RFID, 물류 및 생산 관리에 어떤 변화를 가져올까?

데이터 기반 공급망 최적화

공급망 관리 문제는 예전이나 지금이나 그 기본은 같습니다. 그런데 4차 산업혁명 시대에는 사물인터넷, 빅데이터, 인공지능 기술 등을 통해 공급망과 물류체인 전체를 실시간으로 최적화하고 제약 요인을 극복하려고 한다는 것이 중요합니다.
예를 들어 특정 모델의 제품 수요가 특정 지역에서 갑자기 늘어났다면, 이러한 데이터가 소매점으로부터 제조공장으로 곧바로 인터넷망을 통하여 전송됩니다.
스마트팩토리에서는 이러한 데이터에 반응하여 곧바로 해당 모델의 생산을 늘리게 됩니다. 그 모델의 생산에 필요한 부품의 수요가 갑자기 늘어나게 되고 공장의 재고가 빠르게 소진되겠지요. 그러면 부품 재고가 소진될 때까지 기다리는 것이 아니라, 최초에 소매점으로부터 공장에 추가 제작 요청이 들어왔을 때부터 미리 특정 제품을 추가 생산하니 관련 부품이 부족해질 것이라고 예측하고, 공장의 통합관리 시스템에서 그 부품들을 실제 생산에 들어가기도 전에 미리 자동으로 주문을 보냅니다.
이때 협력업체별로 현재 상황, 자체 보유 재고나 여유 생산능력을 감안하여 각각 주문할 부품 종류 및 수량을 자동으로 최적화해서 주문을 냅니다. 주문은 인터넷망을 통해 수많은 협력업체에 전송되고, 협력업체는 이에 맞추어 부품을 생산해서 조립업체의 공장에 전달하는 것이지요. 그러면 그 부품으로 무사히 생산을 마치고 제품을 소매점 으로 보내는 것입니다.
이러한 복잡한 과정을 최적화하기 위하여 공장과 유통망에서 축적된 데이터를 바탕으로 학습된 인공지능 수급 예측 알고리즘이 중요해집니다. 아예 이러한 수급 차원의 변화를 어느 정도 예측하면서 대응에 나서야 하는 것이지요.

결국 해법은 물건을 빠르고 정확하고 저렴하게 이동시키는 문제로 귀결되지 않을까요?

화물 트래킹이 중요한 이유

그렇습니다. ‘원자재 생산에서 중간재 생산, 최종 완성품 생산에서 도소매 점포를 거쳐 소비자에게 인도’까지 이르는 공급망 전체를 아무리 최적화한다고 해도, 이 계획에 맞추어 실제로 물건이 제때 정확하게 전달되지 않으면 아무 소용이 없습니다. 그래서 물건이 계획대로 이동하고 있는지를 트래킹하는 것이 중요합니다.
과거 대량생산 시대에는 개별 아이템별로 트래킹할 필요가 없고, 대량의 화물 묶음에 대해서만 트래킹하면 되었습니다. 그런데 지금같은 유연한 다품종 생산 시대에는 더 이상 그럴 수 없다는 것이 문제입니다. 게다가 상품 이동정보가 굉장히 빠른 주기로 업데이트되어야 하므로 담당자가 수기로 입력하는 것으로는 도저히 대응할 수 없게 되었지요.
그래서 화물의 작은 묶음 단위로 센서를 부착하고, 이 센서에서 자동으로 정보를 송신하고, 사물인터넷망을 통해 이 정보를 자동으로 수집 및 공유하려는 시도가 나타나게 된 것입니다.
예를 들어 화물을 트럭에 싣고 달리면 어떤 화물인지, 현재 어느 위치에서 달리고 있는지, GPS 정보를 무선 인터넷망을 통해서 실시간으로 전송하며, 실시간으로 배송추적을 하고 위치정보를 업데이트하는 것이지요.

화물의 크기도 다양하고 수백 수천 개씩 묶음으로 처리할 수 있는 화물도 있고 하나하나 따로 떼어 관리해야 할 수도 있습니다. 그렇다면 관리를 탄탄히 하기 위해서는 물건 하나하나를 전부 태깅해야 하는 문제가 생기지 않을까요?

RFID가 가져올 혁명

그렇습니다. 화물 및 물류망의 다양화, 유연화에 대응한다는 차원에서 보면, 센서를 부착하여 태깅하는 단위가 작아질수록 유리합니다. 극단적으로는 개별 제품 하나하나에 전부 센서를 붙이는 것이 가장 좋겠지요. 그러나 센서 구입 비용이 급증하며 데이터의 송수신을 위한 통신비용 부담도 증가합니다.
과거에는 큰 묶음 단위로만 트래킹을 할 수 있었는데, 요즘은 RFID Radio Frequency IDentification, 전자태그 등 저가의 센서 및 사물인터넷전용의 저용량 저가 무선 네트워크의 보급으로 인해 이러한 문제가 상당 부분 해결됩니다.
이런 점에서 RFID는 혁명을 가져올 것으로 기대됩니다. 기본적으로 바코드와 비슷한 기능을 하지만, 바코드처럼 직접 인식기를 들이댈 필요가 없으며 몇 미터 이상, 최대 100미터까지도 인식이 가능합니다.
UHF 라디오 전파에 반응하는 작은 태그이고 교통카드 비슷하게 작은 칩이 들어 있는데, 교통카드와 달리 직접 접촉할 필요가 없습니다. 가격은 처음에는 몇백 원 정도였는데, 이제는 저가형은 100원대 정도까지 내렸고 그 이하로 가격을 낮추려고 시도하고 있습니다. 물론 바코드 스티커만큼 싸지는 않기에 모든 개별 상품 아이템별로 붙이기는 어렵고, 인식오류 문제 등 보급의 장애요인도 있습니다.
한편, 데이터를 무선으로 전송하는 단말이 엄청나게 많아지면 통신비가 부담되는데, 사물인터넷의 경우에는 일반 무선인터넷에 비해서 전송속도를 줄인 대신에 통신요금을 훨씬 저렴하게 만든 저가형 사물인터넷 전용 무선통신 규격이 보급되고 있습니다.
사물인터넷 기기는 접속 단말 수가 굉장히 많은 대신, 개별 단말별로 사용하는 데이터 용량은 대단히 작은 경우가 많기 때문입니다.
통신사들은 저가형 사물인터넷의 무선통신에 적극적으로 뛰어들고 있습니다. 한마디로 저가의 저용량 요금제를 박리다매로 판매하겠다는 것입니다.

신선식품은 속도나 정확성뿐만 아니라 운송과정 관리도 중요합니다. 식품류 중에는 ‘콜드체인’이라고 냉장 상태를 계속 유지하고 있다는 점을 집중적으로 홍보하는 상품들도 많습니다. 이런 상품에도 RFID를 비롯한 신기술이 크게 도움이 되겠지요?

콜드체인 관리와 블록체인

RFID는 바코드의 연장선상에서 어떤 상품인지를 식별하는 기능이상을 하기는 어렵습니다. 그러니 콜드체인을 관리하기 위해서는 센서가 더 복잡해지고 온도 및 습도 측정 기능도 있어야 합니다. 또한 제품과 가까운 위치에 부착되어 있어야 하며, 온도와 습도를 언제나 실시간으로 지속적으로 측정해야 합니다. 의약품이나 식품은 배송 중에 전체적으로는 맞추었더라도, 몇 시간 동안 목표 온도에서 벗어나면 그 사이에 상할 수도 있으니까요. 그래서 콜드체인이 참 어려운 것입니다.
콜드체인에는 신뢰의 문제도 작용합니다. 화물을 운반하는 책임자가 여럿이므로 최종 소비단계에서 문제가 발견되었다면, 긴 물류 단계의 어느 단계에서 문제가 발생했으며, 누구의 책임이냐를 가려내기가 쉽지 않지요.
그래서 콜드체인 관리에서 블록체인을 활용하려는 시도가 많이 있습니다. 신선제품이 여러 단계를 거쳐서 이동할 때 그동안 온도가 어떻게 관리되었는지, 블록에 일정 간격으로 계속 제품별 온도가 기록되고, 최종 소비지로 배송이 완료될 때까지 블록이 계속 추가됩니다. 사후 기록 변조가 어려운 블록체인의 특성상, 최종 수령자는 앞의 모든 단계에서 제품의 온도 관리에 문제가 없었는지 확인할 수 있게 됩니다.

생산품목은 소품종 대량생산에서 다품종 소량생산이 되어가고, 시장 범위도 글로벌화되어 전 세계를 대상으로 원재료를 수급하고 상품을 배송해야 하는 시대가 되었습니다. 그러다 보니 물류가 기업의 핵심 경쟁력으로 더욱 부각되고, 이를 위해 가용 가능한 모든 기술적 아이디어가 총동원되고 있습니다. 결국 제조와 물류가 같이 묶여서 ‘스마트한 공급’을 만드는 것 같습니다.

스마트 물류도 데이터 처리가 생명

덧붙이자면, 스마트한 공급은 물리적인 제품이나 원재료만 움직이면 되는 것이 아니고, 공급체인상의 위아래 쌍방향으로 끊임없이방대한 양의 데이터가 전달되어야 합니다. 결국 스마트한 물류도 데이터 처리가 생명입니다. 4차 산업혁명 시대의 ‘스마트함’이란 결국 스마트한 데이터 처리가 뒷받침되어야 가능한 것입니다.

이 포스트는 『4차 산업혁명, 당신이 놓치는 12가지 질문』(남충현, 하승주)를 바탕으로 발췌, 재정리한 것입니다.