지멘스 유재빈 차장 (사진 무인화기술)
Q. 현재 물류 분야가 부상하는 이유는 무엇인가?
A. 물류라고 하면 범위가 대단히 넓다. 지멘스가 현재 집중하고 있는 영역은 자동화 물류다. 이는 사람이 산업현장에서 하기 어려운 일들을 자동화 영역에서 처리를 하는 것이다. 자동화 물류는 단순 컨베이어 물류만이 아니라 AGV, Shuttle, Stacker Crane, Gantry Loader 등의 물류자동화에 필요한 다양한 설비 등이 포함이 된다. 1913년 Henry Ford는 컨베이어 라인을 도입하여 기존의 생산량을 8배나 늘렸다. 그 후에는 자동차 생산 속도를 높이기 위해 로봇이 도입됐다. 이처럼 현대의 물류에서는 자동화가 필수적인 요소다. 현재 물류 시장에서 가장 큰 화두는 eCommerce 시장의 성장이다. 이커머스 시장은 매년 약 20%의 큰 성장을 하면서 아마존, 쿠팡, 알리바바와 같은 대기업이 탄생했다. 하지만 오늘날 이커머스 시장은 아직 전체 소매시장의 20%에 이르지 못한다는 시장 보고가 있으며, 앞으로 옴니채널의 사용이 증가하면서 이커머스의 성장은 아직 끝나지 않았음을 예상할 수 있다. 물류자동화 시장은 앞으로 지속적으로 성장할 것으로 기대가 되며, 또한 트렌드가 바뀌는 속도가 엄청나게 빨라질 것으로 보고 있다. 사람이 하지 못하거나 하기 어려운 영역을 대체할 것으로 보인다.
Q. 자동화 물류 가운데 지멘스가 집중하고 있는 사업은?
A. AGV, 셔틀, 스태커 크레인, 갠트리 로더와 같은 물류 자동화에 필요한 다양한 설비에 집중하고 있다.
특히, 현재 지멘스는 SILOG(씨록)이라고 해서 물류자동화 시스템에 들어가는 6개의 분야(AGV, Pouch-sorter, Conveying & Sorting, Stacker Crane, Shuttle, Piece-picking/Handling)에 대해 LILOG(Library for Intralogistics)을 제공하고 있다. 이 부분에 대해서는 현재 3개의 분야에서 표준화가 되어있으며, 앞으로도 지속적으로 개발을 진행할 예정이다. LILOG의 가장 큰 장점은 설비의 표준화가 가능하다는 점이다. 같은 설비여도 현장별로 프로그램의 차이가 있어서 별도의 담당자를 두어야 하지만, 이러한 LILOG library 표준화를 통해 프로그램에 대한 구조가 동일해지기 때문에, 원격으로 모든 현장 지원이 가능해진다.
Q. 아마존이나 쿠팡같은 이커머스 업체에 지멘스 기술이 들어가 있지 않나?
A. C사에는 해외에서 들어온 설비들이 많아서, 지멘스 제품이 적용되어 있다. C사 메인설비가 컨베이어가 아니라 상위를 제어하는 시스템, 그리고 소팅 시스템인데, 국내에 도입되어있는 소터는 유럽과 일본산이 많다. 이 소팅 시스템에 지멘스 제품이 장착돼서 도입이 되어 있다.
Q. 지멘스도 이커머스 시장에 진입하기 위해 노력을 하고 있나?
A. 지멘스는 물류와 관련해서 하드웨어나 자동화를 판매하는 사업부가 있고, 지멘스 로지스틱스라고 하는 계열사가 있다. 국내 인천공항 프로젝트의 경우, 3 터미널까지 지멘스 로지스틱스에서 턴키로 수주해서 소팅 시스템부터 배기지 핸들링(BHS)까지 전체를 진행하고 있다. 소터의 경우는 국산이 드물다. 공항에서 하루에 핸들링하는 물량만도 100만 개가 넘는다. 이런 데는 처리속도가 가장 중요하기 때문에 외산 소터를 도입하는 경우가 있어서, 이커머스 시장이 성장은 하고 있지만 여기에 맞춰서 한국업체들이 할 수 있는 건 컨베이어 이외에는 제한적이라고 본다.
이커머스도 컨베이어에서 AGV로 많이 가는 추세다. 이러한 배경에는 제품의 라이프사이클이 점점 짦아지기 때문에 계속 신제품을 출시해야 하는데, 이런 신제품 라이프사이클을 맞추기 위해서는 계속 라인개조를 해야 하고, 컨베이어를 뜯었다 붙였다 할 시간이 없다는 이유가 존재한다. 그러나 그 시간에 AGV는 이동경로를 마음대로 설정할 수 있으니까, 컨베이어를 없애고 AGV로 가겠다고 하는 트렌드가 생기고 있다. 컨베이어를 가장 많이 사용하는 분야인 이커머스 업체들도 이런 트렌드를 따라가지 않을까 싶다. 이런 부분에 우리 지멘스 AGV 솔루션이 도입될 수 있는 기회가 있다.
지멘스는 물류자동화 시장에서 다양한 어플리케이션과 통합된 솔루션을 제공한다.
Q. 지멘스는 AGV를 직접 제작하지는 않는데?
A. 지멘스는 AGV에 들어가는 하드웨어와 소프트웨어를 공급한다. AGV의 핵심 기술은 기구 제작이 아니다. AGV 자체 캐리어의 제어와, 상위단 관제에서 각각의 캐리어를 제어할 수 있는 마스터 컨트롤을 어떻게 원활하게 인터페이스할 수 있느냐 하는 것이 가장 핵심기술이다.
Q. 모든 AGV에 지멘스AGV 패키지를 쓸 수 있나?
A. 모든 AGV에 지멘스 패키지를 적용할 수 있다. AGV는 테이프 가이드 방식과 SLAM 방식이 있는데 모두 가능하다. 지금은 트렌드 자체가 테이프 가이드 방식보다는 SLAM 방식으로 가고 있다.
Q. 국내에 쓰이고 있는 AGV는 아직까지 마그네틱 가이드 방식이 많지 않은가?
A. 많은 부분이 마그네틱 방식인데, 중요한 건 국내에 들어와 있는 AGV들이 대부분 PC 베이스 솔루션이라는 것이다. PC 베이스의 단점은 개발자 외에는 블랙박스로 되어있다는 것이다. 지멘스의 AGV 솔루션인 SIMOVE의 가장 큰 장점은 PC 베이스 즉, 프로그램 베이스가 아니고, PLC 베이스의 소프트웨어로 프로그래밍 되어있고, 모두 표준화 되어있어서 누구나 쉽게 모디피케이션도 가능하고, 현장이 여러 개라도 옆에 있는 현장의 사람이 와서 경로를 수정해도 쉽게 바꿀 수 있다는 것이다.
Q. 지멘스 SIMOVE는 PC 베이스 컨트롤러인 오픈 컨트롤러(Open Controller)도 사용할 수 있는 걸로 아는데?
A. RFID나 테이프를 따라다니는 방식을 트랙 가이드 내비게이션이라고 하는데, 트랙 가이드 내비게이션에서는 PC 기반의 제어와 S7- 1500 PLC 기반의 제어가 다 가능하다. 그리고 SLAM 방식, 지멘스에서는 이걸 프리 내비게이션이라고 하는데 이 방식은 마그네틱 테이프도 없고 RFID도 없다. 대신 스캐너를 통해서 위치인식을 받아야 된다. 물론 복잡한 연산이 있다. 여기서 오픈 컨트롤러가 하는 역할은 스캐너에서 받아온 지형지물에 대해서 위치연산만 해주는 것이다. 오픈 컨트롤러는 위치에 대한 컨트롤만 하고, 나머지 AGV에 대한 컨트롤은 모두 PLC에서 수행한다. 내비게이션 제어는 PLC에 대한 제어만 하면 되니까, 결국은 PLC 기반이다.
Q. 지멘스는 갠트리 로더에도 집중을 하나?
A. 갠트리 로더는 물류 적재 자동화 시스템이다. 지금까지는 타이어 적재 시스템에 많이 들어갔는데, 그런 시스템들에 사용하다 보니까, 식음료같이 박스 단위로 움직이는 물건을 적재할 때, 박스가 완성품 창고에 들어가기 전에 박스를 팔레트 위에 올려서 3~4개씩 적재하는 데도 적합하다고 해서, 식음료 분야의 엔드유저나 업체들이 관심을 많이 가지고 있다. 지멘스는 기구를 제외한 소프트웨어와 자동화만 공급을 한다.
SIMOVE를 사용하여 현장에서 사용중인 AGV
Q. 그럴 때 모션이 들어가나?
A. SIMOTIION을 써서 해봤는데, SIMOTION까지는 필요 없다고 해서, 추가발주 나오는 건 S7-1500 PLC로 하고 있다. 갠트리 로더가 들어가기 위해서는 앞뒤 단계를 지멘스 제품으로 맞춰야 되기 때문에, 스태커 크레인이 됐건 갠트리 로더가 됐건 관련 솔루션에 집중을 하고 있다.
Q. 현재 물류업계가 당면한 과제는 무엇이며, 지멘스는 이에 대해 어떤 해결책을 제시할 수 있나?
A. 세 가지 정도로 요약을 할 수 있을 것 같다.
첫 번째는 제품의 짧은 수명주기와 소규모 주문, 단기간 배송이다. 예를 들어 공산품과 비교할 때 이커머스에서 취급하고 있는 상품의 수명주기가 상당히 짧다. 의류를 생각할 때, 적어도 계절별로, 심지어는 몇 달 또는 몇 주 단위로 고객의 트렌드가 변한다. 품목 자체 외에도 주문수량 또한 매우 적어지고 있어서 이커머스 기업들은 이러한 다품종 소량 주문에 대처해야 한다. 이커머스 업체인 C사의 예를 들면, C사는 현재 약 500만 개가 넘는 다양한 상품을 취급하고 있으며, 하루에 나가는 품목의 수가 300만 개에 이르고, 70만 개의 박스를 처리해야 한다. 물품의 크기 또한 규격화하기가 어려워서 물류 배치 레이아웃을 잡기가 어렵다. 여기에 블랙 프라이데이, 크리스마스, 어린이날이 다가오면 단시간에 주문량은 폭등한다. 일반매장보다 이커머스로 주문하는 제품들의 반품율은 상당히 높기 때문에, 반품과 주문량에 대처하기 위한 저장기술이나, 많은 양의 데이터를 다룰 수 있는 기술 또한 요구된다. 따라서 이커머스 회사들은 유연성과 확장성을 갖춘 완벽한 물류 프로세스를 전반적으로 갖추어야 한다.
두 번째는 배송속도 향상 및 정확도 향상의 필요성이다.
이커머스의 주요 차별화 요소는 다품종의 물품을 제공하는 것 외에도, 빠른 배송속도가 요구된다는 것이다. 배송날짜 및 시간예측의 정확성 또한 구매 결정의 기준이 된다. 지금 주문하고 내일 새벽까지 배송, 혹은 내일 오후 2시까지 받는 것은 현재의 이커머스에는 보편화가 됐다. 이를 위해서는 모든 최신 웹 기반 플랫폼을 갖추고 있어야 하고, 물류창고에서는 이에 상응하는 완전한 물류 자동화를 갖추어야 한다.
세 번째는 자동화의 증가에 따른 전문인력 부족이다. 현대의 창고에서는 자동화 수준이 높아지고 있다. 그럼에도 불구하고, 전문인력의 부족은 모든 물류회사들이 해결해야 하는 문제로 남아 있다. 각각의 공장 혹은 물류센터 간 시스템 통합이 필수적이지만, 현실은 그렇지 못하다. 만약 시스템 통합이 되어있지 않다면, 각각의 공장마다 IT 및 전문 인력이 필요할 것이다. 앞으로 장비 공급자는 이를 고려하여, 직관적인 인터페이스를 제공해서 장비의 복잡성을 줄여야 한다. 물류 운영사 또한 정보에 빠르게 액세스하고, 어디서든 쉽게 협업할 수 있는 시스템을 구축해야 할 것이다.
Q. 지멘스의 물류 분야 주요 솔루션 및 제품으로는 어떤 것이 있으며, 해당 솔루션이나 제품의 경쟁력은 무엇인가?
A. 지멘스의 접근 방식은 기존에 지멘스가 가지고 있는 광범위한 디지털 도구, 기술 및 시스템 포트폴리오의 이점을 활용하는 것이다. 지멘스는 설계부터 생산 계획, 생산 엔지니어링 및 생산 실행에 이르기까지 Siemens NX CAD, Siemens Automation Designer, Siemens Plant Designer, Siemens Plant Simulation 및 Siemens Process Simulate와 같은 다양한 소프트웨어를 제공한다. 하드웨어 단에서는 SIMATIC Controller, SINAMICS Drive, Simogear Geared Motor, SCALANCE 산업용 네트워크 등 물류에 필요한 하드웨어 제공이 가능하다. 특히 TIA Portal(Totally Integrated Automation)을 통해 하나의 장비 통합제어가 가능하며, 개발자들 간의 협업이 가능하다. 전 세계 제조기술을 주도하는 기술 파트너로서 지멘스는, 물류 자동화를 통합하고 창고의 전체 밸류체인에 걸쳐 하드웨어와 소프트웨어 및 미래 기술을 구동하는 모든 솔루션을 제공하고 있다는 점이 타사와 차별화되는 경쟁력이다.
Q. TIA Portal에서 통합제어를 하게 되면 고객이 얻을 수 있는 이점은 무엇인가?
A. HMI나 드라이브, PLC, 네트워크까지 하나의 툴 안에서 통합적으로 제어가 가능하다는 것이 지멘스의 가장 큰 장점이다. 경쟁사의 경우는 전체 포트폴리오를 제공할 수 있는 게 아니기 때문에, 드라이브 따로, PLC 따로, 네트워크 따로, 서로 다른 툴에서 운영을 하다 보면 기기간의 호환성이 떨어질 수 있고, 오류나 실수가 있을 수 있는데, TIA Portal을 적용하면 하나의 플랫폼 안에서 모든 걸 제어할 수 있으니까, 시간도 절약되고 실수도 줄일 수 있고, 엔지니어 간에 협업도 할 수 있다.
Q. 지멘스에는 물류와 관련해서 타 경쟁사에 없는 솔루션이 있나 ?
A. 앞서 얘기한 플랜트 시뮬레이션과 TIA Portal 외에도, 타사와 달리 지멘스는 SIMOVE(씨무브)라는 AGV 관련 솔루션을 가지고 있다. 타사는 AGV 자체를 운영하기 위한 캐리어 플릿이 있고, 이를 운영하기 위해 상위에 마스터 컨트롤이 있다. 이 마스터 컨트롤 위의 MES나 WMS를 통해서 시그널을 받는다. 그러나 SIMOVE는 지멘스 하드웨어가 들어가지 않아도, 기존 AGV가 있더라도 지멘스 마스터 컨트롤러로 기존의 AGV를 그대로 컨트롤할 수 있다는 것이 타사 솔루션과의 차이다. 지멘스 마스터 컨트롤은 최대 200대까지의 AGV를 관리할 수 있다. 이건 PLC 베이스 솔루션은 아니고, PC 베이스 솔루션이다.
스태커 크레인
Q. 그 외 지멘스 AGV 솔루션의 차별성으로는 어떤 점이 있나?
A. AGV는 기존 생산, 제어 및 자동화 플랫폼과 올바르게 통합되어야 하며, 높은 안정성과 유연성을 보여야한다. 또한 모든 공장 안전 요구 사항을 충족해야 한다. 기존에 설치가 되어있는 AGV와의 유연한 연동 또한 중요한 과제다. 따라서 지멘스는 PC 베이스 솔루션과 PLC 베이스 솔루션을 동시에 제공하고 있다. 기존 PC 베이스 솔루션은 높은 유연성을 가지고 있으며, SIMOVE(씨무브)의 표준화된 개방형 인터페이스를 통해 타사 공급 업체의 응용 프로그램 통합을 지원한다. 또 PLC 베이스 솔루션은 테스트된 모듈식 소프트웨어와 하드웨어를 제공함으로써, 누구나 손쉽게 AGV 제작 및 설계를 할 수 있도록 되어 있다.
Q. 물류창고에서 지멘스만 가지고 있는 자동화 솔루션이 있나?
A. 물류시스템에서 가장 중요한 요소는 처리량의 증가와 설비의 안정성이다. 지멘스는 스태커 크레인이 진동으로 인해 지연되거나 위치 정확도가 떨어지는 것을 방지하기 위해 제진제어 솔루션인 ‘ViBX’를 제공하고 있다. 이미 국내 여러 현장에서 성능에 대한 검증이 끝났으며, 만족도가 상당히 높은 솔루션이다.
‘ViBX’는 Sinamics Drive인 S120 시리즈에서 활성화가 가능하다. 이 시스템의 가장 큰 장점은 별도의 센서나 추가장치의 설치없이, Sinamics에 있는 펑션만 활성화시키고 4개의 파라미터만 추가로 입력하면, 바로 사용이 가능하다는 것이다. 이러한 제진 제어는 처리량 증가뿐 아니라, 스태커 크레인의 마스트(Mast)를 보다 높게 제작할 수 있게 함으로써, 저장공간을 늘릴 수 있다는 장점 또한 지니고 있다. 또한 진동으로 부터 발생이 되는 위험을 줄이고, 스태커 크레인이 진동으로 받는 스트레스(Stress)를 줄여 수명 또한 늘릴 수 있다. 또한 스태커 크레인의 주행 모션에서 Sinamics의 동기제어 기능을 사용하면, 2개의 모터를 장비에 전방과 후방에 설치하여 기구적인 발란스 설계가 가능하기 때문에, 스태커 크레인의 운전속도를 극대화 시킬 수 있다.
Q. 지난해 지멘스의 물류분야 비즈니스 성과는 어땠나?
A. 우리는 물류 사업을 시작한 지 3년 정도밖에 되지 않았지만, 매년 100% 이상 성장을 하고 있다. 국내보다는 해외 프로젝트를 많이 하고 있다. 주로 해외 배터리와 타이어 관련 프로젝트가 많다.
타이어는 물류가 가장 크게 들어가는 분야다. 타이어 공정에는 물류 자동화의 모든 솔루션이 들어간다. 처음에 소재공장부터 시작해서 중간에 보관창고 및 완성창고까지, 생산라인 몇 개 빼고는 거의 다 물류시스템 하나로 이어져 있어서 프로젝트 하나의 규모가 상당히 크다.
지난해 중국의 모 타이어 업체 해외공장 프로젝트를 수행했고, 올해는 국내 타이어업체의 해외공장 프로젝트가 계획되어 있다.
지멘스에서는 배터리와 타이어 분야가 물류 매출에서 비중이 큰데, 지난해 이들 분야 외에도 식품, 제약, 케미컬 프로젝트가 있었고, 냉동창고 프로젝트 등 다양한 분야에 진입을 했다.
Q. 국내 물류시장 전망은 어떻게 하나?
A. 이커머스 시장의 성장으로 물류시장이 계속 커질 것이라는 점은 확실하다. 제조는 사람이 못 들어가는 영역도 있고, 물류 자체가 아무래도 중량물이다 보니까 사람들이 노동에 대해서 기피하는 성향이 있다. 따라서 사람은 제어나 관리만 하고, 노동이 많이 들어가거나 중량물이 많은 영역은 결국 물류 쪽으로 넘어가지 않을까 생각된다.
지멘스 본사에서는 쿠팡이나 이커머스 시장이 발전하기 때문에, 2025년까지 국내 물류시장이 7~8% 수준의 성장을 지속할 것으로 전망하고 있다. 그러나 개인적으로 이보다 크게 보고 있다. 본사에서는 유럽의 몇 개 국가와 아시아의 인도, 대만, 한국, 일본 등 총 열 몇 개 국가를 선정해서 물류에 포커스를 하고 있다. 그만큼 한국은 중요한 국가다.
Q. 향후 물류 분야에서 부상할 기술로는 어떤 것을 꼽나?
A. 향후 물류 분야에서 가장 관심 있게 봐야 할 기술은 AGV라고 하는 물류 로봇과 협동로봇이다. 인간 작업자의 노동량을 줄이고 반복적인 작업을 대체하기 위해 AGV는 점점 더 사용이 늘어날 것으로 전망이 된다.
AGV는 Automated Guided Vehicle의 약어다. 주행라인에 부착된 RFID(Track guided Navigation) 또는 주변 사물을 자동으로 인식(Free Navigation)해, 그 데이터를 기반으로 이동하는 로봇이다. AGV는 자율주행 기술과 센싱 모니터링 기술, 기기 운영기술, 시스템 분석 및 데이터 관리기술 등을 갖춰 기존 물류 이송방식인 컨베이어 시스템을 대체하는 기술로, 자체의 동력을 통해 독립적으로 동작하고 설정된 경로를 따라 이동하는 로봇이다. 이는 제조혁신을 위한 스마트 팩토리 보급이 세계적으로 확대됨에 따라, 생산 환경이 기존의 기업 중심 구조에서 소비자 중심 구조로 변화되고, 나아가 생산 방식도 다품종 소량생산으로 전환되고 있는 유연한 제조물류시스템을 위해 활용되고 있다.
여러 번 설명한 것처럼, 지멘스는 SIMOVE AGV라는 하드웨어와 소프트웨어가 결합된 표준화 솔루션을 제공하고 있다.
SIMOVE AGV 솔루션은 크게 Carrier Control, Master Control과 하드웨어로 구성이 되어 있으며, 여기에 들어가는 모든 하드웨어들은 모두 지멘스에서 생산하고 있는 표준 제품으로 구성이 되어 있다. 하드웨어들은 경로와 AGV 복잡성에 따라 Basic, Advance, Complex로 나뉘며, 여기에 필요한 최적화된 하드웨어를 제공하고 있다.
Carrier Control의 경우 AGV 자체의 대차에 대한 움직임 및 위치인식 충돌방지 등을 담당하고 있으며, 이에 필요한 지멘스에서 표준화한 Carrier Control 프로그램을 제공한다.
Master Control의 경우 상위 운영체제와의 인터페이스 및 하위 여러 대의 AGV에 대한 관제를 담당하고 있으며, 최대 200대의 AGV에 대한 운영이 가능하고, 또한 표준 제품을 사용하여 유연한 경로 수정이 가능하며, AGV carrier 추가가 용이하다.
다년간의 축척된 경험으로 Track Guide Navigation뿐만이 아닌, Free Navigation(ANS+)까지 탑재가 가능해서, 공장의 지형지물을 인식하여, AGV의 자체 위치 인식이 가능하다. 필요에 따라서는 Free Navigation(ANS+)과 식별지점을 동시에 사용함으로써 +-1mm까지 정밀한 제어가 가능하다. 지멘스의 SIMOVE AGV 솔루션을 사용함으로써, 고객은 다양한 AGV를 쉽게 구성할 수 있다.
앞으로 AGV는 SLAM 방식으로 많이 갈 것 같고, 자율주행기술이나 센싱 모니터링기술, 운영기술, 시스템 분석, 데이터관리가 향후 AGV를 봤을 때 가져가야 될 핵심기술이라고 본다.
또 현재 AGV 위에 로봇을 얹어서 사용을 하기 때문에, AMR의 수요도 늘어날 것으로 본다.
국내에는 캐리어 컨트롤의 경우, 프로그램하는 게 편하니까 PC 베이스 기술이 보편화되어 있다. 그러나 제일 좋은 건 누구나 쉽게 할 수 있는 기술이기 때문에, PLC 베이스 기술이 가장 좋은 거고, 마스터 단의 ACS는 업체마다 상위 인터페이스가 있기 때문에 거기에 맞춤형으로 갈 수밖에 없을 것 같다.
LILOG(Library for Intralogistics)에서 제공하고 있는 Library
Q. 물류 분야 시장확대 전략은 어떻게 전개해 나가고 있나?
A. 작년, 재작년도 마찬가지고, 고객사에서 AGV나 셔틀, 갠트리 로더와 같은 새로운 시스템개발 프로젝트가 주어지면, 개발단계에서부터 고객과 협업해서 최종 커미셔닝까지 우리 지멘스 엔지니어들이 고객에 대해 적극적인 서포트를 함으로써, 고객과 윈윈하는 전략으로 시장을 확대해 나가고 있다.
Q. 뮬류 관련해서 새로 출시될 신제품이나 신기술이 있나?
A. 앞서 얘기한 SILOG이라고 하는 물류에 특화된 표준화 컨트롤 시스템이 계속 출시되고 있다. 이건 대부분이 무상이다. S7-1500 PLC에 들어가는 펑션블록만 추려서 따로 표준화를 시켜놓은 거기 때문에, 고객은 갖다 쓰기만 하면 된다. 스태커 크레인, 컨베이어, 틸터 이 정도가 현재 출시가 되어있고, 계속 물류에 맞춰서 필터 작업을 하고 있다. 작년에 출시를 시작해서 계속 업그레이드를 하고 있다.
