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문제 정의
- 본 연구에서는 Kwon et al.(2005)과 동일한 조건에서 기존의 타부 탐색 기법의 한계점을 극복하여 보다 개선된 분배계획 수립을 위한 효과적인 발견적 기법을 제안하고자 한다.
- 개발된 발견적 기법의 핵심은 발생하는 전체 비용 가운데 많은 부분을 차지하는 재고이월 비용을 보다 효과적으로 줄일 수 있도록 하는 할당 방법을 고안하는 것이다. 이를 위해 재고 이월 비용이 큰 노드의 수요를 우선적으로 만족시키는 방안으로 LBC(largest backorder cost) 우선할당 규칙을 제안하고, 생산 용량의 제약으로 인하여 해당 기간에 할당되지 못할 경우 earliness와 weighted tardiness 비용을 고려하여 미리 할당할 것인지 아니면 재고이월을 발생시킬지를 결정한다.
- 본 논문에서는 이와 같이 SCM에 있어서 핵심적인 분야로 주목받고 있는 공급사슬의 재고관리를 위해, 현실적인 상황을 반영하는 공급사슬 네트워크를 대상으로 하는 분배계획 수립 방안에 대하여 다루고자 한다. 이를 위해 일반적인 제조 회사에서 흔히 나타나는 공급사슬 모형으로, 물류 센터, 중간 창고, 도매상, 소매점 등으로 이루어지는 다계층 분배형 공급사슬(multi-echelon distribution supply chain)을 기본 모형으로 한다.
- 본 연구에서는 계획 기간 동안 전체 시스템에서 발생하는 기간별 평균 재고 비용의 총합을 최소화하는 공급사슬 분배계획 수립을 목적으로 한다. 제약식은 해당 노드의 현재 기간 재고량은 지난 기간의 재고량과 현재 기간 초에 도착한 물량의 합에서 수요와 하위 노드가 요청한 물량을 뺀 것과 같아야 한다는 재고 균형(inventory balance) 제약, 수요 발생지가 아닌 경우 재고이월이 발생할 수 없다는 제약, 생산지로부터 최초로 제품을 공급받는 최상위 노드의 분배량이 해당 기간의 생산 능력을 초과할 수 없다는 제약 그리고, 비음수 제약 등으로 이루어져 있다.
- 본 연구에서는 생산 능력 제한이 있는 다계층 분배형 공급사슬에서 재고유지 비용과 재고이월 비용의 총합을 최소화하는 분배계획 수립을 위한 발견적 기법을 제시하였다. 제안된 발견적 기법은 생산 능력 제약으로 인한 분배계획 수립시의 어려움을 해결하기 위한 방안으로 주어진 문제를 단일기계 일정계획 문제로 전환하였다.
- 부가적으로, 보다 현실성을 반영하기 위해 공급사슬에 물품을 공급하는 생산지의 생산 능력에 제약이 따르는 것으로 가정한다. 본 연구에서는 이러한 모형을 대상으로 제한된 생산 능력을 최대한 활용하여 계획 기간 동안 발생하는 재고유지 비용과 재고이월 비용의 총합을 최소화하기 위한 효율적인 분배계획 수립 방안의 개발에 초점을 맞추도록 한다.
- 그러나 전체 공급사슬이 하나의 제조 회사로 구성된 경우의 예에서처럼 주문 비용은 크게 중요하지 않은 대신에 매기간 마다 요구되는 고객의 수요를 적시에 만족시키는 것에 초점이 맞추어진 상황이라면 매기간 주문을 통해 제품을 공급하는 간단하면서 실행 가능한 주문 정책이 효과적일 것이다. 본 연구에서는 이와 같이 주문 비용을 고려하지 않음으로 비교적 간단하지만 보다 현실적이고 일반적인 형태의 공급사슬 모형에 적용 가능한 주문 정책의 결정 방법에 관해 연구하고자 한다.
- 본 절에서는 [Figure 2]와 같이 4개의 노드로 구성된 3단계 네트워크 모형에 대하여, 본 연구에서 제안된 발견적 기법을 적용하여 분배계획을 수립하는 절차를 보이고자 한다. 문제를 단순화하기 위하여 생산지에서 기간마다 공급받을 수 있는 양은 동일하게 30으로 고정하였으며 각 노드들은 1기간의 조달시간을 갖는 것으로 하였다.
가설 설정
- (b) 수요가 발생하는 노드는 계획 기간 동안의 확정적인 수요 정보를 가지고 있다.
- (d) 해당 기간에 만족시키지 못한 수요는 다음 기간으로 이월(backlog)된다.
- (e) 모든 노드의 조달시간은 확정적인 형태로 주어진다.
- (g) 분배계획과 관련된 모든 상황은 매 기간 초에 발생한다.
- (h) Lot-sizing은 허용되지 않는다.
- 즉, 작업의 완료 시점(completion time)이 특정한 기간 내에 속할 경우 그 시점에 상관없이 earliness 또는 tardiness 비용이 부과되지 않는 특별한 형태를 나타낸다. 또한 본 연구에서는 특정한 작업이 여러 기간에 분할(split)되어 할당되는 것을 허용하는 것으로 가정한다. 이와 같은 이유로 인해 기존 연구에서 제안된 발견적 기법을 직접적으로 적용하는 것은 용이하지 않으며, 본 연구의 문제 상황에 적합한 새로운 발견적 기법을 개발할 필요가 있다.
- 이를 위해 일반적인 제조 회사에서 흔히 나타나는 공급사슬 모형으로, 물류 센터, 중간 창고, 도매상, 소매점 등으로 이루어지는 다계층 분배형 공급사슬(multi-echelon distribution supply chain)을 기본 모형으로 한다. 부가적으로, 보다 현실성을 반영하기 위해 공급사슬에 물품을 공급하는 생산지의 생산 능력에 제약이 따르는 것으로 가정한다. 본 연구에서는 이러한 모형을 대상으로 제한된 생산 능력을 최대한 활용하여 계획 기간 동안 발생하는 재고유지 비용과 재고이월 비용의 총합을 최소화하기 위한 효율적인 분배계획 수립 방안의 개발에 초점을 맞추도록 한다.
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