스마트 피킹 – 스마트 주문 피킹

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게시일: 2021년 7월 13일 / 업데이트일: 2021년 10월 27일 – 저자: Konrad Wolfenstein

스마트 피킹 – 스마트 주문 피킹 – 이미지: Zapp2Photo|Shutterstock.com

창고 물류에 로봇과 가상 현실을 활용하기

로봇은 수십 년 동안 독일 경제 전반에 걸쳐 널리 사용되어 왔습니다. 하지만 지금까지는 주로 제조 및 조립 분야에 집중되어 있었고, 물류 분야에서는 비교적 소극적인 역할을 해왔습니다. 그러나 4차 산업혁명의 도래와 창고의 네트워크화 및 자동화 증가로 인해 물류 분야에서도 로봇 시대가 본격적으로 시작되고 있습니다.

창고 관리에서 로봇 활용을 살펴보면, 대부분 자동 유도 차량(AGV)을 이용한 상품 운송에 사용되고 있음을 알 수 있습니다. 현재로서는 보관 및 주문 피킹 분야에서 자동화 솔루션은 드물게 활용되고 있습니다. 그러나 기술 발전 속도가 빠르고 자동화 시스템이 효율성, 속도, 안전성 측면에서 여러 이점을 제공함에 따라 업계의 사고방식에 변화가 일어나고 있습니다. 점점 더 많은 물류 기업들이 보관 및 주문 피킹 분야에 로봇 시스템을 도입하는 고려하거나 이미 시행하고 있습니다

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이는 인구 구조 변화로 인해 심화되고 이미 뚜렷하게 드러나는 숙련 노동력 부족과 꾸준한 물동량 증가를 고려할 때 물류 산업이 중대한 도전에 직면해 있기 때문에 더욱 필요합니다. 이러한 문제를 해결하기 위해 자동화 시스템과 자율 주문 피킹은 매우 합리적인 방안입니다. 컨베이어 벨트나 AGV(자동 운반 로봇)를 이용한 창고 내 상품 이동은 비교적 간단하지만, 주문 피킹은 자동화하기가 훨씬 더 어렵습니다. 통계에 따르면 주문 피킹의 90% 이상이 여전히 수작업으로 이루어지고 있습니다. 이는 지금까지 로봇 솔루션으로 인간의 눈과 손, 그리고 촉각까지 만족스럽고 비용 효율적으로 모방하는 것이 너무 복잡했기 때문입니다.

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또 다른 과제는 창고 내 로봇이 안전하게 이동하는 것뿐만 아니라 끊임없이 변화하는 환경에 대처해야 한다는 점입니다. 로봇은 다른 시스템과의 충돌을 스스로 피해야 하며, 보관 장소나 피킹 스테이션에서 크기가 다양한 물품을 정확하게 집어 올릴 수 있어야 합니다. 가까운 미래에 인간 노동력을 완전히 대체할 수 없기 때문에 로봇은 작업자를 방해하거나 위험에 빠뜨리지 않고 인간과 협업할 수 있어야 합니다.

정확한 파악과 인식 – 로봇의 두 가지 주요 과제

개발자들은 이제 로봇 그리퍼의 협동적인 움직임을 위한 기반이 되는 복잡한 소프트웨어 제어 기술을 습득했습니다. 하지만 훨씬 더 큰 문제는 제품의 다양성 때문에 제품 자체를 집어 올리는 것입니다. 창고에서 집어 올려야 하는 제품들은 모양, 강성, 강도, 무게, 부피, 표면적 등 여러 면에서 큰 차이를 보입니다. 이러한 제품들을 효과적으로 다루기 위해 다양한 기술이 사용되지만, 클램핑, 견인, 진공 그리퍼 등 그 어떤 기술도 모든 제품을 단독으로 처리할 수는 없습니다. 따라서 모든 제품을 안정적으로 집어 올릴 수 있는 더욱 다재다능한 솔루션이 필요합니다.

로봇을 이용한 자동 피킹이 어려운 또 다른 이유는 자동화 시스템의 이미지 처리 유연성 부족입니다. 지금까지 로봇은 다양한 종류의 제품을 명확하게 식별하는 데 어려움을 겪었습니다. 따라서 기업들은 재질, 무게, 특별 취급 지침 등 각 품목의 특성을 포함하여 처리할 품목 목록을 사전에 꼼꼼하게 작성하는 수고를 감수해야 했습니다. 이러한 방식은 재고 관리가 용이한 경우에는 효과적일 수 있지만, 수백 또는 수천 개의 품목이 있는 경우에는 한계에 부딪힙니다. 그러나 2D 및 3D 이미지 처리를 결합하면 로봇이 다양한 제품에 대한 혼란을 줄이고, 쌓여 있거나 비스듬히 배열된 제품과 포장까지도 식별할 수 있게 됩니다.

프랑스 보석 제조업체 마티(Maty)는제품 공급 자동화에 성공하여 이러한 자동화 방식을 어떻게 구현할 수 있는지 보여주었습니다. 이 시스템의 핵심은 소프트웨어로 제어되는 픽앤플레이스 로봇으로, 보석 제품과 해당 케이스를 자동으로 준비하여 주문 처리 단계로 넘어갈 수 있도록 합니다. 수동 주문 처리 방식과 비교했을 때, 이 자동화 방식은 출하 준비 완료 패키지 생산량을 50% 증가시켰습니다.

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HoloLens를 사진 촬영 보조 도구로 활용하기 (출처: Richard Hagl)

주문 처리 과정에서 창고 작업자를 지원하는 시스템은 이러한 혁신을 한 단계 더 발전시켰습니다. 스마트 안경이 이미 물류 분야에 도입된 데 이어, 가상 현실(VR) 및 혼합 현실(MR) 솔루션의 활용은 또 다른 혁명을 예고하고 있습니다. 예를 들어, 홀로렌즈( HoloLens) 와 달리, VR 헤드셋은 사용자의 눈이 쉽게 피로해지거나 두통과 같은 불편함을 유발할 위험이 적습니다. VR 헤드셋은 훨씬 크고 사용하기 편한 디스플레이를 갖추고 있어 장시간 사용이 가능합니다. 그러나 VR 헤드셋은 사용자의 현실 세계를 차단하기 때문에 현재로서는 물류 분야에서 정기적으로 사용하기에는 적합하지 않습니다.

디지털 주문 피킹 지원 도구 (출처: 뮌헨 공과대학교)

반투명 HoloLens 솔루션을 사용하면 사용자가 평소 시야를 유지할 수 있으므로 이러한 문제가 발생하지 않습니다. 창고에서는 위치, 시간 및 시야각을 기반으로 상황에 맞는 관련 정보가 제공되어 작업이 훨씬 간편해집니다. 실제 적용 사례에서 HoloLens는 피킹할 품목의 보관 위치를 인식하고 작업자가 최적의 경로를 따라 이동할 수 있도록 안내합니다. 보관 위치에 도착하면 해당 품목이 들어 있는 컨테이너가 겹쳐진 기호로 표시됩니다. 스캐너 모듈은 피킹된 품목을 확인하고 전자 피킹 목록에 즉시 처리 완료로 표시합니다. 이를 통해 피킹 작업의 속도와 정확성이 모두 향상됩니다.

확장 현실 분야의 선구적인 성과 Xpert.Digital과 함께하는 : 노이울름 대학교의 대학 프로젝트 의 일환으로 , 가상현실 전문가이자 미래를 위한 디지털 B2B 솔루션 개발자인 Xpert.Digital의 Richard Hagl과 협력하여 HoloLens 스마트 안경이 창고의 주문 피킹 프로세스에 미치는 영향을 조사했습니다. 이를 위해 특별히 개발된 피킹 소프트웨어가 스마트 안경에 탑재되었으며, 프로젝트 기간 동안 소프트웨어의 사용자 편의성을 테스트하고 최적화했습니다.

이 혁신적인 '픽 바이 뷰(pick-by-view) ' 방식은 성공적으로 구현된다면 미래에 기존 방식을 대체하고 창고에서 수작업과 자동화 사이의 격차를 해소할 수 있을 것입니다. 하지만 일상적인 사용을 위해서는 기기의 무게와 배터리 수명 개선이 여전히 필요합니다.