박스에 RFID를 내장하는 스마트 패키징 시대 열린다
"스마트 패키징 외에는 대안 없다"
이는 상당수 패키징 업체들에게 기대와 우려를 동시에 제공하고 있다. 기대감을 갖게 한다는 것은 높은 가치를 가진 스마트 패키징이 오랫동안 이윤이 낮은 사업이었던 패키징 업체들의 이윤을 높여준다는 점 때문이며, 우려감을 제공한다는 것은 패키징 소비자들이 코러게이트 박스와 기타 패키징에 RFID 수신기를 내장할 때 투입되는 비용 즉, 이미 이윤이 낮은 상황에서 RFID 태그를 부착해야 할 경우 또 다른 비용 문제가 발생할 수 있는데 이를 기꺼이 수용할 수 있을지 확실하지 않기 때문이다. 패키징 소비자들이 RFID 수신기에 대한 비용을 감당하더라도, 패키징 업체들은 패키징에 태그를 내장할 때 어떻게 비용 효과적으로 구현할 수 있는지를 파악하기 위해서는 엄청난 투자를 집행할 수밖에 없다.
Fibre Box Association의 브라이언 오배니언 부사장은 "임베디드 RFID 비용 부담을 누가 할 것인지의 문제뿐만 아니라 해결해야 할 기술적인 문제들도 많다"고 지적했다.
코러게이트 박스에 수신기를 내장시키자는 아이디어는 새로운 개념이 아니다. 업계 권위자들은 2003년에 이미 코러게이트 카드보드나 기타 박스에 RFID 수신기를 탑재시키려는 생각을 내놓은 바 있다. 마이야레스는 "상당수 사람들이 그 개념에 대해 차세대적인 발상이라고 생각했다"고 밝혔다. 이에 대해 2003년부터 2005년 사이에 관심도가 크게 높아졌다. 하지만 그 이후 패키징 업체들은 수신기 가격이 너무 고가인데다 패키지에 수신기를 쉽게 장착할 수 있는 방법이 없었고 패키징 업체들에게 어떤 이점이 있는지 확실하게 입증되지 않았기 때문에 열의가 식게 되었다.
그렇지만 패키징 업체들은 스마트 패키징 개발에 투자하는 것 말고는 다른 선택 방법이 없었다. 유통 업체의 의무 조항에 따라야 하는 소비자용 패키지 상품(CPG) 제조 업체들은 현재 임베디드 수신기에 바코드 라벨을 프린트하고 있으며 이를 상품 케이스에 적용시키고 있는데 라벨 애플리케이터나 수작업을 통해 이루어지고 있다. 질레트와 킴벌리-클라크(K-C)를 비롯한 대형 CPG 업체들의 경영진은 회사의 제조 설비에 박스가 입고되기 전에 태그가 부착된 제품을 구매하길 원한다. 현재 프록터&갬블(Procter & Gamble)에 인수된 질레트의 기술 총괄 이사인 잼쉬드 듀바쉬는 "이는 매우 중요한 차세대 단계에 해당된다"고 말했다.
박스의 재고 파악 및 유통과정 추적 쉬워져
내장된 태그를 통해 기업들은 박스가 포장될 때 전자 제품 코드(EPC) 번호를 태그에 기록할 수 있게 되기 때문에 포장 및 입고 과정에서 정확도와 일관성을 보장할 수 있다. 또한 케이스가 재고 창고로 들어가고 팔레트로 포장되어 유통 고객의 물류 센터(DC)로 선적될 때마다 더욱 효과적으로 추적할 수 있다. 박스가 제조 공장에서 태그가 부착되어 나오면 어떤 상자가 입고되었으며 얼마나 사용되었는지 즉시 파악할 수 있게 되어 제조 업체들은 박스 재고를 보다 효율적으로 관리할 수 있다.
K-C는 패키징 업체들이 공급망에 대한 가시성을 높일 수 있어 큰 혜택을 볼 수 있는 것으로 판단하고 있다. K-C의 선임 패키징 엔지니어인 코레이 밍거링크는 "유통 업체들의 태그 상품에 대한 관심도만큼 공급 업체들 역시 이 기술의 이점을 활용할 수 있기를 바란다"면서, "입고된 케이스를 추적할 수 있는 능력을 보유한다는 것은 재고 추적의 정확성이 향상된다는 것을 의미한다. 또한 공급 업체들이 RFID를 사용해 재고를 파악하고 공급망에서의 가시성을 높인다면 업무의 효율성도 크게 강화될 수 있다. 게다가 공급 업체와 협력해 비즈니스 프로세스를 혁신함으로써 내부적인 이점도 높일 수 있게 될 것"이라고 밝혔다.
패키징 업계는 앨칸 패키징(Alcan Packaging), 조지아-퍼시픽(Georgia-Pacific), 인터내셔널 페이퍼(International Paper), 스머핏-스톤 컨테이너(Smurfit-Stone Container), 웨이어하우저(Weyerhaeuser) 등 북미 업체들과 스칸디나 지역의 허태마키(Huhtamaki)와 UPM, 호주의 암코(Amkor)와 비지(Visy), 일본의 다이 니폰 프린팅(Dai Nippon Printing) 등이 주도하고 있다. 또한 보다 맞춤화된 패키징을 제공하는 소규모 업체들도 많다. 소형 업체들은 연구 개발에 투자할 여력이 거의 없으며 대기업조차도 이윤이 그리 많이 남지 않는다. 하지만 일부 대형 업체들은 스마트 패키징 솔루션을 향한 첫 번째 단계에 접어들고 있는 것으로 관측되고 있다.
조지아-퍼시픽과 인터내셔널 페이퍼, 스머핏-스톤 및 웨이어하우저는 임베디드 RFID 시스템에 대한 연구에 착수하고 있다. 이러한 업체들은 임베디드 패키징 시장이 열릴 경우 시장 요구에 능동적으로 대응하기 위한 준비를 갖춰나가고 있다.
웨이어하우저의 RFID 임베디드 코러게이트 상자에 대한 연구 개발은 오래 전부터 이루어져왔다. RFID 선임 프로젝트 매니저인 진 맥칸은 "웨이어하우저는 고객들에게 차세대 패키징을 제공할 수 있는 방법을 강구하고 있다"고 말했다. 그녀는 상자에 패시브 태그를 탑재하는 것은 기술적으로 가능하지만 시간이 더 필요하다고 전했다. 아직 비용이 고가인데다 박스 해체 프로세스에서 많은 폐기물이 발생하기 때문이다.
임베디드 RFID 시스템에 대비해야
광범위한 업계와 상황에 따라 일관되게 작동하는 임베디드 시스템을 개발하기 위해서는 여러 가지 난관을 해결해야 한다. 맥칸은 "업종마다 바코드 위치가 다르며 EPC 라벨이나 안테나, RFID 태그에 대한 요구 사항도 다양하다"고 밝혔다.
패키징 사이즈와 내용물의 다양성은 표준화를 어렵게 하는 또 다른 요인이라 할 수 있다. 또한 다양한 형태의 패키징에 RFID를 내장하는 것과 관련된 수많은 기술적인 난제들도 있다. RFID 수신기는 플라스틱과 금속 호일 등 다양한 물체에서 구동해야 한다.
RF 친화적인 코러게이트조차 문제점을 노출하고 있다. 태그가 코러게이트의 정확한 위치에 부착되지 않을 경우 박스의 내용물이 태그 안테나의 감도를 줄여 RFID 리더의 판독을 방해할 수도 있다. 특히 금속성 물질이나 캔 등 RF 시그널을 차단시키거나 RF 에너지를 흡수하는 액체의 경우 문제가 될 수 있다. 박스 포장 단계에서 100%의 판독률을 보장할 수 있도록 태그를 위치시키는 것이 중요하다.
임베디드 RFID 수신기가 탑재된 박스가 포장이나 이동 중에 손상을 입게 될 경우 판독이 불가능해지고 내부 공급망에 전파 간섭 현상을 초래할 가능성도 있다. 실제로, 전략적으로 가장 좋은 위치에 부착된 태그조차도 충돌 등에 의해 파손될 우려가 높다. 파손이 발생하게 되면 직원들이 일일이 새로운 태그를 손으로 박스에 부착하게 되어 전통적인 바코드 방식으로 되돌아가고 말 것이다.
라벨 프린터와 애플리케이션 시스템 제조 업체인 폭스 IV 테크놀로지스의 경우, 대형 코러게이트 생산업체를 위한 임베디드 RFID를 개발하고자 했을 때 심각한 문제에 봉착하게 되었다. 그 중 하나는 바이어마다 태그 부착 위치를 다르게 요구했으며 그러한 특정한 크기와 모양에 따라 코러게이트를 잘라야 한다는 문제였다. 이러한 요구 사항에 부합하도록 시스템을 구축하는 것은 비용이 너무나 높았으며 프로세스와 관련된 에러율도 높았다. 폭스 IV의 릭 폭스 사장은 "정확하게 절단하지 않으면 태그를 부착할 수도 없고 태그를 부착한다 해도 판독률이 떨어지는 위치에 배치된다"면서, "태그 위치를 바꾸기 위해 생산을 중단하는 것은 합리적이지 않다"고 말했다.
RF 친화적인 패키징 개발하기 시작
또한 코러게이트 내부에 태그를 부착하는 문제도 있다. 카드보드가 조립될 때 종이 내부에 태그를 부착시켜야 한다. 폭스 IV는 카드보드 시트를 접착시키는데 사용되는 접착제가 태그 성능에 부정적인 영향을 끼치는 것을 발견했다. 이러한 문제는 조립과 관련된 높은 비용과 더불어, 제조 업체들로 하여금 예전의 방식으로 '회귀'시키는 결과를 초래하게 된다.
킴벌리-클라크는 태그를 케이스 내부에 부착하는 것이 기술적으로 가능하다고 믿지 않고 있다. K-C의 밍거링크는 "코러게이트 보드 제조는 일관되고 지속적인 프로세스이기 때문에 이러한 프로세스에 태그를 배치시키는 것은 방향이나 위치, 등록 문제를 야기시킬 수 있다"고 말했다. K-C는 케이스 내부에 태그를 부착시키는 것보다는 패키징 공급 업체들과 협력해 태그가 미리 부착된 케이스를 공급받는 형태의 접근 방식을 취하고 있다.
밍거링크는 "공급업체로부터 태그가 부착된 케이스가 입고되면 비즈니스 프로세스를 평가 분석해 입고의 정확도와 케이스 품질, 태그 인코딩 등에 대한 패키징의 효용성을 파악하고 있다"고 말했다.
일부 최첨단 CPG 업체들의 경우 태그나 케이스의 판독률을 높일 수 있는 RF 친화적인 패키징을 개발하기 시작했다. 2년 전, 질레트가 퓨전 면도기의 출시를 준비할 당시, RFID 스마트 라벨을 모든 케이스와 팔레트 패키징에 부착하기로 결정했었다. 이를 통해 질레트는 면도기와 면도날의 이동 및 판매를 실시간으로 파악할 수 있었다는 것이 P&G의 듀바쉬의 설명이다. 또한 매장 진열대에 재고품을 재배치하는 데에 걸리는 시간도 14일에서 3일로 줄어들었다.
질레트는 금속 면도날과 호일 패키지 등으로부터의 전파 간섭이나 차단 등 여러 기술적인 문제들을 해결해야 했다. 듀바쉬는 "패키지가 호일과 일정 거리 이상 떨어져서 구성될 수 있는 시스템 개발을 위해 많은 실험을 진행했었다"고 밝혔다.
모든 박스에 적용할 가격 경쟁력 가져야
일부 RFID 업체들은 다양한 형태의 패키징과 연동할 수 있는 태그와 시스템을 개발하는 것을 목표로 RFID 분야에서의 혁신을 주도하고 있다. UPM Raflatac의 경우 종이 패키징과 연동하는 2세대 EPC 프로토콜을 토대로 한 수신기를 개발하고 있다. 25~30센트의 가격으로 판매되고 있는 이 광대역 태그는 미국의 915MHz 대역과 유럽의 868MHz 대역에서 구동한다. 이 회사는 또한 구조적인 손상을 끼치지 않고 사출 성형되는 플라스틱에 내장될 수 있는 13.56MHz 수신기도 개발했다.
2005년 5월, BeamFetch는 재활용이 가능한 코러게이트 카드보드에 내장되는 패시브 RFID 태그를 발표했다. 이 태그는 다양한 크기의 박스에서 작동하며 제조 업체의 요구 사항에 맞도록 맞춤형으로 배치될 수도 있다. 가격은 75센트에서 1.5달러이며 열이나 압력으로부터 보호되도록 섬유유리판으로 쌓여있다.
현재 코러게이트 카드보드나 플라스틱, 사출 성형 전용 태그 가격이 50센트 대에 형성되고 있지만 이 가격대는 LCD 모니터 등 고가의 제품에만 적용될 수 있으며 샴푸 등 저렴한 생활용품에는 적용할 수가 없다. 대부분의 경우 10~15센트의 태그 가격도 높은 편이다.
스머핏-스톤의 연구 개발 담당 부사장인 조셉 V. 르블랑은 "임베디드 RFID의 가격이 당분간 가장 큰 저해 요인으로 남을 것"이라고 밝혔다. RFID가 확산되기 위해서는 조립 단계에 있는 모든 박스에 적용될 만큼 가격 경쟁력을 확보해야 한다는 것이다. 가격이 충분히 낮아지지 않는다면 주류 애플리케이션으로 자리를 잡을 수 없다.
RFID의 가격을 낮출 수 있는 방법 중 하나는 전도성 잉크로 안테나를 프린트하고 안테나에 마이크로칩을 부착하는 것이다. 하지만 RFID 칩은 극소형이기 때문에 박스에 정확하게 배치하고 안테나와 칩을 결합하는 것은 쉽지 않다. 이에 따라 스머핏-스톤은 RFID 태그의 선두 업체인 텍사스 인스트루먼트(TI)와 협력해 '박스 부착(strap-on-box)' 개념을 개발했다. 이 개념은 안테나를 코러게이트 박스에 직접 프린트한 다음 IC와 전도성 패드로 구성된 소형 스트랩을 부착하는 것이다. 스머핏-스톤은 공급망 추적 애플리케이션을 위한 케이스 레벨에서 CPG 제조 업체들에게 이 기술을 공개한 바 있다.
최근 와이어하우저는 프린트가 가능한 RFID 태그를 개발해온 신생 업체인 Organic ID의 인수를 발표했다. Organic ID과 와이어하우저는 프린트가 가능한 태그를 패키징 제품에 직접 부착하는 기술 개발에 나서고 있다.
임베디드 RFID시장 5년후 만개 전망
태그 가격을 누가 부담할 것인가도 이슈이다. 박스 제조 업체들은 마진율이 매우 낮기 때문에 태그 비용을 떠안으려 하지 않을 것이다. 월마트와 타겟 등 유통 업체들은 임베디드 RFID 박스와 팔레트에 특히 관심이 높다. 또한 유통 업체들은 실리콘과 금속 제거를 위한 재활용 설비로 박스를 보내거나 태그를 분리해 처분할 수도 있다. 이러한 상황은 생활용품 업체들에게 부담으로 작용할 수도 있는데, 패키징 공급 업체와 비용을 공유하는 방법을 모색해야 한다.
K-C의 밍거링크는 "협력을 토대로 케이스에 태그를 부착하는 방법을 강구 중"이라면서, "향후에는 제조 업체와 공유 업체들이 비용을 분담하는 형태가 될 것이다. RFID 기술로부터 혜택을 받는 업체들이 비용을 부담해야 한다"고 밝혔다.
많은 생활용품 업체들의 최종 목표는 임베디드 RFID를 유통 레벨에까지 적용해 판매 현황을 파악하고 POD(point-of-display) 시스템의 효과를 측정하는 것이다. 킴벌리-클라크는 패키징에 태그를 부착하는 것이 일반화되기 위해서는 관련 기술이 지속적으로 진화해야 한다고 말하면서, "아이템 레벨의 태그로 이동하면서 공급 업체와의 협력을 강화해 패키징 솔루션 개발에 주력할 것이다. 하지만 현재의 태그 구조에서 통합된 형태의 환경으로 전환하는 것이 병행되어야 한다"고 밝혔다.
업계 전문가들은 임베디드 RFID가 향후 5~10년 내에 만개하게 될 것으로 보고 있다. Fibre Box Association의 오배니언은 "임베디드 RFID 시장은 낙관적"이라면서 "장점이 무궁무진하기 때문에 시장을 둘러싼 경쟁이 가속화되고 가격 하락이 불가피해질 것"이라고 말했다.