터크, RFID를 이용한 무선 식별 솔루션

RFID를 이용한 무선기반 식별은 Industry 4.0을 위한 스마트 생산 프로세스에 적합한 핵심기술 중 하나이다. 터크는BL ident RFID 솔루션으로 Industry 4.0으로 가는 지름길을 제공한다. 고도로 유연하고 네트워크화된 자동화 산업생산에는 시스템, 공구, 작업지그, 제품을 식별하는 효율적인 기술들이 필요하다. 무선을 기반으로 하는 RFID 식별기술은 광학식별과 같은 다른 솔루션에 비해 돋보이는 여러 가지 이점을 가지고 있어 Industry 4.0의 핵심기술 중 하나가 되었다.

오늘날의 생산공정에서 RFID 구현은 종종 복잡하고 시간 소모적인 경우가 많다. HF 기술은 공간 및 물리적 환경의 영향이 미미하므로 상대적으로 통합이 쉬운 편이지만 제한된 인식으로 인해 더 큰 유연성과 넓은 감지범위가 요구되는 어플리케이션에는 UHF 대역이 사용된다. UHF 기술은 태그가 작업 지그에 부착되지 않고 제품에 부착되기 때문에 생산 현장을 벗어나더라도 광범위하게 사용할 수 있다. UHF 기술의 또 다른 장점은 ‘대량 인식’이다. HF 기술도 다중 태그인식이 가능하지만 한번에 최대 20개로 제한적이다. 그에 비해 UHF는 안테나 수에 따라 한 장소에서 200개 이상의 태그를 인식처리할 수 있다. UHF 기술은 여러 개의 태그를 동시에 읽어야하는 물류 어플리케이션에 특히 유용하다.

UHF RFID: 넓은 인식 범위와 높은 복잡성 해결

사용자는UHF 기술로 얻을 수있는 유연성과 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, 사용자는 RSSI 필터와 기타 설정 변수들을 어플리케이션에 맞게 설정해야 한다.

다중 태그인식이 필요한지, 읽기/쓰기 헤드 또는 태그가 이동하는지, 읽기 및 쓰기 작업이 필요한지, 프로세스 속도가 얼마나 빨라야 하는지 등의 내용은 UHF 시스템을 구축하기 위해 확인해야 할기본적인 사항이며 시스템설계 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.

RFID 개념도

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 터크는 독일 전역의 시스템 통합 업체와 긴밀한 협력관계를 유지하며, 여러 UHF 프로젝트의 성공적인 구현을 지원하고 있다.

터크는 RFID 통합 파트너를 인수하여 UHF RFID 시스템 통합분야에서 전략적 중요성을 입지할 수 있었다. 2017년에 인수한 빌란트(Vilant)사는 핀란드에서 설립되었으며 4 개의 자회사와 함께 15년 동안 35개국에 1,000개 이상의 RFID 시스템을 구축한 산업용 RFID 시스템 비즈니스의 메이저SI 업체다. 빌란트(Vilant)는 터크 글로벌 영업 네트워크를 활용한 RFID 프로젝트 기회발굴과 비즈니스 확대를 목표로 하고 있다. 빌란트는2018년 1월부터 ‚터크빌란트 시스템‘이라는 이름으로 독립적인 RFID 턴키솔루션 공급업체로 운영되고 있다.

다양한 소프트웨어 포트폴리오

터크빌란트 시스템은 자산 관리, 철도, 물류공급망 그리고 펄프 및 제지 산업에서 이미 RFID 시스템 솔루션 서비스를 제공하고 있다. 터크 빌란트시스템의 솔루션 포트폴리오에는 UI유무에 상관없이 적용 가능한 소프트웨어 솔루션이 포함되어 있다. 빌란트 엔진 소프트웨어는UI가없는 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/쓰기를위한 RFID 핸드-헬드 장치에 적합하며 게이트 클라이언트는 자동 태그감지와 지게차의 운전자 단말기에있는 지게차 클라이언트에 사용된다. 각 장치 소프트웨어에는 방향감지와 누적 판독필터링 기능이 있다.

이러한 종류의 특정 소프트웨어는 빌란트가 아니면 단순하게 만들 수없다. 빌란트는 핀란드에서UHF RFID에 대한 국제 표준이 없었을 때에도 이미 UHF RFID 분야에 많은 경험을 보유하고 있었다. 수 년간의 경험을 토대로 통합솔루션을 개발하였으며 이 소프트웨어는 지속적으로 최적화되고 개선되어 현재는 물류 전문솔루션이 프로그램 코드로 압축되었다.

터크 빌란트시스템은 자사 웹 사이트(www.turckvilant.com) 에서 여러 부문의 전문성에 대한 몇 가지 사례를 보여주고 있다. 예를 들어, 내부 물류를 RFID로 전환하여 Vaas지역의 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 라인에서의HF솔루션

UHF가 주로 물류분야에서 기반을 확보하고 있지만 공장 자동화 분야에서의 생산제품의 디지털화는 UHF 기술과 함께 부분적으로 HF 솔루션이 향후에도 계속 지원될 예정이다. 터크의 BL ident RFID 시스템은 HF와 UHF 읽기/쓰기 헤드를 동일한 인터페이스 모듈에 연결할 수 있어 이러한 복합적인 하이브리드 어플리케이션에 특히 적합하다. 인터페이스를 컨트롤러에 맞추는 것이 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 기능블록 프로그래밍은 불필요하다는 것이 특징이다.

OPC UA 표준 통신

미들웨어, SCADA, ERP, MES 솔루션과 통신하기 위해 RFID 인터페이스가 필요한 경우 사용자는 귀속된 독점 솔루션을 사용하거나 자체 프로그램을 개발해야 하지만, 표준 플랫폼인 OPC UA를 사용하면 이를 쉽게 해결할 수 있다. OPC UA는 컨트롤러와 IT 시스템과 통신하기위한 표준언어를 제공한다. 터크는 IP67보호등급의 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 AutoID 장치 통신을 표준화한 추가 사양이 포함되어 있어 장치가 AutoID 장치의 동일 표준을 지원하면 관련 시스템간에 데이터 교환이 가능하다. 이 규격은 터크의 읽기/쓰기 헤드가 지원하는 리포트 모드를 제공하므로, 고객은 태그가 읽기/쓰기 헤드의 인식 가능영역에 위치하면 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 암호화와 인증을 위한 보안 메커니즘 지원이다. 특히 ERP와 클라우드 시스템으로 데이터를 전송할 경우 무단 액세스로부터 데이터를 보호할 수 있다. 따라서 고객은 전 세계 어디서든 안전한 데이터 액세스를 보장받을 수 있다. OPC UA를 통한 통신 보안은 독일 연방 정보 보안국(BSI)에서 테스트를 거쳐 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 시스템이 모두 중요해질 전망이며, 터크는HF, UHF 양쪽 대역을 모두 지원하는 BLIdent RFID 시스템으로 고객의 Industry 4.0 도입을 앞당길 수 있을 것으로 보인다.