[비즈월드] #1. 본 발명은 스마트 물류 센터 운영 시스템에 관한 것으로, 물류센터 내부에 화물을 적재하도록 설치된 다수의 보관랙, 보관랙의 일정 위치에 구비되어 화물에 부착된 전자태그를 인식하고 사물 인터넷을 이용해 화물의 입·출고, 화물의 위치 정보를 자동으로 물류센터 관리 서버에 전송하는 전자태그 리더, 보관랙 사이에 설치되며 화물이 출고되는 지점 및 화물이 입고되는 지점과 연결되는 레일, 레일을 따라 이동하며 하나 이상의 화물을 적재하여 수평으로 이동하는 셔틀, 셔틀에 장착되고 수직으로 이동하여 보관랙에 하나 이상의 화물을 적재하는 스태커크레인 및 전자태그 리더에서 실시간으로 전송하는 화물의 입고, 출고, 및 위치 중 어느 하나 이상을 포함하는 정보를 수신하여 저장하고, 수신한 정보를 종합하여 물류 센터의 운영 상황을 제공하는 서버를 가지는 것을 특징으로 하는 스마트 물류 센터 운영 시스템에 관한 것이다.

#2. 물류 센터의 피킹 자동화 시스템 및 이를 이용한 피킹 자동화 방법에서, 상기 피킹 자동화 시스템은 학습부, 영상 입력부 및 연산부를 포함한다. 상기 학습부는 인공 신경망을 이용하여, 물체 영역 검출, 물체 접촉점 정보 및 물체 분류에 대한 학습을 수행한다. 상기 영상 입력부는 피킹(picking) 대상이 되는 물체에 대한 2차원 및 3차원 이미지를 획득한다. 상기 연산부는 상기 수행된 학습 내용을 바탕으로 상기 획득된 이미지를 이용하여 피킹 대상이 되는 상기 물체의 영역, 상기 물체의 접촉점의 위치, 및 피킹시 상기 물체에 대한 접근 방향 중 적어도 하나에 대한 정보를 연산한다.

#1은 물류센터 시스템 전체, 또는 관리, 제어 장치 물품의 분류, 피킹, 포장 등을 수행하는 장치에 대한 특허 기술로 동명대학교 산학협력단이 2017년 11월 3일 출원(출원번호 제1020170145661호)해 2020년 1월 20일 등록(등록번호 제102070327호)을 받은 ‘스마트 물류센터 운영시스템’ 특허의 요약설명이다.

#2는 물품의 분류, 피킹, 포장 등을 수행하는 장치에 대해 분야의 특허 기술로 한국철도기술연구원이 2018년 3월 27일 출원(출원번호 제1020180035407호)해 2019년 11월 6일 등록(등록번호 제102043898호)을 받은 ‘물류 센터의 피킹 자동화 시스템 및 이를 이용한 피킹 자동화 방법’이라는 명칭의 특허 설명문이다.

최근 온라인 쇼핑이 일반화되면서, 배송을 위한 물류센터, 분류 작업, 물류 입출고 또는 하역을 자동화하는 기술에 대한 관심이 높아지고 있다. 게다가 인공지능, 사물인터넷 기술과 결합된 스마트 물류창고, 스마트 분류 및 피킹 시스템, 배송트럭 내 자동 하역장치 관련 출원도 등장하고 있다.

인터넷 쇼핑 등 비대면 상거래가 활발해지면서 제품의 하역, 분류, 이송 및 관리를 효율적으로 처리하기 위한 물류운송기술분야의 특허 출원은 2019년 기준으로 최근 10년 동안 연평균 6% 증가했다. 2010년과 비교하면 68%나 늘었다.

21일 특허청(청장 김용래)에 따르면 택배 등 물류 운송 분야의 특허 출원은 물류산업이 성장하면서 2010년 78건에서 2019년 131건으로 꾸준하게 증가세를 나타냈다.

한국통합물류협회에 따르면 2010년 택배물량은 12억 상장에서 2019년에는 28억 상자로 급증했다.

해당 기간 물류운송분야 공정을 자동화하기 위한 기술개발이 특허출원을 주도했다. 

같은 10년 동안 특허출원된 물류 운송 분야의 특허 925건 중에서 물류 공정을 자동화하기 위한 특허는 총 339건으로 약 37%를 차지했다. 2010년 전체 출원 특허의 28%였던 것이 2019년에는 53%까지 뛰었다.

또 최근에는 인공지능, 사물인터넷 기술이 물류공정에 결합돼 기술개발이 활발하게 이어지고 있는 것으로 집계됐다. 

지난 2015년(2건)부터 AI, IOT 기술이 접목된 물류 공정을 자동화하는 특허가 출원되기 시작됐고 2019년(13건)까지 지난 5년 동안 총 32건이 출원됐다.

물류과정은 보관, 분류, 피킹, 포장, 상하차, 배달 등 순으로 이어진다. 초기 자동화 기술은 설비시설 자동화에 집중됐지만, 이제는 물류 전 과정에서 자동화 기술이 결합되고 있다. AI, IOT 등 기술접목이 가속화되고, 코로나 사태로 비대면 트렌드가 자리 잡으며 자동화 기술개발 수요가 폭발적으로 증가할 것으로 예상된다.

세부 기술분야별로 보면 컨베이어 등을 포함하는 이송장치 관련 출원이 418건으로 가장 많았다. 이어 하역·입출고 장치와 관련된 출원이 153건, 물품의 분류·피킹 피킹: 분류된 물품, 또는 분류하면서 물품을 집어서 목적한 위치로 옮기는 작업·포장과 관련된 장치가 107건 등 순이다.

출원인 유형별로는 중소기업이 488건으로 물류 운송 분야 출원의 약 절반을 차지했다. 외국인 128건, 대학·연구기관 97건이며, 대기업에 의한 특허출원은 91건이다. 

물류 운송장치를 직접 제작 및 설치하는 업체가 대부분 중소기업으로 중소기업의 출원 비중이 높은 것으로 집계됐다.

김명찬 특허청 제어기계심사과 심사관은 “앞으로는 물류 작업을 신속히 처리하기 위해 물류 공정에 AI, 사물인터넷 등의 기술을 접목하는 출원이 증가할 것으로 예상된다”면서 “물류 자동화와 관련된 연구개발과 더불어 이를 보호할 수 있는 지식재산권의 확보가 중요하다”라고 말했다.

한편 한국교통연구원이 펴낸 ‘물류기술개발지원센터 글로벌 물류기술 동향(2020년 9월)’을 보면 미국은 코로나 사태로 AI산업이 성장하며 비대면 물류기술 개발 기업에 대한 신규자본과 투자가 집중되고 있다. 

지난해 벤처캐피털 등은 투자자들은 자율주행차를 중심으로 배달로봇 등 20여개 기업에 60억 달러를 집중 투자했다.

스위스 기술기업 ABB사가 포장로봇 IRB 390 플렉스패커 개발 및 도입에 나섰다. 포장로봇은 물류창고 ‘픽 앤 플레이스’ 작업을 자동화하면서 전체 라인 효율 극대화가 가능해질 전망이다.