航空航天制造和维修中使用RTLS可以大大提高效率、生产率和成本效益

RTLS 在航空航天领域的集成能够通过提高效率、生产力和节省成本来改变运营方式并显着提高行业绩效。实施 RTLS 可以彻底改变行业的运作方式，提高整体性能和运营。

○ 通过提供有关正在进行的工作或飞机零件和维护设备的位置和状态的实时数据，RTLS 可以简化生产和维护操作、减少停机时间并提高生产率。

○ 此外，实时定位系统的成本节约潜力也很大，因为它可以帮助识别和解决生产和维护过程中的低效率问题，减少对体力劳动的需求，并最 大限度地降低设备损失的风险。

○ 航空业越来越多地使用 RTLS 来有效跟踪和管理各种关键资产，例如昂贵的零件、校准工具和维护设备。通过这样做，制造商可以轻松地在整个生产过程中监控这些资产的位置和状态，确保始终对它们进行统计。

○ 此外，RTLS 技术还可用于跟踪和监控第三方资产，例如可能由第三方（例如客户和/或政府）拥有的昂贵的校准工具或组件。

 根据Polaris Market Research的报告，2021年全球飞机制造市场价值4135.1亿美元，预计2022-2030年复合年增长率为3.7%。这种增长可能会进一步增加对更高效制造实践的需求，包括在生产过程中使用 RTLS。在航空领域，这可能意味着更少的停飞飞机和更长的飞行时间。

 此外，根据奥纬咨询的 2022 年 MRO 调查和行业挑战报告，劳动力短缺已成为航空维修行业面临的主要挑战之一。这个问题在航空领域尤其严重，预计随着市场的增长，这一问题将继续恶化。为了解决这个问题，制造和维护过程的效率对于该行业至关重要。

 探讨 RTLS 在航空航天制造和维护行业中的使用，包括：

1、RTLS 在智能工厂、数字化转型和工业 4.0 中的重要性。

2、RTLS 中使用的不同技术

3、不同技术在重金属环境中的表现如何

4、RTLS在航空航天制造和维修设施中的应用

5、使用 RTLS 跟踪校准工具

RTLS 在智能工厂、数字化转型和工业 4.0 中的重要性

RTLS 是智能工厂、数字化转型和工业 4.0 的重要技术。对于许多组织来说，实施 RTLS 等定位解决方案可能是工厂现代化的第 一步。

与全球定位系统 (GPS) 不同，RTLS 侧重于本地定位。在跟踪时间和位置的同时，实时定位系统还包括身份识别作为一项关键功能，即使在身份信息受到保护的情况下也是如此。RTLS 可在 GPS 不精 确的地方（例如室内、地下和 GPS 无法使用的环境）提供定位。

简单来说，RTLS 提供有关定义区域内“什么、何地和何时”的可操作数据。例如，RTLS 可以显示在特定时间（何时）期间哪个特定部分（什么）经过特定站点（何处）另一个例子是 RTLS 可以跟踪在工作日的特定时间（何时）哪个集装箱（什么）被装载到特定卡车（何处）。

 了解 RTLS 包含各种位置智能技术至关重要。这些系统可以包括提供基于邻近度的信息或精 确坐标的系统，以识别特定点的设备，例如在扫描点提供临时位置数据。然而，就本指南而言，我们将重点关注提供连续实时识别、位置和计时数据（即“内容、地点和时间”）的系统，如前所述。需要强调的是，位置数据的准确性对于数据的有效性和 RTLS 系统的实用性至关重要。

 根据MRO Business Today 的《2023 年 MRO 市场预测》，“另一个会给新的一年带来一些好消息的积极发展是新技术的引入。在先进空中机动（AAM）、太空、数字线程的使用和智能工厂等领域取得了长足的进步。迅速抓住这些新兴机遇的 MRO 公司预计将获得可观的财务收益。”

RTLS 中使用的不同技术

实现实时位置跟踪的方法有多种，但最常见的方法是使用射频识别 (RFID) 技术，例如 WiFi、蓝牙/低功耗蓝牙 (BLE) 或超宽带 (UWB)。

RF 方法背后的基本概念是使用跟踪器标签或标签来标记和跟踪物体或人员。位于已知位置的参考点系统接收来自这些标签的传输以计算位置和/或定时数据。这些参考点可以称为天线、锚、信标或门，具体取决于所使用的系统。

一些 RTLS 系统在边缘计算位置数据，而其他系统则首先将其发送回服务器。不同的系统可能使用信号强度、三角测量或三边测量。大多数都需要标签和天线/信标/收发器之间有清晰的视线。许多硬件安装都有不同的参数。关键在于，射频传输是所有最常用技术中 RTLS 的主要机制。

不同技术在重金属环境中的表现如何

制造设施对射频技术提出了独特的挑战。这些设施通常是繁忙、嘈杂的地方，金属和移动部件高度集中。金属会反射射频信号，大多数表面都会削弱或衰减它们。

 所有射频技术都从物体（例如标签）发出信号，信标或天线确定与信号设备的距离。在金属反射环境中，来自标签的每个信号都会生成真正的直接路径和许多更长的反射路径。为了准确确定位置和距离，目标是找到信令标签和接收天线之间的最短直接路径。

 Wi-Fi、蓝牙和有源 RFID 等窄带 RF 技术通过接收信号强度指示器 (RSSI) 技术根据信号强度找到直接路径。然而，在反射环境中，这可能会导致结果不准确。例如，如果标签和天线之间有一堆盒子，那么如果信号穿过那堵盒子墙，信号就会变弱。RSSI 系统将选择较强的反射信号，这是错误的间接路径，从而给出不准确的位置读数。因此，这些系统通常需要标签和天线之间有直接的视线。

 WISER Systems 首席技术官 Seth Hollar 博士表示：“RSSI 技术根本无法在反射环境中实现高精度。您可以在出厂设置中设置接收器网格来测量信号强度，但反射太多，因此无法准确。为了使 RSSI 正常工作，需要在室外无障碍地设置才能获得真正的准确性。”

在工厂车间等拥挤、复杂和反射的环境中，超宽带 (UWB) 是实时定位系统 (RTLS) 的最 佳技术。UWB是一种宽带技术，通过时域技术而不是信号强度进行定位。UWB 传输短脉冲的宽波，天线选择到达时间最短的信号来到达它。如果信号因穿过一堆盒子甚至一堵墙而减弱，那也没关系。软件算法评估每个信号的时序，使 UWB 系统能够确定哪个信号是真正的直接路径并生成准确的位置读数。这使得 UWB 能够在有许多障碍物的反射环境中表现良好，甚至在没有视线的情况下也是如此。

 UWB 的这一方面还使得该技术能够在高天花板工业环境中表现良好。蓝牙和有源 RFID 通常具有约 20 英尺的读取限制，因为超出该范围信号强度会变得太弱而无法捕获准确的读数。一些系统尝试通过增大功率来进行补偿。除了增加成本和碳足迹之外，长期暴露于高功率射频辐射还可能对健康产生不利影响。

另一方面，超低功耗 UWB 可以在 100 至 200 英尺外准确读取，这使其成为航空航天设施或机库等高天花板环境中更可行的选择。UWB 技术还具有不干扰 Wi-Fi 或蓝牙等常见通信协议的优点。

在航空航天制造和维护设施中使用 RTLS

航空旅行的复苏至大流行前的水平给航空业带来了一些挑战，其中航空航天制造以及维护、修理和大修 (MRO) 行业首当其冲地承受着需求增长的冲击。这导致本已资金不足和人手不足的航空设施的工作量增加。

许多这些设施面临的一项主要挑战是跟踪零件和管理工作订单流程。这些设施每天经常收到大量飞机发动机和零件，这些发动机和零件被拆卸并发送到整个设施的各个机器站进行维修。如果没有合适的技术，每天跟踪数千个零件/工作订单可能会令人难以承受。

疫情还导致员工短缺，导致设施需要更高效的工作流程管理系统，以节省工时并提高整个设施的生产力。

准确、高效且简单的定位系统对于这些设施实时跟踪其工作订单、让他们持续了解整个车间至关重要。借助正确的 RTLS 系统，工厂可以避免根据对零件执行的最终操作手动搜索零件，这可能非常耗时。

RTLS 可用于准确读取当前位置数据，使设施能够测量所有零件操作的周转时间并跟踪进入和退出每台机器的工作订单。这使得用户能够收集数周的真实数据来识别和解决流程中的瓶颈。

还可以创建自定义区域来跟踪零件进入和离开既定区域时流程库存的移动，从而更准确地估计零件何时完成。

此外，由于正在维护的发动机可能不属于航空设施，因此有必要在将所有部件运送到其他站点甚至其他设施时对其进行跟踪，然后返回进行最终重新组装。

航空制造环境对于 RTLS 无线电系统来说是独一 无二的，因为实现高精度和适应性可能具有挑战性。具有金属和反射表面的设施需要确保他们正在考虑的 RTLS 系统准确、安全、灵活，并且可以在室内和室外（如果需要）的此类环境中工作，并且可以扩展至所需的资产数量。许多系统可能无法在这些类型的环境中准确可靠地执行所有这些功能。

制造车间使用的校准工具贴有跟踪标签

使用 RTLS 进行校准工具跟踪

航空制造和维修专业人员需要对用于认证飞机或部件的设备、工具和仪器进行例行校准检查，以确保准确性、安全性并符合行业标准和制造商规范。

许多航空设施拥有数百个已校准的工具，需要对其进行跟踪以查明特定工具何时需要重新校准。在大型制造工厂中寻找特定的校准工具可能是一个极其耗时的手动过程。

此外，在某些设施中，校准工具可能不属于公司，而是属于政府，并且需要始终对其进行说明。

校准工具放错位置可能会导致许多问题。一个重要的问题是，当需要某种工具但无法找到时，维护专业人员必须花费宝贵的时间来寻找它，从而阻止他们对特定零件或设备进行必要的维护。

此外，一些政府合同要求设施对政府拥有的工具或物品进行定期且耗时的盘点。自动化此过程可以节省宝贵的时间并满足合规性要求。

通常是训练有素的技术人员花时间寻找丢失的工具；未经培训的工人无法拆卸所需的部件来查找丢失的物体。这意味着航空航天技术人员在可以继续下一个项目时要花费大量时间回溯、重复他们的工作或寻找丢失的工具。仅技术人员的时间成本就非常巨大。这些成本迅速上升，因为寻找丢失的工具会延迟交付并阻止技术人员尽快开展未来的工作。

 利用 RTLS 技术可以节省无数个小时的浪费时间。在前期，员工不再需要花时间排队等待手动检查或归还工具，并且消除了在机库地板上寻找丢失物品所花费的时间。

如果工作班次结束时未归还工具，最终用户可以根据签出该工具的人员创建特定警报。一些 RTLS 系统还记录跟踪历史，在寻找丢失的工具时提供精细的、精 确到英寸的轨迹。这意味着，库存经理和技术人员无需搜索设施的大片区域，而是可以追溯工具可能留下的特定路径。

 还可以创建区域警报，以在轮班结束时工具位于不应位于的区域时向经理发出警报。通过实时工具位置跟踪，即使在跨多个机库设施的运输过程中，工具的位置也始终是已知的。此外，它还可以帮助识别工具使用模式，例如可能留下物品的位置，或者特定任务所需的估计时间。

 最终，实时定位系统可以让航空技术人员在后勤问题上花费更少的时间，而将更多的时间花在维护和修理飞机上。

根据德勤 2023 年制造业展望第 一章“投资先进技术以帮助降低风险”，制造商在过去几年中增加了数字化投资，并加速了新兴技术的采用。数字化成熟度较高的公司表现出更强的韧性，那些在疫情期间加速数字化的公司也是如此。”

 总之，

为了保持航空或航天制造和维护设施平稳运行并提高生产率，使用 UWB 定位和跟踪系统对工作流程进行数字化转型无疑将成为一种竞争优势。它可以在重金属和反光环境中提供准确的位置和距离读数，在高天花板工业环境中表现良好，并且不会干扰常见的通信协议。