IoT 기반 물류센터 팔레트 랙 안전관리 시스템 개발에 관한 연구 = Study on the Development of an IoT-Based Safety Management System for Pallet Racks in Logistics Centers|RISS 상세보기

국문 초록 (Abstract)

본 연구는 E-commerce의 폭발적인 성장과 함께 대형화·고층화되고 있는 물류센터의 핵심 구조물인 팔레트 랙(Pallet Rack)의 붕괴 사고를 예방하기 위해, 사물인터넷(IoT) 기술과 공학적 구조 해석을 융합한 데 이터 기반의 사전예방적 안전관리 시스템을 개발하는 것을 목적으로 한다. 이를 통해 기존에 육안 점검 방식으로 이뤄지던 팔레트 랙 안전관리의 주관성과 비효율성의 한계를 극복하고자 한다. 본 연구의 주요 내용과 결과는 다음과 같다.

첫째, 팔레트 랙 기둥의 미세한 기울기 변화를 실시간으로 감지할 수 있는 저비용·고효율의 IoT 기울기 측정 장치를 설계 및 구현하였다. ESP32-WROOM-32 마이크로컨트롤러와 MPU-6050 6축 자이로 가속도 센서를 기반으로 센서 노드를 제작하고, Wi-Fi 통신을 통해 클라우드 데이터베이스인 구글 스프레드시트로 데이터를 전송하는 모니터링 시스템을 구축하였다. 실제 물류센터에서의 현장 테스트와 디지털 각도계와의 비교 실험을 통해 장치의 현장 적용성과 정밀도를 검증하였으며, IoT 기울기 측정 장치의 경제성 분석을 통해 대규모 물류센터와 중·소규모 물류센터 모두 1년 이내에 초기 투자 비용 회수가 가능함을 입증하여 경제성을 확인하였다.

둘째, 구조 해석 시뮬레이션(SolidWorks 2025)을 통해 팔레트 랙의 구조적 거동을 분석하고 붕괴 임계 각도를 도출하였다. 국내에서 보편적으로 사용되는 SS275 규격의 팔레트 랙 3D 모델을 구축하고, 비선형 정적 해석을 수행하여 정격하중(2톤) 조건에서 기둥의 구조적 붕괴가 시작되는 임계 각도(5.851°)를 공학적으로 도출하였다. 아울러 정격 하중뿐만 아니라 저하중(0.5톤, 1톤) 및 과적(3톤) 등 다양한 하중 조건에서도 비선형 정적 해석을 수행하여 하중 조건에 따른 붕괴 특성을 규명하였다.

셋째, 붕괴 임계 각도를 기준으로 팔레트 랙의 위험도 등급을 ‘정상’, ‘주의’, ‘위험’, ‘심각’의 4단계로 분류하고, 각 단계에 따른 현장 대응 프로세스와 구체적인 안전 조치 사항을 제안하였다. 이는 물류센터의 관리자가 정량적인 팔레트 랙 기둥의 기울기 데이터를 바탕으로 붕괴 위험 수준을 즉각적으로 인지하고, 체계적인 안전 조치를 할 수 있는 가이드라인이 된다.

결론적으로 본 연구는 사물인터넷(IoT) 기술과 구조공학의 융합을 통해 물류센터 안전관리의 패러다임을 전환하고, 중·소규모의 물류센터까지 적용 가능한 경제적이고 실질적인 안전관리 시스템을 개발했다는 데에 학술적 및 실무적 의의가 있다.

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본 연구는 E-commerce의 폭발적인 성장과 함께 대형화·고층화되고 있는 물류센터의 핵심 구조물인 팔레트 랙(Pallet Rack)의 붕괴 사고를 예방하기 위해, 사물인터넷(IoT) 기술과 공학적 구조 해석�...

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