U-Farm 기술과 방향

이창열

동의대학교

농식품정보과학회

2010. 6. 29

농식품정보과학회

목차

I

II

III

배경

기술 방향 정립

ID 기술

IV

V

정보 기술

유통 체계

VI

VII

U-Farm 기술

결론

농식품정보과학회

소비자

I. 배경

안심하고 신뢰성있는 먹거리를 위하여 친환경 , 국산 등에 대한 확인 요구 증가

농가 차별화와 경쟁으로 인한 브랜드 이미지와 생산에 대한 진실 제공 노력

유통업자 정형화되지 않은 농수산물에 대한 체계적 관리와 효과적 물류 유통 관리 성취

정부기관 농산물 이력추적 , GAP, 친환경 , 쇠고기 이력추적 등의 제도의 기술적 실현

추진

농림수산식품부의 제도적 기반( 이력추적 , HACCP, ..)

지경부의U-Farm 시범 사업

?

추진 과정

농림수산식품부의U-Farm 사업 추진

농식품정보과학회I. 배경

국내에서 RFID/USN 기술을 적용한 U-Farm 사업은 2004 년 한국정보화진흥원의 RFID 를 이용한 수입쇠고기 추적 서비스 사업을 기반으로 시작하였다 .

U-Farm 사업의 시작은 농 . 수 . 축산업에 IT 가 접목하는 혁신을 가져왔지만 , 대부분의 사업이 상호 연계가 없이 단일 사업으로 추진되었다 .

이러한 문제점 때문에 2008 년 이후 많은 사업이 상호 연계 , 표준화 등을 이슈로 사업을 진행하였지만 , 결국에는 같은 전철을 밟게 되었다 .

현재까지 진행된 대부분의 U-Farm 사업을 나열하였지만 타 사업의 결과물이 재 활용되지도 않았으며 , 표준안을 도출하지도 못하였다 .

국내 U-Farm 시범 사업

농식품정보과학회II. 기술 방향 정립

무엇이 필요한가 ?

정보의 표준화

ID 의 표준화

프로토콜의 표준화

ARP

가이드라인

내용

시스템

저렴한 맞춤형 시스템

서비스 대행 / 단순화

One-Stop/SCM 체계

가축사육 정보 , 작물 생장 관리 정보 , 영농일지 , 센서 정보

이력추적번호 , 쇠고기 이력추적 번호 , GAP 번호 , 가축번호 , RFID ID, 센서 ID

웹 서비스 기반 methods 표준화 , Subscription 기반 서비스

분야별 , 모델별 시스템 구축 / 법 / 현장에 따른 시스템 구축 가이드라인

농가의 운영 가이드라인

기초 DB

시설하우스용 관제 시스템 , RFID 서비스 시스템 , Cold Chain 시스템 , .

AFFIS 등에서 공유센터 운영을 통한 서비스 , 데이터 서비스

작물재배 / 가축사육 -> 식품 -> 소비자의 One-Stop 서비스

작물별 , 가축별 , 생장 Life Cycle 별 적합한 환경 ( 온도 , 습도 … ) 데이터

농식품정보과학회III. ID 기술

1. 가축 ID(ISO 11784)

위치 ( 비트 ) 정보 조합 수 설명

1 가축 확인 2 비 가축 (0), 가축 (1)

2-15 예비 필드 16,384 예비 14 개 비트 , 태그 재 장착 등

16 추가정보 확인 2 추가 정보 사용 여부 ( 추가 -1, 아님 -0)

17-26 국가코드 1,024 우리나라 410 / 900 번 이상은 회사 번호

27-64 개체식별코드 38 비트 국가 내에서 유일한 번호

2-4 재사용회수 8 동일 ID 태그를 새로 부착

5-9 분류 정보 32 가축 분류 정보

10-15 예약 32 예비

27-31 기관번호 32 동물 관리 기관 번호

31-42 동물병원번호 4,096 동물 병원 ID

43-64 개체 번호 20 비트 개체 ID

ISO 11784 는 동물에 대한 ID 이며 , 특히 반려동물과 같은 Implant 형 태그를 사용하는 가축의 국제적 호환을 위한 엄격한 규격의 ISO 11785 ( 리더 - 인증 ) 규격이 제시되었다 .

농식품정보과학회

3. 미국 NAIS(www.aphis.usda.gov)

NAIS(National Animal Identification System) 은 미국 농림부에서 동물 질병 발생시 이를 추적하여 조치할 수 있는 표준을 2006 년 2 월에 제정하였으며 , 2008 년 말 까지 추진 로드맵을 제시하였다 .

목표 동물 이상 발생시 48 시간 이내 접촉된 국내외 동물 (AIN) 과 농장 (PIN) 을 파악 조치 완료

Premises ID Number(PIN)

AIN(Animal ID Number)GIN(Group/Lot ID Number)

2006 년 2 월 23 일 제정

구성

표준

농장 번호

동물 번호

그룹 번호 (Time 기반 )

요구사항AIN 태그는 1 회 사용 / 변경 불가 / 30 인치 거리에서 읽기 가능 / 동물 생존기간 태그 잔류

III. ID 기술

1. 가축 ID( 미국의 NAIS )

농식품정보과학회

구분쇠고기 유통경로모델

수입업체 유통업체 식육포장처리업체 판매업체 소비자

유통경로추적

쇠고기유통단계 변형모델

식별번호 BL 번호 BL 번호 BL 번호 묶음번호

BL 번호 묶음번호

BL 번호 묶음번호

유통경로추적시스템

정보입력내용

수입판매업소명 제품명 판매일 판매처 판매량 수입일 선하증권번호 수출국 수출회사명

양도자 사업자등록번호 양수자 사업자등록번호 선하증권번호 품명 수량 / 중량 (Kg) 신고수리일

실적신고

포장처리일 선하증권번호 원료 또는 부위명 무게 (Kg) 매입처

거래년월일 식육포장육의 종류 물량 (Kg) 원산지 선하증권번호 매입처

BL 번호

거래내역서

판매반출일 선하증권번호 원료 또는 부위명 무게 (Kg) 판매반출처

실물의 흐름 쇠고기 Box 출고 , 거래내역서 신고

쇠고기 Box 출고 , 수입품 유통이력 신고서

쇠고기 Box 출고 , 포장처리실적 신고 ,

거래내역서 신고

판매 ( 소비 ), 거래내역서 보관

매출전표 ( 영수증 )

이력추적

Tracking - Recall 요청 시 , 문제지점부터 해당상품 회수

Trace back – B/L 번호로 유통정보 조회 , Recall 발생 시 문제지점 파악

냉동창고입고

출고

중간유통 해포 / 가공 / 재포장해포 / 소분할 /

진열판매구매 / 정보조회

모바일

인터넷

검역 / 보관

III. ID 기술

1. 가축 ID( 우리나라 수입 쇠고기 )

농식품정보과학회

SGTIN-96 Header Filter Value Partition Company Prefix Item Reference Serial Number

길이 (Bits) 8 3 3 20-40 24-4 38

할당 값 기본값 (0011 0000) 기본값 기본값 GTIN 코드 박스별 일련번호

비고 GTIN 코드 (14 자리 ) 수용 약 2,700억개 수용

수입산 쇠고기 RFID 코드 체계

SGTIN-96 Header Filter Value Partition Company Prefix Item Reference Serial Number

길이 (Bits) 8 3 3 20-40 24-4 38

할당 값 기본값 기본값 기본값 GTIN 코드 개체식별번호 (11)

비고 GTIN 코드 (14 자리 ) 수용 개체식별번호 수용

국내산 쇠고기 RFID 코드 체계

(01) OOOOOOOOOOOOOO (251) OOOOOOOOOOOO (241) OOOOOOOO개체식별번호 (12 자리 ) 물류바코드 ( 선택 )GTIN 코드 (14 자리 )

국내산 쇠고기 바 코드 체계

(01) OOOOOO (240) OOOOOOOOOOOOOOOOOOOO (21) OOOO (241) OOOOOOOO

선하증권번호 (20 자리 ) 박스일련번호 (4 자리 ) 물류바코드 ( 선택 )GTIN 코드 (14 자리 )

수입산 쇠고기 바 코드 체계

III. ID 기술

1. 가축 ID( 우리나라 쇠고기 코드 )

농식품정보과학회III. ID 기술

2. 작물 ID

GAP Good Agricultural Practices 우수 농산물 관리 제도

부여 기관 국립농산물품질관리원

번호 부여 특별한 의미 없는 Serial 번호

농산물분류코드

구조 AG 코드

HS 코드

가락 시장 코드

부여 기관 국립농산물품질관리원

구조 기관번호 (5) 년도 (2) 식별단위 (5)

특징 이력추적관리번호의 최하부분이 객체 / 항목 / 또는 LOT 번호를 사용할 수 있어서실제 추적 번호라기 보다 속성정보 추적에 가깝다 .

농산물이력추적관리번호

타 코드와매핑

농식품정보과학회III. ID 기술

3. 식품 ID(RFID 의 ID 체계 예시 )EPC 기반 코드 구조 (GID-96)

AFFIS 의 EPC 기관 번호 : 95100035 사용

발급기관(15 비트 ) 분류코드

(9 비트 )

대분류 3 비트중분류 3 비트소분류 3 비트

상품번호(15 비트 )

샘플

순차번호 (21 비트 )

농식품정보과학회

도축 / 수입 가공 유통 판매

해체 /재포장

해체 /재포장

해체 /재포장

주문 단위 유통단위

소 개체번호 ,GAP, 이력추적 번호영농일지 번호

기존 번호는User Memory 에 저장

새로운 RFID 의 ID 부여

유통단위 판매단위

기존의 RFID ID 는중앙의 이력 추적 시스템 저장소에현재 새로 부여된 ID 와 연계 저장

새로운 RFID 의 ID 부여 기존의 RFID ID 는중앙의 이력 추적 시스템 저장소에현재 새로 부여된 ID 와 연계 저장

새로운 ID 부여(RFID 번호가 아니어도 됨 )

Layer1( 서비스 )

Layer1(논리 )

Layer3( 물리 )

Layer4( 판매 )

4-4-4 전략 : 4 대 SCM Agents, 4 대 SCM 물품 단위 , 4 대 서비스 단위

4. 유통 모델과 ID 계층

III. ID 기술

농식품정보과학회IV. 정보 기술

1. CAN-TraceCAN-TRACE 는 Canadian Foods Traceability Data Standard 2.0(2006 년 3 월 ) 으로 우리나라 농산물 이력추적 시스템과 유사한 체계로 구성된 표준이며 , 캐나다를 포함하여 전세계 많은 25 개 기관이 전 산업에 필요한 정보를 식별하는 체계 구축

GS1 에 기반하여 전세계에서 필요한 식품 정보에 대한 최소 요구사항을 도출하는 것 .

1 차적으로 소고기 , 돼지고기 , 해산물에 우선 순위

참가 프로그램Canadian on-farm Food Safety(COFFS) 프로그램 ,HACCP,Canadian Food Safety Adaptation Program

표준 작성 고려 프로그램Canadian Grain Commission,Canadian Pork Council,Dairy Farmer of Canadian – C. Quailty Milk Pr.,

표준 검토 참여기관Canadian Livestock Identification Agency,Packaging Association of Canada,Canada Organic Initiative,Canadian Herb, Spice & Natural Health Product Coalition,Canadian Food Inspection Agency

농식품정보과학회IV. 정보 기술

2. 이력추적 정보

국립농산물품질관리원에서 정의한 이력추적법에 의한 정보

생산 정보

• 생산자 성명 또는 단체명칭• 재배지 소재지 및 면적• 품목• 비료 . 농약 등 영농자재 사용내역

출하 정보

• 날짜• 품목• 수확 후 관리시설 또는 출하처 명칭• 물량• 이력추적관리번호 ( 해당 농산물을 포장할 경우에 한함 )

입고 정보

• 날짜• 생산자 성명• 품목• 물량

출고 정보

• 날짜• 품목• 판매처 명칭• 물량• 이력추적관리번호 ( 해당 농산물을 포장할 경우에 한함 )

판매자입고 정보

• 입고 날짜• 구입처 명칭• 입고 품목• 입고 물량• 이력추적관리번호 ( 해당 농산물을 포장할 경우에 한함 )

생산자

유통업자

농식품정보과학회

생산 기관 ( 가축 , 작물 )

작물 생장 정보 DB

AFFIS 내부기관 구조

1. 관리 운영 체계

V. 유통 체계

가축 생장 정보 DB

농가 DB

기본 DB

작물 시세 DB

등록 관리 시스템

가축 개체 DB

작물 생산 DB

운영 서비스 시스템

영농일지 모듈

생장 모니터링 모듈

RFID/USN공통 플랫폼 모듈

생장모니터링 모듈

저장모니터링 모듈

태그관리 모듈

영농일지 모듈

질병예측 모듈

시설 관리 모듈

AFFIS농관원

ONS

수검원

사용자

유통

태그 관리 모듈

유통 정보 모듈

COLD CHAIN

질병 예측 모듈

매장

키오스크

매장 관리 모듈

태그관리 모듈

농식품정보과학회AFFIS 내부기관 구조

2. 기본 정보

재배지 정보 필지 ID

품목

지번

경영체 정보

대표자

주소

품목분류정보

대분류 ( 유형 )

중분류 ( 품목 )

품종

양채류

오이

청품

확인 및 기술 단위 FIXED

생산자정보 유형

생산자 ID

주소

개인 / 작목반 / 기타

연락처

재배지

PH ID

면적

인증 인증유형

인증번호

조성년도

관리시설

시설명

유형

전화번호

주소

친환경인증 인증번호 생산계획량

유형

전화번호

주소

인증세부유형

최초인증일자

인증기간

대표자명

경영체 ID

전화번호

유형 ( 유통 , 판매 )

PH ID

보유 시설 ID

시설 ID 경영체 ID + sublocation 형태

V. 유통 체계

농식품정보과학회AFFIS 내부기관 구조

3. 영농일지 구조

생산정보

영농일지 ID

생산자 ID

필지 ID / 대상 ID

GMO 여부

날짜

작업유형 ( 비료 / 농약 / 영양제 ) 작업목적유형

작업명

투입 제품명

살포량

병충해예방병충해제거햇빛…

기타 작업 작업명

날씨

병충해명 농약일 경우

기본

영농일지 중에서 생산이력에 사용될 정보를 중점적으로 하고 , 그렇지 않을 정보는 단순화 함 .

영농일지

작업내용

농산물상태 작황유형 상 / 중 / 하

작황 설명확대

작업설명

V. 유통 체계

농식품정보과학회AFFIS 내부기관 구조

4. 유통 / 판매 정보

입고정보

영농일지 ID

Sender 생산정보 ID

입고기관 + 시설 ID

입고일자 입고량

Sender 명

Sender ID

품목

입고 ID

생산 정보

주문 ID

관리시설

자동표시

출하 _ 출고 정보

영농일지 ID

생산정보 ID

일자

분량

( 입고 ) 기관 + 시설 ID

출하 _ 출고 ID

주문 ID( 관련정보 )

품종

상표명

( 출하 ) 기관 + 시설 ID

Sender 출하 _ 출고 ID

유통기관인 경우 생산정보 ID판매기관인 경우 유통정보 ID

생산기관인 경우 생산 ID유통기관인 경우 재 포장 / 구성 한 경우 유통 ID

판매정보

입고일자

Sender ID

품목

입고물량

생산정보 ID

판매처에서 포장한 경우 (RFID 부착한 경우 판매 정보 ID그렇지 않은 겨우 RFID 태그 User Memory 에 있는생산정보 ID

본인 생상 정보 ID Sender 생산정보 ID

입고정보

생산정보 유형

날짜

V. 유통 체계

농식품정보과학회AFFIS 내부기관 구조

5. RFID 태그 코드

박스

팔래트

BIN 등 SCM 용 박스

기타 판매단위

SGTIN

GRAI

GRAI

SGTIN

SGTIN 헤더 기관번호 상품번호

GRAI 헤더

각 사업체가 EPC 의 기관번호를 확보한 경우에는 해당 번호로 작성하고 , 그렇지 않은 경우에만 다음과 같이 ,코드 관리를 Hosting Service 하여 작성한다 .

기관번호 순차번호

일련번호

AFFIS 또는 제공 세부기관번호

내부 자산 GIAI

순차번호

AFFIS 번호 또는 제공 세부기관번호 상품코드

일련번호

GRAI 헤더 기관번호 순차번호

EPC

Returnable Assets/Transport Units

Returnable Assets/Transport Units

Individual Assets

V. 유통 체계

농식품정보과학회

6. RFID 의 태그 구조

V. 유통 체계

User Memory

Tag ID

UII

Reserved

ISO18000-6C태그 구조

생산 정보 기록 ( 가축 ID, 영농일지 ID, 이력추적 ID, GAP, …)

Tag ID

RFID 기반 SCM ID 기록

Reserved

소비자가 매장에서 생산정보 ( 원산지 , 농약 , 재배자 , …) 를요청시생산정보 ID 를 이용하여 정보 서비스

E-Pedigree 기술에서활용

SCM 에서 사용하는 ID정보 변경 금지 /사생활 침해 방지를 위한Kill 기능

동물일 경우 : ISO 11784/이력추적 하는 경우 : P-PH ID/D-PH ID/R-PH ID /이력추적 하지 않는 경우 : 영농일지 ID

농식품정보과학회VI. U-Farm 기술

1. 생장 관리 기술

온습도 /엽온 CO2 풍속 /풍향 일사량

강우 토양수분 EC, PH 조도 등

생장 및 저장시설 내 USN 센서

인공광원 커튼 스프링쿨러 천 /측창

환풍기 냉온풍기 관수기 양액기

생장 및 저장시설 내 제어장치

실시간 모니터링 / 원격제어 서비스

농식품정보과학회VI. U-Farm 기술

2. 조류 독감 기술

폐사율

체온

수동 ( 소리 )

3% 미만

18 – 25 도

맑고 명량

정상

3% 이상

고온

켁켁거림

비정상진단 항목

수동 ( 시각 )

수동 ( 사료섭취 ) 130 그램 이상 130 그램 미만

행동 활발함 안 움직임

RFID

사람 / 확인

전체 인식 태그 수가 줄어들면 조치

온도 이상 시 조치

판단 기준 또는 처리 방법

1 시간 동안 지속적으로 동일 안테나에서 발견 시

진단 수단

수동 ( 산란율 ) 정상 60%

개체 수 많고 , Life Cycle 짧은 조류에 어떻게 RFID/USN 처리를 할 수 있나 ?

닭 100마리당 1 개 센서 부착 . 1 개 조류의 이상 온도는 조류독감이 아닐 수 있다 . 20 ~ 30 마리 집단 이상 이어야 한다 .

철새가 원인인데 닭만 해서 되는가 ? / 2007 년 2 월 21 일 조선일보 : 철새가 원인이 아님 .

RFID/USN

Sensor

RFID

사람 / 확인

사람 / 확인

사람 / 확인

농식품정보과학회

대상

대부분의 화공약품

진돗개 , 명마 , 등

대부분의 의약품

필요 식품

필요 농산물

주된 사유

판매정보 기록

혈통 및 족보 관리

위조판별 , 판매정보 기록

성분 확인 , 변질

원산지확인 , 신선 물류

공통사항

투명거래 ,경로추적 ,소비확인

분야

화공약품

동물

의약품

식품

농산물

의약품 /농수산물이Killer App.

구제역 , 광우병 , AI, 원산지 확인

년간 5,000건 이상의 의료 사고

VI. U-Farm 기술

3. e-Pedigree 기술 ( 배경 )

농식품정보과학회

상품정보

물품정보

거래정보

파트너정보

공급자 전자서명

수신자 정보

상품 이름 , 생산업체 , 생산번호 , 식품 형태 , 포장 크기

Lot 번호와 유효기간 , Lot 당 단위 분량 , 물품 순차 번호

거래 ID( 예를 들어 송장 번호 ) 와 날짜 , 거래 유형 , 받은 날짜

이름 , 주소 , 사업자 번호 , 배송 위치

전자서명

도입 수령자 위치

3. e-Pedigree 기술 ( 내부자 위조 방지 )VI. U-Farm 기술

농식품정보과학회

TAG ID

생산업체에서 부착한 태그

Chip UID EPC

ITEM ID

ISO15963 표준

TAG ID/ITEM ID 등록

진짜 제품 or 가짜 제품 ?

유통원 생산업체가 붙인 태그 or중간에 붙여진 태그 ( 가짜 ) ?

확인 요청

등록된 TAG ID 와ITEM ID 를 확인요청 IDs 와 비교

결과 제공

생산업체

위조제품 유통

복제 1

2

3 5

e-Pedigree 관리모듈

기관정보 전자혈통서 DB

ABCD 1234

4

3. e-Pedigree 기술 ( 제 3 자 위조 방지 )VI. U-Farm 기술

농식품정보과학회VI. U-Farm 기술

4. Cold-Chain

저장창고 가공 / 유통업체 판매업체

Cold Sensor System

W-CDMA

신선 물류 체계 ( 야채 , 우유 , 고기 등 )

농식품정보과학회VII. 결론

기초 DB, 서비스 운영을 위한 중앙관리 기관의 필요성

생장 DB, RFID 코드 관리 , 분류 정보 관리 , RFID 미들웨어 / 서비스 , USN 미들웨어 / 서비스 관리

ERP 시스템의 연계 활용

편리한 IT 적용 시스템 필요

시설하우스 등에 시스템 설치 후 센서 고장 등에 쉽게 관리할 수 있는 가이드라인 / 시스템 구축

저렴하고 U-Farm 에 커스토마이징된 시스템

표준화된 시스템

어느 농가 DB, 정보도 표현 정보 구조가 동일하여 쉽게 사용 가능

어느 농가 DB, 정보도 접근 함수가 동일하여 쉽게 접근 가능