e-biz 연구회정기세미나 2006. 6. 9. U-Logistics 동명대학교 RFID 기반컨테이너터미널게이트통과자동화시스템개발에관한연구 2006. 6. 9. 이석용송복득서창갑박남규 부산대학교경영학과박사수료 지팬스부설연구소연구원동명대학교경영정보학과동명대학교유통경영학과
목차 1 서론 2 이론적배경 3 RFID 기반게이트통과시스템개발 4 결론 1/28
서론 1 서론 2 이론적배경 3 RFID 기반게이트통과시스템개발 4 결론 2/28
연구의배경 (1/2) 국내환경변화 1. 고객의다양한요구와시장변화에대응하기위한기업경영혁신가속화 2. 인건비등비용절감통한수익구조개선을위해기업간글로벌소싱확대 3. 증가하는수출입물동량처리를위한항만물류산업의혁신필요성대두 4. 국가경쟁력차원의항만경쟁력제고위한각종정부지원사업활성화 5. 항만물류효율화시범사업수행및부산항 U-Port 시범사업추진 6. U-port 구축의핵심기술로 RFID(Radio Frequency IDentification) 부상 해외환경변화 1. 네덜란드로테르담 : e-business 지원체계및항만운영효율성강화 2. 싱가포르 PSA 社 : 항만개발지향에서 e-business 강화로전략수정 3. 중국주요항만 : 항만및배후단지정보지원체제구축계획수립 4. 독일함부르크항 : 항만과배후단지를연계하는 3PL 정보지원체계운영 3/28
연구의배경 (2/2) 국내항만효율성제고및 U-Port 실현에다음과같은문제점이확인됨 1. 컨테이너전용터미널과 ICD 및육상물류기지간컨테이너정보공유미비 화물의이동정보를위해서는공급사슬에참여하는각거점간정보공유가필수적이며, 이를통해컨테이너및화물의가시성 (visibility) 확보가능 2. 물류거점인운송사, 터미널, 선사의상호독립적인자체정보시스템구축 일부선사와터미널이제한된 EDI 정보를공유해왔을뿐, 자체업무에만필요한정보시스템구축으로공급사슬전체의효율성 (efficiency) 저하 3. 미국정부및관세당국의컨테이너화물에대한보안강화프로그램실시 2005 년부터미국으로반입되는컨테이너화물에대하여전자봉인부착및지침이행을강제하여보안 (security) 을강화하기위한실질적이행 4. RFID 기술의현장적용에관한실현가능성, 경제성등타당성확인 RFID 기술의성능에는현장의환경이결정적인영향을미치므로, 실제현장에서의실현가능성과경제적타당성등에대한실질적구현은미흡 4/28
연구의목적 연구목적 : 게이트에의 RFID 적용을통해 U-Port 초기단계구현 1. 공급사슬관리측면에서항만물류에의접근필요성에관한문헌연구 2. 국내외항만물류산업과컨테이너터미널의환경분석 3. 국내외항만물류부문및컨테이너터미널게이트정보화현황분석 4. RFID 기술타당성및국내외항만물류에의적용사례분석 5. 시스템개발및파일럿테스트결과와기대효과분석 기대효과 : U-Port 구현을위한초기단계모델로서의게이트 RFID 적용 1. 컨테이너터미널부근의교통혼잡비용등사회경제적비용절감 2. 국산기술확보및단계적향상을통한수입대체로국내산업파급효과 3. SOLAS 및 ISPS Code 등국제보안협약준수를위한보안강화효과 4. 개별컨테이너터미널비용절감및프로세스개선 5/28
이론적배경 1 서론 2 이론적배경 3 RFID 기반게이트통과시스템개발 4 결론 6/28
공급사슬과물류관리 (1/2) 공급사슬관리및물류관리에대한이해 공급사슬관리는외주, 조달, 전환등에관련된모든활동과물류관리활동을포함하는것으로정의 [CLM, 2004] GSCF도공급사슬관리를최종사용자에서부터고객과이해관계자에게가치를부가하는제품, 서비스, 정보를제공하는원천공급업체에이르기까지형성된핵심비즈니스프로세스의통합으로정의 [Lambert et al., 1998] 물류관리를공급업체로부터고객에이르기까지전체가치사슬을통합하는활동으로정의 [Shapiro et al., 1993] 가치사슬에참여하는개별기업들의활동을통합함으로써전후수직통합의효익을누릴수있다는점에서, 공급사슬관리는통합된물류시스템과동일한의미로도사용됨 [Bowersox and Daugherty, 1995; Lambert et al., 1998] 7/28
공급사슬관리와물류관리 (2/2) 핵심역량으로서물류관리의역할 고객중심 : 우수고객을대상으로독특하고가치부가적인활동을제공함으로써분명히차별화된제품과서비스를지속적으로제공하는것 [Mentzer et al., 2004] 시간관리 : 주문전송, 주문처리, 주문대기등에소요되는시간을단축함으로써덜왜곡된주문주기확보및수요의극심한변동에의대응 [McGinnis and Kohn, 1990; Daugherty and Pittman, 1995; Lowson, 2003; Mentzer et al., 2000] 프로세스 : 해당기업만의내부적으로상호관련된프로세스를통합함으로써경쟁업체가쉽게모방할수없는비즈니스프로세스생성 [Daugherty et al., 1998] 정보교환 : 기업성과를향상시키기위한핵심물류관리역량의하나로정보교환이필수적임 [Bowersox et al., 1999; Narasimhan and Kim, 2001] 8/28
항만물류와컨테이너터미널 (1/2) 항만물류에대한이해 일반적인제조업체의공급사슬에서재화의물리적변화를통해가치를창출하는것과는달리, 항만물류산업은재화의위치이동을통해최종고객에게가치를창출 [ 최형림등, 2005] 수출입화물의이동을중심으로화주, 운송사, 컨테이너터미널, 선사등의관련주체들을통해위치이동이라는공급사슬을형성한다는점에서, 공급사슬관리관점에서의접근이필요 컨테이너터미널에관한이해 국제물류에필수적인사회간접자본시설이며터미널기능을수행하는항만의중심이며, 재화, 정보등의이동공간을효과적으로극복시켜주는물리적인경제활동장소 복합운송체계, 국제시장통합, 정보기술의발전과더불어컨테이너화 (Containerization) 가항만에있어서의가장큰영향요소 [ 방희석등, 2002] 9/28
항만물류와컨테이너터미널 (2/2) 컨테이너터미널과정보기술 EDI(Electronic Data Interchange), AEI(Automatic Equipment Identification), GPS(Global Positioning System) 등의기술을이용하여선적일정및교통적체해소, 공급사슬의불안정성최소화의역할을수행 [Amy and Theordore, 2000] 항만물류정보화의개념은정보화의일반적개념에항만물류의특성을적용한것으로, 화주, 운송사, 컨테이너터미널, 선사등민간부문과해양수산청, 관세청, 검역소등정부부문의주체들을정보화도구로연결하여정보교환 10/28
국내외컨테이너터미널환경분석 국내외컨테이너터미널환경분석 세계무역의 90% 이상이다국적선박이운송하는컨테이너와관련, 매년 2 천만이넘는컨테이너가해상을통과 [Cueno, 2003]. 한국이속한아시아항만시장은북미, 유럽과더불어세계 3 대교역권으로발전하여급격한환경변화와치열한항만간경쟁상황에높여있음 2000 년이후국내컨테이너물동량은연 10% 의성장세를지속하고있으나, 전체물동량의 79.1% 를처리하고있는부산항의경우처리실적이세계 5 위로밀려남 [ 한국컨테이너부두공단, 2005]. 동북아허브항만으로발전하기위해서는물동량처리위주의정책에서탈피, 배후단지를연계하는고부가가치항만으로전환해야하며, 이를뒷받침하는정보서비스가절대적으로필요함 11/28
국내컨테이너터미널현황및게이트기술 항 만 운영사 게이트시스템 신선대 신선대컨테이너터미널 바코드 자성대 한국허치슨터미널 카메라 (OCR) 신감만 동부건설 물류부문 바코드 대한통운 PDA 감 만 한국허치슨터미널 카메라 (OCR) BICT : 세방 + 한진 바코드 우 암 우암터미널 : KCTC+ 국보 바코드 감 천 한진 바코드 대한통운 바코드 한국허치슨터미널 바코드 광 양 KIT : 허치슨외 바코드 GICT : 세방 + 한진 바코드 동부건설 물류부문 바코드 인 천 인천컨테이너터미널기타 선광바코드 평 택 평택컨테이너터미널 기 타 군 산 군산컨테이너터미널 바코드 울 산 정일울산컨테이너터미널 바코드울산컨테이너터미널 기타 마 산 대한통운 기 타 12/28
부산항컨테이너터미널게이트기능현황 부산항컨테이너터미널게이트기능 컨테이너터미널 차량번호확인 컨테이너번호확인 샤시번호확인 봉인확인 컨테이너상태확인 크기종류무게손상 위험물처리 실시간정보 정보저장및기록 주차관리 차량흐름제어 신선대 O O X O O O X O O O O X O 자성대 O O X X X X X X X X O X X 우 암 O O X X X X X X O X O X X 신감만 O O X X X X X X O X O X X 감천 O O X O O X X O O X X X X 감만 J O O X O O X X O O X X X X 감만 H O O X X X X X X X X O X X 감만 S O O X O O O X O O X X X X 감만 K O O X O O O X X X X X X X 13/28
국내외컨테이너터미널의게이트적용기술 국내외컨테이너터미널게이트적용기술 구분 RFID Card Bar-Code OCR DSRC 인식대상차량번호차량번호 차량번호, 컨테이너번호 차량번호, 컨테이너번호 편의성항시차량부착항시바코드소지차량번호자동인식 항시차량부착, 차량번호자동인식 취약점금속물체간섭오염및훼손인식률저조? 보안분실재발급, 위조가능분실재발급, 위조가능양호양호 인식률 100% 100% 90%~95% 100% 교 체 차량번호변경시재입력가능 차량번호변경시신규또는재발급 일부 S/W 추가 일부 S/W 추가 확장성 신규차량증가시지속적발행지급 신규차량증가시지속적발행지급 별도변경사항없음 신규차량증가시지속적발행지급 비용초기투자비용과다투자비용저렴초기투자비용과다초기투자비용과다 적용항만 뉴저지, 두바이, 켈랑, 반텀 자성대, 신선대, 감만 BICT, 감만통운 자성대, 감만허치슨, 홍콩 HIT, 싱가폴 PSA - 저자재편집 : 최용석등, 컨테이너터미널의리모델링방안연구, KMI 2005. 14/28
국내외항만물류 RFID 적용사례분석 (1/2) 해양수산부, RFID 기반항만물류효율화시범사업 RFID Active Tag(433.92Mhz) RFID 태그부착컨테이너위치추적 터미널자동화타당성조사및관련기술습득 RFID Passive Tag(900Mhz) RFID 태그부착차량게이트자동인식 게이트자동화타당성조사및관련기술습득 RFID 표준화방안및적용모델개발 RFID 데이터및프로세스표준안수립 적용모델제시 컨테이너용 RFID 태그 (433Mhz) ICD 게이트 컨테이너 / 차량용 RFID 리더 1 2 3 4 부산진 CY 게이트 컨테이너 / 차량용 RFID 리더 1 2 3 4 1 2 3 4 항만터미널 게이트 장치장 안벽 컨테이너 / 차량용 RFID 리더 해외항만터미널안벽게이트 컨테이너 / 차량용 RFID 리더 1 2 3 4 육상수송 차량용 RFID 태그 (900Mhz) 철도수송 컨테이너용 RFID 태그 (433Mhz) 육상수송 T/C 장착 RFID 리더 C/C 장착 RFID 리더 해상수송 C/C 장착 RFID 리더 항만물류효율화를위한 RFID/USN 기술의시범적용 자료 : 1 차년도 (2005) 시범사업최종보고서발췌, 싸이버로지텍 컨소시엄 - 동아대학교, 동명대학교 15/28
국내외항만물류 RFID 적용사례분석 (2/2) 미국방성 TAV(Total Asset Visibility): 36 개국군수물자운반컨테이너에 RFID 태그부착 미관세청 CSI(Container Security Initiative), C-TPAT(Customs-Trade Partnership Against Terrorism), SST(Smart and Secure Trade-lane): RFID 전자봉인강제 싱가포르 EDI+RFID: 장치장에수천개의 RFID Transponder 설치컨테이너위치정보제공 GSCM Forum, Stanford University - SST 도입모델은화물보안과물류효율성간연관성을입증하였으며컨테이너당 $378~$462 의경제적이익을가져다주었음 (Dr. Hau Lee, 2005) 16/28
RFID 기반게이트통과시스템개발 1 서론 2 이론적배경 3 RFID 기반게이트통과시스템개발 4 결론 17/28
RFID 기술개요 RFID 는기존의바코드기술을대체하거나보완하기위한자동인식기술 (Automatic Identification Technology) 로제품의식별, 추적, 이력등을자동적으로수행할수있음 [Asif and Mandviwalla, 2005]. Power from RF field Commands Antenna Responses (Code) Reader Tags RFID Communication Channel 자료 : MIT Auto-ID 센터, RFID 작동원리, 2004 18/28
Bar-code 와 RFID RFID 는비접촉식으로바코드에비해오염에강하고동시에복수의태그를해독할수있으며감춰져있더라도감지가된다는장점이있지만, 금속에영향을받기쉽고가격이비싸며파손가능성이있다는단점이있다. 구 분 RFID 바코드 2D 바코드 ID 유일성 개별식별 ID 제품단위 제품단위 감지거리 수미터 (m) 리더를밀착 리더를밀착 복수독해 가능 불가능 불가능 덮어쓰기 가능 불가능 불가능 이동감지 가능 불가능 불가능 수정하기 가능 불가능 불가능 환경내구성 강함 극히약함 극히약함 자료 : 한국전자거래협회, 2004. 19/28
RFID 게이트자동화시스템개발개요 (1/2) 게이트통과업무절차 1. 컨테이너를적재한차량이게이트에도착하면사전에운송사로부터전송된 COPINO 와차량번호를대조하여확인함 2. 차량은장치위치를지시하는 Slip 을발부받아해당위치로이동하고, 동시에게이트로부터주전산기로상태코드가바뀐정보를전송 3. 주전산기로부터장치장 TC(Transfer Crane) 로정보가전송되어장치위치로이동하여차량에적재된컨테이너를지정된위치에장치 4. 대개 1 일 ~10 일정도의장치기간이지나컨테이너및화물상태를확인한후계약된선박에선적하는것으로일단락 운송회사 게이트 2. 차량번호 장치장 1. COPINO 전송 1 2 3 4 3. COPINO/ 차량번호대조 4. 정차위치 (Slip) 5. 컨테이너장치정보전송 해상에서의인명안전을위한국제협약 (SOLAS) 및국제선박및항만시설보안규칙 (ISPS Code) 에의거한국내규정준수를위해필요한기술 20/28 7. 장치 안벽 6. 차량번호확인 8. 컨테이너및화물상태확인후선적
RFID 게이트자동화시스템개발개요 (2/2) 기존바코드방식과의비교 기존 Barcode 바코드방식 ATM 차량정보 In-Gate Out-Gate ATM ATM RFID 카드 태그부착 RFID 방식 보안등급 발급일자 차량번호 출입내역 ( 시간, 날짜 ) 차량기사정보 운송사정보 Out-Gate ATM ATM Reader 태그부착 21/28
시스템개발및구현 (1/2) 개발시스템구성도개요 A P I TOS (Terminal Operating System) 개발범위 : 13.56MHz 수동형 (passive) 태그가삽입된 RFID 카드및 ISO 15693 규격을따르는리더로구성된하드웨어, 통신프로토콜을제어하는펌웨어, 인식된데이터를처리하는소프트웨어로구성 22/28
시스템 개발 및 구현(2/2) 시스템 개발 및 구현 1. 태그: 수동형 13.56MHz 태그로 전원공급 및 데이터전송이 코일루프안테나의 자기에너지에 의해 동작을 감지하는 자기결합방식을 채택 2. 리더: 무선주파수를 태그에 송신하고 태그로부터 진폭 또는 위상변조를 통해 반송된 신호를 수신하여 복호를 통해 태그정보 식별 3. 소프트웨어: 태그의 신호를 감지하여 데이터를 해독한 리더는 해당 데이터를 직렬(serial) 통신으로 로컬서버로 전송 4. 애플리케이션: 서버는 화면에 디스플레이하여 저장, 조회, 수정, 기록 등의 기능을 수행할 수 있도록 하는 애플리케이션으로 운용 이들은 RFID 로컬영역이며, 이들과 기존의 터미널운영시스템(TOS: Terminal Operating System)과의 연동하여 즉시 동작이 가능함 23/28
시스템파일럿테스트 테스트결과 기존의항만에도사용할수있도록카드전면에는바코드를인쇄하여태그와바코드를동시에인식할수있도록하였음. 전송속도 19,200bps의직렬통신방식으로리더와설치한애플리케이션서버를연결하였음. 13.56MHz 수동형태그이기때문에근거리에서만인식이가능하여 5cm와 10cm( 최대 ) 거리에서 100개의카드로각각 3차례에걸쳐서인식률테스트를시행하였음. 인식거리시도회수카드개수태그인식률 (%) 바코드인식률 (%) 인식속도 1 차 100 100 5cm 10cm 2차 100 100 100 3차 100 100 1차 100 100 2차 100 100 100 3차 100 100 1 초미만 1 초미만 24/28
시스템기대효과 (1/2) (1) 사회경제적비용절감 연간컨테이너차량교통혼잡비용 330 만원 [ 통계청, 2005] 전체수송거리에서컨테이너차량이터미널게이트에서머무는구역비율 5% 가정 국내컨테이너차량또는컨테이너수송가능화물차량등록대수 20,000 대 절감가능한교통혼잡비용 : 20,000 대 X 3,300,000 원 X 0.05 = 3,333,3333,000 원 (2) 국내산업파급효과 RFID 구축비용 : 카드, 카드발급기, ATM, 리더등 1 억원, 카드개당 10,000 원가정 국내컨테이너터미널 20 곳대상 : 20 억원소요 컨테이너차량 20,000 대대상 : 2 억원소요 (3) 보안강화효과 기존차량번호외필요정보를추가로적재함으로써보안등급및차량출입관리용이 ISPS Code 준수를위한수준의보안유지가가능해짐 25/28
시스템기대효과 (1/2) A 컨테이너터미널의경우일일유입차량 : 적컨테이너 193대 + 공컨테이너 244대 = 총 437대일일반출차량 : 적컨테이너 148대 + 공컨테이너 80대 = 총 228대교통혼잡비용 : 109,725,000원 ( 자료 : 부산시, 도시물류기본계획수립을위한조사, 2002) 구분 RFID 이전 RFID 이후 기대효과 통과소요시간 2TEU/Min 6TEU/Min 300% 향상 1 2 산출근거 : 1,031,161TEU/ 년 365 일 24 시간 60 분 = 1.96TEU/ 분 교통혼잡비용 6TEU/ 분 X 60 분 X 24 시간 X 365 일 = 3,153,600TEU/ 년 공회전및교통정체비용 유류비및교통비용감소 33 억원절감 산출근거 ( 유류비제외 ) 20,000대 X 3,300,000원 X 0.05 = 3,300,000,000원 ( 컨테이너차량 ) ( 혼잡비용 ) ( 터미널게이트정차시간비율 ) 3 추가확보게이트 11개필요부지 6,000평이상게이트 11개설치시대기공간 : 약 6,000평이상 게이트 5개 1,000평이하 5,000 평절감 게이트 5 개설치시대기공간 : 약 1,000 평이하 26/28
결론 1 서론 2 이론적배경 3 RFID 기반게이트통과시스템개발 4 결론 27/28
결론 RFID 기술의타당성부분입증 재화의위치이동이라는부가가치를창출하는공급사슬관리측면의접근필요 항만물류정보화및효율화를위한선도기술로서 RFID 기술의가치확인 기존의게이트시스템현황및기능분석을통한취약점분석 바코드와병행할수있는비교적저가의수동형 RFID 기술구현 국산기술상용화시도를통한 U-Port 초기단계사업모델로서의가능성 실제컨테이너터미널파일럿테스트를통해시스템자체성능은성공적 전체적인항만물류효율성과운영측면의비용절감효과를기대할수있음연구의한계점및향후계획 900MHz 능동형태그로의기술전환을통해인식거리의한계극복 게이트무정차시스템으로의진화가필요 터미널운영시스템 (TOS) 과의연동을통해터미널전체업무로확산이필요 28/28
감사합니다! How RFID technology can contribute? General purpose of successful supply chain management in port and logistics industry Visibility Efficiency Security Lead Time RFID Technology 29/28