“H/W 기반의 물류자동화에서 S/W와 설계 중심으로 중심축이 이동되고 있다.”
삼성SDS의 물류지능화그룹 엄인섭 그룹장은 현재 물류자동화의 트랜드를 이렇게 설명한다. 그동안 물류산업은 수동화, 기계화, 자동화를 거쳐 발전해 왔으며 최근 Industry 4.0 시대를 맞이하여 자동화 설비의 성능 극대화를 위해 RPA 및 AI 등을 기반으로 한 최적 제어를 통해 지능형 자동화(초자동화)가 중요해지고 있다는 설명이다.

현재 삼성SDS에서 제조 관련 물류자동화에 대한 기획, 설계, 구축, 운영업무와 AGV(Automated Guide Vehicle), 자동창고/Autostore 등 물류설비를 삼성SDS 제어 솔루션 기반으로 구축하고 관제를 통한 운영을 수행하고 있는 엄인섭 그룹장은 국내외 약 30여편의 시뮬레이션 기반 물류자동화 관련 논문을 작성하고 이를 바탕으로 2014년 마르퀴즈 후즈 후(Marquis Who’s Who)社가 발간하는 ‘2014 마르퀴즈 후즈 후 인 더 월드’ 인명사전에 등재되기도 한 국내에서 손에 꼽히는 물류자동화 전문가이다. 그를 만나 현재 물류자동화에서 중요한 이슈는 무엇이며 어떤 기술이 적용되고 있는지? 그리고 자동화 도입시 주의해야 할 사항은 무엇인지 들어봤다.

물류자동화로 인한 편익 크지만 리스크도 고려해야
Q, 물류 자동화에 대한 관심이 높아지고 있다. 국내 물류기업이 자동화를 고려해야만 하는 이유는 무엇인가?
A. 현재는 4차 산업혁명, 그리고 누구도 예상하지 못한 뉴노멀(포스토코로나) 시대를 겪고 있으며 E-commerce 성장이 가속화되고 있는 실정이다. 또한 정보기술 활용도가 높은 MZ 세대가 소비 주체로 부상하면서 온라인 소비의 약 40%를 차지하고 있다. 여기에 코로나19 여파로 인해 비대면 수요가 폭발적으로 증가하면서 택배시장도 같이 고성장중이며 유통회사마다 더 빠르고 더 정확한 서비스를 공급하기 위해 치열하게 경쟁하고 있다.
이렇게 치열한 시장에서 자동화를 통해 해소할 수 있는 부분들이 많이 있다. 우선 비용이 절감 되는 효과가 있다. 오퍼레이션 비용뿐만 아니라 리드타임에 대한 비용, 공간에 대한 비용도 줄어드는 효과가 있다. 두 번째로 고객 서비스 고도화가 가능하다. 물류가 유통이나 E-commerce 기업들이 요구하는 빠른 배송을 대응하기 위해서는 정보의 흐름과 물류의 흐름이 같아야 한다. 이러한 속도를 맞추기 위해 자동화는 필연적이다. 세 번째로는 센터 운영의 한계성을 해소할 수 있다. 정해진 시간 안에 주문을 처리해야하는 상황에서 사람으로는 한계가 있다. 이러한 이유들이 자동화를 고려해야 하는 이유가 된다.

Q, 현재 물류자동화에 적용되는 기술들은 어떠한 것들이 있는지?
A. 물류자동화에는 다양한 로봇기술, 제어S/W기술, 그리고 통합관제 기술 등이 이 적용되고 있다. 로봇의 성능은 상향평준화로 인해 다양한 환경에 최적화 되어 다양화/전문화 되고 있다. 동일한 KIVA형 AGV라도 고객 요구사항에 맞게 다양한 형태의 공급 장치를 추가하여 공급 되고 있다. 제어S/W는 ICBM(IoT, Cloud, Big Data, Mobile)기반으로 각 자동화 설비의 성능을 극대화 할 수 있도록 하는 기술이다. AGV의 경우, 반송 최적 경로 탐색과 최적 AGV 선정 등이 있으며, 보관설비의 경우, 최적 보관 위치 선정, 입출고 효율을 높이기 위해 유휴시간을 활용하여 Relocation을 제어하는 기술 등이 적용되고 있다. 마지막으로 통합관제는 설비와 제어시스템의 장애 발생으로 물류센터 및 생산라인에 운영이 중단 될 수 있는 리스크를 해소하고 손실을 최소화하기 위해 실시간 물류상태 모니터링, 설비 상태 모니터링, 이상 감지 모니터링, 그리고 장애 발생원인 자동 분석을 통한 원격 조치 등을 할 수 있는 통합 관제 시스템이 적용되고 있다.

Q, 물류자동화를 통해 얻을 수 있는 편익은 무엇인가?
A. 물류자동화로 인해 얻을 수 있는 편익은 다양하다. 설비 및 인력 운영 극대화, 시스템을 통한 최적할당, 생산 및 물류 리드타임 최소화, 그리고 재고관리 효율화 등이다. 하지만, 이런 모든 편익들은 결국 비용(OPEX) 절감, 운영 효율을 위한 것이다. 다시 구체적으로 설명하자면 설비 및 인력 운영 극대화는 시간 내 설비/인력 가용성 최대화를 통해 운영비 절감하는 것이고 시스템을 통한 최적할당은 최적화 제어시스템 기반으로 작업을 할당하여 운영을 효율화 하는 것이다. 생산 및 물류리드타임 최소화는 프로세스 및 공정간 이동 및 처리 시간을 최소화하여 운영효율화를 이루며 재고관리 효율화 역시 다량 SKU/대량 재고를 정확하고 안전하게 관리함으로써 운영 효율화를 기대 할 수 있다. 결국 비용 절감 및 운영 효율화는 시장경쟁력 확보로 이어지며 고객 가치 극대화로 귀결된다.

Q, 물류자동화는 편익도 많지만 그에 대한 리스크도 존재하는데…
A. 물류자동화로 인한 리스크는 과도한 투자비, 구축 리드타인 증가, 시장 환경 대응력 감소, 운영중단 리스크 등을 꼽을 수 있다. 물류자동화는 고정설비가 동반되는 사업으로 초기 컨셉 설계 및 컨설팅 결과에 따라 과도한 투자비가 집행될 수 있다. 다시 말해 비전문가에 의한 컨설팅 및 컨셉 설계 또는 시즌/비시즌 및 행사 제품 등에 따른 물량편차가 심할 경우 물류자동화 구축 규모를 제대로 산정하지 못할 경우가 발생하므로 과도한 초기 투자비가 집행 될 수 있다. 구축 리드타임의 증가도 고려해야 한다. 자동화 설비 구축은 설계부터 제작, 구축, 안정화로 진행되며 일반적으로 장시간이 소요된다. 대형 설비일 경우, 설계 및 제작까지 1년 이상 소요되는 것도 있다. 시장 환경에 대응력 감소도 고려해야 한다. 급변하는 시장 환경(불매운동, Covid19, 고객기호 변경 등)에 따라 유연한 운영 방안이 필요한데 초기 설계 방향과 시장 환경의 변화가 맞질 않는다면 설비 가동률도 떨어지며, 변경 및 이설 등도 쉽지 않아 대응력이 떨어지게 된다. 또한 설비나 제어시스템의 장애 발생시, 운영중단의 리스크가 항시 존재한다. 이런 리스크를 대비하기 위해선 초기 컨설팅 및 컨셉 설계 시, 전문가를 통한 컨설팅 및 설계가 반드시 필요하며, 시장 환경 변화에 유연하게 대응하기 위한 최적의 설비 선정과 운영방안을 마련할 필요가 있다. 시스템 및 설비의 이중화를 통한 무중단 운영이 가능한 환경을 구축하는 것도 중요하며 통합관제 시스템 구축을 통한 실시간 현장 상황 모니터링 및 장애 발생 시 신속한 복구 및 처리가 가능하도록 해야 리스크를 최소화 할 수 있다.

Q, 향후 물류자동화는 어떤 형태로 변해갈 것으로 예측하나?
A. 먼저 기술적 변화는 모든 전문가들이 예상한 대로 AI, Big Data를 중심으로 한 데이터 분석과 Cloud가 물류자동화를 이루는 기본이 될 것으로 예상된다. 향후 2~3년 안에 서비스 로봇, 가정용 로봇 등의 급성장이 예상된다. 이를 어떻게 기획하고 제어하는가 즉, 하드웨어+소프트웨어를 플랫폼기반으로 상품화하여 출시하는 기업이 시장의 선두 기업이 될 것으로 예상된다. 또한 현재 국내 E-commerce, 물류시장은 혼돈의 시기로 생각이 되는데 대형물류센터, 대형마트는 Lastmile Delivery 거점으로 Fulfilment Center 형태, 편의점은 도심형 물류센터 또는 온라인전용, 무인편의점으로 많이 바뀔 것으로 예상된다.

3D 시뮬레이션 컨설팅, 자동화의 차이를 만들어 낸다
Q, 그렇다면 이러한 시장에서 삼성SDS는 어떤 자동화 솔루션을 제공하고 있나?
A. 삼성SDS 물류시스템을 한마디로 표현한다면 ‘제어시스템 기반의 관제’이다. 삼성SDS는 약 20여년간 관계사 제조 물류자동화를 구축, 운영하면서 축적된 기술 및 경험을 가지고 솔루션 라인업을 구축했다. 단위 물류자동화를 위한 ACS(AGV Control System), SCS(STK Control System), CCS(Conveyor), BCS(Buffer)를 하드웨어 특성에 맞게 개발하였고, MCS(Material Control System)가 상위 MES(Manufacturing Execution System)와 WMS(Warehouse Management System)과 연동되어 물류 전체를 제어하고 모니터링 시스템인 SEMS(Smart Equipment Monitoring System)와 연계되어 운영 하고 있다. 이 기술들은 삼성SDS 자체 솔루션으로 다년간의 구축 경험과 운영으로 아주 안정적으로 운영이 되며, 상품화 하여 고객에게 단시간에 구축 및 공급이 가능한 장점이 있다. 이와 같은 솔루션들은 기본적으로 AI, Big Data, Cloud, RPA를 기반으로 적용이 되고 있다. 제어시스템은 모두 Cloud 기반 운영이 원칙이며, 제어솔루션의 특징을 살려서 AI 또는 Big Data 기반으로 시스템 고도화를 진행하고 있다. 또한 매일 아침 전세계 공장 및 센터에서 운영중인 물류설비에 대한 운영데이터를 RPA를 통해서 받고 있어서 이를 통해 운영 상황을 점검하고 있다.

Q, 삼성SDS의 물류자동화가 타사와 차이를 만들어내는 핵심은 무엇인가?
A. 3D 시뮬레이션 기반의 컨설팅이다. 공장 또는 물류센터를 모델링하고 분석하는 방법은 수학적 모델, 경험적 모델, 시뮬레이션 등 여러 가지가 있는데 시뮬레이션이 가장 정확한 방법으로 알려져 있다. 일반적으로 시뮬레이션은 General Programing, General Simulation Tool, Professional Tool을 사용하여 모델링 및 분석을 하는데 삼성SDS는 AutoMod라는 3D 물류자동화 모델링 및 분석 전용 Tool을 사용하고 있다. 시뮬레이션에서 가장 중요한 것은 첫째, Domain Knowledge 및 운영프로세스의 정확한 이해이며 둘째는 Verification and Validation을 통한 시뮬레이션 모델의 정확성 및 타당성 분석이다. 셋째로는 데이터 분석이다. 삼성SDS는 약 20여년 동안 제조, 유통물류센터에 대한 시뮬레이션 분야의 연구와 경험을 바탕으로 고객이 초기 투자 및 자동화 컨셉을 기획, 설계하는데 문제가 없도록 의사결정을 지원하고 있다.

Q, 마지막으로 물류자동화를 준비하고 있는 기업들에게 당부하고 싶은 이야기 있다면?
A. 최근 물류자동화 시장에서 앞서 언급한대로 제어시스템 기반의 관제가 매우 중요한 부분이다. 즉, 하드웨어는 국내외 대부분 업체가 기술적 격차가 크지 않다 보니 하드웨어 특성에 맞는 제어솔루션 확보가 아주 중요하다고 생각한다. 앞으로 물류자동화 시장은 ‘AI, Big Data, Cloud, Data Analysis 등이 제어시스템에 결합되어 SW가 주도하는 HW 시장’ 이라고 정의할 수 있을 것 같다. 다시 말해서 DT Platform기반의 물류자동화로 변화가 되고 있고 그 변화에 뒤쳐지면 기업의 생존에 문제가 생길 수밖에 없다. 이에 대한 준비가 반드시 필요한 시점이다.