Keysights ad
Home » 이슈포커스 » 산업용IoT » 제 4장. 조선 산업의 RFID 도입 방안

제 4장. 조선 산업의 RFID 도입 방안

RFID 업종별 산업적용 가이드라인(21)

RFID(Radio Frequency Identification)는 무선 인식 기술로 기존의 바코드에 비해 판독거리, 내구성, 재사용성, 저장용량 등의 측면에서 장점이 있기 때문에 자동화가 용이하며 다양한 응용에 활용될 수 있다. RFID 기술은 제품흐름을 이력추적관리하고 관리체계, 재고연한 분석과 같은 가시성을 극대화하여 자동차, 식품, 유통, 물류, 가전, 섬유 다양한 산업 영역에서 막대한 경제적 파급효과를 창출 할 수 있는 핵심기술로 각광받고 있다.

조선산업 RFID 적용 대상 프로세스 분석

(1) SCM 관점(수주~인도)의 업무 흐름

일반적으로 선박은 일반 건축물보다도 규모가 훨씬 크고 공정 면에서도 복잡하며, 수많은 부재와 기자재를 조립하여 하나의 움직일 수 있는 제품을 만드는 과정을 거친다. 또한 선박은 계획생산이 아닌 선주로부터 주문을 받아 건조하게 되는 주문생산 방식을 취한다.

선주는 발주를 하기 전에 건조할 선박의 종류와 크기, 항로와 속도, 국적 및 선급과 같은 기본적인 사항을 사전에 정해놓고 여러 조선소에 납기와 가격을 의뢰하게 되며, 조선소는 자사의 생산능력과 수주잔량 등을 신중히 검토하여 구체적인 사양서, 납기 및 가격을 선주 측에 제시해 상담에 응하게 된다.

이어 선주와 조선소간의 건조계약이 체결되면 조선소로서는 건조계획을 수립하는 한편 기본설계에 착수하게 된다. 선박의 견적을 제시할 때부터 건조를 완료하여 선주에게 인도할 때까지의 업무 흐름을 정리하면 다음과 같다.

선박 한 척을 건조하기 위해서는 대체적으로 설계기간 7~8개월을 포함하여 1.5년 정도가 소요된다. 건조계획은 인도 일부터 역으로 계산하여 설계와 자재의 구매기간 등을 고려하고 착공(Work Commence), 기공 (Keel Laying), 진수(Launching), 인도(Delivery)일자를 정해 기본선표를 결정한다.

(2) 주요 업무기능과 이슈

1) 영업부문
선박 수주를 위한 영업활동에 있어서 필수적인 요소는 선주의 다양한 사양요구에 따른 적정 선가를 신속, 정확하게 제시하는 것과 현재 산출된 선가가 회사에 얼마만큼의 이윤을 줄 수 있는지를 경영층에서 판단할 수 있는 자료를 제공 하여야 한다.

조선 산업의 특징상 선박의 수주에서 생산, 그리고 인도까지는 많은 시간이 소요되며 이 기간 동안 발생하는 각종 비용 및 물가인상, 환율, 금리 등 여러 주변 인자들 즉 외적인 요인에 따라 이윤이 변화한다. 그러므로 자재비를 제외한 노무비, 경비, 판관비등은 주변인자의 값에 따라 수시로 변할 수 있으므로 정확한 비용을 산출하기가 어렵다.

따라서 예측 가능한 주변인자들을 조정하여 선가를 시뮬레이션 함과 동시에 급변하는 경영환경에 보다 능동적으로 대처할 수 있도록 하고, 신속 정확한 견적서 생성 및 산출근거를 효율적으로 관리할 수 있어야 한다.

2) 설계부문
설계부문은 도면자체에 대한 설계 작업과 생산 및 자재수급을 위한 생산지향적인 도면 출도 계획을 수립하기 위해 설계하는 업무이다. 즉, 작업의 우선순위를 결정해 줌으로써 작업지연 시 발생되는 작업간의 영향을 최소로 줄이고 관리자가 쉽게 문제점에 대한 대안을 제시할 수 있도록 하였으며, 자원으로서 부하되는 인원을 낭비 없이 되도록이면 일정한 인원이 일별로 투입될 수 있도록 설계하는 것이다.

이는 선행 설계부서의 각종 설계정보를 후행부서에서 실시간에 직접 활용 또는 참조할 수 있어야 한다는 것이며, 선체 및 의장 CAD/CAM 시스템과 설계관리 시스템이 유기적으로 연계되어 각종 생산도면의 작성을 용이하게 하고 자재 BOM 및 각종 생산정보(NC Tape, Cutting Data 등)가 자동 작성되며, 선체/의장 또는 의장/의장 간의 자유로운 Interface Check 가 가능하여 실수에 의한 오입력을 사전에 방지함을 목표로 한다.

3) 생산부문
생산부문은 생산의 각종 정보 및 Resource 분석을 통한, 적정 생산 일정 계획과 관련 계획을 수립하는 생산계획(선표~마스터 스케줄~탑재~선행~후행 중 일정 등)과 생산부문의 예산 시수 관리 및 실적 시수 관리를 위한 작업관리 시스템, 그리고 협력업체의 효율적 관리를 위한 외주관리 시스템 및 생산 작업 후 선주/선급 검사를 관리하는 업무기능으로 구성되어 있다.

특히, 조선업체의 관리 능력이나 규모에 따라, 관리 Point 를 달리하여 대형, 중형 및 소형 조선업체용 구분하여 설계된 생산계획은, Activity 관리와 시수에 따른 부하 계산 및 진도 율 관리가 가능하여야 하며, 자사의 경영환경이나 생산설비의 능력에 맞도록 업무 효율화를 도모하고 있다. 이상의 내용을 포함하여 주요 업무기능의 체계를 정리하면 다음과 같이 요약할 수 있다.

4) 관리부문
관리부문 업무는 크게 재무회계, 관리회계, 원가, 예산, 자산 및 세무를 관리하는 회계관리 시스템과, 근태, 인사/급여, 고정자산 및 총무일반을 관리하는 일반관리 업무로 구성되어 있는데, 다른 산업의 업종과 크게 차이는 없다. 특히, 회계업무는 현업부서에서 발생되는 거래 또는 지급 품의를 지출결의서 관리에서 자동 분개를 통해 전표 처리하고, 전표 승인 시, 예산 통제 및 채권채무관리와 연계되어, 자금 및 자산관리까지 일관된 데이터를 통해 경리 업무의 전반적인 관리가 이루어질 수 있도록 구성되어야 하며, 거래 유형에 따른 다양한 전표 처리 및 실시간 기업의 자금 정보, 월할비용 처리 등 기업의 경영 실적과 재무 상태 및 관리 유형에 대한 정보를 실시간으로 제공하는 것이 중요하다.

hilscher

또한 주문자 생산 방식에 의한 노동집약적인 생산 공정에서 인명사고나 상해사고와 같은 산업재해가 빈번하게 발생하고 있다. 선박 건조 및 수리업의 사업장은 전국적으로 2,552 개소이고 조선업에 종사한 근로자는 118,559 명으로 조사되고 있으며 2006 년에만 2,240 명(1.89%)이 산업재해로 인해 상해를 입고 48 명(0.04%)이 사망하였다(2006 년 산업재해 현황, 한국산업안전공단).

조선산업의 산업재해로 인한 사망률을 금속가공업이나 금속재료품 제조업과 같은 위험 업종의 사망률과 비슷한 수치로서 산업재해에 의한 손실이 큰 산업이다.

또한 조선산업 현장과 사업장은 대부분 청정해역으로 굴과 우렁쉥이, 해상 가두리 양식 등이 성행한 수산업 보고지역과 중복되어 있음에도 불구하고 상당수 조선업 하청업체들이 적치장에서 용접, 철판 절단 작업까지 병행하는 등 무허가 공장을 가동하고 있다

(3) RFID를 통한 업무 개선 영역

1) 업무 수행측면에서의 주요 이슈
_ 조선사업은 과학적 기반의 노동 집약적 산업으로서, 여러 산업이 혼재되어 있는 종합산업이다.

_ 노동 집약적 산업이기 때문에 산업재해가 빈번하게 일어나고, 강성 노동조합에 의해 파업과 쟁의 쟁의가 발생할 가능성이 크다.

_ 규격과 업무프로세스가 표준화되어 있지 않은 비 표준화 산업이다.

_ 대표적인 산업의 특성은 블록(Block)을 조립하는 업무가 핵심이다.

_ 블록에 대한 위치를 정확하게 파악하지 못하는 경우가 많기 때문에 작업효율이 떨어진다.

_ 블록을 탑재하여 재하여 이동하는 경우, 블록을 운반하는 대차(T (Transporter) transporter) 가 막히는 장소를 알지 못하면 작업 진행 상의 공정관리가 어렵게 된다.

_ 설계/연구소의 각종 서류(도면, 보고서, 매뉴얼 등)를 관리하고, 필요할 때 수시로 검색하기 어렵다.

_ 공장(사내)에서 관리하는 주요 공기구를 사외로 유출되지 못하도록 자산을 관리할 필요가 있다.

_ 선박을 선주에게 인도한 이후, 선주에 대한 AS 정보를 제공할 필요가 있다.

_ 공급회사로부터의 납품되는 기자재에 대해서 자산 및 조달관리를 정확하게 함으로써 품질검사를 철저하게 처리할 수 있다.

_ 기자재 창고의 재고관리를 정확하게 처리함으로써 기자재 물류에 대한 내부공정을 관리 관리할 필요가 있다. (기자재 분실이 많음)

_ 배에 승, 하선하는 작업인력에 대한 정확한 관리가 정확하게 되고 있지 않는다(죽어도 모르는 경우가 있음)

_ 공장 내에서 운행되고 있는 납품차량의 블록 등에 대한 계근관리를 철저히 할 필요가 있다.

_ 공장 내에서 운행되는 차량이 많기 때문에 공장 내에서 무인(self) (주유소의 차량 입, 출고를 관리 관리할 필요가 있다.

_ 철강재의 강판 입고 시에 거의 수작업으로 작업하고 있고, 강판 1장에 수 십장의 부재가 생성되는 데 모두 수작업으로 처리하고 있다.

2) 조선산업에서의 RFID 적용 가능한 업무프로세스(예)
특정 산업에 있어서 RFID 도입이 가능한 업무프로세스는 도입의 성공 가능성이 높고, 확산 효과가 큰 영역을 우선 대상으로 하여야 하며, 나아가서는 그 산업이 갖고 있는 대표적인 특성을 갖고 있는 분야에 도입하는 것이 타당할 것이다. 그러한 관점에서 업무상에서 발생하는 주요 이슈를 고려한 후, RFID를 이용하여 실시간으로 정보를 수집, 관리 분석하여 축약된 정보를 관계부서에 제공함으로써 업무의 생산성과 품질 향상을 극대화함으로써 고객, 사용자의 만족을 극대화할 필요가 있다.

또한 산업재해를 예방하고 생산적인 노동조합 활동을 보장하기 위해서도 RFID 도입이 시급한 실정이다.

이러한 맥락에서 조선산업의 업무수행 측면에서 제기되고 있는 주요 이슈들을 근거로 RFID 도입이 가능한 업무프로세스의 유형을 정리하면 다음과 같다.

① 블록 Transporter 에 의한 위치 이동 추적 업무

가) AS-IS 분석
앞에서 언급한 것과 같이 조선산업은 블록 조립식 생산방식을 취하기 때문에 생산 현장에서 블록의 효율적 이동 및 정확한 위치 관리 등은 무엇보다 중요하다고 할 수 있다. 대부분 조선생산 현장에서의 Transporter 는 직접 사람에 의한 이동 및 위치파악 관리를 하고 있으며, Transporter 의 이동 제어가 원활하지 못함으로 인해 생산 일정에 차질이 벌어질 가능성이 높다. 본 연구활동 내용 중 모 조선업체 방문을 통하여 파악된 현상은 중/소 규모의 조선업체에서 보유한 Transporter 수는 그다지 많지는 않으나, 대규모 조선업체에서는 보유한 Transporter 의 수도 많으며, 효율적 제어 및 위치관리가 중요한 업무관리 중 하나로 조사되었다.

나) TO-BE 적용 방안
블록 이동 Transporter의 RFID 적용은 우선 금속 구조물 환경 전송기술과 고정밀 복합 위치 인식기술 및 Transporter 상태 모니터링 기술 등이 필요하다고 할 수 있다. 이러한 기반 기술들을 적용한다면 [그림 4-13]과 같은 개념도로 표현할 수 있다.

각 이동 구간별 RFID Reader기를 설치하고 각 중요 동선을 파악할 수 있도록 각종 모니터링 장치를 설치하여 이동에 차질이 없도록 가장 효율적인 이동 동선 확보를 하여 모니터링 관제실에서 효율적으로 통제 할 수 있다.

이러한 RFID 신기술 접목으로 인한 정확한 위치 관리 모니터링을 통하여 생산 흐름을 원할히 하고 사고 방지 및 생산계획 달성에 큰 기여를 할 것이다.

② 납품차량 계근 관리 업무

가) AS-IS 분석
블록 등 대부분 강판으로 이루어진 자재들은 중량으로 납품단위를 기준하는데, 업체별로 다소 차이가 있으나 외부에서 계근된 결과전표를 가지고 납품을 한다.

상호 신뢰와 믿음으로 합의된 사항이긴 하지만, 실상 납품되는 중량 단위가 엄청 크기 때문에 납품 중량과 실중량이 어느 정도 차이가 난다면 이는 금액적으로 엄청난 손실을 입을 것이고 납품 블록 등에 대한 철저한 중량 관리를 함으로써 원가 절감이라는 목표를 달성할 수 있을 것이다.

나) TO-BE 적용 방안
납품차량의 계근 관리를 위하여 게이트 현장에 설치된 시스템의 기본 구성도 및 신호 흐름은 [그림 4-15]와 같다.

RFID 태그를 부착한 납품 차량이 정문으로 진입하면 차량번호를 Center로 전송하고, 납품정보가 도착한 차량이 진입허가 메시지를 받으면 게이트로 진입하게 되고 계근시스템을 통해 차량의 무게를 측정한다. 또한 납품 상태의 외관 파손 여부를 위한 카메라시스템을 통한 촬영이 이루어 진다. 무게 측정과 촬영이 완료된 차량은 정차 위치정보 제공으로 해당 지정된 위치로 이동하게 된다. 이러한 모든 과정 속에 RFID를 통하여 차량 인식 및 지정된 위치로의 이동명령, 중량 측정 등을 체계적으로 관리할 수 있다.

③ 인원 안전관리/보안관리/출입관리 업무

가) AS-IS 분석
생산활동에서 가장 중요한 관리 중 하나가 바로 안전관리라고 할 수 있다.

장기간 배를 건조해야 하고, 또 넓은 작업장소 및 위험한 작업환경으로 말미암아 안전사고의 위험이 높다고 할 수 있다. 특히 작업자의 사고 발생에 대한 사전 안전관리와 출입관리를 철저히 하여야 되는데 기존 관리방식으로는 각종 사고의 위험성을 예방하기에는 부족하다. 과거 사고 사례를 조사한 결과 작업이 끝나고 작업자가 행방불명 되는 사고가 발생했는데도 불구하고, 인원 파악이 전혀 되지 않아 한동안 찾지 못하는 믿지 못할 일도 있다.

나) TO-BE 적용 방안
넓은 생산현장에서 작업을 하는 작업자들에 대한 철저한 안전관리를 위해서 헬멧 및 작업복 등에 RFID 칩을 부착하여 작업 투입 시부터 작업 완료를 할 때까지의 현장 출입 정보를 데이터화하여 관리하고, 위험 지역 접근 시 경고음을 울림으로써 사전에 인명사고를 예방할 수 있도록 해야 한다. 안전관리를 위하여 RFID 기술을 접목한 예는 [그림 4-18]와 같다.

안전관리를 위한 RFID 도입은 출/퇴근에 대한 근태관리도 효율적으로 관리할 수 있다는 장점이 있다. 도입 전 근태관리는 작업반장 등의 관리자에 의한 출/퇴근 기록(수기)을 통하여 관리가 되었으나, 도입 후는 굳이 근로자가 출/퇴근 기록을 의식하지 않더라도 현장문을 나가게 되면 자동으로 인식되어 출/퇴근 기록이 저장되게 할 수 있다. 퇴근 시간의 데이터가 안정적으로 남게 되면, 이를 활용하여 현장에 남아 있는 근로자를 실시간 파악이 가능하여 현장에서 음주행위 등으로 겨울에 동사하는 안전사고 예방에도 기여를 할 수 있다. 또한 출/퇴근관리가 100% 안정적으로 관리가 된다면 출퇴근 시간을 이용하여 노임계산에도 반영이 가능하다.

하지만 이렇게 하기 위해서는 협력업체와의 이견 등을 사전에 조율하여 충분히 협의해야 하며, Check 기준(출/퇴근 Reading 기준 등)에 대한 사항도 충분히 검토되어 설계되어야 한다.

이 적용 방안에 대해 보다 더 상세히 적용하여 각 작업 단위 영역별로 리더를 설치한다면 각 작업 단위 영역별 인원관리가 가능해진다. 즉, 어떤 업체의 근로자가 어느 정도로 투입되어 진행이 되는 지 등에 대한 현장 정보를 실시간으로 수집 및 분석이 가능하다는 것이다. 또한, RFID 의 작업 구역 안내 기능도 고려해 볼 수 있다.

RFID Reader 기에서 RFID Tag 를 인식하는 순간 해당 근로자의 당일 일정에 따라 작업구역이나, 작업시간을 안내해주는 서비스이다. 현장의 근로자는 작업현장에 출근하여 자신이 해야 하는 업무와 자신의 작업위치를 배정받지만 RFID Reader 기로 출근시 알려주게 되면 작업배정시간을 단축하여 실제 근로자의 업무 효율성 증대를 기대할 수 있다. 자신의 작업 위치가 아닌 위험지역에 접근하게 되면 음성안내도 제공한다면 안전관리에 큰 기여를 하게 될 것이다.

제공_ 대한상공회의소, 지식경제부

아이씨엔 매거진 2010년 05월호

Keysights ad


추천 뉴스

국회융합혁신 경제포럼 김정태의원(왼쪽)과 슈나이더 일렉트릭 코리아 김경록대표(오른쪽)가 수상 후 사진촬영을 하고 있다

슈나이더 일렉트릭 김경록 대표, 2017 4차 산업혁명 경영대상 수상

김경록 대표, 에코스트럭처 성공적 도입을 통한 4차 산업혁명의 새로운 비전 제시 인정 받아 슈나이더 일렉트릭 ...

사물인터넷 이미지 internet of things

세계 사물인터넷(IoT) 시장, 2021년 1조 4천억 달러 전망

IDC의 최근 연구보고서(Worldwide Semiannual Internet of Things Spending Guide)에 따르면, 올해 전세계 사물인터넷(IoT) 지출 규모가 ...

답글 남기기

이메일은 공개되지 않습니다. 필수 입력창은 * 로 표시되어 있습니다.

hilscher