Physical AI 비용 구조 도구

물류·제조 로봇 도입 TCO·회수 기간·NPV 계산기

물류센터나 공장에 로봇·휴머노이드 도입을 검토하는 운영·설비 담당자를 위한 계산기입니다. 대체할 작업 시간과 시간당 총인건비, 실제 가동률, 초기 투자와 운용비를 넣으면 연간 순효과, 단순·할인 회수 기간, NPV, 평가 기간 총소유비용(TCO)을 계산하고, 같은 조건으로 구매안과 RaaS(서비스형 로봇) 계약안을 비교합니다. 투자 권유가 아닌 비용 구조 계산 도구입니다.

1. 입력값

표시 단위만 바꿉니다. 환율 환산은 하지 않으므로 모든 금액을 같은 통화로 넣으세요.

구매안 비용

견적서의 로봇 가격만이 아니라 시스템 통합, 안전 설비, 현장 공사, 교육 비용까지 합칩니다.

유지보수 계약, 부품·소모품, 전력, 소프트웨어 라이선스, 원격 감독·예외 처리 인력 비용의 연간 합계입니다.

대체 작업과 가동

대상 작업이 하루 몇 시간(교대 수 × 교대 시간), 1년에 며칠 수행되는지 넣습니다. 예: 2교대 16시간, 연 300일.

60%

대상 작업 시간 중 로봇이 실제로 대신하는 비율입니다. 감독·예외 처리 인력이 남으면 100%보다 낮게 잡습니다.

급여만이 아니라 보험·복리후생을 포함한 1시간당 비용입니다.

75%

계획한 작업 시간 중 로봇이 실제로 일하는 비율입니다. 충전·고장·다운타임 손실을 여기에 반영합니다.

50%

도입 첫해에는 적응 기간 때문에 효과가 목표보다 낮습니다. 첫해 연간 효과에만 곱하고, 운용비·요금은 그대로 냅니다. 100%면 램프업이 없습니다.

평가 조건

회사의 가중평균자본비용(WACC)이 흔히 쓰입니다. 0으로 두면 할인하지 않은 단순 합계가 됩니다.

5 년
RaaS(구독) 비교안

초기 비용에는 계약과 별도로 내는 통합·현장 공사·안전 설비 비용을, 연간 요금에는 구독료와 계약에 포함되지 않은 운용비(감독 인력·전력 등)를 합쳐 넣습니다. 기본값은 계산 예시용 가정값입니다.

2. 계산 결과

단순 회수 기간 (구매) --
NPV (구매) --
연간 대체 작업 시간 --
연간 효과 (정상 가동 연도) --
연간 순효과 (효과 − 운용비) --
할인 회수 기간 (램프업 반영) --
평가 기간 TCO (할인 전) --
로봇 유효 작업 1시간당 비용 --

구매 vs RaaS (같은 기간·같은 할인율)

항목 구매 RaaS
초기 지출 -- --
연간 비용 -- --
평가 기간 총비용 (할인 전) -- --
NPV -- --
할인 회수 기간 -- --

* 안내: 이 계산기는 현장 도입 검토를 위한 비용 구조 계산 도구이며 투자 권유나 특정 기업·금융상품에 대한 판단 근거가 아닙니다. 기본값은 계산 방법을 보여 주기 위한 가정값입니다. 세금, 감가상각, 잔존가치, 인건비 상승률은 반영하지 않으므로 실제 판단에는 현장 측정값과 견적, 재무 담당자의 검토를 거치세요.

3. 가동률 민감도

다른 입력은 그대로 두고 가동률만 바꿨을 때의 결과입니다. 굵은 행이 현재 입력값입니다.

가동률 연간 순효과 단순 회수 NPV 구매 NPV RaaS

4. 연도별 현금흐름

0년은 초기 지출, 1년은 램프업을 반영한 해입니다. 누적 할인은 각 해의 현금흐름을 할인율로 현재 가치로 바꿔 더한 값이며, 마지막 해의 값이 NPV입니다.

연도 구매 현금흐름 구매 누적 (할인) RaaS 현금흐름 RaaS 누적 (할인)

로봇 도입 비용은 언제 회수되나: 계산 방법

로봇 도입의 회수 시점은 로봇 가격만으로 정해지지 않습니다. 총소유비용(TCO)은 구매·설치 비용, 운용·유지보수 비용, 다운타임 손실, 교체·폐기 비용까지 포함한 직간접 비용의 합이고, 효과는 로봇이 실제로 대신하는 작업 시간과 가동률에 달려 있습니다. 이 계산기는 이 값들을 연 단위 현금흐름으로 바꿔 단순 회수 기간, 할인 회수 기간, NPV를 함께 보여 줍니다.

1. 계산식

구매안과 RaaS안 모두 같은 효과(Benefit)를 쓰고, 초기 지출(Upfront_cost)과 연간 비용(Annual_cost)만 다르게 넣습니다. 구매안은 초기 투자와 연간 운용비, RaaS안은 RaaS 초기 비용과 연간 요금입니다.

Hours_replaced = Hours_per_day × Days_per_year × Share_replaced Benefit = Hours_replaced × Loaded_wage × Utilization Net = Benefit − Annual_opex Simple_payback = Upfront_cost ÷ Net R_0 = −Upfront_cost · R_1 = Benefit × Ramp_up − Annual_cost · R_t = Net (t ≥ 2) NPV = Σ_{t=0..N} R_t ÷ (1 + i)^t TCO_N = Upfront_cost + Annual_cost × N

단순 회수 기간은 정상 가동 연도의 순효과로 초기 투자를 나눈 값이라 램프업과 시간 가치를 반영하지 않습니다. 할인 회수 기간은 누적 할인 현금흐름이 0 이상이 되는 시점을 해 안에서 선형 보간해 구합니다. 로봇 유효 작업 1시간당 비용은 평가 기간 TCO를 같은 기간의 유효 작업 시간(대체 작업 시간 × 가동률, 첫해는 램프업 반영)으로 나눈 값으로, 시간당 총인건비와 바로 비교할 수 있습니다.

2. 결과를 가장 크게 흔드는 변수

대개 가동률과 로봇이 맡는 작업 비율입니다. 로봇 한 대가 작업자 한 명을 그대로 대체한다고 가정하면 회수 기간이 지나치게 짧게 나옵니다. 가동률 민감도 표에서 가동률이 10%p 바뀔 때 NPV가 얼마나 움직이는지 확인하고, 도입 전에 대상 작업을 시간 단위로 측정해 비율을 정하세요. 단순 회수 기간이 짧아 보여도 램프업과 할인율을 넣은 NPV는 음수일 수 있습니다.

3. 구매와 RaaS를 비교할 때

RaaS(서비스형 로봇)는 초기 투자 대부분을 월·연 단위 요금으로 바꾸는 계약입니다. 2024년 6월 GXO와 Agility Robotics는 휴머노이드 Digit을 물류 현장에 투입하는 다년 RaaS 계약을 맺었고, Digit은 협동로봇에서 토트를 받아 컨베이어에 올리는 작업을 Agility Arc 플랫폼의 관리 아래 수행합니다. 두 안은 같은 평가 기간·같은 할인율로 NPV를 계산해 비교하고, 계약에 유지보수·소프트웨어 업데이트·교체가 포함되는지, 최소 계약 기간과 해지 조건이 무엇인지에 따라 연간 요금에 더할 비용을 정합니다.

4. 자주 묻는 질문

Q1. 관련 글의 예시 코드와 NPV가 다르게 나옵니다.

같은 가정(초기 투자 15만, 연간 운용비 2만, 16시간·300일·60%, 시간당 25, 가동률 75%, 할인율 8%, 5년)에서 연간 순효과 34,000과 단순 회수 4.4년은 같습니다. 차이는 램프업을 적용하는 방식입니다. 글의 예시 코드는 첫해 순효과 전체(효과 − 운용비)에 50%를 곱해 5년 NPV가 약 −29,989이고, 이 계산기는 첫해 효과에만 곱하고 운용비는 그대로 내는 것으로 보아 약 −39,248입니다. 램프업 기간에도 유지보수 계약과 감독 인력 비용은 그대로 나가는 경우가 많아 더 보수적인 방식을 택했습니다. 첫해 효과 반영률을 100%로 두면 두 방식의 결과가 같아집니다(약 −14,248).

Q2. 이 결과를 투자 판단에 써도 되나요?

아닙니다. 현장 도입을 검토할 때 비용 구조를 비교하기 위한 정보 제공용 계산입니다. 특정 기업이나 금융상품의 투자 판단 근거가 아니며, 세금·감가상각·잔존가치·보조금·인건비 상승률은 반영하지 않습니다.

Q3. 할인율에는 어떤 값을 넣나요?

NPV 계산에서는 회사의 세후 가중평균자본비용(WACC)이 흔히 쓰입니다. 사내 기준 할인율(허들 레이트)이 있으면 그 값을 넣으세요. NPV가 양수면 그 할인율 기준으로 투자가 가치를 더한다고 해석합니다.

Q4. 로봇 담당 비율과 가동률은 어떻게 다른가요?

로봇 담당 비율은 대상 작업 시간 중 로봇에게 넘기기로 설계한 몫이고, 가동률은 그 계획 시간 중 로봇이 실제로 일한 비율입니다. 예를 들어 하루 16시간 작업의 60%를 로봇에게 맡기고 가동률이 75%면, 로봇이 실제로 대신한 시간은 하루 7.2시간입니다.

Q5. 여러 대를 도입할 때는 어떻게 넣나요?

대수만큼 초기 투자와 운용비를 합치고, 하루 작업 시간에는 여러 대가 함께 맡는 전체 작업 시간을 넣으면 됩니다. 대수가 늘면 통합 비용이 대당 줄고 감독 인력이 늘 수 있으므로 견적을 대수별로 받아 각각 계산해 보세요.