ABB ‘Waterside Automation’: AI가 컨테이너 선적·하역의 핵심 단계인 안벽 크레인을 자동화하다

ABB Waterside Automation이란

Waterside Automation은 선박‑안벽(ship‑to‑shore, STS) 크레인용 AI 기반 자동화 플랫폼이다. 기존에는 사람이 직접 조종해야 했던 선박 위 컨테이너의 들어올림, 이동, 위치 맞춤 등의 작업을 자동화하도록 설계됐다.

이 플랫폼은 다음 요소를 결합한다.

• 크레인과 터미널 장비에서 수집되는 센서 데이터
• AI 기반 인식 및 판단 시스템
• 실시간 운영 데이터와 크레인 제어 시스템

이 세 가지를 통합해 크레인이 컨테이너 처리 사이클을 더 높은 수준으로 자동 수행하도록 만든다. 동시에 안전성과 작업 일관성을 유지하도록 설계됐다.

ABB는 이 기술을 완전한 자율 안벽 크레인 운영으로 가는 중간 단계로 설명한다. 즉, 사람의 지속적인 조작 의존도를 줄이되 운영자는 감독 역할을 계속 수행한다.

AI가 컨테이너 리프팅과 위치 조정을 자동화하는 방식

선박 위 컨테이너 작업은 환경이 계속 변하기 때문에 자동화가 특히 어렵다. 선박 구조, 해치 커버(hatch cover), 셀 가이드(cell guide), 컨테이너 적재 상태 등 변수들이 항상 달라지기 때문이다.

Waterside Automation은 이를 해결하기 위해 센서 융합(sensor fusion), AI 기반 인식, 통합 제어 시스템을 결합한다.

주요 기능은 다음과 같다.

• 센서 융합: 여러 센서가 크레인 주변 환경과 컨테이너 위치 데이터를 동시에 수집한다.
• AI 객체 인식: 머신비전과 분석 기술이 컨테이너와 작업 환경의 주요 요소를 인식한다.
• 실시간 제어: 수집된 데이터를 바탕으로 크레인이 컨테이너를 들어 올리고 내리고 위치를 맞추는 움직임을 자동으로 조정한다.

이 방식은 기존처럼 운전자가 크레인 조종석에서 모든 판단을 직접 하는 대신, 시스템이 환경을 디지털로 해석하고 데이터 기반 제어 로직으로 움직임을 수행하게 만든다.

운영자는 사라지지 않는다. 다만 역할이 바뀐다. 평소에는 시스템을 감독하고, 자동화가 처리하기 어려운 상황이 발생했을 때만 개입하는 예외 처리(exception handling) 역할을 맡는다.

왜 안벽 크레인이 항만의 병목이 되었나

많은 컨테이너 터미널에서 야드 크레인, 자동 운반 차량, 게이트 시스템 등 육상 측 물류 과정은 이미 상당 부분 자동화됐다.

하지만 선박 위에서 이루어지는 크레인 작업은 자동화가 어려웠다.

그 이유는 다음과 같다.

• 선박마다 다른 구조와 크기
• 컨테이너 적재 방식의 변화
• 해치 커버와 선박 장비
• 라싱(lashing) 등 수작업이 필요한 작업

이러한 복잡성 때문에 안벽 크레인은 오랫동안 운전자가 지속적으로 조종해야 하는 장비였다. ABB는 이를 현대 컨테이너 터미널의 대표적인 효율성 병목으로 지목한다.

이 부분이 자동화되면 터미널은 크레인 생산성과 처리량을 더 안정적으로 높일 수 있다.

컨테이너 터미널에 주는 운영상의 이점

여러 크레인을 원격으로 감독

자동화가 진행되면 운전자는 더 이상 각 크레인 조종석에 있을 필요가 없다. 중앙 제어실에서 카메라와 제어 시스템을 통해 여러 장비를 감독할 수 있다. 대부분의 작업은 자동으로 이루어지고 필요한 경우만 개입한다.

이는 안전성과 작업 환경을 개선하고 운영 효율을 높이는 효과가 있다.

안벽 크레인 ‘풀링(Pooling)’

Waterside Automation은 운영자와 특정 크레인의 1:1 관계를 분리할 수 있게 한다.

즉, 한 명의 운영자가 특정 크레인만 담당하는 대신 여러 크레인을 관리하는 팀이 상황에 따라 개입한다. 이를 통해 터미널은 작업량 변화나 인력 상황에 더 유연하게 대응할 수 있다.

예외 중심 운영

현대 항만 자동화의 핵심 개념은 **예외 기반 운영(exception-based operations)**이다.

자동화 시스템이 일상적인 작업을 수행하고, 사람이 개입하는 것은 정상 범위를 벗어난 상황뿐이다. 이렇게 하면 작업의 일관성이 높아지고 자동화 시스템이 지속적으로 운영될 수 있다.

OCR 기반 컨테이너 식별과 적재 확인

ABB의 자동화 생태계에는 Crane OCR과 QuayPro 시스템도 포함된다.

이 시스템은 다음을 자동화한다.

• 컨테이너 번호 식별
• 하역 과정 추적
• 선박 내 실제 적재 위치 확인

과거에는 부두 직원이 선박과 터미널을 오가며 수작업으로 기록해야 했던 작업이다. OCR 시스템은 이를 자동으로 수행해 데이터 정확도를 높인다.

디지털 작업 지시

컨테이너 인식과 적재 정보가 자동으로 기록되면 터미널은 **디지털 작업 지시(digital work instructions)**를 생성할 수 있다.

이를 통해 크레인 작업과 터미널 운영이 더 정교하게 조율되며 종이 기반 업무와 수작업 입력을 줄일 수 있다.

ABB의 글로벌 항만 자동화 경험 위에서 개발된 기술

Waterside Automation은 단독 제품이라기보다 ABB가 오랫동안 구축해온 항만 자동화 기술의 확장 단계에 가깝다.

ABB는 전 세계 항만에 다음과 같은 기술을 공급해 왔다.

• STS(선박‑안벽) 크레인 자동화
• 원격 크레인 운영 시스템
• 자동 스태킹 크레인
• OCR 기반 컨테이너 식별 플랫폼

회사에 따르면 전 세계 터미널에서 1,000대 이상의 크레인 자동화 경험을 축적해 왔다. 이러한 운영 경험이 새로운 AI 기반 시스템 설계에 반영되고 있다.

자율 컨테이너 터미널로 가는 다음 단계

Waterside Automation은 안벽 크레인의 운영 방식을 바꾸는 기술이다.

개별 운전자가 직접 조종하던 장비를 중앙 제어실에서 감독하는 자동화 자원으로 전환하는 접근이다.

이 모델이 확산되면 컨테이너 터미널은 다음과 같은 변화를 기대할 수 있다.

• 크레인 생산성과 작업 일관성 향상
• 운전자 피로 감소와 안전성 개선
• 여러 크레인을 유연하게 운영하는 관리 구조
• 궁극적으로 완전 자율 컨테이너 터미널로의 전환

전 세계 무역 화물의 대부분이 해상 운송에 의존하는 상황에서, 안벽 크레인 병목이 해결되면 글로벌 물류 효율에도 상당한 영향을 미칠 수 있다.