ICT 융합 기반 생산 현장의 작업자 안전 관리 시스템

지능형 안전 관리 시스템 설계 및 개발

공장의 다양한 제조 환경을 고려한 다기능 센서와 고신뢰 무선통신 기술 지원, 제조 라인의 효율성 확보를 위해서는 ICT 기술의 핵심인 첨단 센서 기술이 산업 현장에 적용되어야 한다. 또한 이 과정에서 첨단 센서 기술을 통한 생산 효율성 향상, 작업자 안전 확보, 산업 현장의 보안 기능 역시도 필수적으로 고려되어야 한다. 다음 <그림 1>은 무선 네트워크로 생산 단계별 효율성 향상 및 안전사고 예방을 위해 자재, 장비, 제품, 작업자 등의 객체 위치를 파악하는 구성도를 나타내고 있다.

제조 현장에서 이동하는 차량 및 이동형 로봇 등과 같은 객체는 사전에 입력된 정보에 따라 운영되기 때문에 실시간으로 변하는 현장 상황에 즉각적으로 대응하기가 어렵다. 이로 인해 생산 현장에서 움직이는 다수의 자동화 객체에 대한 실시간 위치 추적과 현장 상황에 적합하게 객체를 이동 배치시켜 생산성을 향상시키는 지능형 안전 관리 시스템 개발이 필요하다.

이를 위해 본 논문의 작성자들은 작업장 내에서 설치·운용되는 CCTV를 이용해 낙하, 추락 등의 위험이 존재하는 물리적 공간을 설정하고 해당 지역에 인적 객체의 침입이 발생했을 경우 이를 영상 입력 정보로 확인해 관제실 또는 안전 관리 책임자에게 경고를 보내고 위치 결정 및 추적에 있어서 무선 통신 송신기의 위치를 선정 및 파악해 수신기가 송신기로부터 받은 수신 신호를 활용하는 것으로 거리 정보를 파악하고 활용하는 위치 결정 알고리즘을 개발 및 구현했다.

위치 추적 단말기 시스템 설계 및 구조와 기능

본 논문 작성자들은 실내 간섭 요인에 의한 위치 오차 보정을 위해 5GHz 기반의 Wi-Fi 신호 기반 위치 추적 단말기를 설계했다. 단말 장치 및 가스 센서 데이터 취득 장치의 통신 주파수는 Wi-Fi 802.11 b/g/n 기반 2.4Ghz와 5Ghz를 혼용 사용했으며, 기존 상용 Wi-Fi 제품과 동일한 주파수를 적용했다.

단말기 시제품 제작은 IDLE 상태에서 최소 전류를 소모하는 하드웨어 최적화 설계를 채택했으며, 125Mhz 근접식 RFID 레이더 및 태그 기술을 추가적으로 채택했다. 작업장 이동 객체의 위치 파악을 통해 지능형 안전 관리 시스템과 연동되는 위치 추적 단말기의 사양은 오른쪽의 <표 1>과 같으며, 완성된 위치 추적 단말기의 시제품은 <사진 1>과 같다.

자료제공 | 한국통신학회(www.kics.or.kr)