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산업 환경에서 충돌 방지를 위한 LoRaWAN UWB 솔루션

2025년 3월 26일
사물인터넷 사례 연구

2025년 3월 26일
사물인터넷 사례 연구

고객: SAMKING 태양광 펌프 제조 공장
산업: 중장비 및 산업 제조

SAMKING 배경

샘킹 80만 평방피트(약 7만 8천 제곱미터)에 달하는 광활한 제조 시설을 운영하고 있으며, 자동화된 조립 라인, CNC 기계, 오버헤드 크레인 등이 설치되어 있습니다. 200명 이상의 근로자와 50대 이상의 중장비가 인접한 곳에서 가동되는 이 공장은 심각한 안전 문제에 직면했습니다.

작업자와 움직이는 기계 사이에서 사고가 자주 발생합니다.
위험도가 높은 제한된 구역(예: 로봇 용접 구역)에 허가 없이 진입하는 경우.
직장 부상과 OSHA 위반으로 인해 보험료가 상승합니다.

기존 적외선 센서 수동 표지판은 실시간 알림을 제공하지 못해 2023년에 작업자 3명이 부상을 입었습니다.

도전

충돌 위험: 근로자들이 크레인과 지게차의 사각지대에 들어가는 경우가 많아 사고가 발생하기도 했습니다.
제한 구역 위반: 허가받지 않은 인원이 위험 구역에 들어갔을 경우 감전이나 장비 손상의 위험이 있습니다.
시스템 제한 사항: 기존 근접 센서(정확도 2m)는 정적 장애물과 사람을 구분하지 못했습니다.

구현

솔루션: Lansitec의 다목적 UWB-LoRaWAN 안전 생태계

SAMKING은 Lansitec을 배치했습니다. UWB 앵커 그리고 UWB 배지 추적기 세 가지 주요 응용 프로그램:

1. 중장비 충돌 방지

노동자들은 입었다 UWB 배지 추적기, 실시간 위치를 방송합니다. 초광대역(개방된 공간에서는 최대 20m 범위).
UWB 앵커크레인, 포크리프트, 로봇팔에 장착 가능 10~20cm 정밀도 또한 서버에 근접 동작을 보고합니다. 로라완.

사용자 정의 가능한 위험 구역:

1~5미터 움직이는 기계 주변에서 UWB 앵커와 작업자 배지 모두에 경보(삐 소리 + LED 깜박임)가 울렸습니다.
5~10미터 느리게 움직이는 크레인의 경우, 작업자에게 사전 경고를 제공합니다.

2. 제한 구역 모니터링

위험 구역(예: 고전압 패널, 화학물질 저장소)의 진입 지점에 UWB 앵커를 설치합니다.

허가받지 않은 인원이 이 구역에 들어가면 다음과 같은 문제가 발생합니다.

지역 알림: 닻에 깜박이는 LED와 경보.
중앙 알림: 앵커는 LoRaWAN을 통해 모든 알림을 APP로 전송합니다.

3. 시스템 전체의 이점

배터리로 구동되는 전체 시스템: 앵커와 배지는 배터리로 작동하며 앵커는 최대 5년 동안 지속되고 배지는 한 번 충전으로 최대 6개월 동안 지속됩니다.
저전력, 높은 확장성: LoRaWAN 게이트웨이는 500개 이상의 장치를 지원합니다.
간섭 저항: UWB의 5GHz~7.5GHz 대역폭은 Wi-Fi/블루투스와의 충돌을 피했습니다.
데이터 로깅: 사고 보고서(시간, 위치, 인원)는 Samking의 안전 규정 준수 소프트웨어에 통합되었습니다.

구현

1단계(3주): 기계와 제한 구역에 UWB 앵커 80개를 설치하고, 배지 추적 장치 250개를 배포했습니다.
2단계(2주): Samking의 클라우드 기반 소프트웨어를 사용하여 위험 구역을 교정했습니다(예: 로봇 팔의 경우 반경 2m, 크레인 경로의 경우 8m).
훈련: 근로자들은 배지 프로토콜에 대한 브리핑을 받았고, 기계 운전자들은 경고 발생 시 비상 정지 절차를 연습했습니다.

극복한 과제:

소음이 심한 환경: UWB의 짧은 펄스는 기존 RF가 실패했던 금속이 밀집된 영역에서 탁월한 성능을 보였습니다.
동적 워크플로: 조정 가능한 구역은 교대 근무에 맞춰 조정됩니다(예: 유지 관리 중 위험 구역 확장).

결과

90% 근접사고 감소 4개월 이내에 중장비를 사용하는 경우.
제한 구역 위반 없음 2023년에는 분기별 8건의 사고가 발생한 반면, 배포 후에는 그렇지 않았습니다.
보험 절감: 25%는 OSHA 규정 준수 개선으로 인해 보험료가 낮아졌습니다.
운영 효율성: 운영자가 실시간 알림을 통해 자신 있게 작업함에 따라 기계 처리량이 15% 더 빨라졌습니다.

근로자 피드백:
앵커 알람 덕분에 주변 상황을 매우 예민하게 인지하게 됐어요. 이제 지게차가 작업자들 근처에 있으면 더 안전하게 작업할 수 있어요.
— 슈 리, 지게차 운전사

경영 통찰력:
"Lansitec의 시스템은 사고를 예방하는 데 그치지 않고, 고위험 워크플로를 재설계할 수 있는 데이터를 제공했습니다."
— Zhen Wang, 공장 안전 책임자