컨테이너 터미널 '병목현상' 효율적 해소 … 부산신항·여수광양항 적용 후 전국 확대

LG유플러스의 U+ 5G MEC 원격 크레인. (사진 = LG유플러스)

미국 로스앤젤레스 롱비치항에 수십만 개의 컨테이너가 쌓여 있고, 화물선들이 입항조차 하지 못한 채 며칠씩 대기하고 있다. 100척 이상 줄을 서는 날도 발생했다고 한다. 영국의 펠릭스토우항에서도 마찬가지 현상이 이어졌다. 지난해 코로나19 팬데믹이 발생한 이후 올해 들어 불거진 세계적인 물류 대란의 암담한 풍경이다. 이런 가운데 LG유플러스가 제공하는 'U+ 5G 스마트항만' 솔루션이 ‘MEC 기반 5G+ 성과공유회’에서 과학기술정보통신부장관 표창을 수상하는 등 효율적인 해결방안으로 주목받고 있다.

지난 11월 4~5일 부산항 국제여객터미널에서 열린 제9회 부산국제항만콘퍼런스에서는 ‘포스트 팬데믹’에 관한 주제로 해운항만물류 관련 글로벌 현안에 대한 전문가들의 분석과 논의가 진행됐는데, 당시 라이너리티카(Linerlytica) 사의 탄 후아 주 이사는 최근의 역대급 운임 및 공급망 대혼란의 근본 원인은 컨테이너 화물 수요 폭증에 있다며, 전 세계 주요 항만의 물동량이 중동을 제외한 모든 지역에서 증가했다는 분석 결과를 제시했다.

또 세계선사협의회(WSC)의 케니스 치아 아시아대표는 물류 혼란은 인프라 부족에 의한 불가항력적인 사태라고 지적하기도 했다.

뉴욕타임즈는 지난 6일, 글로벌 물류 대란 및 공급만 혼란에 대해 ‘나비효과’ 이론으로 설명하는 기사를 내기도 했다.
 

U+ 5G 원격제어 크레인 구성도. (사진 = LG유플러스)

물류대란 원인, 인프라 및 인력 부족
디지털 자동화·효율화 시급

전문가들의 분석을 정리하자면 현재 세계적인 물류 대란의 원인 하나는 우선 코로나19 사태 장기화 이후 온라인 쇼핑 등으로 소비가 회복되면서 물류가 크게 늘어난 데 있다.

그런데 코로나19 확산 초기 많은 근로자가 해고되었거나, 고향으로 돌아가는 등 일자리에서 이탈했다. 지원금을 받고 아예 다른 직종에 정착한 노동자도 많았다. 때문에 물류가 다시 급증한 뒤 신규 근로자 채용이 쉽지 않아 하역 및 운반, 창고 노동력이 크게 부족한 현상이 일어났다.

각국 정부의 대책도 뾰족한 수가 없다. 미국의 경우 항구 하역 등의 작업 시간을 24시간 풀로 운영하게 하고, 유통업체 및 운송업체도 근무시간, 운영시간을 늘리는 수밖에 없었다.

현재의 물류 대란 장기화 문제를 두고 전 세계 해운, 제조, 유통 관계자들은 예전의 정상적 상황으로 회복하기란 내년에도 쉽지 않은 일이라고 전망한다. 무엇보다 인력 부족이라는 근본 원인을 빨리 해결할 방안이 없기 때문이다.

시간이 걸리더라도 문제의 근본적 해결을 위한 대안은 마련되어야 한다. 현재 물류 대란의 원인과 그 해결책에 대한 고민이 새로운 솔루션을 만들어내고 있다.

우선, 항만의 컨테이너 터미널에서 물류 흐름에 가장 큰 병목 현상이 발생하는 곳은 컨테이너를 쌓는 야적장이다. 부두에 들어온 배들이 쏟아내는 컨테이너와 해외로 나가는 수출 컨테이너들이 혼재되어 있기 때문이다.

수많은 물동량 처리를 위해 항만에서는 24시간 운영되는 터미널운영시스템(TOS)를 도입해 선적과 양하 스케줄을 관리하기도 하지만, 컨테이너를 옮기는 크레인들은 수동으로 운영되고 있어 처리효율이 낮다.

LG유플러스의 5G 기술을 적용한 부산신항 스마트항만 물류창고 구상안. (사진 = LG유플러스)

로테르담항·싱가포르항, 이미 무인자동화 도입

만약 터미널운영시스템과 연동되는 원격제어 크레인을 도입한다면 인력운영 효율성과 물류처리량이 향상될 것으로 기대할 수 있다. 이런 이유로 해외 선진국의 여러 항만들이 앞다퉈 스마트항만으로 업그레이드하고 있다.

글로벌 스마트·자동화항만 시장은 연평균 25% 수준으로 지속 성장하여 2024년 52억 7200만 달러 규모에 이를 것으로 전망된다. 네덜란드의 로테르담항, 아시아의 싱가포르항 등 선진항만의 컨테이너 터미널들은 경쟁력 확보를 위해 자동화 시스템 구축에 적극적으로 나섰다.

로테르담항은 지난 1990년대부터 항만 자동화를 위한 연구개발에 투자해왔으며 그 결과 이미
완전 무인 자동화 터미널을 실현했다. 현재 마스블락터(Maasvlate) 2에서 운영 중인 터미널은 모두 무인 자동화 시스템을 갖추었다. 화물 운송․관리 효율화를 위해 BM의 인공지능(AI) 기술과 사물인터넷 기술을 접목해 항만 내의 모든 시설물과 물류 장비 등 항만 전체를 디지털 트윈화 했다.

또한, 선박 대기 시간 최소화를 위해 선박 관련 항행 정보 및 해상 기상 정보 등을 분석하고, 정확한 선박 계류 시간과 출항 시간 사전 계획 등 항만 내 프로세스 최적화 시스템을 개발, 적용하고 있으며 무엇보다 이 시스템을 독일의 함부르크항이나 스페인의 알헤시라스항 등 주변 국가의 거점항과 연계함으로서 항만 생산성을 제고하고 있다.

싱가포르항은 새로 ‘투아스’(Tuas)항을 조성해 기존 도심에 위치한 컨테이너 터미널들을 모두 통합해 외곽 지역으로 이전하는 '차세대 항만(The Next Generation Port) 2030' 계획을 추진 중이다. 투아스는 로테르담항과 마찬가지로 무인 자동화를 기반으로 하는 하역 시스템을 갖추게 된다.

또 투아스 항은 친환경 항만 건설 공법과 토지 이용률 확대 등을 위한 다양한 미래 기술이 적용될 계획이다. 항만 내의 모든 장비는 전기를 기반으로 하고, 접안한 선박의 경우 AMP 등 육상전원공급 장치를 통해 화석 연료를 사용하지 않게 하는 항만 전용 에코 시스템이 도입된다.

그밖에는 중국도 이미 칭다오 항에서 5G와 MEC를 기반으로 크레인 원격제어를 진행하여 항만 경쟁력을 높이고 있는 상황이다.
 

LG유플러스의 5G MEC 원격제어 크레인 조종실. (사진 = LG유플러스)

국내 스마트항만, LG유플러스가 선두

반면 국내 항만은 경쟁력 제고가 필요한 상황이다. 정부는 2030년까지 국내 주요 항만을 중심으로 컨테이너 하역, 이송, 보관에 대한 전 영역 자동화 및 디지털화와 이를 기반으로 한 스마트항만을 건설한다는 계획이다. 이에 국내 스마트·자동화항만 시장도 2017년 1000억 원 규모에서 2024년에는 4000억 원 규모로 4배 가량 성장할 전망이다. 해외 선진항만 대비 크레인, 야드트랙터 등 물류 장비 자동화 수준이 높지 않은 것으로 평가되는 가운데 LG유플러스의 스마트항만 솔루션이 주목받고 있다.

이런 상황에서 LG유플러스는 5G를 통한 항만 경쟁력 확보를 위해 2019년부터 동원부산컨테이너터미널, 서호전기, 고등기술연구원 등과 함께 산업통상자원부 R&D 과제를 통해 신감만부두에서 야드크레인 원격제어를 위하여 5G 네트워크를 적용, 검증한 바 있다.

U+5G 스마트항만 솔루션은 5G를 이용해 항만의 근무환경을 개선하는 야드크레인 원격제어, 물류창고 자동화 지원 등으로 구성된다.

대표적으로 LG유플러스의 5G MEC 원격제어 크레인은 항만 작업환경을 크게 개선한다. 지금까지는 컨테이너를 옮기기 위해 작업자가 25m 상공의 좁은 조종석에서 아래를 바라보며 장시간 조종해야 했다. 한 명의 작업자가 한 대의 크레인만을 제어할 수 있고, 조종석의 시야각 제한으로 컨테이너를 3단까지만 쌓을 수 있다는 한계가 있었다. 또한, 바쁘지 않은 시간대라고 해도 새로운 화물이 어떤 적재 블록의 크레인에 배정될지 모르기 때문에 모든 크레인에서 조종 인력이 대기해야 하는 비효율적인 일이 비일비재하다.

MEC(Multi-access Edge Computing)란 분산 클라우드 컴퓨팅을 통해 데이터센터를 서비스 현장에 가깝게 배치하고, 5G의 초저지연성을 극대화하는 기술이다. 이를 활용하는 5G MEC 원격제어 크레인은 조종사가 야적장에서 멀리 떨어진 조종실에서 컨테이너 크레인을 제어하는 솔루션이다.

5G 크레인 원격제어를 이용하면 조종사가 25m 상공의 조종실에서 8시간 동안 작업하는 것이 아니라 작업장에서 떨어진 사무실에서 안전하게 조종할 수 있어 작업환경이 크게 좋아진다. 또 시야 제한이 줄어들어 적재 단수가 4단 이상으로 확대되고, 컨테이너를 미리 배치할 수도 있으며 유휴시간 자동적재가 가능해지는 등 생산성이 40%가량 높아질 수 있다.

LG유플러스는 터미널 내에 최적화된 5G 기지국을 구축하고 지역 MEC 센터를 활용하여 안정적인 원격제어가 가능한 통신환경을 제공한다. 이와 함께 초고용량 영상을 최대한 압축시켜 지연시간을 최소화하는 ‘저지연 영상전송 솔루션’을 적용한다. 이 솔루션을 5G 네트워크·MEC와 함께 사용하면 지연시간을 100ms 이하로, LTE 대비 영상전송시간을 84% 이상 단축할 수 있다.

지난 12월 1일 서울 강남구 코엑스에서 열린 ‘MEC 기반 5G+ 성과공유회’ 시상식에서 서재용 LG유플러스 스마트팩토리사업담당(상무, 오른쪽)이 임혜숙 과학기술정보통신부 장관으로부터 표창장을 받은 모습. (사진 = LG유플러스)

부산·여수광양항 등 전국에 확대 설치

LG유플러스는 올 상반기 부산항 신감만부두 동원부산컨테이너터미널에 5G MEC 원격제어 크레인을 구축했고, 향후 원격제어 크레인 등에 활용하기 위한 5G는 부산항 신선대터미널과 광양항에 확대 구축하는 등 전국적으로 스마트항만 사업 확대를 추진 중이다.

원격제어 크레인 외에도 컨테이너의 진동을 분석하여 고장을 사전에 예측하는 크레인 예지보전 솔루션과 항만에서 운영하는 물류장비인 리치스태커와 야드트랙터의 충돌을 방지하는 솔루션도 함께 적용한다.

이 같은 성과로 LG유플러스의 ‘U+5G 스마트항만’은 과학기술정보통신부와 한국지능정보사회진흥원이 주관해 지난 1일 열린 ‘MEC 기반 5G+ 성과공유회’에서 5G MEC 활용 우수사례로 인정받아 장관 표창을 수상하기도 했다.

서재용 LG유플러스 스마트팩토리사업담당(상무)은 “국내 항만작업장을 안전하면서도 생산성을 높일 수 있는 U+5G 기반의 항만 솔루션을 이번 수상을 계기로 더욱 발전시켜 ‘5G 스마트인프라’ 시장에서 제일가는 통신사업자로서의 입지를 다져나가겠다”고 말했다.

그밖에도 LG유플러스는 부산신항 배후단지 비아이디씨 물류창고에 3방향 무인지게차와 무인운반차(AGV)를 적용하는 자동화 물류 사업도 진행한다. 5G와 MEC 기반의 3방향 무인지게차와 AGV는 야간과 유휴시간 동안 창고 내 물품을 작업자 없이 재배치하여 코로나19로 인한 물동량 증가에 대응하여 운영효율을 높일 것으로 기대된다.

자율주행 물류 장비는 비아이디씨의 물류창고관리시스템(WMS : Warehouse Management System)과 연동하여 처리 물품을 자동으로 확인하고 작업자 없이 입고 처리를 자동화할 수 있다.

러셀로보틱스와 함께 부산신항 물류창고에 도입할 3방향 무인지게차는 좁은 통로에서도 9m 높이까지 지게차가 회전할 필요 없이 통로 양쪽으로 포크를 자유자재로 움직일 수 있으며, 이를 통해 위쪽 선반을 최대한 활용할 수 있어 작업 효율성이 높아진다.

LG유플러스는 또 부산신항국제터미널 1부두에 5G 전용망과 디지털 트윈의 기본 정보로 활용될 초정밀 위치 정보 솔루션(RTK)을 제공한다.

5G RTK-GPS 단말은 5G를 통해 네트워크 RTK 서버와 실시간으로 GPS 정보를 정밀하게 보정하고, 부산신항국제터미널 1부두의 관제실로 보정된 위치 신호를 전달하게 된다. 이를 통해 야드트랙터 등의 위치를 실시간으로 정밀하게 파악해 작업효율성을 높일 수 있고 디지털 트윈에 기본데이터로 활용이 가능하다.

5G RTK-GPS 단말은 5G 통신을 제공하는 기능과 초정밀 위치 제공 솔루션이 하나의 디바이스에 구성될 예정으로 야외 장비 적용을 고려하여 겨울과 여름에도 활용이 가능하도록 지원한다. 이러한 5G RTK-GPS는 배에서 컨테이너를 내리고 싣는 안벽크레인, 컨테이너를 운반하는 야드트랙터, 하역장에서 컨테이너를 이동하는 지게차(리치스태커/엠프티핸들러)에 장착되어 안전하고 효율적인 작업을 돕게 된다.