컬리, 디지털 트윈 기반 물류센터 피킹 공정 시뮬레이션 구축

컬리 데이터서비스개발팀이 M&S(Modeling and Simulation) 기술을 활용해 물류센터 피킹 공정의 디지털 트윈을 구축했다. 실제 현장 실험의 제약과 과거 데이터 분석의 한계를 극복하기 위해, 가상 환경에서 시나리오를 실험하고 최적 해결책을 모색하는 시스템을 개발했다.

시뮬레이션 모델링 구조

시뮬레이션은 DEVS 형식론을 기반으로 작업자의 상태 변화와 전이를 정의했으며, Java 기반 도구인 AnyLogic으로 구현했다. 모델은 작업자 수만큼 생성되는 Process 레이어와 이를 관리하는 Main 레이어로 분리된다. 작업자는 물리적 장애물을 고려한 최단 경로로 이동하며, 목적지 혼잡 시 대기하는 등 실제 현장의 제약 조건을 반영한다. 이동 속도나 작업 시간 등 매개변수는 확률 분포 기반으로 동적으로 결정된다.

검증 및 활용 사례

특정 일자 실제 데이터와 시뮬레이션 결과의 Kolmogorov-Smirnov 검정 결과, 두 분포 간 통계적 차이가 없어(p=.99) 모델의 충실도를 확인했다. 이를 통해 다음과 같은 인사이트를 도출했다.

• 동선 비교: SKU 방문 수가 적으면 Z자형 동선이 유리하지만, 많으면 U자형이 더 짧은 거리를 기록한다.
• 재고 배치: 고빈도 SKU를 입구 근처에 배치하면 작업자 6명 투입 시 작업 시간이 평균 5% 감소한다. 다만 작업자가 10명 이상으로 늘면 입구 근처 병목 현상이 심화되어 적절한 배분이 필요하다.

컬리는 향후 강화 학습 등을 적용해 생산 계획 최적화를 고도화하고, 물류 센터 전반의 디지털 전환을 통해 생산성 예측 및 향상을 꾀할 계획이다.