공간 이동인가, 3D 프린팅인가?

MM이 150주년을 맞는 2045년경에 물류 분야가 어떤 모습을 띠고 있을까? 25년 후의 미래를 상상하여 그려 봤는데, 보이는 모든 것이 놀라울 따름이다!

Dr. 크리스토프 파젤(Christoph Fasel): 저널리즘 & 홍보학 교수 겸 MM 프리랜서 기자

핵심 내용

  • 사회 물류가 근본적으로 변할 것이다. 하이퍼 루프와 같은 새로운 기술과 자율 주행이 주도할 것이다.
  • 전통적인 생산 벨트는 과거에 속할 것이고, 이는 사내 물류에 큰 영향을 끼친다.
  • 원료 공급, 창고 관리, 자재 공급, 제품 배출 및 납품이 전자동으로 이루어질 것이다.
  • 아직은 공상과학이라 생각하는 기술이 선보이게 될 것이다. 광선도 이러한 기술 가운데 하나가 될 수 있다.

2044년 6월 30일, 오늘은 따뜻한 하절기로 산들바람이 불고 있다. 공기는 신선하고 향기로우며, 오존은 거의 없고 이산화탄소가 약간 섞여 있다. 이곳 라인 강 주변 공기 중에는 더 이상 오염 물질이 존재하지 않는다. 이는 최근 10년간 성공적으로 마무리된 재생 에너지로 전환한 덕분이다. 지금은 항공 분야에서도 재생 연료를 사용한다. 오래전 유채류에서 추출한 바이오 케로신(바이오 항공 연료)이 독일에서 가장 큰 프랑크푸르트 공항에서 기존의 석유 제품을 몰아냈다. 지금은 도시나 숲 그리고 들판 위 하늘에 항공기 연료를 흩날리는 구름이 보이지 않는다.

도로 풍경도 많이 변했다. 과거에는 디젤 트럭들이 줄지어 매연을 내뿜으며 다녔지만, 지금은 자율 전기 트럭을 위한 새로운 가공선 네트워크가 철도와 평행을 이루어 설치되어 있다. 이 도로를 원료와 완제품을 실은 화물차들이 태양열 전기와 풍력 전기를 이용해 내달리고 있다. 재생 에너지는 20년 전 연안에 완성된 그리드로부터 공급된다. 트럭들은 운전사도 없이 달린다. 법률 제정자들이 마지막 남은 기술적, 법적 장애물을 제거한 이후로 운전하는 사람은 2025년 이후에 완전히 사라졌다. 물론 트럭 사고율이 0%에 이른다.

음속 수준의 물류 속도

사람들이 우스갯소리로 ‘굼벵이 도로’라고 부르는 이 네트워크에는 부피가 제법 큰 부품과 상하지 않는 제품만을 운반한다. 2038년에 첫 번째 하이퍼 루프가 개통한 이후, 철도와 고속도로는 사람과 급한 물자 운반에 거의 이용하지 않는다. 시간이 흐르면서 하이퍼 루프 네트워크는 유럽의 주요 도시들을 모두 연결하였고, 여객 수송 분야에서 뮌헨과 함부르크 간 이동 시간을 약 45분 이내로 단축하였다. 따라서 유럽 내 항공 교통의 영향력도 크게 줄어들었다. 중단거리 이동을 위해 비행기를 이용하는 것은 더 이상 의미가 없어졌으며, 탑승 수속을 감안하면 오히려 이런 시간이 더 걸리게 되었다. 급행 화물은 특수 하이퍼 루프 컨테이너에 포장하여 시간에 맞게 유럽 전 지역으로 배송된다. 덕분에 타이트한 생산 타이밍이 가능해졌고, 예전에 비해 재고도 훨씬 줄어들었다. 이러한 중요한 요소들이 물류 분야에서 이미 오래전부터 생산과 사내 물류를 개혁시켰다. 이제 전문가들은 공장 외부 물류에 대해 전체적으로 최적화된 생산 원리라고 언급한다. 그리고 그렇게 보인다.

하이퍼루프 개념은 원래 일론 머스크가 개발한 것이다. 최근 들어 일련의 기업들이 이 주제에 매달리고 있다. 이 글에서 묘사한 것은 Hyperloop one이다.

2020년 대까지 생산 제품들이 하나씩 차례로 조립되는 전통적인 생산 벨트가 작동했었는데, 지금은 복잡한 제품의 생산 자체를 몇 단계의 작업 공정으로 동시에 조립할 수 있도록 압축되었다. 자율 주행 오토캐빈(autocabin)의 연속 생산 컨베이어 벨트도 옛말이 되었다. 3D 프린터가 적층 가공법으로 조형하면서, 컨트롤, 케이블, 시트 및 모터와 같은 요소들이 두세 공정만으로 동시에 프린팅하여 설치되고, 전체 공정은 하나의 알고리즘에 의해 통제된다. 이 알고리즘의 인공 지능은 3년 전부터 공장 정밀화를 책임지고, 빠른 속도로 완성하였다. 또한 알고리즘의 모니터링은 센터에서 원격으로 이루어지며, 전 세계 어느 곳이든 통제가 가능하다. 유지 보수 또한 자율 로봇에 의해 이루어진다. 원료 공급이나 기계 상태를 실시간으로 모니터링할 수 있기 때문에 정비 작업은 손상이 발생하기 전에 미리 이루어진다. 따라서 출혈이 큰 가동 중단 사태는 예방된다.

사람이 없는 공장

2044년 공장에는 인간 노동력이 더 이상 투입되지 않는다. 원료 공급, 재고 관리, 원료 투입, 상품 배출 및 발송은 전자동으로 이루어진다. 새로운 복합 생산 프로세스를 통해 사내 운반이 줄었기 때문에, 사내 물류도 부담이 많이 줄었다. 컴퓨터 기반 트랜스포터는 자율적으로 공장 홀을 돌아다닌다. 필요한 물자 흐름을 위해 전체 물류에는 자율적인 운반 장치를 개발하였다. 이 운반 장치는 목적에 따라 중앙 컴퓨터에 의해 통제된다. 그 가운데는 당연히 자율 주행 운반 시스템이 있다. 자율 주행 운반 시스템은 25년 전부터 존재했던 것이지만, 지금은 적재 능력이나 속도 면에서 완전히 다른 가능성을 제공한다. 자율 주행 운반 시스템의 형태와 크기는 다양하며, 필요한 경우 이동식 조립 유닛으로 셋팅할 수 있다. 크레인도 자율적으로 동작하게 되었다. 마치 보이지 않는 손에 의해 움직이는 것처럼 실내용 크레인은 천장을 따라 움직이면서 무거운 부품을 운반한다.

이렇게 바쁘게 움직이는 자율 장치들은 물류 시스템의 중앙 컴퓨터가 전체적으로 통제하며, 중앙 컴퓨터는 네트워크 내에 있는 모든 시스템에게 그다음 작업을 알려준다. 전동식 트랜스포터는 매우 신뢰할 수준으로 이 작업을 처리한다. 이 분야에도 자율 컨트롤을 도입하여 사고율을 0%로 낮추었다. 수 십 년 전 사내 물류를 위험의 근원으로 느낄 수밖에 없었던 노동조합이 특히 환영한다. 오류 근원인 인간이 빠진 곳의 작업은 보다 빠르고 보다 정량화할 수 있게 되었다.

블록체인은 데이터를 전송하고 주문을 체결하는 방식을 변화시킬 것이다.

경계가 사라지다

사내 물류에도 과거에 존재하던 물류와 생산 간 경계가 사라졌다. 모든 것이 물 흐르듯 이루어지고 있으며, 이제 부품이 운반 중에 제작되는지 아니면 제작 중에 운반되는 것인지 알 수가 없다. 연구 및 학술 분야에는 생산과 물류를 서로 나누어 생각하는 것이 실제로 의미가 있는지 아니면 새로운 조직적 명명법을 사용해야 하는 것인지 이에 대한 격렬한 논의가 있다.

알고리즘을 통해 제어되는 회사 안팎의 물류는 2000년대 초반에 시도했었고 그사이 테스트를 통과한 일련의 방법들을 사용한다. 그 가운데 블록체인은 다소 극적이다. 하지만 블록체인은 중요한 목적을 충족하고 실시간 물류를 가능하게 한다. 암호화되어 연결된 데이터 세트 덕분에 종래의 계약 방식은 거의 사라졌고, 블록체인 시스템을 이용하여 주문하고 지불하고 추적할 수 있게 되었다.

오늘날 자율 주행 시스템(AGV)은 사내 물류에서 일상이 되었다.

모선 역할을 하는 체펠린 비행선

스펙터클한 신기술에 속하는 것으로 하늘을 이용하는 것이다. 25년 전에 아마존이나 구글, 알리바바와 같은 세계적인 기업들이 운항 거리가 수 킬로미터에 불과한 작은 비행체로 실험을 했었고, 이러한 비행체의 이용이 최근 결실을 거뒀다. 이 기술은 “플라잉 홈 베이스” 원리를 통해 가능해졌다. 항공 분야의 초창기 컨셉트아며 실패라고 여겼던 체펠린 비행선이 예상치 못하게 명예를 되찾았다.

고객에게 B2C를 제공하는 대기업들은 부피가 크지 않은 상품을 배송하기 위해 날아다니는 홈 베이스에 정박하는 드론을 이용하고, 적은 에너지 소비로 소량 및 중간 정도의 주문은 직접 고객의 집으로 배달하고 있다. 이 계류기구에 정박함으로써 지속적으로 전류를 공급하는 것이 가능하고, 이는 비행 장치 충전을 담당한다. 하루에 한 번 무인 트랜스포터가 모선에 도킹하여 다음 주문 상품을 장착한다. 소비자들도 오래전부터 이 서비스를 대비해 왔다. 발코니 섀시에 핸들 3개로 고정할 수 있는 “드론 충전 스테이션”은 오래전에 히트 상품이다. 이 드론 충전 스테이션 덕분에 대규모 아파트에 집에 사람이 없을 경우에도 신속하고 개별적으로 상품을 배달 받을 수 있다.

하늘을 나는 비행은 개인 이동 영역에서 고정적 요소로 자리 잡았다. 무인 드론 택시의 시간당 비용이 비교적 높아서 주로 사업가들만 이용하기는 하지만, 이로 인해 이전보다 훨씬 짧은 시간에 출장 업무를 처리할 수 있게 되었다. 25년 전만 해도 철도나 도로를 이용하여 목적지로 이동하는 시간이 모든 업무의 3/4을 차지했었다. 이런 유용한 무인 드론의 증가로 하늘의 과부하가 단점이 되고 있다. 이러한 문제도 국내선 항공기 운항이 상당히 줄어들어 감소될 수 있었다. 기계와 부품 배송에서 기능하는 혁신적 기술들이 추가로 대기하고 있다. 만일 이러한 기술들이 널리 확산되면, 인류의 오래된 꿈이 곧 실현될 것이다.

여러 회사에서 드론 배달을 이미 시행하고 있다(사진은 중국 DHL 프로젝트).

비머(Beamer)를 통한 부품 운반

요즘 거론되고 물류 분야를 들끓게 만드는 기술은 1960년대 또는 70년대로 거슬러 올라간다. 영화 작가인 진 로든베리는 “스타 트렉”이라는 시리즈에서 이 아이디어를 선보였다. 이 이야기에서 로든베리는 사람과 물건을 특정 장소에서 비물질화시켜 다른 장소로 순간 이동하는 이른바 “텔레포터”를 보여주었다. 이 로든베리의 멋진 판타지는 나중에 여러 세대의 물리학자와 기술자들에게 큰 영감을 주었다. 21세기 초반 물리학자와 기술자들은 이 기술이 적어도 인간에게 왜 작동할 수 없는지 알아내기 위해 많은 수고를 기울였다. 예를 들어 그들은 인간을 구성하는 수많은 입자들의 연결을 분리하는 데에 필요한 에너지가 이용 가능한 어떤 에너지원보다 훨씬 더 크다는 점을 확인하였다.

하지만 로든베리의 비전은 아직 그 생명력을 유지하고 있다. 이러한 계산이 나온 지 30년이 지난 후 실리콘 밸리의 연구원들이 고체 물질의 입자를 135km 정도 떨어진 곳으로 전송하여 성공적인 첫걸음을 떼었다. 35cm 길이에 무게가 750g인 플라스틱 부품을 변하지 않은 상태로 수신 스테이션에서 꺼낼 수 있었다. 큰 사건이다! 이는 물류 분야에 완전히 새로운 가능성을 여는 큰 사건이다. 시스템을 더욱 성공적으로 확장하고 보다 복잡한 구조물을 비물질화했다가 다시 성공적으로 재현하는데 성공한다면, 산업 상품의 물류 전체에 혁명을 일으킬 수 있다. 이는 극단적인 경우 산업 물류의 마지막을 의미한다. 이는 공간과 자원의 믿을 수 없을 정도로 절감될 것이다.

하지만 2044년인 지금도 우리는 멀리 나아가지 못했다. 연구가들은 살아있는 존재에게 이러한 과정을 재현할 수 없다. 이는 기술적으로뿐만 아니라 윤리적 이유에서 그러하다. “무형 운반” 테마에서 다소 오래된 다른 방법들이 확립되었다. 고객이 3D 프린터를 가지고 있다고 가정하면, 일상적으로 필요한 물건을 더 이상 제조사 공장에서 제작하지 않고, 고객의 집에서 자신의 기계로 3D 프린팅할 수 있다. 고객은 자신의 프린터에 입력한 인쇄 프로그램 비용만 지불한다. 나머지는 자동으로 이루어진다. 이러한 방법은 2044년에도 여전히 독일에 짐을 지우는 엄청난 양의 상품 운반을 결정적으로 완화시킬 수 있다.

요약하자면 물류는 25년 전 MM의 125주년(2019년) 이후로 많은 것을 이루었다! 25년이 지난 후 물류가 진짜 어떤 모습일지 매우 기대되고 확인하고 싶다.