최근 전자상거래의 발전과 온라인 구매 품목의 변화에 따라 제한된 온도 범위 내에서 특별한 보관 및 운송 방식에 대한 요구 사항이 증가하고 있다. 이러한 요구를 만족시키기 위해 콜드체인에 대한 수요가 급격하게 증가하고 있다. 특히, 콜드체인은 복잡한 네트워크 구조를 가질 뿐만 아니라 각 단계별 상품별 관리해야 하는 기준이나 수준이 달라지기 때문에 전체 과정을 투명하게 모니터링하고 품질을 측정하기 위한 방법이 필요하다. 본 연구에서는 블록체인 기술을 기반으로 실시간 데이터 측정 및 공유를 통해 위험 요인을 사전에 예방할 수 있는 콜드체인의 구현을 위해 서비스수준협약 체결을 위한 평가 지표 제안, 블록체인기반 스마트계약 적용 방법, 블록의 구조, 서비스 플랫폼, 응용방안에 대해 제안하였다. 또한, 서비스수준협약 지표를 기준으로 스마트계약을 통해 블록에 측정된 지표와 서비스 이용자의 평판 정보를 기록하는 방식을 제안하였으며, 이를 통해 서비스 제공자뿐 만 아니라 서비스를 이용하는 사용자 입장에서도 합리적 의사결정을 내릴 수 있는 정보를 실시간으로 확보할 수 있게 된다. 본 연구에서 제안하는 프레임워크를 활용하기 위한 서비스 플랫폼을 구축 및 운영한다면 정보의 투명성과 실시간성을 확보할 수 있고, 위험 요인에 선제적으로 대응할 수 있을 것이다.
최근 전자상거래의 발전과 온라인 구매 품목의 변화에 따라 제한된 온도 범위 내에서 특별한 보관 및 운송 방식에 대한 요구 사항이 증가하고 있다. 이러한 요구를 만족시키기 위해 콜드체인에 대한 수요가 급격하게 증가하고 있다. 특히, 콜드체인은 복잡한 네트워크 구조를 가질 뿐만 아니라 각 단계별 상품별 관리해야 하는 기준이나 수준이 달라지기 때문에 전체 과정을 투명하게 모니터링하고 품질을 측정하기 위한 방법이 필요하다. 본 연구에서는 블록체인 기술을 기반으로 실시간 데이터 측정 및 공유를 통해 위험 요인을 사전에 예방할 수 있는 콜드체인의 구현을 위해 서비스수준협약 체결을 위한 평가 지표 제안, 블록체인기반 스마트계약 적용 방법, 블록의 구조, 서비스 플랫폼, 응용방안에 대해 제안하였다. 또한, 서비스수준협약 지표를 기준으로 스마트계약을 통해 블록에 측정된 지표와 서비스 이용자의 평판 정보를 기록하는 방식을 제안하였으며, 이를 통해 서비스 제공자뿐 만 아니라 서비스를 이용하는 사용자 입장에서도 합리적 의사결정을 내릴 수 있는 정보를 실시간으로 확보할 수 있게 된다. 본 연구에서 제안하는 프레임워크를 활용하기 위한 서비스 플랫폼을 구축 및 운영한다면 정보의 투명성과 실시간성을 확보할 수 있고, 위험 요인에 선제적으로 대응할 수 있을 것이다.
Due to the great advances in e-Marketplace and changes in type of items purchased from the online market, it has been dramatically increased the demand of the storage and transportation under the special conditions such as restricted temperature. Especially, the cold chain needs the way to transpare...
Due to the great advances in e-Marketplace and changes in type of items purchased from the online market, it has been dramatically increased the demand of the storage and transportation under the special conditions such as restricted temperature. Especially, the cold chain needs the way to transparently measure and monitor the entire network in realtime because it has a very complicated structure and requires totally different criteria at the every different steps and items. In this research, it has been presented the performance evaluation metrics to make contract using service level agreement (SLA), the way to apply the smart contract based on blockchain, the structure of blocks, service platform and application in order to build cold chain which can prevent the risk factors by measuring and sharing information in realtime using block chain technology. In addition, we have proposed the way to store the measured performance and reputation of each player in the block using smart contract based on SLA. With the presented framework, all players including service providers as well as users can secure the information for making the rational decisions. When the service platform is actually built and operated, it seems possible to secure the information in transparently and realtime. Also, it is possible to prevent the risk factors or prepare the preemptive plans to react on them.
Due to the great advances in e-Marketplace and changes in type of items purchased from the online market, it has been dramatically increased the demand of the storage and transportation under the special conditions such as restricted temperature. Especially, the cold chain needs the way to transparently measure and monitor the entire network in realtime because it has a very complicated structure and requires totally different criteria at the every different steps and items. In this research, it has been presented the performance evaluation metrics to make contract using service level agreement (SLA), the way to apply the smart contract based on blockchain, the structure of blocks, service platform and application in order to build cold chain which can prevent the risk factors by measuring and sharing information in realtime using block chain technology. In addition, we have proposed the way to store the measured performance and reputation of each player in the block using smart contract based on SLA. With the presented framework, all players including service providers as well as users can secure the information for making the rational decisions. When the service platform is actually built and operated, it seems possible to secure the information in transparently and realtime. Also, it is possible to prevent the risk factors or prepare the preemptive plans to react on them.
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문제 정의
블록에 기록되는 값들은 어떤 계정에서 언제 기록하였는지 거래에 남아있고 블록에 기록하는 기능을 이용하기 위해서는 블록체인 플랫폼에 지정된 보상비용을 지불해야 한다. 따라서 블록에 콜드체인을 이용할 때 발생하는 모든 측정값들을 저장한다면 보상비용이 과다하게 지출될 수 있으며, 해당 측정값을 이용하기 위해서는 블록체인 네트워크에 과다한 통신 트래픽을 유발하기 때문에 본 연구에서는 서비스 품질 지표를 블록에 기록하도록 제안하였다. [Figure 3]은 본 연구에서 제안하는 서비스수준협약에 기반을 둔 스마트계약을 이용할 때 발생하는 거래 계정, 거래 저장소와 각 요소 간에 메시지의 흐름을 제시하고 있다.
본 연구에서는 [Table 2]와 같이 콜드체인의 각 플레이어들의 요구사항과 각각의 서비스수준협약의 지표에 대한 예시를 정의하고 이를 통해 본 연구에서 제안하는 응용 방안에 대해 설명하기로 한다. 본 연구에서 제안한 스마트계약 및 플랫폼 기반으로 각 플레이어가 필요로 하는 요구사항을 만족시키면서 상호 간 응용할 수 있는 방안에 대해 정의한다.
콜드체인의 각 플레이어들에 따라 요구사항이 다르며 이에 따른 서비스수준계약의 지표도 여러 형태로 변환될 수 있다. 본 연구에서는 [Table 2]와 같이 콜드체인의 각 플레이어들의 요구사항과 각각의 서비스수준협약의 지표에 대한 예시를 정의하고 이를 통해 본 연구에서 제안하는 응용 방안에 대해 설명하기로 한다. 본 연구에서 제안한 스마트계약 및 플랫폼 기반으로 각 플레이어가 필요로 하는 요구사항을 만족시키면서 상호 간 응용할 수 있는 방안에 대해 정의한다.
콜드체인은 복잡한 네트워크 구조를 가질 뿐만 아니라 각 단계와 상품마다 관리해야 하는 기준이나 수준이 달라지기 때문에 전체 과정을 투명하게 모니터링하고 품질을 측정하기 위한 방법이 필요하다. 본 연구에서는 블록체인 기술을 기반으로 실시간 데이터 측정 및 공유를 통한 투명하고 사전 위험 요인을 예방할 수 있는 콜드체인의 구현을 위해 서비스수준협약 체결을 위한 평가 지표 제안, 블록체인기반 스마트계약 적용 방법, 블록의 구조, 서비스 플랫폼, 응용방안에 대해 제안하였다. 지금까지의 연구는 전체 콜드체인의 일부 단계만을 대상으로 관리하는 기법을 제안하거나, 콜드체인 내 데이터 공유를 위한 개념을 정의하는 수준에 그치고 있다.
본 연구에서는 서비스수준협약 지표를 기준으로 스마트계약을 통해 블록에 측정된 지표와 서비스 이용자의 평판 정보를 기록하는 방식을 제안하였으며, 이를 통해 서비스 제공자뿐 만 아니라 서비스를 이용하는 사용자 입장에서도 합리적 의사결정을 내릴 수 있는 정보를 실시간으로 확보할 수 있게 된다. 이를 체계적으로 활용하기 위한 서비스 플랫폼을 구축하고 응용방안에서 제시한 다양한 서비스를 이용하면 앞서 언급한 정보의 투명성과 실시간성을 확보할 수 있고, 위험 요인에 선제적으로 대응할 수 있는 콜드체인을 구축 할 수 있을 것이다.
본 연구에서는 선행 연구에서 언급된 물류나 IT 아웃소싱에서 서비스수준협약기반 계약 시 사용되는 지표[9]인 가용성(Availability)을 콜드체인의 서비스수준협약의 주요 지표로 사용하기 위한 방안에 대해 다음과 같이 제안한다. 일반적으로 가용성을 측정하기 위해서는 평균 고장간격(MTBF: Mean Time Between Failure), 평균 복구시간(MTTR: Mean Time To Recover), 평균 수행시간(MTTF: Mean Time To Failure)이 측정되어야 한다.
이를 기반으로 서비스수준협약을 위한 측정지표를 유연하게 정의하고 투명하게 접근 및 관리할 수 있는 서비스나 플랫폼이 필요하다. 본 연구에서는 콜드체인 전반에 걸쳐 투명하고 신뢰성 있는 서비스 품질을 보장하기 위해 (1) 블록체인의 스마트계약을 이용한 서비스 지표의 정의; (2) 측정된 지표의 안전한 보관 및 인증을 위한 블록체인의 구조 정의; (3) 콜드체인 서비스 이용자를 위한 신뢰성과 안정성 평가 방안과 그 응용 방안을 제안하고자 한다.
가설 설정
예를 들어 콜드체인에서는 1분에 한 번씩 이벤트를 저장할 때 연속으로 3번 이하로 수집되지 않았다면 정상 동작으로 인식하고 허용온도 이내에서 동작했다고 판단하는 경우를 가정할 수 있다. 또는 콜드체인에서는 상품이 허용하는 온도 범위 밖에서의 노출 시간의 최대 허용치라고 가정할 수 있다. 예를 들어, 상추의 경우 적정 보관 온도 범위가 섭씨 7도에서 15도 사이인데, 최대 허용 온도는 25도, 최소 허용온도는 3도라고 가정하자.
제안 방법
블록체인을 이용한 의료정보교류 시스템 구축 방안 연구에서는 보안성과 탈중앙화가 장점인 블록체인을 이용하여 큰 시너지를 낼 수 있다는 근거를 제시하였다. 또한, 이를 구현하기 위한 설계 방안을 제안하고, 실제 데이터를 분석 및 사용하여 의료정보 교류 시스템의 발전 방향을 제시하였다[8]. 스마트계약을 이용하여 기존의 에스크로우(Escrow) 서비스 업체가 담당하는 중재자 부분을 운영 주체가 필요 없는 프로그램 코드로 변경하였다.
본 연구에서 제안하는 스마트계약의 저장소 정보 구조를 이용하여 서비스 품질의 정보를 담고 있는 블록과 평판 정보인 서비스 평가 정보를 담고 있는 블록을 연결시켜 블록의 훼손이나 변경 불가능한 특성을 이용하여 신뢰할 수 있는 콜드체인 서비스 품질 관리 및 서비스 평판 관리 시스템을 구축할 수 있다.
본 연구에서는 (1) 콜드체인 구성원과 전체 시스템의 운영 최적화를 위한 서비스 품질 지표 측정 방안 제안; (2) 제안된 서비스 품질 지표를 사용한 블록체인의 스마트계약 사용 방안 제시; (3) 안정적이고 신뢰할 수 있는 콜드체인 시스템의 구축을 위한 플랫폼 아키텍처 및 응용 방안을 설명한다.
또한, 이를 구현하기 위한 설계 방안을 제안하고, 실제 데이터를 분석 및 사용하여 의료정보 교류 시스템의 발전 방향을 제시하였다[8]. 스마트계약을 이용하여 기존의 에스크로우(Escrow) 서비스 업체가 담당하는 중재자 부분을 운영 주체가 필요 없는 프로그램 코드로 변경하였다. 이 프로그램은 P2P 네트워크 노드에서 동작할 수 있으며 위변조가 불가능하다.
생산자와 도·소매상 또는 구매자 간의 활용 방법은 생산자는 생산 이후 보관에 대한 서비스 품질 데이터를 유통 또는 구매자에게 제공한다. 유통 또는 구매자는 해당 서비스 품질 평가 정보를 기반으로 계약을 체결하고 실제 상품에 대한 검수가 진행될 때 [Table 2]에서 제시한 서비스 품질 지표를 기준으로 측정된 데이터를 스마트계약을 통해 평가한다.
대상 데이터
데이터 저장 계층은 블록체인 인프라 계층 위에서 서비스수준협약 기반의 콜드체인을 구성하기 위한 영속적인 데이터 저장소를 제공하는 계층이며 콜드체인에서의 서비스 제공자와 이용자의 계정 정보를 저장하는 이용자 저장소, 콜드체인에서 사용될 수 있는 스마트계약의 표준참조 모델이나 실제 거래에서 사용되는 스마트계약을 저장하는 스마트계약 저장소, 콜드체인 주체 간 거래를 저장하는 거래 저장소, 서비스 이용자 서비스 만족도를 기록하는 평판 저장소로 구성되어 있다.
성능/효과
물류기업과 화주 기업의 신뢰구축을 위해서는 물류계약서에 위험관리 조항의 구체화가 필요하다. 공정성 측면에서는 성과에 대한 공정한 배분과 성과 달성 시 재계약을 위한 조항의 구체화가 긍정적인 영향을 미치는 것으로 확인된다. 위험관리 조항과 성과에 대한 공정한 보상은 물류 기업의 성과를 향상시키고 이해관계자 사이의 시너지 효과 창출에 도움을 줄 수 있다[12].
콜드체인의 서비스 품질에 결정적인 영향을 미치는 요인은 온도가 가장 중요하고 그 외에 습도, 가스등의 요소임을 선행 연구를 통해 확인할 수 있었다. 하지만 콜드체인을 통해 유통되는 상품의 종류에 따라 보관 온도 대역이 다를 수 있다.
후속연구
기존의 연구들을 종합해 보면 결국 콜드체인은 상품을 저온으로 보관하고 운송할 수 있는 설비 및 시스템이 전체 공급망에 걸쳐 일관성있게 구축되어 있어야 하며 복잡한 중간 단계를 줄여 최종 소비지까지 빠른 시간 안에 전달할 수 있는 서비스를 제공해야 한다. 그리고 콜드체인 내 온도나 환경 관련 정보를 실시간으로 측정하고 정량적 수치 기반의 관리체계를 제공하면 서비스 품질을 향상 시킬 수 있을 것이다. 콜드체인을 통한 지속가능한 서비스 제공을 위해서는 계약을 체결하는 과정에서 이해 당사자 간의 위험을 제거하기 위해 구체화된 서비스수준협약이 필요하며, 서비스수준협약은 상황에 맞게 지속적으로 유지 관리되어야 한다.
국가기관에서는 콜드체인 시설과 운영기술에 대한 발전을 위해 제도적 경제적 지원을 하고, 지속적 평가 및 성과 측정을 통한 운영자금의 차등 지원과 서비스 활성화 등에 이용할 수 있다. 또한, 위험이 예상되는 상품에 대한 생산 및 유통이력 추적이 가능하고, 실시간으로 회수 명령 및 이에 대한 관리 감독을 할 수 있다.
블록에 저장되는 서비스수준협약의 평가 지표를 콜드체인에서 주요하게 사용되는 온도, 습도, 이산화탄소나 에틸렌 가스 등의 속성을 이용하여 설명하였으나, 실제 콜드체인에서 유통되는 상품과 관련된 실제 서비스 수준의 측정 속성을 반영하여 서비스 수준 평가지표를 개발할 필요가 있다. 특히, 현업에서 사용할 수 있는 서비스수준협약기반의 스마트계약을 위한 콜드체인용 블록체인 서비스 플랫폼 구축, 콜드체인 환경정보 측정 장치 제작, 응용어플리케이션 개발이 필요하며, 이를 기반으로 개념 검증 프로젝트를 수행하여 본 연구에서 제안한 방법에 대한 활용성 및 사전예방조치를 통한 콜드체인의 가치 향상에 대한 검증이 필요하다.
이해당사자 간 서비스수준협약에 오류비율(Fault rate)과 결함허용도(Coverage of fault tolerance) 지표를 스마트계약에서 자동으로 산출하도록 하고, 스마트계약에 정의된 지표의 수치보다 높을 경우, 스마트계약에서 자동으로 화주나 감사기관에 보고되도록 하여 콜드체인 내에 존재하는 위험성을 사전에 탐지하는 기초 정보로 사용될 수 있을 것이다.
블록에 저장되는 서비스수준협약의 평가 지표를 콜드체인에서 주요하게 사용되는 온도, 습도, 이산화탄소나 에틸렌 가스 등의 속성을 이용하여 설명하였으나, 실제 콜드체인에서 유통되는 상품과 관련된 실제 서비스 수준의 측정 속성을 반영하여 서비스 수준 평가지표를 개발할 필요가 있다. 특히, 현업에서 사용할 수 있는 서비스수준협약기반의 스마트계약을 위한 콜드체인용 블록체인 서비스 플랫폼 구축, 콜드체인 환경정보 측정 장치 제작, 응용어플리케이션 개발이 필요하며, 이를 기반으로 개념 검증 프로젝트를 수행하여 본 연구에서 제안한 방법에 대한 활용성 및 사전예방조치를 통한 콜드체인의 가치 향상에 대한 검증이 필요하다. 개념 검증이 완료된 후에는 특화된 시장이나 기술을 발굴하여 더욱 정교하게 설계된 비즈니스 모델에 대한 논의가 진행 되어야 한다.
생산자는 생산 이후 보관에 대한 서비스 품질 데이터를 유통 또는 운송자에게 제공하고 운송자와 계약할 때 정량화된 서비스수준협약을 기반으로 계약을 체결하고 운송자는 물류 서비스의 품질에 대한 정보를 스마트계약을 통해 제공하여 서비스수준협약의 이행 여부에 따라 계약 이후의 프로세스가 자동으로 진행될 수 있도록 한다. 해당 정보는 블록체인에 남게 되고 이후 생산자나 물류의 서비스 품질을 평가하는데 사용되며, 국가기관에서는 사전에 위험을 감지하거나 문제가 발생한 대상물 및 관련된 상품에 대한 회수 등의 업무에 본 연구에서 제안한 서비스 품질 기록 정보와 계약 정보를 활용할 수 있다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
콜드체인이란?
콜드체인은 온도 변화에 민감한 제품의 온도 관리를 통해 물품의 품질과 안전을 보장하는 저온 유통시스템이다[5]. 우리나라 농산물의 콜드체인은 복잡한 다단계 유통을 거치기 때문에 품질 관리 및 추적이 어렵다.
콜드체인 시스템의 특성으로 인해 발생하는 문제들의 예방 방안은 무엇인가?
특히 신속성을 요구하는 콜드체인의 특성 상 이미 발생한 문제들을 사후에 처리하는 수동적인 방식 보다는 사전에 발생 가능한 요인을 식별하고, 이를 예방할 수 있는 방안이 필요하다. 이를 위해서는 콜드체인 내 여러 단계별로 다양한 제품의 품질 수준을 측정할 수 있는 지표가 정의되어 있어야 하며, 전체 공급망 내에서 이루어지는 계약 역시 서비스수준협약을 포함하고 있어야 한다[7].
콜드체인에서 취급하는 상품들 각각의 적정 보관 온도는 무엇인가?
콜드체인에서 취급하는 상품은 예냉식품, Chilled 식품, 동결식품, 급속 동결식품으로 구분 한다. 일반적으로 예냉식품은 15~5도씨, Chilled 식품은 5~-1도씨, 동결식품은 -1~-15, 급속 동결식품은 -15도씨 이하의 온도에서 보관되어야 하며 진열기간(Shelf-life)이 유통되는 대상마다 다르다[13]. 온도 외에도 상대습도, 이산화탄소나 에틸렌 가스등 콜드체인에서는 관리해야 하는 단계와 요소가 다양하고, 진열기간에 대한 고려도 필요하므로 매우 복잡하지만 정확하고 신속한 관리가 필요하다.
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