Kleine Funkbaken ganz groß

Für Echtzeit-Lokalisierung und effizientes, vernetztes Asset Management setzt Lufthansa Industry Solutions auf die explosionsgeschützte BLE-Beacon-Technologie von ecom / Industrie 4.0 / BLE-Beacon-Technologie / Use Case

(PresseBox) ( Assamstadt, )
Industrieunternehmen sehen sich im globalen Wettbewerb einem permanent zunehmenden Preis- und Kostendruck ausgesetzt. Um sich diesem zu stellen, müssen sie kontinuierlich neue Wege der Innovationsleistung und Effektivität einschlagen. Industrie-4.0-Lösungen gelten dabei als digitaler Erfolgstreiber – doch insbesondere Branchen mit weitläufigen Werksgeländen oder explosionsgefährdeten Bereichen sind aus Mangel an wirtschaftlichen Optionen, Kompatibilität oder Zertifizierungen häufig nicht in den modernen Informations- und Datenfluss mit eingebunden. Unternehmenskritische Assets werden etwa nur unzureichend verwaltet und überwacht oder sind nur sehr kostspielig zu lokalisieren. Die Beacon-Technologie hat nun das Potenzial, das Asset- & Workflow-Management durch die Vernetzung von Menschen, Bereichen, Assets und Systemen in der Industrie grundsätzlich zu verbessern.

 

„Den technischen Fortschritt auf die Praxis zu übertragen, das ist die Herausforderung“, konstatiert Dr. Holger Schlüter, Associate Director IoT/Industrie 4.0 bei Lufthansa Industry Solutions. „Denn unabhängig von Ihrer Branche teilen Unternehmen dieselbe Herausforderung: Sie müssen ihre gesamte Wertschöpfungskette so gestalten, dass sie Kosten reduzieren und gleichzeitig die Produktivität sowie Effizienz erhöhen. Das Management, Tracking und Lokalisieren von Assets spielt dabei eine wichtige Rolle.“ Lufthansa Industry Solutions setzt deshalb auf die Loc-Ex® 01 - BLE Beacons von ecom für explosionsgefährdete Bereiche ATEX / IECEx Zone 1 (Loc-Ex 01) und für ungefährdete Bereiche (Loc 01 HC & Loc 01 SC).

 

Technologien gewinnbringend etablieren

Lufthansa Industry Solutions zeigt gemeinsam mit ecom, wie Unternehmen technologische Neuerungen im Sinne der Industrie 4.0 gewinnbringend etablieren können. „Wir verstehen uns als ‚Scharnier‘ zwischen Business und Technologie“, sagt Holger Schlüter. „Viele Industrieunternehmen suchen nach wirtschaftlich umsetzbaren Antworten und Lösungen, um Ortsinformationen sowie Tracking- und Sensordaten zu erfassen.“ Lufthansa Industry Solutions war deshalb auf der Suche, eine neue Lösung, die auch für explosionsgefährdete Bereiche geeignet ist, in sein IoT-Angebot zu integrieren.

 

Wichtige Kriterien waren hohe Präzision, niedriger Batterieverbrauch sowie ein zertifizierter Explosionsschutz und die Integration in eine Digitalisierungsstrategie. Bei der Auswahl eines geeigneten Anbieters kam Lufthansa daher schnell auf das explosionsgeschützte, ineinander verzahnte Lösungsportfolio (Smartphones, Tablets, Beacons, Peripheriegeräte sowie Applikationen und Software) von ecom als Teil der Pepperl+Fuchs Gruppe. „Mit den Loc-Ex® 01 BLE Beacons von ecom sind wir auf der sicheren Seite. Marktübliche Lokalisierungslösungen sind häufig auf Ortsinformationen beschränkt. Die Loc-Ex 01® BLE Beacons hingegen bieten eine am Markt einzigartige, Ex-zertifizierte sowie kostengünstige und weitgehend wartungsfreie Option, Daten von Assets zu sammeln und mit Backend-Systemen zu verbinden“, betont Schlüter.

 

Echtzeit-Lösung für die Nahbereichslokalisierung

Das Echtzeit-Lokalisierungssystem wurde speziell für die präzise Nahbereichslokalisierung von Objekten entwickelt. Durch die Befestigung kleiner Bluetooth-Beacons werden Assets zu intelligenten, lokalisierbaren Objekten, die Informationen wie Temperatur- oder Füllstand liefern können und sogar auf Ereignisse wie Tastendruck, Helligkeit, Schock oder Positionsänderung reagieren. Neben der räumlichen Information werden zusätzliche Daten über lokale Prozessparameter in Echtzeit übertragen. Der Bluetooth 4.1 Standard sorgt dafür, dass die Beacons sowohl mit den derzeit gängigen als auch speziellen Tablets und Smartphones für explosionsgefährdete Bereiche kompatibel sind und so ein durchgängiges System für die Digitalisierungsstrategie bilden. Darüber hinaus belasten sie das Firmen WLAN nicht und verbrauchen keine der zum Teil knapp verfügbaren IP-Adressen, indem die „letzte Meile“ mit Bluetooth überbrückt wird und erst an zentraler Stelle die Daten an das Backend-System übermittelt werden.

 

„Unsere Bluetooth Low Energy (BLE) Beacons Loc 01 und Loc-Ex® 01 können wir speziell auf Kunden-Anforderungen konfigurieren“, bestätigt Paulo Jorge de Almeida, System Engineer bei ecom. „Die Bluetooth-Beacons können Geräte über den eingebauten Rückkanal steuern oder als Signalgerät fungieren, so dass gesuchte Objekte leichter identifiziert werden können.“ Zum Einsatz kommt dabei das Quuppa Intelligent Locating System™, das die angle-of-arrival Technologie nutzt. Die horizontalen und vertikalen Winkel zwischen den Ortungsgeräten und der Beacons werden gleichzeitig bestimmt. Eine 2D-Positionsbestimmung ist mit nur einem Lokator möglich. Für eine Lokalisierung im 3D-Raum sind mindestens zwei Beacons erforderlich.

 

Die Vorteile der Beacon-Technologie

Für Lufthansa Industry Solutions bietet die Beacon-Technologie entscheidende Vorteile: Im Vergleich zu anderen Geo-Location-Technologien bietet die Beacon-Technologie ein hohes Maß an Präzision und Genauigkeit in allen drei Achsen. Wegen der großen Reichweite von bis zu 300 m im freien Feld können die Kosten für die Überwachung großer Flächen niedrig gehalten und die gewünschte Lokalisierungsgenauigkeit durch die Anzahl der installierten Beacons variiert werden. Darüber hinaus können Nachbarschaftsbeziehungen und Alarme definiert werden, sollten etwa Gefahrengutstoffe kollidieren bzw. nebeneinander gelagert werden. Und auch die Unempfindlichkeit gegenüber Signalstärke-Schwankungen ist ein wesentlicher Vorteil gegenüber herkömmlichen Bluetooth-basierten Lokalisierungstechnologien.

 

Ein weiterer Vorteil ist der niedrige Batterieverbrauch. Durch den energiesparenden Bluetooth-Standard Bluetooth Low Energy (BLE) muss ein Batteriewechsel – selbst bei höchster Sendeleistung – erst nach mehreren Jahren erfolgen. Auch Applikationen, welche die Möglichkeit bieten, von Beacons angesteuert zu werden, haben nur minimale Auswirkungen auf die Akkulaufzeit des Geräts. Ebenso ist eine Internetverbindung nicht zwingend erforderlich. Mobile Endgeräte und Applikationen können Beacon-Signale auch an Orten empfangen, an denen eine stabile Internetverbindung nicht verfügbar ist und speichern Daten lokal auf dem Gerät. Bei erneutem Zugriff auf das Firmennetzwerk, wird das Backendsystem sofort aktualisiert.

 

Lokalisierung sowohl Outdoor als auch Indoor

Da sich die Ortung per GPS in Gebäuden schwierig gestaltet, wird eine alternative Technologie für die Indoor-Ortung benötigt. Bluetooth Beacons haben in Innenräumen eine Reichweite von 10 bis 30 Metern. So ist es sehr schnell und einfach möglich, den Standort einer bestimmten Person zu lokalisieren. Wie viele Beacons man dafür benötigt, hängt von der Fläche der Räumlichkeit und der gewünschten Genauigkeit der Ortung ab, die erreicht werden soll.

 

Das durch die Beacons ausgesendete Signal kann schließlich durch eine geeignete Software Applikation auf dem Mobilgerät des „Mobile Worker“ empfangen und die Distanz zum Beacon berechnet werden. Sobald der Mobile Worker sich in Reichweite eines zweiten oder weiteren Beacons befindet, kann je nach Ortungsverfahren, der Standort relativ genau ermittelt werden. Sogar eine dreidimensionale Ortung ist mit Bluetooth-Beacons möglich. Das heißt, es kann auch das Stockwerk angegeben werden, auf dem sich eine Person oder Gegenstand befindet und entsprechend an das zentrale Navigationssystem der Leitstelle weitergegeben werden.

 

Fazit

Bluetooth-Beacons eignen sich perfekt für das Lokalisieren, Tracking und Management von unternehmenskritischen Assets. Sie verbinden digitale und physikalische Daten in einer einzigen, einheitlichen Business-Intelligence-Einheit. „Obwohl für die Industrie 4.0 bisher nur eine High-Level Referenz-Architektur existiert, also kein Industrie-Standard, haben sich die Loc-Ex 01 BLE Beacons von ecom als akzeptierte Asset-Tracking- und Lokalisierungs-Lösung in explosionsgefährdeten Bereichen etabliert, die sich auch in jedes System integrieren lassen. Und gerade bei der Adaption an spezielle Anforderungen hat uns ecom sehr ausführlich beraten sowie verschiedene durchdachte Sonderlösungen angeboten“, resümiert Dr. Holger Schlüter, Associate Director IoT/Industrie 4.0 bei Lufthansa Industry Solutions.
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