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오카도 물류혁신 / AI·로봇으로 물류패러다임을 바꾸다
     
송세라 기자 srsong25@naver.com
ㆍ게재년/월 2018/11
AI·로봇으로 물류패러다임을 바꾸다
글로벌 유통기업에게 물류자동화 기술 제공 ‘ICT기업으로 도약’


 
“미국에 아마존이 있다면 영국에는 오카도가 있다”
유통기업이면서 물류혁신에 앞장서고 있는 대표적인 기업으로 아마존을 꼽는 경우가 많은데, 오히려 다른 글로벌 유통기업의 롤모델이 되고 있는 곳은 오카도이다. 외부에 자사의 혁신적 물류기술을 잘 알리지 않는 아마존과 달리, 오카도는 홈페이지나 보고서 등 다양한 채널을 통해 물류 기술과 솔루션 정보를 제공한다.
최근에는 물류자동화 솔루션을 판매하는 등 유통기업에서 ICT기업으로 사업을 확장하고 있다. 미국 최대 슈퍼마켓 체인 크로거는 자사 물류센터와 매장에 오카도의 무인 물류시스템을 전면 도입하기로 결정, 지난 5월에 오카도 지분 5%를 취득하기도 했다. 이외에 영국 모리슨, 프랑스 카지도, 스웨덴 ICA, 캐나다 소비스, 미국 크로거 등 유럽과 북미를 대표하는 유통업체들이 오카도의 물류기술을 적용하고 있다.
국내에서 온라인 전용 물류센터를 운영하고 있는 이마트와 롯데마트 역시 물류센터내 물류자동화 기술 도입 당시 오카도를 참고했던 것으로 알려졌다.
이에 대해 파이낸셜 타임즈는 자사를 위한 솔루션을 만드는 ‘아마존’은 Mac OS를 만든 ‘애플’로, 모두가 공유할 수 있는 솔루션을 만드는 ‘오카도’는 Window를 만든 ‘마이크로소프트’로 비유하기도 했다.
오카도는 2000년 4월 영국에 설립된 온라인 식료품 유통기업으로, 물류관리가 상대적으로 어려운 신선식품을 취급하면서 오프라인 매장없이 온라인만으로 2011년부터 흑자 기조를 이어가고 있는 유일한 기업이다.
한국정보화진흥원(NIA)이 발간한 Special Report ‘영국 오카도, 지능화 기술로 유통혁신을 이끌다’ 보고서에 따르면, 오카도의 성장은 대형물류센터 설립으로 배송 네트워크를 개선하는 한편, 물류 로봇과 AI를 활용한 기술혁신 등의 과감한 투자에서 비롯됐다.
기존 대형마트의 복잡한 유통구조를 단순화해 대형 물류센터에서 고객에게 직배송되는 시스템으로 빠르고 정확한 배송에 주력했으며, 최근에는 물류센터에 컨베이어 대신 무인로봇을 활용한 스마트시스템을 구축해 물류 생산성이 비약적으로 증가했다.
오카도는 지난 2002년 이후 2,700만건 이상의 주문을 처리해 2017년까지 6년간 약 20%의 높은 연평균 성장률을 지속했다.
오카도 팀 스테이너 CEO는 오카도 성공 핵심요소로 식료품 온라인시장의 큰 잠재 수요, 고객의 높은 충성도 이외에 기술혁신으로 인한 운영지표 개선, 스마트 솔루션 성장으로 인한 수익을 꼽았다.

물류기술 집약 ‘오카도 스마트 플랫폼’ 적용
오카도 물류혁신의 근간을 이루는 것은 오카도 스마트 플랫폼(Ocado Smart Platform, OSP) 솔루션으로, 산업자동화, 로봇공학, 배송경로 최적화뿐만 아니라 AI, 빅데이터 등의 첨단 기술을 물류센터와 배송에 접목시켜 OSP를 운영한다.
우선 머신러닝 기술을 사용해 예측분석을 개발하고 운영 복잡성을 관리하는 한편, 서비스의 실시간 최적화를 달성한다. 예를 들면 고객 분석을 위해 구글의 텐서플로를 활용해 우선순위에 따라 고객메일에 태그를 지정하고 분류하는 알고리즘을 개발했다.
또한 알고리즘 및 스마트 최적화를 위해 초당 400만 라우팅을 계산해 지속적으로 재고를 모니터링하고 창고내 재고 판매를 예측해 계산함으로써, 폐기물을 최소화하면서 제품 수명과 가용성을 극대화하는 조건내에서 공급업체에 자동으로 재고를 주문하는 재고보충시스템을 구축했다.
최근 Andover에 구축한 세번째 물류센터는 컨베이어 대신 바둑판 모양의 그리드를 설치하고 물류로봇 기술을 적용하는 등 OSP 기술을 최적화했다. 오카도는 기존 2개의 물류센터에는 컨베이어를 설치했지만 병목현상이 발생할 경우 물동량 처리에 시간이 지연되는 문제점을 해결하기 위해 Andover 물류센터는 스마트 플랫폼을 적용했다.
축구장 3개 규모에 달하는 거대한 큐브 형식으로 구성된 그리드에는 약 11만개에 달하는 박스가 적재돼 있으며, 각각의 박스에는 낱개 상품이 보관된다. 주문이 접수되면 약 1,000여대의 물류로봇이 그리드 위에서 상품이 적재된 박스를 찾아 피킹 및 패킹 스테이션으로 이동하며, 피킹이 완료된 박스를 다시 그리드에 적재한다. Andover 물류센터는 물류로봇을 통해 50건의 주문을 처리하는데 5분밖에 걸리지 않는 것으로 알려졌다.
물류로봇은 공간효율을 감안해 직육면체 바디를 가지고 있으며, 바퀴는 전후좌우 어느 방향으로 움직일 수 있도록 설계돼 있다. 로봇 한 대가 하루에 이동하는 거리는 50~60㎞이며, 물류로봇은 4G 네트워크 통신을 통해 제어하며 초당 300만회에 달하는 계산에 최적화돼 불과 3~4cm 간격을 두고 이동해도 충돌이 일어나지 않도록 설계됐다.
오카도는 4G 기반 기술을 활용해 수천개의 로봇이 각각 한번에 1,000개가 넘는 정보를 처리할 수 있는 무선칩이 내장돼 있어 무선 네트워크를 통해 빠르게 통신할 수 있는 새로운 통신 프로토콜을 구축했다고 밝혔다.
이외에 3D 게임기술을 활용한 3D 물류 조망시스템을 통해 물류센터내의 모든 상황을 그래픽으로 시각화함으로써 누구나 쉽게 물류센터 현황을 파악할 수 있게 했다.
오카도는 이같은 물류센터를 더욱 확장할 계획이다. 내년에 완공 예정인 Erith 물류센터는 Andover 물류센터보다 3배 더 큰 규모로, 약 3,000대 이상의 물류로봇이 투입될 것으로 예상된다.

배송에 IoT 적용 ‘초당 수백만개 경로 계산’
오카도는 고급 데이터 분석 및 클라우드 스토리지를 활용해 60만명이 넘는 고객에게 식료품 정보를 제공하는 등 빅데이터와 클라우드 기술도 적용했다.
클라우드 및 데이터팀은 고객 각자에게 개인화된 쇼핑환경을 제공하기 위해 고객이 직접 접촉하는 웹사이트, 창고, 배달차 등을 통해 데이터를 수집하고, 이를 활용해 긍정적인 고객경험을 창출하고 물류센터 운영을 최적화한다. 이를 통해 의사 결정 속도를 높이고 비용을 절감하고 있다.
이외에 스마트 플랫폼을 위한 데이터센터 아키텍처 단순화를 위해 오픈소스 패키지 쿠버메쉬(Kubermaesh)를 출시했다. 쿠버메쉬는 PC가 데이터센터의 고성능 서버에서 제공하는 컴퓨팅 또는 저장소 기능을 지원하는 노드로 구성될 수 있도록 지원한다. 이는 물류센터의 여러 컴퓨터를 연결해 분산 데이터센터를 구성하는 개념으로, 대형 데이터센터의 필요성을 없애기 위해 적용했다.
배송트럭에 실시간으로 정보를 클라우드에 스트리밍하는 광범위 센서와 컴퓨팅 장치를 설치하는 등 배송에는 IoT를 적용했다.
저전력 임베디드 센서는 차량 위치, 휠의 속도, 연료소비, 엔진 회전수, 기어변경 및 제도과 코너링 속도, 온도 등의 데이터를 수집한다. 이같은 데이터를 활용하면서 영국 교통인프라에 대한 방대한 데이터와 실시간 상호작용을 통해, 초당 수백만개의 경로를 계산하고 최적의 배송경로를 도출해 운전자에게 제공하는 라우팅 소프트웨어를 개발했다.

신선식품 피킹가능한 ‘그리퍼 로봇’ 개발중
오카도는 물류 프로세스에 로봇기술을 더 많이 적용해 물류 생산성 더욱 향상시키고 지속적인 혁신성장을 추구한다는 방침이다.
이에 따라 5만여개에 달하는 상품에 대해 각각 최적의 피킹을 할 수 있는 그리퍼 로봇을 개발중이다. 비정형 상품을 최적의 형태로 잡는 피킹기술은 로봇산업계에서도 화두로 떠오르고 있을 만큼 쉽지 않은 기술이다. 특히 신선식품의 경우 각각의 상품 특성에 맞춰 잡는 형태나 압력 등을 달리해야 손상이 가지 않기 때문에 더욱 어렵다.
따라서 피킹기술과 그리퍼 기술 확보는 미래 이커머스시장에서 경쟁력을 갖추는데 핵심 요소로 평가받고 있다. 아마존의 경우 매년 피킹 챌리지 대회를 통해 가장 우수한 그리퍼 로봇을 개발한 연구진을 선발한다.
오카도는 독일 베를린기술대(TUB)와 공동으로 개발한 모양이 제각각인 과일을 쉽게 잡을 수 있는 ‘PBO 핸드2’와 섬세한 피킹 데이터 수집을 위해 사람이 착용하는 장갑형 피킹 로봇 등의 기술을 보유하고 있다.
물류센터 유지보수 업무를 돕는 휴머노이드 로봇도 개발중이다. 세컨드핸즈(Second Hands) 프로젝트 일환으로 개발중인 ‘아르마(ARMAR)-6’의 시제품을 테스트중으로, 아르마-6는 스패너 등 물건을 집어 물류센터 유지보수 담당자에게 넘겨주는 등 협력작업이 가능하며 음성인식 기능과 인공지능을 보유하고 있다.
세컨드핸즈 프로젝트는 EU에서 840만 달러 자금을 투자받아 스위스 EPFL, 칼스루헤 기술련구소(KIT), 칼리지 런던대(UCL), 로마 사피엔자 대학 등이 참여해 수행하고 있다.
오카도는 2020년까지 아르마-6 개발과제를 완료하고, 2025년에 실제 물류센터에 배치할 계획이다.

자율배송트럭 ‘카고팟’ 테스트중
이외에 오카도는 라스트마일 딜리버리를 위한 자울배송트럭도 개발중으로, 지난해 6월부터 카고팟을 이용한 라스트마일 딜리버리를 시범운행하고 있다. 프로토타입 카고팟은 만약의 사고를 예방하기 위해 2명이 탑승할 수 있는 운전석을 만들어 운전자가 자율주행을 관리 감독하고 있다.
자율주행시스템 개발업체인 옥스보티카(Oxbotica)와 협업해 개발한 주율주행트럭 카고팟(Cargopod)은 전기차로 제작돼 친환경적이며 차량내 장착된 카메라와 센서를 이용해 GPS 도움없이도 위치를 확인하고 도로를 주행해 목적지까지 도달 가능하다. 또한 고객시간 선호도, 교통량 및 날씨와 같은 요인에 따라 배달경로를 최적화하기도 한다.
카고팟은 최대 128㎏ 화물을 실어 나를 수 있으며 최고속도는 40㎞/h이다. 8개의 보관함으로 구성돼 있으며 배송지에 도착하면 해당 보관함에 부착돼 있는 LED 등이 표시되므로 고객은 자신의 장바구니가 담긴 보관함에서 주문상품을 꺼낼 수 있다.
이처럼 오카도는 유통기업에서 ICT기업으로 도약하고 있다. 유통업에서 출발했지만 AI·로봇·빅데이터·IoT 등 지능기술 기반의 독자적인 유통·물류 플랫폼과 솔루션 등을 개발해 글로벌 유통기업에 적용하면서 온라인 유통전문 ICT기업으로 변신중이다. 

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