[논문]순환형 공급체인 환경에서 시설 통합에 의한 물류원가 절감 및 재고관리시스템 모델구축에 관한 연구

이정은

doi:10.9723/jksiis.2014.19.5.081

순환형 공급체인 환경에서 시설 통합에 의한 물류원가 절감 및 재고관리시스템 모델구축에 관한 연구
Study on Reducing Logistics Costs and Inventory Control System according to facilities integration in the Closed-Loop Supply Chain Environment 원문보기

한국산업정보학회논문지 = Journal of the Korea Industrial Information Systems Research, v.19 no.5, 2014년, pp.81 - 90

이정은 (동의대학교 회계학과)

초록
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순방향물류와 역방향물류의 두 물류 체인을 통합해서 자원 순환형 공급체인 (CLSC: closed-loop supply chain) 을 구성하는 것은 기업의 비용절감을 위해서 반드시 필요한 요소이다. 본 연구에서는 순환형 공급체인의 환경에서 순방향물류의 도매점과 역방향물류의 처리센터의 재고를 통합하는 재고관리를 제안한다. JIT(Just-in-Time)배송이 고려된 새로운 CLSC 재고관리모델은, 회수센터에서 처리센터로 배송된 사용이 끝난 제품이 도매업자의 수요에 미치지 못할 때 제조사에게 필요한 제품을 재발주 할 것이지 사용이 끝난 제품의 회수를 기다릴 것이지를 선택함으로써 비용을 절감한다. 제안 모델의 유효성을 검증하기 위하여 최적화 기법중 하나인 유전자 알고리즘(Genetic Algorithm: GA)을 이용하였다. 파라미터가 해에 미치는 영향을 알아보기 위해서 세 가지 파라미터 조건에서 우선 순위형 GA (priority-based GA: priGA)와, 각 세대마다 파라미터가 조정되는 개량형 하이브리드 GA (modified Hybrid Genetic Algorithm: mhGA)를 사이즈가 다른 4가지 수치 예에 적용하여 시뮬레이션을 실시하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

It is an element certainly required for the cost reduction of a company that forward and reverse logistics chain are unified and constitutes a resource closed-loop supply chain (CLSC). In this study, the inventory control which unifies inventory of distribution centers (DCs) of forward logistics and processing center of reverse logistics in the CLSC environment is proposed. The inventory system model for newly-constructed CLSC considers the JIT(Just-In-Time) delivery from the processing center to the manufacturer, including the making of decisions on whether to wait for the arrival of end-of-life products or to back-order necessary products for manufacturer when the supply of end-of-life products at the processing center via the returning center is insufficient for the demands of the manufacturers. The validity of the proposed model was verified using the genetic algorithm (GA). In order that a parameter might investigate the effect which it has on a solution, the simulation was carried out for priGA(priority-based GA) on three kinds of parameter conditions. Moreover, mhGA(modified hybrid GA) to which a parameter is adjusted for every Study on Reducing Logistics Costs and Inventory Control System according to facilities integration in the Closed-Loop Supply Chain Environment generation, the simulation was carried out to a four-kind numerical example.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

따라서, 본 연구에서는 [Fig. 1]과 같이 시설의 통합으로 절약되는 비용과 함께 시설을 통합함으로 순방향물류에서 소비자의 수요에 따른 중간 유통단계 시설의 재고 또는 재발주와 역방향물류의 회수에서 발생하는 재사용 가능한 제품의 재고를 같이 관리함으로써 기존의 재고관리시스템에서 발전된 재고관리시스템 모델 구축을 목표로 한다.
본 연구에서는 순환형 공급체인의 환경에서 순방향 물류와 역방향물류를 동시에 고려한 네트워크 모델을 구축함으로써 통합된 재고관리와 통합된 시설관리로 물류원가를 절감하였다.

제안 방법

[Table 5]은 파라미터가 해에 미치는 영향을 알아보고 제안한 mhGA의 성능을 검증하기 위해서 WMX 교차율과 교환돌연변이율을 각각 (0.3, 0.3), (0.5,0.5), (0.7,0.3) 세 가지 조건하에 priGA와 각 세대마다 파라미터가 조정되는 mhGA를 사이즈가 다른 4가지 수치 예에 적용하여 시뮬레이션을 실시하였다. 그 결과 priGA에서는 (0.
초기 염색체 개체수 10, 세대수 1000, WMX 교차율과 돌연변이율은 [Table 3]과 같이 3가지 조건으로 30회 시뮬레이션을 실시하였다. mhGA 의 교차율과 돌연변이율은 세대마다 조정되기 때문에 priGA에서 최소비용의 해를 구한 (0.7,0.3)으로 설정하여 시뮬레이션을 실시하였다.
정수 변수가 비교적 적은 혼합 정수계획 문제는 종래부터 알려져 있는 최적화 소프트웨어를 이용해서 실용적 시간내에서 풀 수 있지만, 본 논문이 대상으로 하고 있는 문제의 규모에서는 계산 시간이나 사용 메모리가 기하급수적으로 증가해 적용이 불가하다. 따라서 이 문제의 해법으로 제4장에서 설명하는 유전자 알고리즘을 이용하여 근사 최적해를 산출하도록 한다.
다점탐색법의 하나인 유전자 알고리즘(Genetic Algorithm: GA)은 최적화 문제에 유효한 것으로 알려져 있고, 염색체표현 설계가 중요한 요소 중 하나이다[9]. 본 논문에서는 Gen[9]이 제안한 우선 순위형 인코딩(priority-based encoding)을 염색체 설계에 이용하여 개량형 하이브리드 유전자 알고리즘(modified hybrid Genetic Algorithm)을 개발하였다. 우선순위형 인코딩은 염색체 설계방법이 간단하며 모든 노드를 고려할 수 있기 때문에 물류 네트워크 문제에 많이 적용되고 있다.
본 연구에서는 제안한 mhGA의 성능을 확인하기 위하여 교차와 돌연변이의 확률을 각각 다르게 설정한 priGA와 비교하였다.
[3]는 멀티계층, 멀티 순환형 네트워크 설계 문제를 제안하였다. 순환형 공급체인 환경에서 회수된 제품의 통합에 관한 문제 해결을 위하여 혼합정수 LP모델과 유전자 알고리즘을 제안하였다. 그러나, 제안된 모델은 복합의 계획 기간 문제에 대해서 고려하지 않았고, Min et al.
제안한 모델과 mhGA의 유효성을 검증하기 위하여 [Table 5]에서 priGA와 mhGA를 비교하였고, [Table 6]에서 각각의 물류에서의 비용과 통합모델에서의 물류비용을 비교하였다.
초기 염색체 개체수 10, 세대수 1000, WMX 교차율과 돌연변이율은 [Table 3]과 같이 3가지 조건으로 30회 시뮬레이션을 실시하였다. mhGA 의 교차율과 돌연변이율은 세대마다 조정되기 때문에 priGA에서 최소비용의 해를 구한 (0.

이론/모형

개량형 하이브리드 유전적 알고리즘(mhGA)은 priGA의 염색체 표현을 사용하였고, 파라미터를 세대마다 적절하게 조절하고, 최적해 탐색에 의해 적합한 상황을 만드는 것으로 GA의 탐색근본능력을 향상시키는 퍼지로직 컨트롤러(Fuzzy Logic Controller: FLC)[10]을 도입하였다. 퍼지로직 컨트롤러를 이용하여 교차율과 돌연변이율을 구하는 방법은 다음과 같다.
[8]는 순환형 공급체인 환경의 순방향, 역방향 두 흐름에서 배송 및 최적분배를 동시에 고려하는 역방향물류 네트워크 설계문제를 제안하였다. 그리고 확장된 창고 입지 문제의 혼합정수 선형계획법(Mixed Integer Linear Programming: MILP)을 공식화하였다.
[2]는 총 공급체인 비용의 최소화를 목적으로 하고, 각각의 시설에서 원재료, 생산, 배송, 재고, 리사이클링 용량을 결정하기 위한 순환형 혼합 정수 LP모델(closed loop mixed integer linear programming model) 을 제안하였다. 또한 제안한 모델은 휴리스틱 베이스의 유전자 알고리즘(genetic algorithm: GA)에 의해 해결하였다.

성능/효과

[Table 6]에는 순방향물류와 역방향물류를 나눠서 물류원가비용를 계산하였을 때 보다, 두 물류를 통합한 제안모델이 전체 물류비를 절감할 수 있었고, priGA와 mhGA와의 비교에서는 제안한 mhGA에서 근사 최적해를 찾을 수 있었다.
3) 세 가지 조건하에 priGA와 각 세대마다 파라미터가 조정되는 mhGA를 사이즈가 다른 4가지 수치 예에 적용하여 시뮬레이션을 실시하였다. 그 결과 priGA에서는 (0.7,0.3)의 파라미터 조건에서 최소비용의 해를 구할 수 있었고, priGA와 mhGA와의 비교에서는 mhGA의 경우가 보다 최소비용의 근사 최적해를 구할 수 있었다. 사례예의 사이즈가 커질수록 priGA보다 mhGA의 해의 질이 좋아지는 것도 개선율에서 확인할 수 있었다.
또, 제안 알고리즘의 유용성을 검증하기 위해서 priGA와 mhGA를 비교한 결과 mhGA가 가장 적은 비용의 근사 최적해를 구하였고, 순방향물류와 역방향 물류를 나눠서 물류원가비용을 계산하고 두 물류를 통합한 제안모델의 전체 물류원가비용을 계산하여 비교함으로써 통합한 모델이 가장 적은 비용의 근사 최적해를 구하여 제안모델의 유효성을 검증할 수 있었다.
3)의 파라미터 조건에서 최소비용의 해를 구할 수 있었고, priGA와 mhGA와의 비교에서는 mhGA의 경우가 보다 최소비용의 근사 최적해를 구할 수 있었다. 사례예의 사이즈가 커질수록 priGA보다 mhGA의 해의 질이 좋아지는 것도 개선율에서 확인할 수 있었다.
순방향물류에서의 도매점과 역방향물류에서의 처리센터에서 재고를 통합하여 관리함으로써 수요에 따른 재고가 모자란 경우 순방향물류의 제조사에게서 가져올 것인지, 역방향물류의 회수센터에서 사용이 끝난 제품의 회수를 기다릴 것인지를 선택함으로써 비용을 절감하였고, 순방향물류에서의 소매점과 역방향물류에서의 회수센터를 통합함으로써 시설운영비용 또한 절감하였다.

후속연구

두 물류를 통합함으로써 가져 올 수 있는 이점은 시설의 통합에 의한 개설 비용을 절감할 수 있을 것이며, 회수 제품의 재사용에 의한 신제품생산비용 및 원재료·부품구매 비용의 절약도 꾀할 수 있을 것이다.
또한, 구축한 모델을 유전자 알고리즘을 이용하여 근사 최적해를 산출하고, 물류원가의 절감이 이루어졌는지 검토하고 향후 과제 및 발전 방향을 제시한다.
향후과제로 실제 사례연구를 통해 제안 모델과 제안기법의 유효성을 검증할 필요가 있겠다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	자원 순환형 공급체인은 어떤 요소인가?	순방향물류와 역방향물류의 두 물류 체인을 통합해서 자원 순환형 공급체인 (CLSC: closed-loop supply chain) 을 구성하는 것은 기업의 비용절감을 위해서 반드시 필요한 요소이다. 본 연구에서는 순환형 공급체인의 환경에서 순방향물류의 도매점과 역방향물류의 처리센터의 재고를 통합하는 재고관리를 제안한다.
	자원 순환형공급체인의 장점은?	따라서 물류 흐름의 방향을 제외하고는 닮은 구조를 가진 두 물류 체인을 통합해서 자원 순환형공급체인(CLSC: closed-loop supply chain) 을 구성하는 것은 기업의 비용절감을 위해서 필요한 요소일 것이다. 두 물류를 통합함으로써 가져 올 수 있는 이점은 시설의 통합에 의한 개설 비용을 절감할 수 있을 것이며, 회수 제품의 재사용에 의한 신제품생산비용 및 원재료·부품구매 비용의 절약도 꾀할 수 있을 것이다.
	JIT(Just-in-Time)배송이 고려된 모델은 어떤 특징을 갖는가?	본 연구에서는 순환형 공급체인의 환경에서 순방향물류의 도매점과 역방향물류의 처리센터의 재고를 통합하는 재고관리를 제안한다. JIT(Just-in-Time)배송이 고려된 새로운 CLSC 재고관리모델은, 회수센터에서 처리센터로 배송된 사용이 끝난 제품이 도매업자의 수요에 미치지 못할 때 제조사에게 필요한 제품을 재발주 할 것이지 사용이 끝난 제품의 회수를 기다릴 것이지를 선택함으로써 비용을 절감한다. 제안 모델의 유효성을 검증하기 위하여 최적화 기법중 하나인 유전자 알고리즘(Genetic Algorithm: GA)을 이용하였다.

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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