[첨단 헬로티]

RFID를 이용한 무선 기반 식별은 Industry 4.0을 위한 스마트 생산 프로세스에 적합한 핵심 기술 중 하나이다. 터크는 BL ident RFID 솔루션으로 Industry 4.0으로 가는 지름길을 제공하고 있다.

고도로 유연하고 네트워크화된 자동화 산업 생산에는 시스템, 공구, 작업 지그 및 제품을 식별하는 효율적인 기술들이 필요하다. 무선을 기반으로 하는 RFID 식별 기술은 광학 식별과 같은 다른 솔루션에 비해 돋보이는 여러 가지 이점 때문에 Industry 4.0의 핵심 기술 중 하나가 되었다.

오늘날의 생산 공정에서 RFID 구현은 종종 복잡하고 시간 소모적인 경우가 많다. HF 기술은 공간 및 물리적 환경의 영향이 미미하므로 상대적으로 통합이 쉬운 편이지만 제한된 인식 범위로 인해 더 큰 유연성과 넓은 감지 범위가 요구되는 어플리케이션에서는 UHF 대역이 사용된다.

UHF 기술은 태그가 작업 지그에 부착되지 않고 제품에 부착되기 때문에 생산 현장을 벗어나더라도 광범위하게 사용할 수 있다. UHF 기술의 또 다른 이점은 ‘대량 인식’이다.

HF 기술도 다중 태그인식이 가능하지만 한번에 최대 20개로 제한적이다. 그에 비해 UHF는 안테나 수에 따라 한 장소에서 200개 이상의 태그를 인식처리 할 수 있다. UHF 기술은 여러 개의 태그를 동시에 읽어야하는 물류 어플리케이션에 특히 유용하다.

UHF RFID, 넓은 인식 범위와 높은 복잡성 해결
사용자는 UHF 기술로 얻을 수 있는 유연성 및 광범위한 인식이라는 장점과 UHF 시스템 구축을 위한 복잡한 과정이라는 단점 사이에 절충점을 찾아 수용할 수 있다. HF 기술과 달리 UHF 통신은 근접 자기장 유도식 커플링을 기반으로 하지 않고 방사 전자기파를 기반으로 하기 때문에 장거리 인식이 가능하지만 읽기/쓰기 헤드 또는 태그 간의 상호 작용으로 인해 간섭과 같은 부작용을 초래하기도 한다.

또한, 벽 또는 물을 포함하고 있는 물체에는 전파가 반사되어 구축에 어려움이 있을 수 있다. UHF 읽기/쓰기 헤드에는 이 부분을 확인하기 위해 설정할 수 있는 몇 가지 기능이 제공되는데, 대부분의 UHF장치의 전파출력을 가변적으로 제어할 수 있다. 다만, 사용자가 RSSI 필터 및 기타 설정변수들을 어플리케이션에 맞게 설정해야 한다.

다중 태그 인식이 필요한지, 읽기/쓰기 헤드 또는 태그가 이동하는지, 읽기 및 쓰기 작업이 필요한지, 프로세스 속도가 얼마나 빨라야 하는지 등의 내용은 UHF 시스템을 구축하기 위해 확인해야 할 기본적인 사항이며 시스템 설계 시 사전에 결정되어야 한다.

이 때문에 UHF 구축 프로젝트에는 전문 SI가 참여하는 것이 도움이 되는데, 전문 SI사는 고객의 ERP, SCADA 또는 MES 시스템을 위해 RFID에서 사용 가능한 정보를 필터링, 전송 및 제시하는 미들웨어 설치를 진행한다.

UHF RFID, 시스템 통합 노하우
독일의 경우, 시스템 통합 비즈니스는 기존의 제조업체들에게 익숙하지 않은 영역이다. 시스템 통합을 위한 소프트웨어 노하우는 물론 IT 시스템 및 프로그래밍 지식을 일반 자동화 업체에서 핵심적으로 다루지 않기 때문이다.

이러한 이유로 터크(Turck)는 독일 전역의 시스템 통합 업체와 긴밀한 협력 관계를 유지하며 여러 UHF 프로젝트의 성공적인 구현을 지원하고 있다.

터크는 RFID 통합 파트너인 빌란트(Vilant)사를 인수함으로써 UHF RFID 시스템 통합 분야에서 전략적 중요성을 꿰찰 수 있었다. 2017년에 인수한 빌란트(Vilant)사는 핀란드에서 설립되었으며 4 개의 자회사와 함께 15년 동안 35개국에 1000개 이상의 RFID 시스템을 구축한 산업용 RFID 시스템 비즈니스의 메이저 SI 업체다.

빌란트(Vilant)는 터크 글로벌 영업 네트워크를 활용한 RFID 프로젝트 기회발굴 및 비즈니스 확대를 목표로 하고 있다. 빌란트는 2018년 1월부터 ‚터크 빌란트 시스템‘이라는 이름으로 독립적인 RFID 턴키솔루션 공급 업체로 운영되고 있다.

다양한 소프트웨어 포트폴리오
터크 빌란트 시스템은 자산 관리, 철도, 물류공급망 그리고 펄프 및 제지 산업에서 이미 RFID 시스템 솔루션 서비스를 제공하고 있다. 터크 빌란트 시스템의 솔루션 포트폴리오에는 UI 유무에 상관없이 적용 가능한 소프트웨어 솔루션이 포함되어 있다.

빌란트 엔진 소프트웨어는 UI가 없는 장치에 적합하며, 빌란트 클라이언트 및 게이트 클라이언트, 핸드-헬드 클라이언트, 지게차 전용 클라이언트는 UI가 있는 장치용으로 설계되었다.

예를 들어 핸드-헬드 클라이언트는 RFID 태그의 수동 읽기/쓰기를 위한 RFID 핸드-헬드 장치에 적합하며 게이트 클라이언트는 자동 태그 감지 및 지게차의 운전자 단말기에 있는 지게차 클라이언트에 사용된다. 각 장치 소프트웨어에는 방향 감지 및 누적 판독 필터링 기능이 있다.

이러한 종류의 특정 소프트웨어는 빌란트가 아니면 단순하게 만들 수 없다. 빌란트는 핀란드에서 UHF RFID에 대한 국제 표준이 없었을 때에도 이미 UHF RFID 분야에 많은 경험을 보유하고 있었다. 수 년간의 경험을 토대로 통합 솔루션을 개발하였으며 이 소프트웨어는 지속적으로 최적화되고 개선되어 현재는 물류 전문 솔루션이 프로그램 코드로 압축되었다.

터크 빌란트 시스템은 여러 부문의 전문성에 대한 몇 가지 사례를 보여주고 있다. 예를 들어, 내부 물류를 RFID로 전환하여 Vaas 지역의 핀란드 ABB 공장의 생산성을 60 % 향상시킨 사례와 스위스 최대 소매업체인 Migros와 렌터카 Sixt 및 기타 여러 고객을 대상으로 한 적용 어플리케이션 노하우를 제공하고 있다.

자동화 라인에서의 HF 솔루션
UHF가 주로 물류 분야에서 기반을 확보하고 있지만 공장 자동화 분야에서의 생산 제품의 디지털화는 UHF 기술과 함께 부분적으로는 HF 솔루션이 향후에도 계속 지원될 것이다. 터크의 BL ident RFID 시스템은 HF 및 UHF 읽기 / 쓰기 헤드를 동일한 인터페이스 모듈에 연결할 수 있어 이러한 복합적인 하이브리드 어플리케이션에 특히 적합하다.

인터페이스를 컨트롤러에 맞추는 것이 이제는 매우 간단해졌다. 특히 유니버설 인터페이스(UI 인터페이스)가 장착 된 TBEN-S 또는 TBEN-L IP67 블록 모듈 형태의 컨트롤러는 RFID 채널을 간단한 입력으로 사용할 수 있고, 컨트롤러에 대한 사용자정의 기능 블록 프로그래밍은 불필요 하다는 것이 특징이다.

OPC UA 표준 통신
미들웨어, SCADA, ERP 또는 MES 솔루션과 통신하기 위해 RFID 인터페이스가 필요한 경우 사용자는 귀속된 독점 솔루션을 사용하거나 자체 프로그램을 개발해야 하지만, 표준 플랫폼인 OPC UA를 사용하면 이를 해결할 수 있다. OPC UA는 컨트롤러 및 IT 시스템과 통신하기 위한 표준 언어를 제공한다. 터크는 IP67 보호등급의 RFID 인터페이스인 TBEN-L4-RFID-OPC-UA에 직접 OPC UA 인터페이스를 통합했다.

이 장비를 통해 인터페이스는 MES, ERP 또는 기타 이더넷 기반 시스템과 직접 통신 할 수 있다. 많은 클라우드 서비스는 OPC UA를 지원하므로 모니터링 또는 분석작업을 위해 생산 데이터를 클라우드로 전송할 수 있다. OPC UA에는 바코드 리더기, RFID 리더기와 같은 Auto ID 장치 통신을 표준화한 추가 사양이 포함되어 있으므로 장치가 AutoID 장치의 동일 표준을 지원하면 관련 시스템 간에 데이터 교환이 가능하다.

이 규격은 터크의 읽기/쓰기 헤드가 지원하는 리포트 모드를 제공하므로, 고객은 태그가 읽기/쓰기 헤드의 인식 가능 영역에 위치하자마자 태그를 연속적으로 또는 제한적으로 스캔하고 데이터를 얻을 수 있다. 결과적으로 고객은 트리거 센서를 별도로 설치할 필요가 없으며, 클라이언트 또는 상위 시스템에 새로운 태그를 보고할 때는 읽기/쓰기 헤드가 자동으로 작동된다.

보안 통신
OPC UA의 또 다른 이점은 암호화 및 인증을 위한 보안 메커니즘 지원이다. 특히 ERP 및 클라우드 시스템으로 데이터를 전송 시, 무단 액세스로부터 데이터를 보호할 수 있다. 따라서 고객은 전 세계 어디에서든 안전한 데이터 액세스를 보장받을 수 있다.

OPC UA를 통한 통신 보안은 독일 연방 정보 보안국(BSI)에서 테스트를 거치고 확인되었다. TBEN-L4-RFID-OPC-UA는 적절한 보안 HTTPS 연결을 통해 웹 서버로 필요한 데이터 암호화, 보안 인증서 및 액세스 권한 구성에 필요한 지원을 이미 제공하고 있다.

Industry 4.0이 점차 진화함에 따라 HF와 UHF 두 주파수 대역의 RFID 시스템 모두 중요해질 것으로 전망되며, 터크는 HF, UHF 양쪽 대역을 모두 지원하는 BL Ident RFID 시스템으로 고객의 Industry 4.0 도입을 앞당길 수 있을 것으로 보인다.

한편, (사)한국자동인식산업협회는 오는 21일 서울 마포구 서교동 첨단빌딩 3층 세미나실에서 제1회 정기세미나를 개최한다. 이번 세미나는 'Industry 4.0 실현을 위한 RFID 세미나'로, 다양한 RFID 적용사례들이 발표될 예정이다.