물류장비/하역장비의 세계

물류장비/하역장비의 세계  
 
제2차 세계대전전의 하역은 거의 인력에 의존하는 작업이었으나, 전후에는 각종하역기계 및 컨테이너 등 기기 개발에 따른 생력화(省力化)와 능률이 증대되어, 하역시스템의 합리화가 이루어졌다. 종래의 하역합리화의 중점은, 개별하역작업의 기계화·능률화에 두었으나, 지금은 화물을 일정한 표준적인 중량 또는 용적으로 미리 정리·통합하여 도중에서 그것을 흐트러뜨리지 않고 일관하여 기계력으로 하역·수송하는 하역 시스템화(유닛로드시스템)가 이루어지고 있다. 이와 같이 하역관련 분야의 발전동향을 살펴보면 인력로드의 감소와 보다 효율적인 작업을 위해 시스템적으로 자동화되고 기계적으로 효율성이 높은 장비의 도입을 요구하고 있으며 이런 수요에 따른 하역장비의 기술발전 또한 진일보하고 있다. 우리나라와 같이 무역의존도가 높고 지리적으로 중계무역의 거점을 차지하고 있는 경우 보다 효율적인 항만 및 육상 하역장비기술, 자동화된 물류시스템장비에 대한 기술 등이 매우 중요하다.
본지는 이런 하역장비에는 어떤 장비들이 있는지 취재해 본다. -편집자주

하역장비는 물건의 운송 및 보관에 수반되는 물건을 싣고, 내리고, 운반하고, 싸넣고, 꺼내고, 나누고, 상품 구색을 갖추는 등의 작업 및 이에 부수적인 작업에 사용되는 장비를 말한다. 제품이 생산되어서 소비자에 이르기까지 전 과정에서 물건을 싣고, 내리고, 쌓는 등의 일이 일어나므로 하역장비는 제품 생산 및 판매에 이르기까지 산업 전 분야에 영향을 미치는 분야다.

하역장비의 사용은 인력하역에서 발생하는 물류 발전의 저해적인 요소와 물류비의 상승 초래를 방지함으로서 하역의 기계화를 통한 물류비 절감을 목적으로 하고 있다. 하역장비를 이용함으로서 작업능률이나 하역작업의 노동생산성을 향상할 수 있고 많은 인적 노력이 요구되는 중량화물, 액체 및 분립체로 인하여 인력으로 취급하기 곤란한 화물, 인력으로 시간을 맞추기 어려운 화물, 장거리 운송화물, 작업장의 위치가 높고 낮음으로 인하여 상하차작업이 곤란한 화물, 인적 접근이 곤란하거나 자동화하기 어려운 화물, 유해하거나 위험한 화물 등을 처리할 수가 있다.

하역기계의 발전방향으로는 표준화, 다품종 소량용 운반ㆍ하역기계의 보급, 운반ㆍ하역기계에의 컴퓨터 이용, 운반ㆍ하역기계의 무인화 등을 들 수 있다. 하역장비는 크게 운반하역장비와 특수하역장비로 나뉜다.

운반하역장비는 일반적으로 물류의 수직 및 수평이동이 가능케 끔 하는 장비로 대표적인 장비로는 지게차(Folklift)를 들 수 있고 컨테이너 핸들러나 컨테이너 리치스태커와 같은 항만 하역장비가 포함된다. 특수하역장비는 일반운반하역장비가 아닌 특수한 물류를 이송 또는 하적할 때 사용되는 장비를 의미한다.

운반하역장비

1.전동식 카운트 밸런스 지게차

전동식 카운터 밸런스 지게차는 식품, 음료, 냉동창고, 화학, 물류창고를 중심으로 수요가 늘어나고 있으며 소음진동이 없는 환경친화형 제품이다. 카운터 밸런스 지게차 중 약 30%가 전동식이며 유럽의 경우 45%가 넘고 있다. 국내에서 사용되고 있는 전동식 카운터 밸런스 지게차의 인상용량은 1~3톤이며 미국의 경우 5톤 이상에 이르는 대형 정동차량도 사용되고 있다. 기술적인 측면에서 보았을 때 전자제어기술의 발달로 작업 상황에 따른 다양한 작업모드 선택이 가능하며 고장부위를 자가 진단하는 자기진단기능이 대부분 장착되어 있으며 절전기능 또한 구비되어 있다. 또한 동력원으로 직류모터 대신 전기 스파크가 발생하지 않는 교류모터를 이용한 지게차 역시 상용화 단계에 이르고 있다. 이 분야에 해당하는 지게차를 종류별로 살펴보면 다음과 같다.

2.전동 입승식 카운트밸런스 지게차

운전자가 서서 운전하는 방식이어서 승하차가 편리하다. 국내에서는 많이 사용되고 있지는 않지만 미국 등 해외에서는 30% 이상의 이용률을 보이고 있다. 리치레그가 없어 작업공간의 제약이 없으며 전륜이 커서 리치트럭보다 주행성 면에서 더 좋은 성능을 보이고 있다. 다양한 종류의 하역작업에 용이하여 대형 할인매장 및 물류센터를 중심으로 사용량이 늘고 있는 추세이다. 국내에는 개발업체가 없어 전량 수입에 의존하고 있는 실정이다.

3.전동 3륜 지게차

국내에서는 3륜 이어서 불안전하다는 선입관 때문에 많이 사용되지 않는 장비이다. 하지만 미국 등 유럽에서는 3륜 전동지게차가 전체 전동식 카운터 밸런스 지게차의 50%를 넘고 있다. 타이어 부하율의 한계로 2톤 이하의 용량까지 공급되고 있으나, 차량의 무게중심이 낮고 안정도 또한 4륜차에 비해 실제적으로 높아 인양고가 높고 차량이 컴팩트하다는 장점이 있다. 좁은 공간에서 작업이 용이하여 창고와 같은 협소한 공간에서의 활용도가 높다.

4.전동4륜 지게차

전동 4륜 지게차는 지게차 중 가장 많이 보급되어 있는 모델로 그 활용 범위가 일반 실내 물류 운송에서부터 건축자재 및 토목 자재에 이르기까지 광범위하다. 특히 4바퀴에 의한 안정적인 작업환경은 인상용량의 증가가 타 종류에 비해 용이하다. 최근에는 기존의 공기압식 타이어나 전동전용 솔리드 타이어 대신 차체가 작고 선회반경이 휠씬 유리한 쿠션타이어가 널리 사용되고 있다.

탑승형 전동창고 물류장비

탑승형 전동차고 물류장비는 창고 또는 물류 보관 센터 내에서 완제품이나 부품들을 이동 적층 및 하역하는데 사용된 장비로 운전자가 탑승하여 조작하는 장비류를 말한다.

1.리치트럭

리치트럭(Reach Truck)은 50년대 초부터 미국에서 개발되어 지금까지 꾸준히 사용되고 있는 장비로서 실내뿐만 아니라 실외에서도 사용범위가 넓고 구미지역에서는 물류장비수요의 50%를 차지하고 있는 가장 범용적인 전동식 운반하역장비이다. 국내에서는 연간 지게차 수용의 10%를 차지하고 있으며 카운터밸런스방식보다 고가인 것이 특징이다. 리치트럭은 국가별로 주로 사용되는 기종이 상이한데 그 특징을 살펴보면 아래의 표와 같다.

판토그라프 타입은 마스트무빙 타입보다 제조원가면에서 유리하며 적재효율도 높다. 미국은 판토그라프 타입이 전체 리치트럭의 98%를 차지하고 있다. 유럽에서는 전통적으로 마스트 무빙방식이 사용되고 있는데 이는 도크(Dock)작업이 많은 관계로 로드휠을 크게 설계할 수 있는 장점이 있어 보다유연하게 작업에 대처할 수 있다.

지게차와 마찬가지로 장시간 사용되는 장비이므로 작업자의 안락성, 조작성을 중시하는 설계가 바람직하며 운전자의 시계성 확보를 위해 적재물 인양에 따라 운전석이 경사지게 설계된 고급제품도 소개되고 있다.

 
 2.탑승형 스트레들 스태커

리치트럭과 유사한 구조를 가지고는 있으나 마스트가 차체에 고정되어 있는 점이 다르다. 적재물과 하중평형을 이루기 위해 차체 전방으로 스트레들 레그가 뻗어 나와 있는 형태이다. 국내에서는 창고내부에서 랙작업이 아닌 임의의 장소에서 하역작업이 많은 관계로 스트레들 레그가 오히려 적재물 하역에 방해되는 경우가 많아 자주 사용되지는 않는 추세이다. 표준팰릿을 이용한 랙 적재작업이 많은 미국 및 유럽에서는 리치트럭 대용의 보급형 저가 장비로 널리 애용되고 있다.

3.오더피커

오더 피커(Order Picker) 는 고층의 적재 및 피킹 작업용으로 주로 사용되고 있으며 주로 제약, 식품, 자동차, 섬유, 전자 회사의 대형 부품 창고 시설에서 대용량의 부품관리를 위한 자동화 시스템의 일부로 사용이 되고 있다. 오더피커와 터릿트럭은 물품 보관 효율을 극대화하기 위하여 상대적으로 통로 폭을 최소화시킨 창고에서 사용되는 관계로 초협폭장비(Very Narrow Aisle Truck)로 불리운다. 작업자가 작업기 전면 포크부에 탑승하여 승, 하강하면서 고층창고 내 필요한 랙 위치로 이동하여 부품을 직접 피킹하므로 안전성이 중요한 요소이며 이동속도에 대한 효율도 강조된다. 작업자가 탑승하는 관계로 1~1.5톤 용량이 가장 많이 사용되고 최대 인양높이는 10m내외 장비가 주종을 이루고 있다.

4.사이드로더

원목, 파이프, 철강재 등 길이가 긴 물건의 운반에 적합하게 설계된 차량으로서 측면주행을 일차적 목적으로 설계된 차량이다. 리치트럭과 구조면에서는 유사하나 아웃트리거 간격이 넓고 중량물을 올려놓고 운반하기에 적합한 고강도의 레그구조를 가지고 있다. 적재물의 길이방향으로 이동하므로 좁은 통로에서도 운반이 용이하며 마스트는 전방으로 슬라이딩되는 구조이며, 운반물을 아웃트리거에 올려놓고 주행하므로 4방향 지게차보다 주행안전성이 훨씬 높다. 실내에서는 전동식이 기본이나 실외에서는 엔진을 구비한 장비도 사용되고 있다.

5.터릿트럭

터릿트럭(Turret Truck)은 차량본체와 별도로 포크가 좌우 180도 선회하는 구조를 갖는 장비로써 창고 랙 사이의 좁은 통로 폭에서 별도의 이동이 없이 포크의 방향전환만으로 물품을 반대편 랙으로 운반할 수 있는 장비이다. 일반적으로 포크의 선회와 동시에 좌우방향으로 슬라이딩되는 기능을 구비하고 있어 오더피커와 함께 고층창고용 적재작업에 많이 사용된다. 작업자가 포크부 상부에 설치된 작업공간에 위치하여 물품과 같이 승하강할 수 있는 구조를 맨업(Man-Up)방식이라고 부르며 작업자가 차량본체에 남아서 조작하는 방식을 맨다운(Man-Down)방식이라고 한다. 맨업방식의 터릿트럭은 오더피커와 터릿트럭의 혼합구조를 갖는 형태로 스톡피커(Stock Picker)로 불리기도 한다.

6.마스트 선회차량

마스트선회차량(Swing Mast Truck)은 보통 카운트밸런스지게차 본체 전면부에 마스트가 선회할 수 있는 구조를 가지는 차량으로서 회전반경을 최소화한다는 것이 특징이다. 마스트선회차량은 기능면에서 터럿트럭과 매우 유사하나 마스트 자체가 움직이므로 무게중심이 이동하게 되고 차체구조물의 분리거동에 의한 강성한계 등으로 인상고가 상대적으로 낮은 것이 특징이다.

험지 작업용 지게차

지면에 고르지 못한 실내가 아닌 실외에서 또는 건축현장이나 토목건설현장에서의 하역작업시 사용되는 장비들이다.

1.험지용 지게차

험지용 지게차는 지면이 고르지 못한 야외벌목장이나 야적장 등지의 험지작업에 적합하도록 개발된 지게차로 특히 전륜이 후륜보다 크게 설계되어 있다. 보통은 2륜 구동방식이나 대형용량에서는 4륜 구동방식이 사용되며 대형바퀴가 장착되어 있어 기복이 심한 지명조건에서의 작업이 용이하며 야적지(Storage Yard)의 물품적재 작업이나 임야, 중량물의 원재료 취급에 주로 사용된다.

2.붐대 지게차

붐대 지게차는 고지대로의 물품수송을 위해 연장가능한 다단의 붐(Boom)을 구비하고 있는 장비를 의미한다. 미국, 유럽 등지에서는 텔레스코픽 핸들러라는 이름으로 잘 알려진 이 장비는 크게 산업용과 농업용으로 나뉘는데 농업용으로는 적재중량 1~2톤, 인상높이 6~10m수준으로 차체가 다소 작고, 산업용으로는 적재중량 2~4톤, 인상높이 13~18m로 농업용보다 그 규모가 크다. 일반적으로 4륜구동방식이며 전,후륜의 조향이 모두 가능하다. 상부구조는 하부차체와 별도로 360도 선회 가능한 선회형과 일체구조를 가는 일체형으로 나뉜다. 그리고 경사면에서도 안전하게 작업할 수 있도록 상부차체를 수평하게 유지하는 유압장치를 구비하고 있다.

인원수송 및 중량물 운반하역기기

1.전동 운반차

공장, 농산물 유통센터, 물류 창고 등지에서 물품을 적재하여 근거리 운반작업용도로 사용하는 소형 전동운반장비이다. 적재중량은 1.5톤 내외이며 전동모터에 의해 구동되므로 매연과 소음이 적다. 근거리 평지주행용이므로 일반적으로 서스팬션이 구비되어 있지 않는 경우가 많으며 3륜식 또는 4륜식이 있다.

2.무인운반장비(AGV : Automatic Guided Vehicle)

무인운반장비에는 무인 운반차, 무인견인차, 무인지게차등이 있으며 기계조립라인, 가공라인, 물품이송라인, 자동창고, 유연생산시스템(Flexible Manufacturing System)등에서 공정간 물류이송이나 자동창고내의 물품운반을 위하여 사용하고 있으며 근래에는 활용범위가 넓어져 병원 등의 비산업현장에서도 사용되고 있다. 무인운반차의 구성은 본체, 주행장치, 제어장치, 전원공급장치 등으로 구성되며 일반적으로 전자유도 제어방식이 사용되나 전자 테이프 반사방식, 레이저 빔 유도방식, 영구자석방식 등 다양한 유도방식이 사용되고 있고 이들 유도방식은 자유로운 경로결정이 가능하므로 주변시스템과의 연결 및 확장이 쉽고 프로그래밍에 의한 작업 모드 수정이 가능하다. 무인운반차량은 탑승 운전자가 필요 없어 유지관리가 낮은 반면 장비가격이 일반 지게차보다 높아 초기 투자비용이 상대적으로 크다고 할 수 있다. 무인 운반장비에 대해선 미국, 일본, 유럽 등 선진국에서 공장자동화(Factory Automation)와 더불어 기술개발이 집중적으로 이루어지고 있는 분야이다.

항만운송장비

항만이나 물류터미널 등지에서 대형 컨테이너의 이동 및 적재작업에 사용되는 장비이다.

1.크래인

항만 하역장비 중 크래인은 컨테이너 크레인 혹은 갠트리 크레인, 안벽 크레인 등으로 불리며, 안벽에 선박이 접안하게 되면 야드로 이송할 차량에 컨테이너를 적재하거나 하역하는 역할을 담당한다. 장비의 무게는 약1,000톤 내외로서 붐까지의 높이는 40m정도이다. 컨테이너 크레인은 트롤리의 운영방식에 따라 싱글 트롤리, 더블 트롤리, 듀얼 호이스트 방식 등으로 나뉘는데 자동화 터미널이 아닌 일반적인 터미널에서는 싱글 트롤리 방식을 많이 채용하고 있다.

2.컨테이너 핸들러

컨테이너 취급용 작업 장치인 스프레다를 장착한 지게차로서 항만이나 컨테이너 용기지에서 주로 사용된다. 용도상으로는 빈 컨테이너를 취급하는 빈 컨테이너 핸들러와 적재 상태의 컨테이너를 취급하는 로드(Load) 컨테이너 핸들러로 구분된다.. 형태상으로는 일반 마스트 타입의 컨테이너 핸들러와 신축붐 식의 리치 스태커로 구분된다.

3.스트래들 캐리어

컨테이너 하역 장비의 일종으로 컨테이너 터미널이나 야적장에서 컨테이너의 수평이동 또는 다단 적재할 때나 강철재, 원재 등의 장축물과 트레일러의 적재, 재고, 야드로 스톡 등에 사용되고 있다. 2개의 역U자형의 주출입문 구조를 상하쪽으로 해서 프레임에 연결, 독립현가식(현가식)의 고무, 타이어 차량을 장착한 캐리어, 화물의 적재는 화물을 다리를 벌리고 넘는 포크 혹은 스프레더에 의해서 감싸쥐거나 끌어내는 것처럼 해서 주행한다. 구동용 동력, 운전대는 출구의 위로 있고 시계를 넓게 하고 있다.