img
0
Обране

LoRaWAN - універсальні логістичні технології

26 липня 2021
Lora_WAN_623x390_ukr (1).jpg

Зміст:

Відстеження активів (ASSET-TRACKING) є завданням з найбільшою динамікою розвитку за минулі два десятиліття в парадигмі "машина-машина" (M2M), а в останні роки - в Інтернеті речей (IoT). 

На ранніх стадіях, зв’язок, який використовувався для відстеження активів, був стільниковим або супутниковим, що дозволяло лише дистанційно визначити місце знаходження активу (об’єкту, товаро-матеріальних цінностей, ТМЦ). Висока ціна  впровадження та експлуатації часто була основним критерієм прийняття рішення.

Читайте про Технологія LoRaWAN: https://romsat.ua/company/news/lorawan-technology/


З поширенням IoT та доступністю технологій (мережі широкого покриття з низьким енергоспоживанням, low-power wide-area networks, LPWAN) рішення для відстеження активів стали економічними та більш функціональними. 

З’явилась можливість отримувати не тільки позицію об’єкта, але й ключову інформацію:  функціональний стан, температуру, швидкість та значення вимірів конкретного параметра (телеметрію).

Еволюція логістики

Логістика є основою торгівлі та обміну активами й неминуче зазнає впливу соціальних, економічних та технологічних змін. 

Отже, сектор повинен адаптуватися до них. Існує широкий спектр технологій, які можуть забезпечити сталість розвитку, покращити експлуатаційні показники та реагувати на нові виклики. 

Конвергенція Інтернету речей (IoT) з іншими технологічними системами, такими як штучний інтелект (AI) та блокчейн, може допомогти галузі відповідати сучаснимтрендам еволюції. 

Тренди, які сформують образ логістики в найближчі роки:

1. Орієнтація на покупців 
Цифрові торгові майданчики стимулюють попит замовників на прозорість, доступність, зручність і швидкість доставки. 
Комплексна логістика (Omnichannel), нові ланцюги поставок, сервісні рішення та зв’язані системи життєзабезпечення  - напрямки, в яких логістика повинна розвиватися, щоб відповідати вимогам клієнтів. 

2. Становлення галузей з нульовими викидами
Промисловість рухається до стабільних способів доставки товарів, зменшення викидів та оптимізації використання ресурсів. У цьому напрямку є ряд ініціатив, наприклад, від DHL "Зелена енергетика". 
Заміщення традиційних транспортних систем електромобілями матиме великий вплив на зміну галузі логістики. 

3. Зміна оточення та нові ресурси 
Впровадження  використання таких технологій, як робототехніка, IoT, доповнена реальність (AR) та віртуальна реальність (VR) змінюють робоче середовище в логістиці. Роботи звільняють людей від небезпечних завдань або працюють разом з людьми. 

Читайте також: Smart City – Розумне місто майбутнього
Відстеження активів у логістиці

Відстеження активів (ТМЦ, об’єктів) є значущим інструментарієм для викликів, наведених вище. 
Показник відстеження (Tracking and Tracing) враховується при аналізі LPI Світового банку (Logistics Performance Index), що вимірює логістичні можливості країни.

10 найкращих країн на основі оцінки LPI та оцінок за “Tracking and Tracing”: 

• Німеччина 4,24;
• Швеція 3,88;
• Бельгія 4,05;
• Австрія 4,09;
• Японія 4,05;
• Нідерланди 4,02;
• Сінгапур 4,08;
• Данія 4,18
• Великобританія 4,11
• Фінляндія 4,32;

Джерело: LPI Світового банку

Технології IoT, в комплексі з іншими технологіями, можуть створити базу для технологічного прориву у відстеженні активів.

Ландшафт рішень для відстеження активів

LoraWAN-02.jpg

Типове рішення ASSET-TRACKING спрямоване на відстеження активу як в статичному положенні, так і під час руху, з варіантами всередині приміщення або зовні.

Основні елементи рішення:

1. трекер, який є датчиком положення або індикатором стану;
2. канали зв’язку, які надсилають дані в центр управління;
3. платформа для управління пристроями: датчики, шлюзи, базові станції
4. прикладне програмне забезпечення планування ресурсів підприємства (ERP), система управління складом, транспортом тощо.

Логічно, що комплекс засобів відстеження має безперебійно функціонувати між країнами та континентами, без проблем роумінгу та додаткових витрат на підключення, тобто на базі мережі глобального зв’язку. 

В той самий час, технологія потребує внутрішнього покриття, щоб забезпечити підключення інфраструктури складу, піддонів, окремого експлуатаційного обладнання.

Активи мають бути ідентифіковані (за допомогою недорогих датчиків) - для обліку їх використання, підвищення терміну експлуатації та забезпечення прогнозного обслуговування.

Інтеграція приватних мереж, хмарних сервісів та датчиків високої автономності Інтернету речей може бути фундаментом організації рішення моніторингу інфраструктури складів та транспорту.

Чому LoRaWAN відповідає трендам логістичних організацій

Основним завданням моніторингу логістичних активів полягає у тому, що об’єкту потрібно лише повідомити своє місцезнаходження (локацію), а у випадку логістики з «холодним ланцюгом» - періодично передати невеликі обсяги даних (десятки байт) про температуру товару та цілісність пакування. 

Передача телеметричних параметрів не потребує високої пропускної здатності каналів зв’язку, а можлива затримка інформації в долі чи одиниці секунд не є критичною.

Енергоефективні мережі великого радіуса дії (LPWAN) успішно вирішують завдання моніторингу  активів в цілому. Нетривіальним для оператора є вибір технології побудови LPWAN, щоб забезпечити універсальність, масштабованість, економіку та високі експлуатаційні характеристики мережі.   

Технологія LoRaWAN (Long Range) в основі мережі LPWAN має ряд функціональних та апаратних переваг, оскільки  поєднує в собі конкурентоспроможні витрати на розгортання та здатність достовірно забезпечити прийом від необмеженої кількості датчиків на одній фізичній інфраструктурі. 

Це є ключовим фактором для  логістичного розподільчого центру з десятками тисяч контейнерів, ТМЦ, посилок, які щодня обробляються як зовні, так і в середині складських приміщень, зі складною геометрією та обмеженим доступом персоналу. 

Для багатопрофільних РЦ технологія LoRaWAN пропонує розгортання публічних або приватних мереж. 
Це важливо для операторів мережі з тз гнучкості архітектури, фінансової моделі впровадження та захисту каналів зв’язку. 
У будь-якому варіанті протокол LoRa підтримує власні алгоритми шифрування та є адаптивним до зміни умов радіозв’язку.

Кінцеві пристрої LoRaWAN технології (сенсори, лічильники, трекери) мають тривалий час автономної роботи (3-5 років). Це робить їх ідеальними для  відстеження міжконтинентальних контейнерних перевезень або для регулярного оновлення місцезнаходження активів, контролю телеметрії вантажівок. 
Пристрої відстеження монтуються до контейнерів чи інших об’єктів без додаткових елементів, що забезпечує простоту та оперативність інсталяції. 

Ударні навантаження, вібрація, перепади температур та інші фактори, що супроводжують переміщення об’єктів, враховані в конструктиві обладнання, дозволяючи стабільно функціонувати мережі LoRaWAN в більшості екстремальних ситуацій.

Читайте також: Детальніше про технологію LoRaWAN

Приклади технології LoraWAN по відстеженню активів

Tracking.jpg

Відстеження транспортних засобів 

Виробник GPS-трекерів Maxtrack за останні 20 років встановив у Бразилії понад 3 мільйони пристроїв для страховиків та компаній з моніторингу транспорту. 

Щороку в країні  викрадається приблизно 650 000 автомобілів, а  середня вартість страхування становить 800 доларів США на рік, лише 20% автопарку мають страховку. 
GPS-відстеження, яке коштує близько 180 доларів США на рік було недорогим і привабливим до початку виводу з експлуатації 2G мереж. Перехід на 4G/LTE збільшив тарифи у 7,5 раза.

LoRaWAN мережа є альтернативною технологією відстеження транспорту та організації каналів зв’язку. 
American Tower вже розпочала розгортання своєї мережі базових станцій і цього року планує охопити 85% населення. 
Тому Maxtrack пропонує LoRaWAN трекери моніторингу з розширенням функціоналу для зменшення передачі необроблених даних.
Рішення буде застосовано у всіх автомобілях із послугами страхування та ремонту на дорогах у Бразилії. 

Читайте також: Розумні міста

Відстеження комплектуючих 

 Tracking and Tracing .jpg

Abeeway надав свої трекери IoT Track & Trace Solution для оператора GEFCO щоб зменшити кількість кредлів-контейнерів, необхідних для транспортування двигунів від мотовиробника.
Це дозволило покращити управління парком кредлів та оптимізувати операції, крім цього оператор GEFCO створив та монетизував нову послугу для клієнтів. 

Рішення включає ThingPark X Location Engine для управління пристроями та зберіганням даних, з єдиним API. 
Індустріальний трекер Abeeway монтується в моторний кредл та забезпечує позиціонування кожні п’ять хвилин. 
Термін служби батареї трекера становить до чотирьох років.  

Базові станції LoRaWAN  взаємодіють з Actility ThingPark  через загальнодоступну мережу Orange. 

Роздрібна мережа

Для холодильників роздрібних магазинів та торгових автоматів найважливіше - контроль температурного стану та місць їх розташування.

Температура всередині холодильників може значно коливатися через цикли розморожування; зміни навколишнього середовища; відкриття дверей покупцями; діями працівників для поповнення запасів. 

Національний пивоварний завод у Нігерії National Brewery орендує роздрібним мережам понад 150 000 торгових холодильників і використовує 20 000 кінцевих датчиків температури та вологості для забезпечення оптимальної температури пива. 
Мережа включає 502 шлюзи що підтримуються геолокацією та Центром управління. 

Крім контролю температури холодильника, National Brewery може контролювати робочі входи орендованого холодильника - як часто двері відкриваються або закриваються. Це дозволяє моніторити використання холодильника по прямому призначенню для відповідної ТМ. 
Визначення геолокації дозволяє запобігти крадіжкам холодильників і оптимізувати маршрути для технічного обслуговування. 
В комплексі покращується  рівень обслуговування покупців та оптимальний режим зберігання продукції. 

Поштова логістика

 post-lorawan.jpg

Die Post, національна поштова служба Швейцарії, розгорнула зчитувачі смарт-кнопок від Miromico із підтримкою LoRaWAN, щоб запропонувати клієнтам нові послуги: відстеження постачання з критичним часом (ліків з аптек), контроль зворотної логістики, стан комплектації замовлень для доставки працівниками пошти.

Пристрій Die Post використовується для сканування ділянки посилки та передачі цієї інформації через LoRaWAN мережу, повідомляючи електронну адресу отримувача або номер мобільного телефону за допомогою фіксованих каналів зв’язку. 
Завдяки 95% покриттю території шлюзами (базовими станціями) LoRaWAN від Swisscom  існує можливість автоматизувати ряд операцій, включаючи оплату послуг кур’єрів. Це дозволяє точно відстежити час доставки, забезпечити сервіс клієнтів поштового оператора.

Виробництво

Датчики Clover-Core від Ineo-Sense були обрані Lauak Group -  французьким виробником компонентів та агрегатів для авіаційної галузі. 

Спроектовані на малопотужному трансивері Semtech SX1276, датчики в режимі реального часу передають дані щодо місця знаходження та відстеження переміщення інструментальних стійок та пакетів. 
Дорогі інструментальні комплекти часто важко знайти, особливо коли вони перебувають поза виробничим потоком або в некоректній технологічній зоні. 

Понад 14 000 пристроїв для відстеження комплектів комплектуючих та інструментів було поставлено компанії Lauak для її складального майданчика на південному заході Франції та інтегровано у виробничі контейнери Lauak. Частина датчиків використана для точного моніторингу комплектів, що перебувають у русі через інфраструктуру компанії. 
Після впровадження датчиків, заснованих на технології LoRaWAN, компанія Lauak зафіксувала скорочення строків виробничого циклу до 20% та падіння простоїв щонайменше на 10%. 
Планується розгортання рішення IoT LoRaWAN на сайтах Lauak Group в Португалії, і, як очікується, на лініях у Канаді, Індії та Мексиці.

Висновок 

Технологія LoRaWAN пропонує покриття, час автономної роботи, простоту розгортання та економічну ефективність, яку вимагає логістична галузь. 

LoRaWAN є універсальним, гнучким, економічно вигідним, надійним та безпечним інструментом для телеметрії активів, особливо там, де не критична висока швидкість передачі інформації. 

Крім того, LoRa - широка екосистема розробників додатків та обладнання, користувач може вибрати реалізації, які найбільш відповідають завданням відстеження в логістичному середовищі. 

Сергій Рашевський, департамент систем безпеки та IoT «РОМСАТ».

За матеріалами :
LoRa ALLIANCE®