(diǎn)和設(shè)置網(wǎng)絡(luò)后，QUALIGON 專家花了不到一周的時(shí)間開(kāi)始優(yōu)化系統(tǒng)以及廣泛的驗(yàn)證階段。

通過(guò)使用開(kāi)放的 Sewio API，可以輕松、順利地訪問(wèn) RTLS 數(shù)據(jù)并將其傳輸?shù)絻?nèi)部 ERP 系統(tǒng)，并且是作為 NovoPlan 和 QUALIGON 的聯(lián)合項(xiàng)目進(jìn)行的。

n  結(jié)果-用于改進(jìn)質(zhì)量管理的數(shù)字孿生

RTLS 不僅滿足定義的要求，而且還通過(guò)引入以下列出的更多優(yōu)勢(shì)超越了這些要求。生產(chǎn)和管理團(tuán)隊(duì)現(xiàn)在可以獲得流程的完整實(shí)時(shí)視圖。對(duì)象流是可見(jiàn)的，并且可以比以前更快、更容易地識(shí)別瓶頸。這提供了創(chuàng)建工廠數(shù)字孿生并基于真實(shí)數(shù)據(jù)執(zhí)行模擬和預(yù)測(cè)的可能性。

另一個(gè)主要好處是質(zhì)量管理水平的高度提高以及對(duì)每種加工產(chǎn)品進(jìn)行記錄的可能性。這通過(guò)向客戶提供新獲得的信息來(lái)增進(jìn)客戶關(guān)系，并且也供優(yōu)化和質(zhì)量部門(mén)內(nèi)部使用。

生產(chǎn)過(guò)程的數(shù)字化轉(zhuǎn)型讓人感覺(jué)現(xiàn)在的生產(chǎn)狀態(tài)是基于長(zhǎng)期的專業(yè)知識(shí)進(jìn)行的。反過(guò)來(lái)，這現(xiàn)在也可以表示為可量化的關(guān)鍵績(jī)效指標(biāo)。

使用 Sewio 的 RTLS，NovoPlan 能夠增強(qiáng)和數(shù)字化其流程并引入智能生產(chǎn)。所有這一切都是通過(guò)維持對(duì)機(jī)器的投資和保持完善的流程來(lái)實(shí)現(xiàn)的。再加上從舊方法到新的 RTLS 驅(qū)動(dòng)的數(shù)字化的平穩(wěn)過(guò)渡，與“全新”方法相比，這可以節(jié)省大量成本。

隨著已安裝的 RTLS 就位，可以非常輕松地應(yīng)用新用例，而無(wú)需額外成本，例如，通過(guò)使用地理圍欄或在 ERP 系統(tǒng)中引入物料流和處理來(lái)提高員工安全。除此之外，NovoPlan 還計(jì)劃在更多生產(chǎn)區(qū)域安裝 RTLS，這同樣不需要對(duì)當(dāng)前系統(tǒng)進(jìn)行任何重新配置，只需要額外的錨點(diǎn)即可覆蓋更多區(qū)域。