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닛케이로보틱스_25.12호 (p16)

마루베니 로지스틱스, 컨테이너 하역을 자동화
쓰쿠바 거점에 중국 XYZ Robotics의 로봇 도입

마루베니(丸紅) 그룹의 물류 기업인 마루베니 로지스틱스는 트레일러에 실린 컨테이너에서 화물을 내리는 데바닝(Devanning) 작업에 로봇을 도입했다. 이동 매니퓰레이터형 로봇이 물류 센터의 하역작업장에 정차된 컨테이너 안에 자동으로 들어가 적재된 종이상자에 들어 있는 화물을 가지고 밖으로 운반한다. 이를 통해 사람 4~6명이 필요했던 하역 작업을 자동화했다. 이 이동 매니퓰레이터형 로봇은 이바라기(茨城)현 쓰쿠바미라이시에 위치한 마루베니 로지스틱스의 물류센터 ‘쓰쿠바 물류센터’에서 현재 가동되고 있다.

마루베니 로지스틱스가 도입한 것은 중국 XYZ Robotics의 데바닝 로봇 ‘RockyOne’. AGV의 상부에 로봇핸드가 탑재되어 있는 구조이다. 로봇의 후면에 컨베이어가 탑재되어 있어 로봇이 파지(把持)한 화물은 그대로 컨베이어를 통해 컨테이너 밖으로 운반된다.

마루베니 로지스틱스는 RockyOne의 “국내 첫 번째 유저”(마루베니 로지스틱스)라고 한다.

-- 인력 확보난으로 도입 추진 --
마루베니 로지스틱스가 데바닝 로봇을 도입하게 된 것은 인력 부족 문제에 대처하기 위해서였다. 컨테이너로부터의 하역 작업은 중노동일 뿐만 아니라, 오전 중에만 발생하는 경우가 많아 인력 확보가 어려웠다. 그래서 2020년경부터 데바닝 로봇에 주목해 정보를 수집해 왔지만, “당시에는 전시회 등을 통해 데바닝 타입 로봇을 선보인 벤더들도 대부분 우리들의 요구에 큰 관심을 보이지 않았다”(마루베니 로지스틱스 사무∙정보시스템본부의 호시노(城野) 실장)라고 한다.

그러한 가운데, 가와사키(川崎)중공업이 데바닝 로봇의 제품화에 나서면서 국내에서 실제 도입 사례가 나오기 시작. 마루베니 로지스틱스도 가와사키중공업의 데바닝 로봇 도입 검토를 시작했다.

하지만, 사이즈가 약간 크다는 점과 마루베니 로지스틱스가 취급하는 화물의 일부를 파지할 수 없다는 점 등의 이유로 당시 함께 검토하고 있던 XYZ Robotics의 데바닝 로봇 도입을 최종적으로 결정했다. 2024년 여름에 쓰쿠바미라이시의 거점에서 실증 실험(PoC)을 3개월 정도 실시. 1시간에 300상자 정도 하역할 수 있다는 것을 확인한 후, 정식으로 도입했다.

마루베니 로지스틱스는 3PL(제3자 물류, third-party logistics) 업체로, 다양한 제조사 등으로부터 상품의 물류 업무를 수탁하고 있다. 태양광 패널, 건축 자재, OA 기기 등, 다양한 상품을 취급하고 있으며, 그 중에서도 특정 사업 도메인 이름을 등록한 사업 본부가 3곳 있다. 이 3곳이 3PL 사업의 큰 축이 되고 있다. 그 3곳은 팻 푸드 등을 취급하는 ‘펫 솔루션 사업본부’, 과자 등을 취급하는 ‘과자 솔루션 사업본부’, 스포츠 용품 등을 취급하는 ‘어패럴 솔루션 사업본부’이다.

이번에 데바닝 로봇을 적용한 것은 이 3곳 중 하나인 스포츠 용품 관련 물류 업무이다. 그 이유는 사업 규모가 커서 자동화되면 그 효과가 발현되기 쉽다는 점, 해외 생산이 중심이기 때문에 케이스 상품(종이상자에 들어 있는 상태의 상품)으로 컨테이너에 적재되어 해상으로 운송되고, 항구에 도착한 후, 트레일러에 실려 물류센터까지 오기 때문에 현장에서 사람에 의한 하역 작업이 많이 발생한다는 점 등이 있다.

펫 푸드 관련 물류에서는 케이스 상품을 파렛트에 실은 상태로 트럭 등을 통해 운반하는 경우가 많아, 물류 거점 내에서는 지게차로 취급이 가능하다. 지게차 조종은 현재 사람이 담당하고 있지만, 기계화가 진행되고 있다고 말할 수 있다. 마지막으로, 과자 관련 물류는 케이스 상품의 적재가 중심이지만, 국내 공장으로부터 배송되는 것이 대부분이기 때문에 스포츠 용품과 같이 컨테이너에 실리는 경우는 드물다. 복수의 제조사 상품이 공동 배송되는 움직임도 진행되고 있어 상품을 파렛트에 실은 채 보관∙운송하는 방식이 추진되고 있다. 그래서 3개의 중심 축 가운데 스포츠 용품 관련 물류가 가장 하역 자동화에 적합하다고 마루베니 로지스틱스는 판단한 것이다.

-- 다양한 화물을 취급하는 어려움 --
하역 자동화의 어려움 중 하나는 다양한 크기의 화물이 컨테이너의 천정까지 가득 적재되어 있다는 점이다. 컨테이너에 몇 종류의 상품이 어느 정도 실려있는지에 대해서는 사전에 알 수 있지만, 실제로 그것이 컨테이너 안에서 어떤 순서 및 패턴으로 실려 있는지에 대해서는 컨테이너가 도착해 열어보기 전까지는 알 수 없는 경우가 많다. 로봇은 화물을 계측해 동적으로 궤도를 생성할 필요가 있다, 화물이 천정 근처까지 적재되어 있기 때문에 로봇핸드로 화물을 위에서 흡인해 파지(把持)하는 일반적인 방법도 사용할 수 없다. 가장 먼저 실시할 수 있는 방법으로는 상자의 측면을 흡입할 수 밖에 없어 파지가 불안정해지기 쉽다.

마루베니 로지스틱스의 쓰쿠마 물류센터에서는 스포츠 용품을 취급하고 있으며, 그 90% 정도는 신발이다. 신발은 여성용에서 남성용까지 사이즈가 다양하며, 농구화처럼 하이컷 모델이나 부츠와 같은 부피가 큰 것도 있어 수납 상자의 사이즈도 다양하다. 데바닝 로봇은 이러한 다양한 크기의 케이스 상품에 대응할 필요가 있다. 2024년에 PoC를 실시했을 때에는 파지 실패도 어느 정도 발생했지만, 이후, 반복된 소프트웨어 갱신을 통해 점차 로봇의 파지가 안정되었다고 한다. 이번 데바닝 로봇으로 파지가 불가능한 상품에 대해서는 사람이 대응하고 있다. 예를 들어, 스포츠 용품이지만, 육상경기용 허들 등은 대형일 뿐만 아니라, 얇은 케이스에 수납되어 있어 흡인이 어렵다. 케이스가 손상될 위험이 있기 때문에 이와 같은 특수한 상품은 데바닝 로봇 도입 후인 현재도 사람이 대응하고 있다.

-- 유연한 이동이 가능 --
그림 3이 이번 데바닝 로봇의 현장 레이아웃이다. 물류센터에는 트레일러에 실려온 컨테이너가 머물러 있는 하역작업장이 복수 있으며, 이번 하역 자동화에 그 중 한 곳이 사용되고 있다. 물류센터의 바닥이 컨테이너의 바닥 면과 거의 동일한 높이이지만, 미세한 높이 차이를 흡수하기 위한 단차해소기(문턱 경사로)가 있다. 이것을 컨테이너에 연결해 로봇이 내부로 들어갈 수 있도록 했다. XYZ Robotics의 데바닝 로봇은 자동으로 컨테이너 내부에 진입이 가능하다. 로봇이 컨테이너에서 하역한 화물은 컨베이어를 통해 후방으로 운반되며, 스태프가 파렛트에 적재한다.

-- 떨어뜨린 경우에는 자동으로 다시 시도 --
로봇은 AGV와 암(Arm)으로 구성되어 있다. AGV에는 배터리가 탑재. 암은 화낙(FANUC)의 ‘M∙20iD’이다. 파지하기 전에 매번 3차원 카메라로 화물의 형상을 계측한 다음, 하역할 화물을 결정한다. 로봇핸드는 흡인 노즐이 50개 나열되어 있으며, 쓰쿠바 물류센터의 화물의 경우, 최대 2개를 동시에 파지할 수 있다. 흡인 노즐 밑에는 화물을 밑에서 지지하기 위한 슬라이딩 플레이트가 있다. 화물의 케이스를 흡인하는 것만으로는 불안정할 경우, 이 슬라이딩 플레이트가 전방으로 나와 화물이 놓일 수 있는 자리에 위치한다. 단, 이것은 매번 사용되는 것은 아니며, 케이스의 흡인만으로 화물을 내리는 경우도 있다.

파지 과정에서 가끔 떨어뜨리는 경우도 발생한다. 그러한 경우, 떨어뜨린 화물에 대해 자동으로 다시 시도해 집어 올릴 수 있다. 구석에 떨어져 로봇암이 그 장소까지 닿지 못하는 경우도 있지만, 그럴 경우, 자동으로 AGV가 후진해 로봇암이 닿을 수 있는 곳까지 이동하여 화물을 파지할 수 있도록 되어 있다.

하역한 화물의 수와 카메라 영상 등은 전용 태블릿을 통해 실시간으로 파악할 수 있다. 에러 등이 발생할 경우에도 태블릿을 통해 원 상태로 회복이 가능하다. 컨테이너에 적재된 화물의 크기와 SKU(Stock Keeping Unit)에 대한 정보를 사전에 태블릿을 통해 입력해두면 원활하게 하역 작업이 진행된다고 한다. 경우에 따라서는 하루에 1종류의 SKU가 있을 수 있고, 5~6종류가 있을 수도 있다고 한다.

이번에 도입된 로봇에 대해 비용 대비 효과가 충분하다고 판단한 마루베니 로지스틱스는 향후, 로봇의 수를 늘려 나가는 것을 검토하고 있다. 현재는 1대만을 운용하고 있어 전체 물류센터의 화물 중 10% 정도를 취급하고 있는 상황이지만, 로봇 수를 늘려 복수의 하역 작업장에서 동시에 이용할 수 있도록 해 센터 전체의 하역의 자동화 비율을 높여 나갈 방침이다.

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