물류 산업은 전통적으로 인력 기반 아날로그 중심의 업무 방식이 적용되고 있는 산업입니다. 생산성 및 효율성 증대를 위해 다양한 방식의 DX가 이뤄지고 있으며 전 물류 과정의 핵심적인 역할을 수행하는 창고의 DX가 가장 중요하게 다뤄지고 있습니다. 윌로그 역시 이러한 물류 산업의 변화에 함께하고 있습니다.
물류센터 즉, 창고 관리의 변화는 이미 진행되고 있습니다. 기존 창고 관리 방식에서는 온습도 모니터링, 재고관리, 작업 최적화 등이 대부분 수동으로 이뤄지며 인력의 경험과 노하우에 의존해왔습니다. 때문에 인력 배치에 따라 관리 수준의 편차가 발생할 수밖에 없으며 비효율과 오류 발생 가능성이 항상 존재합니다.
디지털 트윈과 IoT 기술의 발전은 창고관리의 워크플로우를 간소화할 뿐만 아니라 미래를 예측해 비용을 절감할 방안을 제시하고 있습니다. 또한 누적되는 데이터를 바탕으로 수준 역시 진일보하고 있습니다. 온습도 모니터링, 재고 관리, 작업 최적화 등의 단순 자동화를 넘어 창고의 모든 요소를 실시간으로 파악하고 최적화할 수 있게 된 것이죠.
디지털 트윈이 적용된 스마트 창고의 특징
그렇다면 디지털 트윈은 무엇일까요? 디지털 트윈이라는 이름에서 알 수 있듯이 현실의 물리적인 물체나 건물, 내부 구조를 디지털 환경에 ‘쌍둥이’처럼 똑같이 구현하는 것입니다. 마찰로 인한 마모, 낙하에 따른 충격과 같이 물리적인 연구의 편의성을 높이기 위해 개념이 탄생했다고 알려지며 제조업에 적용되기 시작하면서 여러 산업으로 적용 분야가 넓어지고 있습니다.
주로 제품의 생산라인이나 물류 창고 설비를 디지털 트윈으로 구현하고 동작 현황을 모니터링하는 목적으로 적용되고 있는 것을 확인할 수 있습니다. 특히나 물류창고에 적용할 경우 도크부터 입고 후 분류, 보관, 피킹, 패킹, 출하 등에 필요한 설비 관제뿐만 아니라 유동적인 장비 자산에 대한 관제도 가능합니다.
실제 물리적인 영향에 따른 변화까지 포함해 설계하는 경우 설비나 장비의 노후 정도를 평가할 수 있으며 생산품이나 보관 제품에 대한 손실 여부도 확인할 수 있습니다.
디지털 트윈은 평면(2D)나 입체(3D)로 만들어지는데 기술적 난이도나 비용으로 인해 평면 형태의 디지털 트윈이 우선 고려되기도 합니다. 그러나 디지털 트윈이 실제 모습을 반영하지 못해 업무에 어려움을 겪기도 하며 단순 관제 목적의 활용에 그치는 한계가 있습니다. 때문에 실제와의 차이를 최소화할 수 있는 입체 형태의 디지털 트윈은 활용성 및 직관성이 우수해 적용이 확대되고 있습니다.
특히나 적층구조로 구성되는 물류 창고를 평면으로 구현할 경우 이상상황이 발생할 때 정확한 위치를 찾는데 어려워 편의성, 생산성와 같은 기대효과가 입체 형태에 비해 낮습니다. 때문에 물류 시장에서 디지털 트윈은 주로 3차원 공간 모델링을 기반으로 이뤄지고 있습니다.
DHL, 디지털 트윈과 자동화 기술 연결
DHL은 아시아 태평양 지역 최초로 디지털 트윈 기술을 적용한 물류 창고를 운영하고 있습니다. DHL의 물류 창고는 IoT 기술을 활용해 실시간 모니터링과 최적 의사결정을 내리고 있으며 드론을 활용한 재고 파악 시스템, AGV, ASRS 등 다양한 창고 자동화 기술과 연결로 생산성을 높이고 있습니다.
아마존, 디지털 트윈 자동화·최적화 기반 주목
아마존(AMAZON)은 디지털 트윈 기술을 활용해 창고를 자동화하고 최적화하는 WAO(Warehouse Automation and Optimization) 서비스를 제공하고 있습니다. 서비스를 통해 프로세스 개선, 레이아웃 최적화 및 자동화가 가능하며 IoT, 비전 기술, 로봇 등을 통해 운영 효율성을 증대하는 결과가 기대됩니다. 또한 장비와 설비에 사용되는 디지털 트윈을 단순화한 IoT 트윈메이커(IoT TwinMaker)와 플리트와이즈(FleetWise) 서비스로 빠른 디지털 트윈을 지원하고 있습니다.
물류 분야 디지털 트윈 대표 사례
- CJ대한통운은 아폴로(Advanced Platform for Optimized Logistics Operations, APOLO)라는 물류 혁신 플랫폼 개발해 물류센터의 디지털 트윈을 구현하고 있습니다. 물류 센터의 크기, 물류 설비의 기능과 위치, 물량에 따른 작업의 속도, 작업자의 동선 등을 미리 시뮬레이션하여 최적의 물류 운영 프로세스를 찾아낼 수 있게 되었습니다. 크기, 설비의 기능과 위치, 작업 속도, 작업 동선 등을 미리 시뮬레이션해 최적 운영 프로세스를 찾아낼 수 있으며 설비의 고장과 오류, 병목구간을 실시간 파악하고 있습니다.
- LG CNS는 디지털 트윈 기술을 활용해 배송 지연, 배송 불가 상황을 예방하고 있으며 LX판토스와 국내 식자재 기업의 물류센터에 적용하고 있습니다. 특히 진동, 온도, 습도를 확인할 수 있는 IoT센서를 적용해 이상상황을 즉시 대응할 수 있는 역량을 갖췄습니다.
- 삼성 SDS의 디지털 트윈 솔루션인 Nexplant SEMS(Smart Equipment Monitoring System)를 제공하고 있으며 설비의 상태, 물류 현황 데이터 수집을 지원합니다. 알림 팝업과 관제실 내 방송시스템 연계로 이상 상황 발생을 즉각 전파할 수 있는 기능을 포함하고 있습니다.
- 페덱스(FedEx)는 액센츄어(Accenture), 리버로직(River Logic)과 함께 FedEx Office Print & Ship Services의 디지털 트윈을 구축했습니다. 2,000개 이상의 매장과 18개의 인쇄 시설 및 배송 차량이 포함된 네트워크를 디지털 트윈으로 구현한 것인데 차량 추적기, RFID 태그 등으로 네트워크 운영을 개선했습니다.
- DB쉥커(DB Schenker)는 하이버랩(Hiverlab)과 SpatialWork AR(SWAR)기술을 개발했습니다. 창고를 디지털 트윈으로 구현하고 이를 시뮬레이션하는데 초점이 맞춰져 있습니다. 또한 데이터 가시성을 개선하고 의사 결정을 간소화하는 성과를 거두고 있습니다.
- 구글은 공급사슬 트윈(Supply Chain Twin)을 구축해 공급업체, 재고, 날씨 등 다양한 상황을 파악할 수 있으며 공급사슬 펄스(Supply Chain Pulse)와 연동, 정교한 시뮬레이션으로 이상 상황에 따른 영향을 정량화할 수 있습니다.
- 지멘스(Siemens)는 과야킬 물류센터에 디지털 트윈 기술을 적용해 정렬, 저장, 검색, 발송 등 자동 분류시스템을 구현했습니다. 이를 통해 시간당 1만 2,000여 개의 제품을 처리함으로써 도입 이전과 비교해 3배 가량의 생산성 향상효과를 달성했습니다.
이러한 사례와 함께 마이크로소프트(MS)의 온톨로지(Ontology) 솔루션, 트윈뷰(Twinview)의 트윈뷰 라이프사이클 디지털 트윈(Twinview Lifecycle Digital Twin), 엔비디아(NVIDIA)의 옴니버스(Omniverse), 오픈유에스디(OpenUSD) 등이 디지털 트윈 시장에서 두각을 나타내고 있습니다.
특히 최근에는 LG CNS의 디지털 트윈 사례와 같이 창고 관리 및 제어 수준을 높이기 위해 창고 환경을 실시간 측정할 수 있는 IoT 장비와의 결합이 늘어나는 추세입니다.
디지털 트윈과 IoT로 완성되는 스마트 창고
디지털 트윈으로 구현한 스마트 창고에 온도, 습도와 같이 제품이 보관되는 실제 환경 정보를 실시간 수집하고 모니터링할 수 있는 IoT 센서를 적용한다면 안정성을 높일 수 있습니다. 온도, 습도와 같이 기본적인 요소만으로도 일반적인 제품의 손상을 방지할 뿐만 아니라 화재나 재해 등을 조기 대응할 수 있게 됩니다.
또한 여기에 조도, 충격, 기울기와 같이 제품의 특수성을 반영한 환경 요소에 대한 실시간 데이터 수집으로 안정성을 극대화할 수 있습니다.
이렇게 디지털 트윈과 IoT의 결합으로 가상공간에서 실제 창고의 운영 상황을 언제, 어디서든 확인할 수 있습니다. 현장에 인력을 배치하지 않아도 돼 근로환경의 안정성 확대도 가능합니다.
1. 공간 정보와 제품 상태의 실시간 파악 및 예측 가능
디지털 트윈과 IoT의 결합의 강점은 공간 정보를 기반으로 제품 상태 파악을 상세하게 할 수 있다는 점입니다. 또한 온도, 습도, 위치 등의 데이터를 분석해 제품에 영향을 미치는 요인을 정확하게 파악할 수 있기 때문에 정밀한 상태 변화 예상할 수 있습니다.
디지털 트윈으로 구현된 세밀한 공간 모델링을 기반으로 IoT 센서는 각 공간의 환경 조건을 실시간으로 보여주어 미세한 변화도 즉시 감지할 수 있도록 해 손실을 최소화할 수 있습니다.
창고 공간 내부의 정보에 더해 외부 기후 데이터까지 활용하면 분석 수준을 더욱 높일 수 있습니다. 예를 들어, 외부 날씨 데이터와 창고 내부 데이터를 결합해 계절, 기상 상황 등에 따른 환경 변화를 예측하고 대비책을 마련할 수 있습니다.
2. 데이터 기반 예측 및 선제적 문제해결 능력 고도화
디지털 트윈과 IoT가 적용된 스마트 창고는 누적되는 데이터를 통해 제시된 인사이트로 창고 관리자는 미래를 예측하고 선제적으로 문제를 해소할 수 있습니다. 특정 구역의 온습도 변화 패턴을 바탕으로 향후 문제 발생 가능성이 높은 구역을 식별하고 사전 조치를 취함으로써 제품의 품질 안정성을 높여 예상치 않은 손실을 막을 수 있겠죠.
또한 가상으로 다양한 창고 레이아웃을 시뮬레이션함으로써 적은 비용으로 최적의 구성을 도출할 수 있습니다. 이를 통해 공간 활용도를 높이고 보관되는 제품의 동선과 시간을 단축할 수 있어 작업 효율성을 증대하는 결과를 가져올 수 있습니다.
3. 추가 생산성 증대를 위한 기술적 확장성 확보
디지털 트윈과 IoT를 통해 생산성 및 안정성 향상은 물론 기술적 확장성도 확보할 수 있습니다. AMR(Autonomous Mobile Robot), AVG(Automated Guided Vehicle) 등 물류 로봇과 같은 스마트 물류 기술은 물론 향후 등장할 기술의 적용이 쉬워집니다.
누적된 데이터를 통해 창고의 운영 현황을 정확하게 진단하고 적정 기술 도입 수준을 파악할 수 있으며 디지털 트윈 창고를 통해 직관적인 기술의 활용을 가능하게 할 것입니다.
스마트 창고 구현 단계
1. 3D 기술 적용, 실제 창고와 동일한 디지털 모델 생성
2. IoT 센서 설치로 온도, 습도, 움직임, 위치 등의 실시간 데이터 수집
3. 실시간 데이터 분석을 위한 소프트웨어 플랫폼 구축
4. 디지털 모델과 실제 창고 연동으로 실시간 모니터링 및 제어 실현
5.지속적인 시스템 최적화 및 사용자 요구에 맞춘 조정
디지털 트윈과 IoT 기반 창고 관리의 실제 적용 사례
관리자를 위한 전략적 이점
- 제품 손실 최소화: 환경 조건의 실시간 모니터링을 통해 제품 품질 유지 및 신속한 대응
- 대형 사고 예방: 이상 징후 조기 감지 및 경보시스템 구현
- 운영 전략 고도화: 데이터 분석을 통한 효율적 운영 방안 도출 및 이상 상황에 대한 패턴 분석에 따른 예방적 관리 체계 구축
실무자를 위한 실용적 이점
- 운영 복잡성 감소: IoT 센서를 통한 관리 업무 자동화 및 창고 최적화로 업무 난이도 및 부담 경감
- 데이터 자동 수집 및 보고: 수작업 감소로 인한 업무 효율성 향상
윌로그의 실제 적용 사례
국내의 한 선도 온라인 마켓플레이스 기업은 윌로그와의 협업을 통해 창고 운영을 혁신하고 있습니다. 해당 기업은 현장 인력과 제품에 큰 영향을 주는 온습도 관리에 대한 주요 니즈를 가지고 있었습니다.
윌로그의 신뢰도 높은 센서를 적용해 온습도 변화 감지, 이벤트 발생 요인 분석, 원격 모니터링, 통계 분석 대시보드 활용 등을 통해 품질 유지 안정성 및 운영효율성을 증대했으며 센서를 통해 누적되는 데이터로 리스크 감소 등의 효과를 거두고 있습니다.
이와 함께 윌로그의 3차원 공간 모델링 기술을 적용해 구역별 센서 현황을 직관적으로 파악할 수 있게 됐습니다. 이를 통해 이벤트가 발생한 구역을 쉽게 식별할 수 있으며 알림 기능으로 온도 일탈 등 이벤트 사항에 대응 시간을 단축할 수 있게 됐습니다.
스마트 창고의 미래
디지털 트윈과 IoT는 앞으로 창고 관리의 핵심 기술로 자리 잡을 것입니다. 포츈의 발표에 따르면 글로벌 창고 관리 IoT 시장은 2030년까지 연평균 13.1%씩 성장해 287억 9,000달러(한화 약 41조 8,203억 원)를 기록할 것으로 전망되고 있으며 물류 시장에서 디지털 트윈과 IoT의 역할이 이미 중요해졌다는 것으로 해석해 볼 수 있습니다.
이제 기업들은 디지털 트윈과 IoT와 같은 기술 도입을 선택이 아닌 필수로 인식해야 합니다. 다만 범위, 수준 등에 차이가 있을 것으로 보입니다. 창고의 규모, 위치가 모두 상이하듯이 디지털 트윈과 IoT 도입에 따른 기대효과나 거둘 수 있는 성과가 다릅니다. 때문에 창고의 특성과 요구사항을 면밀히 분석하고 맞춤형 전략을 수립해 적용하는 것이 중요합니다.
또한 단기적인 개선 효과뿐만 아니라 데이터의 누적을 통한 지속적인 개선안 도출로 창고 관리의 미래를 좌우할 수 있는 전략적인 투자로 여겨집니다.
스마트 창고 시대가 열리고 있습니다. 이 혁신의 물결에 올라탈 준비, 되셨나요?
