제조 현장이나 물류 창고에서 모바일 로봇(이동 로봇)을 활용하는 추세는 점점 더 강해지고 있으며, 더 다양한 종류의 모바일 로봇이 등장하고 있습니다. 그러면 어떤 기준에 따라 모바일 로봇을 선택해야 시행착오를 줄이고, 투자를 보호할 수 있을까요?

먼저 기업은 모바일 로봇 활용 효과를 극대화하는 로드맵을 그리고 명확한 기준을 가지고 선택해야 할 것입니다. 기업에게 필요한 기준을 정확히 정의하지 못한다면 초기 투자 비용만 고려하는 등 근시안적인 관점에서 프로젝트를 진행하여 중장기적으로는 모바일 로봇 운용에 어려움을 겪을 가능성이 높고, 지출하는 비용도 더 늘어날 것이 확실합니다.

그렇다면, 어떤 기준으로 모바일 로봇 공급자들을 살펴봐야 할까요? 크게 안전성, 생산성, 편의성 세 가지 요소를 들 수 있을 것 같습니다. 하나씩 알아보겠습니다.

1. 안전성

안전성(Safety)은 작업자, 이송하는 자재, 작업이 이루어지는 공간에서 사고를 예방하는 것을 의미합니다. 아무리 모바일 로봇의 성능이 뛰어나더라도 안전성에 문제가 있으면 선택하면 안 됩니다.

작업자가 한 명도 없는 완전 자율형 공장이 아니라면, 모바일 로봇은 사람과 같은 공간을 공유하고 사람과 연계하여 작업을 수행하는 경우가 많습니다. 그래서 사람, 물건, 벽, 도어 등을 인식하고 충분한 안전 거리를 유지하고 사고를 억제하는 등 안전성 확보가 필수입니다.

모바일 로봇도 자율주행 자동차와 마찬가지로 안전을 위해 라이다(LiDAR) 센서를 사용합니다. 모바일 로봇은 주변의 물체를 인식하고 그 거리를 파악합니다. 속도는 0.5~1.5m/s (1.8~5.4km/h) 정도입니다. 그렇게 위험해 보이지 않다고 생각하면 곤란합니다. 모바일 로봇은 사람의 가까이에서 자동으로 움직이고, 수백 킬로그램 이상의 중량물을 싣고 주행하며, 중량물을 2층 이상으로 적치하는 경우도 많다는 현장 특성을 생각하면 안전성에 대해 최우선으로 고려해야 하는 것은 필수입니다.

안전성 체크리스트
– 센서의 감도/정밀도가 탁월하여, 주행 중에 충분한 안전 거리를 확보하고 정지할 수 있을까?
– 이송 중 적재물이 낙하하지 않도록 준비되었는가?
– 경고음이나 경고등으로 위험성 유무 여부나 진행 방향을 알리는 기능은 있는가?
– 작업자난 물건과 접촉했을 때, 즉각적으로 정지하거나 후진하는 등 바람직하게 대처할 수 있는가?

2. 생산성

모바일 로봇을 운용하는 경우, 생산성은 더 많은 작업을 수행한다는 것을 의미합니다. 즉, 모바일 로봇의 주요 미션(Mission)이 물건을 운반하는 것이기 때문에 이송 효율이 높아야 생산성이 높아집니다. 따라서 단위 시간당 처리량인 스루풋(Throughput)을 모바일 로봇 선정 시 핵심 지표로 고려합니다. 아래의 생산성 체크리스트를 확인해 보십시오.

적재물 무게:
자재 이송 시, 한 번에 많이 이송할 수 있다면 왕복 횟수가 줄어듭니다. 즉, 무거운 하중에 대응할 수 있는 모바일 로봇이 유리합니다.

주행 속도:
일반적으로 모바일 로봇의 주행 속도가 빠르면 생산성이 높다고 간주할 수 있습니다. 하지만, 안전성과 정확한 위치 파악 성능이 전제됩니다. 모바일 로봇의 주행 속도는 대체로 0.5~1.5m/s 정도이며, 이송물의 중량에 따라 속도는 달라집니다. 수행하는 작업에 따라서는 곡선 영역에서의 가감속이 생산성에 큰 영향을 줄 수 있으므로 주의가 필요합니다. 카탈로그 스펙이나, 무부하 상태에서의 직진 속도 등만 고려하지 않도록 주의해야 합니다.

다운타임 비율:
이동로봇은 여러가지 이유로 가동 중단 시간(Downtime)이 발생합니다. 충전 시간, 하드웨어 고장 그리고 자기 위치 인식 실패 등의 사유가 있습니다. 모바일 로봇은 가상의 맵 데이터를 기반으로 자기 위치를 파악하면서 주행합니다. 현재 지도에서 어디에 위치(Localization)하는지 파악합니다. 이 기술은 난이도가 높으며, 기술 완성도에 따라서 모바일 로봇이 경로에서 헤매고 작업을 수행하지 못하는 경우도 발생합니다. 그래서 이런 부분을 세심하게 살펴봐야 합니다.

FMS 소프트웨어:
자재를 얼마나 운반할 수 있는지 기준에 더해, 각 모바일 로봇을 얼마나 효율적으로 가동시킬 수 있을까 하는 관점도 또한 중요합니다. 플릿 관리 소프트웨어(FMS)의 우수성과 안정성이 중요합니다.

최적 충전 타이밍:
이동 로봇의 충전하는 타이밍을 결정하는 것도 중요합니다. 작업 명령과 각 이동 로봇의 상황을 보고 최적의 충전 타이밍을 FMS에서 파악하여 생산성이 극대화되도록 이동 로봇을 충전해야 합니다.

모바일 로봇 배치:
이동 로봇은 한 대로 여러 포지션을 커버할 수 있기 때문에, 한 대가 충전으로 작업에서 빠지더라도 원활히 운용될 수 있도록, 각 영역에서 작업 중인 이동 로봇의 작업 상황을 파악해서 최적 이동 로봇을 배치를 합니다. 위치 정보나 작업의 현황을 바탕으로 즉각적으로 대응할 수 있는 최적의 모바일 로봇에게 작업 명령을 내릴 수 있어야 합니다. 이렇게 자동적으로 최적화하는 FMS의 성능이 모바일 로봇의 도입 효과의 가치를 극대화합니다.

데이터 기반 작업 개선:
FMS에는 많은 양의 작업 데이터가 축적됩니다. 예를 들어 작업 중지 비율 등의 데이터를 시각적으로 확인하면서, 레이아웃 변경이나 사람과 모바일 로봇의 연동 공정의 개선 등을 진행하여, 효율성 개선이 가능합니다. 이러한 개선 작업을 어디까지 직감에 의존하지 않고, 대량의 데이터 분석에 기반해 진행할 수 있습니다. 이동 로봇은 지능적인 머티리얼 핸들링 도구입니다만, 현장 프로세스 개선의 통찰까지 제공할 수도 있습니다.

문제 발생 시 알림 기능:
어떠한 문제가 발생했을 때에는, 조기에 대기 장소로 복귀시키는 것이 필요합니다. 이벤트의 발생을 검지하고 자동적으로 관리자에게 통지하는 기능이 매우 중요합니다. 문자, 카톡, 메일, 내부 시스템과 연동 등 알림 방법 등이 있습니다.

3. 사용 편의성

사용 용이성은 크게 나누어 시스템 차원의 사용 용이성과 모바일 로봇의 하드웨어 차원의 사용 용이성이 있습니다.

시스템 차원의 사용 편의성:
현장에서 PC나 태블릿의 조작 화면에서 호출 버튼으로 모바일 로봇에 명령을 주는 사용자 인터페이스가 얼마나 쉬운지를 판단하는 관점입니다. 현장 작업자가 시스템 조작이 편리하다고 느끼는 것은 바로 효율성 향상과 연결되며, 이는 새로운 시스템을 도입할 때, 학습 부하를 경감하는데 중요합니다.

하드웨어 차원의 사용 용이성:
하드웨어 차원에서 용이함은 크게 3가지로 이야기할 수 있습니다.

첫번째, 견고성입니다. 이동로봇이 견고하고 강건해야 사용의 용이성을 담보할 수 있습니다. 무언가와 조금 부딪힌 정도로 파손된다면, 지게차나 다른 이동로봇이 주행하는 현장에서 안심하고 사용하는 것이 어려울 것입니다.

두번째는 분해 용이성입니다. 수리가 필요한 경우 쉽게 분해하여 현장에서 유지보수가 가능하다면 사용하기 쉬운 하드웨어라고 할 수 있습니다.

세번째는 확장 용이성입니다. 기본적으로 저상형 이동로봇은 수평의 플랫폼 상단에 이큅먼트를 장착하여 다양한 작업을 수행하게 됩니다. 즉 기능을 확장하는 것입니다. 고객사에서 요구하는 기능은 현장마다 서로 다르기 때문에 표준으로 존재하지 않는 확장 기능이라도, 개발과 통합이 용이하도록 플랫폼화 되어 있으면 유연성이 높다고 말할 수 있습니다.

모바일 로봇 도입 후에도 하고 싶은 작업이 늘어날 수 있습니다. 그 때 확장성이 없다면 기존 투자는 매몰 비용이 될 가능성도 있습니다. 이동로봇 공급사난 통합사에게 “어떤 추가 개발이 가능합니까? 어떤 사례가 있습니까?”라는 것을 들어 보면 좋을 것입니다.

종합 평가

지금까지 모바일 로봇 선택 기준을 설명 드렸습니다. 하지만, 높은 품질이 요구되는 한국의 산업 현장에 충분히 도입 가능이라고 판단되는 제품/솔루션은 현재에도 한정적인 것은 현실입니다. 그 중에서도 맥파이온이 공급하는 블루보틱스(BlueBotics) ANT 시스템을 장착한 모바일 로봇입니다.

맥파이온은 세계 최고 퀄리티의 자율주행 기술을 가진 블루보틱스 솔루션을 한국 시장에서 판매하고, 운영 지원, 사후 지원에 이르기까지 일관되게 지원하는 로봇틱 시스템 통합(RSI) 기업입니다.

맥파이온은 이미 2016년부터 고객과 함께 현장에서 이동 로봇을 설치하고 공장 자동화에 기여해 왔습니다. 그 동안 축적한 경험과 전문 지식을 바탕으로 고객에게 최적의 모바일 로봇 솔루션을 제안합니다.

자율이동로봇 프로젝트의 성공을 위해서는 모바일 로봇이 어떻게 작동하는지 이해하고, 최고의 내비게이션 시스템으로 효율적이고 안전하며 신뢰할 수 있는 운영을 보장하는 것이 중요합니다. 맥파이온이 함께하겠습니다. 연락 주십시오.