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일본 물류업계가 바라보는 운반 로봇

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일본

도쿄무역관 나리타나오아키

2023-06-09

출처 : KOTRA

Keyword #AGV #AMR #공장 #자동화 #스마트 팩토리 #운반로봇 #물류

일본에서도 공장, 창고에서 적재물을 운반 가능한 무인 운반차(AGV)와 자율주행 로봇(AMR)을 도입이 점차 보편화되고 있다.

일본 물류업계가 바라보는 운반 로봇에 대한 인식, 도입 사례, 최신 기술 현황 등을 알아보고자 한다.

일본 운반로봇 시장 현황

운반로봇(AGV/AMR)이란?

운반로봇이란, 공장이나 물류 창고에서 상품을 운반해 저장용 선반에 넣거나 반출하는 작업을 하는 로봇을 말한다. 대부분의 운반 로봇은 무인 운반차(AGV: Automated Guided Vehicle) 또는 자율주행 로봇(AMR: Autonomous Mobile Robot)의 형태를 띈다. AGV와 AMR은 둘 다 운반이라는 동일한 작업을 수행하지만 가장 큰 차이점은 스스로 주행할 수 있는 능력 수준이다. AGV는 바닥이나 천장 등에 부착된 테이프, QR코드 등 유도되는 경로를 따라 이동하는 반면에 AMR은 사전에 이동 경로를 설정하지 않아도 이동할 수 있다. 탑재된 카메라·라이다·적외선 센서 등으로 수집한 정보를 이용해 장애물을 피하며 목적지를 스스로 찾아갈 수 있기 때문이다.

운전수가 없더라도 부품, 제품 등 적재물을 특정 장소까지 자동으로 운반해주는 운반로봇이 공장이나 창고를 돌아다니는 모습은 더 이상 드문 일이 아니다. 일본에서도 공장, 창고에서 적재물을 운반 가능한 무인 운반차(AGV)와 자율주행 로봇(AMR) 도입이 점차 보편화되고 있다.

일본 운반로봇(AGV, AMR) 시장 규모는 2021년 기준 6400대(전년대비 △9.3% 감소), 158억7000만 엔(전년대비 △1.7% 감소)로 2년 연속 감소하였는데 이는 코로나로 많은 기업들이 설비 투자를 뒤로 미루고 반도체 수급 부족으로 제품 출하량이 감소했기 때문으로 보인다. 일본산업차량협회 다카세 겐이치로 전무이사는 "최근 협회에서 주관하는 국제물류종합전시회에 출전한 무인 운반차(AGV) 기업, 협회에의 문의를 봤을 때 다시 증가세로 돌아서지 않을까."하고 생각한다며, 최근 협회에 "AGV 보급이 따라잡을 수 없을 정도로" 전자기기 업체 등의 신규 회원 가입이 눈에 띈다고 덧붙였다.

<일본 내 운반 로봇 및 자동 운반 시스템 납입실적 추이>

[자료: 일본산업차량협회]

도입이유는 "부족한 노동력 해소"가 80%

일본산업차량협회 타카세 전무이사를 포함한 많은 관계자는 일본 내 운반로봇 보급 확대 배경으로 '노동력 부족이나 작업자의 고령화', '다품종소량생산으로 제조업 구조 변화' 두 가지를 꼽는다.

일본의 생산인구 감소에 따른 젊은 노동인구 부족으로 고령화가 만연한 공장 현장에서는 무거운 부품을 차량에 싣거나 높은 선반에서 내리는 작업이 문제가 된다. 자칫하면 잘못된 부품을 운반하거나 무거운 부품을 든 작업자가 넘어지는 등 사고 위험도 높아진다.

닛케이 모노즈쿠리가 2023년 2월 실시한 설문조사에 따르면, 제조업계에서 운반로봇 보급이 보편화되고 있는 것을 알 수 있다. AGV, AMR 등 운반로봇을 '도입하였다'고 답한 비율이 약 40%이며, 또 '도입하였다' 및 '도입 예정이다'고 답한 사람의 80%가 '노동력 부족의 해소'를 도입 이유로 꼽고 있다. 운반로봇이 제품의 부가가치를 직접적으로 향상시키지는 않으나 필수적인 노동력을 대체하는 도우미로서 그 니즈가 높아지고 있다.

도입에 어려운 점으로는 '도입 비용이 높다'(93.7%)이었으며 '운용·유지 비용이 높다'(44.4%)는 응답도 많아 비용이 가장 큰 걸림돌이 되고 있는 것을 볼 수 있다. 자율서술 항목에서도 높은 비용 문제를 지적하는 답변이 많았다. 예컨대 "AGV/AMR 도입에는 비용이 많이 들어 신설하는 공장에서 기존과 같은 자동창고 도입에 그쳤다."(기타 제조업/경영자). "운반로봇을 도입했으나 도입 시에는 기계 및 부품 비용만 고려하고 추후 부품 교체에 소요되는 인력 등 운영, 유지비용을 고려하지 못했다."(자동차 부품 제조업/현장 직원)라는 답변도 있었다.

자율서술 항목에서는 비용 문제 외에도 운반로봇을 도입하는 '공장 현장이 운반로봇을 고려한 설계가 되어 있지 못하다'는 지적도 많았다. 예컨대 "공장 통로가 물류 운반을 위한 적합한 배치가 아니다."(자동차 부품 제조업/경영자)라는 답변이나 "지금까지 보아왔던 AGV 등 자동 운반 장비는 넓은 공간을 필요로 하기 때문에 도입이 어렵다." (기타 제조업/품질 관리직원)라는 목소리가 있었다.

<AGV(무인 운반차)이나 AMR(자율주행 로봇) 등 자동운반 시스템을 도입하고 있는가?>

[자료: 닛케이 모노즈쿠리]

<왜 자동운반 시스템을 도입했는가?(또는 도입하려 하는가?)>

[자료: 닛케이 모노즈쿠리]

<자동운반 시스템을 도입, 활용함에 있어서 과제는?>

[자료: 닛케이 모노즈쿠리]

일본 운반로봇 도입 사례

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야마자키 마작

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- 수평이 아닌 수직 운반을 돕는 자동 포크리프트 (AGF)를 사용해, 상단 선반의 물건을 꺼내 무인 운반차(AGV)로 옮김.

- 제조실행시스템(MES)이 Wifi를 매개로 자동 포크리프트에 지시. RFID칩을 내장한 태그를 이용해 사람이 지시도 가능. 24시간 가동을 위해 자동충전 대신 배터리 사용

- 레이저 유도방식으로 자율주행. AGF의 레이저가 공장 벽의 반사판과의 각도와 거리를 측정해 주행

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산토리 프로덕트

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- 상자와 라벨 등의 자재 및 품질 검사를 위한 샘플 운반에 무인 운반차(AGV)를 사용

- AGV 도입을 전제로 미리 생산라인을 설계. AGV가 이동하기 쉽게 심플한 이동 경로와 제한적인 이동 범위를 설계에 반영

- 작업자가 태블릿으로 작업내용 지시해, AGV가 공장 곳곳에 설치된 마커를 읽어 자신의 위치 파악

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야마하 발동기

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- 전기차(EV)를 활용한 자동 운반. 골프 카트를 개량한 것으로 공장에서 창고로 물품을 운반하는 작업 수행

- 동 자동 운반시스템은 정액 구독제로 중도해지가 가능. 자율 주행로봇(AMR)에 비해 적은 초기 투자비용으로 도입이 가능(EV 1대당 38만 엔/월)

- 라이더(LiDAR)로 장애물 등 위치 측정해 3D지도를 작성. 3D지도 범위 내에서는 트럭이 오가거나 야간·우천 시에도 주행 가능

[자료: 닛케이 일렉트로닉스 모노즈쿠리]

일본 운반로봇 최신 기술

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미쓰비시중공업

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- 2022년 9월부터 자동 포크리프트(AGF), 무인 운반차(AGV), 적재물을 적재하는 팔레타이저 등을 연결하는 자동 피킹 솔루션을 제공

- 해당 솔루션을 통해 팔레트 적재 및 배치방식을 최적화, 적재횟수를 최소화하고 명령처리순서의 최적화가 가능. 이를 통해 작업시간과 운반횟수를 줄임.

- 자동 피킹 솔루션 실증시설 'LogiQ X Lab'에서 실증 실험 결과를 시스템에 반영해 더 큰 효율화 도모

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미쓰비시 후소 트럭

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- 공항용 카트를 도입해 무인화, 원격 조작을 병행

- 기술적으로는 운전자없이 자동운전(레벨4)이 가능하나 안정성을 최대한 확보하기 위해 경로에 장애물이 있거나 돌발상황에 직면했을 때는 우회하지 않고 사람이 원격으로 조작하는 방식으로 전환

- 원격조작에는 파나소닉 HD가 개발한 'X-Area Remote'를 채택했으며, LTE를 사용하여, 한 곳의 관제센터에서 여러 대를 모니터링하거나 조작이 가능

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JFE스틸

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- 자동 운전용 장치, 레이저 레이더(LiDAR) 등 센서, 라우터 등 통신네트워크를 탑재해 일반 트럭을 자동운전 트럭으로 개조. 수동운전과 자동운전 전화 조작은 태블릿PC화면 버튼으로 가능

- 2023년 동일본제철소 공장 부지 내에서(가와사키시) 중량물을 무인운반하는 실증실험 실시 중

[자료: 닛케이 크로스테크]

시사점

야노경제연구소는 일본 내 계속되는 노동력 부족과 설비투자 수요 회복을 배경으로, 운반로봇(AGV, AMR) 시장이 2023년, 2024년 플러스 성장을 보일 것으로 전망했으며 2025년도에는 운반로봇 도입대수는 9950대, 시장 규모는 274억9000만 엔까지 성장할 것으로 예측했다.

또한, 일본 물류업계는 소위 '2024년 문제'의 대두로 내년 이후 물류대란을 우려하고 있는 상황이다. 이는 2024년 4월부터 트럭 운전사의 초과근무 시간이 연 최대 960시간으로 제한되는 규제 도입을 앞두고 있기 때문이다. 이에 따라 물류업계는 물류비 상승을 억제하고 인력부족을 극복하기 위해 물류 자동화에 관심이 높은 바, 앞으로 운반 로봇에 대한 수요 확대가 예상된다.

KOTRA 도쿄 무역관에서는 우리 기업의 일본 물류 자동화 시장 진출 비즈니스 기회를 계속 모니터링하고 있으며, 관심이 있는 한국 기업은 KOTRA 도쿄무역관(kotratky@kotra.or.jp)으로 연락하시기 바란다.

자료: 일본산업차량협회 등 협단체, 일본 각 언론사, 닛케이 일렉트로닉스, 닛케이 크로스테크, KOTRA 도쿄 무역관 자료 종합