企業(yè)級室內定位需求白皮書

企業(yè)級室內定位需求白皮書版權聲明皮書文字或者觀點的，應注明“來源：5G1.企業(yè)級室內定位市場趨勢 1 1 1 1 3 3 52.企業(yè)級室內定位需求 6 6 6 7 15 15 15 16 18 18 18 19 20 21 21 22 25 26 26 26 273.參考文獻 28企業(yè)級室內定位市場趨勢企業(yè)級室內定位市場趨勢1.1室內定位市場概述消費級定位市場過去主要是用于面向消費者的室內信息指引、營銷信息推送等場景，這類要達到分米級甚至厘米級。這類場景中通常會采用專用的定位標簽或終端的方式，故不需要考1.2企業(yè)級定位應用趨勢1.2.1安全生產驅動企業(yè)級定位應用發(fā)展安全生產關系人民群眾的生命財產安全，黨中央、國務院高度重視安全生產工作，采取了一系列重大舉措加強安全生產工作，頒布實施了《中華人民共和國安全生產法》等法律法規(guī)，1隨著定位系統(tǒng)技術的逐漸成熟，井下人員定位系統(tǒng)多年實施經驗，及持續(xù)推進井下人員定位系統(tǒng)部署以進一步加強對井下人員位置監(jiān)測管理的要求，根據《應急管理標準化工作管理辦法》，國家煤監(jiān)局組織全國安標委煤礦安全分標委編制了安全生產行業(yè)標準《煤礦井下人員定位系統(tǒng)通用技術條件》，明確對煤礦井下人員定位系統(tǒng)進行標準化，包括最大靜態(tài)定位誤差、強煤礦井下人員位置監(jiān)測管理工作的通知》，強化了管理要求，包括嚴禁未攜帶標識卡、人卡在定位技術成熟度和接受度逐漸提升基礎上，在行業(yè)標準制定和行業(yè)監(jiān)管層強力推動下，業(yè)“智能化二道門”建設的通知》，將化工廠人員安全管理放到了重要位置，并明確提出穩(wěn)步（試行）的通知》，其中明確定位管理作為化工企業(yè)安全生產信息化管理平臺建設功能之一，需要提供人員及車輛定位管理功能，定位管理范圍主要包括企業(yè)安全風險分區(qū)的紅色和橙色區(qū)2在一系列安全管理要求推進下，江蘇、山東等化工大省已加速啟動化工園區(qū)定位系統(tǒng)的建1.2.2生產效率提升驅動企業(yè)級定位應用發(fā)展勞動力成本和勞動生產率是影響制造業(yè)競爭力的兩大重要因素。近年來，我國制造業(yè)成本然而，從統(tǒng)計數據看，隨著我國制造業(yè)勞動力成本提升，勞動生產率并沒有同步提高，面向未圖1制造業(yè)平均工資和勞動生產率增速通過智能制造解決傳統(tǒng)制造生產效率低下的問題已成為企業(yè)界的廣泛共識。智能制造實現(xiàn)從勞動力為主的重復生產制造逐步向自動化設備普遍參與的數字化生產制造轉變，傳統(tǒng)固定流水線式的制造方式正逐漸轉向采用單元化制造的生產方式，分散控制和柔性制造使得對于生產資料、生產人員、生產設備等的位置追蹤需求逐漸增多，傳統(tǒng)的基于業(yè)務數據的大數據分析正1.2.3高精度定位技術驅動企業(yè)級定位應用發(fā)展31.2.3.1UWB產業(yè)成熟推動企業(yè)級定位應用發(fā)展但是因當時低功耗對比藍牙處于明顯劣勢也沒圖2UWB標準和產業(yè)歷程入工業(yè)制造、煤礦、倉儲等多個行業(yè)，產業(yè)鏈中下游企業(yè)也通過多年的摸索和實踐，形成了較41.2.3.25G和5G演進推動企業(yè)級定位應用發(fā)展蜂窩移動通信技術大概每十年演進一代，每次演進都伴隨著網絡性能的跨越式增長。面向網絡不僅能滿足視頻回傳、機器視覺、工業(yè)控制等應用的需求，還可以提供面向人員、車輛、室外定位一張網的能力，通過同樣的技術、一個定位終端可以實現(xiàn)室內室外定位的無縫銜接，1.3企業(yè)級定位市場空間企業(yè)級室內定位市場空間包括定位平臺、定位基站、定位標簽以及基于這些硬件的軟件和解決方案價值。此外，基于生產效率提升的定位應用通常伴隨企業(yè)的數字化改造，即定位應用5圖3企業(yè)級定位市場空間基于MARKETSANDMARKETS報告，亞太地區(qū)的定位市場空企業(yè)級室內定位需求企業(yè)級室內定位需求2.1室內定位市場概述2.1.1定位需求概述造發(fā)展，全范圍、全過程實現(xiàn)數據可視化成為改善生產過程、提高效率的重要手段之一。全范‘甚至是供應鏈體系內的物料追蹤能極大提高物料管理效3.提高生產效率：通過對專業(yè)人員定位、產品的定位實現(xiàn)生產過程可視化以提升生產效2.1.2需求分析2.1.2.1物流倉庫對叉車、AGV和人員的定位根據業(yè)務性質不同，物流倉庫主要包括工業(yè)生產物流倉庫和商業(yè)配送物流倉庫兩大領域。工業(yè)生產物流倉庫服務于生產，對制造工廠內部的原材料、半成品、成品及零部件等進行存儲在制造工廠的倉庫管理中都會遇到貨物不斷移庫導致貨物所在位置跟蹤困難、盤庫人工成制造工廠的物流倉庫按照自動化程度不同也分為自動化立體倉庫和半自動化立體倉庫。通庫通常也會配套自動分揀和自動輸送系統(tǒng)。這類場景通常為封閉環(huán)境，自動化程度很高，也沒圖4立體倉庫小批量多品種、包裝大小不規(guī)則等情況下目前依然需要采用人工分揀相結合的半自動化倉7與AGV車輛之間的碰撞，叉車超速等多種安全隱患。狹小，在各類叉車移動過程中會頻繁出現(xiàn)在狹小空間相遇從而影響分揀效率的情況。通過對倉圖5物流倉庫的各類型叉車2.1.2.1.1定位系統(tǒng)對終端的需求制造工廠的倉庫工作人員通常不允許攜帶手機，人員定位需要采用卡片式或腕帶的方式。分叉車為無源設備需要定位終端支持電池供電?？紤]無源叉車供電管理的不便利性，電池供電定位腕帶需支持連接帶損壞自動報警功能、生命體征上報功能、電池容量告警信息，數據無源叉車設備需支持上報電池容量告警信息，導航信息和語音指導可通過網絡下發(fā)至工作8物流倉庫通常面積較大，數千平方米至幾萬平方米，通常不會出現(xiàn)設備、人員聚集在某一個小片區(qū)域的情況。車載供電的叉車最快可達5米/秒，需要支持更高的定位頻率，例如5Hz。2.1.2.1.2定位系統(tǒng)對網絡的需求層貨架存儲方式可以充分利用倉庫地面和空間，節(jié)省庫存占地面積，故中高層立體倉庫的比例2.1.2.2沖壓車間對模具的定位沖壓是一種金屬切割工藝，利用沖床機和模具將金屬平板料或卷料制成零件，其中模具是沖壓生產的基礎，也是一種成本很高的工裝設備。模具會在本工廠內、企業(yè)的多個工廠間、甚至企業(yè)的供應鏈體系的工廠間流轉，企業(yè)希望對所有的模具進行跟蹤和管理，包括在工廠內的9圖6制造工廠的模具2.1.2.2.1定位系統(tǒng)對終端的需求定位終端可以采用小盒子方式，通過打孔固定在模具上，因為模具在生產過程中溫度通常雖然模具自身為高成本設備，但因數量眾多，如實現(xiàn)模具定位，單終端成本需要控制在2.1.2.2.2定位系統(tǒng)對網絡的需求2.1.2.3汽車總裝車間對在產車輛的定位汽車工業(yè)已經實現(xiàn)了一系列的過程自動化，包括沖壓自動化、焊接、涂裝以及發(fā)動機和變速器裝配的自動化。但在總裝方面，自動化依然是一個很大的挑戰(zhàn)，目前仍然依賴于熟練的人工操作加機器輔助。生產節(jié)拍是衡量總裝最重要的指標，提升人員裝配效率和減少出錯率是提升節(jié)拍的重要方向之一。當前在產車輛到達每個工位時采用人員掃描的方式獲取車輛信息和相圖7汽車工廠工位級定位2.1.2.3.1定位系統(tǒng)對終端的需求2.1.2.3.2定位系統(tǒng)對網絡的需求），2.1.2.4汽車制造總裝車間對EC工具的定位圖8扭矩扳手2.1.2.4.1定位系統(tǒng)對終端的需求2.1.2.4.2定位系統(tǒng)對網絡的需求2.1.2.5總裝和沖壓等車間對人員的定位位需求。當產線設備發(fā)生故障時，企業(yè)希望根據維修人員位置，維修人員狀態(tài)給最優(yōu)（例如最2.1.2.5.1定位系統(tǒng)對終端的需求除位置信息外，定位終端還需要支持低電量告警。終端本身需要支持蜂鳴和震動，個別場2.1.2.5.2定位系統(tǒng)對網絡的需求2.1.2.6物料、料箱定位物料效率。物料箱包括在物流倉庫、車間的流轉，也包2.1.2.6.1定位系統(tǒng)對終端的需求物料箱的定位可采用小盒子固定的方式。大型企業(yè)塑料箱的數量非常龐大，可達十萬至幾因為物料箱本身價格不高，且數量極其龐大，故對定位終端的成本非常敏感，需要控制在2.1.2.6.2定位系統(tǒng)對網絡的需求2.1.3定位市場空間分析制造企業(yè)數量眾多，目前主要是大型制造企業(yè)部署室內定位系統(tǒng)，隨著室內定位系統(tǒng)應用表1制造行業(yè)室內定位市場空間估算數量單項目投資額（萬元）市場總空間大型制造企業(yè)(營收>4億元，人數>1千)8210100~200萬中型制造企業(yè)（營收2千萬~4億元，人數300~1000人）39974~約300小型制造企業(yè)（營收300萬~2千萬）329631~合計約5202.2煤礦井下2.2.1定位需求概述物聯(lián)網技術的發(fā)展為煤礦提升安全水平提供了契機，尤其是煤礦井下人員定位系統(tǒng)在遏制煤礦井下和采掘工作面等重點區(qū)域超定員生產，遏制重特大事故發(fā)生，防止人員進入盲巷等限制區(qū)域，控制作業(yè)人員超時下井，加強特種作業(yè)人員管理，加強領導下井帶班管理，加強考勤管理和應急救援等方面發(fā)揮著重要作用。此外，機器人采礦設備在煤炭開采行業(yè)中發(fā)揮著越來隨著礦井定位系統(tǒng)的廣泛應用，煤礦企業(yè)對礦井工作面人員的位置監(jiān)測、特殊工種人員的圖10煤礦井下采掘面和巷道井下作業(yè)人員活動范圍監(jiān)控、井下巡檢和安防，以及包括消失報警、脫崗、串崗報警、超電子圍欄：采煤機、掘進機自動運行期間嚴禁人員出入作業(yè)區(qū)域，通過采掘工作面人員位置精準定位和靜態(tài)地理區(qū)域增加權限屬性(允許和禁止進出)實現(xiàn)安全車輛主動避障、自動錯車、風門聯(lián)動等功能，保障人員、車輛2.2.2需求分析2.2.2.1定位系統(tǒng)對終端的需求煤礦井下終端形態(tài)通常采用帶電池的定位卡，包括可充電和不可充電電池兩種形態(tài)。定位卡也可選擇采用與礦燈一體化的方式，但不得置于礦工帽、頭燈等靠近人員頭部的位置。膠輪車、電機車以及各類設備采用帶充電電池的可固定的小盒子方式。定位卡的數量和井下用工人根據《煤礦井下人員定位系統(tǒng)通用技術條件（征求意見稿）》要求，采用可充電電池的定從實際需求看，考慮定位卡管理的便利性，按定位頻率通常為1Hz（定位頻率因系統(tǒng)漏讀率、定位精度和定位終端的最大移動速度也會有所不同），每次充電后定位卡的工作時長應不定位卡需支持生命體征信息上報，低電能告警功能，以及一鍵告警功能，數據傳輸單次不2.2.2.2定位系統(tǒng)對網絡的需求定位信號需要實現(xiàn)井下全覆蓋，有人員可到達的區(qū)域均需實現(xiàn)定位。運輸大巷基站覆蓋要根據《煤礦井下人員定位系統(tǒng)通用技術條件（征求意見稿）》要求，煤礦井下人員定位系統(tǒng)分為井下人員定位系統(tǒng)和井下人員精確定位系統(tǒng)，煤礦井下人員定位系統(tǒng)最大靜態(tài)定位誤差定位基站應為本質安全型，功耗低，能實現(xiàn)遠距離供電（不低于2km）。為防止大功率無2.2.3市場空間分析表2煤礦井下定位系統(tǒng)市場空間估算數量（個）價格(元)市場空間(億)煤礦數量4,383基站數量(/礦)，平均基站價格，平均約10,000標簽數量(/礦)，平均標簽價格，平均約300總市場空間每年市場空間2.3石油和化工園區(qū)2.3.1定位需求概述石化園區(qū)定位系統(tǒng)需提供人員及車輛定位管理功能，精確顯示生產區(qū)域內從業(yè)人員的動態(tài)一鍵緊急求助等功能。定位需求的核心是確保人員、車輛的軌跡連續(xù)性，以便滿足安全管理的2.3.2需求分析2.3.2.1定位系統(tǒng)對終端的需求石化園區(qū)定位場景中，終端形態(tài)通常為工卡，門卡，安全帽，手持巡檢終端等。其中工卡現(xiàn)危險事故的情況下，通常會要求獲取廠區(qū)內人員位置信息，特別是事故附近人員信息，這種2.3.2.2定位系統(tǒng)對網絡的需求化工園區(qū)的生產裝置、成品倉庫內都屬于室內防爆區(qū)域，安裝部署設備較為困難。除設備套管，對原有結構體進行的改動需審核和審批，安裝過程對電的使用需進行申請和嚴格的審核建設方案》的通知中要求，化工園區(qū)需實現(xiàn)在凈空區(qū)域高精度（亞米級）和復雜裝置、室內區(qū)2.3.3市場空間分析圖11化工企業(yè)分布在應急管理部指導要求下，以江蘇和山東省為代表的各地化工園區(qū)已經加速了園區(qū)內定位2.4公檢法司2.4.1定位需求概述公檢法司定位需求場景主要為監(jiān)獄與戒毒所，看守所和辦案中心三大類場景，該場景核心的定位需求為識別罪犯(含嫌疑人)、警察、外來人員、車輛、重要物品和危險物品等目標的位監(jiān)獄、戒毒所的室內場景包括監(jiān)舍區(qū)、生活區(qū)、教學學習區(qū)、生產勞動區(qū)、醫(yī)務區(qū)、幫教會見區(qū)，室外場景包括監(jiān)獄管理區(qū)大門、周界、放風區(qū)、通道、操場，其中部分區(qū)域和走廊會設置為高度戒備區(qū)。看守所的室內場景包括監(jiān)舍區(qū)、提訊區(qū)、通道，室外場景包括周界、放風公檢法司定位系統(tǒng)應能識別監(jiān)管目標身份，實時在電子地圖顯示目標對象（人員、車輛、重要物品和危險物品）的分布情況。系統(tǒng)應具有人員、車輛和危險物品異常流動的預警功能，包含但不限于人員、車輛和危險物品離開限定區(qū)域報警、禁區(qū)闖入報警和滯留報警，并能對目標進行跟蹤、軌跡回放，以及對管控區(qū)域內的人員、物品等進行統(tǒng)計和在線對在押人員的實時2.4.2需求分析2.4.2.1定位系統(tǒng)對終端的需求（以監(jiān)獄為例）監(jiān)獄定位場景中，終端形態(tài)通常為在押人員使用的定位腕帶或胸卡、警察使用的胸卡、智人人2.4.2.2定位系統(tǒng)對網絡的需求定位網絡需要實現(xiàn)整個監(jiān)內全覆蓋。建筑物內定位設備系統(tǒng)安裝不能破壞建筑物地面和墻墻角一定高度安裝。監(jiān)獄主要道路、周界、大門車行通道、單體建筑物出入口都需要安裝定位可以全部采用精準定位模式或者部分重點區(qū)域采用精準定位模式。精準定位模式下定位精度誤差為≤0.5m，區(qū)域定位模式不對定位精度明確要求，只要基于定位能力能準確區(qū)分人員所在的表3公檢法司定位場景和需求部署區(qū)域采集對象定位精度區(qū)域定位模式精確定位模式管理區(qū)大門在押人員分清門內、門外定位精度誤差≤0.5m警察、職工、外來人員、車輛、重要物品、危險物品分清門內、門外定位精度誤差≤0.5m周界在押人員、危險物品準確區(qū)分定位至所在定位精度誤差≤0.5m警察、職工、外來人員準確區(qū)分定位至所在定位精度誤差≤0.5m高度戒備區(qū)在押人員準確區(qū)分房間、放風場定位精度誤差≤0.5m警察、職工、外來人員監(jiān)舍在押人員準確區(qū)分定位至房間、走廊、大廳或準確區(qū)分樓層及所在區(qū)域定位精度誤差≤0.5m警察、職工、外來人員準確區(qū)分定位至房間、走廊、大廳或準確區(qū)分樓層及所在區(qū)域定位精度誤差≤0.5m生活區(qū)在押人員、危險物品、重要物品準確區(qū)分定位至房間、走廊、大廳或準確區(qū)分樓層及所在區(qū)域定位精度誤差≤0.5m警察、職工、外來人員準確區(qū)分定位至房間、走廊、大廳或準確區(qū)分樓層及所在區(qū)域定位精度誤差≤0.5m教學學習區(qū)在押人員準確區(qū)分定位至房間、走廊、大廳或準確區(qū)分定位精度誤差≤0.5m樓層及所在區(qū)域警察、職工、外來人員準確區(qū)分定位至房間、走廊、大廳或準確區(qū)分樓層及所在區(qū)域定位精度誤差≤0.5m生產勞動區(qū)在押人員、重要物品、危險物品定位至車間、車間門內/門外、樓道等、執(zhí)勤室或準確區(qū)分樓層及所在區(qū)域定位精度誤差≤0.5m警察、職工、外來人員定位至車間、車間門內/門外、樓道等、執(zhí)勤室或準確區(qū)分樓層及所在區(qū)域精確定位模式誤差≤0.