RTLS erklärt: kompakter Leitfaden

Bestandteile eines RTLS-Systems

Ein RTLS kombiniert Hardware, Software und eine Lokalisierungs-Engine, um die genaue Position von Objekten oder Personen in einem abgegrenzten Bereich zu bestimmen. Zu den wichtigsten Komponenten eines RTLS-Systems gehören:

Pozyx bietet ein in der Industrie bewährtes RTLS für UWB und BLE, das präzise und skalierbare Indoor-Positionierung ermöglicht.

Wichtige Anwendungsfälle von RTLS

Eine der wichtigsten Anwendungen von RTLS ist das Asset-Tracking, das Abläufe in vielen Branchen optimiert. Echtzeit-Ortungssysteme verbessern operative Prozesse und erhöhen die Transparenz im Tagesgeschäft. Dazu gehören die Verfolgung von Beständen, die Verwaltung von Materialien sowie die präzise Ortung kritischer Assets.

Die Zahl der Anwendungsfälle für RTLS ist sehr groß. Bei Pozyx haben wir mehr als 250 einzigartige RTLS-Anwendungsfälle identifiziert und dokumentiert. Auf Basis dieser Übersicht sehen wir, dass sich die meisten Use Cases in die folgenden vier Kategorien einordnen lassen:

1. Echtzeit-Transparenz

Der wichtigste Anwendungsfall eines RTLS ist eine bessere Transparenz über Unternehmenswerte und Betriebsmittel. Dazu zählen Maschinen, Fahrzeuge, Materialien, Fertigungsaufträge, Behälter, Wagen, Mitarbeitende und vieles mehr. Transparenz kann dabei bedeuten, den exakten Standort eines Assets zu kennen oder genau zu wissen, wie viele Assets sich an einem bestimmten Ort befinden.

Standortdaten, die in Echtzeit über Sensoren oder Beacons mit Technologien wie Bluetooth Low Energy (BLE), Wi-Fi oder UWB erfasst werden, sind für diese Transparenz entscheidend. Ohne RTLS ist diese Sicht oft veraltet oder schlicht falsch. Ein gutes Beispiel ist ein ERP-System, das negative Lagerbestände für ein bestimmtes Asset ausweist, obwohl das praktisch unmöglich ist. Mit einem RTLS verkürzt sich die Suche nach Assets von Stunden oder Tagen auf Sekunden.

Die Transparenz eines RTLS beschränkt sich nicht nur auf den Standort von Assets. Mit standortbasierten Triggern lassen sich auch bestimmte Ereignisse sichtbar machen. Zum Beispiel, wenn etwas einen Bereich betritt oder verlässt, wenn ein Asset lange stillsteht oder wann es zuletzt bewegt wurde. Diese Fähigkeit zur präzisen Lokalisierung unterstützt eine bessere Ressourcenplanung und steigert die operative Effizienz.

Typische Assets, die mit einem Indoor-Positionierungssystem verfolgt werden

2. Datengetriebene Analytik

Echtzeit-Standortdaten enthalten eine Fülle an Informationen, die sich für datenbasierte Entscheidungen oder prädiktive Analysen nutzen lassen. Ihr Wert geht weit über die reine Positionsangabe eines Assets hinaus. Wo sich Dinge befinden, wie lange sie dort bleiben und wie sie sich bewegen, liefert in Kombination mit dem Kontext der Anlage wertvolle Einblicke in Prozessmuster, Ressourcennutzung und Gesamteffizienz. Dieser datengetriebene Ansatz hilft Unternehmen dabei, Prozesse zu optimieren, Ressourcen gezielter einzusetzen und die Gesamtleistung zu verbessern. Beispiele für standortbasierte Analytik sind:

Durch die Analyse historischer Standortdaten können Unternehmen Prognosemodelle entwickeln, Trends frühzeitig erkennen, mögliche Engpässe identifizieren und Probleme proaktiv lösen, bevor sie den Betrieb beeinträchtigen. Diese Fähigkeit, Standortdaten in konkrete Handlungsempfehlungen zu übersetzen, ist ein zentraler Vorteil von RTLS-Lösungen.

3. Sicherheit, Schutz und Compliance

RTLS wird eingesetzt, um die Arbeitssicherheit zu erhöhen, indem der Standort von Mitarbeitenden in Echtzeit erfasst wird, insbesondere in gefährlichen Umgebungen. In Gesundheitseinrichtungen kann RTLS die Sicherheit von Patienten und Personal verbessern, Personalmangel abfedern und Prävention sowie Kontrolle von Infektionen unterstützen. Beispiele dafür sind:

In Branchen mit strengen regulatorischen Vorgaben, etwa im Gesundheitswesen oder in der Fertigung, hilft RTLS Unternehmen dabei, Sicherheits- und Compliance-Anforderungen einzuhalten. Es stellt sicher, dass sich Assets und Personen dort befinden, wo sie sein sollen, und liefert Nachweise über Bewegungen und Aktivitäten. Das erhöht die Sicherheit von Mitarbeitenden und Patienten und unterstützt die Einhaltung von Standards.

4. Standortbasierte Automatisierung

Fortgeschrittene Anwendungsfälle nutzen Standortinformationen, um Prozesse automatisch auszulösen, nach dem Prinzip "wenn dies passiert, dann tue das". Dank der Echtzeitfähigkeit von RTLS können diese Automatisierungen ohne Verzögerung greifen, was für viele Abläufe entscheidend ist. Zum Beispiel:

Wichtige RTLS-Technologien

In diesem Abschnitt geben wir einen Überblick über die wichtigsten RTLS-Technologien und zeigen, wie sie sich voneinander unterscheiden. Der Vergleich konzentriert sich auf gängige kommerzielle Lösungen und schließt weniger verbreitete Optionen wie Ultraschall-Ortung aus. Dabei wird deutlich, dass viele Systeme Zielkonflikte zwischen Faktoren wie Ortungsgenauigkeit, Energieverbrauch und Reichweite mit sich bringen, die die Leistung von RTLS-Anwendungen direkt beeinflussen.

Die Wahl der passenden Ortungstechnologie ist nicht immer einfach. In vielen Fällen kann keine einzelne Technologie alle Anforderungen an die Positionsbestimmung vollständig erfüllen. Eine Lösung dafür ist die Kombination mehrerer Sensoren. So können Bewegungssensoren wie Beschleunigungsmesser oder Gyroskope mit anderen RTLS-Technologien kombiniert werden, um die Ortungsgenauigkeit zu verbessern. Allein liefern diese Sensoren zwar keine absolute Position, sie können die Präzision der Standortdaten während des Trackings jedoch erhöhen.

Im Folgenden finden Sie eine nicht vollständige Liste wichtiger Kriterien bei der Auswahl eines Ortungssystems:

UWB-RTLS (Ultra-Wideband)

Ultra-Wideband (UWB) ist eine Technologie, die speziell für Indoor-Ortungsanwendungen entwickelt wurde. Heute gilt UWB als Goldstandard für Echtzeit-Ortungssysteme, weil sie eine hohe Genauigkeit von 10 bis 30 cm, einen geringen Energieverbrauch und eine hohe Robustheit in anspruchsvollen Umgebungen mit viel Metall bietet.

Außerdem sind die Kosten dieser Technologie in den letzten Jahren deutlich gesunken, da UWB in Smartphones und Fahrzeugen stark verbreitet wurde. Dadurch ist UWB heute eine wirtschaftlich attraktive Option, um Tausende von Assets in großen Anlagen zu verfolgen, ohne das Budget zu sprengen.

Mehr über UWB-Technologie erfahren.

BLE-RTLS (Bluetooth Low Energy)

Bluetooth ist eine bekannte Technologie mit zahlreichen erfolgreichen Anwendungsbereichen. BLE (Bluetooth Low Energy) wurde ursprünglich nicht für die Indoor-Positionierung entwickelt, sondern ist eher ein Nebenprodukt der Technologie. Weil BLE auf nahezu allen mobilen Geräten verfügbar ist, wird es besonders häufig für das Tracking von Smartphones eingesetzt.

Die typische Genauigkeit, die mit standardmäßigem BLE-Tracking erreicht werden kann, liegt bei etwa 5 bis 10 Metern. Da das System zur Positionsschätzung auf dem Empfangssignalpegel (RSSI) basiert, können die Ergebnisse je nach Umgebung jedoch stark schwanken. Hindernisse, Metall oder vorbeilaufende Personen beeinflussen die Signalstärke erheblich. Trotzdem bleibt BLE-Ortung aufgrund der geringen Kosten sehr beliebt.

Vor Kurzem wurde der BLE-Standard um Direction Finding erweitert, um die Ortungsleistung zu verbessern. Mit diesem Verfahren ist eine submeter-genaue Positionierung möglich. Dafür ist jedoch spezielle Infrastruktur erforderlich, und Standard-BLE-Tags funktionieren ohne Anpassung nicht.

RFID (Radiofrequenz-Identifikation)

RFID ist wahrscheinlich die bekannteste und am weitesten verbreitete Technologie für Track-and-Trace-Anwendungen. Bei passivem RFID kann der Tag so einfach sein wie ein Aufkleber mit kleinem Chip und integrierter Antenne, der nur wenige Cent kostet. Das eröffnet grundsätzlich das Potenzial, nahezu alles zu kennzeichnen und nachzuverfolgen.

Der Nachteil ist allerdings, dass RFID kein Echtzeit-Tracking bietet, weil der RFID-Tag nur erkannt wird, wenn er von einem RFID-Scanner mit kurzer Reichweite gelesen wird. Damit eignet sich RFID gut für Bestandskontrolle oder bestimmte Automatisierungen, nicht jedoch für die Suche nach verlorenen Assets oder für standortbasierte Analytik.

Wichtig ist außerdem, dass RFID vergleichsweise wenig robust ist und in metallischen Umgebungen nicht garantiert alle RFID-Tags zuverlässig erkannt werden. Deshalb wird RFID in industriellen Umgebungen seltener eingesetzt.

Wi-Fi-Scanning

Wi-Fi-Tracking ähnelt klassischem Bluetooth, weil auch hier die Signalstärke des Wi-Fi-Signals genutzt wird, um den Standort zu bestimmen. Die Genauigkeit liegt typischerweise bei etwa 5 bis 10 m, wobei die Leistung je nach Anbieter stark variieren kann. Ein Vorteil ist, dass bestehende Wi-Fi-Infrastruktur genutzt werden kann, was zusätzliche Installationskosten reduziert. Allerdings ist der Energieverbrauch von Wi-Fi deutlich höher als bei BLE oder UWB, weshalb es sich eher für Geräte eignet, die ohnehin über integriertes Wi-Fi verfügen, etwa Laptops oder bestimmte Maschinen.

Eigenständige, batteriebetriebene Wi-Fi-Tracker funktionieren anders: Sie verbinden sich nicht mit einem Wi-Fi-Netzwerk, sondern erkennen lediglich, welche Access Points sich in der Umgebung befinden. Diese Informationen werden dann über das Mobilfunknetz in die Cloud übertragen, um anhand bekannter Access-Point-Standorte die Position zu berechnen. Da diese Tracker auf das Mobilfunknetz angewiesen sind, fallen monatliche Konnektivitätskosten an, und die Anzahl der Standortupdates pro Tag ist auf einige Dutzend begrenzt. Das kann für bestimmte Use Cases sinnvoll sein, ist aber durch Energieverbrauch und Update-Frequenz eingeschränkt.

Wi-Fi-Tracking ist eine praktikable Option für RTLS in Umgebungen, in denen bereits Wi-Fi-Infrastruktur vorhanden ist. Bei der Einführung solcher Systeme müssen die Kompromisse bei Energieverbrauch und Genauigkeit jedoch sorgfältig abgewogen werden.