창고의 로봇공학 및 자동화

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게시일: 2021년 4월 20일 / 업데이트일: 2021년 5월 11일 – 저자: Konrad Wolfenstein

자율 그리핑 로봇 – 이미지: studiovin|Shutterstock.com

사람 없는 물류?

디지털화, 자동화, 자율화라는 메가트렌드는 미래의 물류 프로세스도 형성할 것입니다. 점점 더 정밀해지는 센서와 더욱 강력한 소프트웨어로 인해 점점 더 많은 영역에서 인간 전문가의 작업을 수행하는 시스템이 가능해집니다. 사람 없는 캠프를 향한 발걸음?

개발이 이미 많이 진행되었기 때문에 전혀 가능성이 없는 것은 아닙니다. 많은 사람들에게 로봇은 일상생활의 필수적인 부분이 되었습니다. 산업용 로봇의 사용은 오랫동안 제조 산업에서 표준이었습니다. 물류 부문에서는 아직 처리해야 할 일이 남아 있습니다. 이는 주로 로봇이 어느 정도 눈이 멀고 귀머거리이기 때문입니다. 힘이 부족한 것이 아니라 인간의 감각이 부족한 것입니다. 그리고 창고에서 원활하게 기능하기 위해서는 미래 세대의 로봇이 이러한 감각을 마스터해야 할 것입니다.

다양한 종류와 질감의 물체를 잡는 것은 여전히 어려운 과제입니다. 그럼에도 불구하고 창고에서 로봇의 활용은 점점 늘어나고 있습니다. 부동산 개발업체인 존스 랑 라살(Jones Lang LaSalle) , 약 50%가 이미 창고에서 자동화 기술을 사용하고 있다고 답했으며, 그중 55%는 로봇을 도입했다고 밝혔습니다.

로봇이 물류를 바꾸고 있다

시장은 계속해서 진화하고 있습니다. 이는 물류 부문의 강력한 성장과 그로 인한 인력 부족 현상이 주요 원인입니다. 또한, 자동화된 프로세스가 정확성, 속도, 운영 시간(핵심 키워드: 24시간 서비스) 측면에서 탁월한 성능을 발휘하는 것도 로봇 기술 도입 추세의 또 다른 이유입니다.

드론이나 로봇을 이용한 자동 배송으로 고객의 문 앞까지 배송되는 완전 자동화 창고는 아직 먼 미래의 일임에 틀림없습니다. 하지만 이러한 발전의 시작은 이미 눈에 띄게 나타나고 있습니다. 아마존은 수년 전 로봇 제조업체 키바(Kiva)를 아마존의 물류 센터 에서는 약 13,000대의 키바 로봇이 가동 중인 것으로 알려져 있습니다 .

피킹 로봇이 창고 작업자의 업무를 대신합니다.

아마존의 키바 시스템 외에도, 사내 물류 분야에서 로봇의 활용 범위를 지속적으로 확장하는 여러 가지 개발 사례가 있습니다.

페치 앤 프레이트

Fetch & Freight (출처: Fetch Robotics)

Fetch Robotics는 Fetch와 Freight라는 두 대의 로봇으로 구성된 피킹 시스템을 개발했습니다 . 이 두 로봇은 바퀴를 이용해 창고를 자율적으로 이동하며 각자 독립적으로 작업을 수행합니다. 선반에서 Fetch는 확장 가능한 집게 팔을 사용하여 원하는 품목을 집어 올립니다. Fetch의 파트너인 Freight는 물건을 담는 바구니를 갖추고 있습니다. 바구니가 가득 차거나 주문 처리가 완료되면 Freight는 물건을 피킹 스테이션으로 운반합니다.

토루와 카도

운송 로봇 Toru를 통해 더욱 발전된 접근 방식을 취합니다 . Fetch와 마찬가지로 Toru는 통로를 자율적으로 이동하며, 주문이 완료되면 피킹 리스트에 따라 상품을 피킹 스테이션으로 운반합니다.

일반적으로 창고 작업자가 배송된 물품을 출하 준비하기 위해 기다리는 자리에 마가지노가 개발한 또 다른 로봇을 배치할 수 있습니다. 카도(Kado )라고 불리는 이 로봇은 피킹 스테이션 역할을 하며, 스캐너와 카메라를 사용하여 배송된 상품을 받아 식별한 후 출하 또는 다음 생산 단계로 보낼 수 있도록 준비합니다.

두 장치를 함께 사용하면 미래에는 기존의 선반식 창고를 사람의 손길 없이 완전히 관리하는 것이 가능해질 수 있습니다. 하지만 이러한 전자 보조 장치의 활용은 창고 관리에만 국한되지 않습니다. 자동화된 소형 부품 창고, 셔틀 시스템, 파테르노스터 창고에도 피킹 스테이션을 설치하면 유용하게 사용할 수 있습니다. 이러한 시스템에서도 Kado는 기존 포장 스테이션 대신, 즉 창고 작업자가 현재 서 있는 바로 그 피킹 공간에 통합될 수 있습니다.

백스터

박스터 로봇 (출처: Rethink Solutions)

리싱크 솔루션(Rethink Solutions) 의 로봇 솔루션인 박스터(Baxter )는 인간과의 안전한 협업을 위해 특별히 설계되었습니다. 기존 산업용 로봇과 달리 박스터는 사람과 긴밀하게 상호작용하는 협동 로봇(KOBOT)의 한 종류입니다. 센서와 카메라 기술을 활용하여 주변 환경을 지속적으로 스캔하고 사람이 가까이 오면 속도를 줄입니다.

또한, 카메라 센서를 사용하여 물체를 식별하고 파악합니다. 정밀한 힘 센서와 유연한 로봇 팔 덕분에 Baxter는 다양한 환경에 잘 통합됩니다. 이 협동 시스템은 광범위한 응용 분야에 유연하게 적용할 수 있습니다. 예를 들어, 피킹 스테이션에서 컨테이너를 쌓거나 상자에 상품을 채우는 등의 공동 포장 작업을 수행할 수 있습니다.

외골격: 인간과 기계 사이의 중간 지대

외골격 (출처: 프라운호퍼 연구소)

순수 로봇 사용 외에도 중간 단계의 해결책으로 인간의 작업을 기계적으로 지원하고 부담을 덜어주는 외골격 로봇이 있습니다. 프라운호퍼 연구소는 물류 분야에 적합한 이러한 외골격 로봇을 개발했습니다.

신체에 착용하는 보조 장치는 이미 존재하지만, 현재로서는 비교적 무겁고 착용자의 움직임의 자유를 제한합니다. 바로 이 점에서 프라운호퍼 연구소의 접근 방식이 차별화됩니다. 이 장치는 착용자의 팔꿈치와 어깨에 구동 모듈을 통합하여 빠르고 직관적인 움직임을 가능하게 함으로써 사용자가 자유롭게 움직일 수 있도록 합니다.

또한, 외부 지지대는 착용자의 허리에 가해지는 부담을 줄여줍니다. 대신, 하중을 엉덩이나 지면으로 분산시켜 인체공학적인 작업 자세를 유지할 수 있도록 합니다. 장갑에 내장된 압력 센서는 무게를 측정하여 장치에 가해지는 힘을 파악합니다. 연구소에 따르면, 이 프로젝트는 올해 실용 시험에 들어갈 예정이며 약 4년 안에 상용화될 수 있을 것으로 예상됩니다.

결론

전문가들은 사내 물류에 로봇 사용이 증가함에 따라 생산성이 크게 향상될 것으로 예상합니다. 나아가, 인건비의 중요성이 크게 줄어들면서 물류 기업의 입지 전략에도 영향을 미칠 것입니다.

따라서 로봇 기술이 물류 분야에 널리 보급되는 것은 더 이상 '가능할지 여부'의 문제가 아니라 '언제'의 문제인 것으로 보입니다.