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inside positions Magazin für Real-Time Location Systems 1/2010 BMW: Das richtige Werkzeug BMW: Just the right tool Ortung in der Logistik Location in logistics Der Ansteckung auf der Spur Infections tracked Inhalt Editorial RTLS News Anwendungen, Produkte, Unternehmen RTLS Praxis Das richtige Werkzeug RTLS Insight RFID: Möglichkeiten und Grenzen der Ortung Das geeignete System: Ortung in der Logistik RTLS Campus Umweltdaten exakt geortet Der Ansteckung auf der Spur Content Editorial RTLS News Products, Applications, Company RTLS Praxis Just the right tool RTLS Insight RFID: Possibilities and limits of location Choosing the right system: Tracking in logistics RTLS Campus Precise location of environmental data Infections tracked Liebe Leser, ich freue mich, Ihnen heute die erste Ausgabe unseres Magazins Inside Positions vorzulegen. Es beschäftigt sich mit RTLS, also: Real-Time Location Systems. Dieser Begriff steht für Lösungen auf Basis von Ultrabreitband-Technologie, die es ermöglichen, Gegenstände oder Personen in geschlossenen Räumen in Echtzeit und mit einer Genauigkeit von bis zu 30 Zentimetern zu orten. Eine leistungsfähige Softwareplattform stellt die Daten direkt oder für angebundene Anwendungen zur Verfügung. So kann prinzipiell jeder Prozess, bei dem es auf die exakte Ortsbestimmung von Objekten oder Menschen ankommt, dokumentiert, analysiert und optimal gesteuert werden. Das Anwendungsspektrum reicht von der Automobilfertigung über Lagerlogistik und Betriebshofmanagement bis hin zum großen Opernevent oder der Erforschung von Epidemien. Obwohl RTLS in zahlreichen Anwendungen weltweit großen Nutzen stiftet, kennen bislang nur wenige Experten diese Technologie. Das wollen wir als Technologie- und Marktführer ändern und Ihnen fortan regelmäßig einen Einblick in die Welt von RTLS geben mit Anwendungsbeispielen aus Wirtschaft und Wissenschaft, Hintergrundinformationen zu Markt und Technik sowie aktuellen Nachrichten. Viel Spaß beim Lesen! Terry Phebey, Vorstandvorsitzender der deutschen Ubisense AG Terry Phebey, Director of the German Ubisense AG Dear Readers, impressum Imprint Herausgeber Publisher Ubisense AG Freie-Vogel-Str Dortmund Germany Tel.: +49 (0) Fax: +49 (0) Redaktion und Gestaltung EDITORIAL AND LAYOUt LANDSCAPE GmbH, Köln Copyright 2010 Ubisense AG Alle Rechte vorbehalten. Weiterverwendung der Texte und Bilder nur mit Genehmigung der Ubisense AG Fotonachweise Photo Credits 1: Atlas Copco, 2-3: Ubisense, 4: Linde Material Handling, Fotolia, 5: Jenaer Nahverkehr, Wikimedia, 6: Fotolia, 7-9: Ubisense, 10-11: Siemens, 12: Lekkerland, Volvo, 13: Ubisense, 14: Fotolia, Ubisense, 15: Fotolia, GlaxoSmithKline, Photocase I am very pleased to present the first issue of our magazine Inside Positions. It is concerned with RTLS Real Time Location Systems. This phrase represents solutions based on ultra-wideband technology which makes it possible to locate objects or people in enclosed spaces in real time to within 30 centimetres. An efficient software platform provides the data directly or transfers it to connected applications. This means that any process which requires exact location details of objects or people can be documented, analysed and optimally controlled. The application spectrum ranges from automobile manufacturing, warehouse logistics and depot management through to large opera events or research into epidemics. Although RTLS endows numerous applications all over the world with great potential, up until now only a few experts have been aware of this technology. As the technology and market leader we want to change this and from now on we will provide you with a regular glimpse into the world of RTLS. Our magazine will include application examples from industry and science, background information on markets and technologies as well as the latest news. Enjoy reading! 2 inside positions 1/2010 inside positions 1/2010 3 RTLS News Ubisense-Tag verbindet UWB und GPS Mit dem neuen Trimode-Tag erweitert die Ubisense AG jetzt ihre Ortungstechnologie für professionelle Anwender um eine neue Komponente. Der weltweit einmalige mobile Sender verbindet hochpräzise Ultrabreitband (UWB)-Ortung, kostengünstige Anwesenheitsabfrage und GPS-Ortung für Außenbereiche in einem einzigen Gerät. In geschlossenen Gebäuden arbeitet der Trimode Tag im bewährten Ubisense- RTLS-Ortungsmodus: Er übermittelt UBW-Signale an ein Netzwerk von Empfängern und erzeugt so in Echtzeit zentimetergenaue 3D-Ortungsinformationen. In Räumlichkeiten, wo hochexakte Ortung und die damit verbundenen Infrastrukturkosten verzichtbar sind, arbeitet der Tag im Anwesenheitsmodus und nutzt den eingebauten Sender lediglich, um anzuzeigen, dass er vorhanden ist. Sobald der Trimode-Tag in den Außenbereich verbracht wird, schaltet er automatisch in den GPS-Modus um, berechnet seine Position aus den Satellitendaten und übergibt sie an das Ubisense-System. Ausgestattet mit einer leistungsfähigen Lithium-Batterie und einem robusten IP 67-Gehäuse eignet sich der Trimode-Tag für eine Vielzahl kombinierter Indoor-/Outdoor-Anwendungen. Ubisense RTLS bei Airbus Ubisense Tag combines UWB and GPS Ubisense announces the Trimode Tag, the latest addition to its line of location tracking equipment for industrial users. The unique Trimode tag combines ultra-accurate ultra-wideband (UWB) location, low-cost presence sensing, and outdoor GPS tracking in a single device. Inside buildings, the tag operates in the standard Ubisense UWB tracking mode, transmitting UWB signals to a network of base stations for unrivalled centimetre-level 3D location sensing. Within indoor areas, where low infrastructure cost is more important than tracking accuracy, the tag can operate in a presence mode, using its on-board radio to simply indicate that the tag is at hand. When the tag is outdoors, it automatically switches to GPS mode, calculating its position from the satellite signals, and reporting them to the Ubisense system using its on-board radio. Powered by a high-capacity lithium battery, and housed in a rugged IP67 enclosure, the device is suitable for a wide range of mixed indoor/outdoor applications. Ubisense RTLS at multiple Airbus facilities Echtzeitortung von Straßenbahnen und Bussen in Jena Auf zwei Betriebshöfen der Jenaer Nahverkehrsgesellschaft mbh (JNVG mbh) unterstützt das Ubisense-Echtzeitortungssystem jetzt das effiziente Management der Bus- und Straßenbahnflotte in Jena. Die Ortung ist am Betriebshof Burgau auf einer Fläche von über m 2 installiert und deckt die Außenflächen und Hallen für Straßenbahnen und Busse sowie die Werkstätten ab. Darüber hinaus wurde eine Abstellfläche im Freien am Betriebshof Nord ausgestattet. Im gesamten Bereich liefert ein Netzwerk aus Ubisense-Sensoren fortlaufend die aktuellen Positionen von derzeit 80 Fahrzeugen der JNVG mit einer Genauigkeit von mindestens einem Meter. Hiermit ist immer eine Zuordnung der Fahrzeuge zu einer Spur beziehungsweise zu einem Stellplatz möglich. Diese Stellplatzinformationen sowie Hinweise über ein- und ausfahrende Fahrzeuge übermittelt das Ortungssystem an die Betriebshofmanagementsoftware. Damit ist die Grundlage für eine Optimierung der Prozesse auf dem Betriebshof geschaffen. RTLS News Real-time location of Jena s trams and buses At two depots of the Jenaer Nahverkehrsgesellschaft mbh (JNVG mbh) Ubisense RTLS enables efficient management of Jena s fleet of buses and trams. At the Burgau depot, the system is installed over an area of more than m 2, comprising the outdoor yard area and the indoor halls, housing trams, buses and workshop areas. The Ubisense RTLS has also been expanded to provide coverage for the outside parking area, in a large, open space area at the North depot. Ubisense sensors in whole area are continuously providing real-time location positions of currently eighty vehicles accurate to 1 metre or less. This positioning allows vehicles to be assigned to a particular track or parking place. For the depot management system, the RTLS also provides alerts when vehicles arrive or leave the depot. The information supplied by the Ubisense RTLS, allows informed decision making, and efficient process optimisation. Das RTLS-basierte Audiosystem sorgt für präzise Klangerlebnisse. The RTLS based audio system provides precise sound images. Ubisense-RTLS wird künftig an zahlreichen Airbus-Standorten zum Einsatz kommen, um die weltweit größte RFID-gestützte Produktion um präzise Echtzeitortung zu erweitern. Im Rahmen eines 10-Jahres-Vertrags werden Ubisense-Fertigungslösungen in vielfältigen Projekten genutzt, um Geschäftsprozesse zu verschlanken, Durchlaufzeiten zu verringern und Airbus zu höherer Transparenz und Kontrolle der dezentralen Produktionsstätten zu verhelfen. Die Ubisense-Ortungslösung gewährleistet, dass Airbus Bauteile und Fertigungsprozesse in Echtzeit nachvollziehen kann und unterstützt so die Kommunikation, das Prozessmanagement und die Planung. Airbus selects Ubisense to extend the world s largest RFID enabled manufacturing initiative, with the addition of the Ubisense precise real-time location (RTLS) system at multiple Airbus facilities. The 10 year agreement will see Ubisense manufacturing solutions deployed for a variety of projects in order to help streamline business processes, reduce lead times and provide Airbus with increased visibility and control across multiple plants. Ubisense location solutions will provide Airbus with a real-time view of business operations such as the tracking of components and assembly processes thus aiding communication, process improvement and planning activities. Eindrucksvolle Bühnenauftritte Als Bestandteil des Systems TiMax Tracker der englischen Out Board Electronics steht Ubisense-RTLS regelmäßig auf europäischen Bühnen. In Echtzeit ortet die Lösung jeden Schauspieler oder Sänger und verarbeitet dabei die Signale der einzelnen Mikrofone zu einem klar lokalisierten Klangbild für jeden Zuhörer. Die Echtzeit-Kontrolle durch den TiMax Tracker kann auch genutzt werden, um andere Medien wie Beleuchtung oder Video-Server zu steuern. Einen prominenten Auftritt hatte das System im Mai 2010 bei Raymond Gubbays spektakulärer Carmen- Aufführung in der Londoner O2-Arena. Impressive stage appearances As a part of Out Board Electronics system TiMax Tracker the Ubisense Precise Real-time Location System has found application on stages throughout Europe. By tracking the position of individual actors and processing the audio feed from their radio microphones in real time the solution is steering the sound image to give each audience member the impression of localised audio. TiMax Tracker s real-time showcontrol outputs can also be used to trigger other media such as lighting or video servers. In May 2010 the system performed in Raymond Gubbay s spectacular Carmen in London s O2 Arena. 4 inside positions 1/2010 inside positions 1/2010 5 RTLS Praxis In seiner Regensburger Produktionsstätte nutzt der Autohersteller BMW eine RTLS-Lösung von Ubisense, um Fahrzeuge zu identifizieren, die zugehörigen Werkzeuge zu steuern und Arbeitsschritte zu dokumentieren. At its Regensburg assembly plant, the car manufacturer BMW is using RTLS to identify cars, to control the tools used to assemble them and to keep records of the assembly processes. Das richtige Werkzeug Just the right tool Täglich durchlaufen Fahrzeuge die Fertigung. Dabei sind bis zu fünf Werkzeuge gleichzeitig an einem Fahrzeug im Einsatz. About 1,000 vehicles are typically assembled per day, and up to five tools are used on a single vehicle at the same time. T he BMW car assembly plant in Regensburg, Germany has a reputation for adopting D as BMW Werk in Regensburg ist new production methods ahead of the pack. In 2007 als Vorreiter für Innovationen in Ubisense,, together with software experts IBS, were der Fahrzeugproduktion bekannt. awarded a contract to provide a revolutionary new kind Im Jahr 2007 beauftragte der Fahrzeughersteller die Ubisense AG, of industrial tool control system. The BMW Tool Assistance System (TAS), which combines IBS tool-controlling gemeinsam mit dem Softwarehersteller IBS ein neuartiges industrielles Werkzeug-Steuerungssystem zu implementieren. Das BMW WAS software with Ubisense s RTLS technology helps the car (Werkzeug-Assistenz-System) verbindet die IBS-Werkzeugsteuerung manufacturer locate and identify production assets, mit Ubisense-RTLS und versetzt den Fahrzeughersteller in die Lage, vehicles and torque tools at 120 tool stations, where 1,000 Produktionsgüter, Fahrzeuge und Schraubwerkzeuge an 120 Montagestationen mit einem täglichen Durchlauf von durchschnittlich Production at the Regensburg plant includes BMW 1 series, vehicles are typically assembled per day Fahrzeugen sicher zu lokalisieren und zuzuordnen. 3 series and Z4 sports cars these vehicles are all produced using the same assembly line. The vehicles are assembled in the sequence in which the production planning system processes the customer orders. Every type and model of car is produced exactly to the customer s specification. Therefore at any point on the assembly line where industrial tools are being used to install components, the tools must have a torque program installed, which corresponds exactly to the vehicle to be worked upon. Each station along the assembly line, is afforded approximately 50 seconds to carry out its instructions before the next car takes that vehicle s place. Im Werk Regensburg werden Fahrzeuge der 1er- und 3er-Serien sowie der Z4 Roadster gefertigt all diese verschiedenen Modelle laufen über dasselbe Montageband. Die Fahrzeuge werden in der Reihenfolge gebaut, in der das Build-to-Order-System der BMW Group die Aufträge der Kunden weitergibt, zudem ist jedes Fahrzeug mit unterschiedlichen Komponenten exakt den Kundenwünschen angepasst. Fertigungswerkzeuge müssen daher für jedes Fahrzeug individuell eingestellt werden können; beispielsweise müssen sogenannte EC-Schrauber mit dem korrekten Drehmoment für den jeweiligen Schraubfall versorgt werden. Das muss sehr schnell gehen, denn an jeder Station in der Fertigungsstraße hat der Mitarbeiter nur rund 50 Sekunden Zeit, um mit dem richtigen Werkzeug die jeweils erforderlichen Arbeitsschritte auszuführen. Vor der Einführung des Ubisense Systems wurden die Fahrzeuge durch die Mitarbeiter in der Montage an jeder Station neu manuell identifiziert durch Einscannen einer ausgedruckten Fahrzeug-Begleitkarte. Basierend auf dieser Identifikation übertrug dann die IBS-Software das passende Programm auf den EC-Schrauber an dieser Station. Das manuelle Einscannen war allerdings unhandlich und vergeudete wertvolle Produktionszeit pro Werkzeugeinsatz dauerte es bis zu sechs Sekunden, den Scanner aufzu- Until the introduction of the Ubisense system, the vehicles arriving at a station on the line were identified by the worker using a barcode scanner to scan a paper label fixed to the car. Based on the vehicle identification, the IBS software would load the appropriate torque program into the tool at that station. The scanning operation wastes valuable production time this can be as much as 6 seconds for each tool operation as the worker is required to pick up the scanner, scan the label and put down the scanner before beginning the tightening operation. The problem identified by BMW was the need to eliminate the bar code scan and remove the unproductive hours from the production process. BMW turned to Ubisense to help them to improve efficiency and error-proof the possibility of scanning the wrong vehicle. 6 inside positions 1/2010 inside positions 1/2010 7 Die Fahrzeuge werden über Tags identifiziert und lokalisiert. nehmen, den Barcode einzuscannen und den Scanner wieder abzulegen. Mit der Aufgabe, die Barcode Scanvorgänge und damit die unproduktive Zeit aus dem Produktionsprozess zu eliminieren, wandte sich BMW an Ubisense. Der Auftrag war, die Effizienz zu erhöhen und mögliche Fehler, die durch Einscannen des falschen Fahrzeugs entstehen können, zu verhindern. Die Ubisense-Lösung funktioniert wie ein hochpräzises Indoor- GPS. Sie nutzt UWB-Funktechnologie, um kleine Tags mit einer Genauigkeit von bis zu 30 cm in 3D und mit einer zeitlichen Auflösung von bis zu zehn Messungen pro Sekunde zu orten. Sensoren werden über der fraglichen Fläche installiert und mit einem Standard-LAN miteinander vernetzt. Die Sensoren empfangen die von den Tags gesendeten kurzen Funk-Pulse, bestimmen die Richtung des Signals und die winzigen Laufzeit-Unterschiede, mit denen das Signal eintrifft. Das sorgt für sehr hohe Genauigkeit und Zuverlässigkeit. Spezielle Frequenzbänder wurden weltweit von den Funk-Regulierungsbehörden für die neuen UWB-Systeme reserviert damit ist sichergestellt, dass Ubisense RTLS mit den anderen Funksystemen einer Fabrik harmoniert. Das System arbeitet zudem mit weniger als einem Tausendstel der Leistung eines Mobiltelefons somit sind auch Gesundheitsrisiken ausgeschlossen. Im Werk Regensburg wird jedem Fahrzeug auf dem Montageband ein Ubisense-Tag aufgesetzt genau dort, wo später das BMW- Das Ubisense-System stellt sicher, dass die Tags auch in einem Umfeld mit hohem Metallgehalt korrekt geortet werden. The greatest challenge for the system was ensuring that the tags could be located accurately in a highly metallic environment, as metal can potentially make it harder to read tags. Vehicles in the assembly line are identified and located via tags. The Ubisense solution operates like a highly accurate indoor GPS. By advanced ultra-wideband radio small tags are tracked to a 3D accuracy of up to 30 cm and ten position updates per second. Sensors are placed around the areas in which tracking is to take place and connected together using a standard local area network. They receive very short radio pulses sent by the tags determining the direction of the signal and tiny differences in signal travel time between pairs of sensors. These measurement methods result in high accuracy and high reliability. Special frequencies have been allocated by the regulatory authorities world-wide for UWB ensuring that the Ubisense RTLS cannot interfere with any other wireless systems at the plant. The system operates at less than one thousandth of the power of a mobile phone, and therefore presents no health risks. RTLS verbessert Fahrzeugmontage Emblem an der Front der Motorhaube sitzt. Dieses Tag ermöglicht zugleich die eindeutige Identifikation und die präzise Ortung des Fahrzeugs. Ebenso ist jedes Schraubwerkzeug mit einem Ubisense-Tag ausgerüstet. Bei allen Atlas Copco Schraubwerkzeugen ist das Tag vollständig in das Werkzeug integriert so kann das Werkzeug automatisch identifiziert werden und Batteriewechsel im Tag entfallen. 470 Sensoren sind entlang der Montagelinie an strategischen Punkten montiert, sodass sie jederzeit die Bewegungen der Fahrzeuge und der Werkzeuge verfolgen können. Wenn ein Mitarbeiter nun ein Werkzeug in eine etwa 40 cm breite vordefinierte Hüllkurve um das Fahrzeug bringt, sendet das System dieses Ereignis an die IBS-Software, zusammen mit der Fahrzeug-Identifikation und der Werkzeug- Kennnummer. Die Software lädt nun das korrekte Programm für diese Operation auf das Werkzeug, der Mitarbeiter erhält automatisch ein Signal, dass mit der Verschraubung begonnen werden kann. Die Arbeit muss nicht länger unterbrochen werden, um eine Fahrzeug-Identifikation einzuscannen, der Produktionsprozess ist deutlich verbessert. RTLS significantly enhances car assembly Das wichtigste Kriterium für die Bewertung des Systems ist bei BMW die Betriebssicherheit: Es muss beständig mit einer Zuverlässigkeit von 99,99% arbeiten damit ist das Ubisense-System das zuverlässigste RTLS weltweit. Andreas Lehner, Projektmanager bei BMW in Regensburg, bestätigt, dass nach der Einführung des Ortungssystems Fahrzeuge nicht mehr manuell gescannt werde
