시나리오: 휴머노이드 로봇의 물류 팔레타이징
모델링된 시나리오: 지역 물류 운영사에서 혼합 케이스 팔레타이징 및 트럭 적재 작업을 수행하는 4대의 휴머노이드 로봇, 그리고 이러한 형태의 배포가 달성할 수 있는 결과.
Motion1 Inc. ·
물류 운영사 - 팔레타이징 및 상하차 작업
모델링된 시나리오: 이 문서는 특정 고객 참여 보고서라기보다는 해당 분야의 일반적인 운영 패턴을 기반으로 구축된 대표적인 구축 사례를 설명합니다. 제시된 수치는 이러한 형태의 구축이 달성할 수 있는 것을 보여주는 예시적인 추정치입니다.
당면 과제
세 개의 물류 센터를 관리하는 한 지역 물류 운영사는 팔레타이징 및 상하차 작업에서 만성적인 인력난에 직면했습니다. 이 역할들은 상자를 팔레트에 쌓고 팔레트를 트럭에 싣는 반복적인 중량물 운반을 수반하며, 물류 산업에서 가장 채우기 어려운 직책 중 하나입니다.
운영사는 전통적인 팔레타이징 자동화(고정형 갠트리가 있는 로봇 팔)를 검토했지만, 취급하는 제품 크기와 팔레트 구성의 다양성을 고려할 때 초기 투자 비용이 과도하다고 판단했습니다. 이들의 운영에는 유연성이 필요합니다. 다양한 고객이 다양한 크기의 상자에 담긴 다양한 제품을 배송하며, 팔레트 구성은 주문 구성에 따라 매일 변경됩니다.
솔루션
운영사는 가장 큰 물류 센터에 4대의 휴머노이드 로봇을 배치하여 다음 두 가지 워크플로우에 중점을 두었습니다.
- 혼합 상자 팔레타이징. 로봇은 창고 관리 시스템에서 생성된 팔레트 구축 계획에 따라 혼합 제품 상자로부터 팔레트를 구축합니다. 로봇은 2kg에서 25kg에 이르는 상자를 처리하며, 상자 크기와 무게 분포에 따라 적재 패턴을 동적으로 조정할 수 있습니다.
- 트럭 상차. 로봇은 완성된 팔레트를 대기 구역에서 상하차 도크로 운반하고 적재 계획에 따라 트럭에 배치합니다. 이는 다른 작업자, 지게차, 그리고 변화하는 트럭 위치가 있는 동적인 환경을 탐색해야 합니다.
플릿 소프트웨어는 이 구축에서 특히 가치가 있었습니다. 도크 관리자는 워크플로우를 재구축할 필요 없이 플릿 대시보드에서 직접 실시간으로 로봇 우선순위를 조정할 수 있었습니다. 예를 들어, 팔레타이징 중인 로봇을 긴급 트럭 상차 지원을 위해 전환하는 등 유연하게 대처할 수 있었습니다.
구축 타임라인
- 1-3개월차: 시설 매핑, 안전성 평가 및 인프라 준비. 상하차 도크 구역은 바닥 표시 및 낮은 높이의 유도 스트립을 포함하여 로봇 경로를 수용하기 위해 약간의 수정이 필요했습니다.
- 4-5개월차: 팔레타이징 작업에 2대의 로봇 배치. 초기에는 확장을 시작하기 전에 신뢰할 수 있는 워크플로우를 구축하기 위해 물량이 가장 많은 5가지 제품 라인에 중점을 두었습니다.
- 6-7개월차: 세 번째 및 네 번째 로봇 배치. 트럭 상차 작업은 도크에서 사람의 감독 하에 시작되었습니다.
- 8-10개월차: 팔레타이징의 완전 자율 운영. 트럭 상차는 감독형 자율 운영으로 전환되었습니다(한 명의 인간 도크 코디네이터가 로봇 작업을 감독).
모델링된 결과 (첫 12개월)
- 팔레타이징 처리량: 휴식 없는 연속 작업과 일관된 사이클 타임에 의해 교대 근무당 구축된 팔레트 수가 28% 증가했습니다.
- 팔레트 품질: 더 일관된 적재 패턴과 무게 분포 덕분에 팔레트 안정성 문제(운송 중 상자 낙하)가 45% 감소했습니다.
- 절감된 노동 시간: 연간 약 15,000 노동 시간이 수동 팔레타이징 및 상차 작업에서 재고 관리 및 배송 조정으로 전환되었습니다.
- 부상 감소: 도크 구역의 근골격계 부상 보고서가 65% 감소했습니다. 이 부상들은 이전에 시설 내 산재 보상 청구의 대부분을 차지했습니다.
- 유연성: 로봇은 해당 기간 동안 200가지 이상의 고유한 상자 구성을 성공적으로 처리하여 고정형 팔레타이징 시스템에 비해 유연성 이점을 입증했습니다.
- 교대 근무 충원율: 운영사는 도크 구역에서 미충원 교대 근무 발생을 완전히 없앴습니다. 배치 전에는 월 평균 12개의 교대 근무가 부분적으로 또는 완전히 인력 부족 상태였습니다.
이 구축이 성공한 이유
운영사가 도크에 휴머노이드 로봇을 도입한 첫 해를 되돌아보면, 몇 가지 요인이 두드러집니다.
인력 확보가 주요 동인이었습니다. 휴머노이드 로봇 배치 결정은 육체적으로 힘들고 반복적인 역할에 대한 인력 채용 및 유지의 어려움에서 비롯되었습니다. 비용 절감은 부차적인 이점이었지, 주요 동기는 아니었습니다.
단계적 배치가 가장 효과적이었습니다. 운영사는 로봇 2대, 물량이 가장 많은 5가지 제품 라인, 도크에서의 인간 감독 등 소규모로 시작하여 10개월에 걸쳐 점진적으로 확장했습니다. 이 접근 방식은 팀이 자신감을 구축하고, 워크플로우를 개선하며, 확장을 시작하기 전에 문제를 해결할 수 있도록 했습니다.
워크플로우 라이브러리가 확장을 가속화했습니다. 팔레트 구축 워크플로우를 중앙 라이브러리에 캡처함으로써 세 번째 및 네 번째 로봇은 처음부터 구성할 필요 없이 이미 처음 두 로봇에서 검증된 패턴을 물려받을 수 있었습니다. 한 해 동안 플릿은 200가지 이상의 고유한 상자 구성을 처리했습니다.
Deployment support가 도입 장벽을 낮췄습니다. 도크 관리자는 로봇 공학 엔지니어가 아니며, 그렇게 될 필요도 없었습니다. Field Deployment Engineers는 도크 팀의 작업 기록을 사용하여 운영사의 자체 워크플로우에 따라 로봇을 훈련시켰고, 해당 팀이 기계와 함께 작업할 수 있도록 훈련시켰습니다. 운영사는 이를 도입의 중요한 요소로 꼽았습니다.
안전은 이정표가 아닌 과정이었습니다. 이 시나리오에서 안전은 초기 안전 인증을 "완료된" 상태로 간주하기보다는 지속적인 위험 평가, 정기적인 프로토콜 업데이트, 로봇 행동 매개변수의 반복적인 개선과 같은 지속적인 활동입니다.
기존 직원은 대체되지 않고 재배치되었습니다. 이전에 팔레타이징 및 상차 작업을 하던 직원들은 운영사가 채우기 어려웠던 역할인 재고 관리 및 배송 조정으로 재배치되었습니다. 시설의 순 인력은 감소하지 않았습니다.
주요 시사점
휴머노이드 로봇 배치를 고려하는 운영사에게 이 구축 사례는 몇 가지 실질적인 교훈을 제공합니다.
- 자동화하기 쉬운 역할이 아니라 채우기 어려운 역할부터 시작하십시오. 팔레타이징 및 상차 작업은 사업에서 인력을 채우기 가장 어려운 직책 중 하나였습니다. 배치 전에는 도크 구역에서 월 평균 12개의 교대 근무가 부분적으로 또는 완전히 인력 부족 상태였습니다.
- 소프트웨어 계층에 투자하십시오. 플릿 관리 플랫폼은 하드웨어만큼 중요했습니다. 중앙 워크플로우 라이브러리와 실시간 우선순위 변경 덕분에 한 도크의 로봇 4대를 엔지니어가 아닌 관리자가 관리할 수 있었습니다.
- 하드웨어가 제시하는 것보다 더 긴 준비 기간을 계획하십시오. 로봇이 단 하나의 상자도 들기 전에 처음 3개월은 전적으로 시설 매핑, 안전성 평가 및 도크 수정에 사용되었으며, 완전 자율 팔레타이징은 8개월째에야 이루어졌습니다. 그에 따라 시간과 인내심을 예산에 반영하십시오.
- 중요한 것을 측정하십시오. 처리량이 주요 성과였지만, 팔레트 안정성, 부상 보고서 및 교대 근무 충원율도 마찬가지로 중요했습니다. 도크 구역의 근골격계 부상 보고서가 65% 감소했으며, 미충원 교대 근무 발생은 0이 되었습니다.
- 직원들을 조기에 참여시키십시오. 팔레타이징 및 상차 작업을 하던 직원들은 재고 관리 및 배송 조정으로 이동했습니다. 로봇이 운반 작업을 맡고 사람이 조정을 맡는다는 계획을 처음부터 명확히 하는 것이 저항을 낮추는 요인입니다.
이 운영사의 경험은 물류 분야에서 휴머노이드 로봇 배치가 현재 기술로 실용적이고 유익하며 달성 가능하다는 것을 보여줍니다. 핵심은 이를 기술 구매가 아닌 도크 운영 변화로 취급하는 것입니다. 매핑 및 안전 작업을 사전에 수행하고, 플릿이 성장함에 따라 워크플로우 라이브러리가 핵심 역할을 하도록 하는 것입니다.