웨어하우스에 IoT 솔루션이 빠르게 적용되면서 온라인 쇼핑 등으로 점점 더 거대화되는 글로벌 물류 산업에 획기적인 혁신이 가속화되고 있다.

 

 

 

 

 

몇 년 전, 미국에 있는 수십 개의 쇼핑몰과 소매점이 차례로 문을 닫기 시작했고, 얼마 지나지 않아 그 자리에 웨어하우스와 주문처리 센터가 들어섰다. 온라인 쇼핑 수요가 전체 시장의 상당부분을 장악하기 시작하면서 점점 더 많은 온라인 소매업체와 물류 업체의 웨어하우스 수요가 급증하기 시작했다. 미국 방송사인 CNBC에 따르면, 2016년에서 2019년까지 월마트(Walmart)와 타겟(Target) 매장 및 영화관을 포함한 734,000평방미터의 소매 공간이 100만 평방미터의 산업용 웨어하우스 공간으로 전환된 것으로 나타났다.

코로나 팬데믹이 발생하면서 이러한 움직임은 거대한 해일처럼 확산되었다. 폐쇄조치가 강화되면서 전 세계적으로 훨씬 더 많은 소매업체들이 매장을 포기하고, 적극적으로 디지털 채널로 전환해야 했다. 맥킨지(McKinsey)에 따르면, 팬데믹이 발생한 첫 해의 전자상거래 점유율은 2020년 이전보다 2배에서 5배까지 증가한 것으로 나타났다. 미국, 영국, 아시아, 라틴 아메리카 등 다른 지역의 온라인 소매 수치 또한 모두 비슷한 양상을 보인 것으로 알려졌다.

온라인으로의 전환을 지원하기 위해서는 현장에서도 많은 변화가 필요하다. 증가하는 소매 수요를 지원할 수 있는 수백만 평방미터의 새로운 웨어하우스 공간을 확보해야 한다. 영국 웨어하우스 협회(UKWA: U.K. Warehousing Association)에 따르면, 소매업체의 웨어하우스 점유율은 영국에서만 600% 이상 증가한 것으로 나타났다.

맥킨지는 팬데믹 기간 동안 처음으로 디지털 채널을 이용한 사람들의 4분의 3 가량이 계속해서 이러한 쇼핑 형태를 유지하게 될 것이며, 따라서 웨어하우스 운영사들도 이전과는 다른 방식으로의 전환이 필요하다고 지적했다. 또한 증가하는 전자상거래 판매량을 충족시키기 위해 전 세계적으로 1억4천만 평방미터의 새로운 웨어하우스 공간이 필요할 것으로 추정했다. 새로운 시설의 추가뿐만 아니라, 기존의 개별 웨어하우스도 일부 지역에서는 140% 이상 확장된 것으로 나타났다. 381,000 평방미터에 달하는 아마존(Amazon) 역사상 가장 큰 규모의 웨어하우스가 현재 캘리포니아에 건설되고 있다.

웨어하우스의 규모와 그 수가 빠르게 증가함에 따라 웨어하우스 운영 방식 또한 현대화되어야 한다. 웨어하우스의 지정된 위치에 물품을 보관하고, 포장 및 배송을 위해 해당 상품의 위치를 찾아 회수하는 것은 이미 상당히 복잡하고, 강도 높은 작업이 되었다. 직원들은 건물 내부를 이동하는데 근무 시간의 약 3분의 1을 소비하고 있다. 직원들이 감당해야 하는 작업 공간은 더 넓어지고 있지만, 인력 풀은 축소되고, 온라인 쇼핑의 성장에 따라 비축량도 크게 늘어나면서 이러한 작업은 더 이상 지속 불가능한 상태에 이를 수 있다.

역동적인 온라인 쇼핑을 지원하기 위해서는 소량의 빈번한 주문을 처리하고, 보다 다양한 제품 라인과 예측할 수 없는 구매 패턴에 대응할 수 있는 현대화된 웨어하우스가 필요하다.

 

 

 

IoT의 폭발적 성장 주도

 

이러한 모든 요구사항을 충족시키기 위해 현재 선도적인 운영사들은 보다 스마트하고, 안전하며, 최적화된 웨어하우스 구축을 위해 새로운 기술로의 전환을 모색하고 있다. 대표적으로, 웨어하우스와 공급망 및 물류 생산성을 개선하기 위한 프로젝트에 10억 달러 규모의 기업 벤처 캐피탈 투자를 진행하고 있는 아마존의 산업 혁신 펀드를 예로 들 수 있다. 산업분석회사인 프로스트 앤드 설리번(Frost & Sullivan)은 2025년까지 웨어하우스 자동화 시장 규모가 2배로 성장하면서 272억 달러에 이를 것으로 전망했다.

영국의 이코노미스트(The Economist)는 인력 풀이 축소되면서 웨어하우스 분야에 자동화 및 로보틱스를 도입해야 하는 중대한 분기점에 도달했다고 언급했다. 다른 분석회사들도 웨어하우스 분야에 영향을 미치는 일련의 문제들을 정확하게 해결할 수 있는 빠르게 성장하는 검증된 기술인 IoT의 폭발적 확산을 예상하고 있다. IoT는 물리적 자산의 가시성 향상과 효율성 및 상태 모니터링 개선, 센서를 이용한 풍부한 데이터 기반 인사이트 제공, 커넥티드 네트워크, 위치 확인 서비스 및 머신러닝 기능 등 웨어하우스 자동화 요건을 지원할 수 있다.

이전보다 규모가 훨씬 커진 웨어하우스는 상품의 위치를 확인하는 것부터 문제가 될 수 있다. 웨어하우스 자산에 배치된 커넥티드 센서는 작업자들에게 제품의 정확한 위치 정보를 제공할 수 있기 때문에 보다 효율적으로 해당 제품의 위치를 확인하고 이를 회수할 수 있다. 또한 웨어하우스 전반에 설치된 센서를 통해 작업자들에게 가장 효과적으로 주요 위치에 접근할 수 있는 방법을 제공하는 ‘디지털 트윈’ 애플리케이션을 구축할 수도 있다.

여러 IoT 기술이 이러한 위치 확인 요구사항을 지원하고 있다. 와이파이(Wi-Fi) 위치 확인 기능은 실내 환경의 자산추적에 적합한 지리적 위치 확인 솔루션 중 하나이다. 노르딕 세미컨덕터(Nordic Semiconductor)의 자산추적 부문 비즈니스 개발 매니저인 클레이 하인(Clay Hine)은 “높은 전파력을 제공하는 와이파이의 신호 강도 외에도, 와이파이 위치 확인 기능의 또 다른 이점은 웨어하우스의 기존 와이파이 연결 인프라를 활용해 구축이 가능하다는 점이다.”며, “노르딕의 nRF7002 와이파이6 컴패니언IC 와 같은 디바이스는 자산 추적기에 내장되어 웨어하우스의 와이파이 액세스 포인트의 알려진 위치를 이용해 해당 자산의 정확한 위치 정보를 제공할 수 있다.”고 말했다. 노르딕 칩은 빠르고 안정적인 연결을 제공할 뿐만 아니라 매우 낮은 전력소모 특성을 갖추고 있다.

블루투스 LE(Bluetooth Low Energy) 비콘은 저전력의 비용 효율적인 실내 위치 확인 애플리케이션을 위한 또 다른 옵션 중 하나로, 기존의 RSSI(Received Signal Strength Indication)와 달리 위상 기반 측정 방식을 이용하는 노르딕의 디스턴스 툴박스(Distance Toolbox)와 같은 기능을 활용하면, 보다 정확한 거리 값을 얻을 수 있다. 스마트폰의 블루투스 기능이 보편화됨에 따라 웨어하우스 작업자는 보다 손쉽게 자산의 위치 확인 기능을 이용할 수 있다. 하인은 “노르딕의 다양한 SoC에서 지원하는 블루투스 방향 탐지(Direction Finding) 기능은 센티미터 수준의 실내 포지셔닝 및 위치 정보를 제공할 수 있다.”고 덧붙였다.

블루투스LE 비콘 은 상품의 위치 확인 기능을 개선시키는 것은 물론, 웨어하우스에서 제품의 품질 보존에도 도움을 줄 수 있다. 웨어하우스 운영자는 상품에 부착된 비콘 센서와 가속도계를 결합하여 낙하나 충격 또는 기타 제품의 손상 사고 등을 감지할 수 있다. 또한 블루투스 LE와 다른 센서들을 함께 사용하여 부패하기 쉬운 상품을 보관하는 웨어하우스의 이상적인 온도나 습도 변화 등을 감지할 수도 있다.

웨어하우스에 IoT 자동화가 적용되면, 많은 이점들을 얻을 수 있다. 센서를 이용해 웨어하우스 선반을 스마트 선반으로 전환하여 재고 상태나 제품의 이동 또는 도난 등의 정보를 감지하고 브로드캐스팅할 수 있어 재고관리를 개선할 수 있다. 또한 비콘은 무인 로봇 및 지게차와의 통신을 통해 통로 주변을 보다 효율적으로 안전하게 이동할 수 있도록 지원할 수도 있다.

이외에도 IoT는 센서를 이용해 주요 부품들의 동작 데이터를 수집하여 머신러닝을 이용한 고장 감지 및 예측을 통해 중요 장비의 성능을 모니터링할 수 있다.

 

 

 

 

nRF7002.

노르딕의 nRF7002 와이파이 6 컴패니언 IC는 저전력 SSID(Service Set Identifier) 와이파이 위치 확인 기능을 구현하는데 이상적인 솔루션이다. SSID 와이파이 위치 확인 기능은 GNSS나 셀 기반 위치 확인 기능을 보완하여 고밀도 와이파이 액세스 포인트를 갖춘 웨어하우스에서 정확한 위치 확인이 가능하다.

 

 

Loco.

영국 기업인 시스템 로코(System Loco)의 자산 추적기인 로고트랙(LocoTrack) HGC4는 운송 팔레트에 내장되는 솔루션으로, 온도 센서와 가속도계를 포함하고 있다. 이 제품은 GNSS, 와이파이, 셀룰러 IoT 및 블루투스 LE 위치 확인 기능을 지원하는 노르딕의 nRF52840 SoC를 사용하여 팔레트의 위치를 제공한다.

 

Estimote.

에스티모트(Estimote)의 앵커 비콘(Anchor Beacon)은 시설의 고정된 코너 위치에 배치할 수 있으며, UWB(Ultra Wideband) 기술을 이용해 웨어하우스 공간에 대한 치수를 매핑하고, 상대위치를 계산할 수 있다. UWB 태그가 있는 자산은 자동으로 디지털 맵에 추가된다.

 

 

미래를 향한 새로운 가능성

 

IoT를 도입하여 자산의 위치 찾기와 같은 문제를 해결하는 것 외에도, 센서에서 생성되는 데이터로 풍부하고 광범위한 통찰력을 확보함으로써 강력한 추가적인 이점 또한 활용할 수 있다. 운영자는 센서 데이터를 통해 제품의 위치와 이동은 물론, 작업자 및 머신의 움직임까지 파악하여 운영을 최적화하는데 도움을 얻을 수 있으며, 이를 통해 ‘스마트 웨어하우스’를 실현할 수 있다.

운영자들은 머신러닝과 AI를 이용하여 상품의 이동 과정의 잠재적 병목현상을 식별하고, 작업자와 머신의 보다 효율적인 경로를 계산하여 생산성을 높이고, 충돌 및 사고 위험을 줄일 수 있다. 또한 AI 기술을 활용하여 제품의 회수 빈도에 대한 데이터를 통해 가장 효율적인 보관 및 회수를 위한 제품의 위치를 최적화할 수 있다.

이외에도 IoT 플랫폼을 구축하면, 보완 기술의 발전에 따라 보다 혁신적인 기능을 웨어하우스에 통합하여 활용할 수도 있다. 예를 들어, 엔터프라이즈 웨어러블 기술이 점차 보편화됨에 따라 작업자의 웨어러블 스마트 글래스와 커넥티드 제품 또는 웨어하우스 선반을 연결하여 제품의 정확한 위치에 대한 가이드를 제공할 수도 있다.

이러한 웨어하우스IoT 의 많은 이점들은 웨어하우스를 넘어 공급망 전반으로 확장될 것이다. 재고 상태에 대한 데이터를 제조시설에 제공하여 추가 생산이나 원자재 주문이 적시에 이뤄지도록 함으로써 린 제조(Lean Manufacturing) 및 지속 가능한 경제를 지원할 수 있다.