물류 자동화

물류 자동화

#시작하며

출처. BASLER

물류창고는 계속해서 자동화를 이루고 있다. 현재 많은 기업들이 물류 관련 업무에 대해 자동화 시스템 도입을 모색하고 있고, 그 기술력은 시간이 지날수록 정교해지고 있다. 지난번에 포스팅했던 인더스트리 4.0의 핵심인 디지털 기술의 발전으로 다양한 산업이 자동화 및 디지털화를 이루었고, 물류에서도 해당 디지털화가 진행되면서 현재 물류 트렌드의 변화가 빠르게 나타나고 있다. 

 

현재 물류 자동화 시장에는 하드웨어 중심의 물류설비 및 물류 시스템 업체와 자동화 IT 기술을 강점으로 하는 대기업, 그리고 로봇과 AGV를 기반으로 시스템 통합 사업을 진행하는 SI 기업 등 다양한 업체들이 포진되어 치열한 경쟁을 벌이고 있다.

 

이러한 자동화 시스템에 중축이 되고 가장 관심을 끌고 있는 것은 바로 물류 로봇으로, 향후 물류시장을 선도할 수 있는 성장 잠재력을 지니고 있다는 의견들이 나오고 있다. 따라서 해당 물류 로봇을 놓고 외산 및 국내 업체들의 경쟁이 보다 가속화될 것으로 예상된다. 과거 물류 로봇은 제조, 유통부문에서 단순 반복작업에 그쳤지만, AI, 빅데이터, IoT 등 4차 산업혁명 기술의 발달로 지능화/자동화로 인한 상황 대처가 가능해지면서 Last Mile 배송, 부품 이송 등 새로운 기능이 개발되고 있다.

 

 

#물류 트렌드

디지털 기술의 발전과 함께 물류 디지털화도 진행되면서, 물류 트렌드의 변화 역시 빠르게 진행되고 있다. 물류 자동화는 물류 설비의 자동화로부터 시작했다. 초기 물류 설비 자동화는 보관, 분류 단계까지의 업무 효율화 관점에만 진행되었다. 하지만 오늘날 온라인 물류(B2C)의 폭발적인 성장에 대응하기 위해 보관, 분류를 넘어 피킹, 상차, 하역, 검수, 포장 업무까지 물류 설비의 자동화 영역 안에 들어오고 있다.

 

더불어 물류센터 관련 개별 업무 단위의 자동화가 아닌 복합 업무의 효율화를 위한 자동화 설비가 등장하고 있고, 물류 설비의 자동화로 인해 최적화, 사물인터넷, 디지털 트윈, 로봇 기술 등의 제어 SW 고도화의 중요성도 함께 증가하고 있다. 

 

특히 최근에는 스마트 팩토리 분야에서 IoT를 활용하여 공장 설비가 예기치 않게 멈추는 상황 없이 계속해서 작동할 수 있게 하는 예지보전, 예방보전 등이 가능해지면서 물류에 적용할 수 있게 되었다.

먼저 Conveyor, Labeler, RFID Barcode Reader Device, 자동창고 등에 전류, 속도, 소음, 진동, 온도 등을 감지할 수 있는 센서를 설치해 데이터를 취합하고 분석한다. 

이후 분석한 데이터를 기반으로 평균 또는 임계값을 설정하여 이상 유무를 1차적으로 파악할 수 있다. 또한 과거에 고장이 발생했던 경우를 빅데이터 기술로 분석한 데이터를 기반으로 고장여부를 2차적으로 파악한다.

이처럼 IoT, 빅데이터 AI 기술을 활용하여 자동화 설비가 고장 없이 작동할 수 있게끔 하는 것이다. 

 

 

#Robot

물류 자동화 설비의 제어 SW 기술 요소 가운데 하나는 바로 로봇 기술이다. 물류 창고에서 주문이 확인되어 상품이 피킹/패킹되어 검수 후 배송이 이루어지기까지 가장 많은 시간을 할애하는 부분은 바로 피킹이다. 따라서 인력이 가장 많이 필요한 부분으로 다양한 형태의 상품들이 같은 박스에 담겨 옮겨지기 때문에, 이를 자동화하는 것은 매우 어려웠다. 

 

최근까지 가장 발전된 형태의 피킹 스테이션은 GTP(Goods To Person)다. 과거에는 사람이 직접 SKU(Stock Keeping Unit) 위치로 이동하여 피킹을 했다면, GTP는 SKU가 자동화 설비에 실려 피킹 작업자에게 도달한다. 즉 피킹대상 제품이 자동화기계(로봇)에 의해 작업자의 위치로 오는 OPS(Order Picking System)를 지칭하는 용어이다.

 

• AS/RS

출처. 주식회사 메인텍

- 물자의 취급, 운반, 저장, 반출을 정해진 자동화 수준에 따라 정밀하고 빠르게 수행하기 위한 장비와 제어장치의 복합체. 물건을 보관하는 랙(Rack)과 랙 사이를 이동하며 물건을 출납하는 스태커 크레인(Stacker Crane) 또는 (Storage/Retrieval Machine(S/R Machine), 수평/수직 컨베이어로 구성.

 

<분류>

- Unit-load AS/RS

- Mini-load AS/RS

- Vertical Lift Modules(VLMs)

- Horizontal/Vertical Carousels

 

<셔틀(Shuttle)>

- AS/RS에서 랙 사이의 Rail과 Lift를 통해 수평, 수직으로 이동하는 운반기구로서 높은 처리 능력을 필요로 하는 물류센터에서 활용한다.

 

• Gantry Robot

출처. 세한철강

- X, Y, Z 축을 이동하여 공정간 신속한 공급에 적합한 시스템. Tool의 변경에 따라 다양한 형태의 제품 대응이 가능하며, AS/RS와 동일한 기능의 보관, 입출고, 재고관리가 가능한 시스템이다. 하지만 해당 Gantry는 일정한 Rack과 Location 없이 땅에 쌓기 때문에 규격화가 필요 없다는 장점이 있으며, 대규모 물품 보관에 사용된다.

 

• Mini Load

- 미니로드는 AS/RS에 비해 컨테이너, 트레이, 케이스 및 기타 작은 로드를 위한 빠르고 효율적인 보관/검색을 제공한다. 미니로드 Stacker Crane은 대량 주문 Picking이 가능하도록 빠르고 정확하게 움직인다. 규모가 작기 때문에 가벼운 무게와 작은 모터로 전력 소비를 줄일 수 있다.

 

<환경>

- 신선 및 냉동: Mini Load AS/RS는 추운 환경에 적합하여 혼합량이 많고 부피가 작은 냉동 식품의 Picking에 이상적이다.

 

#물류창고 운영 솔루션

 

• WMS(Warehouse Management System)

- WMS는 물류 센터 또는 자동화 제품 창고에서 재고를 관리하기 위한 모든 정보시스템.

 

<목적>

- 정확한 재고 수량 관리 및 재고 금액 자동적 계산

- 재고 실시간 확인/관리

- 보관 면적 효율 극대화

- 피킹 작업 정확도/효율성 향상

- 선입선출

- 패킹 작업 정확도/효율성 향상

- 다른 물류 시스템 및 ERP와 효율적 연계

 

• WCS(Warehouse Control System)

- 물류창고 제어 시스템을 의미하며, Conveyor, Sorter, Palletizer, AS/RS 등 물류창고 내 다양한 물류 자동화 장비를 실시간으로 통합 제어하는 솔루션.

 

<목적>

- 자동 피킹 관리

- Pick-to-light 관리

- 출고/포장 분류 등 패킹 관리

- 고정 스캐너 및 기계 제어 통합

- 인라인 인쇄&부착, 무게측정

 

*Palletizer

- 제품이나 상자를 Pallet 위에 자동으로 적재하는 장비.

 

• WES(Warehouse Execution System)

- 물류창고 실행 시스템을 의미하며, 물류창고 내에서 수행되는 작업들을 조정하고 최적화하는 솔루션.

 

*특히 처리 물량이 많고, 익일배송 또는 당일배송과 같이 짧은 시간 내에 신속하고 정확하게 오더를 처리해야 하는 물류창고에서 요구되는 솔루션으로, WMS와 WCS 중간에 위치하며 두 솔루션이 충족시키지 못하는 기능을 수행한다.