[인더스트리뉴스 최종윤 기자] ‘코로나19’가 산업에 끼친 영향은 작지 않다. 새로운 트랜드가 된 ‘비대면’과 ‘연결’이라는 키워드는 산업에도 그대로 적용됐다. 기업들은 불확실한 미래에 대비하고, 생산 자동화의 효율을 높이기 위해 정교한 IIoT 기술을 구현하기 위해 노력하고 있다.

비대면 사회 국면속에 전세계적으로 급격히 성장하고 있는 물류 분야에서도 물류 창고 자동화를 위한 AGV, AMR 솔루션 도입이 속속 이뤄지고 있다. [사진=utoimage]

특히 ‘비대면’ 사회 국면속에 전세계적으로 급격히 성장하고 있는 물류 분야에서도 물류 창고 자동화를 위한 AGV, AMR 솔루션 도입이 속속 이뤄지고 있다. 해당 시장도 점차 확대되고 있는 추세다. 하지만 물류창고에 자동으로 움직이는 이동로봇을 가져다 놓는 것만으로 물류자동화가 이뤄진다고 생각하면 오산이다. 동시에 안정적인 산업용 무선 기술과 산업용 네트워킹이 필수다. 또 이러한 시스템은 진동 등 환경에서도 24시간 중단없이 통신이 이뤄져야 한다. 불안정한 무선 신호는 동작 장애 등을 발생시킬 수 있다.

산업용 통신 및 네트워크 분야의 글로벌 선도업체인 Moxa의 Darren Chen, Business Development Manager(사업개발 매니저)와 Moxa korea 김성한 기술 이사를 만나, AGV·AMR 솔루션 구축의 이점에서부터, 산업용 네트워크 설계의 중요성 등에 대해 들어봤다.

코로나19 팬데믹 속 AGV 시장 동향이 궁금하다.

Darren : 코로나 확산으로 많은 국가가 국경을 폐쇄했고, 기업들은 공장 폐쇄 및 운영 감축 등 전염병 확산을 방지하기 위해 막대한 손실을 치러야 했다. 현재 기업들은 이처럼 예기치 못한 미래에 대비하고 생산 자동화 효율을 높이기 위해, 산업 전반에 걸쳐 인더스트리 4.0을 적극적으로 채택해 보다 정교한 IIoT 기술을 구현하기 위해 노력하고 있다.

물류분야도 예외가 아니다. 물류창고에서 발생한 집단 감염 사례들로 큰 손실을 입은 기업들도 있었다. 이로 인해 자동화시스템은 제조 공정뿐만 아니라 물류 창고에서도 ‘있으면 좋은 것’에서 ‘반드시 필요한 것’으로 인식되기 시작했다. AGV 솔루션을 적용하면, 반복되는 작업을 AGV가 처리함으로써 생산성을 높이고, AS/RS 시스템을 통해 효과적으로 자원을 재배치할 수 있다.

또한 작업장의 안전한 환경 조성, 사고 감축, 운영 효율성을 증대시킬 수 있다. 이러한 이점으로 점점 더 많은 기업이 AGV 솔루션에 대해 관심을 갖고 있으며, 해당 시장도 점차 확대되고 있다. Moxa도 물류 창고 자동화를 위해 많은 기업들이 구축하고자 하는 AGV 및 AS/RS 시스템에 중점을 두고 있다.

AGV 솔루션을 구현했을 때, 구체적 이점은 무엇인가?

Darren : 먼저 AGV 솔루션을 정의하는 것이 좋을 것 같다. 일반적으로 대부분의 최신 공장은 자재 취급을 위한 효과적이고 안정적인 솔루션으로 AS/RS(Automated Storage and Retrieval System), AGV(Automated Guided Vehicle) 또는 AMR(Autonomous Mobile Robot) 등과 같은 새로운 스마트 물류 시스템을 도입하고 있다. 컴퓨터로 제어되는 휠 기반 AGV는 탑승하는 조작자나 운전자 없이 시설의 작업장 내에서 이동하는 화물 운반차량이다.

이러한 차량의 이동은 소프트웨어와 센서 기반의 유도 시스템을 결합해 처리된다. AS/RS는 필요에 따라 언제든지 제품 및 재고 정보를 버퍼 영역에서 실시간으로 처리해 물품을 저장 및 회수할 수 있도록 특별히 설계된 창고 자동화 기술의 한 유형 또는 범주라 할 수 있다. AMR은 AGV에서 한 단계 더 진화된 기술로 볼 수 있다. AMR은 다중센서를 통합해 복잡한 환경에서 동작이 가능하도록 설계됐으며, 장애물 회피, 즉각적인 경로 조정 및 자동 자재 전달 기능 등을 갖추고 있다. 이러한 자재 취급 솔루션은 제품의 물리적 손상을 줄이고, 운영 효율성을 높일 수 있다.

Moxa는 무엇보다, 창고 자동화에서 가장 중요한 점은 재고 효율성과 정확성을 높이는 것이라고 생각한다. AGV를 물류 창고 제어 시스템 또는 관리 시스템과 연결하면, 자동으로 실시간 재고를 간편하게 추적할 수 있다. 또한 이를 통해 작업자가 재고관리를 별도로 수행할 필요가 없기 때문에 비용을 절감할 수 있다. 재고관리의 정확도가 향상되면 재고량을 정확히 파악할 수 있어 필요 시점에 자재를 주문할 수 있다

이는 신규 선적물량이 도착할 때까지 기다리는 동안 발생할 수 있는 시간 및 생산성 손실을 방지하고, 아직 필요하지 않은 물품 주문으로 인해 발생하는 자본 낭비를 방지할 수 있다. 2021년에는 이러한 모든 AMR AS/RS 및 AGV 솔루션은 신뢰할 수 있고 안정적이며 보안 요소를 갖춘 산업용 와이파이와 4G 및 이더넷 네트워킹에 의해 구현될 것이다.

AGV·AMR을 위한 Moxa의 솔루션을 소개한다면?

Darren : 일반적인 AGV 또는 AMR 시스템은 모션제어, 배터리 및 충전기, 카메라, 비전 센서, 라이다(LiDAR), QR 코드 및 무선 통신을 통합하고 있으며, AS/RS 시스템은 고정-통로식 AS/AR 장비(스태커 크레인)와 셔틀, 센서 및 무선 통신을 통합하고 있다. 이들은 모두 이동하는 온보드 시스템에서 원격 제어실로 데이터와 신호 및 비디오 스트리밍을 전송하기 위해 산업용 무선 기술과 산업용 네트워킹이 필요하다. 이러한 시스템은 진동이 발생하는 조건에서 24시간 중단없이 통신이 이뤄져야 한다.

즉, AGV 및 AS/RS 셔틀이 창고에서 끊임없이 이동할 수 있어야 한다. 이를 위해서는 모바일 AGV에 탑재된 클라이언트 장치가 연결된 PLC와 원격 컨트롤러 간의 상호작용이 가능하도록 액세스 포인트(AP)간 로밍이 원활하게 이뤄지도록 하는 것이 중요하다. 이러한 AGV의 지속적인 동작을 보장하기 위해 Moxa의 AWK 시리즈 AP/브리지/클라이언트는 밀리초(ms) 수준의 통신 채널 전환(핸드오프)를 지원하는 터보 로밍(Turbo Roaming) 기술을 갖추고 있으며, 차량의 지속적인 움직임으로 인한 극심한 진동을 견딜 수 있도록 설계된 견고한 하드웨어를 탑재하고 있다.

자동화 시스템이 구축된 물류 창고

Moxa는 지난 30년 동안 산업 자동화에 주력해 왔으며, 특히 AGV 및 AS/RS, AMR 사용자에게 제공되는 산업용 네트워킹 및 와이파이 제품에 중점을 두고 있다. 사용자들은 이러한 산업용 스위치를 네트워킹 백본, 와이파이, 고속 로밍 경로 및 IP 카메라에 대한 PoE(Power over Ethernet) 솔루션으로 활용할 수 있다. 또한 해당 제품들은 OT 시스템에서 AGV, AS/RS, AMR 시스템을 보호할 수 있도록 보다 안전한 산업용 보안 아키텍처로 구현할 수 있도록 지원된다.

Moxa 솔루션의 최대 장점을 꼽는다면?

Darren : AGV 및 AS/RS 시스템을 구축할 때는 완벽한 와이파이 연결과 간편하게 네트워크를 관리할 수 있는 안정적인 무선 솔루션이 절대적으로 필요하다. 불안정한 무선 신호는 이러한 시스템의 동작을 쉽게 방해할 수 있기 때문이다. Moxa는 견고한 제품과 연결된 네트워크 장비를 손쉽게 관리할 수 있는 NMS를 통해 지속적인 운영을 보장하는 토탈 솔루션을 제공하고 있다. Moxa 솔루션은 안정적인 무선 네트워크 구축과 관련해 고객들이 직면한 문제를 해결하는데 도움을 준다.

유선 연결과 달리 무선 연결은 눈에 보이지는 않는 다양한 요인으로부터 영향을 받기 때문에 이상징후를 감지하기가 어렵다. 모든 요소들이 복합적으로 결합돼 무선 연결의 관리 및 문제 해결을 매우 어렵게 만든다. Moxa는 유무선 네트워크를 시각화하는 관리 소프트웨어인 MXview wireless(무선 애드온 모듈)를 통해 유무선 네트워크를 관리할 수 있도록 해준다. MXview는 산업용 네트워크와 연결된 장치를 구성하고, 모니터링 및 진단할 수 있도록 설계됐다.

네트워크에 설치된 와이파이 AP장치와 네트워킹 장치를 검색할 수 있는 통합 관리 플랫폼을 제공한다. 아울러 시각적 인터페이스를 통해 실시간 네트워크 토폴로지 및 네트워크 상태 대시보드에서 해당 AGV 및 AS/RS 시스템의 무선 네트워크를 명확하게 확인할 수 있도록 해준다. 또한 이 시스템은 이상이 있을 때마다 자동으로 경보를 보낸다. 사용자는 로밍 이력을 재생해 근본 원인을 식별하고 해결한 다음, 시스템을 최대한 빨리 다시 정상적으로 실행할 수 있다.

Moxa는 유무선 네트워크를 시각화하는 관리 소프트웨어인 MXview wireless(무선 애드온 모듈)를 통해 유무선 네트워크를 관리할 수 있도록 해준다. [사진=Moxa]

AGV 시스템 구축과 관련 구체적 성공사례를 소개한다면?

김성한 이사 : Moxa는 자사 제품을 통해 구현한 AGV 솔루션에 있어서 전세계적으로 상당히 많은 성공 사례를 보유하고 있다. 현재까지 지역에 관계없이 국내외 다양한 창고형 물류 자동화 장치에 MOXA AP(AWK-3131A) 및 Client(AWK-1137C) 솔루션을 성공적으로 구현했으며, 최적화된 운영기술로 시스템 다운시간을 최소화해 현재까지도 안정적으로 운영되고 있다.

우리나라에서도 AGV, AS/RS 및 반도체 공장에서 사용되는 OHT에 적용된 사례가 많이 있다. 국내에서 적용된 대표적인 사례로는 국내 대기업의 식품 보관 자재창고의 물류 자동화 프로젝트가 있다. 시스템 통합 업체와의 협업을 통해 고객의 시스템에 적용가능한 네트워크를 설계했고, AP(AWK-3131A) 21대, Client(AWK-1137C) 42대가 작동하는 국내 최대 규모의 AGV 솔루션 구현에 성공했다. 코로나19 팬데믹 속 비대면 사업이 호황을 맞이하면서 물류 자동화에 많은 투자가 이루어지고 있으며 국내에서도 이 분야에 집중투자가 이루어지고 있는 바, 앞으로도 많은 성공사례를 이룰 것으로 기대하고 있다.

AGV 네트워크 구축 시 현장에서 겪는 주된 어려움은?

김성한 이사 : AGV 네트워크 구축 시에 어려운 점은 비용 예산에 맞춘 이론적인 설계와 실제 현장 구현에 필요한 무선 기술 간에 차이가 있다는 것이다. 애플리케이션을 위한 무선 기술을 선택할 때 비용 외에도 애플리케이션에 대한 범위, 속도, 배포 복잡성 및 스펙트럼 사용 요구 사항을 고려해야 한다. 일반적인 공장 창고 설정에서는 이동 차량이 상품을 검색하거나 저장하기 위해 이러한 경로를 빠르게 이동하면서 통로가 수백 미터 이상으로 분산될 수 있다.

무선 LAN 기술은 충분한 범위를 제공하고 2.4Hz및 5GHz 주파수에서 작동할 수 있으므로 AGV 애플리케이션에 가장 적합하다. 그러나 최대 이점을 얻으려면 무선 네트워크를 계획하고 모바일 작업에 대해 지속적으로 최적화해야 하며, △무선 네트워크 구축 전 계획수립 △무선 네트워크 계획 검증 △안테나의 올바른 선택 △모바일 환경에서 신뢰성을 위해 장치의 설정 파라미터 미세조정 △열악한 환경조건의 영향 등 사항을 고려해야 한다.

[최종윤 기자 (news@industrynews.co.kr)]

[저작권자 © FA저널 SMART FACTORY, 무단 전재 및 재배포 금지]