智能工廠如何利用UWB廠家高精度定位快速實(shí)現(xiàn)智能轉(zhuǎn)型升級(jí)，隨著生產(chǎn)設(shè)備的逐步增加，生產(chǎn)過(guò)程日益復(fù)雜，勞動(dòng)力成本的快速上升和系統(tǒng)管理的要求越來(lái)越高，智能工廠已成為未來(lái)制造業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。
2025年中國(guó)制造戰(zhàn)略的出臺(tái)表明，中國(guó)開(kāi)始逐步重視智能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，努力抓住新一輪的發(fā)展機(jī)遇，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化轉(zhuǎn)型。在5G、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)中心、人工智能等新數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施加快發(fā)展的背景下，智能工廠的發(fā)展正在加速。許多優(yōu)秀的制造企業(yè)都開(kāi)展了智能工廠建設(shè)實(shí)踐，加快了自身和產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)。
麥肯錫全球研究所預(yù)測(cè)，到2025年，智能工廠的經(jīng)濟(jì)影響將達(dá)到每年1.2萬(wàn)億至3.7萬(wàn)億美元。在中國(guó)當(dāng)前政策和投資趨勢(shì)的推動(dòng)下，未來(lái)15年，僅制造業(yè)、智能工廠和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)就可以創(chuàng)造1960億美元。
1.智能工廠在智能工廠中的作用是什么
簡(jiǎn)單地說(shuō)，智能工廠是在數(shù)字工廠的基礎(chǔ)上，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和監(jiān)控技術(shù)加強(qiáng)信息管理和服務(wù)，同時(shí)整合智能手段和智能系統(tǒng)等新興技術(shù)，建設(shè)高效、節(jié)能、綠色、環(huán)保、舒適的人性化工廠。高精度位置數(shù)據(jù)是智能工廠數(shù)據(jù)流的重要組成部分，是智能工廠數(shù)據(jù)指標(biāo)之一，是智能工廠數(shù)據(jù)流的重要組成部分?？臻g位置數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、實(shí)時(shí)性和覆蓋完整性是為智能工廠提供前端感知質(zhì)量的重要評(píng)價(jià)維度?；谑覂?nèi)定位技術(shù)的高精度定位管理系統(tǒng)，從不同類(lèi)型制造企業(yè)管理的難點(diǎn)和痛點(diǎn)出發(fā)，借助室內(nèi)定位技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)：1、準(zhǔn)確定位工廠人員、汽車(chē)、材料、材料等。2、無(wú)縫跟蹤3、智能部署和高度協(xié)調(diào)，大大提高了工廠的精益生產(chǎn)和精細(xì)化管理水平。目前，汽車(chē)裝配、電子制造、家電制造等行業(yè)正在積極引進(jìn)室內(nèi)定位技術(shù)，實(shí)現(xiàn)工廠的高效精益管理，可見(jiàn)其市場(chǎng)應(yīng)用前景和發(fā)展趨勢(shì)。
2.智能工廠方案的高精度定位
UWB廠家UWB(ULTra-WideBand)是一種無(wú)載波通信技術(shù)，通過(guò)發(fā)送和接收二級(jí)非正弦窄脈沖傳輸數(shù)據(jù)，利用Tof(時(shí)間到達(dá))或TDOA(到達(dá)時(shí)差)算法計(jì)算人員或物品的位置信息，定位精度高達(dá)10cm。智能工廠的實(shí)時(shí)定位系統(tǒng)基于超寬帶(ULTraWideBand)技術(shù)，可以在室內(nèi)外10-30cm精度跟蹤任何物體，同時(shí)在單個(gè)區(qū)域跟蹤數(shù)百個(gè)物體。該系統(tǒng)具有精度高、工業(yè)環(huán)境穩(wěn)定緊固的特點(diǎn)。系統(tǒng)架構(gòu)由感知層、傳輸層和平臺(tái)層組成。
-感知層：定位標(biāo)簽與定位對(duì)象（人員、車(chē)輛、材料、設(shè)備等）綁定，并在規(guī)定的時(shí)間間隔內(nèi)發(fā)送無(wú)線UWB信號(hào)。定位基站接收定位標(biāo)簽無(wú)線UWB信號(hào)，附加基站坐標(biāo)和時(shí)間戳，傳輸標(biāo)簽附加數(shù)據(jù)；
-傳輸層：定位基站通過(guò)有線FE、無(wú)線5.8GWi-Fi或5G將數(shù)據(jù)上傳到定位服務(wù)器；
-平臺(tái)層：定位引擎LS1000負(fù)責(zé)解算電子標(biāo)簽的實(shí)時(shí)位置坐標(biāo)。應(yīng)用平臺(tái)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)位置顯示、軌跡回放、電子圍欄、工時(shí)統(tǒng)計(jì)、在職管理、視頻聯(lián)動(dòng)等業(yè)務(wù)功能。UWB廠家基于UWB定位技術(shù)的工廠人員定位系統(tǒng)在工廠內(nèi)部署了一個(gè)有限數(shù)量的UWB定位基站，為員工、車(chē)輛和材料佩戴UWB標(biāo)簽，準(zhǔn)確定位人員、車(chē)輛和物品的實(shí)時(shí)位置信息，精度可達(dá)到10-30cm，以實(shí)時(shí)控制和監(jiān)控工廠軌跡。定位系統(tǒng)不僅節(jié)省了大量的人力勞動(dòng)，而且大大提高了工作效率，幫助傳統(tǒng)企業(yè)升級(jí)到智能工廠。同時(shí)，實(shí)時(shí)定位系統(tǒng)服務(wù)于各種高級(jí)智能系統(tǒng)。來(lái)自定位系統(tǒng)的4W（Where、When、Who、What）定位數(shù)據(jù)與來(lái)自高級(jí)系統(tǒng)ERP/MES/WMS的H（How做什么，如何操作）業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)集成、聯(lián)動(dòng)，最大限度地利用生產(chǎn)資源，提高現(xiàn)場(chǎng)管理的效率和準(zhǔn)確性。
3.應(yīng)用案例
這里有一個(gè)真實(shí)的項(xiàng)目案例，UWB廠家可以讓讀者快速了解UWB技術(shù)在工廠的實(shí)際應(yīng)用。電子墨水屏幕工廠在智能轉(zhuǎn)型過(guò)程中經(jīng)常遇到以下問(wèn)題：
工廠面積廣，生產(chǎn)環(huán)境嘈雜，找人難；
材料信息采用打印標(biāo)簽方式，難以識(shí)別，易損壞；
手推車(chē)數(shù)量多，停車(chē)亂，調(diào)度難，車(chē)輛利用效率低。
針對(duì)上述問(wèn)題，客戶在其工廠部署了UWB廠家UWB高精度定位系統(tǒng)，并集成了電子墨水屏幕的定位標(biāo)簽——支持雙向數(shù)據(jù)傳輸。除了提供定位功能外，還實(shí)現(xiàn)了屏幕顯示的自動(dòng)刷新。在實(shí)際項(xiàng)目中，UWB高精度定位系統(tǒng)服務(wù)于生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的多個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景：①人員智能管理人員佩戴墨屏卡定位標(biāo)簽，不僅可以實(shí)現(xiàn)人員的實(shí)時(shí)定位，快速找到人員，還可以通過(guò)定制電子圍欄統(tǒng)計(jì)圍欄范圍內(nèi)的員工的工作時(shí)間。系統(tǒng)可以通過(guò)接口實(shí)時(shí)獲取員工的工作時(shí)間，并與任務(wù)訂單相關(guān)聯(lián)，從而自動(dòng)統(tǒng)計(jì)訂單的勞動(dòng)力成本和任務(wù)完成的及時(shí)性。業(yè)務(wù)場(chǎng)景-人員智能管理②材料箱定位和信息可視化。無(wú)紙化材料箱作為車(chē)間物料流通的載具，是實(shí)現(xiàn)無(wú)紙化生產(chǎn)的關(guān)鍵。本項(xiàng)目采用各種不同尺寸的電池供電材料箱電子標(biāo)簽，實(shí)現(xiàn)了材料箱的定位和信息可視化，有效地減少了生產(chǎn)線上的校隊(duì)時(shí)間，避免了紙質(zhì)操作造成的人為錯(cuò)誤，提高了產(chǎn)品質(zhì)量。③車(chē)間可視化管理大多依賴于表格數(shù)據(jù)，可視化程度不高。在本項(xiàng)目中，相關(guān)對(duì)象（員工、材料箱、AGV、機(jī)器）綁定了電子標(biāo)簽，上部系統(tǒng)收集電子標(biāo)簽信號(hào)，計(jì)算其位置，然后將信息反饋給智能制造系統(tǒng)和制造單元。整個(gè)過(guò)程定位相關(guān)對(duì)象，利用定位系統(tǒng)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)推送顯示，實(shí)現(xiàn)從配件到裝配的全過(guò)程可視化管理，提高了現(xiàn)場(chǎng)管理的效率和準(zhǔn)確性。此外，實(shí)時(shí)定位系統(tǒng)還可以通過(guò)API標(biāo)準(zhǔn)接口同時(shí)更新材料相關(guān)信息，優(yōu)化生產(chǎn)資源，實(shí)時(shí)調(diào)度生產(chǎn)流程，優(yōu)化生產(chǎn)資源。此外，再加上電子紙、電子墨水屏的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了無(wú)紙化操作，真正幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益的雙豐收。
4.建設(shè)智能工廠
擁抱傳統(tǒng)制造業(yè)的新技術(shù)，積極擁抱新技術(shù)，UWB廠家建設(shè)智能工廠是實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)型升級(jí)不可或缺的支持。從過(guò)去幾年的市場(chǎng)發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，只有那些知道如何充分利用技術(shù)進(jìn)行華麗轉(zhuǎn)型的企業(yè)才有機(jī)會(huì)在快速變化的市場(chǎng)中取勝、繁榮，甚至引領(lǐng)變革。面對(duì)這一波轉(zhuǎn)型浪潮，我們建議中國(guó)工業(yè)制造企業(yè)充分利用現(xiàn)有優(yōu)勢(shì)，利用新技術(shù)提高軟實(shí)力，加快數(shù)字轉(zhuǎn)型步伐和智能轉(zhuǎn)型，在全球競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)優(yōu)勢(shì)。
