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실내 및 실외 위치 결정: 자재 흐름의 완벽한 투명성

2020. 2. 10

물류 프로세스는 점점 더 복잡해지고 있습니다. 따라서 투명성은 물류 공정의 효율성과 생산성 향상을 위해 점점 더 결정적인 전제 조건이 되고 있습니다. 내부 생산, 조립 및 유통 물류에서 이송 프로세스가 점점 유연해지고 모듈화되고 자기 조직화되는 가운데 산업용 운반 차량, 운송 보조 수단, 상품 등이 어디에 언제 있는지 정확하고 신속하게 파악하는 것이 중요합니다. 실제 사용에서 이미 검증된 하나의 가능성: SICK의 위치 결정 및 분석 기술

 

인더스트리 4.0의 비전과 현실에서 결정적인 측면은 공정 및 가치 창조 사슬을 따라 데이터를 수집하고 평가하여 정보로 변환하는 것입니다. 이를 통해 모든 종류의 결정을 위한 확실한 데이터 세계를 창조하려면 시스템 중단을 방지하는 것이 중요합니다. 시스템 중단은 투명성을 저해합니다. 즉 현장과 IT 레벨에서 정보가 시간적으로 너무 지연되고 내용적으로 맞지 않게 됩니다. 내부 물류에서 이러한 시스템 중단은 예를 들어 소스의 물체가 고정식 생산 또는 조립 라인이나 고정식 이송 시스템을 벗어나 리프트 트럭, 유인 지게차, 터거 트레인 같은 이동식 운송 보조 수단에 의해 싱크로 이송될 때 일어납니다. 위치가 고정된 이송 설비에서는 식별과 위치 확인이 이루어지지만 내부 홀과 복도를 통과하는 경로에서는 보통 그렇지가 않습니다. 제어 레벨에서 볼 때 이송물은 우주에서 ''블랙홀'을 통과하듯 사라질 수 있습니다. 이 위치에서 투명성이 사라지면 공정 효율에 문제가 생기며 그 결과 이송물이 실종되거나 늦게 가거나 엉뚱한 곳에 도착하거나 그 밖의 오류가 발생할 수 있습니다. 

Indoor and outdoor localization: Full transparency in the material flow
Indoor and outdoor localization: Full transparency in the material flow

센서 데이터의 통합과 융합을 통한 투명성 확보 

전체 상품 이동을 파악하고 투명화하는 자산 위치 결정 시스템은 예를 들어 공정 오류를 방지하거나, 생산, 조립, 보관 또는 피킹 시 지속적이고 계획 가능한 자원 가동을 보장하거나, 변질성 상품의 보관 기한 초과를 예방하거나, 공급 과정의 복잡성을 통제 가능하게 만듦으로써 사용자에게 실제적인 경쟁 우위를 확보해 줄 수 있습니다. 식별, 위치 및 상태 파악을 위한 조율된 센서 시스템과 분석 및 시각화를 위한 툴 덕분에 이제 대량 데이터를 효과적으로 수집하고 평가할 수 있습니다. Asset Analytics를 이용하여 데이터를 해석하면 자재 흐름에서 소스와 싱크의 시간적 출입 양상을 파악하고, 작업 현장에서 이동식 자산의 움직임을 추적하고, 이로써 복잡한 물류 네트워크를 이해할 수 있습니다. 시간과 장소에 관계없이 전체 자재 흐름에서 신뢰할 수 있고 반복 가능하며 예측적인 프로세스를 보장하는 것이 그 목표입니다. 

UWB 시스템 LOCU: 미터 단위까지 정확한 위치 결정

물류 분야에서 모든 위치 결정 및 자산 관리 솔루션의 기본 전제 조건은 표시와 식별 외에 자재 흐름에 중요한 모든 대상의 위치 결정입니다. 요구되는 포지셔닝 정확도와 필요한 업데이트 속도에 따라 2D 레이저 스캐너, 3D 카메라 시스템, 궤도 유도 및 인프라 센서 등 다양한 센서 기술을 여기에 사용할 수 있습니다. 이 솔루션 포트폴리오에서 비교적 새로우면서 핵심적인 기술은 태그 기반 위치 결정을 위한 UWB 시스템 LOCU입니다. LOCU는 주파수 대역 3.1GHz~10.6GHz의 무선 근거리 통신 시스템입니다. 이처럼 매우 넓은 주파수 범위 덕분에 전송 속도가 아주 빠릅니다. 이 시스템은 감지 범위가 약 20~50미터이고 UWB 안테나(앵커) 연속 작동 시 송출력이 낮아서 실내 위치 결정에 적합합니다. 위치 결정을 위해 자산에 UWB 태그가 붙어 있으며, 위치 확인 시 이 태그는 자산에 고유한 아이덴티티를 부여합니다. 여러 앵커의 감지 범위 안에서 물류 대상이 움직이면 앵커가 태그와의 거리를 측정하고, 항해 분야의 교차 방위법과 비슷하게 세 안테나의 거리값을 계산하여 공간 내 자산 위치를 알아냅니다. 이때 LOCU는 1미터 이하의 위치 확인 정확도를 달성합니다. 모든 위치값에는 타임스탬프가 부여되며 이로써 어디에 무엇이 언제 있는지 완벽하게 알 수 있습니다.

 

LOCU UWB system for tag-based localization
LOCU UWB system for tag-based localization

실내와 실외 영역 사이에서 빈틈없는 위치 결정

자재 흐름과 내부 물류는 폐쇄된 홀과 창고 영역에서만 이루어지는 게 아니라 실내외를 오가면서도 이루어집니다. 실내에서 실외로 옮겨갈 때는 LOCU을 대신하여 GPS 지원 시스템 솔루션인 게이트웨이 시스템 TDC-E가 위치 결정 기능을 수행합니다. WLAN, WPAN, 이동 무선 통신(GSM 3G+) 기능이 탑재된 이 멀티 센서 네트워킹 장치는 대표적으로 지게차에 사용됩니다. 이 장치는 적재물 캐리어, 상품 또는 보관 장소의 ID 같은 공정 데이터뿐 아니라 차량의 상태 데이터도 수집하며, 이 정보를 GPS 위치 확인 신호와 결합하여 완전한 위치 결정 정보로 만듭니다. 이로써 실외 영역에서도 공정과 데이터의 완전하고 빠른 투명성이 확보됩니다.

 

Asset Analytics 아니면 ERP 애플리케이션? 둘 다 가능하다!

LOCU 및 TDC-E 그리고 지원되는 센서 솔루션의 데이터만으로는 아직 부가가치가 창출되지 않습니다. 그러나 자산 위치 결정을 위한 솔루션은 이 데이터를 기반으로 부가가치를 만들 수 있습니다. 이때 모든 임의의 위치 결정 시스템이 제공하는 위치 확인 및 시간 데이터를 적합한 소프트웨어 알고리즘과 고성능 미들웨어를 통해 융합하여 정보로 해석해야 합니다. 이를 위해 SICK는 시각화 및 분석 플랫폼 Asset Analytics를 개발했습니다. 이 플랫폼은 위치 및 상태 데이터와 기타 센서 데이터를 실시간으로 일목요연하게 표현할 뿐 아니라 무엇보다 수집된 데이터를 처리하는 데 사용됩니다. 그러므로 Asset Analytics로 예를 들어 동작 프로파일을 표현하고, 운반 및 정지 시간을 분석하고, 잠재적인 공정 물류 최적화 방안을 도출할 수 있습니다. 더 나아가 이 분석 툴에서 개별적인 이벤트 관리를 설정할 수 있습니다. 이로써 SMS 또는 이메일 알림 같은 사용자 정의 동작을 자동화할 수 있습니다. 한 가지 예는 상품 입고 영역이나 발송 레인 등 특정 자산에만 허용되거나 정의된 동작이 이루어져야 하는 미리 지정된 지리적 구역에서 물체의 위치를 결정하는 것입니다. 가령 물품 관리 시스템에서 미들웨어를 통해 상품을 등록하는 작업이 여기에 해당합니다.

자체 시각화 및 분석 기능 외에 Asset Analytics는 개방 인터페이스도 제공합니다. 이로써 전사적인 공급 체인 애플리케이션, 자산 관리 애플리케이션, 클라우드 애플리케이션에서 원시 데이터뿐 아니라 사전 처리된 데이터도 활용할 수 있습니다. 이러한 연결성 덕분에 ERP 및 MES 레벨에서도 위치 결정 데이터를 활용하여 자재 흐름을 더 잘 파악할 수 있습니다. 그 결과 예를 들어 소스와 싱크 간 이동 및 운반 시간을 평가하고 공급 체인에 최적으로 개입할 수 있습니다.

 
Localization makes Logistics 4.0 possible
Localization makes Logistics 4.0 possible

이제 위치 결정을 통해 물류 4.0이 실현된다!

위치 결정 기술은 인더스트리 4.0의 맥락에서 네트워크화된 물류를 위한 핵심입니다. 위치 결정 데이터를 통해 모든 생산 자산, 화물 캐리어 및 적재 장비에 관한 높은 투명성 및 현황 파악력을 소유할 수 있습니다. 이로써 주행로를 최적화하고 동적으로 조정하며, 셋업 시간을 유연하게 준비 및 계획하고, 자재 흐름을 소비량에 맞춰 계획 및 제어하고, 물품 이동을 감시하고, 수동 등록 과정 없이 보관 장소를 관리할 수 있습니다. 위치 결정 데이터를 사용하면 제조 및 물류 공정을 민첩하게 계획하여 공급 품질과 공급 신뢰성을 향상시킬 수 있습니다. SICK의 위치 결정 및 자산 관리용 솔루션은 사내 공급 과정에서 지속적인 투명성을 창출하고 공정 효율 향상을 위한 가능성을 열어주며, 내부 물류를 넘어 새로운 서비스를 제공하기 위한 토대가 될 수 있습니다. 

센서 제조사로서 고정식 보관 및 이송 시스템뿐 아니라 자동 가이드 시스템, 반자동 산업용 운반 차량, 이동식 플랫폼 분야에서도 아마 가장 폭넓은 포트폴리오를 보유한 SICK는 내부적으로도 위치 결정을 통한 생산성 제고와 생산 및 공정 품질 향상에 신경 쓰고 있습니다. 예를 들어 발트키르히와 부흐홀츠에는 네트워크화된 자체 생산 및 유통 거점을 운영하고 있고 프라이부르크 호흐도르프에는 고도로 현대화되고 디지털 네트워크화된 4.0 NOW Factory가 있습니다.

 

 

Bernd von Rosenberger
Bernd von Rosenberger

Bernd von Rosenberger

Global Industry Center Logistics Automation 전무

Bernd von Rosenberger는 2001년부터 SICK에서 물류 솔루션 주제를 연구하고 있으며 'Logistics gets smart' 주제 전반에 대한 전문가로서 업계에서 명성이 자자하다. 마케팅 & 세일즈 디렉터로서 2014년과 2015년에 미국 시장을 위한 SICK Inc.의 내부 물류 솔루션을 책임졌으며 2015년부터 SICK AG에서 Global Industry Center Logistics Automation을 이끌고 있다.

 

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Logistics gets smart
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공급 체인 전반에 대한 더 높은 효율성

SICK의 지능적 센서 솔루션은 제조와 물류 분야의 네트워크화를 촉진합니다.
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