Giới thiệu

Trong kỷ nguyên Công nghiệp 4.0, việc chỉ biết vị trí gần đúng của một tài sản là không còn đủ. Logistics hiện đại đòi hỏi “Định vị siêu chính xác”; khả năng xác định vị trí chính xác của một pallet, xe nâng hoặc công nhân trong phạm vi vài inch.

Như chúng ta đã biết, hiện nay chủ yếu có hai công nghệ định vị là GPS (Hệ thống Định vị Toàn cầu) và UWB (Băng tần siêu rộng). Mặc dù cả hai đều trả lời câu hỏi “Nó ở đâu?”, nhưng chúng được thiết kế cho hai môi trường vật lý hoàn toàn khác nhau.

GPS: Một công nghệ dành cho hoạt động ngoài trời

Đây là công nghệ cung cấp năng lượng cho Google Maps và ngành vận tải đường bộ. Nó dựa trên một chòm sao vệ tinh quay quanh Trái đất để xác định vị trí bằng phương pháp tam giác hóa. Hãy cùng tìm hiểu cách thức hoạt động của nó.

• Một thiết bị thu trên xe tải hoặc xe khác sẽ lắng nghe các tín hiệu thụ động từ ít nhất bốn vệ tinh.
• Bằng cách tính toán thời gian tín hiệu truyền đến, nó sẽ xác định tọa độ.

Hạn chế:

• Đối với việc theo dõi trong kho hàng, tín hiệu vệ tinh tương đối yếu, khó xuyên qua mái kim loại, tường bê tông và hệ thống giá đỡ bằng thép.
• Ngay cả khi tín hiệu GPS xuyên qua được bên trong tòa nhà, độ chính xác của nó cũng chỉ khoảng 5 đến 10 mét. Dựa trên thông tin này, người ta có thể kết luận rằng vật phẩm đang ở trong tòa nhà nhưng không thể xác định được nó nằm ở lối đi hay kệ nào.

UWB: Chuyên gia về công nghệ chính xác trong nhà

Công nghệ siêu băng rộng (Ultra-Wideband) là một công nghệ tần số vô tuyến được thiết kế đặc biệt để giải quyết các vấn đề gây cản trở hoạt động của GPS, Wi-Fi và Bluetooth trong môi trường công nghiệp. Hãy cùng tìm hiểu cách thức hoạt động của nó trong môi trường nhà kho.

• Thay vì sử dụng vệ tinh, UWB sử dụng mạng cục bộ gồm các điểm neo cố định được gắn trên trần nhà kho.
• Các thẻ trên xe nâng hoặc pallet phát ra các xung sóng vô tuyến cực ngắn (có thời lượng vài nano giây) đến các điểm neo này.
• Các điểm neo UWB đo thời gian bay (ToF), tức là thời gian chính xác ánh sáng cần để truyền từ Thẻ đến Điểm neo.
• Dựa trên phép tính ToF, UWB cung cấp độ chính xác ở mức centimet (10-30 cm).
• Độ chính xác cao nêu trên cho phép theo dõi chính xác xe nâng nào đã nâng pallet nào.

Thuận lợi:

• Cung cấp độ chính xác đo vị trí ở mức cm.
• Các nhà kho chứa đầy kim loại (ví dụ: giá kệ, máy móc). Do đó, sóng radio bị phản xạ tạo ra các tín hiệu ảo (tức là nhiễu đa đường). Vì các xung UWB ngắn và sắc nét, bộ thu có thể dễ dàng phân biệt tín hiệu thực trực tiếp với các tín hiệu phản xạ.

Sự khác biệt giữa GPS và UWB

Tính năngGPS (Hệ thống định vị toàn cầu)UWB (Băng tần siêu rộng)Môi trường chínhCác khu vực ngoài trời như đường cao tốc, bến tàu, v.v.Trong nhà, ví dụ như nhà máy, nhà kho, v.v.Nguồn tín hiệuVệ tinh (quay quanh Trái đất)Các neo được lắp đặt trên trần nhàSự chính xácThấp (~ 5 đến 10 mét)Rất cao (~ 10 cm)Sự xuyên thấu tín hiệuKém (Bị mái nhà/tường che khuất)Tuyệt vời (Được thiết kế để dọn dẹp đồ đạc lộn xộn)Chi phí cơ sở hạ tầngZero (Hiện tại, các vệ tinh được phóng để phục vụ GPS đều được sử dụng miễn phí)Độ khó trung bình (Yêu cầu lắp đặt neo trên trần nhà xưởng hoặc nhà kho)Sự can thiệpBị chặn bởi các cấu trúc kim loạiChống phản xạ kim loại (đa đường truyền)Trục Z (Chiều cao)Chất lượng kém, khó xác định được độ cao sàn.Tuyệt vời, có thể phát hiện chiều cao của kệ.

Bản tóm tắt

Từ những giải thích trên, chúng ta có thể kết luận rằng việc lựa chọn giữa GPS và UWB trong quản lý tài sản kho hàng phụ thuộc vào trường hợp sử dụng như sau.

• GPS là giải pháp tốt hơn cho chuỗi cung ứng: Nếu bạn đang theo dõi một container vận chuyển vượt đại dương hoặc một xe tải giao hàng chạy khắp đất nước, GPS là lựa chọn khả thi duy nhất. Nó không yêu cầu cơ sở hạ tầng tại địa phương và hoạt động trên toàn cầu.
• UWB phù hợp hơn cho: Hậu cần nội bộ (Bên trong kho): Đối với các hoạt động bên trong kho, UWB là lựa chọn tối ưu vì nó cung cấp dữ liệu vị trí chính xác cần thiết cho nhiều hoạt động khác nhau như tự động hóa kiểm kê, ngăn ngừa tai nạn bằng cách dừng xe nâng nếu công nhân ở quá gần, phân tích hiệu quả bằng cách tạo bản đồ nhiệt về luồng giao thông.
• Công nghệ lai là tương lai: Hầu hết các hệ thống hậu cần thông minh tiên tiến hiện nay đều sử dụng cả GPS và UWB. Một tài sản có giá trị cao có thể được trang bị thiết bị theo dõi với mô-đun GPS để theo dõi hành trình trên xe tải và chip UWB được kích hoạt ngay khi nó đi qua khu vực tiếp nhận hàng của kho. Điều này đảm bảo khả năng giám sát liên tục từ nhà máy đến tận cửa nhà khách hàng.