모든 부품에 액티브 태크 부착, RFID 최첨단화 주도
보잉사는 최근 액티브 태그가 비행 운항에 어떤 영향을 미치는 지를 테스트했다. 결과는 RFID 주파수가 아무런 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다. 이로써 보잉은 비행기 부품에 액티브 태그를 도입하는 것이 효과적임을 입증했다. 운항에 해가 되지 않을뿐더러 부품의 이상 여부를 실시간으로 알려주기 때문이다. 이 같은 사실은 항공 업계가 RFID 기술의 최첨단화를 주도하고 있음을 보여주는 것이다.
샌프란시스코 국제 공항에서 홍콩 국제 공항으로 비행하던 도중에, 보잉 787은 기계적인 문제를 겪게 된다. 항공기 내부의 한 부품이 과열되기 시작한 것이다. 승객들은 문제를 인식하지 못하지만 홍콩 공항의 담당 승무원은 신속히 조치를 취한다. 모든 보잉 항공기에 대한 여분의 부품이 마련되어 있기 때문에 항공기나 승객들에게 아무런 위험이 없도록 다른 부품으로 교체된다. 하지만 항공기가 재이륙하기 전에 교체되어야 한다. 항공기가 홍콩에 안전하게 착륙하면 유지 보수 직원이 새로운 부품을 가지고 대기하고 있다.
유지 보수 승무원은 기체에 탑재된 RFID 시스템이 부품에 부착된 액티브 태그를 판독할 수 있기 때문에 장애를 즉시 보고 받을 수 있다. 태그에 내장된 센서가 온도를 읽고 태그의 데이터 전송시 이러한 온도 정보를 함께 보낸다. 경보 지점에 다다를 만큼 높은 것으로 나타난 온도가 위성을 통해 지상에 있는 승무원에게 전송된다. 승무원이 문제를 파악하게 되면 RFID 자산 추적 시스템을 가동해 보잉의 재고 설비에서 필요한 부품을 찾아낸다.
이는 소설적인 시나리오이지만 향후 4년 정도가 지나면 실제로 가능한 얘기일 수 있다고 보잉의 항공기 자동 ID 프로그램 매니저인 켄 포라드가 밝혔다.
액티브 태크, 부품의 이상 여부 판단 가능
지난해 8월, 보잉은 페덱스와 제휴해 통합 센서가 탑재된 액티브 RFID 태그가 항공기 계기판에 어떠한 영형을 끼치는지 시험해보기 위해 보잉 MD-10 화물 항공기 내부에 있는 여러 부품에 이 태그를 부착하는 프로젝트를 가동했다. 테스트 결과, 아무런 영향이 없는 것으로 나타났다.
태그를 부착해도 비행기의 운행이나 통신 시스템에 아무런 전자파 간섭 현상이 발생하지 않았다. 열이나 진동과 쇼크 등에 노출된 태그가 90일 동안 가동되었지만 성능에 부정적인 영향은 전혀 나타나지 않았다. 또한 태그에 인코딩되었던 데이터가 테스트 최종일에도 판독이 가능했다.
보잉은 이번 테스트 결과를 2006년 말에 연방항공국(FAA)에 제출해 액티브 태그가 방출하는 RF가 운항중인 항공기에 대해 아무런 기계적인 영향이나 통신 방해를 끼칠 우려가 없다는 것을 확인하는 자료로 사용되어 규제 기관이 RFID에 보다 적극적인 태도를 취하도록 요청할 방침이다. FAA가 액티브 RFID를 항공기에 사용하도록 허용할 지의 여부가 2007년 말까지는 확정될 가능성이 높다.
포라드가 보잉의 RFID 계획을 진행하는데 있어 FAA의 결정을 기다리고 있는 것은 이번이 처음이 아니다. 2003년과 2004년에 항공기 제조 업체들은 두 가지 기술 입증 테스트를 시행했는데, 하나는 패시브 고주파수(HF) 태그를 사용한 것이고 다른 하나는 패시브 극초단파(UHF) 태그를 사용한 것이다. 두 가지 테스트 모두에서 위험성은 전혀 없었으며 FAA는 비행기에서의 패시브 태그의 사용을 허용했다. 이 정책은 보잉의 획기적인 프로젝트라 할 수 있는, 항공기 부품에 패시브 태그를 적용하는 프로젝트의 촉발제가 되었으며 부품 추적과 유지 보수 향상을 위해 787 드림라이너(Dreamliner) 여객기에 탑재될 예정이다. 또한 패시브 태그에 대한 FAA의 규정은 승객들의 화물에 태그를 부착하고 화물 컨테이너에도 태그를 부착할 수 있는 법적인 근거를 마련해주었다.
하지만 앞에서 언급한 시나리오가 실현되기 위해서는 센서를 지원하는 전력을 자체적으로 공급하는 액티브 태그의 항공기 사용이 허용되어야 한다(패시브 태그는 자체 전력이 없이 리더로부터 공급 받는다). 액티브 태그는 부품의 수명 관리를 크게 향상시켜줄 뿐만 아니라 센서에 부착될 경우 항공기 운항 중에 부품의 이상이 발생하는지의 여부를 판단할 수 있어 항공기 설계에 크게 도움이 된다. 페덱스와 같은 특송 서비스 업체들 역시 FAA의 움직임에 예의주시하고 있는데, 액티브 태그와 센서가 화물 컨테이너에 부착될 경우 이동 중인 고객 물품의 상태에 대한 가시성을 향상시킬 수 있기 때문이다.
보잉사, 2004년부터 RFID 적용 계획
보잉은 2004년부터 RFID를 사용해 필라델피아와 세인트루이스에 위치한 부품 창고에 입고되는 장비를 추적해왔다. 공급 업체들은 일부 부품의 케이스와 팔레트에 액티브 전자상품코드(EPC) 태그를 적용한 다음 태그에 EPC가 인코딩된 선적예정통보(ASN)를 보낸다. 보잉이 선적 물품을 받게 되면 태그를 읽고 EPC와 비교해 ASN의 목록과 일치하는지를 조사하게 됨으로써 노동력을 절감할 수 있을 뿐만 아니라 부품 수신 프로세스의 정확도를 높일 수 있다.
보잉 787 여객기인 드림라이너를 발표한 2004년에 포라드는 자사가 보다 진보된 단계에서 부품을 추적할 수 있음을 깨닫고 부품의 수명 주기를 통해 부품의 사용 연혁을 추적하는데 RFID를 적용할 수 있음을 알게 되었다. 연방 항공 규제에 따르면 각 부품의 연혁은 개별적으로 추적되어야 한다. 현재, 항공기 제조 업체와 부품 공급 업체들은 표준화된 바코드 시스템을 통해 부품을 추적하고 있다. 포라드는 RFID 기반의 시스템으로 전환할 경우 부품을 보다 정확하게 파악하고 유지 보수 관련 기록도 단순화할 수 있을 것으로 믿고 있다.
포라드는 "항공기 역사상 부품 추적에 RFID를 사용한 최초의 항공사가 되길 바라고 있다"면서, "경영진은 RFID 기술이 현재 상용화가 가능한지 여부를 묻고 있으며 나는 그렇다고 대답했다"고 말했다. 하지만 먼저 FAA의 승인이 떨어져야 한다.
포라드는 "규제 당국과 얘기해본 결과, '항공기 부품 추적에 대한 RFID와 관련된 조항이 없기 때문에 같이 한번 개발해보자'는 대답을 들었다. 이에 따라 패시브 RFID에서 업계의 상징으로 자리매김할 수 있었다"고 말했다.
787기종의 700여 부품에 태크 부착
2003년 10월, 보잉은 자사의 항공기 고객이며 프로젝트의 파트너인 페덱스가 운영하던 보잉 MD-10 화물 항공기의 40개 부품에 HF 패시브 태그를 부착해 90일 동안의 시범 서비스를 진행했다. 2004년, 보잉과 페덱스는 테스트를 계속했는데, 이번에는 UHF 패시브 태그를 사용했다. UHF 패시브 태그의 경우 판독 범위가 넓고 EPCglobal과 ISO 등에 의해 국제 표준으로 수립이 가능하기 때문이다.
두 가지 테스트 결과, RFID가 항공기 이착륙과 관련해 비행기 장비에 아무런 전파 간섭을 야기하지 않는 것으로 나타났다. 이러한 결과를 토대로, FAA는 2005년 5월에 패시브 RFID 태그가 항공기 부품과 화물 컨테이너 및 수화물 태그에 부착될 수 있다는 규정을 명시했다.
또한 당시 테스트 결과, 태그가 열이나 오염, 쇼크, 진동 등으로부터도 견딜 수 있어 항공기 부품이 비행 중에 노출되더라도 아무런 문제가 없는 것으로 나타났다. 태그에 인코딩된 데이터는 테스트 마지막 날에도 판독이 가능했다.
당시 시험 결과에 자신감을 얻은 포라드는 자사의 드림라이너 항공기에 RFID 태그를 부착하는 프로젝트를 2005년 10월에 발표했다. 보잉은 787 기종에 적합한 부품 700여 종을 선별해 제조 업체들이 보잉에 납품하기 전 해당 부품에 태그를 부착하길 원한다고 말했다. 제조 업체들은 64KB 메모리를 가진 패시브 UHF Gen 2 태그를 사용할 것을 요청 받았는데, 이 태그는 각 부품의 유지 보수 정보를 직접 인코딩할 수 있도록 해준다.
제조 업체들은 부품에 태그를 부착해 부품 번호와 시리얼 넘버의 신원 확인을 위해 인코딩하게 된다. 이러한 데이터는 바코드에도 인코딩되어 부품에 부착되는 이름표에 프린트된다(이 정보는 항공 업계의 공급망 파트너들이 액세스할 수 있는 데이터베이스에 연결된다).
포라드는 태그가 부착된 부품 700여 종의 신원을 확인함으로써 보잉이 각 드림라이너 항공기에 대한 부품 목록을 훨씬 쉽게 만들 수 있을 것으로 판단하고 있다. 포라드는 "과거 관련 데이터를 수집하고 항공기와 비교해보는 데에만 엄청난 인력이 필요했다"고 말했다. 대부분의 경우, 휴대용 바코드 스캐너가 사용되었다. 하지만 항공기 바퀴 아래나 조종석 아래의 전자계기판 등 육안으로 보기 힘든 부분은 스캐너를 갖다 대기가 어려워 판독하는데 어려움이 있었다. 부품 번호를 보기 위해 거울이 사용되는 경우가 많았는데, 이렇게 판독된 부품 번호는 휴대용 컴퓨터에 손으로 입력되었다. 포라드는 평균적으로 30번 입력할 때마다 한번씩 오류가 발생했기 때문에 일일이 손으로 부품 번호를 입력하는 것은 정확도가 떨어질 수밖에 없었다고 말했다. RFID를 통해 부품 번호를 캡쳐한다면 데이터의 정확도를 대폭 개선할 수 있다.
향후 구명조끼나 응급장비에도 부착 예정
또한 부품의 유지 보수 연혁을 분석하고 여분의 부품 위치를 파악하는 시간도 대폭 절감된다는 점도 중요하다. 항공기 수리 직원들은 휴대용 컴퓨터를 사용해 부품에 부착된 태그를 판독해 수리 연혁 정보를 즉시 불러올 수 있어 과거의 인터넷 기반의 부품 데이터베이스에 접근하는 것보다 훨씬 간단하게 작업을 수행할 수 있다. 보잉은 이러한 서비스를 위해 항공용 메모리 태그를 개발하는 인텔리플렉스(Intelleflex)와 협력하고 있다.
포라드는 "많은 사람들은 태그의 메모리 용량을 높이는 필요성에 대해 잘 알고 있지 못하다"면서, "하지만 수리공이 인터넷에 접근하지 못하는 경우도 있다. 혹은 부품을 대여하거나 교환하는 경우도 있기 때문에 부품이 항공기에 교체할 수 있는 상황에 있는지의 여부를 즉시 파악해야만 한다. 이러한 정보는 수리공의 손끝에서 접근이 가능해야 한다"고 밝혔다.
보잉은 부품 창고에 RFID 리더를 설치할 계획이다. 현재, 항공 수리 인력은 특정 부품을 찾는데 많은 시간을 소비하고 있다. 포라드는 부품을 추적하고 유지 보수 파일을 확인하는데 RFID를 사용한다면 서비스 관련 문제를 해결하는 시간을 대폭 줄일 수 있을 것으로 예상하고 있다.
결국에는, 비행하기 전에 승무원이 반드시 수치를 확인해야 하는 구명 조끼나 응급 장비 등과 같은 필수품에도 태그가 부착될 것이다. 여객기 통로로 걸어가 좌석을 보고 눈으로 각각의 장비를 확인하는 대신에, 휴대용 리더를 사용할 수 있다. 포라드는 RFID가 승무원이 이러한 장비 확인에 걸리는 시간을 30분에서 단 7분 정도로 줄어주어 비행기 이륙 시간을 정확히 맞출 수 있게 될 것으로 보고 있다.
또한 RFID는 태그가 부착된 부품의 인증을 쉽게 해주기 때문에 항공 공급망에 승인되지 않은 부품이 사용되는 것을 차단할 수 있다. 이러한 점은 항공기 부품 시장에 불량 부품이 유입되는 것을 막을 수 있어 보잉의 공급 업체들의 수익도 상당히 개선될 수 있다. 또한 공급 업체들은 품질 클레임 프로세스와 관련된 비용도 줄일 수 있게 된다.
FAA의 액티브 태그 허가 세계 표준 주도할 것
FAA가 항공기에서의 액티브 태그의 사용을 허가하더라도 보잉은 모든 부품이나 장비를 교체할 필요는 없다. 액티브 태그는 패시브 태그보다 고가이며 구명 조끼나 산소 마스크 등에 부착한다고 해서 패시브 태그보다 특별한 장점이 더 있는 것은 아니다. 보잉은 판독 범위가 넓어야 하는 곳에서만 액티브 태그를 사용할 것이며 태그에 센서가 필요한 곳에서만 적용할 예정이다.
페덱스나 유나이티드(United) 등 보잉의 항공사 고객들은 항공기의 부품 교체 시기 등을 판단하기 위해 부품 유지 보수 정보에 액세스해야 한다. 액티브 태그의 높은 메모리 용량과 판독 범위는 지상의 승무원들이 태그가 부착된 부품의 수명 주기를 쉽게 파악할 수 있도록 해준다.
페덱스가 보유한 보잉 MD-10 화물기 내부의 여러 부품에 부착된 40개의 액티브 RFID 태그가 포함된 이번 액티브 태그 테스트의 일환으로, 보잉은 판독 범위를 확장해 테스트했다. 비행기 해치 중 하나가 개방될 경우 지상 승무원은 비행기 안으로 들어가지 않고도 모든 40개의 태그를 판독할 수 있었다.
항공기에 사용되는 액티브 태그에 센서가 부착될 경우 태그는 ID용 툴과 기록용 기기에서 벗어나 항공기 전체에 걸친 센서 네트워크를 형성하게 된다. 정교한 무선 센서 네트워크가 구성되어 부품과 관련된 상황에 대한 가시성이 높아진다. 단기적으로는 유지 보수가 필요한 부품을 담당자에게 통보하는데 사용될 수 있으며, 장기적으로는 부품 구성 변경에 있어 항공기 부품을 재설계하도록 신속히 요청하는 종합적인 데이터로 활용이 가능해질 것이다.
FAA의 결정에 따라 많은 것이 좌우되지만 액티브 태그 테스트의 결과에 입각해 볼 때, 포라드와 페덱스의 엔지니어링 지원 매니저인 제임스 포드는 FAA의 승인을 확신하고 있다. 또한 액티브 태그 테스트를 시작하기 전에, FAA 관계자가 액티브 태그의 전력이 휴대폰보다 훨씬 낮은 1/1000와트 정도로, 간섭이나 안전을 우려할 만한 수준이 아니라고 밝힌 것도 힘을 실어주고 있다.
패시브 및 액티브 태그에 대한 FAA의 승인은 전세계 표준에도 영향을 미칠 것이다. 유럽의 항공안전국(EASA)의 경우 FAA의 정책과 거의 유사한 패시브 태그의 사용 허가에 관한 정책을 발표했다. 항공 IT 컨설팅 업체인 테크놀로지 솔루션즈(Technology Solutions)의 존 안드레센 사장은 FAA와 EASA는 전세계 다른 지역의 항공 당국에 많은 영향력을 발휘하고 있기 때문에 이들의 RFID 정책이 세계 표준이 될 가능성이 높다고 밝혔다.
보잉, RFID타고 미래로 비행
포라드를 비롯해 보잉의 많은 프로젝트 담당자들이 RFID로 인해 바쁜 나날을 보내고 있다. 보잉은 1990년 말부터 RFID 기술의 얼리 어답터였으며 폐쇄회로 제조 자동화와 자산 관리 애플리케이션에서 RFID를 처음으로 사용하기 시작했다.
포라드는 "사람들에 대한 교육과 설득이 가장 어려운 부분"이라면서 "수년 전부터 회사의 비전을 수많은 사람들에게 제시해야 했으며 진보는 느리지만 꾸준히 이루어져왔고 인내가 필요했다. 이미 예전에 성공했던 경험이 있었고 성공적인 솔루션이 도입될 수 있을 것이라는 자신도 있다. 페덱스와의 프로젝트 수행 결과 흡족한 성과를 거두었다. 보잉은 RFID 무선 장비로 항공기 부품을 추적하는 최초의 항공사로 자리매김하게 되었다. 개척자가 된 것이다"라고 밝혔다.
하지만 포라드는 FAA의 최종 승인이 이루어지기 전까지는 안심할 수 없다. 보잉은 공급 업체 및 고객사, 심지어는 경쟁사와도 협력해 드림라이너 기종에서의 패시브 태그 상용화를 구현해야 하며 액티브 태그의 출범도 가능하도록 해야 한다.
월마트나 미 국방성과는 달리, 보잉은 공급 업체에게 제품 납품시 RFID 태그를 의무적으로 부착하도록 규정하지 않고 있다. 포라드는 '태그 요구 사항'이라는 말을 사용하고 있으며 부품에 태그를 부착하지 않는 공급 업체들이 불이익을 당할 수도 있는지의 여부에 대해서는 그렇지 않을 것이라고 밝혔다. 그보다는 보잉과 드림라이너 공급 업체 간의 긴밀한 협업이 부품에 태그를 부착하는데 더욱 중요하다고 강조하고 있다.
항공 분야에서 RFID의 사용에 대한 표준을 제정하고 있는 미국의 항공운수협회(Air Transport Association)와 협력하고 있는 안드레센은 "보잉은 항공 업계에서 RFID를 도입하는데 매우 중요한 역할을 담당하고 있다"면서, "보잉의 인내심과 협력 체제에 찬사를 보낸다. 보잉은 공급 업체의 협력과 지원을 원하고 있지만 위협적인 태도는 보이지 않고 있다. 보잉은 공급 업체들에게 아무런 강요도 하지 않고 있다"고 말했다.
비즈니스 프로세서의 혁신이 최종 목표
보잉은 10여년 전에 수동식 접근 방법이었던 부품과 주문 추적 시스템을 전자식으로 바꾸기 위해 에어버스(Airbus)와 공동으로 진행하면서 협업이 공급망 기술 도입의 핵심이라는 것을 인식하게 되었다. 바코드의 사용을 강제 조항으로 만드는 대신에, 보잉과 에어버스는 부품 공급 업체와 항공사에게 바코드가 비즈니스 프로세스와 비용 절감에 얼마나 효과적인지를 보여주면서 이들을 설득했다고 안드레센이 전했다.
RFID가 효율성 향상에 얼마나 기여하는지 공급 업체들을 대상으로 교육하는 항공 업계 포럼에 2005년에 보잉과 에어버스 등 두 항공사가 다시 뭉쳤다. 포라드는 에어버스가 2007년 포럼에 다시 합류할 것이라고 기대하면서 항공 업계에서의 RFID 표준화에 한 목소리를 내게 될 것이라고 말했다. 포라드는 "보잉과 에어버스의 공동 공급 업체는 70%에 달하며 이러한 업체들이 일관성이 없는 방향으로 나아가는 것은 효과가 없다"면서, "프로토콜, 주파수 등 접근 방식이 다르다면 대혼란이 일어날 것이다. 우리는 그러한 혼란을 원치 않는다"고 언급했다.
포라드는 보잉과 에어버스의 협력 체제가 자동차나 의약품 등 다른 업계에도 파급되어 EPC 애플리케이션을 위한 표준화의 진전을 앞당기게 될 것이라고 말했다. 그는 "항공 분야에서는 경쟁사이지만 지향하는 목표는 동일하기 때문에 에어버스와의 협력이 가능하며, 다른 업계에서도 우리를 따르게 될 것"이라고 밝혔다.
보잉이 최종적으로 바라는 것은 비즈니스 프로세스의 향상이다. 보잉은 RFID가 이러한 목표를 위한 수단이 될 수 있다고 믿고 있다. 또한 보잉이 RFID에 적극적인 것은 ID와 센서 등을 통해 엄청난 양의 데이터가 발생하기 때문에 이를 효과적으로 처리해야 할 필요성을 절감했기 때문이다. 안드레센은 "5년 전의 화두는 바코드였다"면서, "앞으로 10년이 지나면 기술이 아니라 데이터에 초점을 맞춘 신기술이 등장하게 될 것"이라고 밝혔다.
김진희 기자
rfidkim@itdaily.kr