A STUDY FOR RFID APPLICATION OF CONSTRUCTION MATERIALS.

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1 A STUDY FOR RFID APPLICATION OF CONSTRUCTION MATERIALS.
도시건축학부 김유민

2 목 차 3 1 서 론 RFID 적용성 연구 2 3 RFID시제품 현장 적용실험 4 결 론

3 서 론 1.1 연구의 배경 및 목적 건설사업 ☞건설업, 건설자재 생산업체, 홈오토메이션 및 가전제품 등의 연관 산업 까지 파급효과 큰 종합산업 건설산업의 트랜드 ☞IT신기술을 접목시켜 건설경영과 현장관리 측면에서 효율성과 경쟁력을 높이는 목적- 목적 달성의 중추역할 RFID ☞물리적, 화학적, 사용 환경적 특성으로 RFID 적용 쉽지 않음 ☞건설자재에 RFID Tag 부착 및 부착방식, 인식방안 등의 가이드라인 작성 필요

4 서 론 1.2 관련 연구 ☞국내 건설 분야에서의 적용은 노무 관리, 건설자재 관리 등에 제한적으로 활용 정보통신부
☞2004년 정부주도아래 RFID 기술 활성화 위한 시범사업 진행 2005년 적용 및 구축사례 확산 위한 노력 2006년 U-IT 선도 사업과제로 RFID 확산사업 추진 산업자원부 ☞2004, 2005년 RFID 적용 시범사업 시행 민간기업을 대상으로 시범사업 전개

5 서 론 1.2 관련 연구 ☞ 이민우 외(2006)는 철근 가공 공장에서의 자재조달 프로세스를 RFID 시스템과 접목시킴으로써 기존 RFID시스템의 적용을 금속자재까지 확대하면서 태그 패키징방법과 제작에 대한 고려를 연구한바 있다 반창욱 외 (2007)은 RFID를 적용한 철골공장의 현장 사례를 분석하여 철골공사의 자재조달 및 양중의 자동화를 위한 개선 방안을 제시하였다 김용배 외 (2008)은 커튼월에 RFID를 부착하여 인식성능테스트를 수행하였고 건설환경에 적합한 RFID 기술 도출 및 적용방안에 대한 연구를 요청하였다 구도형 외 (2008)은 각 공종별 주요자재별로 RFID의 기술적용의 가능성 여부를 조사하여 현재 RFID기술의 문제점과 한계를 명확히 파악하였다

6 RFID 적용성 연구 2.1 RFID 적용 위한 실증시험 대상선정 실증시험 대상 RFID 장비선정
☞25KHz, 13.56MHz, 433MHz, 900MHz, 2.45GHz, 5.8GHz 중 수동형 125KHz, 13.56MHz, 900MHz대역 사용 ☞ 산업과학 의료 분야에서 사용허가 없이 자유롭게 사용할 수 있는 주파수 대역인 ISM band (Industrial Scientific Medical band : 902~928MHz, 2400~2483.5MHz, 5725~5850MHz) 중 물류 유통 분야에서 가장 많이 활용되고 있는 900MHz 대역을 중점적으로 시험

7 RFID 적용성 연구 2.1 RFID 적용 위한 실증시험 대상선정 실증시험 결과 A) 실험방법
-주파수별 태그를 동일한 조건에서 종류별로 인식거리 및 인도각도에 대한 시험 진행 -주파수별 태그를 동일조건에서 10회 반복인식 결과 값에 대한 평균 사용 장비는 모두 국내 규격 준수 -125KHz Middle Range Antenna 사용 -13.56MHz Long Range Antenna 사용 -900MHz Long Range Antenna 사용 -900MHz 휴대용 리더 출력 1W 세팅 B) 실험결과 -125KHz 대역의 태그 평균 30Cm 내외 -13.56MHz 대역의 태그 평균 50Cm 내외 -900MHz 대역의 태그 평균 5m 내외

8 2.3 선정된 건축자재의 기존 RFID 태그 실증시험
☞전문건설업체 홈페이지, 주택공사, 나라장터 자료실 중에서 대량으로 운반되는 형태의 자재를 제외한 규격자재형태의 대상으로 선정 2.3 선정된 건축자재의 기존 RFID 태그 실증시험 ☞ 선정된 자재별로 RFID 태그를 부착하여 인식거리 및 적용성 기능여부를 파악하고 이를 통해 보완점을 찾기 위해 각 자재별로 일반라벨 Tag, 금속용 테그, 카드타입 Tag를 부착하고 표 1의 리더기를 사용하여 반복적으로 각각 10회씩 인식거리 및 인식률을 측정 (표 2)

9 2.3 선정된 건축자재의 기존 RFID 태그 실증시험
구분 모델 모델 특성 고정형리더 오므론 V750 900MHz EPC C1G2지원 에어리언 AR9800 휴대용 리더 ATID AT570

10 2.3 선정된 건축자재의 기존 RFID 태그 실증시험
건설자재 구분 실증시험 결과 고정형 리더 휴대용 리더 거리 (Cm) 인식률 (%) 철재(H빔) 일반 Tag 금속 Tag 411 100 197 카드타입 Tag 12 82 20 68 석재(대리석) 352 126 391 178 275 138 시스템 창호 13 26 5 30 421 203 32 60 15 47 유리(커튼월) 143(23) 63(18) 127(58) 79(35) 61(42) 47(28) 마감재 (석고보드) 332 136 385 278 147

11 RFID 적용성 연구 2.4 선정된 자재의 RFID시제품 제작
☞ 패키징이 필요한 5종의 건설자재를 선정한 후 적용 가능성이 우수한 900MHz대역의 RFID Tag 시험을 수행하여 적용가능성 및 제약사항을 도출하였다. 이러한 시험결과를 활용하여 자재의 물성 특성, 사용 환경 및 적용부문의 조사를 통해 건축자재용 시제품 Tag를 제작하였다. (그림 1)

12 RFID 적용성 연구 2.4 선정된 자재의 RFID시제품 제작
☞ 제작된 시제품을 건축자재에 적용하여 인식거리 및 인식률을 테스트하고 반복적인 스트레스(충격, 열, 수분 등)를 가하여 초기 성능의 유지여부를 검증한 결과는 다음과 같다. (표3) 건설자재 규격(mm) 태그종류 실증시험 결과 고정형 리더 휴대용 리더 거리 (Cm) 인식률 (%) 철재(H빔) 150*34*4 금속태그 430 100 215 석재(대리석) 70*50*2 일반태그 359 186 시스템 창호 30*21*2 (내부부착) 63 32 유리(커튼월) 120*80*0.3 필름Type태그 410 206 마감재 (석고보드)

13 RFID시제품 현장 적용실험 3.1 자재창고 현장의 RFID시제품 적용
(1) 실험 일시 A. 일시: 2008년 2월 20일 B. 장소: 동부제강 인천공항 C. 사용 장비: 900MHz 고정형 리더 및 안테나 철재용 시제품 태그 2종 각 10개

14 RFID시제품 현장 적용실험 3.1 자재창고 현장의 RFID시제품 적용 (2) 실험 방법

15 RFID시제품 현장 적용실험 3.1 자재창고 현장의 RFID시제품 적용 (3) 실험시나리오
A. 개발된 철재용 태그 2종(라벳형,자석형)을 냉열강판 3개에 내부, 외부에 각각 1개씩 총 6개를 종류별로 부착한다. B. 태그가 부착된 냉열강판을 출고차량에 싣는다. C. 출고 게이트에 출고되는 냉열강판을 감지할 리더, 안테나, 기타 측정 장치를 설치한다. D. 출고 시 냉열강판에 부착된 RFID태그 인식률을 총 10회 반복해서 테스트 한다. E. 측정결과를 바탕으로 적용가능성 및 보완 사항을 도출하고 추가 테스트 항목을 선정하여 측정한다.

16 RFID시제품 현장 적용실험 3.1 자재창고 현장의 RFID시제품 적용 (4) 실험결과 및 고찰
☞ 냉열강의 내부보다 외부 부착시의 인식률 및 인식거리 높음 바닥으로부터의 부착위치 따른 내부 인식률의 차이 크게 작용 하지 않음 부착위치 2.5m 의 외부 인식률, 100% 인식률 ☞다양한 제한 요인 및 극복 방안 마련 필요 건설자재의 물적 특성에 따라 사용 가능한 주파수 대역 및 환경 변화 보완하는 태그패키징 방안 수립 필요

17 RFID시제품 현장 적용실험 3.2 공사 현장의 RFID시제품 적용

18 RFID시제품 현장 적용실험 3.2 공사 현장의 RFID시제품 적용 (1) 실험일시
A. 일시: 1차 2008년 12 16일~12월 18일 2차 2009년 1월 13일~1월 14일 B. 장소: 오신세마 0 0 아파트 현장 C. 사용장비: 900MHz 고정형 리더 및 안테나 900MHz 휴대용 리더 라벨태그 50개, 카드태그 200개, 메탈태그 50개

19 RFID시제품 현장 적용실험 3.2 공사 현장의 RFID시제품 적용 (2) 실험방법
아파트 공사현장에 입고된 자재를 분류 파악하고 이를 세대별 현장으로 이동시킨 뒤 각 세대별 공사 진척 상황을 RFID를 활용하여 파악하기 위한 시나리오를 구성하여 연구를 진행했다. 수대별 마감공사 기간에 맞춰 자재의 세대별 분류, 분배를 위하여 각 자재 최하 관리단위인 박스에 RFID태그를 부착한 후 RFID 리더기를 통해 분류 분배현황을 체크하고 완료 후 이를 서버에 저장함으로써 실시간 자재 분배 현황 및 재고현황을 파악하였다.

20 RFID시제품 현장 적용실험 3.2 공사 현장의 RFID시제품 적용 (3) 실험시나리오
A. 시험대상 자재별 특성 및 규격에 등에 대한 정보를 수집하여 DB화한다. B. 시험대상 세대별 자재 리스트를 선별하여 RFID 태그 발급리스트를 확보한다. C. 시험대상 자재 특성에 맞는 태그를 선정 (메탈태그, 카드태그, 라벨태그)한다. D. 시험대상 적용 태그의 발급을 진행(태그 발급 코드 적용) 한다. E. 발급 태그를 각 시험대상 자재의 관리단위별로 부착한다. F. 부착 후 분류를 위한 인식테스트 진행한다. (인식거리, 인식률, 인식방법 등) G. 세대별 배송 후 인식테스트 진행한다. (인식거리, 인식률, 인식방법 등)

21 RFID시제품 현장 적용실험 3.2 공사 현장의 RFID시제품 적용 (4) 실험결과 및 고찰
☞ 1~2m 내에 100%인식, 2m 이상 시 인식률 현저히 저하. 2개 이상의 리더 존재 시 주변 10개의 태그 모두 인식 위해 최소 3m의 리더간 거리 확보 필요. ☞ 자재의 수량 및 분배를 위한 수량점검이 효율적이므로 배분을 통한 자재의 세대별 입고 내역 및 자재 재고의 파악을 중점 관리하게 되면 각 자재의 빠른 식별 및 실시간 파악을 위한 수단으로써 RFID가 활용될 수 있을 것이다.

22 결론 RFID 건설현장 적용 태그 패키징 RFID 코드 관리시스템 마련 RFID 표준정립
보완점 및 개선방향 제시 하는 연구 수행 표준방안과 가이드 라인 마련

23 REFERENCES [1] Kim Chang-gon, "RFID Model Project General Result Report", KNIA, pp , 2006 [2] Han Jae-gu et al., “ RFID Recognition Ability Test for the Development of Monitoring System of Finish Material in Construction Work”, Academic Announcement Collection of Papers, Korea Architecture Society, Vol 24 No.2, pp , 2004 [3] Han jae-gu et al. “Construction of Model Service of Material Control using RFID Technology and Site Test”, Korea Architecture Society Collection of Papers, Korea Architecture Society, Vol. 22 No. 10, pp , 2006 [4] Lee Min-woo et al., “A Study on the Base of RFID Technology Applicability on the Steel Construction Work”, Korea Architecture Society Collection of Papers, Korea Architecture Society, Vol 22 No. 10, pp , 2006 [5] Park Chang-wook et al., “The Analysis of the Cases on the Material Control in the Steel Frame Work using RFID Technology and Suggestion of Betterment Plan”, Korea Architecture & Construction Society Academic Announce Contest Collection of Papers, Korea Architecture & Construction Society, Vol 7 No. 1,pp93- 96, 2007 [6] Kim yong-bae et al., “ Recognition Performance Test for RFID Application in Curtain Wall-related Materials ”, Korea Construction Management Society Papers, Korea Construction Management Society, Vol 9 No.1, pp 176- 186, 2008 [7] Ku Do-Hyung et al., “The Analysis of Property of Main Materials by each Construction Type to Assess RFID Technology Applicability", Korea Construction Management Society Papers, Korea Construction Management Society, Vol 9 No. 2, pp , 2008

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