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Nikkei Robotics_2018.1 Case Study (p3~13)

알리바바가 사용하는 물류 로봇, 일본 상륙
세계 최대의 EC시장에서 단련된 로봇 벤처기업, Geek+

중국의 인터넷 통신판매(EC)의 거인 알리바바 그룹. 연간 유통 총액이 약 50조 엔에 달하는 Alibaba가 자사 직영의 인터넷슈퍼 사업 ‘Tmall Supermarket’에서 사용하는 물류 로봇이 일본에 상륙, 지바현의 현장에서 가동을 시작하였다.

미국을 제치고 세계 최대의 EC시장이 된 중국 국내에서 기술을 축적하면서 급성장한 로봇이 일손부족으로 어려움을 겪고 있는 일본에서 소비자의 주문 상품을 운반하는 유통 현장을 지원한다. 많은 이노베이션이 초스피드로 진행하는 ‘IT선진국’ 중국에서 탄생한 로봇이 일본의 서비스 현장에서 활약하는 미래 모습의 축소가 여기에 있다.

그 로봇벤처는 중국의 Geek+사. 스위스 ABB사의 중국 거점 출신자들이 2015년에 설립하였다. EC의 물류센터에서 상품이 들어 있는 선반을 통째로 들어올려 피킹 작업 담당자의 앞까지 자동으로 운반해 주는 로봇을 만든다. 작업자는 넓은 물류센터 안을 돌아다니지 않고 한 곳에 머물러 있어도 몇 백만 종류의 상품을 피킹할 수 있게 된다. 미국의 Kiva Systems가 개발, 아마존닷컴이 자사의 물류센터에서 운용하는 선반 운반로봇 ‘Amazon Robotics’의 중국판과 같은 존재다.

Geek+는 설립한지 불과 3년만에 알리바바를 비롯하여 중국 EC업계 3위인 vip.com, 최대 가전기업인 Suning Commerce, 최대 택배회사인 SF Express 등 중국 국내 20개 이상의 기업에 누계 2,000대에 가까운 로봇을 납입하고 있다. 종업원은 230명이며 조달 자금도 100억 엔에 달한다. 선반을 운반하는 물류용 로봇으로 중국에서 최고의 실적을 갖고 있는 기업이다. Kiva는 아마존에 인수되면서 외부에 로봇을 판매하지 않게 된 점을 감안하면, 시판 중인 선반 운반로봇으로서 세계에서도 최고에 가까운 실적을 보유한 곳이 Geek+라고 말할 수 있다.

-- 규모와 급성장을 배경으로 투자 --
중국의 EC시장은 연간 약 80조 엔. 규모 자체가 일본의 5배 이상인데다 연간 성장률도 30%로 일본의 배에 가까운 스피드로 급성장하고 있다. 이 때문에 EC 사업자간 경쟁은 치열하다. 당일 배송이 가능한 지역∙도시를 확충하기 위해 알리바바 등의 EC사업자는 밤낮으로 물류센터의 확충과 자동화 강화에 힘쓰고 있다. 알리바바를 잇는 중국 2위의 EC사업자 JD.com도 2017년 9월에는 자동 창고를 전면적으로 도입한 물류센터를 준공하는 등 로봇을 이용한 효율화에 적극적으로 투자하고 있다. 세계 최고의 시장 규모와 성장 스피드를 배경으로 대규모 기술 투자가 이루어지고 있는 것이 지금의 중국이다.

알리바바의 경우 개인용 EC는 처음에는 옥션사이트 ‘Taobao’가 주체였다. 그 후에는 일본의 라쿠텐과 같은 쇼핑몰 형태의 ‘Tmall’을 개시. 2012년에는 식료품이나 일용잡화를 취급하는 자사 직영의 인터넷슈퍼 ‘Tmall Supermarket’를 개시. 전용 물류센터를 중국 전역에서 확충하고 있다. 중국판 Kiva라고도 할 수 있는 Geek+의 로봇을 도입하고 있는 것도 이 티몰슈퍼의 물류센터다. 티몰슈퍼의 물류센터는 알리바바의 출자로 제2위 주주가 된 물류전문기업인 중국 ALOG Technology Logistics가 운영하고 있다. 텐진시에 위치한 티몰슈퍼의 물류센터에서 Geek+의 로봇이 알리바바의 EC를 지원하기 위해 밤낮으로 가동하고 있다.

성능이 뛰어난 로봇은 대규모 기술투자가 가능한 유저기업에서 만드는 것이 일반적이다. 일본과 독일에 산업용 로봇 생산 기업들이 집중되어 있는 것도 일본과 독일에 세계 최고 수준의 자동차회사가 많기 때문이다. 로봇 기술력이 뛰어나기 때문에 강한 로봇기업이 생겨나는 것이 아니라, 자금력 있는 유저기업이 있는 곳에서 로봇기업은 기술력을 높일 수 있는 것이다.

-- 1.5억 엔을 투자하여 지바현에 도입 --
이 중국발 로봇을 일본에서 처음으로 도입한 회사는 의류전문 물류사업자인 Acca International이다. 아카는 퓨마재팬, 아디다스재팬, 버켄스탁 등 60개 기업, 일본 최대 온라인 쇼핑몰 ZOZOTOWN, Lumine, Right-on 등 24개사의 소매업자가 고객이다. 이들 기업으로부터 의류, 신발 등의 상품을 EC용으로 납품 받아, 재고 관리, EC사이트에 게재, 소비자에 발송 업무까지 EC운영에 필요한 일련의 업무를 도맡는다. 이른바 3PL(Third Party Logistics)이라고 불리는 업자다. 국내에 3개의 물류센터를 보유하고 있는 아카는 이번에는 지바현 거점에 1억 5,000만엔의 비용을 투자하여 Geek+의 로봇 30대를 도입하였다.

의류 소매업자들은 EC시장의 확대에 맞춰, 기존의 매장 판매뿐 아니라 직접 EC사이트를 만들기 시작하였다. 그러나 그 경우에는 전국 각지의 점포의 재고와 물류센터의 EC용 재고가 별개가 되어 버린다. 아카는 소매업자가 갖고 있는 매장의 재고관리시스템과 연계하여 물류센터와 점포의 재고를 통합관리 할 수 있는 시스템 ‘ALIS’를 2015년에 내부 제작하여, 소매업자들의 주목을 끌었다. 매장에 있는 재고를 EC용으로 발송하는 것도 가능하게 되었다. 의류제조업체가 직영점과 EC사이트를 모두 운영할 때도 이 시스템을 이용할 수 있기 때문에, 아카는 의류제조업체와 소매업자 모두에게 어필하면서 점차 계약으로 연결시켜 나갔다.

아카는 IT시스템의 강점을 이용하여 패션 EC에 특화된 3PL로서 매출을 해마다 늘려왔다. 그러나 80사 이상의 고객기업으로부터 납품 받는 재고 상품이 폭발적으로 증가하면서 상품을 피킹하는 작업자의 부족으로 고민하게 되었다. 아카는 현재 400개 브랜드의 50만 종류의 상품을 취급하지만 상품의 피킹 작업은 여전이 사람 손에 의존하고 있었다. 넓은 물류센터 안을 작업자가 돌아다니며 주문 들어온 옷이나 신발 등을 개별적으로 선반에서 꺼내서 발송했었다.

아카의 업무에서는 상품을 선반에 넣는 작업과 주문이 들어온 상품을 선반에서 꺼내는 피킹 작업이 큰 비율을 차지한다. 물류센터의 연간 인건비 10억엔 중 상품을 선반에 넣고 꺼내는 작업에 대한 인건비가 절반 가량을 차지한다. 한참 바쁜 성수기에는 이 작업을 위해 임시로 100명 정도를 모집하지만 언제부턴가 20~30명밖에 모이지 않게 되었다.

-- 로봇을 찾으러 중국∙인도로 --
이러한 상황에 위기감을 느낀 아카는 2016년 후반부터 로봇에 의한 업무 자동화를 검토하기 시작하였다. 아카의 가토(加藤) 사장은 우선은 국내 물류센터를 찾아보았다. 그 중 하나가 히타치제작소의 선반 운반로봇 ‘Racrew’를 154대 도입하고 있는 일본 최대 산업재 유통회사인 MonotaRo다. 이바가키현에 있는 모노타로의 물류센터를 견학하였다. 그러나 모노타로의 시스템은 선반 운반로봇 이외에도 분류기와 자동포장기 등을 조합시킨 큰 규모였다. 주로 피킹 과정에서의 자동화를 검토하고 있던 아카로서는 참고하기 어려웠다.

그래서 아카의 가토 사장은 이번에는 해외로 나갔다. 우선은 Kiva의 로봇과 닮은 선반 운반로봇을 생산하는 인도의 신흥 물류로봇 전문업체인 GreyOrange를 방문하였다. 그레이오렌지의 로봇 ‘Butler’를 인도에서 처음 봤을 때의 인상은 이동속도가 느리다는 것이었다. 가토 사장은 “걸어서 피킹하는 편이 빠를 정도로 느껴졌다”라고 회상한다.

그 다음에는 중국 국내의 로봇업체를 찾았다. 그리고 홍콩의 물류업자의 소개로 중국에 있는 알리바바의 물류센터를 찾아가 보았다. 반신반의의 마음으로 찾아간 알리바바의 물류센터에서 가동하고 있던 로봇이 Geek+의 로봇이었다. 가토 사장은 Geek+의 실물 로봇이 고속으로 움직이고 있는 모습을 보고 놀랐다. ‘찾고 있던 로봇이다’고 직감했다고 한다.

가토 씨가 알리바바의 물류센터를 방문했을 때, 오전 3시간 동안에 3,000~4,000개의 상품이 피킹되고 있었다. 실제로 시간 당 1,000개 이상의 속도다. 이 속도는 아카의 현장에서 20~30명의 작업자가 작업해야 하는 스피드다.

그러나 알리바바의 물류센터에서는 단 2명의 작업자가 피킹 스테이션에 상주하면서 이 속도를 실현하고 있었다. 상품을 작업자에게 운반하는 작업은 모두 로봇이 자동으로 담당하고 있었다. 로봇의 이동 속도도 매우 빨라서 “지금까지 봐 온 타사의 로봇과 비교하면 자동차와 고카트 정도의 차이였다”라고 가토 씨는 말한다. 가토 씨는 로봇의 모습을 촬영하여 바로 일본의 엔지니어에게 보냈다. 그들도 마찬가지로 놀랐다고 한다.

Geek+의 로봇은 아직 일본 국내에서 판매 대리점조차 정해지지 않은 상태였기 때문에 아카는 Geek+와 직접 계약을 체결하고 30대의 로봇을 수입하였다.

-- 800개의 선반을 로봇이 운반 --
아카가 Geek+의 로봇을 도입한 곳은 지바현에 위치한 아카의 물류센터다. 아카의 고객 회사 중 하나인 START TODAY도 입거해 있는 등 의류관련 기업의 EC거점이 많이 있는 지역이다. 아카는 이곳에 6,500평 규모의 물류센터를 갖추고 있다. 이 중 1,000평을 로봇에 의한 피킹용 공간으로 하였다. 로봇용으로 800개의 선반을 배치해 두고 있다.

2017년 11월 시점에서는 약 60%의 선반을 이용하여, 버켄스탁 등 5개의 브랜드 상품의 피킹에 이용하고 있다. 앞으로는 로봇용 공간을 2,500평까지 확대, 아카가 취급하는 모든 브랜드의 상품을 로봇에 의한 피킹으로 대체할 예정이다.

아카에서는 선반 반송로봇의 도입을 통해 작업자 혼자서 시간 당 최대 약 200개의 상품을 피킹할 수 있게 되었다. 사람에 의한 작업과 비교하여 작업 효율은 약 3배다. 작업자가 넓은 물류센터를 돌아다니며 피킹을 하면 숙련자라도 시간 당 60개가 한계였다. 로봇 도입 전에는 피킹 작업과 물건 수납 작업에 20~30명이 투입되었지만 로봇 도입 후에는 4~6인으로 감소하였다.

또한 로봇의 이동속도를 최대 초속 1.5m까지 올리면 피킹 속도를 더욱 향상시킬 수도 있었다. 그러나 아카의 경우는 그 속도라면 작업자가 선반에서 상품을 꺼내는 속도가 따라가지 못했다. 로봇이 피킹 스테이션 앞에서 정체되는 현상이 발생했기 때문에 로봇의 이동속도를 최대 속도보다 느린 초속 1.3m로 억제했을 정도다.

-- 마커로 자기위치 추정 --
Geek+의 시스템은 선반과 운반로봇, 피킹 스테이션, 로봇의 경로 계획 등을 담당하는 로컬 서버 등으로 구성된다. 아카의 경우는 800개의 선반에 대해 4개의 피킹 스테이션을 만들었다. 2개는 선반에 물건을 수납하는 용, 나머지 2개는 피킹 작업용으로 사용한다.

피킹의 흐름은 다음과 같다. 우선, 소비자에게서 주문이 들어오면 그 상품이 들어있는 선반을 시스템이 찾아내어 로봇에게 이동 지시를 내린다. Wi-Fi로 지령을 받은 로봇은 보관 공간에서 그 선반을 들어올린다. 로봇은 선반을 들어올린 채로 보관 공간 내의 통로를 통해 피킹 스테이션 앞까지 운반한다. 물류센터에서 로봇이 가동하는 범위에는 바닥에 1m간격으로 QR코드 마커가 붙어 있어 이를 바닥에 달린 카메라로 판독함으로써 로봇은 자기 위치를 추정한다. 아마존의 로봇과 같은 구조다.

피킹 스테이션 앞에는 작업자의 피킹 작업 및 선반 수납 작업을 위해 항상 4~5대의 로봇이 줄 서 있다. 작업자가 정면에 있는 선반에서 주문 들어온 상품을 꺼내면, 로봇은 줄 선 차례대로 이동한다. 피킹을 끝낸 로봇은 다시 보관 공간으로 자동으로 돌아간다.

-- 온라인 학습으로 배치 최적화 --
Geek+의 로봇은 최대 운반 질량이 1,000kg인 ‘EVE1000’과 500kg인 ‘EVE500’의 2종류가 있다. 아카는 EVE500을 채용하였다. 로봇은 2륜 차동구동방식으로 정지했을 때의 위치 정밀도는 10mm미만이다. 정면에는 장해물 검출용 LIDAR을 탑재한다. 한국 LG의 배터리를 탑재하고 있으며 용량은 38.5Ah다. 100%충전 상태에서 연속 10시간의 가동이 가능하다. 그러나 아카의 경우 약 3시간마다 자동으로 충전 스테이션에 가도록 하였다. 약 10분간 충전을 하고 다시 업무에 복귀한다. 전기료는 로봇을 30대 가동한 경우 연간 30만 엔 정도라고 한다.

선반의 배치는 출하 빈도에 따라 자동으로 학습하여 최적화하도록 되어 있다. 출하 빈도가 높은 상품이 들어 있는 선반은 피킹 스테이션 근처에 놓여지게 된다. 이러한 최적화는 피킹 작업뿐 아니라 선반에 상품을 넣는 작업에도 적용된다.

-- SLAM기능 탑재형도 --
아카는 지속적으로 개선해 나갈 예정이다. 로봇이 가동을 시작한 후에도 Geek+와는 주 1회의 전화 회의를 하면서 요구를 전달하고 있다. 예를 들면, 현재는 상품을 바코드로 판독하고 있지만 앞으로는 RFID의 활용도 검토하고 있다.

아카가 사용하고 있는 로봇은 바닥의 마커를 바탕으로 자기 위치를 추정하고 있다. 그러나 Geek+는 마커가 불필요한 SLAM탑재형 운반로봇의 개발도 끝났다. 중국 가전기업과 자동차도어제어업체 등이 제품 운반 등에 SLAM탑재형 운반로봇을 도입하고 있다.

Geek+에는 칭화대학이나 베이징대학, 중국과학원 등 명문대 출신자들이 모여있다. 또한 엔지니어의 대부분이 로봇 콘테스트에서 우승한 경험이 있는 등 로봇에 대한 조예가 깊다. 앞으로도 신기능이나 신기종을 투입하여 세계에 보급을 가속화할 것 같다.

  -- 끝 --