Raumintelligenz erschließen – mit Quantum RTLS

In einer aktuellen Folge des „Augmented Ops “-Podcasts haben wir gemeinsam mit Matt Lowe, Gründer und CTO von ZeroKey, einen Blick auf die Landschaft der industriellen IoT geworfen und die Rolle von MQTT beleuchtet. Unter dem Titel„Bringing Spatial Intelligence to Operations“ beleuchtet das Gespräch mit Lowe die Technologie hinter Quantum RTLS (Real Time Location System), wie diese eine Vielzahl von Anwendungsfällen in der Fertigung ermöglicht und wie wichtig ein offener Ökosystem-Ansatz für Hardware und Software ist.

Lowe beschreibt, wie er die Technologie von einer auf einer Serviette skizzierten Idee zum präzisesten 3D-Positionserfassungssystem für die Industrie weiterentwickelt hat. Er vermittelt einen differenzierten Einblick in den aktuellen Stand der Ortungstechnologien und deren Anwendung in der Industrie und ermutigt Hersteller, diese Technologie einzusetzen, um neue Wege zur Optimierung ihrer gesamten Betriebsabläufe zu erschließen.

Das Quantum RTLS von ZeroKey stellt einen bedeutenden Fortschritt im Bereich der Echtzeit-Standortverfolgung dar und bietet eine beispiellose Genauigkeit sowie eine neue Ortungsmethode, die es von herkömmlichen Systemen wie RFID, GPS oder Ultrabreitband unterscheidet. Doch wie genau funktioniert Quantum RTLS, und was macht es unter den vielen Mitbewerbern so einzigartig?

In erster Linie bietet Quantum RTLS ein extrem hohes Maß an Präzision und Genauigkeit – Objekte lassen sich in Echtzeit im 3D-Raum auf 1,5 Millimeter genau orten. Dieser Grad an Genauigkeit übertrifft den von etablierten Technologien bei weitem, die den Standort in der Regel auf einen Meter genau messen, oft sogar nur in einer 2D-Ebene. Wie Lowe beschreibt: „Dies ermöglicht intelligentere und bessere Lösungen, die präzise auf das Geschehen reagieren – im Gegensatz zu einer gröberen Positionsbestimmung, die nicht diesen Detaillierungsgrad bieten würde und keinen Einblick darin geben würde, dass jemand dieses Werkzeug an der falschen Stelle verwendet hat oder das Anziehen der Schrauben an einem Triebwerk versäumt hat, das schließlich in einem Flugzeug verbaut wird.“

Im Gegensatz zu herkömmlichen Ortungstechnologien, die in der Regel auf irgendeine Form von Funkwellen zurückgreifen, erzielt ZeroKey durch den Einsatz von Ultraschall eine beispiellose Leistung. Zum einen reduziert Ultraschall das bei funkbasierten Systemen häufig auftretende Problem der Mehrwegstörungen erheblich. Funksignale werden in komplexen Innenräumen häufig von Oberflächen reflektiert, wodurch die Wellen längere Strecken zurücklegen, als sie sollten, was zu einer ungenauen Standortbestimmung führt. Ultraschallsignale hingegen streuen beim Auftreffen auf Oberflächen tendenziell ab, was dazu beiträgt, Mehrwegprobleme zu reduzieren und die Integrität der Positionsdaten zu gewährleisten.

Zudem ermöglicht die im Vergleich zu Funkwellen geringere Ausbreitungsgeschwindigkeit von Ultraschallwellen, dass Quantum RTLS weitaus genauere Zeitmessungen erfassen kann. Dies ist entscheidend für die Millimeter-Genauigkeit, mit der Quantum RTLS punktet. Lowe erklärt: „Einer der Vorteile eines sich langsamer ausbreitenden Signals besteht darin, dass man die Zeit, die das Signal benötigt, um von Punkt A nach Punkt B zu gelangen, tatsächlich viel genauer bestimmen kann. Dahinter steckt zwar ziemlich komplexe Mathematik, aber sie ist wirklich einer der wichtigsten Faktoren, die es uns ermöglichen, diese Genauigkeit von 1,5 Millimetern zu erreichen.“

Lowe erzählt anschließend eine Reihe von Geschichten, die veranschaulichen, wie die RTLS-Technologie eine Vielzahl von Problemen lösen kann, mit denen man in Produktionsumgebungen konfrontiert ist.

Er beschrieb ein typisches, 50.000 Quadratfuß großes Lager, das mit Schwierigkeiten bei der Lokalisierung eingegangener Waren zu kämpfen hatte, was zu Ineffizienzen und erhöhten Betriebskosten führte. Indem jedes Lagerpersonal mit einem ZeroKey-Tracking-Knoten ausgestattet wurde, konnten die Mitarbeiter bei jedem Scannen eines Barcodes den 3D-Standort der Ware erfassen. Matt Lowe berichtete von der Wirksamkeit dieser Lösung und erklärte: „Von einem Tag auf den anderen ging nichts mehr verloren. So einfach war das.“ Dies verhinderte nicht nur den Verlust von Lagerbeständen, sondern ermöglichte es ihnen auch, eine Heatmap zu erstellen, die zeigte, wo sich die Mitarbeiter im gesamten Lager aufhielten. Dadurch konnten sie ihre Mitarbeiter besser verteilen und so die Effizienz steigern.

Lowe beschrieb außerdem einen weiteren Anwendungsfall der Automobilindustrie, in der Präzision und Wiederholbarkeit von entscheidender Bedeutung sind. In diesem Fall hatte ein Tier-1-Zulieferer der Automobilindustrie mit einem enormen Nacharbeitsaufwand zu kämpfen, der auf Fehler infolge aktualisierter Standardarbeitsanweisungen (SOPs) zurückzuführen war. „Als sie den Fehler tatsächlich entdeckt und erkannt hatten, waren bereits Tausende von Fahrzeugen betroffen“, erklärt Lowe. Man entschied sich für den Einsatz der ZeroKey-Technologie, um diese Probleme proaktiv anzugehen. Dank der hohen Genauigkeit konnten die Handgriffe des Bedieners während des gesamten Montage nachverfolgt werden, was die Erkennung von Fehlern in Echtzeit ermöglichte. Dadurch wurde das Risiko groß angelegter Fertigungsfehler drastisch reduziert, was nicht nur erhebliche Kosten einsparte, sondern durch die Gewährleistung der Produktqualität auch den Ruf des Unternehmens schützte.

Eine der wohl überzeugendsten Anwendungsmöglichkeiten von Quantum RTLS liegt in der hochriskanten Welt der Luxusgüterherstellung, in der der Verlust oder die unsachgemäße Verwaltung teurer Rohstoffe erhebliche Kosten verursachen kann. In diesem Fall Tulip ZeroKey und Tulip , um die Bestandsabläufe eines Luxusjuweliers einer „doppelten Überprüfung“ zu unterziehen. Dieses System nutzte die präzisen Ortungsfunktionen von Quantum RTLS in Kombination mit Tulip Vision, um Behälter mit Materialien automatisch zu verfolgen und zu fotografieren, während diese sich im Produktionsbereich bewegten, und so die Rückverfolgbarkeit des Edelmetallbestands zu verbessern. Lowe erläuterte die entscheidende Bedeutung dieser Anwendung: „Diese Edelmetalle im Wert von Tausenden, Zehntausenden oder vielleicht sogar mehr [können] aus all Ihren Nachverfolgungssystemen verschwinden, denn bei RFID Barcodes wird der Zustand nur zu einem bestimmten Zeitpunkt erfasst.“ Mit Quantum RTLS konnte nicht nur der Standort dieser wertvollen Gegenstände genau bestimmt werden, sondern auch ihre Bewegung in Echtzeit überwacht und verifiziert werden, was den Betriebsabläufen eine robuste Ebene der Rückverfolgbarkeit und Nachvollziehbarkeit verlieh.

Genau wie im Anwendungsfall „Luxusgüter“ entfaltet ZeroKey sein wahres Potenzial erst dann, wenn es als Teil eines offenen Technologie-Ökosystems in andere Systeme integriert wird. Die Zeiten, in denen ein einzelner Anbieter erstklassige Lösungen für alle Aspekte eines Fertigungsbetriebs liefern konnte, sind längst vorbei. Der Übergang zu offenen, interoperablen digitalen Architekturen ermöglicht es Herstellern, genau jene Kombination aus Tools und Technologien auszuwählen, die den individuellen Anforderungen ihres Betriebs am besten entspricht. Wie Lowe erklärt: „Es geht nicht nur um die Positionierung, oder? Es geht darum, dass all diese unterstützenden Technologien gemeinsam in einem offenen Ökosystem eingesetzt werden, in dem Kunden dies problemlos tun können, ohne einen Systemintegrator hinzuziehen zu müssen, der eine maßgeschneiderte Lösung bereitstellt.“

Dieser offene Ansatz ermöglicht es Herstellern, agil zu bleiben, da er die Einführung neuer Technologien wie dem Quantum RTLS von ZeroKey vereinfacht und deren Integration in die bestehende Architektur erleichtert. Indem sie ihren Tech-Stack auf einem Ökosystem aus offenen Protokollen und Standards aufbauen, können Hersteller Lösungen einer Vielzahl von Anbietern nahtlos integrieren, um leistungsstarke, zukunftssichere Lösungen zu schaffen, die auf die spezifischen Anforderungen ihrer Prozesse zugeschnitten sind.