RFID와 RTLS 뒤에 숨겨진 의미는 무엇일까?

창고나 공장에서 물건이 스스로 이동한다면 어디에 어떤 자산이 있는지 파악하는 것이 중요하다. 여기에 상품, 차량, 기타 대상을 찾기 위해 RFID나 RTSL를 사용할 수 있다.

하랄트 로들러(Harald Rodler): Itelligence 혁신 매니저

핵심 내용

  • 창고나 제조 환경에서 찾는 물건의 위치를 파악하기 위해 RFID 시스템과 RTLS 장치를 사용할 수 있다.
  • 대상이 체크포인트를 지날 때에 RFID를 통해 위치를 파악할 수 있다.
  • RTLS를 통해 대상의 위치를 실시간으로 파악하고 지속적으로 추적할 수 있다.

작업 현장과 전체 공급망의 자재 흐름에서 대상을 원활하게 찾을 수 있을 뿐만 아니라 자재와 상품이 어디에 있는지 투명하게 파악할 수 있어야 한다. 이를 위해 사용자와 추적 시스템을 연결할 수 있다. RFID나 RTLS 또는 UWB와 같은 많은 약어 뒤에는 다양한 접근 방식이 있으며, 그 가운데 일부는 기술적 세부 사항과 기능면에서 크게 다르다. 이에 기본적인 기술 사항과 개념의 장단점에 대해 알아보고자 한다.

RFID(Radio Frequency Identification)

RFID(Radio Frequency Identification, 무선 주파수 식별)는 전파를 사용하여 물체를 비접촉식으로 자동 식별하는 기술이다. 이 프로세스는 두 가지 필수 구성 요소인 트랜스폰더(태그)와 리더(판독기)를 기반으로 한다. 태그는 신호를 송수신하기 위한 안테나와 약 2Mbit의 작은 저장 용량이 있는 마이크로 칩으로 구성되어 있다. 태그는 추적 대상에 직접 부착해야 한다.

RFID 시스템에서 위치 추적은 다음과 같이 이루어진다. 리더는 태그가 안테나를 통해 수신한 전자파를 전송하고 이를 활성화한다. 이후 태그는 태그에 저장된 데이터와 함께 신호를 판독기로 보낸다. 이를 위해서는 두 장치가 서로 가까이 있어야 한다. RFID 시스템의 신호 범위는 일반적으로 1m 미만이며 최대 10m로 제한된다.

RFID 기술의 한계는 다음과 같다. 이 시스템은 상품 출고와 같이 정의된 체크 포인트에서 자산의 특정 위치를 확인하는데 적합하다. 하지만 이 시스템은 정확한 위치 확인으로 넓은 지역에 걸쳐 위치를 추적하는 것은 보장할 수 없다. 물론 설계 타입이 다른 다양한 제조업체의 시스템이 서로 잘 호환된다는 점은 장점이다. RFID 솔루션은 널리 이용되는 이 기술 덕분에 자재나 물품이 회사의 경계를 넘어가는 시나리오에도 사용할 수 있다. 또한 RFID 태그는 구입 비용이 매우 저렴하고 단위 개수 당 값이 수십 원단위인 경우가 많다.

실시간 위치 추적 vs 특정 위치 확인

RTLS (Real Time Locating System)

엄밀히 말해 RTLS (Real Time Locating System, 실시간 위치 추적 서비스)라는 약어 뒤에는 개별적인 기술이 없다. RTLS는 실시간 위치 확인을 위한 다양한 기술의 포괄적 용어에 가깝다. RTLS에는 WLAN, 블루투스 저전력 프로토콜(BLE)과 초광대역(UWB)도 포함된다. 때때로 RFID도 RTL 시스템에 포함된다. 하지만 RFID를 사용하면 넓은 면적의 실시간 위치 추적과 더불어 좁은 의미의 위치 확인이 불가능하기 때문에 이런 분류는 논쟁의 여지가 있다. WLAN이나 BLE 또는 UWB를 사용하는 위치 추적 시스템은 삼각 측량이나 삼변 측량 이 두 가지 방법을 사용하기 때문에 위치를 정확하게 확인할 수 있다. 이를 위해 두 가지 유형의 구성 요소가 필요하다. 한편으로는 물체에 내장되거나 부착되는 소위 비콘이다. 다른 한편으로, 건물의 특정 지점에 고정된 소위 노드가 3개 이상 필요하다. 위치 확인은 노드에 수신되는 거리에 대한 정보(삼변 측량) 또는 비콘에 대한 각도(삼각 측량)를 기반으로 결정된다. BLE를 사용하면 위치가 신호 강도 및 방향에 따라 결정되며 UWB의 경우, 비콘에서 노드로의 신호 전파 시간을 기반으로 산출된다.

RTLS 애플리케이션은 GPS와 유사하게 실시간으로 대상의 위치를 추적한다.

넓은 면적에 노드를 갖추면 자산의 위치를 더 정확하게 추적할 수 있다. 또한 어떤 추적 기술을 선택하는지 위치 정확도에 영향을 미친다. BLE 시스템은 최대 1m의 정확도로 물체 위치를 추적할 수 있다. 반면에 UWB를 사용하면 30cm 미만의 위치 추적도 가능하다. 세 가지 위치 추적 기술 WLAN과 UWB 및 BLE 간의 차이점은 각각의 신호 범위와 그와 결부된 영역의 범위에 있다. WLAN과 UWB 신호의 범위는 최대 150m이고 BLE 신호는 최대 75m에 이른다. 다른 한편으로 비용 면에서도 차이가 있다. BLE 시스템이 일반적으로 UWB와 WLAN 시스템보다 비용이 저렴하다.

어떻게 맞는 시스템을 선택할까?

위의 두 가지 위치 추적 시스템에는 각각의 장점과 단점이 있다. 다음 질문은 올바른 시스템을 결정하는 데 도움이 될 수 있다.

• 어떤 방식으로 사물 위치를 확인하는가?

자산 위치를 가장 높은 정확도로 지속적으로 확인해야 하는 경우 UWB 시스템을 권장한다. 반면에 자산이 특정 체크 포인트를 통과했는지만 확인하려면, RFID 기술이면 충분할 수 있다.

• 추적 시스템을 어느 영역에서 사용하는가?

이 질문은 위치 추적에 포함되는 공간이 밀폐된 내부 공간인지, 아니면 여러 공장인지 또는 회사 경계를 넘어 다른 회사인지에 관한 것이다. 예를 들어, 공장 내에 추적 대상인 물체가 있는 팔레트를 찾는 것이 목표인 경우 추적 시스템은 실내에서도 정확한 위치 정보를 안정적으로 제공해야 한다. 이런 경우 RTLS 기반 솔루션이 유용할 수 있다. 반면에 전체 공급망을 따라 회사 경계를 넘어 상품의 흐름을 주시해야 하는 경우 RFID 시스템을 권장한다. 기술이 널리 보급되어 있을 뿐만 아니라 회사 경계를 벗어나는 상품에 설치된 태그가 손실되더라도 태그 단가가 낮아 비용 측면에서 크게 문제가 되지 않는다.

• 어느 정도의 비용을 사용할 수 있는가?

앞서 설명한 것처럼 다양한 위치 추적 기술은 시나리오에 따라 다양한 기능을 제공할 뿐만 아니라 비용 측면에서도 다양하다. 여기에서 사용자는 적용 사례에 대해 Ultra Wideband와 같은 비싼 기술에 의존해야 하는지 신중하게 고려해야 한다. 또한 상대적으로 기능적으로 제한적이지만 저렴한 시스템에 의존하는 것으로 충분할 수 있다.

• 스마트 팩토리에서 계속 사용하기 위해 추적 데이터가 필요한가?

설명한 모든 위치 시스템은 ERP 시스템에 쉽게 통합할 수 있다. 하지만 자재 흐름 프로세스를 백엔드 측에 자동으로 기록할 뿐만 아니라, 획득한 추적 데이터를 스마트 팩토리 차원에서 프로세스를 개선하는 데 사용하는 경우, RFID 시스템은 기능적 한계에 부딪힐 수 있다. 예를 들어 특정 지점에서 재료 흐름이 계속해서 느려지는 이유를 파악하기 위해 이동 프로파일을 생성하려면, 자산의 실시간 위치를 지속적으로 추적해야 한다.

RFID 시스템은 다양한 방식으로 사용할 수 있다. 예를 들어 Audi는 차고지에서 자동차를 찾는데 드론을 이용한다.

무엇이 필요한지 알아야 한다

추적 시스템에는 다음 사항이 중요하다. 가능한 모든 시나리오에 적합한 ‘일률적인 솔루션’은 없다. 따라서 여러 시스템에 일반적인 권장 사항을 제공하는 것은 불가능하다. 보편적으로 말할 수 있는 것은 선택은 항상 각각의 응용 사례를 기반으로 해야 한다는 것이다. 따라서 의사 결정의 첫 번째 단계는 항상 관련 비즈니스 프로세스와 정확성 및 범위와 같은 필수 요건을 정확하게 분석하는 것이다. 이를 위해 선택한 시스템을 위해 외부의 전문 지식을 활용하는 것이 도움이 될 수 있다. 전문가는 필요한 것을 모두 알고 있으며 지식이 풍부한 일반인과는 다른 견해를 가지고 있기 때문이다.