통신원리포트(미국)/JCPenny의 물류비용절감사례

JCPenny의 물류비용 절감사례
첨단스캐너, 자동화 창고관리시스템으로 물류비용 40% 절감

미국통신원을 맡은 이치근 통신원은 96년부터 98년까지 미시간대학교 공과대학연구센터에서 모듈형 물류시스템 연구를 수행했으며, 98년에 박사과정을 수료하고 현재는 미시건대학교 경영대학 운송산업연구소에서 부품공급망관리시스템과 차량운송계획법에 관한 연구를 수행중이다.

- 90년 서울대학교 산업공학과 졸업
- 92년 한국과학기술원 산업공학과 졸업
- 삼성데이타시스템(삼성 SDS) 기술연구소 전임 연구원
- 미시간주립대학교 산업공학과 박사과정 수료

날로 거칠어져가는 소매업계의 경쟁속에서 살아남기위해 JCPenny가 그간 추진해 온 장기전략의 근간을 이루는 것이 자동화를 통한 물류비용의 절감이다. 텍사스주의 한 중간에 위치한 이 회사의 배급센터는 현존하는 모든 물류장비의 전시장이 되고 있다. 100에이커의 부지에 건설된 100만 평방피트 규모의 이 시설물은 두 개의 자동창고시스템(Unit load automated storage and retrieval system), 하나의 미니로드 자동창고시스템(mini-load automated storage and retrieval system), 거의 1 킬로미터에 이르는 컨베이어시스템이 8개, 다양한 분류장비(sortation system), 고면저장설비(high-bay storage), 고층리치트럭(High Reach Truck), 발광유도피킹(pick-to-light system)시스템 등으로 구성되어 있다. JCPenny는 20년간 사용해 온 캘리포니주의 배급센터와 50년간 사용해온 북캐롤라이나주의 배급센터를 대신하기 위해 텍사스주의 앨리언스(Alliance) 비지니스 파크에 새로운 배급센터를 건설했다. JCPenny의 부품공급망 관리책임자인 팀 트로이(Tim Troy)부사장은 기존의 낡은 두 개의 배급센터보다 통합된 하나의 대형 물류센터가 훨씬 생산적이고 효과적이라고 말하면서, 물류비용을 기존의 반 이하로 줄이는 동시에 물류의 흐름을 가속화시키고 단위시간당 처리용량을 크게 증진시키는 것이 새로운 설비건설의 목표였다고 말한다. 지난 10개월여의 운영결과는 트로이 부사장의 말이 과장이 아니었음을 증명해준다. 현재 가동률 65% 에 불과한 이 신규설비는 기존의 물류비용을 40%나 감축시켰다.
새로운 단일 배급센터의 운용은 두 개의 배급센터에 산재했던 재고를 하나의 설비 내로 옮긴것 이상의 장점을 가져다 주었다. 새로운 배급센터로 인해 단위 재고의 관리가 효율적으로 이루어지고, 인건비를 줄였으며 결과적으로 출하비용이 감소하였다. 또한 재고관리의 효율성 증대로 인해 평균재고수준의 감소를 가능하게 했다.
새로운 배급센터의 부지로 텍사스의 앨리언스를 선택한 데에는 여러가지 이유가 있다. 우선, JCPenny가 취급하는 제품의 상당 부분이 아시아, 브라질과 유럽을 통해 공급되고 있는데, 앨리언스 파크는 자유무역지구로 지정되어 있어서 각종 세제상의 혜택이 주어지고 있다. 또한, 기차수송의 중심지인 동시에 가까운 거리에 페덱스사의 동남부 물류센터가 위치해 있으며, 공항으로부터도 가까운 거리에 위치해 있다. 또한 고속도로까지의 진입시간이 짧고 JCPenny의 본사가 위치한 텍사스주의 플라노(Plano, Texas)까지도 멀지 않다.
앨리언스의 배급센터는 고도로 자동화된 설비로 미국 전역에 위치한 1200여개의 점포에 제품을 공급하고 있다. 기차터미널로부터 반블럭 정도의 거리에 위치하고 있어서 기차에서 내린 짐을 배급센터내로 옮기기 위해 소요되는 시간이 채 1분도 안된다. 대부분의 수하물들은 사전에 도착 사실이 통보되기 때문에, 배급센터에 설치된 14개의 수하물 접수설비는 사전에 설정된 사용일정 계획에 따라 운용이 가능하고, 접수시설에 접안된 트레일러로 자동화된 적하장치가 연결되어 작업을 더욱 용이하게 한다. 물류량이 절정에 이르는 8월과 9월을 제외하고 평상시에는 통상 7개의 적하설비가 운영된다. 적하설비로부터 시설물의 내부 2층으로 컨베이어를 통해 이동된 수하물들은 바코드기를 통과한다. 간혹 바코드가 손상되었거나 없는 경우는 곧바로 바코드 프린터에서 발급된 바코드가 부착되고, 이어서 하중과 부피측정을 위한 다음 단계로 이동된다. 슬라이딩슈 방식의 분류시스템을 통과하면서 34개의 팔레타이징 스테이션으로 각 수화물이 분류되고, 단위 팔레트로 적재된 후 별도의 재고관리용 바코드가 각 팔레트에 부여된다. 팔레타이징에 이르는 일련의 작업은 창고관리시스템(warehouse manage-ment system)에 의해 관리된다. 스키드(skid)상에 놓인 각 팔레트는 AGV 픽업스테이션으로 컨베이어에 의해 이동된다. 바닥에 매설된 전기선으로 유도되는 30대의 AGV가 평균 시간당 186개의 팔레트를 처리한다.
AGV픽업스테이션으로 이동된 팔레트는 세 군데 중 하나로 이동된다. 약 8%에 이르는 품목들은 출하스테이션으로 컨베이어를 이용해서 이동되는데, 이들 품목은 크로스-닥킹을 위해 잠시 배급센터에 유입된 것들이다. 트로이 부사장에 의하면 크로스-닥킹을 거치는 품목은 전체 25%까지 증가할 것으로 보인다. 작업자들이 새로운 설비의 운용에 익숙해지고 물류의 가시성을 높여줄 새로운 소프트웨어가 설치되고 나면 크로스-닥킹율은 더욱 높아질 것 같다.
대부분의 품목이 저장되는 곳은 자동창고 시스템이 위치한 두 개의 저장타워로 주로 AGV에 의해 재고 품목들이 이동된다. 각각의 타워에는 10대의 자동저장/인출장치(Automated Storage and Retrieval Machine)가 30미터 높이와 160미터폭의 저장랙에 설치되어 있다. AGV가 자동창고의 입출점으로 재고품목을 운송하면 자동저장/인출장치가 저장설비내로 이들을 옮기거나 저장랙에서 재고를 출고해서 입출점에서 대기중인 AGV로 옮겨준다.

재고보충과 광선유도픽킹

앨리언스 소재의 배급센터가 저장설비의 자동화만으로 획기적인 비용절감을 가능하게 할 수 는 없다. 이 배급센터의 주문처시스템 또한 픽-앤드-패스 시스템, 광선유도픽킹 등의 신기술로 자동화되어 있다. 일부 케이스 단위의 품목들과 크로스-닥킹을 위해 유입된 물량을 제외하면 거의 모든 품목들은 두 픽킹모듈 A 혹은 B을 거친다. 모듈 A는 순환이 빠른 재고품목을 위한 것인 반면, 모듈 B는 순환이 느린 재고품목을 대상으로 한다.
주문을 만족시키기 위한 품목의 출고는 팔레트 단위, 케이스 단위 혹은 부분 케이스 단위의 재고충전(replenishment)으로부터 시작된다. 자동창고 시스템으로부터 출고된 이들 품목은 컨베이어를 통해서 고면저장소(high bay storage area)로 옮겨진다.
창고관리 시스템에 의해 하달된 출고명령은 자동입출고장치에 의해 실행된다. 출고된 품목은 이어서 일층에 위치한 트랜스퍼 스테이션으로 옮겨져 AGV의 서비스를 기다린다. 자동창고가 아닌 일반 저장설비에 보관중이던 품목들은 주문출고트럭(order picker truck)에 의해 트랜스퍼 스테이션으로 이동되고, 다른 품목들과 마찬가지로 AGV의 서비스를 받을 때까지 트랜스퍼 스테이션에서 대기한다. 대부분의 팔레트 단위의 품목들은 재고의 순환이 빠른 것들로 주로 AGV에 의해 모듈 A로 이동된다.
부분 팔레트 단위 혹은 부분 케이스 단위의 품목들은 내부상층에 설치된 케이스해체 작업장에서 처리된다. 자동입출고 장비들은 자동창고로부터 이곳 내부상층으로 팔레트 단위의 품목을 이동하기 쉽게 설계 되었다.
케이스해체작업은 통상 수작업으로 이루어지는데, 팔레트로부터 일부 케이스 단위의 품목이 출하되고 난 후 남게된 부분 팔레트는 다시 원래의 자동창고 시스템으로 돌아간다. 팔레트로부터 출하된 부분 케이스 단위의 품목들은, 케이스 제거후 각 품목 단위로 토트박스에 옮겨져 미니로드 자동창고 시스템의 재고보충을 위해 모듈 B로 컨베이어에 의해 이동된다.
제품의 본래 포장단위로 관리되는 품목의 경우 이러한 픽킹모듈을 거치지 않고 직접 출하장(Shipping Station)으로 이동된다. 모듈 A에 도착한 품목들은 트랜스퍼 운송차에 의해 AGV로 부터 플로우 랙으로 옮겨진다. 광선유도픽킹 시스템은 개별포장이나 토트상자 단위의 품목의 주문만족을 위해 사용된다. 개별포장되거나 하나의 토트상자에 저장된 품목들은 단일 점포에 할당되지만, 하나의 점포로 할당된 품목들은 하나 이상의 관리단위를 형성하기도 한다. 그러나 상이한 관리단위를 가지는 폼목이라도 하나의 점포로 할당된 품목들은 입출고의 효율성을 높이기 위해 같은 위치에 저장된다.
향후 설치된 토트컨베이어는 빈 토트박스을 주문처리 스테이션으로부터 빠르게 제거해서 공간사용 효율을 높이게 될 것이다. 전국에 위치한 점포들로부터 모여든 각 품목에 대한 수요정보를 바탕으로, 점포별 품목의 할당이 시작된다. 죤-픽킹방식으로 각 점포별 품목의 픽킹이 이루어지는데, 발광장치를 이용하여 대상 품목과 그 수량의 식별을 용이하게 하는 보조적 시스템이 적용되고 있다. 일반적으로 하나의 토트상자를 채우는 데에 적게는 세 번, 많게는 일곱 번의 픽킹이 이루어 진다.
모듈 A는 매시간 850개의 개별포장상자와 550개의 토트상자를 처리한다. 일단 토트상자나 개별포장상자가 완성되면 동기화된 포장재 공급장치를 통해 공급되는 포장용상자로 최종 포장되어 출하 스테이션으로 옮겨진다. 모듈 B는 재고의 순환이 느린 품목을 위한 것으로, 주로 부분 케이스단위의 품목을 취급한다.
일단 미니-로드 자동창고에 저장된 품목은 사용 시점까지 자동창고 내에 머무르게 된다. 창고관리 시스템으로부터 하달된 출하명령에 따라 광선유도픽킹시스템으로 출하된 품목들은 토트상자에 담겨 다음 스테이션으로 이동된다. 품목들은 토트상자에 담긴 채 포장 스테이션으로 옮겨져 출하용 상자에 포장되고 각종 필요한 레이블을 부착한다. 포장된 후 컨베이어에 의해 크로스-닥킹을 기다리는 다른 품목들과 함께 출하 스테이션으로 이동된다.
품목의 최종목적지와 운송담당업체에 따라 29개의 출하레인으로 분류되어 최종적으로 트레일러에 적재되어 배급센터를 떠나게 된다. 약 99%의 물량이 전국에 위치한 1200여 점포를 위한 것인 반면 1%정도는 통신판매부분의 재고보충을 위한 물량이다.

정밀도와 재고 가시성

하루 50만 가지 이상의 품목을 처리하고 있는 배급센터는 현재까지 100%의 정밀도를 자랑하고 있다. 배급센터 곳곳에 설치된 첨단 스캐너 장비들과 고도로 자동화된 창고관리 시스템은 설비내 모든 품목에 대한 완벽한 가시성을 제공하고 있다.
트로이 부사장은 새로운 배급센터 내에서 품목의 분실이란 거의 불가능한 일이라고 말하면서, 한 품목도 놓치지않는 첨단 스캐너시스템의 정확도를 강조한다. 그는 또한, 향후 새로운 설비가 정상궤도에 올라 본격적인 가동에 들어가게 되면 기존 두 개의 배급센터의 작업량을, 절반의 비용으로 처리하게 될 것이라고 예견한다.

주요 저장장치

재고의 흐름이 원할하지 않은 품목들은 고면저장소(high-bay storage)로 AGV에 의해 이동된다. AGV가 스키드를 트랜스퍼 스테이션에 내려놓으면 협로트럭(Narrow Aisle Truck)이 스키드에 올려져 있는 팔레트를 저장랙에 저장한다. 배급센터의 바닥에 매설된 전기배선이 협로(Narrow Aisle)내의 터렛트럭의 움직임을 유도한다. 배급센터 내에는 총 3대의 터렛트럭이 운용되고 있다. 각 품목의 저장 및 리트리벌 정보는 무선통신장치를 통해 작업자에게 전달되고 13대의 재고 픽킹 트럭과 3대의 터렛트럭이 2만6천여 개에 이르는 저장랙으로 이루어진 창고로 품목을 저장하거나 인출해낸다.

시스템 요약 : JCPenny 앨리언스 배급센터

- 설비완공 및 운행: 2000년
- 규모 : 1백만 평방피트, 100에이커
- 취급능력 : 8500 carton/일, 120,000 cartons/일(피크 용량)
- 장비 : 컨베이어, 분류시스템, AGVs
- 물류장비설계 : HK Systems, Inc. 262-860-6554, www.hksystems.com
- 엔지니어링 및 통합업체 : Lockwood Greene, 864-578-2000, www.lg.com
- 창고관리시스템 : McHugh Software International, 262-317-2000, www.mchugh.com
- 하이 리치 트럭 : Crown Equipment Corp., 419-629-2311, www.crown.com
- 리프트 트럭 : Nissan Forklift Corp., 815-568-0061, www.nissanforklift.c
- 플로우 랙 및 광선유도픽킹시스템 : King-way Material Handling, 800-554-6632, www.kingway.com
- 자동창고 : Broad Rack Structures, Inc., 313-965-4890, www.broadgroup.com
- 팔레트 랙 : Inca Metal Products, 972-436-5581, www.incametals.com
- 고정 스캐너 : Accu-Sort, 800-227-2633, www.accusort.com
- 휴대용 스캐너 : Symbol Technologies Inc., 800-927-9626, www.symbol.com
- 토트상자 : Bayhead Products Corp., 603-742-3000, www.bayheadproducts.com
- 레이블링 장비 : Sato America, Inc., 408-745-1300, www.satoamerica.com