Que sont les solutions de localisation ? | Zebra

Que sont les solutions de localisation ?

Entrepôts avec des colis

Présentation et historique

Le terme générique, solutions de localisation, fait référence aux technologies utilisées pour suivre l'emplacement d'une cible (un actif ou une personne) en temps réel ou quasi réel, généralement dans une zone délimitée. Les solutions de localisation sont en principe couplées à des systèmes de localisation, pour collecter les données puis les analyser en fonction du contexte et les transformer en informations décisionnelles. Ainsi, les entreprises peuvent prendre des décisions avisées à partir des données de localisation recueillies.

En tant que concept, les solutions de localisation existent depuis que les individus ont décidé de suivre des objets, des personnes et des marchandises et remontent aux tout premiers radars. Elles ont commencé à évoluer en 1998, avec la création du terme RTLS (Système de localisation en temps réel) lors du salon ID EXPO. Cette appellation permettait de décrire et de distinguer une technologie novatrice qui non seulement donnait la possibilité d'identifier automatiquement les étiquettes RFID, mais permettait aussi de visualiser l'emplacement sur un écran d'ordinateur. C'est lors de ce salon qu'ont été dévoilés les premiers prototypes de systèmes RTLS commerciaux à base de radio. Bien que cette fonction ait été utilisée au préalable par les organismes militaires et gouvernementaux, la technologie s'était révélée trop chère à des fins commerciales. Au début des années 1990, les premiers systèmes RTLS commerciaux ont été installés aux États-Unis et reposaient sur des transpondeurs (étiquettes). Depuis lors, la localisation des équipements a fait d'énormes progrès et des améliorations ont également été apportées aux données et aux logiciels de localisation. Les chefs de file de l'industrie développent actuellement des analyses prédictives et appliquent des algorithmes de flux de travail pour aider les entreprises à optimiser davantage leurs performances.

Internet des objets (IoT)

L'internet des objets (IoT) est un réseau d'équipements physiques truffés de capteurs et d'options de connexion, qui permet aux objets de se connecter et d'échanger des données sans intervention humaine directe. Les applications de domotique sur smartphones capables de contrôler des thermostats en sont un exemple courant d'utilisation. Le suivi des emplacements à l'aide de capteurs est devenu une qualité essentielle de la plupart des équipements IoT. Les données de localisation permettent de gérer les actifs de nombreuses organisations. Il suffit de se connecter à une plateforme IoT centrale pour améliorer la visibilité, faciliter la gestion et prendre des décisions avisées. Du fait de l'IoT et d'interconnexions de plus en plus fréquentes, l'ajout de systèmes RTLS donne aux données une dimension qu'elles n'avaient jamais eue jusque-là.

Concepts de base

Les utilisateurs comprendront qu'il n'existe pas de « configuration miracle » pour les solutions de localisation. Certains souhaiteront suivre en temps réel et au centimètre près un actif dans un grand entrepôt par exemple, alors que d'autres se contenteront de savoir plus globalement dans quelle allée se trouve un produit dans une grande surface. La localisation en temps réel peut être capitale selon la valeur de l'actif ou le stade physique du processus auquel se trouve un objet. Certaines applications demandent simplement à l'utilisateur d'identifier le dernier point de contrôle que l'objet a franchi. Dans bien des cas, plusieurs technologies interviennent pour atteindre les objectifs du processus ou du flux de travail.

Différentes technologies permettent de déterminer automatiquement un emplacement. Le type choisi dépend généralement de deux facteurs principaux :

  • Précision de la localisation : Certaines technologies peuvent suivre les articles jusqu'à un portail ou une zone, ce qui suffit lorsque vous n'avez qu'un simple contexte à tracer, comme l'arrivée ou le départ d'une palette dans un entrepôt. D'autres technologies peuvent suivre l'emplacement d'un article avec une grande précision, au mètre près, voire moins, lorsque la situation oblige à connaître une localisation précise.
  • Fréquence des mises à jour : Toutes les solutions ne demandent pas des informations en temps réel. Par exemple, si une palette a été scannée lors du passage d'une porte et qu'elle reste sur un rack de l'entrepôt, il est inutile de mettre continuellement à jour sa localisation. En revanche, d'autres solutions ont besoin de mises à jour toutes les heures, voire en temps quasi réel ou réel (toutes les minutes, toutes les secondes ou moins). C'est le cas notamment lorsqu'on suit l'emplacement d'un véhicule qui se déplace sur l'ensemble du site.

Mesures à prendre en compte pour la localisation

  1.    Portée : quelle est la portée des articles que vous suivez (dans le monde, sur un site, dans une pièce) ?
  2.    Précision : risque d'interférence, contraintes de temps, d'angle ou de signal
  3.    Finesse : avec quel degré de précision devez-vous localiser un article (7 m ou 25 cm) ?
  4.    Détermination : à quelle fréquence souhaitez-vous une mise à jour de la localisation ? (toutes les secondes, toutes les 5 minutes ou chaque fois qu'une personne vérifie)
  5.    Infrastructure : existante (Wi-Fi), externe (cellulaire/satellite), simple ou complexe
  6.    Déploiement : câblage traditionnel, récepteurs et antennes ou étiquettes et logiciel
  7.    Autonomie de la batterie : recharge quotidienne, remplacement annuelle des batteries, remplacement des étiquettes tous les 5 à 10 ans
  8.    Interopérabilité : au niveau des étiquettes, du lecteur/récepteur, du moteur de localisation
  9.    Coût : coût des étiquettes, de l'infrastructure du déploiement et de la maintenance

Méthodes de localisation

La technologie génère les données de localisation de différentes façons :

  • Calcul : triangulation basée sur l'écart de temps de la réception, l'angle de la réception et la force du signal. Ce calcul est généralement obtenu par la zone environnante où les objets doivent se trouver au sein de l'infrastructure.
  • Présence : utilisation de portails et de balises pour tracer les entrées et les sorties, localisation à partir de la balise la plus proche ou extrapolation entre deux balises.
  • Collaboration : utilisation de renifleurs itinérants, comme un équipement porté par les employés, pour faciliter la localisation d'un actif ciblé.

Technologies de localisation

RFID. Identification par radiofréquence. Il s'agit d'une technologie d'identification automatique selon laquelle un lecteur, par le biais d'ondes radio, capture les données numériques encodées sur une étiquette RFID ou une "étiquette à puce". Pour résumer, la RFID s'apparente à la technologie des codes à barres, mais il est fait appel aux ondes radio pour lire les données des étiquettes plutôt qu'à la lecture optique dans le cas des codes à barres. Avec la RFID, la lecture des données stockées peut se faire sans que l'étiquette ou la balise soit visible. C'est en cela que se distingue essentiellement un système RFID. Contrairement à un code à barres qui est statique et ne peut être modifié, la RFID est dynamique et permet de mettre les données à jour sur le circuit.

En connectant le lecteur RFID à Internet, il est possible d'identifier et de suivre automatiquement les articles portant des balises ou des étiquettes RFID.

RFID passive. Ne dispose d'aucune source d'alimentation et utilise une antenne et un circuit intégré. Le lecteur émet des ondes radio qui alimentent le circuit intégré dès que celui se trouve à portée du lecteur. Ces balises se contentent généralement de fournir des informations d'identification basiques, mais peuvent être minuscules, très durables (plus de 20 ans) et économiques.

RFID active. Les balises doivent disposer de leur propre alimentation électrique (généralement une batterie) et d'un émetteur pour diffuser un signal au lecteur RFID. Elles peuvent stocker davantage de données, ont une plus grande portée de lecture et constituent un excellent choix pour les solutions à haute précision exigeant une traçabilité en temps réel. Elles sont plus grosses en raison de la présence de la batterie et souvent plus chères. Les récepteurs détectent les émissions unidirectionnelles des balises actives.

  • Technologie ultralarge bande (UWB). Ces balises déterminent très précisément un emplacement ) à portée moyenne. Le nombre élevé de périodes de transmission permet la localisation exacte en temps réel. Elles peuvent fournir une identification de base, une position et d'autres données de capteurs. Les récepteurs détectent les transmissions unidirectionnelles des balises, les horodatent et les transmettent à une plateforme. Plateforme qui assure l'alimentation électrique, la synchronisation et la connexion longue portée avec le réseau câblé pour les récepteurs. Parmi les exemples d'utilisation, citons le contrôle des outils (veiller à ce que le bon outil soit utilisé dans la bonne position au cours de l'opération), le suivi du mouvement et de l'orientation des personnes pour des raisons de sûreté et de sécurité, lorsqu'un haut niveau de précision est requis pour la localisation.
  • Bluetooth Low Energy. Construites sur le standard Bluetooth universel, ces balises et étiquettes abordables conviennent bien aux applications à faible consommation. Elles sont lisibles à partir de tout équipement ou smartphone Bluetooth. Les balises transmettent les données recueillies aux équipements mobiles ou passerelles dédiées, puis les acheminent par le biais d'un réseau Wi-Fi ou cellulaire vers une plateforme (intermédiaire) qui les convertit en données de localisation. Parmi les exemples, citons les situations où il faut installer un système sans interrompre les processus métier (secteur de la santé, par exemple) et où vous passez par les équipements existants des personnes (téléphones mobiles, terminaux portables) pour déterminer collectivement l'emplacement de vos actifs. Les balises BLE permettent également d'installer facilement et à moindre coût des points de paiement qu'une application de fidélité d'une enseigne, présente sur smartphones, peut utiliser pour stimuler l'engagement client.
  • Wi-Fi. C'est par le biais des smartphones que les solutions de localisation sont le plus souvent utilisées avec le Wi-Fi. Si vous avez un smartphone et que vous entrez dans un bâtiment, le réseau Wi-Fi de cet immeuble peut servir à vous tracer. Les systèmes d'exploitation pour mobiles disposent de fonctionnalités permettant de limiter cette intrusion et de protéger votre vie privée, mais lorsque vous donnez votre consentement (clients, par exemple) ou utilisez les équipements de l'entreprise (employés, par exemple), la détection des emplacements par Wi-Fi est une solution simple et économique. Dans la mesure où les entreprises bénéficient déjà du Wi-Fi, elles peuvent tirer parti du réseau existant pour déterminer les emplacements. Certains équipements devront peut-être être ajoutés ou réagencés pour plus d'efficacité, et la précision est faible. Dans bien des cas, cette solution ne donne pas les résultats escomptés. Elle suffit néanmoins pour suivre les visiteurs ou les employés lorsque est requise une précision à un seul niveau.
  • ISO 24730. Protocole sans fil normalisé à 2,4 GHz qui coexiste avec la norme Wi-Fi/802.11. Il donne généralement de meilleurs résultats que le Wi-Fi dans les environnements industriels où se trouvent des matériaux métalliques, des équipements et d'autres obstacles qui bloquent ou réfléchissent les signaux, provoquant des interférences physiques, et qui constituent un environnement RF délicat. La communication peut s'établir jusqu'à 1 km de distance dans un espace ouvert. Cette méthode convient mieux au suivi des actifs qu'à d'autres ressources, comme les personnes et les approvisionnements, et fonctionne bien avec une fréquence de mise à jour plutôt faible et une traçabilité des actifs se comptant en minutes plutôt qu'en secondes. Cette technologie est idéale pour les cours de remorques ou les installations en extérieur où la précision se limite aux places de stationnement.

GPS (Global Positioning System). Le système de géolocalisation repose sur une constellation de satellites synchronisés dans le temps, chacun émettant un signal vers la Terre. Un récepteur ou une balise GPS reçoit des signaux de plusieurs satellites, puis comparent les écarts de temps à l'arrivée pour déterminer son emplacement.. Cette méthode convient bien aux environnements en extérieur, avec une vue dégagée du ciel. Elle est bien adaptée pour la traçabilité hors site, les grands espaces comme les aéroports et les endroits où il est difficile d'installer une infrastructure. Ces sites imposants profitent des propriétés d'auto-localisation des équipements GPS pour n'installer qu'une infrastructure minime tout en bénéficiant de bonnes performances.

Systèmes de localisation. Suite logicielle professionnelle qui fournit les outils nécessaires pour concevoir, configurer, exploiter et dépanner des solutions RTLS. Ce système sert de référentiel central pour toutes les données de localisation et de communication en temps réel capturées par l'infrastructure de traçabilité RTLS. Les logiciels professionnels peuvent prendre en charge des milliers de sites et d'utilisateurs, avec des centaines de milliers de ressources suivies. Ils ont aussi la possibilité de localiser des équipements portables. Ils fournissent les données aux autres applications, partenaires ou clients de l'entreprise et s'accompagnent d'une console et d'une interface utilisateur pour présenter des rapports, des événements, des alertes et des actions pour chaque ressource de l'entreprise, et gérer le système proprement dit. Ces logiciels fonctionnent indépendamment de la source des données, ils appliquent des algorithmes de lissage efficaces et se connectent à plusieurs applications. Les utilisateurs peuvent ainsi regrouper plusieurs applications spécifiques dans une seule base de données centrale.

Comparaisons avec d'autres technologies :

RFID passive

Étiquettes bon marché

  • Portée de 1 à 8 m
  • Précision moyenne
  • Déploiement difficile
  • Durée de vie de la batterie (s/o)
  • Coût moyen
Bande ultralarge

Haute précision

  • Portée de 200 m
  • Précision accrue
  • Déploiement difficile
  • Batterie longue durée
  • Coût élevé
Bluetooth basse consommation

Facilité de déploiement

  • Portée de 10 m
  • Faible précision
  • Déploiement facile
  • Bonne durée de vie de la batterie
  • Coût faible
Wi-Fi

Présent partout

  • Portée de 30 m
  • Faible précision
  • Facilité de déploiement moyenne
  • Faible autonomie de la batterie
  • Coût moyen
ISO 24730

Portée et environnements RF difficiles

  • Portée de 400 m
  • Précision moyenne
  • Facilité de déploiement moyenne
  • Batterie longue durée
  • Coût moyen
GPS

Précision en extérieur

  • Portée internationale
  • Faible précision
  • Déploiement facile
  • Faible autonomie de la batterie
  • Coût élevé

Applications des solutions de localisation

Les applications des solutions de localisation servent d'interface avec les données de localisation et vous permettent de les exploiter dans votre entreprise. Elles correspondent généralement aux différentes façons d'utiliser les données, à savoir :

Applications intersectorielles :

Gestion des actifs – Suivi, gestion et utilisation de tous les éléments tangibles que détient une entreprise ou un individu à des fins professionnelles.

Gestion de la chaîne d'approvisionnement – Gestion des activités et des processus interconnectés relatifs à la fabrication, à la distribution et à la vente de produits et de services. Comprend la gestion des stocks et d'entrepôts.

Détection et surveillance – Intégration des capteurs (enregistreurs de données, par exemple) qui sont utilisés pour surveiller l'environnement physique d'un objet. Les capteurs les plus courants concernent la température et l'humidité.

Maintenance Repair and Overhaul (MRO) – Sous cette appellation sont regroupées toutes les activités techniques et administratives menées pour garantir qu'un objet (outils, équipements, véhicules) remplit bien ses fonctions.

Conformité – Action ou processus suivis pour respecter une demande ou une réglementation imposée par un gouvernement, une industrie ou un client.

Sûreté/sécurité – Gestion, mise en place et conformité des mesures de sûreté et de sécurité nécessaires pour une entreprise, ses employés, ses actifs, ses produits et ses processus. Les applications les plus courantes étant la sécurité des employés, la définition des points de rassemblement et des plans d'évacuation en cas d'urgence.

Optimisation des flux de travail – Processus consistant à optimiser l'efficacité du flux de travail d'une entreprise. Exemple : une usine de construction automobile. Le but est de réduire le nombre d'étapes pour passer du point A au point B au cours de la fabrication, ou de veiller à ce qu'un employé se rende au point B, qu'il dispose des éléments XYZ pour s'acquitter correctement de sa tâche.

Marchés verticaux et applications :

Industrie – Gestion des actifs, MRO (Maintenance and Repair), réapprovisionnement, sûreté/sécurité, gestion de la chaîne d'approvisionnement, gestion des produits en cours de fabrication.

Logistique – Transbordements, gestion des stocks/entrepôts, sûreté/sécurité, gestion de la chaîne d'approvisionnement, gestion de la cour.

Transports – Utilisation des actifs, suivi et traçabilité automatiques, chargement, planification de l'entretien, conditionnement, traçabilité des véhicules de sécurité (mineur non accompagné).

Commerce et distribution – Suivi des actifs, stocks, gestion de la chaîne d'approvisionnement, gestion d'entrepôts.

Santé – Suivi des actifs, conformité, flux des soins aux patients, sécurité, optimisation des flux de travail.

Points à prendre en compte pour la mise en œuvre de solutions de localisation

Lorsque les entreprises envisagent des solutions de localisation pour leurs applications, elles doivent aussi tenir compte de facteurs pas nécessairement évidents. Le suivi des personnes ne va pas, par exemple, sans le respect de la vie privée des individus suivis. Vous devez aussi penser aux coûts inhérents à l'installation de ces systèmes et vous interroger sur le bien-fondé de ce choix pour votre entreprise. Il peut également y avoir des réglementations régionales et fédérales et des restrictions syndicales à respecter en ce qui concerne le suivi des personnes et de certaines marchandises.

Une solution de localisation complète se compose de nombreux éléments, du matériel nécessaire au suivi aux logiciels, aux services et à l'expertise requise pour créer et mettre en œuvre la solution adaptée à vos besoins et en accélérer le retour sur investissement. Certains fournisseurs se spécialisent dans un domaine ou s'intéressent à un matériel ou à une technologie spécifique, plutôt que de proposer une solution complète qui s'intègre à vos applications existantes. En vous associant à des sociétés capables d'offrir des solutions de bout en bout et d'exploiter plusieurs technologiques, vous êtes sûr que votre solution sera en mesure d'évoluer au rythme de vos besoins.

Avantages des solutions de localisation

L'emplacement des choses vous renseignent sur le contexte commercial si important. Les entreprises dépensent un temps, des efforts et une énergie considérables à suivre les ressources. En automatisant ce processus, elles libèrent de la capacité pour se consacrer à leur cœur de métier. En disposant d'un système qui suit automatiquement les ressources à votre place et vous renseigne sur l'état de l'activité, vous pouvez vous consacrer à la prise de décision et aux optimisations. Si vous ne perdez plus de temps à collecter les données, vous pouvez passer plus de temps à réduire les dépenses d'investissement, à accroître le chiffre d'affaires et à améliorer les flux de travail.

Spécialiste de l'innovation depuis près de 20 ans dans les technologies connectées de pointe, Zebra est l'expert qu'il vous faut si vous cherchez des solutions de localisation capables d'influer sur vos processus métier. Zebra met son expertise à votre disposition pour créer des solutions de bout en bout, de la conception et la mise en œuvre des logiciels et du matériel aux services professionnels garantissant la maintenance de ces solutions dans votre entreprise. Zebra compte parmi ses clients un grand nombre de sociétés Fortune 500 du monde entier qui comptent sur les systèmes de localisation en temps réel et les solutions de visibilité du groupe pour acquérir un avantage concurrentiel. Découvrez les avantages que peut vous apporter Zebra.

Glossaire

 

AIT : Auto Identification Technology -Technologie d'auto-identification

Antenne : Permet d'amplifier un signal de façon à faciliter sa détection par le récepteur

API : Application Programming Interface - Interface de programmation

BLE : Bluetooth Low Energy - Bluetooth faible consommation

BOM : Bill of Material - Nomenclature

EAI : Enterprise Asset Intelligence

IOT : Internet of Things - Internet des objets

ISO : International Organization for Standardization - Organisation internationale de normalisation

pRFID : RFID passive

RF : Radiofréquence

RFID : Radio Frequency Identification - Identification par radiofréquence

RTLS : Real Time Locating System - Système de localisation en temps réel

Capteur : Détecte un signal et le transforme en données (récepteur ISO ou UWB actif)

SLA : Service Level Agreement - Accord de niveau de service

SOW : Statement of Work - Énoncé des travaux

SRD : Solution Requirement Document - Document de référence de la solution

UAT : User Acceptance Testing - Test de validation des utilisateurs

UWB : Ultra-Wide Band - Bande ultralarge

WIP : Work in Process - Produits en cours de fabrication