제조 환경에서의 RFID 시스템 설계 방법론 및 EPCIS 확장 모형 개발 = RFID system design methodology and extended EPCIS model development for manufacturing environment

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Many companies put much effort in customer satisfaction activities as they recognize that customer satisfaction is very important driving force of company’s sustaining growth under global competition structure. In order to realize customer satisfaction, the company should guarantee the quality of products. In order to guarantee quality of products, it is important that the company has the capability of tracking and tracing material flow in all stages including raw or subsidiary material input stage, manufacturing stage, and distribution stage.
Recently, many companies introduce RFID (Radio Frequency Identification) in order to trace material flow. RFID uses wireless communication technology to read or write relevant information without direct contact to the subject. Researches on RFID have been focused on warehousing and delivering goods in a supply chain. This research suggests an extended EPCIS model for RFID system design in manufacturing environment.
First, I raised problems in applying RFID to MES through literature survey. Second, I suggested a new modeling notation structure for material flow analysis in manufacturing environment. Third, I defined EPCIS terms for manufacture business processer. Fourth, I suggested RFID installation map (RCIM: RFID Capturing Infra Map) using the suggested modeling notation structure and the EPCIS terms. The expected effects of this research are as follows.
● Economic effect
Companies introducing RFID can benchmark the suggested RCIM to minimize the trail and error, development risk, and guarantee a certain level of ROI.
● Industrial effect
With RCIM, supplier, manufacturer, distributor, and circulator could collaborate each other and reduce distribution cost, secure track, rationalize management, via real-time information sharing.
● Social effect
In order to deal with market environment change, useful information for the whole industry is provided when RFID based manufacture system is introduced. Therefore, it could strengthen industrial competitiveness in various domains.
Further researches are required to analyze quantitative effect through enough actual case studies. EPCISEvent data generated in the work processes designed by RCIM will improve the productivity and quality.

국문 초록 (Abstract)

글로벌 경쟁 체제하에서, 고객만족 실현만이 기업의 지속성장 원동력이라는 인식이 확산되면서, 많은 기업들이 고객만족 활동에 총력을 기울이고 있다. 고객만족이 실현되기 위해서는 제품에 대한 품질이 보증되어야 하며, 제품의 품질이 보증되기 위해서는 원, 부자재의 투입단계, 제조단계, 완제품단계에 이르기까지 모든 단계에서 추적 정보를 획득하는 것이 매우 중요하다. 현재까지는 작업일지, 바코드(bar-code) 등을 활용하여 추적정보를 수집하고 있으나, 별도의 기록 확인 및 바코드 식별 과정이 필요하다. 이러한 업무로스를 효율화하기 위해 최근 자동인식 분야에서 각광을 받고 있는 RFID(Radio Frequency IDentification)를 도입하고 있다. RFID는 무선통신기술을 사용하여 대상 물체에 직접 접촉하지 않고도 해당 정보를 판독하거나 기록할 수 있는 자동식별 기술이다. RFID 관련 기존연구를 살펴보면, 주로 조달물류와 유통물류부문에서 입고와 출고에 초점이 맞춰져서 연구되어 왔으며, 제조물류 부문에 대한 연구는 매우 부족하다.
본 연구에서는 다음과 같이 제조 환경에서의 RFID 시스템 설계 방법론 및 EPCIS 확장 모형 개발을 제시하였다.
첫째, 관련 연구 및 문헌 조사를 통하여 MES(Manufacturing Execution Systems)의 문제점을 제기하였다.
둘째, RFID 시스템 도입 시, 기존의 공정분석 기호의 한계를 보완하기 위해, 새로운 물류흐름 표기법(RFMN: RFID Modeling Notation)을 제시하였다.
셋째, 제조업에서 EPCIS 도입을 위한 제조EPCIS 용어를 정의 하였다.
넷째, 제안된 물류흐름 모델링 노테이션과 제조EPCIS 용어를 사용하여 제조 업종별 RFID설치개념도(RCIM: RFID Capturing Infra Map)를 제시하였다.
본 연구 결과의 기대효과는 다음과 같다.
●경제적 효과 측면
RFID 도입 기업들이 제시된 제조업종별 RCIM을 벤치마킹함으로써 도입 시 발생되는 시행착오 및 개발 위험도를 최소화 할 수 있다.
●산업적 효과 측면
RFID 기반의 제조시스템 설계로 공급사/제조/물류/유통업체간의 협업을 통한 유기적인 결합으로 물류비용의 감소 및 추적성 확보, 기업경영 합리화를 추구할 수 있다.
●사회적 효과 측면
시장 환경 변화에 대응하기 위하여, RFID 기반 제조시스템이 도입 확산됨과 동시에, 전 산업으로 확산될 수 있는 정보를 제공함으로써, 시장에서의 경쟁력 확보가 가능하다.
본 연구의 한계는 다음과 같다.
첫째, 제조업에서의 RFID 시스템 도입이 초기단계이기 때문에, 제안된 방법에 의한 다양한 적용사례 연구가 미흡하였다.
둘째, 제조업에서의 MES 개선에 대한 ROI 분석 연구가 실시되지 못하였다.
향후, 충분한 실제 기업 적용 사례 연구를 통하여 정량적인 효과 분석 연구가 필요하다. 제안된 RCIM 및 확장 EPCIS 모형 적용을 통하여 EPCISEvent 데이터 수집 및 분석이 가능하며, 생산성향상과 품질 향상 효과를 기대할 수 있다.

목차 (Table of Contents)

• 제1장 서론 = 1
• 1.1 연구 배경 및 목적 = 1
• 1.1.1 연구 배경 = 1
• 1.1.2 연구 목적 = 5
• 1.2 연구 방법 및 구성 = 7
• 1.2.1 연구 방법 = 7
• 1.2.2 연구 구성 = 9
• 제2장 이론적 배경 = 10
• 2 .1 RFID 요소기술 = 10
• 2.1.1 RFID 개요 및 특징 = 10
• 2.1.2 EPCglobal 개요 및 구성요소 = 24
• 2.1.3 EPCIS 개요 및 특징 = 29
• 2.1.4 관련연구 = 36
• 2.2 제조 실행 시스템(MES) = 40
• 2.2.1 MES의 개념 = 40
• 2.2.2 MES의 모듈구성 = 44
• 2.2.3 관련연구 = 48
• 2.3 기존 MES의 문제점 = 49
• 제3장 RFID 기반 EPCIS 확장 Model(RCIM)개발 = 52
• 3.1 제조 프로세스 유형 = 52
• 3.1.1 제조 프로세스 모델링 표기법 = 52
• 3.1.2 제조 프로세스 관리를 위한 모델링 표기법 = 61
• 3.2 제조용 물류흐름 RCIM(RFID Capturing Infra Map) = 77
• 3.2.1 입고(inbound) 물류흐름 = 79
• 3.2.2 창고(warehouse) 물류흐름 = 80
• 3.2.3 출고(outbound) 물류흐름 = 81
• 3.2.4 제조 공정(process) 물류흐름 = 82
• 3.3 제조용 EPCIS 용어(vocabulary) = 85
• 제4장 제조유형별 RCIM 적용사례 = 90
• 4.1 프로세스 설계 = 90
• 4.2 EPCIS 연계 = 95
• 4.2.1 ObjectEvent = 95
• 4.2.2 QuantityEvent = 97
• 4.2.3 AggregationEvent = 98
• 4.2.4 TransactionEvent = 100
• 4.3 제조물류 추적 = 102
• 4.4 EPCIS 확장 파라메타 = 107
• 4.5 RCIM 적용성 검증 = 109
• 4.6 적용 시 시사점 = 130
• 제5장 결론 및 향후 연구과제 = 132
• 5.1 연구의 기여도 = 132
• 5.2 향후 연구과제 = 134
• 참고문헌 = 135
• Abstract = 141
• Appendix 1. 약어정리 = 143
• Appendix 2. 제조업종별 RCIM & EPCIS Vocabulary = 147