스마트 스토리지: 물류 로봇의 경쟁

게시일: 2021년 9월 28일 / 업데이트일: 2021년 9월 28일 – 저자: Konrad Wolfenstein

스마트 스토리지: 창고 로봇 – 공장이나 창고의 물류 로봇 – 폰라마이 사진|Shutterstock.com

창고 물류 최적화는 통신 판매 업계뿐만 아니라 대부분의 기업에게 핵심 사업 활동이며, 동시에 가장 큰 비용 부담 요인 중 하나입니다. 복잡성 때문에 이 분야의 개선은 기업이 직면한 가장 어렵고 비용이 많이 드는 과제 중 하나입니다. 효율성을 위해 프로세스를 간소화하는 한 가지 방법은 자동화된 자재 흐름 및 컨베이어 시스템을 사용하는 창고 자동화입니다. 이러한 시스템에서는 최첨단 랙 시스템에 상품이 보관됩니다.

그렇다면 상품은 어떻게 그곳에서 픽업 스테이션까지 이동하는 걸까요?

이 단계에서는 종종 창고 작업자들이 모바일 스캐너를 들고 투입되어 주문 피킹을 위해 품목을 수집합니다. 하지만 이 방식은 인건비가 높을 뿐만 아니라 시간적 유연성(핵심 키워드: 24시간 주문 피킹 )에 한계가 있고, 최첨단 스캐너 기술을 사용함에도 불구하고 피킹 정확도 측면에서 단점이 있습니다.

물류 자동화 서비스 제공업체들은 피킹 속도와 주문 처리 속도를 높이기 위한 다양한 솔루션을 개발해 왔습니다. 예를 들어, 배송 물류에 수평형 회전식 보관 시스템을 도입하고 있습니다. 이 시스템은 필요한 품목을 피킹 위치로 직접 운반합니다. 제품이 작업대로 자동 배송되므로 직원들은 포장과 같은 다른 작업에 집중할 수 있어 속도와 정확성이 향상됩니다. 또한, 창고 직원들은 흩어져 있는 품목을 일일이 찾아내는 번거로운 과정을 줄일 수 있어 이동 거리가 단축되고 작업 환경의 인체공학적 측면도 개선됩니다.

물론 기술 발전은 거기서 멈추지 않고 끊임없이 진행됩니다. 이미 시중에는 자율 소형 로봇 시스템을 활용하여 자원을 효율적으로 사용하는 동적 창고 관리 및 주문 피킹을 가능하게 하는 여러 시스템이 출시되어 있습니다.

Kiva Robotics – 선구자

이 분야의 선구자는 2003년에 설립된 미국 기업 키바(Kiva) . 키바는 획기적인 혁신으로 미국 물류 업계에서 빠르게 주목을 받았습니다. 키바의 시스템은 컨베이어 벨트, 자동화된 고층 창고, 또는 특이한 운반 카트를 완전히 없애고, 창고 안을 돌아다니며 각 위치에서 작은 선반을 집어 포장 스테이션으로 운반하는 소형 자율 로봇에 집중했습니다. 물품이 운반되면 선반은 자동으로 원래 위치로 돌아가고, 로봇은 다음 목적지로 이동합니다.

창고 작업자가 피킹 목록이나 모바일 스캐너를 들고 나가는 대신, 이 작업은 작고 주황색 로봇이 담당하게 되었습니다. 로봇은 내장된 리프팅 메커니즘을 사용하여 필요한 상품이 담긴 (작은) 선반 전체를 운반했습니다. 개별 품목을 집어 드는 대신, 선반 전체를 들어 올려 적절한 위치로 옮겼습니다. 따라서 창고는 사실상 끊임없이 움직이고 있으며, 피킹 스테이션에 배치된 창고 작업자는 운반된 선반에서 필요한 제품을 꺼내는 일만 담당하게 됩니다.

모든 전자 제어식 창고 물류 시스템과 마찬가지로 핵심은 로봇을 적시에 적절한 위치로 안내하는 전체 시스템 소프트웨어에 있습니다. 수천 개의 선반을 수용할 수 있는 창고에서 수백 대의 로봇을 사용할 때 잠재적인 병목 현상을 피하는 것은 결코 쉬운 일이 아닙니다. 바로 이러한 거의 무한한 확장성과 유연성이 이 시스템을 사용자에게 매우 매력적으로 만드는 요소입니다.

충분한 전력과 적합한 로봇, 선반, 평평한 작업대 등에 대한 투자가 있다면 Kiva 솔루션은 거의 추가적인 요구 사항이 없습니다. 오히려 오늘날 창고 작업자를 고용할 때 필수적인 여러 요소를 제거해 줍니다. 예를 들어, 로봇은 완전한 어둠 속에서도, 노동법에서 정한 어떤 온도보다도 훨씬 낮은 온도에서도 작동하기 때문에 보관 구역에 조명이나 난방이 필요하지 않습니다. 피킹 및 패킹 작업을 제외하고는 인력이 더 이상 필요하지 않으며, 이는 물리적 제약이 로봇의 배터리 수명에만 국한된다는 것을 의미합니다. 법적으로 의무화된 근무 시간과 휴식 시간, 피로 또는 주의 산만과 같은 요소는 보관 과정에서 거의 느껴지지 않습니다. Kiva 이 시스템은 창고 직원의 생산성을 3~4배 향상시킵니다.

이러한 모든 장점은 키바 시스템이 이미 미국의 많은 주요 온라인 소매업체에서 사용되고 있는 이유 중 하나입니다. 그중에서도 가장 큰 기업 중 하나인 아마존 은 키바의 사업 모델에 큰 매력을 느껴 2012년, 이 기술이 독일 시장에 도입된 직후 키바를 인수했습니다.

키바(Kiva) 인수를 계기로 아마존은 생산량을 대폭 늘렸습니다. 아마존의 전 세계 물류창고에 필요한 로봇 대수는 약 18,000대로 추산되는데, 이는 아마존 창립 이후 총 생산량의 약 3배에 달합니다. 따라서 당분간 타사에 대한 시스템 판매는 중단될 예정입니다.

그렇다면 독일에서는 무슨 일이 벌어지고 있을까요?

한편, 여러 독일 기계 제조업체들도 이와 유사한 솔루션을 개발하고 있습니다. 그중 선두 주자 중 하나인 그렌체 Grenzebach 는 새로 개발한 G-Com 시스템을 통해 주문 피킹 작업량을 최대 70%까지 줄일 수 있다고 주장합니다.

바이에른의 기계 엔지니어링 회사인 그렌제바흐(Grenzebach)의 G-Com 솔루션은 창고 내에서 자율적으로 이동하는 민첩한 로봇, 이른바 '캐리(Carry)'에 기반합니다. 이 소형 로봇의 모터는 유도 충전 방식을 사용하기 때문에 충전소에서 대기하는 시간 없이 지속적으로 작동할 수 있습니다. 그렌제바흐가 개발한 소프트웨어로 제어되는 캐리는 지정된 선반으로 이동하여 제품을 들어 올리고 인체공학적으로 설계되고 유연하게 구성 가능한 피킹 스테이션으로 옮깁니다. 창고 작업자는 피킹 스테이션에서 제품을 꺼내 출하 준비를 합니다. 선반 자체는 다양한 크기와 무게의 제품을 보관할 수 있도록 레이아웃을 완벽하게 유연하게 설계했습니다. 따라서 다양한 제품을 보관하거나 광범위한 제품군을 보유한 공급업체에 이상적입니다.

하지만 자동화는 다른 이점도 제공합니다. 기존 시스템에서는 창고 작업자가 하루에 15km에서 18km까지 이동해야 하는 경우가 많지만, 로봇 솔루션을 사용하면 작업자가 피킹 스테이션에 고정되어 있어 신체적 부담을 크게 줄일 수 있으므로 이동 시간을 대폭 단축할 수 있습니다. 그렌제바흐 따르면 , 피킹 시간은 기존 솔루션 대비 약 55% 단축됩니다. 선반에서 방향을 찾고 검색하는 데 걸리는 시간도 15% 추가로 절감되어 효율성이 70% 향상됩니다. 실제 피킹 및 보관 작업만 수작업으로 처리되므로 인건비가 크게 절감됩니다. 또한, 간소화된 프로세스 덕분에 직원 교육 시간도 단 하루 이틀로 단축됩니다.

G-Com을 사용하면 보관 구역에 조명, 환기 또는 난방이 더 이상 필요하지 않습니다. 피킹 스테이션 구역만 법적 요건을 충족하면 되는데, 이는 일반적으로 전체 보관 구역의 약 10%에 불과하므로 상당한 에너지 절감 효과를 가져옵니다.

Carrys는 제어에 유도 루프가 필요하지 않으므로 적용 범위가 매우 넓으며, 저장 시스템을 이전할 때 비용 효율적이고 간편한 작업이 가능합니다.

독일의 플랜트 엔지니어링 회사인 아이젠만(Eisenmann)은 무게가 단 60kg에 불과한 경량 이중 스키드 기반 산업용 트럭인 로지모버(Logimover)로 키바(Kiva)와 G-콤(G-Com)과 경쟁하고 있습니다. 강력한 리튬 이온 배터리 시스템을 탑재한 이 무인 차량은 기동성이 뛰어나 좁은 공간에서도 최대 1톤의 화물을 초당 1미터의 속도로 운반할 수 있어 운송 및 창고 물류 프로세스를 최적화하는 데 도움을 줍니다. 이 로봇 차량은 두 개의 평행 스키드로 구성되어 있으며, 광학 유도 시스템을 사용하여 표준 팔레트 아래로 자율적으로 진입하여 팔레트를 들어 올리고 지정된 목적지까지 운반합니다. 정교한 소프트웨어는 두 개의 독립적인 스키드를 동기화하고 차량의 전체 경로를 모니터링하고 제어합니다.

회사에 따르면, 로지모버는 기계에 자재를 공급하고 각종 물품을 보관 및 인출하는 것부터 복잡한 주문 피킹에 이르기까지 광범위한 사내 물류 작업에 적합합니다. 로지모버의 스키드 기반 설계와 혁신적인 제어 및 구동 시스템은 현재 유럽에서 특허로 보호받고 있습니다.

네오보틱스는 한 단계 더 나아가 오토매티카 2014에서 비용 효율적이고 유연성이 뛰어난 운송 시스템으로 설계된 자율 이동 로봇 MT-400을 선보였습니다. MT-400은 컴팩트한 디자인 덕분에 바닥 표시나 기타 방향 안내 장치 없이도 매우 좁은 통로까지 이동할 수 있습니다. 내장된 레이저 스캐너에서 얻은 정보를 기반으로 하는 내비게이션 시스템은 로봇이 스스로 장애물을 회피하고 예상치 못한 상황에 대응할 수 있도록 합니다.

스스로 제어하고 생각하는 창고 로봇이라니? 여기서 한 걸음 더 나아가면, 궁극적으로 창고에서 인간의 역할을 완전히 없애버릴 자율 운영 솔루션이 등장할지도 모릅니다.

물류 로봇이요? 누가 그런 게 필요하겠어요?

키바 들의 시스템은 높은 수준의 자동화와 유연성 덕분에 빠르게 성장하는 전자상거래 및 멀티채널 시장의 요구를 충족하도록 특별히 설계되었습니다.

주요 원인은 다음과 같습니다.

다양한 제품군에 대한 최적의 관리

유연하고 확장 가능한 설계 덕분에 이러한 이동식 물류 유닛은 다양한 제품군을 아우르는 여러 종류의 화물을 조립하는 창고 및 주문 처리 작업에 특히 적합합니다. 따라서 우편 주문 및 멀티채널 소매업체는 물론 전자상거래 분야에서 활동하는 물류 서비스 제공업체의 물류 솔루션에 이상적입니다. 이러한 유닛은 효율성을 극대화하고 소매업체의 끊임없이 증가하는 배송 시간 단축 및 지속적인 비용 절감 요구를 충족할 수 있습니다.

유연한 배포

본 시스템을 이용하면 섀시의 최대 크기를 초과하지 않는 한 사실상 모든 품목을 보관할 수 있습니다. 선반에는 필요에 따라 수납함, 서랍, 행거 레일 등을 장착할 수 있어 제품군에 따라 유연하게 조정할 수 있습니다. 이를 통해 가용한 저장 공간을 더욱 효율적으로 활용할 수 있으며, 이동식 선반을 설치하여 어떤 공간이든 보관 공간으로 사용할 수 있습니다. 최소한의 설치 요구 사항으로 기존 창고 건물에 원활하게 통합할 수 있습니다.

빠른 구축 시간

상품이 피킹 스테이션에서 즉시 출고되므로 주문 처리 시간이 단 몇 분으로 단축됩니다. 이러한 시간적 이점은 익일 및 당일 배송 .

결론

이러한 소형 보조 장비의 활용에는 여전히 . 회전율이 높은 품목은 피킹 스테이션에서 쉽게 접근할 수 있는 팔레트에 보관하는 것이 여전히 가장 효율적일 것입니다. 최첨단 스토리지 리프트 시스템, 고층 랙, 회전식 랙을 운영하거나 매우 무겁거나 부피가 큰 상품을 운반하는 것 또한 Kiva & Co.가 아직 처리할 수 있는 부분이 아닙니다. 따라서 중기적으로는 다양한 시스템이 나란히 운영되고 서로를 보완하는 하이브리드 솔루션이 가장 적합할 것입니다. 하지만 지금도 이러한 장비들은 창고 물류 효율성을 크게 향상시키는 데 상당한 기여를 할 수 있습니다.