RFID(Radio Frequency IDentification)가 국방, 물류/유통, 도서 관리 등의 분야에서 바코드를 대체하는 대안으로 각광을 받고 있으나, 적용 범위가 제품 생산이나 판매 유통 관리 등의 분야로 제한되어 있는 것이 사실이다. 본 논문에서는RFID 기술을 공정관리에 적용해 본 후, 그 효과를 분석하였다. 또한 유통단계뿐 아니라 제품의 이력관리 및 품질관리에 RFID의 적용 가능성을 타진하기 위해, 제조 및 포장공정에 활용하는 방안을 제안하였다. RFID 적용 효과를 검증하기 위해 실제 제조업체를 대상으로 현재 바코드를 부착하는 공정을 RFID로 변경하였을 때 공정 개선 효과를 산출하였으며, 연구 결과 RFID 도입에 소모되는 초기 투자 비용을 상쇄할 수 있는 비용절감 효과가 있음을 확인하였다. 이로써 높은 초기 비용으로 인해 바코드에서 RFID로의 교체를 망설이는 제조업체들의 의사결정에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.
RFID(Radio Frequency IDentification)가 국방, 물류/유통, 도서 관리 등의 분야에서 바코드를 대체하는 대안으로 각광을 받고 있으나, 적용 범위가 제품 생산이나 판매 유통 관리 등의 분야로 제한되어 있는 것이 사실이다. 본 논문에서는RFID 기술을 공정관리에 적용해 본 후, 그 효과를 분석하였다. 또한 유통단계뿐 아니라 제품의 이력관리 및 품질관리에 RFID의 적용 가능성을 타진하기 위해, 제조 및 포장공정에 활용하는 방안을 제안하였다. RFID 적용 효과를 검증하기 위해 실제 제조업체를 대상으로 현재 바코드를 부착하는 공정을 RFID로 변경하였을 때 공정 개선 효과를 산출하였으며, 연구 결과 RFID 도입에 소모되는 초기 투자 비용을 상쇄할 수 있는 비용절감 효과가 있음을 확인하였다. 이로써 높은 초기 비용으로 인해 바코드에서 RFID로의 교체를 망설이는 제조업체들의 의사결정에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.
Radio Frequency IDentification(RFID) is in the limelight of fields of military, delivery and library management as an alternative or barcode system. However, it is restricted within product manufacturing, sales and delivery. In this paper, we apply RFID technology into process, especially packing pr...
Radio Frequency IDentification(RFID) is in the limelight of fields of military, delivery and library management as an alternative or barcode system. However, it is restricted within product manufacturing, sales and delivery. In this paper, we apply RFID technology into process, especially packing process management to gauge RFID applicability. To verify beneficial features of RFID, we simulate RFID-adopted packing process. As a result, we demonstrate the effectiveness of a RFID-based Process Improvement In manufacturing process. The results of performance evaluations demonstrate that the proposed RFID-based Process Improvement reduces the labour time, labour cost and material cost. Furthermore, we analyze the validity of RFID-based Process Improvement by RFID cost.
Radio Frequency IDentification(RFID) is in the limelight of fields of military, delivery and library management as an alternative or barcode system. However, it is restricted within product manufacturing, sales and delivery. In this paper, we apply RFID technology into process, especially packing process management to gauge RFID applicability. To verify beneficial features of RFID, we simulate RFID-adopted packing process. As a result, we demonstrate the effectiveness of a RFID-based Process Improvement In manufacturing process. The results of performance evaluations demonstrate that the proposed RFID-based Process Improvement reduces the labour time, labour cost and material cost. Furthermore, we analyze the validity of RFID-based Process Improvement by RFID cost.
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문제 정의
상세히 분석하였다. 다음 절에서는 바코드를 대신해 RFID를 부착했을 경우 기대되는 효과에 대해 분석하고자 한다.
RFID가 확산되어 갈수록 더욱 많은 제조업체들이 자사 제품에 대한 RFID 도입 여부를 놓고 고심하게 될 것이다. 본 논문에서는 A사의 사례를 통해 RFID 시스템 구축으로 인한 비용 변동 요인에 대하여 살펴보았다. 분석 결과 납득할 만한 가격에 태그를 구입할 수 있다면, 제조업에서도 RFID 도입 이후의 수익성이 충분하였다.
본 논문에서는 RFID 도입 타당성을 검증하기 위해 2005년 1월에서 2005년 12월까지, A사에서 생산하는 모델 중 한 가지인 VDP(Video Door Phone)를 선정해 작업 표준 시간을 측정하였고 1년 동안의 생산 효율을 관찰하였다. 연구의 대상 모델은 국내에서 판매되고 있는 비디오 도어폰, 로 A사에서 연간 생산 수량이 가장 많은 모델이다.
또한 Zhange 원자재 추적을 위한 정보시스템과의 통합을 시도하기도 했다[9]. 본 연구는 RFID의 적용 영역을 공정관리 부분까지 확장함으로써, RFID 활용도 제고에 기여하고자 한다.
본 연구에서의 분석 대상이 포장공정이므로 포장공정과 포장공정 이외의 공정으로 분리해 분석을 하고자 한다. 즉, 포장공정 이외의 공정은 상수로 보고 실험을 하였다.
적용한다면 그 파급효과는 상당히 클 것으로 예상된다[6]. 이러한 효과를 입증하기 위해, 본 연구에서는 공정관리에 어려움을 겪고 있는 중소기업을 선정해 제품의 제조 및 포장공정에 대한 RFID를 적용해 보았다. 그리고 적용 전후의 효과를 분석하기 위해 대상 기업에서 실측 데이터를 수집한 흑, 기존의 바코드를 RFID로 교체한 경우에 대한 시뮬레이션을 수행하였다.
이상의 논의를 통해 RFID를 공정관리에 도입했을 때 추가로 부담해야 할 비용과 절감할 수 있는 비용에 대해 알아보았다. RFID의 도입에 가장 큰 영향을 미치는 부분은 칩의 가격으로 칩의 가격이 어느 정도나 빠르게 낮아지느냐에 따라 RFID 도입의 경제성을 결정하게 된다.
A사는 이러한 문제점을 해결하기 위한 방법으로 RFID가 활용될 수 있음은 알고 있으나, RFID 태그의 높은 가격과 도입후 효과를 확인할 수 없어 도입을 주저하고 있다. 이에 본 연구에서는 RFID를 도입으로 인한 비용 대 효과 분석을 수행함으로써, A사가 RFID를 도입할 지 여부를 판단해 보고자 한다. 이를 위해 연구자들은 A사의 조립라인을 대상으로 1 년 동안의 데이터를 수집하였으며, 이 데이터를 기반으로 RFID를 활용한 공정 개선의 효과를 판단하는 실험을 실시하였다.
가설 설정
세 세트의 안테나는 벨트 컨베이어에 필요한 두세트와 출하검사에 필요한 한 세트가 포함된 것이다. A사의 제조 및 유통을 위한 RFID 태그의 주파수를 915MHz로 가정하고 이에 따른 태그와 장비를 구매하기 위한 예상 비용을 산정하였다. 다른 회사와의 연동을 위해서는 EPC Global 표준을 따르는 장비를 구매하여야 하며, Alien Technology의 제품을 기준으로 예산을 책정한 결과는 아래 표 7에서 보는 바와 같이 약 1, 300만원의 초기 투자비용이 요구됨을 알 수 있다.
RFID 칩의 가격에 따른 도입 효과를 분석하기 위해 RFID 칩이 500원, 400원, 300원 , 200원 및 130(2007년 11월 Alien Tech. 기준원 경우를 가정해 총 비용을 산출하였다.
하였다. 이를 위해 외주 구매로 조달하고 있는 포장 박스와 카톤 박스에 정보가 입력되지 않은 RFID 태그를 부착해 납품받는 것으로 가정하였다. 정보가 입력된 상태로만 부착이 가능한 바코드와 달리 RFID는 공정의 순서와 관계없이 자유롭게 정보를 입력할 수 있는 장점이 있으나, 정보 입력을 위한 인력의 추가 투입이 필요하다는 단점이 있다.
제안 방법
RFID의 도입 효과를 분석하게 위해 내수용 포장공정과 시뮬레이션을 통해 수집된 표준시간 및 공수효율에 대한 데이터를 비교함으로써, 실제 개선 효과에 대한 예측을 하였다. 이를 위해 외주 구매로 조달하고 있는 포장 박스와 카톤 박스에 정보가 입력되지 않은 RFID 태그를 부착해 납품받는 것으로 가정하였다.
이러한 효과를 입증하기 위해, 본 연구에서는 공정관리에 어려움을 겪고 있는 중소기업을 선정해 제품의 제조 및 포장공정에 대한 RFID를 적용해 보았다. 그리고 적용 전후의 효과를 분석하기 위해 대상 기업에서 실측 데이터를 수집한 흑, 기존의 바코드를 RFID로 교체한 경우에 대한 시뮬레이션을 수행하였다.
Process)을 설계한다. 대체 공정의 타당성을 입증하기 위한 시뮬레이션을 수행하고 타단성이 입증되면 개선 후 공정을 적용해 공정을 재설계한다. 다음 절에서는 사례분석으로 통한 공정 개선 절차에 대해 논의할 것이다.
생산 수량은 매월 1 일부터 말일까지 A사의 조립 라인에서 생산된 제품 중 출하 검사에 합격하여 출고가 완료된 제품의 개수이며, 작업공수, 실적 공수 및 공수 효율은 다음과 같이 산출하였다.
실험은 6번에 걸쳐 총 4, 730대의 VDP에 대해 RFID 적용을 가정하여 생산을 실시하였으며, 바코드 부착 공정을 제외한 다른 공정은 기존의 VDP를 생산할 때와 동일한 조건에서 실험을 진행하였다. 실험 결과 RFID 적용을 가정하였을 때 89.
이에 본 연구에서는 RFID를 도입으로 인한 비용 대 효과 분석을 수행함으로써, A사가 RFID를 도입할 지 여부를 판단해 보고자 한다. 이를 위해 연구자들은 A사의 조립라인을 대상으로 1 년 동안의 데이터를 수집하였으며, 이 데이터를 기반으로 RFID를 활용한 공정 개선의 효과를 판단하는 실험을 실시하였다.
단계가 생략할 수 있다. 이에 본 연구에서는 RFID가 도입된 후의 공정에 대한 시뮬레이션을 수행하였다.
그러나 RFID 시스템을 공정 관리에 도입하기 위해서는 초기 투자 비용이 요구되고 바코드에 비해 고가인 RFID 태그 가격 또한 중소기업에게는 큰 부담이 될 수 있다. 이에 본연구에서는, RFID 도입효과를 분석하기 위해 추가비용과 절감비용을 산출하였고, RFID 가격의 변화 추이에 따른 도입 효과도 분석하였다.
지금까지 바코드를 부착하는 기존 공정의 문제점에 대해 상세히 분석하였다. 다음 절에서는 바코드를 대신해 RFID를 부착했을 경우 기대되는 효과에 대해 분석하고자 한다.
대상 데이터
VDP의 공정을 분석하기 위하여 A사에서 공정 관리에 사용하고 있는 표준 시간 데이터를 사용하였다. 표 1은 A 사의 생산 기술팀에서 모답츠(MODular Arrangement Predetermined Time Standards, MODAPTS) 기법을 사용해 측정한 표준시간이다.
본 논문의 연구 대상인 A사는 원청업체의 요청으로 생산 제품에 바코드를 부착하여 납품하고 있는 중소 제조업체이다. 바코드는 원청업체의 물류관리와 재고관리를 위해 부착하지만, 바코드를 잘못 부착해 금전적인 손실이 발생하는 경우 그 책임은 온전히 하청 업체가 감당해야 하는 상황이다.
연구의 대상 모델은 국내에서 판매되고 있는 비디오 도어폰, 로 A사에서 연간 생산 수량이 가장 많은 모델이다. VDP는 크게 국내 판매용과 수출용으로 분류할 수 있으며, 내수용 제품의 포장 공정을 도식화하면 그림 2와 같다.
위에서 제안한 공정 개선 방안을 실제 적용했을 때의 생산 효율 변화를 살펴보기 위해 2005년 1월부터 2005년 12월까지 VDP의 생산 자료를 수집하였으며, 이는 표 5 에 요약되어 있다.
성능/효과
1%를 적용하였다. 89.1%를 적용하면 작업공수는 261, 908시간이 되고, 결과적으로 약 7, 099시간의 공수 절감 효과를 얻을 수 있다. 표 8은 RFID 도입 후 작업공수의 변화를 요약한 것이다.
RFID를 도입했을 경우의 공수효율은 표 5에서 확인한 89.1%를 적용하였다. 89.
작업으로 분류하는 것이다. 그 결과 표 3에서 보는 바와 같이 20개의 세부 작업으로 분류하였으며, 그 중 바코드의 부착과 관련된 공정이 공정 2, 12, 13, 14 및 19번이었고 이들 공정에 소요되는 총 시간은 12.56초였다.
본 연구를 통해 현재 사용 중인 바코드 시스템을 RFID로 대체할 경우 태그 구입 가격에 따라 비용을 절감할 수 있다는 결론을 도출하였다. 이는 RFID를 도입해 얻을 수 있는 유통 과정에서의 이익을 고려하지 않은 결과이지만, A사의 제조 프로세스에서 변동비용(variable costs) 감소로 인한 이익을 얻을 수 있다는 것을 보여준다.
본 논문에서는 A사의 사례를 통해 RFID 시스템 구축으로 인한 비용 변동 요인에 대하여 살펴보았다. 분석 결과 납득할 만한 가격에 태그를 구입할 수 있다면, 제조업에서도 RFID 도입 이후의 수익성이 충분하였다. 여러 업체가 연합해 태그를 대량 구매하는 것과 같은 비용 절감 방법을 찾는 것이 RFID 도입의 성패를 좌우할 것으로 보인다.
조건에서 실험을 진행하였다. 실험 결과 RFID 적용을 가정하였을 때 89.1%의 공수 효율이 측정되었고, 이는 바코드를 사용할 때 보다 공정의 효율이 약 2.4% 개선된 효과이다. 앞에서 표준 시간의 감소가 약 2.
실험을 통해 RHD를 바코드로 대체했을 때 공수 효율이 증가하였음을 알 수 있었다. 이를 검정하기 위한 귀무가설과 대립가설을 다음과 같이 설정하였다
05 이므로 귀무가설을 기각한다. 이로써, 공수효율은 86.7%보다 높다고 판단되며 RFID 도입을 통해 공정 개선이 가능하다는 것을 알 수 있다.
기주이며, VDP 포장용 박스의 가격은 약 550원 정도이나 RFID 태그를 박스에 부착한 상태로 생산할 경우 약 570원까지 단가가 올라갈 것이다. 이를 종합해 보면, 박스에 RFID 태그를 부착할 경우 약 220원의 가격 상승 요인이 발생하고, 이를 VDP 1년 생산량인 23, 336개에 대해 환산하면 연간 약 513만 원 정도의 추가 비용이 발생한다.
이상의 논의로부터 기존의 바코드를 대신해 RHD를 도입함으로써 공정을 개선할 수 있고, 이는 곧 생산 원가의 절감으로 직결시킬 수 있음을 알 수 있었다. 그러나 RFID 시스템을 공정 관리에 도입하기 위해서는 초기 투자 비용이 요구되고 바코드에 비해 고가인 RFID 태그 가격 또한 중소기업에게는 큰 부담이 될 수 있다.
종합하면 첫해 약 1, 813만 원 이상의 투자가 필요하고 이듬해부터는 500만 원정도의 비용이 발생한다. 한편 RFID도입으로 절약할 수 있는 비용은 직접 노동비와 자재비용을 더해 약 2, 560만원이다.
표 1에서 준비작업, SET 조립, 최종검사에 걸리는 시간은 모두 457초로 모두 택트 타임 60초를 고려하면 8명의 작업자가 필요하다는 결론이 나온다. 이후 포장공정에 74.
후속연구
이를 연간 비용으로 환산하며 약 2, 485만 원 정도의 인건비가 절감된다. 그러나 본 실험에서는 포장공정에 대한 분산을 고려하지 않고, 시간 대비 인력의 감축을 제안했기 때문에 실제보다 더 큰 비용절감 효과가 산출되었을 수 있으며, 이에 대한 추가 분석을 수행 중에 있다.
유통관리가 가능하며 재활용의 효율을 높일 수 있다고 하였다. 제조업에서 제품관리 측면에서 RFID를 활용하게 되면 제품의 재고 관리 및 생산관리가 용이하고, 제품 추적이 가능하므로 추후 수집된 정보를 통하여 설계에 반영하거나, 지속적 고객 관리가 가능할 것이다. 또한 Zhange 원자재 추적을 위한 정보시스템과의 통합을 시도하기도 했다[9].
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