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스마트제조

스마트 물류시스템

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워드 클라우드

1. 기술로드맵


□ (총론) 물류의 운송비용 및 보관·운영비용을 절감하고 최적화된 물류 서비스 제공 이슈에 대응하는 재고 및 물류관리, 자동화 및 최적화, 정보수집 및 처리 등을 위한 중소기업 전략기술로드맵 구축

○ (중소기업 기술개발전략1) 운영계에 사용된 데이터베이스를 실시간으로 전달해 가공·정제하는 기술개발

○ (중소기업 기술개발전략2) 자율봇 장치를 이용하여 최적의 주행 경로를 계획해 운전하는 기술개발

○ (중소기업 기술개발전략3) 고도의 자동화를 통해 화물 로딩 및 언로딩의 효율적 운영 기술개발



[ 「스마트 물류시스템」 기술개발 로드맵 ]


2. 개요


가. 정의 및 필요성


(1) 정의


□ 스마트물류시스템은 단순히 제품만을 보관하던 기존의 물류창고에서 유연성을 갖춘 공급망사슬관리(SCM) 및 부가서비스를 수행할 수 있도록 최신기술(ICT,IoT)을 적용한 자동화/지능화한 사내/사외 물류를 통합관리하는 시스템을 의미



[ 스마트제조 품목로드맵 내 스마트물류 시스템 ]


(2) 기술개발 필요성


□ 미래 산업의 발달로 물류분야의 다품종 소량 화물의 다빈도 처리가 요구되며, 서비스율의 고도화에 따른 물류센터에서의 신속한 하역, 이송처리 필요

○ 소비자의 구매 편의성, 접근성에 대한 요구가 늘어남에 따라 도심내의 점포가 점점 늘어남에 따라 최소한의 재고만 가지고 운영하는 소매점이 증가

○ 물류창고에서 소비자에게 온라인으로 직접 배송하는 온라인 쇼핑이 늘어남에 따라 이를 대처할 수 있는 물류창고의 니즈가 증가

○ 물류센터에서의 화물 하역, 이송처리 시, 화물의 안전성을 높이며 화물의 처리정보의 실시간 전송 및 현황 파악 필요

○ 외국 수입에 의존하는 첨단 보관시설 및 물류장비에 대한 국산화 개발로서, 기술비용의 해외유출 방지 및 A/S 대응 신속화 필요


□ 중소중견기업에서는 다양한 제품 생산을 위해 자체적으로 부품 등을 실내·외의 창고에서 보유하고 있으며, 이를 위한 재고 관리가 쉽지 않은 상황

○ 이런 문제로 인하여 보유 제품의 단종에 어려움을 겪고 있으며, 그에 따른 생산 Loss 및 제품 보관에 따른 비효율성의 문제점이 발생

○ ERP가 존재해도 창고 내에 대부분 적재 형태로 보관하고 있어서 정확한 보유 물량을 확인하기 어려우며, 수요변동 및 생산주기에 따른 관리도 어려운 상황

○ 특히 자동차 부품 등의 작업을 수행하는 기업의 경우 볼트, 너트 등의 자재 관리가 어려우며, 정확한 수량 파악이 쉽지 않아 생산 주문 등의 이슈가 발생

나. 범위 및 분류


(1) 가치사슬


□ 스마트 물류 시스템의 후방 산업은 센서, 인공지능, 빅데이터, 자율주행, RF관련 부품 등이 있으며, 전방 산업은 유통, 도소매업 등이 있고 특히 이커머스의 성장세가 빠른 속도로 증가 중

○ 미국 아마존을 필두로 전 세계 이커머스 시장에 대한 성장세가 뚜렷

○ 특히 직접 판매가 아닌 온라인 판매업에 대해선 고객에게 물건을 전달하는 최종 접점이 물류창고가 됨으로써 스마트 물류창고에 대한 요구가 늘어나는 중


[ 스마트 물류 시스템 품목 산업구조 ]

후방산업

스마트 물류 시스템

전방산업

센서, 인공지능, 빅데이터, 자율주행, RF관련 부품 등

스마트 물류 시스템

유통, 도소매업

(2) 용도별 분류


□ 스마트 물류 시스템을 용도 관점에서 분류하면 ICT 연동, 창고 운영 관리, 안전 물류관리로 분류할 수 있음

○ 스마트 물류 기술은 3PL 업자 및 자사 물류를 운영 하고 있는 기업 혹은 물류창고를 소유하고 있는 기업이 필요로 하는 물류 관리 기술을 적용

○ 스마트 물류에 적용되는 자동화, IoT, 물류 작업관리 등을 통하여 빠르게 변화하고 있는 비즈니스 모델에 적용


[ 용도별 분류 ]

용도

세부 내용

창고

■화주의 물류를 대행하는 3자 물류 기업을 대상으로 물류창고의 정보를 빠르게 수집, 분석, 공유할 수 있는 스마트 물류창고를 구축(화주와 3PL, 업자의 시너지 향상)

스마트제조

■제조 효율 향상을 지향하는 스마트제조 기술은 생산 공정 효율 향상이라는 목표를 가짐. 이때 부품의 공급, 완제품 포장 등 다양한 범위에서 응용 가능

이커머스·배송

■서비스 품질 향상 및 고객 대응

■정밀한 재고 관리, 반품, 판매 등록 가능


3. 환경 분석


가. 시장 현황 및 전망


(1) 개황


□ 아직은 부족한 국내 물류 경쟁력

○ 국내기업은 물류 기술에 대한 경쟁력, 투자 및 활용의 부진

○ 국내 물류서비스 산업은 통계청 자료에 따르면 택배 등 일부 산업의 성장세에도 불구하고, 경기침체로 인하여 물동량이 감소하는 모습이나 물류 산업은 긍정적인 요인 존재


□ 4차 산업혁명과 만난 물류산업

○ 2019년 2월 디지털 포워딩 분야 스타트업 Flexport는 손정의 회장이 이끄는 Softbank의 Vision Fund로부터 33억 달러의 기업 가치를 인정받아 10억 달러 투자를 유치했다고 발표

○ 온라인쇼핑의 확대, 라이프스타일의 변화 등으로 거래의 방식과 물품의 범위가 다양해짐에 따라 대량 수송에서 맞춤형 운송서비스 중심으로 수요가 이동





(2) 관련 시장 규모 및 전망


① 세계 시장


□ 스마트 물류 세계 시장 규모는 2021년 306억 달러에서 연평균 21% 성장하여 2027년 958억 5,000만 달러 규모에 이를 전망


[ 세계 스마트 물류 시장 규모 및 전망 ]

(단위 : 십억 달러, %)

구분

‘21년

‘22년

‘23년

‘24년

‘25년

‘26년

‘27년

CAGR

(‘21∼’27)

세계 시장

30.6

37.42

45.16

54.51

65.79

79.41

95.85

21


* 출처 : Smart Logistics Market Growing at a CAGR of 20.7% and Projected Valuation of US$ 30.6 Bn over the Forecast Period (2022-2032)_Persistence Market Research(`22.12)




② 국내 시장


□ 스마트 물류 국내 시장 규모는 2021년 29억 3,800만 달러에서 연평균 26% 성장하여 2027년 117억 5,800만 달러 규모에 이를 전망


[ 국내 스마트 물류 시장 규모 및 전망 ]

(단위 : 백만 달러, %)

구분

‘21년

‘22년

‘23년

‘24년

‘25년

‘26년

‘27년

CAGR

(‘21∼’27)

국내 시장

2,938

3,672

4,801

6,018

7,533

9,417

11,758

26


* 출처 : Smart Logistics Market Growing at a CAGR of 20.7% and Projected Valuation of US$ 30.6 Bn over the Forecast Period (2022-2032)_Persistence Market Research(`22.12)


나. 기술개발 동향


(1) 개황


□ ICT 기술을 흡수하는 물류시스템

○ ICT, IoT 연동기술이 현재의 일반적인 기술 수준

○ 온라인 물류시장이 급격히 커지면서 한정된 인력과 장소에서 ‘어떻게 하면 고객이 만족할 수 있도록 주문상품을 배송할 것인가’라는 라스트마일체제로의 전환을 위한 물류자동화를 고민

□ 지능형 물류 기반시설인 ‘서비스형 통로(Corridor as a Service, 이하 Caas)’개념은 첨단통신기술과 결부되어 승객 운송까지 확대될 예정

○ 지능형 기반 시설로 물류 개선과 국제 무역의 체계적 지원, 물류 서비스 기업에 대한 가치 생산서비스 제공을 위한 ‘서비스형 통로(CaaS)’라는 개념이 대두

○ 이 서비스형 통로를 기반으로 물류 사슬의 효과적 추적이 가능하며 앞으로 자동화, 인공지능이 적용

○ 새로운 무선 통신 기술과 스마트 도시의 새로운 축으로 기능할 이 서비스형 통로 개념은 승객 운송으로 영역을 확대

□ 물류산업은 물류 자동화·무인화·효율화와 탄력적 물류 네트워크 구축의 방향으로 발전 중

○ 인구구조 변화 및 인건비 상승 등으로 물류 업계의 부담이 가중됨에 따라 선진국 및 선도 물류기업은 첨단 ICT((빅데이터, 로봇, 드론, IOT, IoT, AI, VR/AR 등) 기술을 이용한 효율화와 최적화를 를 활용한 물류자동화, 무인화와 효율화를 통해 서비스 향상과 비용 절감을 추진

○ 하역시설과 장비, 물류창고, 터미널 등 물류시설, 화물차량, 컨테이너, 물류장비 등 하드웨어와 소프트웨어를 개별 물류회사가 소유하거나 전용하던 경직적 물류 네트워크에서 벗어나 물류기업들 간의 ‘공동 물류 플랫폼’ 구축, 클라우드 소싱, 물류 공급자-수요자 매칭, 기존 자산 활용(직원 배송) 등 고객 니즈에 탄력적으로 대응하는 추세

□ 지능형 창고관리 시스템

○ 물류 수요의 변화와 기술 발전에 따른 국내외 물류 시장 급변 특히 물류창고 자동화 시스템화, 로봇화에 대한 요구 증가

○ 지능형 물류창고 산업은 주도하는 기업에 따라 다양하게 존재

○ 지능형 물류창고는 외부 시장의 영향을 받는 경우가 많음, 특히 이커머스 발달과 저금리 시대에 따른 새로운 투자처로 각광 받는 중

(2) 주요 기술개발 동향


① 해외 기업


□ (DHL, 독일) 대표적인 글로벌 물류기업으로서 다양한 물류 분야 연구를 수행하였으며, 특히 Logistics Trends Radar라는 물류 분야 미래전망 보고서를 발간

□ (아마존, 미국) 아마존이 자율주행 배송 로봇개발에 뛰어든 가운데, Robby Technologies, Thyssenkrupp, Starship Technologies 등은 각기 특색을 보유한 기술을 선보이는 중

□ (Starship, 미국) Starship의 주행 로봇은 카메라로 주위 상황을 감지하여, 사람이 직접 운행에 개입한다는 특징이 존재

□ (다이와하우스공업과 다이와로지텍, 일본) 다이와하우스공업과 다이와로지텍은 지능형 물류센터인 「프로토(PROTO)」를 가동, 차세대 물류 서비스를 제공하고, 향후 전국으로 확대할 계획

□ (아타보틱스, 캐나다) 캐나다 아타보틱스社가 물류 센터를 수평적이 아닌 수직적으로 확장하고 자동화 시스템이 도입된 신개념 비즈니스 모델을 제시

□ (징둥닷컴, 중국) 징둥닷컴이 중국의 경제개발 특구인 슝안(Xiong’an) 특구에 물류 연구소를 설립

□ (트랜스보틱스, 미국) 트랜스보틱스는 AGV와 AGC를 전문으로 하는 미국 회사로, 표준 및 맞춤형 AGV시스템을 제공, 자기, 레이저, 유도성, 자연 특성 인식 등의 운행 기술을 활용할수 있어 AMR 기업으로 전환하고 있는 AGV 기업

② 국내 기업


□ (CJ대한통운) 화물특성에 맞춘 WMS 시스템 및 RFID/USN기술기반의 온습도 관리장비인 쿨가디언을 개발하여, 저온차량 및 물류센터 온습도 관리에 활용 중

□ (동원산업) PCM 축냉차량을 도입하고 TMS, OMS, WMS, LBS, DIS 등 자체 시스템을 구축·운영

□ (하림) One WaySystem 및 AQS(Visual Quality Inspection System) 등을 도입하여, 위생과 안전성이 개선된 품질 및 온도관리시스템을 적용 중

□ (삼성SDS) 자사의 스마트 물류 솔루션인 ‘Cello’를 통해 기존의 WMS 방식에서 탈피한 데이터 관리 및 최적 의사결정 제공을 지원하고 있으며, 이는 3PL을 넘어 4PL이라고 칭할 만큼 다양한 물류 효율화 방안을 제공

□ (CJ대한통운) 최첨단 ‘3D Visibility(가시성) 시스템’을 개발하여 현장에 적용

□ (한국네트웍스) ‘한국테크놀로지’ 그룹 소속으로 매년 매출의 3% 이상을 R&D에 투자하여 통합물류솔루션(WMS, TMS, OMS, FMS, VMS 등) Suit 완성

□ (밸류체인씨엔티) Global 솔루션(JDA, Mahantan, SAP, IBM)과 자체 개발한 솔루션(VC Suite)을 가지고 기업의 여건에 따라 선별적으로 구축

□ (네오시스템즈) 물류 솔루션 ‘인트라로지스(IntraLogis)’를 개발했으며, 최근 통합물류관리 클라우드 서비스인 ‘로지스허브(LogisHub)’를 론칭

□ (택트레이서) “자율주행 기반 무인 재고관리 시스템(드래곤플라이)를 개발하고 있으며 기존의 바코드와 RFID 기술의 단점인 비효율성을 자율주행 방식을 활용한 창고관리 시스템을 안산시, 경기테크노파크, 과기부의 지원을 받아 개발 중

□ (에이아이엠) 화장품, 전자부품처럼 정밀화를 요하는 제작 시스템의 조립 및 품종별 공급 시스템을 개발, 상용화에 성공했으며, '플렉시블 피딩 시스템'으로 불리는 자동화 생산 설비로 부품 공급부터 조립까지 완성

□ (랩투마켓) 자동화 장비 및 시스템을 개발하는 기업으로 첨단 물류 장비·시스템 개발하여 화주기업의물류시스템에 대한 최첨단 기술적용 및 지속적인 최신성 유지가 가능하고 IoT-빅데이터-생산·물류 자동화가 연계된 종합시스템 및 제조-유통-물류를 융합하는 시스템의 구축 가능

□ (진코퍼레이션) 공급망관리 솔루션을 개발하는 기업으로 WMS 창고관리시스템은 입고, 적치, 재고, 피킹, 출고 등 물류센터 프로세스 전체를 통합 관리하여 고객기업의 물류관리 및 운영능력을 향상시킴으로써 경영자원의 유용한 활용과 고객서비스 향상을 지원하는 시스템

□ (더블유앤이케이) 스마트제조자동화를 구현하는 기업으로 WMS 창고관리시스템은 창고 내의 재고흐름을 추적 및 통제하는 시스템으로 재고관리 및 창고운영을 용이하게 하며, 이노비즈 기업 인증을 보유

□ (메카티엔에스) 전자장비 제조업체로, 자사의 전자제품 제작 노하우를 이용하여 국가 연구과제로 지능형 혼합적재 물류자동화시스템 개발을 수행한 전력 존재

□ (광원엘에스) 물류창고자동화설비 제조 기업으로 AS/RS 자동화 창고는 수직 공간을 활용하여 보관물량을 늘리고, 비용, 시간을 최소화시킴. 물류자동화 시스템은(KLAS) 단순 입출고에 한정된 소규모 보관의 자동화 창고부터 복잡한 WIP(Work In Process) 라인까지 적용 가능

③ 국내 연구개발 기관



[ 스마트 물류시스템 주요 연구조직 현황 ]

기관

연구 분야

한국전자통신연구원

■SMART Post 구축 기술

■제조 및 물류 처리 최적화를 위한 IIoT 및 분산제어 플랫폼

■로봇향 3.3kW급 군집 무선충전

한국과학기술원

■초소형 IoT 디바이스를 위한 자율적 상호협력기반 군집지능 기술

■스마트 공장 물류 자동화를 위한 인공신경망 기반 하이브리드 조합적 최적화

■고밀집 무선 네트워크의 PHY 및 MAC 계층 보안 연구

한국전자기술연구원

■지능형 공간 융합 센싱 디바이스(SF-Device) 원천기술



4. 특허 분석


□ 전략품목에 대한 특허동향 분석, 기술동향 분석, 주요 출원인 분석을 통해 아래와 같이 결과 확인


[ 특허 분석 결과 ]

구분

분석 내용

특허동향 분석

특허증가율 분석

주요 국가별로 살펴보면 한국이 가장 활발한 출원활동을 보이는 것으로 조사되었으며, 다음으로 미국, 일본, 유럽 순으로 분석됨

기술주기 분석

스마트물류 시스템 기술 분야의 기술 위치를 살펴본 결과, 전체적인 동향은 기술혁신의 주체인 특허출원인수와 기술혁신의 결과인 특허출원건수가 감소 후 증가하는 동향이 나타나고 있어서 성장기 단계로 분석됨

특허영향력 분석

스마트물류 시스템 품목에 대한 주요 출원인들의 경쟁력 분석 결과, 전체국가에서는 METROLOGIC INSTRUMENTS 특허가 상업적 가치가 높은 것으로 평가됨

한국에서는 에스에프에이의 특허가 질적 수준이 가장 높으며, 한국전자통신연구원의 기술영향력 및 시장확보력이 상대적으로 모두 높은 것으로 분석됨

기술동향 분석

기술개발동향 변화분석

스마트물류 시스템 품목에 대한 지난 20년간의 특허 주요 기술 키워드 분석 결과, 스마트물류 시스템을 위한 ‘Delivery Vehicle’ 및 ‘Autonomous Vehicle’ 키워드가 도출된 것으로 조사됨

기술현황 분석

스마트물류 시스템 품목은 섹션 G 물리학 (44%), 섹션 B 처리조작;운수 (41%) 기술분야의 비중이 높은 것으로 나타났으며, 그중에서도 관리, 상업, 재무, 관리 또는 감독 목적을 위해 특별히 적용된 정보 통신 기술(G06Q) 분야에서 집중 연구가 진행되고 있는 것으로 분석됨

기술집중력 분석

스마트물류 시스템 품목은 기술 집중화 정도가 낮은 상태이므로 시장 진입이 어렵지 않은 것으로 분석됨

주요 출원인 분석

출원인 동향 분석

스마트물류 시스템 품목의 주요 출원인을 살펴보면 주요 국가별 출원인이 고르게 포함되어 있는 것으로 나타났으며 제1 출원인은 미국의 METROLOGIC INSTRUMENTS인 것으로 조사됨

주요 출원인 기술 키워드 및 주요 특허 분석

METROLOGIC INSTRUMENTS는 Working Range, Detection Module, Image Formation 등의 키워드가 도출되었으며, 이미지 생성 시스템 및 장치에 관련된 기술력이 높은 것으로 조사됨

한국산업기술원은 함유 재료, 건설 공사 장비, 정화숏크리트 장비, 이상 복합 등의 키워드가 도출되었으며, 작업, 장비, 시설, 구조물에 관련된 기술력이 높은 것으로 조사됨

AIRBUS OPERATIONS는 Storage Rack Arrangement, Cargo Compartment 등의 키워드가 도출되었으며, 자동화된 화물 적재 시스템에 관련된 기술력이 높은 것으로 조사됨

□ 4개 평가지표(활동도, 부상도, 시장력, 영향력)에 따른 정량적 분석 결과는 아래와 같이 도출


[ 평가지표/ 정량적 분석 ]

평가지표

한국

미국

유럽

일본

전체

중소기업

특허 활동도

100.0

80.8

78.7

49.6

30.4

특허 부상도

93.8

100.0

88.1

52.5

81.6

특허 시장력

20.0

19.7

79.0

100.0

29.2

특허 영향력

16.6

17.2

100.0

26.0

12.1


상대적 기술경쟁력

66.6

63.0

100.0

66.0

44.3

*각 평가지표 값은 원 계산 값에 상대적 비교의 편의성을 위해 최고점 100점으로 환산한 값이며, 상대적 기술경쟁력은 각 평가지표의 가중치를 1:1로 반영하여 평균값을 도출



[ 주요 특허 선별지표 ]

선별지표

가중치

패밀리 특허 수(A)

2

피인용 횟수(B)

2

발명자 수(C)

2

청구항 수(D)

1.5

등록 여부(E)

1.5

IPC 수(F)

1


선별지표 최종 계산식

(A+B+C)X2 + (D+E)X1.5 + (F)X1

5. 기술개발 로드맵


□ 전략품목에 대한 핵심기술 및 개발목표 등을 토대로 기술개발 로드맵 구축



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