산업용 로봇
산업 제조
자율 이동 로봇(AMR)이 우리의 삶과 일하는 방식을 재편하고 있습니다. 다양한 애플리케이션과 전 세계 비즈니스 혁신 사례를 알아보세요.
자율 이동 로봇(AMR)이 많은 산업 애플리케이션에 자리 잡았습니다. 기술 향상이 원동력이었습니다. 중요한 기술로는 더 나은 배터리와 컴퓨터 비전이 있습니다. 더 발전된 소프트웨어도 필수적이었습니다.
이 글에서는 다음 주제를 통해 자율 이동 로봇 기술을 소개합니다:
오늘날 창고의 80% 이상이 전혀 자동화되어 있지 않습니다. 이는 로봇 기술이 창고용으로 충분히 능력 있게 된 것이 최근이기 때문입니다. 창고에서 AMR을 사용하면 결과가 인상적입니다. 일부 사례 연구에서 주문 피킹 생산성이 300% 이상 증가했다고 보고합니다.
공장에서는 서브 어셈블리와 소모품을 창고에서 조립 라인으로 수작업으로 운반하는 경우가 많습니다. 자율 이동 로봇이 이 내부 수송을 자동화할 수 있습니다. 작업자가 무거운 카트를 밀지 않아도 될 뿐만 아니라, 기업이 사회적 거리두기 필요성에도 대응할 수 있게 해줍니다.
"360 Market Updates" 추산에 따르면 전 세계 자율 이동 로봇 시장 규모는 2019년 7억 5,140만 달러(USD)였습니다. 2026년까지 54억 달러(USD)로 성장해 2021~2026년 연평균 성장률(CAGR) 29%를 기록할 것으로 전망됩니다.
대부분의 산업용 AMR은 바퀴에 의존해 이동하는 차량입니다. 두 발로 걷는 휴머노이드 로봇도 있지만, 더 복잡하고 비쌉니다. 일반적으로 바퀴 달린 모바일 로봇이 더 비용 효과적입니다. 더 견고하기도 합니다.
자동 유도 차량은 AMR보다 오래된 기술입니다. AGV는 바닥에 설치된 가이드에 의존합니다. 가이드가 AGV에 경로를 지시합니다. AGV는 가이드로 정의된 복도 내에서 이동할 수 있습니다. 자기 스트립, 와이어, 라인이 AGV 이동 복도를 정의하는 데 사용됩니다. AGV가 경로에서 장애물을 만나면 정지하고 도움을 요청합니다.
자율 이동 로봇은 AGV보다 더 유연합니다. AMR은 시설 지도를 만들어 메모리에 저장합니다. 따라서 바닥 가이드 없이도 갈 곳을 알 수 있습니다. 목적지가 주어지면 최적 경로를 스스로 결정합니다. 경로에 장애물이 있으면 우회하거나 대체 경로를 취할 수 있습니다.
하지만 AGV와 AMR의 차이는 모호해지고 있습니다. 이제 장애물을 피하기 위해 방향을 틀 수 있는 AGV도 존재합니다.
관절형 로봇 팔을 AMR에 장착할 수 있습니다. 이는 용도 범위를 넓힙니다. 예: 머신 텐딩이 이 기술 조합의 혜택을 볼 수 있습니다. 자재 이송에서는 로봇 팔이 패키지 배송을 더 유연하게 만듭니다.
"이동은 로봇에게 맡기세요." 연구에 따르면 창고 종사자 많은 이들이 시간의 60%까지 이동에 씁니다. 공장 일부 인력도 마찬가지입니다. 카트를 밀거나 지게차를 운전할 수 있습니다. 이는 고부가가치 활동이 아님을 쉽게 알 수 있습니다. 그래서 모바일 로봇이 이 문제 해결에 활용됩니다. 사람은 한곳에 머물고 로봇이 이동하게 하는 것이 아이디어입니다.
AMR의 표준 애플리케이션에는 다음이 포함됩니다:
이제 각 애플리케이션을 자세히 살펴보겠습니다.
모바일 로봇은 사람 주문 피킹을 돕는 데 큰 차이를 만듭니다. 도움이 필요합니다. 이커머스는 더 다양한 제품의 주문을 의미합니다. 주문 크기는 더 작습니다. 때로는 주문이 단 한 개 아이템만 포함됩니다. 이 조합이 주문 피킹 공정을 더 노동 집약적으로 만듭니다. 게다가 고객의 빠른 배송 기대치가 치솟았습니다. 아마존이 2일 배송으로 표준을 세웠고, 최근에는 1일 배송을 제공하기 시작했습니다.
아마존은 이 결과를 위해 로봇에 막대한 투자를 했습니다. 중소기업도 경쟁할 수 있을까요? 다행히 답은 예입니다. 비용 효과적인 모바일 로봇이 솔루션을 제공합니다. 작은 기업도 AMR을 사용해 주문 출고 시간을 대폭 단축할 수 있습니다.
AMR을 주문 피킹에 활용 고려 시 처음에 반드시 물어야 할 핵심 질문이 있습니다. 귀사 사람들이 로봇과 협업하는 최적의 방식이 무엇인가? 이 전략 선택이 종종 로봇 선택을 결정합니다. 즉, 선택은 로봇 자체보다 솔루션의 성격에 더 가깝습니다.
인간-기계 협업의 가장 인기 있는 몇 가지 전략:
수백만 명이 유튜브에서 주황색 낮게 깔린 아마존 AMR 영상을 봤습니다. 로봇이 제품 선반 전체를 창고 안팎으로 나릅니다. 이 자동화 방식을 Goods-to-Person(상품-대-사람)이라고 합니다. 로봇은 창고 관리 시스템(WMS)에 의해 제어됩니다. WMS가 처리해야 할 주문에 기반해 로봇에 어떤 선반을 들어 어디에 놓을지 지시합니다. AMR이 선반으로 이동해 아래서 들어 올립니다. AMR이 선반을 피킹/포장 스테이션에 위치한 사람들에게 운반합니다. 선반 도착 시 디스플레이가 어떤 아이템을 몇 개 픽할지 지시합니다. 작업자가 선반에서 올바른 아이템을 꺼내 바코드를 스캔하고 출하용 컨테이너에 담습니다.
아마존이 이 Goods-to-Person 전략으로 큰 성공을 거뒀습니다. 하지만 특수 선반이 필요하고, 창고를 이 전략에 맞게 재설계해야 합니다.
이 전략에서 주문 피킹 작업자는 한두 개 통로나 구역을 담당합니다. 구역 밖으로 이동할 필요 없습니다. AMR이 대부분의 이동을 수행합니다.
AMR은 처리해야 할 주문에 따라 WMS 지시에 따라 이동합니다. 로봇이 픽할 아이템이 있는 선반으로 이동합니다. 주문 피킹 작업자는 음성 시스템으로 다음 픽 위치 안내를 받을 수 있습니다. 작업자가 픽 위치에서 AMR을 만나고, AMR 디스플레이에 표시된 아이템을 선반에서 픽합니다. 로봇에 장착된 바코드 리더로 스캔해 올바른 제품과 수량 확인합니다. AMR이 다음 목적지로 이동합니다. 작업자는 다음 AMR 만날 위치 안내를 기다립니다.
이 전략에서도 작업자가 약간 걷지만 크게 줄어듭니다.
사례 연구에 따르면 존 피킹 전략으로 생산성이 최소 2배 이상 향상됩니다. 일부 연구는 수작업 주문 피킹 대비 이 방식으로 시간당 픽 주문이 3배 이상 증가했다고 보고합니다.
완전 자동화 주문 피킹은 로봇 주문 피킹의 '성배(Holy Grail)'로 불리기도 합니다. 이 공정은 로봇이 선반에서 아이템을 꺼내 포장 스테이션으로 운반합니다. 포장 스테이션도 로봇을 사용합니다. 사람이 필요 없습니다. 이 자동화 수준은 아직 초기 단계로 널리 사용되지 않습니다.
완전 자동화 주문 피킹의 하이브리드 솔루션은 AS/RS와 로봇을 사용합니다. 자동 적재/회수 시스템(AS/RS)이 창고의 기존 선반-통로 배치를 대체합니다. 대신 시스템은 거대한 큐브 형태이며, 제품이 큐브 내 빈에 보관됩니다. AS/RS가 물건 위치를 추적하고 올바른 제품 빈을 로봇 피킹 스테이션으로 가져옵니다. 이러한 시스템은 꽤 콤팩트하게 만들 수 있습니다. 식료품점 후방 등에 설치 가능합니다.
AS/RS가 제품이 든 빈을 제시하면, 사람이나 로봇 팔이 빈에서 아이템을 꺼내 출하 컨테이너에 담습니다. 이 기능을 수행하려면 로봇 팔이 고급 컴퓨터 비전과 짝을 이뤄야 합니다.
로봇공학의 추가 발전으로 완전 자동화 주문 피킹이 더 다양한 유스케이스에 실용화될 전망입니다.
자율 지게차가 공장과 창고 환경에서 점점 더 사용되고 있습니다. 일부 자동 지게차는 AGV 기술을 사용해 바닥에 경로 마커 설치가 필요합니다. 다른 자율 지게차는 마커가 필요 없는 완전한 AMR 기술을 사용합니다. 운전자 탑승 가능 또는 무인 설계로 운영되는 자동 지게차도 있습니다. 다른 설계는 사람이 탈 캡을 제거하기도 합니다.
자동 지게차는 사람을 운전에서 해방시켜 생산성을 높입니다. 그리고 자율 지게차는 안전도 개선할 것으로 기대됩니다. 지게차 및 산업용 트럭 사고로 연간 수천 건 부상이 발생합니다. 최근 몇 년간 지게차 관련 사망자와 중상자 수가 증가 추세입니다. 대부분 과속, 급커너링, 급제동이 원인입니다. 자동 지게차는 이런 실수를 하지 않습니다.
병원용으로 특별히 설계된 AMR이 있습니다. 병실에서 세탁실로 오염된 린넨을 이송합니다. 채혈 검체를 채취 장소에서 검사실까지 운반합니다. AMR이 병실에 식사와 약을 배달합니다. 사례 연구에 따르면 배송 비용을 최대 80% 절감할 수 있습니다.
AMR이 고객 요청인 여분 수건, 세면도구, 음식을 처리합니다. 외부 음식 서비스가 로비에 배달하면 보안이 강화됩니다. AMR이 로비에서 고객 객실로 음식을 운반합니다. 오염 린넨 세탁소 이송과 빈 접시 주방 반환도 자동화 가능합니다.
틸트 트레이와 크로스벨트 피더를 장착한 모바일 로봇이 창고와 공장에서 패키지를 분류합니다. 출하용 패키지 분류로 배송사가 더 낮은 운임에 접근할 수 있게 합니다. 또는 패키지를 어느 소매점으로 보낼지 기준으로 분류할 수도 있습니다.
AMR은 컨베이어 시스템보다 더 유연하고 비용 효과적인 대안으로 점점 더 인식됩니다. 설치가 쉽고 최소한의 유지보수가 필요합니다.
일부 분류 애플리케이션은 메자닌 레벨에서 작동하는 AMR을 포함합니다. 패키지 적재 후 로봇이 바닥 구멍으로 가져가 떨어뜨립니다. 슈트가 1층과 대기 중인 컨테이너로 이어집니다.
다른 애플리케이션은 AMR이 제품을 풋월(put wall)로 가져오는 방식입니다. 사람이 AMR에서 제품을 꺼내 적절한 빈에 넣습니다.
AMR이 문앞에 패키지를 배달하는 날이 곧 올 것입니다. 하지만 자율주행 차량이 공도 주행 면허를 취득하기 전까지 배송 로봇은 제한된 지역에서만 사용됩니다. 예: 인구 밀집 도심 지역에서 음식 배달에 배송 로봇이 사용됩니다. 로봇은 인도 위를 이동하는 소형 카트입니다. 대학 및 기업 캠퍼스도 유스케이스입니다.
자율 이동 로봇은 의심할 여지 없이 우리 일상 더 많은 측면에 스며들 것입니다. 현재 AMR을 주로 사용하는 산업:
AMR 프로젝트 시작 전 시설 조사를 해야 합니다. 물어볼 질문들:
산업용 로봇이 처음이라면, 많은 전문가들은 작게 시작하라고 권장합니다. 빠른 ROI가 기대되는 애플리케이션 선택. 경험과 자신감을 쌓은 후 확장하세요.
공급업체 추천에 의존할 수 있습니다. 당연히 공급업체는 자사 제품 관련 제안을 할 것입니다. 공정한 전문가 자문을 받아 조언을 구하고, 시설이 '모바일 로봇 준비'되었는지 평가받는 것도 고려해 보세요.
결정할 이슈가 로봇 자체보다는 전체 애플리케이션 솔루션에 관한 경우가 많습니다. 로봇이 더 큰 프레임워크 내에 임베드되는 경우가 잦기 때문입니다. 로봇을 제어하는 창고 관리 시스템(WMS) 등 유사 시스템이 로봇 기능만큼 중요합니다.
모바일 로봇이 기존 시스템과 어떻게 통합될지 확실히 이해하세요.
자재 핸들링에서 AMR은 팔레트나 박스용 특수 마운트가 필요할 수 있습니다. AMR이 마운트 아래로 들어가 아래서 하중을 들어 올립니다.
최소 하나, 어쩌면 여러 충전 스테이션이 필요합니다. 여러 AMR이 동시에 충전해야 하는 경우를 고려하세요.
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산업용 로봇
선택한 로봇 애플리케이션에 중요한 로봇 부품은 무엇일까요? 로봇에 구매할 수 있는 부품 종류가 엄청나게 많습니다. 전원 공급장치처럼 명백히 필수적인 것도 있지만, 모든 애플리케이션에 꼭 필요한지 불분명한 것도 많습니다. 어떤 부품이 적합한지 어떻게 알 수 있을까요? 필요하다면 어디서 구매할 수 있을까요? 알아야 할 모든 것을 소개하는 입문 가이드입니다. 로봇의 5가지 핵심 부품과 기능 전 세계 거의 모든 로봇 시스템에서 찾을 수 있는 부품들이 있습니다. 이것들을 익혀두는 게 좋습니다. 로봇의 핵심 부품: 1. 컨트롤러 로봇의 컨트롤
대부분 로봇 하면 영화 속 로봇이나 자동차 조립 로봇을 떠올리지만, 우리 삶에 관여하는 로봇은 거의 생각하지 않습니다. 로보틱스는 발명 이래 산업 분야 기술 발전을 도왔지만, 이제 의료 등 새로운 분야를 개척하고 있습니다. 맞습니다. 로봇은 제조업 개선을 넘어 삶을 개선합니다. 깨닫지 못하더라도 우리 일상 곳곳에 로봇이 있습니다. 로봇이 이메일 연락이나 이동 편의 외에 어떻게 삶을 개선하는지 궁금할 수 있습니다. 삶은 실험실 연구, 약물, 수술, 의료 장비 참여로 로봇에 의해 개선됩니다. 실험실 연구 로봇 로봇 공학 활용이 점