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과제기본정보

온도민감성 화물의 안전과 생활폐기물 감축을 위한 신선물류 포장기술 및 시스템 개발1년차

사업개요
사업개요에 대한 사업명, 분류코드(기술분류), 과제명, 주관연구기관, 총괄연구 책임자(성명, 소속, 전화번호), 총 연구기간, 당해연도 연구기간 정보제공
사업명 고부가가치 융복합 물류 배송·인프라 혁신기술개발 사업 과제번호 21HCLP-C163041-01
국가과학표준분류 1순위 원자력 | 달리 분류되지 않는 원자로 노심기술 | None 적용분야 교통/정보통신/기타 기반시설
2순위 원자력 | 달리 분류되지 않는 원자로 노심기술 | None 실용화대상여부 실용화
3순위 원자력 | 달리 분류되지 않는 원자로 노심기술 | None 과제유형 개발
과제명 온도민감성 화물의 안전과 생활폐기물 감축을 위한 신선물류 포장기술 및 시스템 개발
주관연구기관 (재)한국건설생활환경시험연구원
총괄연구 책임자 성명 김종경
소속 (재단)한국건설생활환경시험연구원 직위 팀장
전화번호 02-2102-2610 FAX 02-856-5623
총 연구기간 2021-04-01 ~ 2026-12-31
당해연도 연구기간 2021-04-01 ~ 2021-12-31

(단위:원)

년도별 정부출연금, 기업부담금, 계 정보제공
년도 정부출연금 기업부담금
현금 현물 소계
1차년도 671,000,000 19,546,000 150,188,000 169,734,000 840,734,000
과제기본정보의 연구개발개요, 최종목표, 연구내용 및 범위 정보제공
연구개발개요 ○ 개념
- 신선물류(콜드체인)의 안전하고 효율적이며 친환경적인 솔루션 제공과 비즈니스 개발로 일자리 창출
○ 단계별 주요 목표와 내용
- 시뮬레이션, 요소기술, 시제품, 테스트베드를 통한 실증 및 상용화를 단계별 추진
○ 연구개발 구현 방법
- 신선 및 순환물류 기술, 비즈니스, 표준 및 인증을 선도하는 연구자와 기업, 기관, 대학이 공동 개발
○ 활용분야
- 온라인/오프라인 식품배송 증가에 따른 폐기물 발생 및 고비용 구조 해결
- 정확하고 신속한 신선물류 포장 설계 및 물류서비스 구현
- 초고도화 언텍스 시대에 적합한 안전하고 효율적인 순환물류시스템 구축
최종목표 ? 최종목표: 온도민감성 화물 안정성 확보 및 생활폐기물 절감을 위한 신선물류용 순환물류포장기술(RTP) 및 운용시스템(RTS) 개발
○ 유통환경 시뮬레이션 및 신선물류용기 성능 사전검증(pre-validation) 기술개발
- 신선유통 환경 변수 데이터 수집 및 DB 구축
- 가상 콜드체인 모델링 (virtual cold chain modeling) 설계를 위한 실험 DB 구축 및 분석
- 전산유체역학 (CFD, Computational Fluid Dynamics)에 의한 패키징 열적 특성 모델링 및 검증
- 제품에 따라 정온유지(냉장/냉동) 가능한 냉매 (Cooling Element) 개발 및 검증
- 냉매 단위의 열적 특성 예측 모델링 설계 및 최적화

○ 온도민감성 화물 안전성 확보 및 생활폐기물 절감을 위한 순환물류포장 구조 및 시제품 개발
- 온도민감성 화물(신선식품, 의약품 등)을 위해 재사용가능하고 표준화된 물류용기(신선, 상온용) 기술개발 (유통온도/제품에 따른 스마트 순환물류 모듈용기 개발)
- 온도민감성 화물용 순환물류포장 및 부품의 검증

○ 신선물류용기 성능시험 평가 기준 마련 및 표준 개발
- 대상화물과 유통조건에 따른 냉장/냉동 신선물류포장 성능 시험 평가 방법 및 기준 개발
- 제품 및 용도에 따른 신선물류용기 표준화 및 성능 시험 평가 기술 (형태, 표준 규격, 강도) 개발

○ 온도민감성화물의 효율적 운영을 위한 순환물류시스템 개발
- 반복배송 및 재사용이 가능한 품목 선정 및 비즈니스 모델 제시
- 신뢰성 확보를 위한 신선물류포장의 순환물류(회수, 추적, 보관 등)시스템 개발 및 실용화
- 순환물류용기 회수용 스마트 수거함 개발 및 운용기술 개발
- 소비자, 회수업체, 수거함 설치업체 등이 참여하는 (모바일/웹 기반)정보연계 및 관리시스템 개발

○ 신선물류포장과 순환물류시스템에 대한 테스트베드 구축 및 실증
- 스마트 물류용기 및 제품에 대한 실시간 추적성 검증
- 물류 전과정에서의 신선물류 연결성 및 정합성 검증
- 수요처 분석에 따른 신선물류 신뢰성 확보를 위한 테스트 베드 구축
- 대상 신선물류 테스트베드 결과에 따른 경제성 및 환경성 검증

○ 관련 기술(신선물류 상태정보 관리 및 말단배송기술)과의 연계 실증
- 신선물류 스마트 TCL(Temperature Controlled Logistics) 요소기술 개발 및 실증 (과제8 연계)
- 신선물류 고효율 말단배송기술 간의 테스트베드 연계 실증 (과제4 연계)

○ 제반 기술 및 시스템의 실용화를 위한 관련 법 제도 개선방안 도출
- 신선물류포장 기술의 활용과 순환물류시스템 활성화를 위한 제도개선방안 제시
연구내용 및 범위 - 신선물류환경 데이터수집 및 모델링 DB 구축
- 반복 사용이 가능한 신선 물류용 스마트 단열 순환 물류 포장(RTP) 기술 개발
- 신선물류용기 순환물류시스템 개체식별기술 시스템 정의 및 설계
- 스마트 신선물류용기 및 시스템 요소기술 개발
- 신선순환물류포장 친환경성을 위한 응용 특성 분석 및 기술 확보
- 순환물류포장 및 시스템 기술 및 성능평가 표준화
- 스마트 RTP 개발 완료 및 운용
- 스마트 RTS 및 연계 관리시스템 개발과 스마트 수거함 개발
- 단열 요소기술 고도화 및 블록체인기반 TCL 앱 개발
- 개발제품의 적용 가능성, 친환경성 및 효과 분석
- 신선물류기술 및 제품에 대한 개발 및 평가 (시험 및 인증 등), 신선물류기반 유통물류 서비스 (식자재 배송, 의약품 배송, 신선식품 풀필먼트 등), 신선물류용 RTP 및 RTS 대행 및 운용 (신선물류용기 풀링 서비스 등) 등고부가가치 물류 구현 가능

? 최종목표: 온도민감성 화물 안정성 확보 및 생활폐기물 절감을 위한 신선물류용 순환물류포장기술(RTP) 및 운용시스템(RTS) 개발
○ 유통환경 시뮬레이션 및 신선물류용기 성능 사전검증(pre-validation) 기술개발
- 신선유통 환경 변수 데이터 수집 및 DB 구축
- 가상 콜드체인 모델링 (virtual cold chain modeling) 설계를 위한 실험 DB 구축 및 분석
- 전산유체역학 (CFD, Computational Fluid Dynamics)에 의한 패키징 열적 특성 모델링 및 검증
- 제품에 따라 정온유지(냉장/냉동) 가능한 냉매 (Cooling Element) 개발 및 검증
- 냉매 단위의 열적 특성 예측 모델링 설계 및 최적화

○ 온도민감성 화물 안전성 확보 및 생활폐기물 절감을 위한 순환물류포장 구조 및 시제품 개발
- 온도민감성 화물(신선식품, 의약품 등)을 위해 재사용가능하고 표준화된 물류용기(신선, 상온용) 기술개발 (유통온도/제품에 따른 스마트 순환물류 모듈용기 개발)
- 온도민감성 화물용 순환물류포장 및 부품의 검증

○ 신선물류용기 성능시험 평가 기준 마련 및 표준 개발
- 대상화물과 유통조건에 따른 냉장/냉동 신선물류포장 성능 시험 평가 방법 및 기준 개발
- 제품 및 용도에 따른 신선물류용기 표준화 및 성능 시험 평가 기술 (형태, 표준 규격, 강도) 개발

○ 온도민감성화물의 효율적 운영을 위한 순환물류시스템 개발
- 반복배송 및 재사용이 가능한 품목 선정 및 비즈니스 모델 제시
- 신뢰성 확보를 위한 신선물류포장의 순환물류(회수, 추적, 보관 등)시스템 개발 및 실용화
- 순환물류용기 회수용 스마트 수거함 개발 및 운용기술 개발
- 소비자, 회수업체, 수거함 설치업체 등이 참여하는 (모바일/웹 기반)정보연계 및 관리시스템 개발

○ 신선물류포장과 순환물류시스템에 대한 테스트베드 구축 및 실증
- 스마트 물류용기 및 제품에 대한 실시간 추적성 검증
- 물류 전과정에서의 신선물류 연결성 및 정합성 검증
- 수요처 분석에 따른 신선물류 신뢰성 확보를 위한 테스트 베드 구축
- 대상 신선물류 테스트베드 결과에 따른 경제성 및 환경성 검증

○ 관련 기술(신선물류 상태정보 관리 및 말단배송기술)과의 연계 실증
- 신선물류 스마트 TCL(Temperature Controlled Logistics) 요소기술 개발 및 실증 (과제8 연계)
- 신선물류 고효율 말단배송기술 간의 테스트베드 연계 실증 (과제4 연계)

○ 제반 기술 및 시스템의 실용화를 위한 관련 법 제도 개선방안 도출
- 신선물류포장 기술의 활용과 순환물류시스템 활성화를 위한 제도개선방안 제시
건설기술연구개발사업 주요내용
건설기술연구개발사업 주요내용의 구분, 연구개발목표, 연구개발 내용 및 방법 정보제공
구분 연구개발목표 연구개발 내용 및 방법
1차년도 - 주관연구개발기관(한국건설생활환경시험연구원) : 물류환경변수 검증 및 데이터 수집
- 공동연구개발기관(KPP) : 스마트 RTP의 유통 환경에 따른 설계 요소 분석 및 기초 설계
- 공동연구개발기관(ULN) : 신선물류 용기 관리용 개체식별 기술 조사와 시스템 정의
- 공동연구개발기관(써모랩코리아) : 신선물류용 스마트 RTP 핵심기술 구현과 개념 정립
- 공동연구개발기관(연세대) : 신선 순환 물류의 포장소재 요구조건 및 스마트소재의 적용특성 조사
- 국내외 관련 자료, 가이드라인, 표준 조사
- 국내 신선물류 물류환경(온도, 충격을 중심으로) 데이터 수집 분석
- 가상물류환경, 가상순환물류포장 및 프로세스 개념 및 구성방법 설정
? 스마트 RTP 시장현황 및 유통 환경 조사
: 국 내·외 스마트 RTP(신선/상온)현황 분석
? 스마트 RTP 유통 환경에 따른 설계 요소 분석
: 스마트 RTP(신선/상온) 적용을 위한 품목 조사 및 선정
: 스마트 RTP 설계를 위한 기초 구조 및 인자 분석
? 스마트 RTP 설계 요소 분석에 따른 기초 설계
: 사용(온도, 진동, 충격) 환경을 고려한 기초 구조 설계
: 말단배송, 리테일 공용 및 물류효율(보관 및 운송 등)을 고려한 패키징 기초 구조 설계
: 작업자와 사용자의 사용성(편의성)을 고려한 패키징 구조/인터페이스 기초 설계
? 프로토 타입 시제품 제작
: 스마트 RTP 프로토타입 시제품 및 부분품 제작
? 신선물류용기 관리용 온도센서 개체식별 기술 연구 : 온도센서 개체식별(UHF, NFC, 온도센서) 기술 연구 : 개체식별 기술에 대한 요구사항/스펙 정의 및 선정
? 국내,외 기술 현황 조사
: 스마트 콜드체인 시장 동향 조사
: 국내, 외 고단열 패키징 기술 현황
: 온도민감성 화물시장의 일회성 포장재 저감을 위한 친환경 포장기술 조사
? Smart RTP 컨셉 설계 및 핵심기술 개발
: Smart RTP 의 기능 및 기술요소 정의
: 전자종이(E-paper) 기술을 접목한 스마트 물류 기능 설계
: 신선물류 상태정보 및 물류가시성 확보를 위한 스마트 트래커 개발
? TCL 유효한 스마트 단열요소 기술 확립
: 대상화물에 따른 정온유지 가능한 냉매 연구
: 사전검증 기술(pre - validation)을 통한 스마트 단열 기술 연구
: 온도민감성 화물에 적정한 패키징 기술 및 소재 기술 연구
? 신선물류 환경에 적용 가능한 포장소재의 요구특성 조사
? 포장 제품이 노출되는 환경 시나리오 및 이에 대한 주요 품질저하 요인 조사(온도, 습도 등)
? 개발 친환경 스마트단열 소재의 신선 물류 포장 단열 소재 적용 필요 특성 조사
? 친환경 스마트단열 소재의 친환경성 평가방법 및 필요 특성 조사
연구성과 기술적 기대성과 ○ 기술적 측면
- 생활물류 및 말단배송에서 온도 민감성 화물을 관리하는 스마트 콜드체인 및 스마트 물류기술
의 혁신 도모
? 대상화물에 최적화된 적정온도를 유지하는 기술인 정온물류관리기술 개발
? 개발기술은 신선 농식품이나 수산물, 의약품, 냉동식품은 물론 반도체, 원자재, 화학제품 등에도 다양하게 적용 가능

- 재사용 포장기술과 회수 및 관리시스템을 활용한 RTS(Returnable Transfer System) 시스템 구축이 가능하며 택배 포장 이외에 다양한 포장 용기들의 재사용 확대 가능
? 재사용 포장 용기의 회수 및 관리시스템으로 포장용기와 ICT 융합이 가능하여 실시간정보 획득 및 활용에 의한 포장 용기 추적성 및 가시성을 높여 물류기술의 발전에 기여
? 물류 SW 고도화 및 응용 서비스를 활용한 비즈니스 모델 개발 가능
? 재사용 포장 용기 및 회수 관리 서비스에 따른 패키지 상품화로 해외 시장 선도
? 시스템 개발에 따라 안정적인 운영을 통해 관련 기술보급 확대 및 관리의 효율성 증대

○ 경제적ㆍ산업적 측면
- 제품손상, 에너지 낭비 등의 비효율적 물류비용 감소 및 순환물류시스템 확산기대
- 반복적인 제품손상 (변질과 부패, 유통기한의 단축 등)과 에너지 낭비, 폐기물, 비효율적인 물류 (과대포장이나 불필요한 온습도 유지 등) 비용 감소
- 국내도 환경부 정책 기조에 따라 일회성 포장재의 사용보다, 재사용 물류 용기인 ‘순환물류포장'의 사용 증대 및 시장이 확산될 것으로 예상
? 환경부는 19년 01월에 유통포장재(택배 등) 사용 감량 가이드 마련하고, 현장적용성 평가 후 법적 규제방안 신설 예정
? 국내 유명 새벽 배송 기업 기준, 일회성 포장재 연간 180억 이상 사용하며, 지속적으로 30% 이상 상승
- 스마트 순환물류시스템 기술개발로 순환물류 포장 용기 시장선점 가능
? 아마존 등 국내외 전자상거래 기업들의 온도 민감성 화물(신선식품 및 의약품 등)에 대한 유통서비스가 활성화되고 있고 중국은 2014~2018년 연평균성장률이 100%에 이를 것으로 전망
? 저온유통 물류 세계시장은 2014년 현재 928억 불에서 2019년에는 2335억 불로 급성장하며 중국, 동남아, 인도 등 아시아권 국가가 성장을 주도
사회 경제적 파급효과 ○ 사회적 측면
- 대기 환경 오염원 감소와 고효율 에너지 말단배송 장비 사용에 따른 비용 및 노동력 감소 효과
- 택배 종사자의 피로도를 절감할 수 있어 산업재해 위험도 절감
- 해외 성공사례기반 근거리 이동에 대한 보다 실용적인 공유 기반 한국형 솔루션 해결
- 산업 종사자 안전 권리 보장과 지속 가능한 중소기업 중심 산업생태계 조성으로 직간접적 1,000명 이상 지역 고용 창출 효과기대
- 택배에 의해 발생하는 포장 폐기물 감소 효과 및 세계시장 선점 가능
?l 재사용 포장 용기와 회수 및 관리시스템을 구축하여 다른 품목의 재사용 회수 서비스 고도화 및 폐기물 절감 효과
?l 배송, 포장, 정보 등 물류의 제반 기술요소들을 융합한 창의적인 비즈니스 모델 구축
? 일회용 포장재 감축, 자원폐기비용 절감 등으로 환경 영향 감소
? 리터너블 택배 포장 용기 등의 기술은 아직 세계적으로 고도화된 국가사례가 없으므로 선진적 친환경 고효율 재사용 포장 및 관리시스템 구축한다면 해외 시장을 선점할 것으로 예상
활용방안 ○ 환경부하 저감을 위한 친환경 , 순환물류포장 및 시스템 기술 활용

- 국내 대표 택배 회사들을 개발 초기 단계부터 검토에 참여하도록 하여 현장 수요에 기반을 둔 기술개발을 추진하고, 기술개발 단계에서 현장 적용 시험을 통해 택배 운송에 대한 문제점을 개선하고 직접적인 효과를 입증하도록 추진

- 주요 이커머스 및 유통 업체와 연계하여 순환물류포장 기술의 필요한 규격을 초기부터 반영하도록 하고 개발 각 단계에서 실증을 통해 문제점을 개선하고 직접적인 효과를 입증하도록 함

- 최종적으로 전략을 수립하는 단계로 서비스 가이드라인과 비즈니스 모델을 정립, 과제수행 기간 공통적으로 서비스 디자인 방법론을 기반으로 하여 기술개발이 수행되며, 세부 과제 수행내용은 방법론의 단계별 내용을 과제 수행내용 및 목적에 맞도록 조정하여 적용
○ 택배 포장 폐기물 저감을 위한 리터너블 택배 포장기술 및 관리시스템 개발기술 전략
- 초기 개발 단계에서 온라인 쇼핑, 홈쇼핑 등 전자상거래 업체, 택배사, 소비자 등의 참여를 통해 현장 적용에 기반을 둔 기술개발을 추진하고 효과를 검증

- 재사용 택배 포장의 경우 초기 개발 시 사용자와 수요자의 니즈를 반영한 제품을 개발하여 최종 단계에서 효과를 입증

- 온라인 쇼핑몰, 홈쇼핑 등과 개발되는 택배 포장 용기에 대한 이벤트 등을 통해 소비자의 의견을 수렴하고 효과 검토 및 입증

- 재사용 택배 포장의 회수 및 관리시스템은 택배 포장의 회수 및 관리 운영 주체를 사전에 선정하고 회수 및 관리시스템상 문제점을 분석, 적용하고 실수요 처와 소비자를 대상으로 재사용 택배 포장에 대한 시스템 구현 증명

- 재사용 물류 기기에 대한 회수 및 관리 전문기업과 협업을 통해 현장 적용 가능성에 대한 지속적 검토를 진행하고, 테스트를 통해 문제점을 도출해 향후 개선된 시스템을 완성

○ 유사과제와 연계활용방안 검토

- 기존 기 수행된 친환경성 또는 순환물류시스템관련 분야의 주요 연구분야를 조사하여 중복성을 회피하고, 연계 방안을 검토하여 과제 수행전략을 구사함
핵심어
핵심어의 구분, 핵심어, 핵심어1~핵심어5 정보제공
핵심어 핵심어1 핵심어2 핵심어3 핵심어4 핵심어5
국문 신선물류 순환물류포장 순환물류시스템 콜드체인 온도민감성화물
영문 Temperature Controlled Logistics Reusable Transport Packaging Reusable Transport System Cold chain Temperature sensitive products
최종보고서
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