| 박찬석의 물류時論(117) / 물류로봇의 진화와 방향성(3/3) | |||
 
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물류로봇의 진화와 방향성(3/3) ③물류로봇의 적용 및 도입시 고려사항 로봇산업 기술 동향 ■ 물류로봇 관련 핵심기술1) 【자율주행 기술】 물류로봇은 공장이나 단순 창고 등의 정해진 환경에서 마그네틱 라인 등의 미리 지정된 표식을 따라 이동하는 형태에서 점차 다양한 작업 수행이 가능한 자율주행 기능을 포함하고 활용하는 방향으로 기술이 발전하고 있다. 오픈소스로 쉽게 취득 가능한 수치지도를 이용하여 자율주행시 동적으로 위치를 인식할 수 있는 기술을 이용하여, 처음 가는 지역에서도 자율주행이 가능하도록 하는 기술이 개발되고 있다.  【피킹(Picking) 로봇 기술】 Fast R-CNN(Regions with CNN)을 활용하여, 박스에 있는 다양한 물체가 혼재되어 있어도 인식할 수 있는 인공지능 기술이 제안되고 있다. 또한 대규모 DB를 이용하여 많은 종류의 물체를 미리 학습시켜 놓고 범용적인 물체에 대하여 파지점을 인식할 수 있는 능력을 갖추는 Novel Object Picking의 접근 방법이 이용되고 있다. 로봇 그리퍼를 이용하여 피킹하는 방법 외에 진공 흡착 방식을 활용하여 이송하는 기술이나, 진공 흡착 방식의 이송 안정성을 향상시키기 위하여 진공 흡착 방식으로 파지 후 유연 그리퍼로 고정하는 형태의 기술도 물류 현장에 도입되고 있다.  【분류(Sorting) 로봇 기술】 분류 로봇은 충돌 회피 기술을 기반으로 작동하는 고속 이동 로봇의 집합이다. 이들은 자신이 동작하는 영역 주변의 바코드를 판독하여 경로별 분류 작업을 수행한다. 플릿 관리 시스템(Fleet management system)을 통해 로봇들이 서로 협력하도록 관리하고 모든 제어 및 스케줄링을 관리한다. 각각의 로봇은 적용된 알고리즘에 기초하여 이송을 위해 가장 최적화된 경로상에 배치된다. 분류 로봇이 목적지에 도착하면 주행을 멈추고 소포를 해당 분류함에 적재함으로써 분류작업을 끝내게 된다.  【자세 제어 기술】 지면 환경에 따라 주행 중인 로봇 바디의 흔들림을 최소화함으로써, 탑재된 물품이 흔들리거나 파손되지 않고 배송할 수 있는 기술이다.  【분류(Sorting) 로봇 기술】 잠겨진 화물칸을 수령인만 열 수 있도록 하고, 물품의 위치를 스마트폰 등으로 쉽게 확인할 수 있도록 하는 기술이 접목되고 있다. 수령인 인식과 관련하여 원격 제어 기술을 적용하여 준비되지 않은 상황도 극복할 수 있도록 하는 기술과, 수령인의 얼굴을 인식하고 인식 결과에 따라 화물칸을 열어주는 인식 기술이 접목되고 있다.  물류로봇 활용 전망 및 적용 ■ 물류로봇 중장기 전망 국내 물류로봇 기술의 경우 공장물류용 AGV 기술개발에 집중되고 있다. 설계 및 조립의 국산화가 진전되고 있는 반면, 핵심부품 및 기술은 여전히 해외에 의존하고 있는 실정이다. 물류창고용 물류로봇의 경우 분류, 피킹 시스템의 지속적 개발이 요구되고 있으며, 중장기적인 관점에서는 24시간 무인작업이 가능한 물류로봇 기술개발이 반드시 필요하다. 또한 물품을 인식하고 파지하는 기술 개발이 절대적으로 필요하다.
■ 피킹 로봇 적용 Picking 기능이 있는 물류로봇은 현재 개발이 완료되어 시범 적용되고 있거나, 상용화 초기단계로 볼 수 있다. 현재 Picking 로봇과 이송 AGV가 한 쌍이 되어, 피킹로봇이 피킹하여 이송 AGV에 담으면 이송 AGV가 주문 물품을 포장대 등에 이송하는 방식으로 이루어진다.
■ 물류창고용 물류로봇 적용 물류창고용은 주로 오더 피킹(order picking) 목적으로 상품 등의 상·하역, 이송, 핸들링, 분류, 포장, 출고 및 재고관리 등에 활용된다. 2014년 글로벌 온라인 쇼핑몰인 아마존(Amazon)이 ‘Kiva System’(현 아마존 로보틱스)을 인수하여 자사의 물류센터에 적용하면서 본격적으로 시장이 열리게 되었다
■ 재고 관리용 물류로봇 적용 매장 내에서 재고관리뿐만 아니라 적재 및 피킹이 가능한 로봇이 활용되고 있으며, 고객 웅대 및 매장 소개와 더불어 고객이 찾는 상품을 안내하는 기능까지 발전하고 있다. 물류센터 내에서 실시간 재고관리와 입출고 기능도 수행하고 있다,
■ 국내 물류창고용 물류로봇 국내의 경우 전문 대형 물류기업 주도하에 물류로봇 개발 및 도입이 이루어질 것으로 예상된다. 최근 CJ대한통운이 국토부 R&D과제로 전자부품연구원, KAIST, 엔스퀘어 등과 공동으로 기술개발을 수행하여, 자사 군포 TES 센터, 상하이 물류센터 등에서 개발·시험 적용을 하고 있다.
물류로봇 도입시 고려 사항 물류로봇을 현장에 도입하고 다양한 시스템을 시험하고 실제 적용하고 있는 물류업체 관계자들을 통한 의견을 수렴해 보면, 물류로봇(AGV, AMR 등) 도입시 고려해야 할 사항은 다음과 같이 정리할 수 있다. ① 도입 목표가 명확해야 한다 목표가 분명하게 설정되지 않은 상태에서 우선적으로 무리하게 로봇을 현장에 도입했을 경우에는, 생산성의 증가 폭이 당초 기대 했던 수준에 못 미칠 가능성이 높고 운영상의 문제점도 더 많이 노출될 수 있다 ② Data의 준비가 필요하다 물류센터의 경우 물량 입고와 출고, 재고 등에 대한 데이터가 가장 중요한데, 이들에 대한 정보가 충분히 축적되지 않고 로봇을 도입했을 경우에는 생산성 하락으로 이어져 물류로봇 도입에 실패한 사례로 남게 될 가능성이 크다.(ERP 및 WMS의 구현) ③ 사전 철저한 검증이 필요하다 자동차 조립 공정처럼 정형화된 업무가 아닌, 다양한 업무형태가 복잡하게 얽혀있는 물류현장은 이에 적용되는 물류로봇 역시 현장에 알맞게 재가공되어야 하기 때문에 더 철저한 검증을 필요로 한다. ④ 로봇과 작업자 간의 융합을 고려해야 한다 기존 작업자들의 이동 동선이나 업무 스타일 등을 고려하지 않고 로봇을 도입했을 경우에는, 작업자와 로봇 간의 협업이 아닌 서로의 업무를 방해하는 경우가 생겨 생산성의 저하를 불러올 수 있다. ⑤ 도입시 경제성과 안전성을 확인해야 한다 물류로봇을 도입했을 경우 어떤 효과를 만들어낼 수 있을 지에 대해 미리 파악하는 것이 중요하다. 비용과 도입 기간은 얼마나 걸리는지, 도입했을 경우 어떤 경제적인 효과를 가져 올 수 있는지 등에 대한 것이다. 물류로봇을 통한 이송시 오류가 발생할 가능성은 어느 정도이고, 기존 작업자에 비해 얼마 정도 현장의 안전도를 높여줄 수 있는지 등에 대한 파악이 필요하다. ⑥ 로봇과 작업자간 업무 균형 확보가 중요하다 로봇의 투입으로 인해 축소될 수 있는 작업자의 역할을 잘 분배해 기존 작업자와 로봇 간의 업무 균형을 확보하는 것 역시 중요하다. 필요 없어진 작업자들을 단순하게 내치는 것이 아닌, 사람의 손을 반드시 필요로 하는 다른 업무에 투입하는 등의 방법을 통해 더 나은 업무 생산성을 만들어 낼 수 있다. ⑦ 관제시스템 확인이 필요하다 물류로봇 도입 이전 로봇을 최대한으로 잘 관리할 수 있는 관제 소프트웨어에 대한 확인이 필요하다. 물류로봇을 도입한 후 이를 활용해 최대한의 생산성을 도출하는데 가장 핵심적인 역할을 하기 때문이다. ⑧ 전문적인 작업자 확보가 필요하다 물류현장의 흐름은 이제 하드웨어에서 소프트웨어로 무게중심이 점차 이동하고 있다. 물류로봇을 통제하는 솔루션을 다룰 수 있는 전문적인 기술을 갖춘 작업자들을 확보하는 것이 중요하다. 물류로봇 도입 저해 요인 및 시사점 ■ 물류로봇 도입저해 요인2) 일반적인 물류창고 로봇자동화 도입 저해요인은 다음과 같다. 첫째, AGV 등 물류로봇 및 시설인프라 구축 등의 초기 투자비용이 매우 높다는 것이다. 물류로봇시스템의 운용을 위해서는 AGV 등 로봇뿐만 아니라 RMS 등 디지털 제어시스템 구축, AGV 운용을 위한 물리적 시설환경 변경 등에 많은 투자비용을 소요된다. 또한 초기 투자비용뿐만 아니라 운용·유지비용 등을 고려할 때 도입하기 쉽지 않은 기술로 인식되고 있다.
둘째, 물류로봇 투자효율성에 대한 물류창고업 CEO 등의 인식의 문제이다. 특히 24시간 운용되는 유통중심형 물류창고와는 달리, 보관중심형 물류창고의 경우 물동량이 상대적으로 적고 order에 의해 출고하는 방식으로 24시간 운용이 필요 없으며 이에 따라 운용인력이 적다. 또한 활용 인력의 경우도 특정 작업만 수행하는 것이 아니라 이송, 패킹, 피킹 등 다양한 작업을 복합적으로 수행하고 있어 상대적으로 물류자동화 필요성에 대한 인식이 낮으며, 물류로봇 투자대비 효율성에 대한 확신이 없다. 셋째, 물류로봇시스템 도입에 따른 인력 대체 우려가 저해 요인으로 작용한다. 물류창고 근로자의 작업환경 및 강도는 과거 탄광 근로자에 비견될 정도로 매우 열악하며 임금도 최저임금 수준인 것으로 알려져 있다. 향후 저출산·고령화에 따른 노동력 부족이 예상되는 가운데 중장기적으로 물류창고의 자동화 도입은 필연적으로 보이나, 현재로서는 풀기 어려운 딜레마로 작용하고 있다. ■ 시사점 첫째, 물류로봇시스템 도입에 따른 높은 초기 투자비용을 해결하기 위해서는 로봇공급사의 물류로봇의 임대 또한 RaaS(Robot as a Service) 방식3)공급 모델의 적극적인 검토와 도입이 필요하다. 일본의 예를 보면, 오릭스 렌텍社는 2016년 4월부터 시행 중인 로봇전문 렌탈서비스 ‘로보렌(RoboRen)’의 서비스 품목에 지난해 7월부터 AGV 로봇군을 포함시켰다. 일본 오므론社는 AGV 형태의 모바일플랫폼 로봇 전문 미국기업인 Adept Robotics를 인수하고, Lynx 브랜드 군의 로봇을 중심으로 렌탈 사업을 시작하였다. 둘째, 물류로봇 투자효율성에 대한 인식 제고를 위해서는 물류창고 규모별, 기능·특성별(유통중심, 보관중심 또는 취급 상품의 특성)에 적합한 ‘보급형 로봇물류 자동화시스템 모델’ 개발 → 시범 보급으로 경제성 검증 → 활용·확산의 단계적 추진이 필요하다, 또한 향후 고령화·저출산 추세에 따른 노동인구 감소, 3D 업무의 기피 등을 고려해 볼 때, 향후 중견·중소 물류창고의 물류자동화는 필연적인 것으로 보인다. 따라서 중견·중소 물류창고에 대한 선제적인 로봇물류시스템 도입 활성화 방안은 매우 중요한 정책 과제이다.
주1. 물류로봇-특집편, 특허청, 2022. 05, p7~10 내용 수정 인용 주2. 물류로봇 시장동향과 수요환경, 한국로봇산업진흥원(KIRIA), 2018. 8, p86~87 주3. 로봇 공급자가 수요처에 로봇을 설치하고 수요처의 로봇활용 서비스에 대한 수수료를 받는 방식. Fetch Robotics, 인비아로보틱스(inVia Robotics), 사비오케(Savioke) 등 물류로봇 스타트업 기업들이 이미 이런 방식으로 상용시장을 열어 나가고 있다. -참고문헌 및 자료- 1. 2021년 기준, 로봇산업 실태조사 보고서, 산업통상자원부, 2022. 12.2. 2. 글로벌 로보틱스, 현실의 로봇에 투자하라, 미래에셋증권, 2022. 11. 8. 3. 물류로봇 도입, 활용 및 인간과의 공존, 글로벌 물류기술 동향(KOTI), 2022,10, 27. 4. 글로벌 로봇산업과 한국의 현황, 전경련, 2011.9. 15. 5. 로봇산업 동향과 성장 전략, 한국 수출입은행(이슈 리포트), 2022. 9. 6. 로봇과 공존하는 세상, 유진투자증권, 2022. 6. 7. 7. 로봇이 선사한 무인화 혁명, 하이투자증권, 2022. 6. 8. 물류로봇(툭집편), 특허청, 2022. 5. 9. 로봇 - 현재가 된 미래, 키움증권, 2022. 5. 23. 10. 중소기업 전략기술 로드맵(지능형 로봇: 2022~2024), 중소벤처기업부, 2020. 4. 11. Mr, 로봇 - IBK 투자증권, 2022. 2. 7. 12. 커낵티드 로봇 D,N,A 동향과 시사점, 정보통신기획평가원, 2021. 7. 30. 13. 물류로봇 동향과 시사점, 현대경제연구원, 2020. 2. 18. 14. 물류로봇 시장 동향과 수요환경, 한국로봇산업진흥원, 2018. 8. 15. 기타: 로봇신문, 지디넷코리아, 로봇관련 업체 홈페이지 - 사진 인용  박찬석은 미래물류컨설팅의 대표로 재직 중이며, 물류/SCM 분야 컨설팅과 한국생산성본부, 한국통합물류협회 및 기업체 대상의 물류/SCM전문 강사로 출강 중에 있다. 이 밖에 삼성경제연구소 사이버 포럼인 ‘SCM 연구회’의 대표 시샵을 맡고 있으며, 네이버 블로그 “박찬석의 물류/SCM 바로보기(http://blog.naver.com/neologis)”를 운영하고 있다. 前. 물류단지 실수요 검증위원(국토교통부) 現. 서울특별시, 인천광역시, 충청남도 물류단지 실수요 검증위원 現. 종합물류기업 인증 평가위원(교통연구원) 現. 교통영향평가 심의위원(행정중심복합도시건설청) 現. 유통/물류 실무위원(대한상공회의소) 現. 스마트 물류위원회 자문위원(통합물류협회) 現. 한국 SCM학회, 산업계 부회장 現. 한국녹색물류학회 이사 現. 한국생산성본부, 물류혁신 전문위원 주요 컨설팅 분야는 물류센터 및 물류단지 개발(물류단지 실수요 검증), 물류Cost, 물류/SCM 전략, 물류센터 기본 설계 및 운영 최적화, 물류보안과 제3자 물류 및 국제물류 분야이다 * E-Mail: mincho79@emapl.com H.p: 010-4533-8307 <저작권자 ⓒ 월간 물류매거진(www.ulogistics.co.kr) 무단전재 및 재배포금지> |
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