스마트 물류
‘IoT+센서’ 물건 1인치 움직여도 파악, 완벽한 고객접점을 실현하라
물류의 가치는 인터넷 비즈니스의 폭발적 성장과 홈쇼핑 등 신규 유통채널의 발달로 새롭게 조명되기 시작했다. 물류가 소비자와 판매원이 직접 얼굴을 맞대지 않는 비대면 거래에서 유일하게 소비자를 만나는 접점(contact point)이 됐기 때문이기도 하다. 물류에 IoT 기술이 결합된 스마트물류는 고객에 대한 서비스 강화 측면에서도 각 기업에 선택이 아닌 필수 경쟁요소로 부상하고 있다. 스마트물류의 미래는 각 기업에 큰 혁신의 기회를 제공할 것이다.
애플이 선보인 근거리 통신규격, 아이비콘(iBeacon) 역시 앞으로 유통업에 일대 변혁을 일으킬 것으로 예상된다. 소비자들의 구매 심리를 자극하는 수단으로 활용될 수 있기 때문이다.
소비자는 상점을 방문하기 전 유통업체의 앱(App)을 자신의 스마트폰에 설치하기만 하면 된다. 상점 내에 설치된 아이비콘은 소비자가 접근하면 자동으로 해당 상점의 신제품이나 할인제품, 또는 쿠폰을 소비자의 앱으로 전송한다. 앞으로 모바일 지불 수단과 연계되면 소비자 구매 행동에 의미 있는 영향을 미칠 것으로 예상된다. 유통업과 물류업은 밀접한 관계가 있다. 유통업의 스마트 기술은 물류의 관련 기술과 상호 작용하며 함께 진화한다.
스마트물류는 어떻게 IoT를 활용하는가
물류는 공급사슬상에서 자재흐름(material flow)을 담당한다. 1990년대까지 물류는 주로 자재의 저장이나 이동만을 의미하는 것으로 이해됐다. 하지만 인터넷 비즈니스의 폭발적 성장과 홈쇼핑 등 신규 유통채널의 발달로 새롭게 조명되기 시작했다. 이는 물류가 소비자와 판매원이 직접 얼굴을 맞대지 않는 비대면 거래에서 유일하게 소비자를 만나는 접점(contact point)이 됐기 때문이기도 하다. 따라서 물류의 서비스 만족도는 기업의 서비스 만족도를 좌우하는 핵심지표가 됐다. 이런 이유로 각 기업은 물류 서비스 향상을 위해 다양한 방법을 찾기 시작했다. 하지만 본질적으로 물류는 기업의 이윤을 창출하는 수단이라기보다 기업 운영에 필요한 비용이라는 인식이 강했다. 서비스 수준을 높여야 한다는 데는 모두 공감하면서도 추가적인 투자가 이뤄지지는 못했다.
2014년 한국무역협회 보고서에 따르면 물류서비스 이용 시 화주가 가장 중요하게 생각하는 요인은 문제발생 시 신속한 대응과 제품 손상 및 파손율 감소였다. 즉 고객만족을 위해서는 물류 프로세스 전체에서 고객이 위탁한 화물이 안전하고 문제없이 전달된다는 확신을 제공하는 것이 가장 중요하다. 이러한 측면에서 물류 프로세스의 가시성 확보가 중요한 이슈로 떠올랐다. 가시성이란 공급사슬 내에서 화물의 위치를 표시해 주는 기능을 말한다. 과거에 물류가시성은 주로 화물의 위치 정보를 제공하는 것을 의미했다. 택배회사는 화물의 출발, 허브터미널 도착 등 화물의 상·하역이 일어날 때 기록한 정보를 고객에게 제공했다. 하지만 고객은 화물의 상태에 이상이 없는지도 알고 싶어졌다. 화물의 상태는 고객뿐만 아니라 물류업자에게도 중요한 문제다. 예컨대 창고의 특정 부분 온도가 상승해 제품이 손상되는 바람에 고객에게 막대한 배상금을 지불해야 하는 불상사를 막아야 하는 것이다.
스마트물류는 물류 현장에서 사람에 의해 관리되던 정보를 IoT 센서가 대신한 후 IoT 네트워크로 연결해 센서의 모니터링 정보를 관리하는 것부터 시작된다. 이제 물류가시성은 단순한 제품의 위치정보에서 벗어나 제품의 상태를 파악할 수 있는 제품의 온도, 기압, 무게 등의 정보까지 모두 제공할 수 있게 됐다.
스마트물류가 물류현장에 미친 영향을 정리하면 다음과 같다. 첫째, 물류 현장에서 관리의 대상 밖에 있었던 다양한 상태정보를 관리할 수 있게 됐다. 둘째, 이들 정보의 분석을 통해 물류현장을 과학적인 근거로 평가하고 개선안을 도출할 수 있게 됐다. 셋째, 물류 서비스 영역이 단순한 자재흐름을 지원하는 것에서 벗어나 고객들의 만족을 추가로 이끌어낼 수 있게 하는 새로운 부가 서비스를 제공할 수 있게 됐다. 예를 들어 물류현장 내에서 사용되는 지게차로 인한 교통사고는 미국에서 적어도 10만 건 이상 보고되고 있다. 또 이 가운데 80%는 보행자와 관련이 있다고 한다. IoT 기술을 응용하면 지게차가 사람에게 가까이 갈 때 자동으로 경고를 울리도록 하면서 지게차와 보행자 간의 교통사고 발생을 방지할 수 있을 것이다.
스마트물류는 정보의 취득 및 전송에 사람이 개입하지 않고 모든 것이 사전에 설정된 대로 진행된다. 따라서 취득된 정보가 일정 조건에 달할 경우 특별한 조치가 이어지도록 설정할 수 있다. 이를 조건기반물류(Condition based logistics)라고 부른다.
조건기반물류는 2000년대 들어 발전된 군사 분야의 성능기반정비(Performance based main-tenance·PBM)에서 시작됐다. PBM은 센서기술을 바탕으로 개별 군사장비에 대한 성능 모니터링을 실시하고 특정 조건에 따라 정비 여부를 자동으로 결정하는 기법이었다. 이러한 기법이 물류 분야에 도입돼 물류프로세스 내의 비용 절감을 위한 혁신기법으로 채택됐다.
물류산업이 확대되면서 사람이 모든 물류 프로세스를 점검하는 것이 사실상 불가능해졌다. 따라서 작업자의 단순작업이 필요한 부분에 대해 자동화가 진행됐는데 대표적인 분야가 검품(檢品)이었다. 검품은 창고 내 입출고 혹은 재고의 이상 유무를 확인하는 작업이다. 스마트물류 이전에는 주로 작업자가 직접 바코드나 전자태그(RFID·Radio Frequency Identification) 리더기를 가지고 일일이 육안으로 확인하는 작업이 필수였다. 이는 대표적인 노동집약적 프로세스로 꼽혔다. 하지만 개별 제품에 센서를 부착하고 제품의 온도, 무게, 진동 등을 실시간으로 전송하면 검품에 필요한 작업자의 수를 획기적으로 줄일 수 있다. 또 비디오 분석기술을 활용하면 제품의 입/출고 과정에서 사전에 입력된 이미지를 기반으로 검품을 수행하기 때문에 작업의 정확성을 향상시킬 수 있다.
일본 NEC는 2015년 7월, IoT를 적용한 자동 검품솔루션을 발표했다. 이 솔루션은 사전에 입력된 이미지와 검품 대상을 비교해 자동화된 검품 프로세스를 구현하고 있다. 이러한 프로세스를 적용하면 창고 내에 설치된 CCTV 등을 활용해 제품 손상을 실시간으로 감시하는 파손감지(Damage detection) 기능을 수행할 수 있다.
현재 스마트물류 분야에서 가장 광범위하게 사용되는 것이 바로 이러한 센서를 활용한 제품의 상태 모니터링이다. 페덱스는 SenseAware를 사용해 고객에게 웹사이트를 통해 고객이 보낸 화물의 온도, 무게 등에 대한 상세 정보를 제공한다. DHL은 GSM네트워크를 사용한 SmartSensor 서비스를 제공한다. 이처럼 수송 중 화물의 상태에 대한 자세한 정보를 제공하는 서비스는 모바일 서비스와 연계돼 언제 어디서나 제품의 안전성을 확인할 수 있는 실시간 가시성(real time visibility)이 제공되고 있다.
개별 제품뿐만 아니라 컨테이너 단위에 부착하는 센서도 개발된 바 있다. 필자가 몸담고 있는 삼성SDS의 Cello FLUT(Freight Location Unit)는 통관 종료 후 컨테이너에 부착된 GPS 센서를 통해 제품이 내륙 창고로 옮겨질 때까지의 전 과정을 모니터링한다. 2014년 하반기에 도입된 Cello FLUT는 중남미 물류 현장에서 종종 발생하는 도난 등의 물류 이슈에 적극적으로 대응하기 위해 개발됐다. 공항 및 항만에서 통관이 완료된 컨테이너에 부착된 FLUT 센서는 운행 전 과정에 걸쳐 실시간으로 GPS 정보를 송신한다. 이를 통해 고객은 모바일 단말기를 통해 도착 예정시간과 남은 거리 정보를 파악할 수 있다. Cello FLUT는 또 차량경로감시를 통해 운행 중 이상 여부를 확인하고, 운송 중 제품의 도난이나 파손 염려를 줄여주는 서비스를 제공한다.
Cello FLUT은 공장 내 물류 현장에도 적용되고 있다. 즉 개별 컨터이너에 FLUT 센서를 부착하면 컨테이너의 위치 추적 및 실시간 재고 파악 등 물류 현장의 업무 효율 향상에 도움을 줄 수 있다. (그림 1)
스마트물류를 통해 고객은 물류의 핵심 가치인 ‘소중한 물건을 손상되거나 변질되지 않게 안전하게 전달한다’는 목표를 최대한 실현할 수 있다. 결국 스마트물류는 향후 기업의 핵심 경쟁력을 좌우하는 요소로 성장하며 고객 충성도 유지에까지 영향을 미칠 것이다.
삼성SDS는 빅데이터 분석 기술을 활용한 ‘해상 화물 도착 예측 시스템’을 개발해 최근 실무에 적용하기도 했다. 화물의 위치 정보(GPS, AIS; Auto-matic Identification System, IoT 등)를 활용해 선박의 실시간 위치를 파악한 뒤 빅데이터 분석을 통해 도착 예정일을 예측하는 원리다. 도착 지연 등의 이슈를 사전에 파악하고 대응할 수 있어 비용 절감에 도움을 줄 수 있다.
예를 들어 예정된 날짜보다 화물의 항구 도착이 늦어지면 이미 예약된 육상운송 업체가 다른 운송 예약 때문에 해당 화물을 처리할 수 없는 경우가 있다. 이때 새로운 육상운송 업체를 찾아 계약을 해야 하는데 시간이 많이 소요될 뿐더러 성수기에는 이마저도 여의치 않을 수 있다. 만약 계약이 지체돼 수입항 화물 야적장에 오랫동안 컨테이너를 보관하면 예상하지 못한 보관료가 발생할 수도 있다. 따라서 운송 기간이 상대적으로 긴 해상 운송에서 몇 주 후의 도착 예정일을 정확하게 예측하는 것이 물류비 감소뿐 아니라 안정적인 공급망 운영에 도움을 준다.
효율적인 자산 및 인력관리
스마트물류는 설비에 대한 관리도 포함한다. 가장 대표적인 것이 개별 설비의 유지보수 관리를 스마트화하는 것이다. 개별적인 설비대장을 통해 이용 현황을 수동적으로 관리하는 데서 벗어나 센싱 장비를 통해 개별 설비에 대한 이용정보를 실시간으로 수집한다. 이들 정보를 통해 각 설비의 정비 주기를 관리할 수 있다. 또 각 설비에 부착된 IoT 장비를 통해 특정 설비에 부하가 집중되지 않도록 작업량을 배분할 수 있다. 예를 들어 창고 내 지게차의 가동현황을 파악해 작업량을 지게차별로 균등하게 배분할 수 있다. 그뿐 아니라 지게차의 이동거리를 파악해 지게차의 가동률이 전체 지게차별로 큰 차이가 나지 않게 관리할 수도 있다.
스위스의 세계적인 창고 자동화 전문기업 스위스로그(Swisslog)는 IoT를 물류현장에 적극적으로 도입하고 있다. 스위스로그의 대표적인 IoT 솔루션인 SmartLIFT는 창고 지붕에 촘촘히 부착된 IoT센서를 이용해 창고 내의 지게차가 단 1인치만 움직여도 위치 변동을 파악할 수 있다. 관리자는 창고 내 모든 지게차의 아주 단순한 움직임마저도 모두 파악할 수 있다. 지게차의 움직임이 세밀하게 관리되기 때문에 파레트의 움직임 역시 추적할 수 있다. 이를 통해 특정 파레트의 이동을 위해 다른 지게차의 작업을 중지시킬 필요 없이 현장에서 최적화된 이동 동선을 지시할 수 있다. SmartLIFT는 빅데이터 분석 기능을 이용해 지게차의 작업효율을 최적화하는 방향으로 작업지시를 내린다. 그리고 지게차 운전자는 지게차에서 내릴 필요도 없이 지게차 내에 부착된 바코드 리더를 활용해 창고 작업 수행 여부를 실시간으로 보고할 수 있다. 이를 통해 지게차의 운행생산성뿐만 아니라 창고 내 작업 정확성이 함께 향상되고 있다.
창고의 요소에 설치된 RF(radio frequency) 장치는 작업자가 이동할 때마다 고유 ID를 읽을 수 있다. 이 정보를 토대로 개별 작업자들의 이동 동선 및 작업시간을 체크해 작업자의 피로도를 사전에 점검할 수 있다. 독일의 뒤스부르크-에센대의 벤처기업인 로코스랩(Locoslab, 2012년 설립)은 창고 내 위치기반 분석기능을 이용해 작업자의 효율 향상에 기여하는 솔루션을 제공하고 있다. 예를 들어 창고 내 작업자의 이동 동선을 분석해 작업자의 불필요한 동선을 찾아낼 수 있다. 또한 창고 내 작업 수행 시 최적 이동 경로를 실시간으로 제시할 수 있다. 이를 통해 각 작업자의 현재 위치에서 가장 신속하고 빠르게 할 수 있는 구체적인 작업을 할당하면서 작업자의 생산성 향상에 기여한다.
또한 작업자의 이동을 감지해 에너지 효율성을 높이는 방법도 있다. 사람의 동작에 반응해 점등되는 조명장치를 이용해 실제 작업이 이뤄질 때만 조명을 켜는 것이 가능하다. 이를 통해 작업이 이뤄지지 않는 지역은 작업이 이뤄지는 지역에 비해 조명을 어둡게 조정할 수 있다. 이는 전반적인 에너지 비용 절감으로 이어진다.
스마트물류의 미래는?
지금까지 살펴본 바와 같이 스마트 물류는 주로 IoT 장비에 초점이 맞춰져 있다. 하지만 전통적으로 IT산업의 발달 과정을 되짚어보면 하드웨어 중심의 경쟁이 소프트웨어 중심의 경쟁으로 이행돼 왔다. 또 앞으로는 서비스 산업으로 변신을 준비하고 있다. 이러한 조류는 SaaS(Software as a Service)의 광범위한 전개로 쉽게 확인할 수 있다. 결국 이러한 추세에서 IoT 관련 비즈니스 역시 자유롭지 못할 것이다. 즉 앞으로 IoT는 단순한 하드웨어적인 측면에서 벗어나 소프트웨어적인 측면, 나아가 하나의 서비스 산업으로 성장이 예상되고 있다. 소위 스마트산업의 한 부류로 스마트 물류가 각광받게 될 것이다.
스마트물류 서비스는 데이터 분석(Data Analy-tics)에서 시작될 것이다. 데이터 분석이란 광범위한 원자료(raw data)에서 질적, 양적 분석을 통해 결론을 이끌어내는 과학적 기법을 말한다. 데이터 분석은 향후 스마트물류의 중추가 될 것이다.
미시적인 분야에서는 개별 설비의 선제적인 수명관리에 적용될 것으로 보인다. 현재 개발된 IoT 장치는 지게차 등 각종 설비에 부착돼 가동시간 등을 센서로 감지해 기록하고 있다. 그리고 사전에 설정된 기준에 따라 각 설비의 정비 혹은 수리에 대한 가이드 라인을 제시한다.
하지만 가까운 장래에는 이들 센싱 정보와 개별 설비의 수리 혹은 정비 이력을 함께 분석하는 서비스가 등장할 것이다. 즉 단순한 가동시간의 측정에서 벗어나 해당 설비의 작업 내역과 고장 및 정비 이력에 대한 상관관계를 분석하면 물류 현장에서 사용되는 각 설비의 고장 혹은 정비 원인에 대해 파악할 수 있게 된다. 이를 토대로 각 설비에 대해 근원적 개선을 시도할 수 있을 것이다. 지금까지는 공급사슬이 주로 자재의 흐름에 따라 구성돼 있었지만 앞으로는 공급사슬 내에 사용되는 개별 설비의 제조, 정비를 담당하는 구성원으로 연결된 또 다른 가치사슬이 구성될 것이다.
각 차량에 부착된 IoT 장비의 데이터는 배송 측면에서 또 다른 혁신의 기회를 제공한다. 단순히 개별 차량의 운행시간 관리를 통해 모든 장비의 활용률이 동일하도록 관리하는 것에서 벗어나 개별 시간의 정지 및 주행시간을 IoT 장비에 부착된 GPS 정보와 결합하면 차량 주행구간의 실제 도로상황을 유추할 수 있다. 여기에 GPS 정보를 바탕으로 개별 고객이 집에 머무는 시간대를 분석하면 도로 정체로 인한 배달 지연 및 고객 부재로 인한 배달 불가를 회피할 수 있는 배송 계획의 수립이 가능하다. 예를 들어 배송을 마친 차량의 GPS 정보가 있다고 하자. 일정 시간별로 취합된 GPS 정보에서 GPS 좌표가 변하지 않는 것은 차량이 정차하고 있음을 의미한다. 그리고 일정시간 이상 머무른 경우 이는 배송을 위한 정차로 해석이 가능할 것이다. 배송을 위한 정차 가운데 배송에 성공한 부분과 그렇지 못한 부분을 분리하면 고객이 언제 집에 있고, 언제 집에 없는지 유추할 수 있다. 이를 토대로 고객이 머물러 있을 가능성이 높은 시간대에 방문하도록 배송계획을 수립하면 물류비 향상의 주요 원인 가운데 하나인 재배달을 원천적으로 방지할 수 있는 배송계획을 수립할 수 있다. 이러한 정교한 배송계획은 물류기업의 비용절감에 기여할 뿐만 아니라 고객의 물류서비스 만족도를 향상시킬 수 있다.
이렇듯 스마트물류의 미래는 각종 IoT 장비에서 수집한 센싱데이터가 물류현장 또는 공급사슬 전반에서 수집된 제품의 판매, 반품과 같은 정보와 연결돼 고객에게 새로운 가치를 제공하는 근원이 될 것이다.
예를 들어 편의점 냉장고에 설치된 IoT 센서는 제품의 판매량을 실시간으로 확인할 수 있게 한다. 그리고 정보가 매장 내 판매시점 관리(POS·Point of Sales)에 기록된 고객정보와 결합되면 실시간으로 제품의 판매 추이를 분석할 수 있다.
그 결과 단순히 재고의 후보충용으로만 사용되던 IoT가 스마트물류와 결합하면서 최적의 재고를 유지할 수 있다. 더 나아가 POS 데이터 분석을 통해 구매 트렌드와 같은 시장의 수요정보를 정확히 파악할 수 있게 된다.
마지막으로 함부르크항의 스마트포트(SmartPORT) 프로젝트를 통해 스마트물류의 미래 모습을 살펴보고자 한다. 스마트포트 프로젝트는 함부르크 항만 관리청에서 올해 말까지 진행할 프로젝트로 함부르크항의 전반적인 효율성 향상을 위해 기획됐다.
항구 내 모든 도로와 철도에 GPS 기능을 포함한 다목적 센서가 설치된다. 이들 센서를 통해 항구 내 모든 설비의 사용 여부와 상태가 감지된다. 이렇게 감지된 정보를 토대로 항구의 모든 사회간접자본은 항상 최신 상태로 유지, 보수된다. 주로 차량의 이동은 실시간으로 감지돼 관제센터로 전달된다. 또한 항구의 입출항, 선박의 경로 및 출발, 도착 정보도 관제센터에 저장된다. 이를 종합적으로 분석한 정보를 토대로 항구 안의 모든 차량은 목적지로 가는 최단경로 정보를 실시간으로 제공받을 수 있다. 또 각 차량의 주차 위치까지 파악해 항구 내 교통 체증을 최소화한다. 이러한 모습은 앞으로 우리에게 익숙한 물류서비스로 자리잡을 것이다.
IoT 기반 스마트물류는 과거 3D업종으로 인식돼 단순히 비용절감의 대상으로 여겨졌던 물류가 고객의 최종 접점으로 고객만족을 이끌어내는 핵심 경쟁력이 될 것임을 보여준다. 따라서 앞으로 경쟁의 축은 각 기업의 고유한 상품에서만 찾을 것이 아니고 기업의 다양한 IoT 기술 활용을 통한 새로운 가치를 누가 더 제공하느냐로 옮겨질 것이다. 스마트 물류를 준비해야 하는 결정적인 이유가 바로 여기에 있다.
신우용 삼성SDS SL사업부 Cello플랫폼팀 팀장·상무 wy.shin@samsung.com
신우용 상무는 서울대 기계설계학과를 졸업하고 Ohio State University 산업공학으로 석사와 박사 학위를 취득했다. 미국 Northwestern대 Kellogg 경영대학원에서 방문연구원으로 연구활동을 수행했고 현재 삼성SDS에서 Cello 플랫폼 팀장을 맡고 있다. 현재 글로벌 통합 물류 솔루션인 Cello 플러스와 새로운 물류 생태계인 Cello 스퀘어의 연구개발과 운영을 책임지고 있다.
