분산형 모션 제어로 다운타임 줄인 물류 컨베이어 시스템 개선 사례
패션 물류 및 이커머스 물류 현장에서는 대량 주문을 빠르게 처리하기 위한 자동화 컨베이어 시스템 활용이 확대되고 있다. 그러나 대규모 체인 구동 기반 컨베이어는 센서 오작동과 복잡한 배선 구조, 반복적인 설비 정지 등으로 인해 운영 안정성이 저하되는 경우가 많다.
온라인 의류 리세일 업체 ThredUp은 SEW-EURODRIVE와 협력해 정밀하게 설계된 분산형 모션 제어 솔루션을 구축함으로써, 센서 오류와 기계적 잼 (Jam) 문제를 해결하고 4층 규모 자동화 컨베이어 시스템의 안정적인 연속 운영 체계를 구현했다.
이번 사례는 절대형 엔코더 기반 위치 제어와 분산형 아키텍처를 통해 대규모 물류 자동화 시스템의 안정성과 확장성을 동시에 확보한 사례다.
▲ ThredUp의 4층 오버헤드 체인 컨베이어 시스템 전경. 기존 시스템은 반복적인 센서 오류와 기계적 잼 문제로 인해 운영 안정성에 한계를 보였다.
Challenge
반복적인 설비 정지와 위치 정밀도 문제
온라인 의류 리세일 업체 ThredUp은 주문 처리 효율을 유지하기 위해 4 층 규모의 오버헤드 체인 컨베이어 시스템을 운영하고 있었다. 해당 시스템은 매일 수천 개의 의류를 이송하는 핵심 물류 설비였지만, 기존 VFD 제어와 근접 센서(Proximity Sensor), 체인 카운트 기반 위치 추적 구조로 인해 반복적인 운영 문제가 발생하고 있었다.
특히 센서 오인식과 시퀀스 오류, 복잡한 배선 구조 문제가 지속적으로 발생했으며, 낙하된 의류가 체인 구동부를 막으면서 기계적 잼(Jam)과 구조 손상도 반복됐다. 체인 파손이 발생할 경우 최대 12시간에 달하는 다운타임이 발생했고, 이는 주문 처리 지연과 수익 손실로 이어지는 주요 원인이 됐다.
기존 시스템은 다음과 같은 구조적 한계를 안고 있었다.
• 위치 제어 정밀도 저하: 체인 정렬 오차로 센서 오인식과 잘못된 의류 이송이 발생했다.
• 복잡한 배선 구조: 다수의 센서 사용으로 대형 제어반과 배선 구조가 복잡해졌다.
• 수동 재설정 부담: 정전 이후 600개 이상의 체인 재설정 작업이 필요했다.
• 반복적인 설비 고장: 낙하된 의류로 인해 기계적 잼과 구조 손상이 반복됐다.
• 제한된 시스템 확장성: 제어반 및 배선 구조로 인해 시스템 확장에 제약이 발생했다.
결국 ThredUp은 보다 안정적이고 안전하며, 확장 가능한 차세대 모션 제어 시스템 도입이 필요한 상황에 직면했다.
▲ MOVIGEAR Performance 메카트로닉 드라이브는 분산형 모션 제어 기반 컨베이어 시스템에 적용됐다.
Solution
절대형 엔코더 기반 분산형 모션 제어 적용
SEW-EURODRIVE는 ThredUp과 협력해 MOVIGEAR Performance 메카트로닉 드라이브와 MOVIKIT Positioning 소프트웨어를 기반으로 한 분산형 정밀 모션 제어 솔루션을 구축했다.
새로운 시스템은 기존 센서 기반 위치 추적 구조를 개선하고, 보다 안정적인 위치 제어와 시스템 운영이 가능하도록 설계됐다. 또한 분산형 아키텍처를 적용해 기존 대형 제어반 구조와 복잡한 배선 문제도 함께 개선했다.
• 절대형 엔코더 기반 피드백: 근접 센서를 제거하고, 전원 손실 이후에도 정확한 위치 정보를 유지할 수 있도록 구성했다.
• MODULO 포지셔닝: MOVIKIT 로직을 활용해 연속적인 체인 이동을 정밀한 가상 프레임 단위로 제어했다.
• 분산형 아키텍처: 대형 제어 캐비닛을 제거하고, 드라이브 간 전원 및 Ethernet 통신을 데이지체인 방식으로 연결했다.
• 상태 모니터링 기능: 실시간 속도 및 토크 모니터링을 통해 장비 손상을 예방할 수 있도록 구성했다.
• 저소음 구동: MOVIGEAR IE5 드라이브 적용을 통해 설비 소음을 크게 줄였다.
• 에너지 효율 향상: 고효율 드라이브 기반 구조를 적용해 에너지 절감 효과를 확보했다.
▲ SEW의 메카트로닉 드라이브와 통합 절대형 엔코더는 ThredUp 의 체인 컨베이어 시스템에서 정밀 위치 제어와 안정적인 분산형 모션 제어를 구현한다
Result
다운타임 제거와 물류 자동화 안정성 확보
ThredUp은 총 360개의 MOVIGEAR Performance 드라이브를 오버헤드 컨베이어 라인에 적용해 자동화 운영 안정성을 크게 개선할 수 있었다.
우선 의류 위치 제어 정밀도는 프레임 기준 1/100 수준까지 향상됐으며, 기존 시스템에서 반복적으로 발생하던 잼과 센서 오류 기반의 예기치 않은 다운타임 역시 제거됐다.
또한 기존 시스템에서 필요했던 기준 위치 재설정(Referencing) 작업과 복잡한 제어반 기반 배선 구조 역시 크게 단순화됐다. SEW의 MOVI-C 모듈형 자동화 프레임워크를 기반으로 시스템 확장성도 확보할 수 있었다.
운영 안전성 측면에서도 개선 효과가 나타났다. 체인 잼 발생 시 시스템이 밀리초 단위로 자동 정지하도록 구성되면서 생산 중단과 설비 손상을 최소화할 수 있었다. 이와 함께 설비 소음 감소 효과도 확인됐다. 현장 작업자들은 기존 대비 보다 쾌적한 작업 환경이 조성됐다고 평가했다.
Insight
대규모 물류 자동화의 핵심은 분산형 제어 구조
이번 사례는 대규모 물류 자동화 시스템에서 단순한 구동 성능보다, 위치 정밀도와 시스템 안정 성, 유지보수 효율, 확장성을 동시에 고려한 모션 제어 아키텍처가 중요하다는 점을 보여준다.
특히 절대형 엔코더 기반 분산형 모션 제어 구조는 복잡한 센서 및 배선 의존도를 줄이면서도, 대규모 컨베이어 시스템의 안정성과 운영 효율을 동시에 확보할 수 있다는 점에서 의미가 있다.
SEW-EURODRIVE는 이번 프로젝트를 통해 기존 문제 해결을 넘어, 향후 확장성과 예지보전까지 고려한 보다 유연한 물류 자동화의 구현을 가능하게 하고 있다.
자료제공: SEW-EURODRIVE(www.seweurodrive.com)
