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I sistemi di geolocalizzazione indoor RTLS: cosa sono, come funzionano

Questa tecnologia permette di determinare la posizione in continuo, in ambienti indoor, di speciali tag, cosi come la tecnologia Gps può fare per ambienti outdoor. Ecco come può portare beneficio all’efficienza e al miglioramento dei processi industriali

Come sappiamo, il segnale Gps, utilizzato per stabilire la posizione a livello globale sulla superficie terrestre con una precisione che può anche essere molto elevata, funziona solamente in ambienti outdoor, dove i satelliti orbitanti sono sostanzialmente in posizione visibile al ricevitore.

In ambienti indoor, i ricevitori di segnale Gps non funzionano perché il segnale risulta schermato dalle pareti dell’edificio. Allo scopo sono state quindi sviluppate tecnologie che abilitano la rilevazione delle posizioni con accuratezze molto elevate per ambienti indoor.

I sistemi RTLS: cosa sono, come funzionano

RTLS è l’acronimo che sta per Real-Time Location System. La tecnologia RTLS è utile per poter determinare la posizione in continuo in ambienti indoor di speciali tag cosi come la tecnologia Gps può fare per ambienti outdoor.

Per poter identificare la posizione dei tag in ambienti indoor si ha la necessità di creare una rete interna di mappatura degli ambienti tramite ancore, che con algoritmi di triangolarizzazione creano una mappa “virtuale” degli ambienti. Per ogni ambiente e per creare la triangolarizzazione sono necessarie almeno tre ancore, che emettono a intervalli regolari programmabili brevissimi impulsi elettromagnetici a bassa energia e banda ultra larga (UWB – Ultra Wide Band).

Questi impulsi sono ricevuti dai tag (vedi figura 1) che a loro volta, tramite un algoritmo interno, riescono a calcolare internamente la loro posizione, e tramite la rete WiFi dell’ambiente a trasmetterla al computer di controllo (generalmente dei mini-pc industriali del tipo Raspberry installati nell’ambiente da monitorare).

Figura 1

Queste tecnologie, per poter esprimere il meglio delle loro potenzialità, hanno bisogno di una piattaforma di gestione dei dati. Si crea quindi una copia digitale dell’ambiente fisico, che chiamiamo “gemello digitale” (Digital twin). Partendo dalla planimetria degli ambienti interni è quindi possibile creare la copia 3D virtuale. Il Digital twin raffigura quindi in modo virtuale gli ambienti mappati, adesso è quindi possibile avere in real time la posizione dei tag monitorati all’interno del Digital twin.

Possibili utilizzi dei sistemi di geolocalizzazione indoor RTLS

Gli utilizzi di questa tecnologia possono essere molteplici. Vediamo alcuni esempi.

– Valutazione deterministica dei costi del lavoro per commessa

Per una azienda metalmeccanica che opera su grandi commesse, per costruire macchinari di grosse dimensioni, è stato progettato un sistema che in modo automatico e puntuale calcola il costo del lavoro per ogni commessa in esecuzione. Per le lavorazioni effettuate dai fornitori e per i materiali in acquisto, calcolare il costo è relativamente semplice, allo stesso modo per la valutazione dei costi di overhead l’azienda si crea delle proprie regole formali, ma per quanto riguarda il costo del lavoro diretto di ogni operaio per la specifica commessa l’azienda si basa sulla rendicontazione manuale dei time-sheet settimanali, questa operazione oltre a essere non accurata e soggetta a interpretazioni personali, impegnando anche il lavoro amministrativo per trasferire a sistema le rendicontazioni manuali degli operai.

È stato quindi pensato un sistema dove ogni operaio indossa per il proprio turno di lavoro un tag RTLS che ogni 2 minuti valuta la sua posizione. A seconda del tipo di operazione che l’operaio sta eseguendo, anche tramite l’utilizzo di scanner barcode presenti sui disegni di lavoro e di chip Rfid nei tag stessi, il sistema riesce in modo automatico a identificare il costo del lavoro per ogni precisa operazione dell’operaio. A fine turno tutte le operazione vengono quindi addebitate in modo automatico alle commesse ed è così possibile conoscere giorno per giorno l’evoluzione precisa dei costi.

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Oltre al primo effettivo vantaggio di conoscere in modo univoco, preciso e immediato l’evoluzione dei costi, si rende possibile tramite l’analisi dei dati raccolti il miglioramento delle efficienze delle operazioni delle singole risorse. Conoscere i costi in modo dettagliato dà inoltre la possibilità di creare preventivi più precisi e quindi più competitivi per le future commesse; è inoltre possibile creare modelli di lavoro guidati, monitorare il progresso delle commesse e lanciare alert automatici in caso di discostamento dai GANTT di progetto.

Infine, il sistema opportunamente integrato con l’Erp aziendale dà la possibilità di avere tutti i costi rendicontati nel gestionale aziendale in modo automatico a ulteriore beneficio del reparto finance dell’azienda.

– Monitoraggio di un processo industriale

Per una azienda manifatturiera produttrice di saponette abbiamo progettato un sistema di monitoraggio della posizione di carrelli adibiti al trasporto di barre di sapone.

Questa azienda con un processo a estrusione crea barre di materiale glicerico che vengono tramite un sistema sia robotizzato che manuale riposte su degli speciali carrelli movimentati dalla forza lavoro. Le barre cosi posizionate sui carrelli hanno bisogno di attendere e di essere movimentate in ambienti controllati durante un periodo di almeno 24 ore prima di passare allo stadio di taglio e stampo della saponetta stessa.

Questo periodo sul carrello è critico per l’efficienza della produzione e l’azienda ha richiesto un sistema di monitoraggio automatico della posizione e movimentazione dei carrelli, tramite quindi l’utilizzo di tag RTLS posizionati sui carrelli è possibile avere un sistema di monitoraggio puntuale di ogni carrello. Per ogni carrello si attiva un sistema automatico di controllo che avvisa la forza lavoro quali sono le operazioni da fare, il sistema avvisa la forza lavoro e segnala la posizione precisa del carrello stesso per essere portato alla fase di taglio e stampaggio. Questo sistema permette di recuperare una notevole efficienza di processo, inoltre tramite l’analisi delle condizioni ambientali (umidità e temperatura) è possibile per ogni barra di sapone creare la tracciabilità dei dati di produzione che ne migliora la qualità e la possibilità di individuare le ragioni per possibili difetti di produzione.

– Monitoraggio di attività di pulizia per ambienti ospedalieri o turistici

Per la gestione delle attività di pulizia in ambito ospedaliero e turistico abbiamo progettato un sistema di monitoraggio dei percorsi seguiti dalle persone adibite alle pulizie tramite tag RTLS indossabili. Così facendo il percorso del personale viene esaminato, includendo nell’analisi anche ambienti con accessi ristretti o pericolosi. Questo sistema permette quindi lo studio dei percorsi, e tramite l’utilizzo di particolari strumenti, come ad esempio gli “spaghetti charts”, è possibile ottimizzare i percorsi e flussi di lavoro, l’ottimizzazione del utilizzo della forza lavoro e quindi l’efficienza del servizio.

La salvaguardia della sicurezza della persona è uno dei requisiti più importanti del progetto e tramite l’integrazione di particolari sensori e accelerometri nel tag è possibile monitorare il presentarsi di situazioni di criticità come ad esempio il “man-down” (uomo a terra). Il rilevamento di situazioni anomale lancia automaticamente una richiesta di soccorso alla piattaforma di controllo per ottenere l’immediata attenzione del personale di soccorso.

Un ulteriore requisito di progetto che può essere soddisfatto dalla tecnologia RTLS è il monitoraggio della sicurezza e controllo degli accessi in ambienti particolari. Nel caso di aree con accessi ristretti, oppure pericolosi è anche possibile lanciare “alert” automatici, sia al dispositivo stesso indossato dall’operatore, sia al sistema di monitoraggio per avvertire della situazione anomala.

Le tecnologie di geolocalizzazione RTLS e la legislazione sulla privacy

Premesso che il datore di lavoro è tenuto a investire periodicamente e costantemente nel miglioramento dei luoghi, delle condizioni e in tutti gli strumenti necessari a garantire salvaguardia e sicurezza del lavoratore, sicuramente dobbiamo considerare che questa tecnologia ha un significativo impatto sul tema della privacy delle persone.

Qui di seguito alcuni punti fondamentali da seguire.

È consentito dalla legge l’installazione e l’utilizzo di impianti audiovisivi e altri strumenti che possano, attraverso il monitoraggio a distanza, rendere più efficiente e agevole l’operato del lavoratore e la tutela del patrimonio umano e aziendale, aumentando i criteri di sicurezza e salvaguardia degli asset, della salute e della sicurezza del lavoratore.

Alla luce della legislazione GDPR corrente sul trattamento dei dati personali quando un tipo di trattamento, può presentare un rischio elevato per i diritti e le libertà delle persone fisiche, il titolare del trattamento deve effettuare una valutazione sulla protezione dei dati personali.

È sicuramente necessaria una consultazione collettiva con la rappresentanza sindacale unitaria o con le rappresentanze sindacali aziendali al fine dell’introduzione e illustrazione degli aspetti tecnologici, i vantaggi organizzativi e di efficienza, i miglioramenti dal punto di vista “safety” del lavoratore e “security” dei processi aziendali. Quindi è fondamentale che Il lavoratore interessato, e insieme a lui il sindacato che cura gli aspetti organizzativi e lavorativi all’interno dell’azienda siano coinvolti e partecipi fin dall’inizio.

Nell’affrontare il tema di innovazione con il lavoratore e con il sindacato va posto l’accento sul piano di investimenti deciso e ben definito dall’azienda e in particolare come si è deciso nel nostro caso di migliorare i sistemi di monitoraggio delle localizzazioni. Al lavoratore deve essere data adeguata informazione delle modalità d’uso dei dati e degli strumenti nel rispetto di quanto disposto dalla legge vigente.

Una volta esaminate tutte le condizioni occorre quindi raggiungere un accordo comune e condiviso che informi il lavoratore tramite la sua rappresentanza sindacale in avallo alla suddetta volontà dell’impresa di migliorare attraverso questi strumenti non solo l’efficienza dei processi aziendali, ma anche le condizioni di lavoro, la sicurezza e la salute dei lavoratori.

Conclusioni

Cosi come i sistemi di geolocalizzazione e navigazione Gps hanno rivoluzionato il nostro modo di orientarci e spostarci, con le innumerevoli app per smartphone, anche i sistemi di geolocalizzazione indoor possono avere un significativo impatto sull’organizzazione del nostro lavoro e delle nostre fabbriche.

Allo stesso modo, nell’utilizzare i dispositivi di geolocalizzazione indoor, la cui tecnologia porta un quantificabile beneficio all’efficienza e al miglioramento dei processi industriali, occorre valutare attentamente l’impatto che questi strumenti hanno sulla privacy degli individui. Come abbiamo visto, è possibile con determinati accorgimenti fare in modo che la privacy sia rispettata e che allo stesso tempo tramite l’uso delle tecnologie innovative si dia la possibilità di migliorare i processi e l’efficienza aziendale e di migliorare le condizioni e la sicurezza del lavoro.

 

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