창고 자동화의 혁신을 선도하는 물류 로봇의 7가지 장점

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개요

2020년에는 글로벌 소매 전자상거래 매출이 4조 8800억 달러로, 2017년 매출의 두 배로 증가할 것으로 기대된다. 아마존 효과(Amazon effect)는 전자상거래 붐의 중심에 있다. 소비자는 언제 어디서나 원하는 것을 요구 할 수 있다. 이는 과거와 달리 시설이 안 좋은 소매 업체와 서비스 제공 업체를 사로잡는 것이다. 적재 공간이 줄고 제품 회전이 빨라졌으며, SKU(Stock Keeping Unit, 재고관리코드)와 주문 수량이 적어졌다. 직원 수요가 늘어나고 서비스 수준 목표를 지원하게 되면서 직원들이 어려움을 겪고 있다. 새로운 충족은 기존 유통망 운영자에게 강제로 자동화를 하거나 운영을 그만두게 한다.

물류창고 운영자는 전통적으로 이런 문제를 해결하기 위해 대규모 자동화 해결책으로 바꾼다. 이들은 수백만 달러짜리 컨베이어, 셔틀, 자동 저장, 검색 시스템을 구입하는 데 1년이 걸리고 투자 수익을 확인하는 데는 6년이 걸린다.

유일한 문제는, 시스템의 비용과 크기를 감당할 여유가 없는 공급업체는 제외된다는 점이다. 소규모 운영은 복잡함과 창고 레이아웃과 예산 비용이 추가되는 계단식 시스템을 감당할 수 없다.

 

자동화하는 새로운 방법

물류 산업 대표자 대부분은 오늘날의 경제에서 관련성을 유지하려면 창고 자동화가 필수라는 데 동의한다. 이제 전통적인 자동화의 성능으로 수동 카트 선택의 유연성을 제공하는 자동화가 있다. 협업 모바일 물류 창고 로봇은 이미 로봇을 사용하는 XPO Logistics와 기타 업체 사이의 격차를 해소하는 데 도움이 되는 선도적인 해결책으로 부상했다.

 

협업 모바일 물류 창고 로봇이란?

협력 업체의 모바일 물류 창고 로봇이 무엇인지 이해하려면, 운영자는 시장에 출시된 다양한 유형의 물류 창고 로봇을 이해해야 한다.

‘Modern Materials Handling’의 편집자인 Bob Trebilcock은 2018년에 선도적인 창고 로봇 해결책의 방법론을 소개했다.

• ‘Lead me’ 접근법 : 로봇이 현장의 창고 관리 시스템에 통합됐다. 로봇이 각 위치에서 항목과 수량을 나타내줌으로써 피커(picker)를 안내한다.

• ‘Follow me’ 접근법 : 로봇 즉, 자동 카트는 뒤에서 다른 카트를 당기는 사람처럼 행위를 한다. 로봇을 제어하는 피커가 뒤따른다.

• ‘Swarm me’ 접근법 : 창고 관리 시스템과 통합된 로봇은 가까운 피커들이 로봇과 상호 작용할 때까지 기다린다.

• ‘Holy Grail’ 접근법 : 로봇은 피킹(picking) 기능을 갖고 있으며, 피킹 위치로 자율적으로 이동하여 피킹을 수행한다. 이 접근법은 사람이 개입되지 않는다.

‘협업’에 대한 정의

많은 판매회사가 ‘협업 물류 창고 로봇’이라는 표현을 대략적으로 사용한다. 이름에서 알 수 있듯이, 협업 모바일 물류 로봇은 자율적이며 물류 창고에 있는 사람과 함께 일한다.

‘리드 미(Lead Me)’ 접근법은 이 정의의 정신과 가장 유사하다. 로봇은 하루 종일 창고 직원과 협력한다. 로봇은 피커의 작업을 리드하고 작업 흐름을 지시하며, 생산성을 향상하고 경쟁을 자극하고 성과를 높이기 위해 게임화(gamification)를 제공해 작업을 계속하도록 도와준다.

 

전통적인 창고 자동화는 무엇인가?

전통적인 자동화에는 창고와 유통센터가 증가하는 수요를 충족하기 위해 수십 년 동안 사용해온 기술들이 포함된다. 시스템 종류는 다음과 같다.

• 컨베이어 시스템

• Pick-to-Light 시스템

• Pick-to-Voice 시스템

• 향상된 카트 피킹(Pick-to-Voice 또는 클러스터 피킹 기능 포함)

• 자동 가이드 차량

• 단위 분류기, 일괄 처리된 항목의 사후 선택 정렬

• GTP(Goods to Person) - AS/RS, 셔틀 또는 Kiva형 시스템

전통적인 자동화는 창고를 최적화하기 위해 실행할 수 있는 접근법이지만, 협업 로봇은 몇 가지 중요한 면에서 전통적인 자동화를 수행한다. 다음은 자동화에서 협업 모바일 물류 창고 로봇이 기존 접근법보다 나은 7가지 이유이다.

 

I. 안전

창고는 노동력 부족에 직면했다. 근로자에 대한 수요는 자격 있는 후보자의 공급을 훨씬 초과한다. 운영자는 물리적 요구에 따른 창고 작업과 그로 인한 위험 때문에 부분적으로 양질의 노동을 끌어들이기 위해 고심하고 있다.

완전 자동 창고는 운영자를  완전히 제거해 안전 문제를 해결하려고 노력한다. 사실, 작업자는 컨베이어 장비를 만지지 말 것을 권고하지만 사고는 여전히 발생한다. 2016년 창고와 보관 업계의 정규직 직원 100명당 5건의 산업재해가 발생했다. 미국 산업 안전 보건국에서는 정기적으로 컨베이어 자동화와 관련된 치명적인 사고를 기록한다.

어느 기술도 사고가 없는 창고를 만들 수는 없다. 그러나 공동 모바일 물류 로봇 로봇은 사고를 문제를 해결하는 다른 방법을 제공한다.

• 로봇은 인간과 함께 작업하도록 설계됐다. 로봇 기술은 OSHA와 ANSI 표준을 준수하며 협업 로봇은 엄격한 정지 정밀도를 준수한다.

• 장애물 주위를 탐색한다. 로봇은 센서 기술을 사용해 창고에서 어디로 가고 있는지를 알며 인간과 다른 장비를 어떻게 움직이는지를 알고 있다.

• 핸즈 프리 피킹(hands-free picking) 환경을 조성한다. 기계가 스스로 움직이기 때문에 작업자가 안전하게 작업할 수 있는 핸즈 프리 환경을 조성할 수 있다.

II. 유연성

2017년 설문 조사에서 세계 업계 지도자들은 5대 미래 과제 중 하나로 공급망 유연성의 개선을 꼽았다. 전통적인 자동화 해결책은 유연성과는 반대이다.

그들은 부피가 크며 상당한 공간을 필요로 하는 시스템에 고정돼 미래 창고에 적합하게 만든다. 사업이나 경제가 바뀌면 어떻게 될까?

협업 로봇은 창고 자동화에 대한 현대적이고 사용자가 정의할 수 있는 접근 방식이다. 많은 창고 로봇 회사는 운영자가 성수기에 활용할 수 있는 융통성 있는 가격 책정 구조를 제공한다. 즉, 회사는 계절적 요구에 부응하기 위해 더 많은 로봇을 임대할 수 있으며, 정기적인 수요가 돌아올 때 반환할 수 있다. 계절적 수요가 많은 몇 달 동안에 맞춰 자동화 해결책을 조정하는 대신, 운영자는 바쁜 몇 달 동안 로봇을 대여해서 사용하고 지금 필요한 것만을 위한 자본을 구매할 수 있다.

또한 협업 모바일 로봇에는 새로운 물리적 인프라가 필요 없다. 전통적인 자동화와는 달리 랙킹(racking)과 볼트와 셔틀을 필요로 하지 않는다.

III. 생산성

창고 운영자는 생산성 측면에서 비즈니스를 적절하게 배치하고 직원에게 올바른 장비와 도구를 제공해 최대한 빠르고 안전하게 작업을 수행하는 두 가지 문제에 관심을 갖고 있다. 그러나 창고를 충원하는 것은 쉬운 일이 아니다. 양질의 노동에 대한 수요는 크지만 공급은 그렇지 않다. XPO Logistics가 2018년에 한 발표 따르면, 2013년부터 2015년까지 창고업을 위한 대도시의 노동과 화물 작업에서 임금은 13.2%까지 증가했다. 미국 일부 지역에서는 시간당 25달러에 가까운 임금을 받고 있다.

노동력 고용에 어려움을 겪는 창고 운영자는 현재의 인력을 최적화해 비용을 줄이고 주문을 더 빨리 받을 수 있는 방법을 찾고 있다. 간단히 말해서, 그들은 노동자의 생산성을 향상하기 위해 노력하고 있다. 전통적인 자동화 방식을 택하거나 기존의 WMS 시스템을 더 많이 요청하지만, 두 옵션 모두 시간이 오래 걸리고 비용이 많이 든다는 것을 알게 됐다.

대안으로, 협업 로봇은 물류창고가 개인 해결책과 상품에 필적하는 속도를 달성하도록 돕는다. 협업 모바일 로봇을 사용하는 사이트는 생산성이 2-3배 향상되고 오류가 줄어들며 동료가 더 편해진다. 종종 협업 모바일 로봇 해결책에는 WMS와 WES를 향상할 수 있는 소프트웨어가 함께 제공된다.

 

지성

전통적인 상품 대 개인(goods-to-person) 자동화 즉, ‘재고를 직접 관계자에게 가져오는 기술’은 각 품목별로 걷는 것을 거의 없앤다. 그러나 창고에는 픽업만 하는 것이 아니라 온갖 종류의 작업이 있다. 비슷한 일을 함께 묶을 수 있는 더 현명한 방법이 있다면 어떨까?

협업 모바일 로봇은 현재 작업 과제와 창고 바닥상태를 바탕으로 실시간으로 결정을 내리는 지능형 자동화 해결책이다. 기계 학습 인공 지능을 사용해 가능한 한 촘촘하게 경로를 선택하고 모든 작업 사이의 단계를 줄임으로써 불필요한 보행을 줄여 동료가 같은 시간 안에 더 많은 작업을 수행할 수 있도록 돕는다.

 

IV. 비용

물류 책임자는 안정적인 ROI(return on investment)로 비용 효율적인 자동화 해결책을 필요로 한다.

창고 자동화는 다양한 형태와 크기로 제공되지만 기존의 자동화는 길고 높은 ROI로 가장 비싸고 관여하는 유형의 자동화가 될 수 있다.

 

경제성

전통적인 자동화는 엄청난 비용이 든다. 창고 규모와 비즈니스 요구 사항에 따라 전통적인 해결책은 1백만 달러부터 시작하며, 완전 자동화된 해결책은 2,500만 달러 이상이 요구될 수 있다.

기존 자동화는 선불 비용 외에도 다음과 같은 여러 가지 방법으로 창고 비용을 절감할 수 있다.

 

지속되는 비용

기존의 자동화는 규모가 크기 때문에 움직이는 부품이 더 많이 포함되며 더 높은 수준의 유지 관리가 필요하다. 창고는 종종 예비 부품과 기술 전문 지식을 위해 예산을 책정해야 한다.

 

실행할 시간

전통적인 자동화가 점점 커지고 복잡해짐에 따라 프로젝트 범위가 확장돼 제어 불능 상태가 될 수 있으며 프로젝트가 실행될 때까지 모든 이점(원금 회수 시 분모)이 지연된다.

 

자본 비용

오늘날 2,500만 달러를 쓰는 데에는 비용이 많이 드는 반면, 향후 5년 동안 5백만 달러를 쓰는 것은 비용이 덜 든다. 모바일 로봇은 창고가 지출을 늦추고 필요에 따라 시스템을 확장할 수 있도록 한다.

이로 인해 운영자는 자본 투자를 자유롭게 할 수 있다.

과거엔 운영자가 다른 옵션이 없었기 때문에 이런 큰 자본 비용을 부담해 왔으나 더 이상은 아니다. 오늘날의 유료화 때문에 새로운 자동화 옵션이 생겨났다. 협업 모바일 로봇은 비용이 적게 드는 동시에 기존 해결책과 거의 같은 수준의 생산성을 제공한다. 가격은 봇(bot)당 3만~5만 달러이다. 로봇의 시작 키트는 25만 달러이다.

대부분의 비용이 고가의 인프라와 필수 서비스에 있는 전통적인 자동화와는 달리, 로봇의 주요 비용 동인은 센서와 전자 제품 그리고 소프트웨어이며 가격은 계속 떨어질 것이다. 이렇게 하면 로봇을 제작하는 데 드는 미래 비용을 줄여서 고객의 투자 원금 회수를 더욱 향상할 수 있다.

V. 속도

자동화된 해결책이 빨리 작동할수록 창고 운영자가 더 빨리 투자 수익을 얻을 수 있다. 최근 몇 년 동안 일부 컨베이어 기술이 개선됐지만 업계 분석가에 따르면 전통적인 프로젝트의 경우 12개월에서 24개월이 소요되며 5년간의 투자 회수 기간이 필요하다. 한편, 협업 로봇 해결책은 4주 이내에 실시간으로 구현될 수 있으며 1년 동안 투자 수익을 제공할 수 있다.

또는 자동화 수준이 높을수록 프로젝트가 복잡해지고 지연과 손실 위험이 커진다. 2000년 Sainsbury(세인스베리)에서 공개된 창고 자동화 실패를 예로 들 수 있다.

영국에서 가장 큰 슈퍼마켓 체인 중 하나인 Sainsbury는 창고 자동화 프로젝트에 착수했다. 이 프로젝트는 2004년까지 엄청난 매출 손실을 보고하는 등 차질을 빚었다.

협업 로봇은 여러 가지 이유로 일을 빨리 한다.

• 디자인 : 협업 로봇은 자율 차량을 만드는 데 사용되는 기술의 이점을 누린다. 로봇은 일단 땅에 닿으면 물류창고를 설계할 수 있다. 반면 기존 해결책은 수 개월간의 설계가 필요하므로 구현 시간이 느려진다.

• 간소화된 통합 : 협업 로봇은, 물류 창고 작업자가 일을 시작할 수 있도록 주요 작업 목록에 초점을 맞추는, 능률화된 WMS 통합을 통해서 더 신속한 진행을 제공한다. 일부 해결책은 창고에 WMS가 필요하지 않다.

• 교육 : 공동 협업 로봇을 사용하면 해결책 디자인에 교육이 추가되므로 신규 도입을 쉽게 시작할 수 있다. 시스템은 기계적 터치 포인트와 통합이 적고 리드 프로세스를 통해 연결된다.

• 더 가벼운 인프라 : 운영자는 협업 로봇을 갖춘 장비가 더 적게 필요하다. 로봇 해결책은 기존 해결책과 마찬가지로 5년에서 7년 사이의 1년 내내 설계됐기 때문이다.

VI. 확장성

기존의 자동화 해결책을 쉽게 확장할 수 있는 방법은 없다. 1년 내내 볼륨을 처리할 수 있는 고정 인프라이다. 하지만 볼륨이 바뀌면 어떨까? 창고 운영자는 전통적인 해결책을 만들기 위해 많은 공간을 필요로 한다.

이미 프리미엄으로 가격이 책정된 창고 부동산으로 인해, 1년 내내 드물게 사용되는 중장비 를 적재하는 것이  기업에서 자본을 최대한 활용하는 것은 아니다.

대신 모바일 로봇은 훨씬 적은 용량 단위로 더 빨리 추가할 수 있다. 새로운 인프라가 필요하지 않으므로 훨씬 효과적으로 확장된다. 운영자는 피크 기간 동안 추가 용량을 임대할 수 있다. 또한 유통과 이행 센터 사이에 이

동이 필요할 경우 다른 시설로 쉽게 이전할 수 있다.

VII. 신뢰성

장비의 신뢰성은 성공적인 창고를 운영하는 데 필수다. 창고 운영자가 시스템을 사용해 작업을 수행할 수 없을 땐 주문 이행에 의존하는 수밖에 없다. 창고 혹은 주문 처리 센터는 회사 브랜드에 중요한 역할을 한다. 

창고 운영자는 컨베이어와 같은 전통적인 자동화 장치를 사용해 모든 물품을 큰 바구니 하나에 넣는다. 예를 들어, 컨베이어 벨트가 내려가면 창고 전체가 멈춰 서서 수백 명의 근로자를 서 있거나 집으로 보낼 수 있다. 한편, 한 협업 모바일 물류 창고 로봇이 다운되면 다른 로봇이 작동하므로  창고의 처리량이나 작동에 아무런 영향을 미치지 않는다.

창고 운영자는 협업 로봇을 사용해서 분산된 자율 이동 근무자를 만들어 운영 전반에 걸쳐 신뢰성을 보장한다.

자료 제공 : 6 River Systems(www.6river.com)