UHF-RFID 추적관리로 프로세스의 투명성 확보
UHF-RFID 추적관리로 프로세스의 투명성 확보
  • 오현식 기자
  • 승인 2017.12.04 09:44
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MEI미레인 공장, UHF-RFID로 완벽한 서열납품 체제 완비

 
자동차 부품 업체인 마그나Magna가 UHF-RFID를 기반으로 완전 자동화된 추적관리 시스템을 구현했다. 이 프로젝트는 장거리 감지가 필요한 환경에서 불편한 쉴드 시스템 없이 소프트웨어 기반의 UHF-RFID를 도입한 사례로 주목된다.

UHF-RFID는 넓은 감지 범위를 장점으로 하지만, 관련 없는 태그까지 감지할 수 있다는 단점도 있다. 이에 간섭을 피하기 위한 쉴드가 요구된다. 하지만 프로젝트를 담당한 시스템 통합 업체인 시그마켐리츠Sigma Chemnitz는 터크Tuck와 긴밀한 협업으로 불편한 쉴드를 제거, 마그나가 UHF-RFID의 이점을 완전히 활용하도록 했다.

생산품의 완벽한 추적관리 완성
마그나는 폭스바겐 골프 자동차용 전후방 범퍼를 생산·공급하기 위한 거점으로 독일 작센주 미레인에 MEI미레인Magna Exteriors and Interiors Meerane을 설립했다. MEI미레인은 폭스바겐 작센 공장에 범퍼를 서열납품Just in Sequence 방식으로 범퍼를 공급하고 있기 때문에 적확한 생산품의 추적관리가 가장 중요한 문제였다.

이를 위해 MEI미레인은 생산 라인 개발의 초기부터 UHF-RFID 기술을 기반으로 한 물류 관리를 꾀했다. 범퍼 생산 공정의 특성상 긴 감지 거리가 요구됐기 때문이다. UHF-RFID의 단점인 간섭 문제가 걸림돌이었지만, 시그마켐리츠와 터크의 협업으로 해결함으로써 완벽한 추적관리tracking and tracing의 이점을 누리고 있다.

MEI미레인의 추적관리를 구체적으로 살피면, 먼저 사출 성형기에서 범퍼가 생산되면, 즉시 RFID 태그가 부착된다. 생산된 범퍼가 도장 공정으로 넘어가면 스키드 내부의 범퍼 위치를 읽기/쓰기 헤드가 읽어 미들웨어를 통해 기록하며, 도장 작업 후에는 전체 도장 공정 데이터가 자동으로 범퍼에 연결되어 생산 품질을 추적할 수 있다.

도장 작업이 완료된 범퍼는 유형에 따라 보관 컨테이너로 이동되는데, 이때 여러 대의 RFID 리더가 올바른 컨테이너로 해당 범퍼가 이동하는지 모니터링한다. 또 다음 요청이 이뤄질 때까지 저장 컨테이너의 위치가 캡처되어 관리된다.

이때 시그마켐리츠가 개발한 그라이드웨어 오토IDGraidware AutoID 미들웨어가 역할한다. 정교한 알고리즘을 통해 감지된 신호의 타당성을 검증하여 불필요한 신호를 걸러내는 것. 예를 들어 인접한 운송 경로, 혹은 지나가는 지게차의 간섭 신호를 불량 신호로 인식하여 필터링함으로써 간섭 신호로 인한 오류를 제거한다.

▲ 터크의 UHF 판독기가 장착된 작업대
최종 단계에서는 구성에 따라 도장 범퍼에 각종 하네스나 거리센서, 안개등과 같은 구성요소가 장착되는데, 이때 RFID 태그는 정확하고 효과적으로 작업이 이뤄지도록 지원하는 역할을 수행한다. RFID 태그와 OPC 서버를 통해 다음 생산단계와 범퍼의 구성을 표시하고 용접 및 펀칭 작업에 적합한 기계 프로그램을 로딩함으로써 효과적인 작업이 이뤄지도록 하는 것이다.

만약 범퍼 또는 기계가 잘못 배치된 경우에는 기계 작업자에게 경보가 전송된다. 경보가 전송되면 작업자의 명시적 확인 이후에 구성요소 장착 공정이 진행되도록 하여 작업 오류의 가능성도 제거한다. 생산 단계를 거쳐 품질 검사까지 완료된 범퍼는 적절한 프레임에 배치되어야만 한다. 고객 사이트에서 요구하는 서열납품을 만족시키기 위해서는 올바른 순서가 중요하기 때문이다. UHF-RFID 기반의 추적관리 시스템은 각 범퍼의 프레임 위치를 확인하여 서열납품에서 요구되는 정확성을 보장한다.

광범위한 터크 자동화 솔루션 활용
MEI미레인의 프로젝트를 담당한 시그마켐리츠는 UHF-RFID 시스템 구현에서 터크의 다양한 자동화 솔루션을 사용했다. 광범위한 포트폴리오로 생산 환경에서의 다양한 요구 사항을 충족시키는 터크의 장점을 적극 활용한 것이다.

▲ UHF 읽기/쓰기 헤드를 통한 범퍼보관 컨테이너 모니터링
보다 자세히 살피면, 먼저 세 가지의 UHF-RFID 읽기/쓰기 헤드가 적용됐다. 1.5m 거리의 짧은 감지범위 내의 태그를 감지하는 애플리케이션을 위해 Q150 리더를, 보다 긴 감지범위가 필요한 애플리케이션을 위해 Q240 읽기/쓰기 헤드를 사용한 것. 일부 특수 공정에는 최대 5m의 감지 범위를 갖는 Q280 UHF 리더가 사용됐다. 이외에도 시그마켐리츠는 터크의 연결 케이블과 전원 공급 장치, 센서와 더불어 BL67 게이트웨이도 적용했다. 긴 감지 거리 뿐 아니라 단위 시간당 많은 읽기 작업도 요청됐기 때문이다.

프랭크 피리츠Frank Pyritz 시그마켐리츠 매니징 디렉터는 “광센서, 풋 스위치 등의 일반 센서들을 브랜드에 관계없이 RFID가 연결되는 BL67 I/O 시스템 게이트웨이에 바로 연결할 수 있다는 점도 터크 솔루션의 커다란 장점”이라고 덧붙였다.


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