안녕하세요. 물류 업무가 쉬워지는 곳, 트레드링스입니다.
점점 사람 없이도 일이 착착 진행되는 요즘, 어릴 적 영화 속에서 보던 세상이 얼마 안 남은 것 같습니다. 이제는 일상생활 속에서도 스마트한 기술들을 접하고 있는데요, 이런 최첨단 기술이 항만에도 적용되는 것이 트렌드라고 합니다. 오늘은 이런 4차 산업혁명의 트렌드, ‘스마트항만’에 대해 알아보겠습니다.
스마트항만이란 무엇일까?
‘스마트항만’이란 최첨단 기술과 자동화된 시스템으로 운영을 최적화하는 항만입니다. IoT, 인공지능, 빅데이터, 가상현실, 5G 및 블록체인과 같은 최신 기술들을 사용하며, 이러한 기술들로 프로세스를 디지털화시켜 더 효율적으로 운영할 수 있도록 만들죠.
오늘날의 항만은 선박의 크기가 커지고, 인구가 증가하고, 이에 따른 물동량도 증가하면서 항구가 매우 복잡해졌습니다. 따라서 원활한 상품 이동을 위해서는 상품들을 빠르게 이동시켜야겠죠? 이제는 배도 테슬라처럼 자율로 운항하는 자율운항선이 발전하고 있는 추세입니다. 이런 시대에서 앞으로의 경쟁력을 더 키우기 위해서는 이런 스마트항만이 더 강화되어야 할 것입니다.
스마트항만의 특징과 장점
그럼 이런 스마트항만에 적용된 최신 기술들은 어떤 기능을 하고 이점을 제공하는지 살펴보겠습니다.
운영 효율성 향상
스마트 기술의 적용으로 자동화 된 항구는 화물 처리, 물류 등을 처리하는 데 있어 인적 오류를 줄이고 처리 속도를 더 가속화합니다. 항만 내에서는 자동 크레인, 드론, 자율 주행 차량 등이 많이 사용되며, 이러한 시스템이 점점 증가하는 추세입니다.
실시간 데이터 및 분석
IoT 센서와 빅데이터 분석을 통해 항구 운영을 최적화 할 수 있습니다. 다양한 데이터 분석으로 실시간 정보를 제공하여 가장 좋은 전략을 세울 수 있고, 에러를 미리 예측하여 유지·보수를 진행합니다. 이에 따라 오류는 감소하고, 사전 예방으로 이에 따른 시간, 비용적 측면의 절감 효과도 있습니다.
보안 강화
AI와 IoT 기술로 감시 시스템, 자동 위협 감지, 실시간 모니터링 기능 등을 강화시켜 항구를 더 안전하게 지킬 수 있습니다. 또한 블록체인 기술을 통해 문서화 과정을 안전하게, 간소화 시켜 사기 위험을 줄이는 등 보안적인 측면을 더 강화시킵니다.
지속 가능성
스마트항만은 에너지 사용을 최적화하고 폐기물을 효율적으로 관리하여 더 향상된 기술로 오염 배출을 감소시키는 것에 중점을 둡니다. 또한 공급망 경로 최적화를 통해 탄소 배출을 줄이고 친환경 운송 수단을 통합하는 등 친환경 물류 솔루션을 활용하는데요, Ocean Visibility 같은 소프트웨어를 통해 실시간으로 경로를 확인하고 지난 경로를 분석하여 경로를 최적화할 수 있습니다.
공급망 통합
여기서 공급망 통합이라는 것은 공급업체, 제조업체, 운송업체 및 소매업체 등 공급망의 모든 이해관계자 간 원활한 조정 및 협력을 포함합니다. 앞서 언급했던 블록체인과 IoT, AI와 같은 기술을 통해 상품을 실시간으로 추적하고 투명한 데이터 공유가 가능합니다. 이러한 통합으로 지연 가능성, 비용을 줄이고 전반적인 공급망 회복력 및 대응성을 향상시켜 원활한 공급이 가능하도록 만들어줍니다.
고객 경험 향상
더 나아진 효율성과 투명성으로 처리 시간을 빠르게 하고 이에 따른 향상된 신뢰성을 제공해 고객 만족도를 극대화 시켜줍니다. 위에서 언급했던 공급망 최적화를 통한 빠른 배송 시간, 강화된 보안으로 인한 화물의 안전 보장, 개선된 지속 가능성 노력으로 소비자들과의 공감대 형성으로 전반적인 고객 경험을 더욱 향상시킵니다.
스마트항만 예시 – 1. 로테르담항
스마트항만의 대표적인 예로 네덜란드에 위치한 로테르담항이 있습니다. 이 항구는 약 40km의 길이인 매우 긴 항구 중 하나로, 디지털트윈(DT)이라는 것을 만든 항구이기도 합니다. 디지털트윈 기술은 실제 물리적 자산의 디지털 복제본을 만들어, 이를 통해 실시간으로 모니터링, 분석, 예측을 할 수 있도록 하는 기술입니다. 이 기술을 통해 항구의 실시간 운영 상태를 모니터링 해 크레인의 동작 상태, 컨테이너의 위치, 항구 내 교통 상황 등을 모니터링하며 항구의 장비 및 인프라 상태를 실시간 분석 후 유지보수를 예측합니다. 이 밖에도 로테르담항에서는 다양한 최신 기술을 사용해 항만을 운영하고 있습니다.
- 디지털화 및 자동화: 로테르담은 디지털화 및 자동화가 꽤 잘 된 항구 중 하나인데요, 자동화 된 크레인 시스템으로 화물의 적재와 하역을 빠르고 정확하게 수행하며, 자율 주행 차량(AGV)으로 항구 내에서 화물을 자동으로 이동시켜 작업을 효율화 시킵니다. 이러한 디지털화와 자동화 시스템은 통합된 디지털 플랫폼에서 관리되어 작업의 효율성과 안정성을 높입니다.
- 블록체인: 로테르담 항구는 블록체인 기술을 사용해 물류 데이터의 투명성과 보안을 강화하고 있습니다. 이 기술로 항구 내에서 이루어지는 모든 거래와 데이터 교환을 기록하고, 다른 사람과 공유할 수 있도록 합니다. 예로 화물의 입출항 기록, 운송 계약, 세관 신고 등의 모든 절차를 블록체인에 기록해 신뢰성과 투명성을 강화하고 위변조를 방지합니다.
- 환경 친화적 운영: 스마트 기술들을 도입해 환경을 보호하고, 지속 가능한 기술을 더 발전시킬 수 있습니다. 예를 들어, 전기 추진 시스템으로 배출가스를 줄이고, 태양광 패널을 설치해 재생 가능 에너지를 활용합니다. 또한, 스마트 그리드를 통해 에너지 소비를 효율적으로 관리하고 다양한 기술적 해결책을 만들고 적용합니다.
스마트항만 예시 – 2. 로스앤젤레스항
미국에서 가장 바쁜 항구 1위인 로스앤젤레스항도 적극적으로 최신 기술을 사용하는 스마트항만 중 하나입니다. 로스앤젤레스항은 Port Optimizer라는 클라우드 기반 정보 포털을 개발해 실시간으로 공급망 이해관계자들에게 해상 운송 데이터를 제공하는데요, 여기에는 트럭의 회전 시간, 컨테이너의 평균 대기 시간, 입출항 화물의 실시간 데이터를 포함하고 있다고 합니다. Port Optimizer 개발에 협력한 Wabtec의 디지털 전자 사업부 사장인 Nalin Jain은 “Port Optimizer의 향상된 기능으로 항만 이해관계자가 운영을 최적화하고, 글로벌 운송 트래픽 증가로 인한 혼잡을 완화하며, 제품을 사람들에게 더 빠르게 제공하는 데 도움이 될 것이다’라고 말했습니다.
또한 광저우 항구와 협력하여 디지털 공급망 인프라와 두 항구 간 태평양 횡단 녹색 해운 회랑 구축, 항구 간 디지털 기술 및 지속 가능성 관련 실천 방안을 공유하여 탄소 배출을 줄이고 공급망의 효율성을 개선하는 노력을 하고 있습니다.
이 밖에도 아래와 같은 디지털 기술을 통해 원활한 항만 운영을 위해 발전하고 있습니다.
- IoT 및 데이터 분석: 항구 내의 다양한 장비와 인프라는 IoT 센서를 통해 실시간 데이터를 수집합니다. 이러한 데이터는 빅데이터 분석과 AI 알고리즘을 통해 처리되어 운영 최적화 및 예측 유지보수를 가능하게 합니다. 예를 들어, 트럭과 컨테이너의 이동 경로를 실시간으로 추적하여 혼잡을 줄이고, 장비의 유지보수 시기를 예측합니다.
- 모바일 앱 및 자동화 솔루션: 로스앤젤레스 항구는 Cargomatic의 모바일 앱을 통해 컨테이너화된 화물의 흐름을 가속화하고 있습니다. 이 앱은 트럭 운송 용량과 화물 소유자를 매칭하여 화물이 효율적으로 이동될 수 있도록 도와줍니다. 또한 웹 기반 솔루션 Free Flow 프로그램을 이용해 화물 소유자, 터미널, 트럭 운송 회사 간 컨테이너 이동을 최적화하여 화물 이동의 효율성을 높이고 항구 혼잡성을 감소시킵니다.
- 지속 가능한 발전: 로스앤젤레스 항구는 지속 가능성을 위해 다양한 친환경 기술을 도입했습니다. 예를 들어, 수소 연료 전지 트럭과 배터리 전기 야드 트랙터를 도입하여 배출가스를 줄이고, 태양광 패널과 스마트 그리드를 통해 에너지 효율성을 높이고 있습니다.
스마트항만 예시 – 3. 바르셀로나항
스페인의 가장 큰 항구 중 하나인 바르셀로나항 역시 다양한 기술들을 통해 스마트하게 항구를 운영 중에 있습니다.
- 가상 게이트 솔루션(Virtual Gates): 바르셀로나항에서 가장 혁신적인 기술 중 하나인 ‘가상 게이트’ 플랫폼은 센서를 사용해 터미널의 물리적 출입 지점에 대한 실시간 정보를 제공하고, 이러한 데이터를 공유 시스템에 통합해 컨테이너 출입을 효율적으로 관리할 수 있게 합니다.
- 자동화 및 IoT 통합: 이 항구는 IoT 센서를 사용해 물류 운영에 대한 실시간 데이터를 수집하고, 터미널 내 광범위한 자동화 시스템을 구현했습니다. 매일 4,000대 이상의 트럭 이동을 모니터링 및 관리하여 원활한 교통 흐름을 만들고 항만 혼잡도를 감소시킵니다.
- 발전된 고급 해상 교통 관리: 바르셀로나 항구는 제어탑에서 실시간으로 해상 작업을 관리하고 조정합니다. 다양한 항구 및 응급 서비스와 협력하여 실시간으로 접안 및 서비스 제공을 관리하며, 이를 통해 항구의 전반적인 운영 효율성과 안전성을 향상시킵니다.
스마트항만 국내 사례
부산항
우리나라도 항만들도 점점 스마트화 되어가는 추세입니다. 가장 대표적으로 부산항이 있는데요, 세계 물동량 7위로 엄청난 양의 물류를 처리하는 만큼 빠르고 원활한 운영을 위해 스마트항만으로의 발전이 필요하고, 이에 필요한 다양한 기술과 시설을 도입중입니다.
- 완전 자동화 터미널: 부산항은 올해 국내 최초 자동화 항만인 ‘부산항 신항 7부두’를 개장하였습니다. 선박이 부두에 접안 시 제어실에서 원격 운전으로 화물을 내리고, 무인이송장비(AGV)가 화물을 부두 내 장치장으로 스스로 옮겨 야드크레인이 자동 운전으로 화물을 장치장에 쌓는 완전히 자동화된 무인 시스템입니다. 이를 통해 인명 사고 발생 가능성을 낮추고, 24시간 작업이 가능하도록 해 작업 효율성을 극대화 시켰습니다.
- AI 및 IoT적극 활용: 인공지능(AI)과 사물인터넷(IoT) 기술을 통해 실시간으로 데이터를 수집하고 분석하여, 항만 운영을 최적화하고 예측 유지보수를 수행합니다. 이를 통해 ‘해운-항만-내륙 운송’ 물류망의 모든 참여자를 유기적으로 연결시켜 양방향 정보 교환과 실시간 의사결정이 가능하도록 만듭니다.
- 스마트공동물류센터 건립: 2024년 10월 완공 예정인 스마트공동물류센터는 부산항만공사와 해양수산부가 공동으로 추진 중이며, 부산항 배후물류의 스마트·자동화 및 중·소 화주의 물류 경쟁력 확보를 목표로 하고 있습니다. 센터 내부에는 자동화 설비 및 무인 운반차(AGV)와 지게차, 스마트 장비·시스템을 도입하여 물류 니즈 충족 및 비용 절감의 효과를 기대하고 있습니다.
광양항
전라남도에 위치한 광양항 또한 여수광양항만공사의 주도로 다양한 기술을 도입하여 스마트항만으로 도약하고 있습니다. 총 7,371억원이 투입되어 ’22~’29년 동안 단계별 개장과 안정화 시기를 거쳐 완전한 자동화항만이 되기 위해 최첨단 기술 도입 및 설비 설립이 진행 중에 있습니다.
- 자동화 터미널 시스템: 광양항 자동화부두(항만자동화 테스트베드)는 터미널의 전 과정이 자동화 시스템에 의해 운영됩니다. 무인이송장비(AGV), 자동화된 크레인 및 기타 자동화 하역 장비를 통해 화물의 처리 속도와 정확성을 높였고, 이를 통해 터미널 생산성 향상 및 비용 절감의 효과를 낼 수 있습니다.
- 5G 기반 원격제어 크레인: 국내 통신사와 협력해 5G 기반 원격제어 크레인을 도입해 업무 생산성을 향상시켰습니다. 크레인을 안전한 위치에서 원격으로 조작하면 작업자가 더 안전하게 일할 수 있고, 5G 네트워크를 통해 실시간 데이터 전송과 저지연 통신이 가능해 좀 더 정밀한 크레인 조작이 가능하도록 합니다.
이렇게 부산항, 광양항을 시작으로 정부는 2031년까지 스마트항만 기술산업 국내점유율 90%, 세계점유율 10%를 달성하고 시장규모를 지금보다 8배 확대하는 것이 목표라고 밝혔습니다.
주의해야 할 사항
스마트항만이 구축되면 다양한 장점들이 있지만 그만큼 주의해야 할 사항들도 있습니다.
1) 사이버 보안 문제
스마트 항만에서는 다양한 기술들이 사용되는 만큼 이에 따른 사이버 보안이 중요한 과제입니다. 만약 항만 운영 시스템이 사이버 공격에 노출될 경우, 화물의 추적, 하역 작업, 물류 이동에 대한 기능 마비는 물론 고객 정보 유출에 대한 우려도 있습니다. 따라서 스마트 항만 구축 시에는 네트워크 보안 강화, 데이터 암호화, 정기적인 보안 점검 등의 조치가 필요하며 탄탄한 보안 인프라를 구축하는 것이 중요합니다.
2) 주체 확립 필요
다양한 기술 도입 전 서비스를 제공해야 하는 주체를 명확히 확립하는 것이 중요합니다. 다양한 기관이 IoT 통합 플랫폼에 투입되다보니 지속적인 유지보수를 위한 하나의 IT 서비스 창구가 필요한데, 이를 단일화 하기가 어려워 중구난방이 될 위험에 처할 수 있습니다. 또한 주체가 확립된다고 해도, 기술이전 협약에 대해 명확히 하지 않으면 기술 개발에 참여한 학교나 공공기관은 영업활동이 어렵고, 민간 기업은 판매와 같은 영업활동에는 관심있지만 이를 개발해나가는 과정에서는 쉽게 투입되지 못해 개발된 기술들이 제대로 쓰이지 못할 수 있다는 것이죠. 따라서 국가와 기업들, 연구기관들이 다같이 협력하여 다양한 기술들이 실제 활용될 수 있도록 정책 기반을 마련하는 데 큰 힘을 쏟아야 할 필요가 있습니다.
글로벌 물류대란이 지속되고 있는 현재 스마트항만으로의 변화는 이제 필수적인 것이 되었습니다. 앞으로 최신기술을 도입해 더욱 더 변화할 항만들에 대비해 수출입 기업들 또한 이에 맞는 시스템을 도입하여 실시간 화물 추이를 파악하는 것이 중요할 것입니다.
