| 물류 로봇 / 물류 로봇 시대가 온다 | |||
 
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| 관리자 | |||
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물류 로봇 시대가 온다 알리바바 재고 적치·피킹·패킹에 로봇 적용 ‘로봇 자동화 구현’  Industry 4.0시대를 이끄는 기술중 하나로 평가받는 로봇산업이 크게 성장하고 있다. 한국로봇산업진흥원에 따르면, 2015년 세계 로봇시장은 전년대비 9.7% 늘어난 179억달러로 최근 6년간 연평균 13% 증가한 것으로 나타났다. 올해에는 지난해보다 14.6% 증가할 것으로 예상된다. 로봇은 제조용과 서비스용으로 나뉜다. 제조업에서는 스마트공장 확산에 따른 유연생산체제에 대응한 첨단제조로봇이, 서비스업에서는 무인이송·소셜·의료재활·안전분야 등에서 활용되는 로봇이 개발 및 상용화되고 있는 추세다. 특히 최근 로봇산업은 스마트화·서비스화·플랫폼화로 빠르게 전환되고 있다. AI, IoT, 클라우드 등 융합기술을 바탕으로 제조로봇은 공정에 맞게 프로그래밍된 작업을 수행하는 방식에서 직접 교시, 학습, 상호작용 등이 가능한 지능형으로 진화하고 있다. 서비스로봇은 음성인식·감정인식, 자가학습, 인간-로봇 상호작용, 지능형 이동 등을 바탕으로 무인이송 등 고도화된 서비스를 제공한다. 또한 로봇과 연계된 SW, 어플리케이션과 결합해 다양한 서비스를 제공하는 핵심 플랫폼으로 활용되고 있다. 국내 로봇시장규모는 총 설비투자 및 부품생산 증가에 힘입어 2014년 전년대비 19.2% 늘어난 2조 6,000억원으로 6년간 연평균 21% 성장했다. 국내 시장규모와 종합기술 경쟁력은 미국, 일본, EU에 이어 4위 수준이나, 지능·부품 등 핵심기술 경쟁력은 취약할 실정이다. 특히 시장을 선도할 경쟁력있는 로봇 전문기업이 부족하고 수요기반 역시 미흡하다. 산자부 5년간 5,000억원 로봇산업 투자 이에 산자부는 국내 로봇산업 발전을 위해 향후 5년간 약 5,000억원을 투자하는 것을 내용으로 하는 발전방안을 발표했다. 발전방안에 따르면 시장창출을 통해 로봇활용 수요기반을 넓히고 전문기업 육성과 핵심기술 확보, 융합생태계를 조성해 로봇 서비스와 플랫폼 공급역량을 강화한다는 전략이다. 이에 따라 산자부는 미래성장 가능성이 크고 기본적 내수기반이 갖춰져 있는 5대 유망픔목으로 ▲무인이송 ▲첨단제조(협업+양팔) ▲의료재활 ▲소셜 ▲안전로봇 등을 선정하고, 2020년까지 80개 공공 프로젝트를 발굴해 추진하기로 확정했다. 2017년에는 병원내 물류수요에 대한 이송로봇과 국립재활원 및 보훈병원에 재활로봇 보급을 우선 추진하고 2018년에는 우체국에 인공지능 기반 소셜로봇 등을 시범적용한다. 이후 2020년까지 물류센터 등에 이송로봇 20개를 적용한뒤 시범적용 결과를 바탕으로 2020년 이후 본격 확산한다는 계획이다. 로봇관련 제도도 정비한다. 미국의 경우 ANSI에서 작업장내 이동형로봇 가이드라인을 작성한 것을 비롯해 워싱턴DC에서 이동형 배달로봇 관련 입법계획을 발표하는 등 해외에서 안전기준 등의 제도정비 움직임이 보이고 있다. 이에 따라 산자부도 업계와 공동으로 이동형로봇 개발 가이드라인과 충돌회피 기준, 비상멈춤기능 규정 등의 사고대응 기준을 마련해 내년 상반기까지 법제화할 예정이다. 이외에 로봇 서비스·플랫폼 역량도 강화한다. 첨단로봇 개발 및 상용화, 서비스 역량 강화를 위해 10~15개 기업부설연구소를 ‘첨단로봇 상용화연구센터’로 지정해 2017년부터 2020년까지 기업당 최대 100억원을 투자할 계획이다. 총 1,000억원의 민관투자로 5대 유망분야 신제품을 20개 이상 개발하고 상용화를 추진한다는 방침이다. 또한 부품 및 풀뿌리 경쟁력 강화를 위해 공급·수요기업이 ‘로봇부품조합’을 구성하고 감속기 등 핵심 로봇부품 국산화를 위해 고각의 생산·측정장비를 공동 구축하도록 지원한다. 산자부 정만기 1차관은 “4차 산업혁명에서 고도화의 핵심요소인 로봇산업의 중요성이 더욱 커지고 있는 만큼 우리 로봇산업이 글로벌 경쟁력을 확보하기 위해서는 민관의 종합적이고 체계적 대응이 필요하다”며, “정부는 미래 성장가능성이 큰 유망품목을 중심으로 시장창출 촉진과 로봇 전문기업 육성을 통해 우리 로봇산업의 경쟁력 강화를 적극 지원해 나가겠다”고 밝혔다. 하역·피킹·배송 물류로봇 개발 및 상용화 활발 2020년 세계 물류로봇 시장은 연평균 32% 성장해 21억 5,000만 달러 규모에 달할 것으로 예측된다. 한국산업기술진흥원이 발표한 ‘미국 지능형로봇 산업별 수요분석 및 법제도 현황 보고서’에 따르면, 전체 글로벌 물류로봇 시장의 82.9%를 차지하는 공장 물류로봇(Factory Logistics Robots)이 가장 두드러진 성장을 보이면서 5년 이내 시장을 선도할 것으로 예상된다. 야외 물류로봇(Outdoor Logistics Robots)의 경우, 소비자 중심과 배송시간 단축을 위한 공장과 물류센터 활용 증가에 따라 연평균 34.19% 성장해 2020년까지 약 3억 4960만 달러 규모에 이르고, 기타 물류로봇(Others Logistics Robots)은 2020년까지 5,407만 달러 규모일 것으로 보고서는 예측했다. 물류산업에서 가장 활발하게 활용되거나 개발중인 로봇은 키바로 대표되는 무인이송 피킹로봇이다. 아마존이 물류센터에 로봇 1만 5,000대를 배치한 이후 이미 많은 피킹로봇이 나왔으며 상당 수준 상용화도 진행됐다. 현재는 단순히 재고를 사람앞에 갖고 오는 GTP(Goods to Picker) 방식을 넘어서, 자율주행이나 로봇팔을 통해 직접 피킹하는 방식으로 고도화되고 있다. 페치 로보틱스(Fetch Robotics)의 Fetch & Freight가 대표적으로, 피킹 작업용 로봇인 Fetch가 주문 제품을 피킹하고 무인이송 로봇인 Freight이 적재해 이송한다. GTP와 기존 피킹 컨셉이 결합된 로봇으로, 각 Fetch 로봇에 여러대의 Freight 로봇이 연계돼 있다. 바스티안은 자동창고에서 파렛트가 아닌 박스를 직접 피킹하는 로봇을 개발중이다. 스태커크레인에 로봇을 설치해 주문오더에 해당하는 박스를 바로 피킹하는 것이다. 이를 통해 파렛트 입출고 과정을 단축할 수 있다. 이외에 하역, 배송 등에도 로봇 개발 및 상용화가 한창이다. 와인라이트(Wynright)는 시간당 500개의 화물을 하역할 수 있는 로봇을 개발중으로, 저비용 카메라를 사용하며 복잡한 정보처리 시스템을 처리할 수 있도록 하는 것이 관건이다. 배송은 일부 상용화되고 있는 하늘을 나는 드론외에 땅위를 달리는 단거리 배달용 지상드론도 시범주행중이다. 영국 드론업체 스타십 테크놀로지스는 소비자 가정까지 직접 패키지를 배달하는 지상 주행용 드론을 개발했다. 로컬허브나 식료품점에서 30분 이내에 배달을 완료하는 것을 목표로 하고 있으며, 음식배달업체인 저스트 이트와 프론토, 수퍼마켓 체인인 메트로 그룹 등과 시범운용에 돌입했다. 지상드론은 주행용 바퀴 6대가 부착돼 있으며, GPS와 카메라, 동작 감지센서를 장착해 사전에 입력된 목적지를 스스로 찾아가고 장애물을 인식해 스스로 피한다. 소포는 10㎏까지 실을 수 있으며 최대 시속 6㎞로 주행 가능하다. 알리바바 자동창고 30% 비용으로 로봇 자동화 구축  이처럼 물류산업에서 각 프로세스 공정마다 업무를 수행하기에 적합한 로봇을 개발해 이를 상용화하는 움직임이 활발하다. 알리바바는 이를 넘어서 물류센터 입고 이후 재고 적치부터 피킹, 포장에 이르는 전 과정에 로봇을 적용해 물류업무를 처리하는 ‘로봇 자동화’를 구현했다. 알리바바는 급증하는 물동량에 효과적으로 대응하고 빠른 배송을 실현하기 위해 자동창고 등 물류자동화 설비에 대한 투자를 강화하고 있다. 그러나 중국 전역에 위치한 160여개의 물류센터에 자동창고를 구축하기 위해서는 천문학적인 금액이 투입돼야 하므로, 낮은 비용으로 물류자동화를 구축할 수 있는 방안을 모색해 왔다. 이에 ABB와 함께 물류센터 입고 이후 물류업무를 로봇이 처리하는 물류센터를 구축, 최근 운영을 시작했다. 프로세스를 살펴보면, 물동량이 물류센터에 도착하면 작업자가 플라스틱 박스에 제품을 적재하고, 박스는 컨베이어를 타고 랙으로 이동한다. 원형으로 이루어진 랙 중앙에 설치된 다관절 로봇이 박스 바코드를 인식하고 정해진 위치에 적치한다. 컨베이어는 입고와 출고를 구분하기 위해 2단으로 설치됐으며, 랙은 다관절 로봇이 360도 회전하면서 작업하기에 최적화된 원형으로 설계했다. 재고를 적재 또는 출고하는 로봇은 총 4대가 설치됐으며, 로봇 1대당 600SKU, 총 2,400SKU를 처리할 수 있도록 구성됐다. 주문정보가 발생하면 로봇이 해당 재고가 담긴 박스를 출고 컨베이어에 올리고 박스는 피킹존으로 이동한다. 피킹존에는 카메라로 바코드 또는 제품 이미지를 인식하는 3D 비전 시스템이 구축돼 있어, 고객 주문정보와 피킹제품 정보를 매치하고 고객 박스에 피킹한다. 피킹이 완료된 플라스틱 박스는 컨베이어를 통해 다시 랙으로 이동한다. 주문을 충족한 고객 박스는 컨베이어를 통해 패킹존으로 이동하면 로봇이 포장을 완료하고 출고장으로 이송한다. 이같은 로봇 자동화 설비는 고속으로 처리해야 하는 회전률이 빠른 제품보다 구색을 많이 갖춰야 하는 소량 다품종 물류에 적합하다. 알리바바는 물류센터에 재고를 적재하는 로봇 4대를 포함해 총 10대의 로봇을 설치했으며, 동일한 양의 물동량을 처리하는 자동창고와 비교했을 때 30%에 불과한 초기 투자비가 투입됐다. 유지보수 역시 자동창고보다 용이하며 비용도 적게 든다. ABB코리아 로봇사업부 이상호 차장은 “중소형 규모 물동량의 경우, 자동창고는 투자금액이 많이 들고 수작업으로 처리하기에는 부담이 된다”며, “알리바바가 구축한 로봇 자동화 설비가 대안으로 적절하며, 설비가 복잡하지 않고 심플한데다 보관랙의 경우 물동량에 맞춰 이중 또는 고단으로 변경할 수 있다”고 설명했다. 화장품 포장라인 로봇 활용으로 자동화 실현 국내에도 물류현장에 부분적으로 로봇을 적용한 사례들이 있다. 화장품업체 A사와 편의점업체 B사가 대표적으로, A사는 포장라인에 B사는 출고라인에 적용했다. A사는 고객이 온라인에서 주문한 제품을 작업자가 트레인에 올려놓은 이후 공정을 로봇이 자동으로 처리한다. 즉, 피킹이 완료된 트레이는 비닐 수축포장을 한뒤 컨베이어를 통해 박스 포장존으로 이동한다. 포장존에서는 총 4가지 종류의 빈박스가 루프 컨베이어를 타고 돌면, 로봇이 정해진 크기의 박스를 집어 포장라인에 투입한다. 트레이에는 각기 다른 크기와 수량의 제품이 수축포장돼 있으므로, 트레이가 포장라인에 들어서면 바닥에 부착된 바코드를 인식해 로봇이 트레이를 들어 올려 가장 적합한 크기의 박스에 넣는다. 이때 트레이 정보와 박스 정보가 매칭되며, 박스 테이핑을 거쳐 출고장으로 이동한다. 특히 A사는 물동량이 시시각각 변하는 것을 실시간으로 반영해 박스를 투입할 수 있도록 시스템을 구축했다. B사는 주문물량을 매장으로 가는 롤테이너에 싣는 작업에 로봇을 적용했다. 즉, DPS를 통해 매장별로 피킹이 완료된 플라스틱 박스가 컨베이어를 타고 오면 로봇이 박스를 들어올려 롤테이너에 적재한다. 여러 개의 박스가 한 매장으로 갈 경우 자동으로 최대 3단까지 겹쳐지도록 했으며, 로봇은 이를 한번에 들어올려 작업속도를 높일 수 있도록 했다. 적재가 끝난 롤테이너는 자동으로 배출되고 작업자는 새로운 롤테이너를 공급하면 된다. 롤테이너 적재 작업은 단순 수작업으로 기존에는 많은 인원이 필요했지만, 로봇 구축으로 롤테이너를 투입하는 인원만 있으면 작업을 완료할 수 있게 됐다. 이에 따라 B사는 내년에는 롤테이너 적재 로봇을 전국으로 확대할 계획이다. 미니인터뷰 / ABB코리아 로봇사업부 이상호 차장 “물류산업 로봇 수요 잠재력 높아” 물류현장에 필요한 로봇시스템 공급 계획  ABB는 전력·자동화·제조용로봇 분야 선도기업으로, 자동화분야에서 축적된 기술력을 바탕으로 1974년 로봇사업을 시작한 이후 현재 양팔 및 협업로봇, 수직다관절 및 병렬로봇 등을 생산하고 있다. 그동안 산업자동화 분야에 주력하던 ABB가 물류로봇에 관심을 갖게 이유는 무엇인가. 이커머스 비즈니스 활성화로 다품종 소량 물량이 늘어나면서 물류산업에서 자동화설비에 대한 니즈가 증가하고, 자연스럽게 로봇에 대한 관심도 높아지고 있다. 글로벌 로봇 기업들 역시 파일럿 프로젝트 등을 통해 물류산업까지 사업범위를 확장하고 있는 추세이다. 제조용로봇 및 공장자동화 전문기업인 쿠카(KUKA)가 글로벌 탑5 물류자동화설비 기업인 스위스로그를 인수한 것이 대표적인 예이다. ABB도 물류산업에서의 로봇 수요에 대한 잠재력이 높다고 보고 2년전부터 준비해왔다. 그러나 기존 ABB가 주로 취급했던 정밀도·반복성 위주의 로봇 자동화 솔루션과는 달리, 물류분야는 다양한 제품을 취급해야 하고 유연한 시스템이 필요하다는 점에서 타 산업보다 더 복잡한 기능이 요구되는 산업이다. ABB가 진출하고자 하는 물류로봇 시장을 설명해달라. 물류는 로봇수량 자체로 보면 큰 시장이 아니다. 물류센터 프로세스상 로봇을 대규모로 투입할 수 있는 공정이 거의 없다. 그러나 ABB는 로봇과 모터, 드라이브, 제어시스템 등 여러 제품들과 결합해 전체적인 솔루션을 엔드유저에게 제공할 경우 잠재력이 크다고 보고 있다. 물류업계에서 로봇이라고 하면 최첨단 물류장비라고 생각하는 경향이 있는데, 사실 자동화설비에서 로봇의 기능은 단순한 편이다. 다만 SW, 서비스 등과 어떻게 조합하느냐에 따라 새로운 결과물이 나올 수 있는 것이다. 예를 들면 명절에 물동량이 급증하는 선물세트의 경우 몇 달간 인력을 투입해 물류작업을 진행하는데, 화장품업체 A사의 포장 로봇기술과 편의점 업체 B사의 적재 로봇기술 등을 결합할 경우 라인을 자동화하는 새로운 기술이 나올 수 있는 것이다. 따라서 ABB는 로봇 기술을 기반으로 자동화설비 및 SW 업체들과 협력하면서 물류현장에 필요한 로봇시스템을 공급할 계획이다. 알리바바가 물류센터에 구축한 로봇 자동화가 국내 물류현장에도 적합하다고 생각하는가. 이커머스시장이 크게 성장하면서 물동량이 매년 20~30%씩 늘어나는 기업이 많아지고 있다. 그러나 매출 2,000~3,000억원 규모의 기업은 자동창고를 도입하기에 초기 투자비가 너무 많이 들고, 비싸다고 자동화설비를 구축하지 않을 경우 기존 인프라만으로는 2~3년후에 늘어난 물동량을 감당할 수 없게 되는 딜레마에 빠지게 된다. 알리바바 물류센터에 구축한 로봇 자동화 설비는 자동창고 비용의 30%에 지나지 않아 이런 기업이 도입하기에 매우 유리하다. 실제로 알리바바 물류센터를 벤치마킹하고 싶다는 업체가 계속 늘어나고 있는 중이다. <저작권자 ⓒ 월간 물류매거진(www.ulogistics.co.kr) 무단전재 및 재배포금지> |
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