Che cosa sono le soluzioni di localizzazione?

Pacchi all'interno di un magazzino

Panoramica e cenni storici

“Soluzioni di localizzazione” è un'espressione generica per indicare le tecnologie utilizzate per rilevare la posizione di un obiettivo (un bene o una persona) in tempo reale o quasi in tempo reale, di solito all'interno di un'area delimitata. Queste tecnologie vengono abbinate a sistemi di localizzazione per raccogliere dati e fornire le informazioni e il contesto operativo che consentono alle aziende di operare scelte più intelligenti in base ai dati sulla posizione raccolti.

Il concetto di soluzione di localizzazione esiste sin da quando si è avvertita l'esigenza di monitorare la posizione di oggetti, beni e persone, e risale addirittura agli albori della tecnologia radar. Le soluzioni di localizzazione iniziano a evolversi nel 1998, quando all'esposizione ID EXPO viene coniato il termine RTLS (Real-Time Location System o sistema di localizzazione in tempo reale). Il termine viene coniato per descrivere e distinguere una tecnologia emergente che consente non solo l'identificazione automatica dei tag RFID attivi, ma anche la visualizzazione della posizione sullo schermo di un computer. A questa esposizione vengono presentati i primi esempi di sistema RTLS a onde radio di tipo commerciale. Sebbene questa funzione avesse già trovato impiego in precedenza in ambito militare e governativo, la tecnologia era ancora troppo costosa per applicazioni in ambito commerciale. All'inizio degli anni '90 vengono installati i primi sistemi RTLS commerciali negli Stati Uniti, basati su tag trasmittenti. Da allora sono stati compiuti progressi sia nell'hardware di localizzazione, sia nei dati e nel software di localizzazione. I leader del settore stanno attualmente sviluppando sistemi di analisi predittiva e applicando algoritmi di flusso di lavoro per contribuire a migliorare ulteriormente le prestazioni delle aziende.

Internet delle cose (IoT)

L'Internet delle cose (IoT) è una rete di dispositivi fisici in cui sono integrati sensori e connettività che consentono la connessione e lo scambio di dati fra oggetti senza intervento diretto dell'uomo. Uno scenario d'uso comune è quello delle app per smartphone in grado di controllare i termostati domestici. La capacità di rilevare facilmente una posizione mediante sensori è diventata un dato essenziale di molti dispositivi IoT. I dati sulla posizione possono servire per gestire le risorse in tutte le organizzazioni desiderate, collegandole a una piattaforma IoT centralizzata. Questo offre visibilità e gestibilità senza precedenti e consente processi decisionali più intelligenti. Nel contesto dell'IoT e della crescente interconnessione, l'aggiunta dei sistemi RTLS crea una nuova dimensione di dati che in passato non era disponibile.

Concetti di base

Gli utenti finali scopriranno che non esiste una configurazione “uguale per tutti” per le soluzioni di localizzazione. Ad esempio, per alcuni può essere necessaria una localizzazione in tempo reale estremamente precisa di un bene nell'area enorme di un magazzino, mentre per altri può essere sufficiente conoscere la posizione generale di un bene, ad esempio il reparto in cui si trova un prodotto in un megastore. La localizzazione in tempo reale può essere più o meno importante a seconda del valore del bene, o dello stadio fisico di un processo in cui si trova un oggetto. Alcune applicazioni richiedono semplicemente che l'utente conosca l'ultimo punto di controllo per cui è transitato un oggetto. In molti casi sono necessarie più tecnologie per realizzare gli obiettivi di un processo o di un flusso di lavoro.

Per determinare automaticamente la posizione sono disponibili svariate tecnologie. Il tipo di tecnologia scelta dipende in genere da due fattori principali:

  • Precisione di localizzazione: alcune tecnologie possono localizzare gli oggetti al livello di dettaglio di un portale o di una zona. Questo è utile per gli oggetti per cui occorre rilevare un contesto semplice, ad esempio l'arrivo o la partenza di un pallet da un magazzino. Altre tecnologie sono in grado di rilevare la posizione di un oggetto con maggiore precisione, fino a un raggio di un metro o anche meno e sono quindi utili nei casi in cui occorre conoscere una posizione precisa.
  • Frequenze di aggiornamento: non tutte le soluzioni richiedono dati in tempo reale. Ad esempio, se un pallet è stato rilevato al passaggio da un ingresso e si trova sullo scaffale di un magazzino, non è necessario continuare ad aggiornarne la posizione. Altre soluzioni invece possono fornire aggiornamenti sulla posizione ogni ora, oppure più in tempo reale, ad esempio ogni pochi minuti, secondi o meno, come le soluzioni che richiedono aggiornamenti costanti della posizione di un veicolo che si sposta all'interno di uno stabilimento.

Dimensioni di localizzazione di cui tenere conto

  1.    Portata: con quale portata occorre localizzare gli oggetti? In tutto il mondo, in un impianto o in una stanza?
  2.    Esattezza: a seconda delle interferenze, del tempo/angolo/segnale
  3.    Precisione: con quale precisione occorre localizzare un oggetto (7 m o 25 cm?)
  4.    Determinatezza: con quale frequenza deve essere aggiornata la posizione? (ogni secondo, ogni 5 minuti o ogni volta che qualcuno controlla)
  5.    Infrastruttura: esistente (Wi-Fi), esterna (rete cellulare/satellitare), semplice o complessa
  6.    Implementazione: tradizionale via cavo, con ricevitori e antenne, oppure con tag e un'applicazione
  7.    Durata della batteria: ricarica quotidiana, sostituzione annuale delle batterie, sostituzione dei tag ogni 5-10 anni
  8.    Interoperabilità: a livello di tag, lettore/ricevitore, motore di localizzazione
  9.    Costo: costo dei tag, dell'infrastruttura, dell'implementazione e manutenzione

Metodologie di localizzazione –

La tecnologia può generare le informazioni sulla posizione in vari modi:

  • Calcolo: mediante trilaterazione basata sulla differenza nel tempo di arrivo (TDOA), nell'angolo di arrivo, nelle potenze dei segnali. In genere viene attuata posizionando l'infrastruttura intorno all'area in cui gli oggetti devono essere localizzati.
  • Presenza: mediante portali e beacon per rilevare l'entrata e l'uscita, localizzazione in base al beacon più vicino o estrapolazione fra due beacon.
  • Crowdsourcing: mediante sniffer che rilevano i movimenti, ad esempio dispositivi indossati dal personale per facilitare la localizzazione di un oggetto dotato di tag.

Tecnologie di localizzazione

RFID – RFID sta per Radio Frequency Identification, ovvero identificazione in radiofrequenza. È una tecnologia di identificazione automatica in cui i dati digitali codificati in un tag RFID o "etichetta intelligente" vengono acquisiti da un lettore mediante onde radio. Semplificando, si tratta di un sistema analogo a quello dei codici a barre, con la differenza che per acquisire i dati si serve di onde radio anziché della scansione ottica dei codici presenti sull'etichetta. L'RFID non richiede che il tag o l'etichetta sia visibile per leggere i dati che contiene: questa è una delle principali caratteristiche di un sistema RFID. L'RFID è dinamico, ovvero è possibile aggiornare i dati memorizzati nei circuiti, a differenza dei codici a barre che sono statici e non modificabili.

Collegando il lettore RFID a Internet è possibile identificare e localizzare automaticamente gli articoli dotati di tag o di etichette RFID.

RFID passivo – È privo di alimentazione e utilizza un'antenna e un circuito integrato. Il lettore emette onde radio che alimentano il circuito integrato quando questo si trova nell'area del lettore. Questi tag solitamente si limitano a fornire informazioni identificative di base, ma possono essere molto piccoli, durare molto a lungo (oltre 20 anni) e avere un costo contenuto.

RFID attivo – Richiede che i tag abbiano una fonte di alimentazione autonoma (in genere una batteria) e un trasmettitore per trasmettere un segnale al lettore RFID. Sono in grado di memorizzare una maggiore quantità di dati, hanno un raggio di lettura più ampio e sono un'ottima scelta per le soluzioni a elevata precisione che richiedono la localizzazione in tempo reale. Per via della batteria sono più grandi, e generalmente più costosi. I ricevitori rilevano le trasmissioni unilaterali dai tag attivi.

  • Tecnologia Ultra Wideband (UWB) – Questi tag possono garantire una notevole precisione di localizzazione a medio raggio, con una frequenza elevata di trasmissione per rilevare la posizione esatta in tempo reale. Possono consentire l'identificazione di base, oltre al rilevamento della posizione e di altri dati del sensore. I ricevitori rilevano le trasmissioni unilaterali dei tag, vi inseriscono l'indicazione oraria e le inoltrano a un hub. Questo provvede all'alimentazione, alla sincronizzazione e alla connessione di rete cablata ad ampio raggio per i ricevitori. Tra i possibili scenari d'uso, il controllo degli utensili (per garantire che venga usato l'utensile giusto nel punto giusto di un'operazione) e il rilevamento del movimento e dell'orientamento delle persone ai fini della sicurezza, in cui è richiesta una notevole precisione di localizzazione.
  • Bluetooth Low Energy – Realizzati a partire dallo standard Bluetooth universale, questi beacon e questi tag dal costo contenuto sono adatti per applicazioni a basso consumo e sono leggibili da dispositivi o smartphone dotati di tecnologia Bluetooth. I beacon trasmettono i dati a dispositivi mobili o ad appositi gateway, e li inoltrano tramite Wi-Fi o rete cellulare a una piattaforma (middleware) che li trasforma in dati sulla posizione. Tra le possibili applicazioni, le situazioni in cui occorre installare un sistema senza interrompere i processi aziendali (ad esempio in ambito sanitario), o quelle in cui si usano apparecchiature esistenti (cellulari, mobile computer) per rilevare in crowdsourcing la posizione degli oggetti. Un altro scenario in cui si usano i beacon Bluetooth Low Energy è per predisporre facilmente postazioni di pagamento a basso costo utilizzabili per facilitare il coinvolgimento nell'app di un retailer installata sullo smartphone del cliente.
  • Wi-Fi – Uno degli usi più comuni delle soluzioni di localizzazione con Wi-Fi è tramite smartphone. È possibile infatti utilizzare la rete Wi-Fi di un edificio per localizzare una persona dotata di smartphone al suo interno. I sistemi operativi mobili dispongono di funzioni per limitare questo effetto e tutelare la privacy degli utenti, ma nei casi in cui si accetti esplicitamente (ad es. i consumatori) o si usino dispositivi aziendali (ad es. i dipendenti), il rilevamento della posizione tramite Wi-Fi può rappresentare un'opzione semplice da usare e poco costosa. Poiché dispongono già di un impianto Wi-Fi, le organizzazioni possono sfruttare la rete esistente per il rilevamento della posizione. Per migliorarne l'efficienza può essere necessario aggiungere o spostare alcune apparecchiature. Tuttavia, vista la sua scarsa precisione, questa soluzione potrebbe non essere sufficientemente valida per molti dei possibili scenari d'uso. Quelli più adatti sono ad esempio il rilevamento dei visitatori o dei dipendenti, in cui il grado di precisione richiesto è solo a livello di area.
  • ISO 24730 – Protocollo wireless standardizzato da 2,4 GHz che coesiste con lo standard Wi-Fi/802.11 e in genere offre prestazioni migliori del Wi-Fi negli ambienti industriali con molte strutture metalliche, apparecchiature e altre barriere che solitamente bloccano o riflettono i segnali causando interferenza fisica e rendendo l'ambiente sfavorevole alle comunicazioni in radiofrequenza. Negli spazi liberi, la comunicazione può avvenire a una distanza massima di 1 km. Il sistema si presta meglio alla localizzazione dei beni anziché di altre risorse aziendali come il personale o i materiali, e rende al meglio con una frequenza di aggiornamento relativamente bassa, con beni che richiedono una localizzazione a intervalli di minuti piuttosto che di secondi. Questa tecnologia è ideale per i piazzali di stazionamento dei rimorchi o per gli ambienti esterni in cui il grado di precisione richiesto è limitato alle aree di parcheggio.

GPS – O Global Positioning System, si serve di una costellazione di satelliti con sincronizzazione oraria, ciascuno dei quali trasmette un segnale sulla terra. Un ricevitore o tag GPS riceve vari segnali da vari satelliti e quindi confronta la differenza dell'ora di ricevimento per determinare la posizione. Adatto soprattutto all'uso in spazi esterni in cui la visuale del cielo è libera e per la localizzazione off-site, per aree estese come gli aeroporti e i luoghi in cui è difficile installare infrastrutture. Nelle aree molto estese si possono sfruttare le capacità di auto-localizzazione dei dispositivi GPS, che permettono di avere comunque buone prestazioni malgrado l'infrastruttura installata sia scarsa o minima.

Sistemi di localizzazione – Suite di software aziendale che offre strumenti per la progettazione, configurazione, funzionamento e risoluzione dei problemi delle soluzioni RTLS. Il sistema funge da archivio centrale per tutti i dati sulla posizione e sulle comunicazioni in tempo reale acquisiti dall'infrastruttura di rilevamento RTLS. Il software aziendale è in grado di supportare migliaia di sedi e utenti e centinaia di migliaia di risorse localizzate, ed è anche in grado di localizzare i dispositivi mobili. Fornisce dati alle altre applicazioni aziendali, ai partner o ai clienti e offre un'interfaccia utente e una console completa di rapporti, eventi, avvisi e azioni a livello di risorsa aziendale, oltre alla possibilità di gestire il sistema. Questo software consente di rilevare i dati qualunque ne sia l'origine, applica algoritmi di livellamento efficaci e può anche integrarsi con più applicazioni. Gli utenti possono così avere applicazioni specifiche tutte collegate a un database centrale.

Tecnologie a confronto:

RFID passivo

Tag a basso costo

  • Portata 1-8 m
  • Precisione media
  • Implementazione difficile
  • Durata batteria (n/d)
  • Costo medio
UWB

Precisione elevata

  • Portata 200 m
  • Estremamente precisa
  • Implementazione difficile
  • Batteria a lunga durata
  • Costo elevato
Bluetooth Low Energy

Semplicità di implementazione

  • Portata 10 m
  • Precisione scarsa
  • Facile da implementare
  • Batteria di buona durata
  • Costo basso
Wi-Fi

È presente ovunque

  • Portata 30 m
  • Precisione scarsa
  • Mediamente semplice da implementare
  • Batteria di durata scarsa
  • Costo medio
ISO 24730

Portata e ambienti difficili per la radiofrequenza

  • Portata 400 m
  • Precisione media
  • Mediamente semplice da implementare
  • Batteria a lunga durata
  • Costo medio
GPS

Precisione in ambienti esterni

  • Portata globale
  • Precisione scarsa
  • Facile da implementare
  • Batteria di durata scarsa
  • Costo elevato

Applicazioni per soluzioni di localizzazione

Le applicazioni per soluzioni di localizzazione forniscono l'interfaccia per i dati sulla posizione e vi consentono di utilizzare la soluzione nella vostra azienda. Generalmente le applicazioni sono realizzate a partire dalle varie modalità di utilizzo dei dati sulla posizione, tra cui:

Applicazioni intersettoriali:

Gestione delle risorse – Localizzazione, gestione e utilizzo a scopo commerciale di qualsiasi bene tangibile di proprietà di un'azienda o di un privato.

Gestione della supply chain – Gestione delle aziende e dei processi interconnessi legati alla produzione, distribuzione e vendita di prodotti e servizi. Comprende la gestione dell'inventario e del magazzino.

Rilevamento e monitoraggio – Integrazione dei sensori (ad esempio data logger) usati per monitorare l'ambiente fisico di un oggetto. I sensori più diffusi sono quelli di temperatura e umidità.

Manutenzione, riparazione e revisione (MRO) – Per MRO si intendono tutte le attività, tecniche e amministrative, condotte per far sì che un oggetto (utensili, apparecchiature, veicoli) sia in grado di svolgere la funzione che gli si richiede.

Conformità – Atto o processo di adesione a una richiesta o a un regime specificato da un governo, da un settore o da un cliente.

Sicurezza/protezione – Gestione, garanzia e conformità in materia di sicurezza e protezione per un'azienda, i suoi dipendenti, le sue risorse, i suoi prodotti e processi. Fra le applicazioni più comuni troviamo la sicurezza sul lavoro, la gestione delle procedure di evacuazione e di emergenza.

Ottimizzazione del flusso di lavoro – Ottimizzazione dell'efficienza per il flusso di lavoro di un'azienda. Ad esempio, in uno stabilimento in cui si producono automobili, l'obiettivo è ridurre al minimo i passaggi per andare dal punto A al punto B del processo produttivo, oppure far sì che quando arriva al punto B, un operaio abbia a disposizione XYZ per svolgere il lavoro correttamente.

Mercati verticali e applicazioni:

Produzione – Tracciabilità, manutenzione e riparazione (MRO) delle risorse, rifornimento di materiali, sicurezza/protezione, gestione della supply chain, materiali in corso di lavorazione.

Logistica – Smistamento, gestione dell'inventario/del magazzino, sicurezza/protezione, gestione della supply chain, gestione del carico/scarico.

Trasporti – Utilizzo delle risorse, rilevamento e monitoraggio automatizzato, caricamento, tempi di intervento per la manutenzione, imballaggio, sicurezza (minori non accompagnati) tracciabilità dei veicoli.

Retail – Tracciabilità delle risorse, inventario, gestione della supply chain, gestione del magazzino.

Sanità – Tracciabilità delle risorse, conformità, flusso dei pazienti, sicurezza, ottimizzazione dei flussi di lavoro.

Considerazioni per l'implementazione delle soluzioni di localizzazione

Le aziende che esplorano le soluzioni di localizzazione come una possibile opzione per una determinata applicazione devono tenere presenti alcuni fattori che potrebbero non essere immediatamente evidenti. Localizzare le persone, ad esempio, può essere lesivo della privacy dei soggetti localizzati. È opportuno anche considerare i costi legati all'installazione di questi sistemi, e se sono effettivamente adatti per la vostra azienda. Possono anche esservi disposizioni regionali e nazionali o vincoli sindacali che limitano la possibilità di localizzare le persone e determinate merci.

Una soluzione di localizzazione completa si compone di molte parti, dall'hardware necessario per la localizzazione al software, ai servizi e alla competenza richiesti per realizzare e implementare la soluzione giusta per le vostre esigenze e consentire una rapida redditività dell'investimento. Alcuni produttori si specializzano in un'area specifica, oppure si concentrano su un determinato tipo di hardware e tecnologia, anziché fornire una soluzione completa che si integri con le applicazioni esistenti. Collaborando con aziende che offrono soluzioni end-to-end e che sono in grado di sfruttare più tecnologie, avrete una soluzione scalabile nel tempo in funzione delle vostre esigenze.

Vantaggi delle soluzioni di localizzazione

Conoscere la posizione degli oggetti consente di disporre di un contesto aziendale di importanza cruciale. Dal momento che le aziende spendono una fortuna in tempo, energia e denaro per localizzare le risorse, automatizzare il processo libera capacità che possono così concentrarsi sull'attività aziendale. Disporre di un sistema che localizza automaticamente le risorse e fornisce indicazioni sullo stato dell'attività vi permette di concentrarvi sulle decisioni di business e sui miglioramenti da apportare all'azienda. Se impiegate meno tempo per raccogliere dati, potete dedicarne di più a ridurre le spese in conto capitale, ad aumentare gli utili e migliorare i flussi di lavoro.

Forte di quasi 20 anni di innovazioni nelle tecnologie connesse emergenti, Zebra è l'azienda leader per le soluzioni di localizzazione che incidono positivamente sui processi aziendali. Garantiamo competenza per la realizzazione di soluzioni complete, dalla progettazione e l'implementazione del software e dell'hardware alla fornitura dei Servizi professionali necessari per il funzionamento ottimale di queste soluzioni nella vostra azienda. La diffusione globale di Zebra comprende numerose aziende Fortune 500 che hanno scelto i nostri sistemi di localizzazione in tempo reale e le nostre soluzioni di visibilità per essere più competitive. Scoprite che cosa possiamo fare per voi.

Glossario

 

AIT: Tecnologia di identificazione automatica (AutoID)

Antenna: Dispositivo che amplifica un segnale perché possa essere rilevato dal ricevitore

API: Application Programming Interface

BLE: Bluetooth Low Energy

BOM: Distinta materiali

EAI: Enterprise Asset Intelligence

IOT: Internet delle cose

ISO: International Organization for Standardization

pRFID: RFID passivo

RF: Radiofrequenza

RFID: Radio Frequency Identification, identificazione in radiofrequenza

RTLS: Real Time Locating System, sistema di localizzazione in tempo reale

Sensore: Dispositivo che rileva un segnale e lo trasforma in dati (ricevitore ISO o UWB attivo)

SLA: Service Level Agreement, accordo sui livelli di servizio

SOW: Statement of Work, resoconto del lavoro svolto

SRD: Solution Requirement Document, documento che specifica i requisiti della soluzione

UAT: Test di accettazione utente

UWB: Ultra-Wide Band, banda ultralarga

WIP: Materiali in corso di lavorazione