RTLS expliqué
Le terme RTLS, ou Real-Time Location System, s'est imposé comme l'expression désignant les systèmes de positionnement en intérieur. Les systèmes de localisation en temps réel (RTLS) assurent le suivi en temps réel des stocks, du personnel et des équipements, améliorant considérablement les workflows opérationnels et la visibilité globale des opérations. Les entreprises, les industries et même le secteur de la santé s'appuient de plus en plus sur la technologie RTLS pour fluidifier les opérations, renforcer la sécurité, améliorer l'expérience patient, garantir la sécurité du personnel, prévenir les infections et accroître l'efficacité globale.
Dans ce guide complet, nous allons explorer en profondeur le RTLS, voir ce que c'est, comment il fonctionne et, surtout, comment il peut vous aider !
Composants d'un système RTLS
Le RTLS utilise une combinaison de matériel, de logiciel et d'un moteur de localisation pour déterminer la position précise d'objets ou de personnes dans une zone fermée. Les principaux composants d'un système RTLS comprennent :
Balises ou beacons RTLS
La plupart des systèmes RTLS actuels nécessitent de petites balises alimentées par batterie pour le positionnement. La balise peut être fixée à l'actif à suivre. En général, ces appareils émettent des signaux captés par les ancres. La majorité des traceurs fonctionne sur batterie, avec une autonomie de plusieurs années. Pour le suivi des véhicules, certains traceurs peuvent être alimentés par le véhicule lui-même. Enfin, certains systèmes RTLS prennent également en charge la localisation des smartphones, ce qui évite d'avoir besoin d'une balise dédiée.
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Ancres ou récepteurs
Alors qu'en extérieur le positionnement peut s'appuyer sur la couverture GPS, les systèmes de positionnement en intérieur nécessitent une infrastructure. En général, des ancres ou des récepteurs doivent être installés pour servir de points de référence RTLS. Cela nécessite généralement une alimentation électrique et/ou une connexion Ethernet.
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Logiciel RTLS
Le logiciel RTLS est une partie clé du système, là où les positions réelles sont calculées (moteur de localisation), et où l'utilisateur peut configurer et gérer un déploiement RTLS. Une fois installé, des API permettent aux autres systèmes d'ingérer les données de localisation. Le logiciel RTLS est généralement utilisé par les administrateurs système ou informatiques.
Logiciel applicatif
Dans sa forme la plus limitée, un RTLS ne fournit que des informations de localisation. Ces données sont soit intégrées dans une application existante telle qu'un ERP (Enterprise Resource Planning) ou un WMS (Warehouse Management System), soit envoyées à une application RTLS dédiée qui combine généralement le RTLS avec la cartographie intérieure, le géofencing et l'analyse. Ces applications sont généralement utilisées au quotidien par des utilisateurs finaux tels que les opérateurs, les ingénieurs process et les managers.
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Pozyx propose un RTLS éprouvé par l'industrie, pour l'UWB et le BLE, qui assure un positionnement intérieur précis à grande échelle.
Principaux cas d'usage du RTLS
L'un des principaux cas d'usage du RTLS est le suivi des actifs, qui optimise les opérations dans divers secteurs. Les systèmes de localisation en temps réel améliorent les workflows opérationnels et renforcent la visibilité globale des opérations. Cela inclut le suivi des stocks, la gestion des fournitures et la garantie de la précision de localisation des actifs critiques.
Le nombre de cas d'usage d'un RTLS est très important. Avec Pozyx, nous avons identifié et conservé une liste de plus de 250 cas d'usage RTLS uniques. À partir de cette liste, nous avons constaté que la plupart des cas d'usage peuvent être regroupés dans les 4 catégories suivantes :
1. Visibilité en temps réel
Le principal cas d'usage d'un RTLS est d'offrir une meilleure visibilité sur les actifs de l'entreprise. Ces actifs peuvent inclure des équipements, des véhicules, des matériaux, des ordres de travail, des conteneurs, des chariots, du personnel, et bien plus encore. La visibilité peut aussi bien signifier connaître la position exacte d'un actif que le nombre exact d'actifs dans un endroit donné.
Les données de localisation collectées en temps réel à partir de capteurs ou de beacons, à l'aide de technologies telles que Bluetooth Low Energy (BLE), le Wi-Fi ou l'UWB, sont essentielles pour cette visibilité. Sans RTLS, cette visibilité peut être dépassée ou tout simplement incorrecte. Un bon exemple est celui d'un ERP qui affiche des niveaux de stock négatifs pour un certain actif, ce qui est tout simplement impossible. Avec un RTLS, la recherche d'actifs passe de plusieurs heures ou jours à quelques secondes.
La visibilité offerte par un RTLS ne se limite pas à la position des actifs eux-mêmes. Grâce à des déclencheurs basés sur la localisation, vous pouvez également obtenir une visibilité sur certains événements en fonction de l'emplacement. Par exemple, lorsqu'un élément entre ou sort d'une zone donnée, ou lorsqu'un actif reste immobile pendant longtemps et la dernière fois où il a été déplacé. Cette capacité à déterminer avec précision la localisation aide à l'allocation des ressources et améliore l'efficacité opérationnelle.
Actifs typiques à suivre avec un système de positionnement intérieur
2. Analyses pilotées par les données
Les données de localisation en temps réel contiennent une grande richesse d'informations qui peuvent être utilisées pour la prise de décision basée sur les données ou pour l'analyse prédictive. Leur valeur va bien au-delà du simple fait de connaître la position d'un actif. Savoir où se trouvent les choses, pendant combien de temps et comment elles se déplacent, combiné au contexte de l'installation, peut fournir des informations sur les schémas opérationnels, l'utilisation des ressources et l'efficacité globale. Cette approche fondée sur les données aide les organisations à prendre des décisions éclairées pour optimiser les processus, améliorer l'allocation des ressources et renforcer les performances globales. Voici quelques exemples d'analyses basées sur la localisation :
- Détecter les vaches malades ou en chaleur à partir des schémas de mouvement
- Déterminer l'efficacité d'un chariot élévateur en fonction de son activité et du nombre de trajets
- Comprendre à quelle fréquence l'équipement est utilisé afin de savoir combien d'équipements sont réellement nécessaires.
En analysant les données de localisation historiques, les organisations peuvent développer des modèles prédictifs pour anticiper les tendances, identifier les goulots d'étranglement potentiels et traiter de manière proactive les problèmes avant qu'ils n'impactent les opérations. Cette capacité à transformer les données de localisation en informations exploitables constitue un avantage clé des solutions RTLS.
3. Sécurité, sûreté et conformité
Le RTLS est utilisé pour renforcer la sécurité au travail en suivant la position en temps réel du personnel, en particulier dans les environnements dangereux. Dans les établissements de santé, le RTLS peut améliorer la sécurité des patients et du personnel, atténuer les pénuries de personnel et renforcer la prévention et le contrôle des infections. Voici quelques exemples :
- Localiser et évacuer rapidement les employés en cas d'urgence
- Prévenir les collisions en avertissant les opérateurs trop proches d'un chariot élévateur, d'un AGV ou d'un autre véhicule en mouvement
- Empêcher une grue de levage de faire passer des matériaux au-dessus de la tête des personnes
Dans les secteurs soumis à des exigences réglementaires strictes, comme la santé et l'industrie manufacturière, le RTLS peut aider les organisations à se conformer aux règles de sécurité et de sûreté en garantissant que les actifs et le personnel se trouvent là où ils doivent être, et en fournissant des pistes d'audit pour suivre les mouvements et les activités. Cela garantit la sécurité des employés et des patients ainsi que le respect des normes de conformité.
4. Automatisation basée sur la localisation
Les cas d'usage plus avancés utilisent les informations de localisation pour automatiser certains processus, ce que l'on appelle le si ceci, alors cela. Grâce à la nature temps réel d'un RTLS, ces automatisations peuvent se produire en temps voulu, ce qui est essentiel pour la plupart des processus. Par exemple :
- Automatiser les enregistrements dans l'ERP dès qu'un actif entre dans une certaine zone
- Éteindre automatiquement les lumières et les machines lorsqu'une pièce ou une zone est vide pendant 5 minutes
- Déclencher automatiquement une prise en charge pour les conteneurs ou les patients en fonction de leur localisation
Ces cas d'usage montrent comment le RTLS peut générer des gains d'efficacité opérationnelle et améliorer la gestion des ressources dans différents secteurs. En s'appuyant sur des données de localisation en temps réel, les organisations peuvent mettre en place des automatisations intelligentes qui améliorent les workflows opérationnels et réduisent les interventions manuelles.
Applications du RTLS
Industrie manufacturière
L'industrie manufacturière est l'un des plus grands domaines d'application des services de localisation en intérieur. Les sites de production s'appuient sur des technologies RTLS telles que l'ultra wideband (UWB) et la RFID active pour suivre les mouvements des équipements, des matières premières, des ordres de fabrication et des produits finis.
En utilisant des systèmes de localisation en temps réel et des données de localisation précises, ces installations peuvent garantir des processus de production efficaces, des délais plus courts, des environnements de travail plus sûrs et une meilleure conformité qualité. L'intégration de solutions RTLS dans l'industrie manufacturière améliore également le suivi des actifs, la productivité et l'allocation des ressources, favorisant ainsi des opérations Lean rentables.
Gestion d'entrepôt
Le RTLS a transformé les opérations d'entrepôt en fournissant une visibilité en temps réel sur la position exacte des stocks, en réduisant les temps de recherche et en améliorant l'efficacité opérationnelle globale. L'intégration de la technologie RTLS permet les enregistrements automatisés, optimise les trajets des préparateurs grâce à des données de localisation précises et réduit les erreurs dans les processus d'expédition et de réception.
En utilisant des solutions RTLS, telles que la technologie ultra wideband et les balises RFID actives, les entrepôts peuvent suivre la localisation avec plus de précision, fluidifier les opérations et améliorer l'allocation des ressources, ce qui se traduit au final par des économies de coûts importantes et une productivité renforcée.
Santé
Le secteur de la santé est un autre marché majeur du RTLS. Dans les hôpitaux, les systèmes de localisation en temps réel sont essentiels pour suivre les équipements médicaux, gérer le flux des patients et assurer la sécurité des patients et du personnel grâce à une grande précision de localisation.
En utilisant des technologies RTLS telles que l'UWB et des balises RFID actives, les établissements de santé peuvent localiser rapidement les actifs critiques, améliorant ainsi les temps de réponse en cas d'urgence. Ces systèmes contribuent également à renforcer la sécurité des patients, à optimiser l'allocation des ressources et à améliorer l'efficacité opérationnelle, ce qui rehausse nettement la qualité globale des soins prodigués.
Commerce de détail
Le RTLS dans le commerce de détail est utilisé pour suivre et gérer les stocks, améliorer l'efficacité opérationnelle et enrichir l'expérience client globale. En utilisant des technologies RTLS telles que l'ultra wideband (UWB) et la RFID active, les enseignes peuvent suivre en temps réel les mouvements des marchandises dans leurs magasins, optimiser les niveaux de stock, réduire les ruptures et fluidifier les processus de réassort.
En outre, les solutions RTLS peuvent être exploitées pour le marketing géolocalisé et des interactions personnalisées avec les clients, en proposant des promotions ciblées et en améliorant l'agencement du magasin sur la base des schémas de fréquentation et des données comportementales des clients. Ces capacités conduisent à une meilleure gestion des stocks, à une hausse des ventes et à une expérience d'achat plus engageante pour les clients.
Agriculture
Localiser le bétail et les personnes, suivre les équipements, gérer les fournitures, enregistrer les rendements et observer le comportement des animaux ne sont que quelques exemples, en agriculture, où la localisation en temps réel est essentielle pour les fermes intérieures avec élevage ou production végétale.
Les systèmes RTLS, surtout lorsqu'ils sont combinés à l'intelligence artificielle (IA), fournissent des données détaillées sur la localisation et les mouvements des animaux, qui se sont révélées extrêmement utiles pour améliorer les résultats de reproduction, la productivité, le bien-être et la santé des animaux. L'utilisation de la technologie RTLS en agriculture améliore l'efficacité opérationnelle, l'allocation des ressources et la gestion globale de l'exploitation. Par conséquent, le suivi des animaux est devenu un cas d'usage majeur du RTLS, stimulant les avancées du secteur agricole.
Principales technologies RTLS
Dans cette section, nous présentons un aperçu des différentes technologies RTLS et de leur comparaison. Cette comparaison se limite aux technologies commerciales grand public, en excluant les options moins courantes comme le positionnement par ultrasons. Nous verrons que de nombreuses solutions impliquent des compromis entre différents paramètres du système, tels que la précision de localisation, la consommation d'énergie et la portée, qui peuvent influencer les performances globales des applications RTLS.
Le choix de la technologie de positionnement n'est pas toujours simple. Dans bien des cas, aucune technologie unique n'est capable de répondre à toutes les exigences de positionnement demandées. Une solution à ce problème peut consister à combiner plusieurs capteurs. Par exemple, des capteurs de mouvement tels que des accéléromètres ou des gyroscopes peuvent être intégrés à d'autres technologies RTLS pour améliorer la précision de localisation. Même si ces capteurs ne fournissent pas à eux seuls une position absolue, ils peuvent améliorer la précision des données de localisation pendant le suivi.
Voici une liste non exhaustive des caractéristiques importantes à prendre en compte lors du choix d'un système de positionnement :
- Précision
- Coût de l'infrastructure
- Coût de maintenance
- Autonomie de la batterie
- Fréquence de mise à jour
- Taille de la balise
- Évolutivité
- Facilité d'installation
- Latence de positionnement (comportement en temps réel)
- Interférences avec d'autres systèmes
- Robustesse dans des environnements difficiles
- Portée
Ces facteurs doivent être soigneusement pris en compte pour garantir que la solution RTLS choisie réponde aux besoins spécifiques de l'application.
RTLS UWB (ultra wideband)
L'ultra wideband (UWB) est une technologie spécialement conçue pour les applications de localisation en intérieur. Aujourd'hui, l'UWB est considéré comme la référence en matière de systèmes de localisation en temps réel grâce à sa grande précision de 10 à 30 cm, à sa faible consommation d'énergie et à sa robustesse dans les environnements difficiles et très métalliques. En outre, les coûts de cette technologie ont considérablement baissé ces dernières années grâce à l'adoption massive de l'UWB dans les smartphones et les véhicules. L'UWB permet désormais de suivre des milliers d'actifs dans de grands sites sans faire exploser le budget.
En savoir plus sur la technologie UWB.
RTLS BLE (Bluetooth Low Energy)
Le Bluetooth est une technologie bien connue qui a donné naissance à un large éventail d'applications réussies. Le BLE (Bluetooth Low Energy) n'a pas été conçu à l'origine pour le positionnement intérieur et constitue plutôt un sous-produit de la technologie. Comme le BLE est largement disponible sur tous les appareils mobiles, c'est la technologie la plus couramment utilisée pour le suivi des téléphones portables.
La précision typique que l'on peut atteindre avec un suivi BLE standard est d'environ 5 à 10 mètres. Cependant, comme le système s'appuie sur l'indicateur de puissance du signal reçu (RSSI) pour estimer la position, les résultats peuvent varier fortement selon l'environnement. Les obstacles, les métaux ou les personnes qui se déplacent peuvent fortement influencer la puissance du signal. Quoi qu'il en soit, le positionnement BLE reste très populaire en raison du faible coût de cette technologie.
Récemment, la norme BLE a ajouté la fonction de détection directionnelle BLE afin d'améliorer les performances de positionnement. Avec cette méthode, une précision de positionnement inférieure au mètre est possible. Cela nécessite toutefois une infrastructure dédiée et ne fonctionne pas avec les balises BLE standard sans modification.
RFID (identification par radiofréquence)
La RFID est probablement la technologie la plus connue et la plus utilisée pour les applications de suivi et de traçabilité. Avec la RFID passive, la 'balise' peut être aussi simple qu'une étiquette contenant une petite puce et une antenne, pour seulement quelques centimes, ce qui ouvre la possibilité de suivre 'presque tout'.
En revanche, l'inconvénient est qu'elle ne fournit pas de suivi en temps réel, car la balise RFID ne peut être détectée que lorsqu'elle est scannée par un lecteur RFID à courte portée. Cela rend la RFID adaptée au contrôle des stocks ou à certaines automatisations, mais pas à la recherche d'actifs perdus ni à l'analyse de localisation.
Il convient toutefois de noter que la robustesse de la RFID est relativement faible, et qu'en présence de métal, rien ne garantit que vous détecterez effectivement toutes les balises RFID. Pour cette raison, la RFID est moins utilisée dans les environnements industriels.
Analyse Wi-Fi
Le suivi Wi-Fi est très similaire au Bluetooth standard, car il utilise lui aussi l'indicateur de puissance du signal Wi-Fi pour déterminer la position. La précision est généralement d'environ 5 à 10 m, même si les performances peuvent varier fortement selon les fournisseurs. L'avantage est que l'infrastructure Wi-Fi existante peut être exploitée, ce qui réduit les coûts de déploiement supplémentaires. En revanche, le Wi-Fi consomme beaucoup plus d'énergie que le BLE ou l'UWB, ce qui le rend plus adapté au suivi d'appareils qui disposent déjà d'un Wi-Fi interne, comme les ordinateurs portables ou certains équipements.
Les traceurs Wi-Fi autonomes alimentés par batterie fonctionnent différemment : ils ne se connectent pas à un réseau Wi-Fi, mais détectent les points d'accès présents autour d'eux. Ces informations sont ensuite transmises au cloud via le réseau cellulaire afin de déterminer la position à partir des emplacements connus des points d'accès Wi-Fi. En raison de cette dépendance au réseau cellulaire, ces traceurs nécessitent des frais de connectivité mensuels et sont limités à quelques dizaines de mises à jour de position par jour. Cette méthode peut être efficace pour certains cas d'usage, mais elle reste contrainte par la consommation d'énergie et la fréquence de mise à jour.
Le suivi Wi-Fi constitue une option viable pour les systèmes de localisation en temps réel (RTLS) dans les environnements où une infrastructure Wi-Fi est déjà en place. Toutefois, il faut prendre en compte les compromis entre consommation d'énergie et précision lors de la mise en œuvre de ces systèmes.
Comment Pozyx repousse les limites du RTLS
Pozyx conçoit et développe ses produits en interne, y compris l'électronique, la conception de l'antenne et le boîtier, ce qui permet un contrôle total de la qualité du produit final. Avec son laboratoire électronique interne et sa chambre anéchoïque, Pozyx garantit des performances radio de tout premier ordre, pour offrir la meilleure portée et les meilleures performances possibles.
Le moteur de localisation breveté de Pozyx a été développé par notre équipe de traitement du signal avec l'Université de Gand et est optimisé pour la performance, l'évolutivité et la fiabilité. Il a été éprouvé sur le terrain et amélioré au fil des années dans plus de 200 installations RTLS dans divers environnements, ce qui en fait un système hautement qualitatif et fiable.
Pozyx a également développé un logiciel RTLS associé qui facilite l'installation et la maintenance d'un déploiement RTLS et de tous ses composants.
Pozyx est un fervent défenseur des standards du secteur et participe activement à divers comités de normalisation, comme Omlox, afin de favoriser l'interopérabilité et de promouvoir l'écosystème autour du positionnement UWB en intérieur.
