[논문]GRA를 이용한 물류센터 입지선정문제

우태희

doi:10.11627/jkise.2015.38.2.82

[국내논문] GRA를 이용한 물류센터 입지선정문제
Location Selection of Distribution Centers by Using Grey Relational Analysis 원문보기

Journal of Korean Society of Industrial and Systems Engineering = 한국산업경영시스템학회지, v.38 no.2, 2015년, pp.82 - 90

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Location selection of distribution centers is a crucial task for logistics operators and key decision makers of an organization. This is a multi-criteria decision making (MCDM) process which includes both quantitative and qualitative criteria. In order to propose an optimized location selection model, this research suggests a hierarchical group of evaluation criteria : 5 major criteria with 15 sub-criteria. The MCDM approach presented in this research, by integrating Grey Relational Analysis (GRA) with Analytic Hierarchy Process (AHP), tends to rectify the overall quality and uncertainty of the values of evaluation criteria. An example of a location selection case in Korea is illustrated in this study to show the effectiveness of this method.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

그러나 현재까지 GRA를 활용한 물류센터 입지선정 문제에 대한 기존 연구는 없기 때문에, 본 연구에서는 불완전하고 불확실한 정보를 갖는 경우 물류센터 입지 선정 의사결정 모형을 구축하기 위하여 AHP와 GRA를 결합한 모형을 제시하고자 한다.
본 연구에서는 불충분한 정보를 갖는 경우의 물류센터 입지선정을 위하여 정량값을 갖는 4개 기준값은 공식 자료를 인용하고, 나머지 기준은 AHP로 분석한 가중치를 기초로 GRA 분석을 실시하여 최적 입지를 선정하는 절차를 제시하였다. 또한 본 연구 모형과 비교를 위하여 AHP를 이용한 입지 선정 문제도 제시하였다. 본 연구 모형의 유효성을 확인하기 위하여 물류센터 입지 선정을 위한 실사례를 제시하였으며, GRA로 분석한 결과 안강지역이 최적 물류센터 입지로 선정되었다.
또한 본 연구에서 제시한 AHP와 결합한 GRA 분석결과와 비교하기 위하여 AHP를 이용하여 분석한 입지선정 결과도 제시한다.
AHP 분석은 정량값을 갖는 기준도 쌍비교에 의한 정성적 평가를 하는 반면에, GRA는 정량값을 직접 분석에 활용할 수 있는 것이 특징이다. 본 연구에서는 불충분한 정보를 갖는 경우의 물류센터 입지선정을 위하여 정량값을 갖는 4개 기준값은 공식 자료를 인용하고, 나머지 기준은 AHP로 분석한 가중치를 기초로 GRA 분석을 실시하여 최적 입지를 선정하는 절차를 제시하였다. 또한 본 연구 모형과 비교를 위하여 AHP를 이용한 입지 선정 문제도 제시하였다.

제안 방법

AHP 분석은 정량값을 갖는 기준도 쌍비교에 의한 정성적 평가를 하는 반면에, GRA는 정량값을 직접 분석에 활용할 수 있는 것이 특징이다. 따라서, 본 연구에서는 물류센터 입지선정을 위하여 정량값을 갖는 4개 기준값(A1, A4, C3, D1)은 공식 자료를 인용하여 사용하고 나머지 기준은 AHP로 분석한 가중치를 기초로 GRA분석을 실시하여 최적 입지를 선정한다.
배후 도시와의 근접성(C3)은 대도시에 가까이 있을수록 고객과의 접근성이나 인적자원 활용측면은 중요하나 투자비용 등 과다한 운용비용이 발생되어 본 사례에서는 큰 영향을 미치지 못한다. 본 연구는 중심도시인 포항과 경주를 중심으로 거리(km)를 측정하여 평균한 값을 사용한다.
본 연구에서는 물류센터의 입지 선정을 위하여 모든 기준을 먼저 정성적으로 평가하여 AHP 분석을 실시하고, 이어 정량값 4개 기준과 나머지 기준은 AHP로 분석한 가중치를 기초로 GRA 분석을 실시하여 최적 입지를 선정한다.
본 연구에서는 제 3자 물류의 경우 물류센터의 입지 선정을 위하여 고객과의 거리, 교통량 이외에도 인근지역 자원 활용도, 지역 경제 상황 등 인간의 감각에 의해 고려해야 할 요인이 많으므로 AHP를 활용하여 각 기준의 중요도를 계산한다. 물류 형태(제조와 물류센터, 유통업체의 물류센터 등)나 물류 지역기반(도심지역 또는 거점지역) 형태에 따라 달라짐을 고려하여 AHP를 활용하여 선정한다.
그러나 대부분의 기준은 정보가 미흡하고, 불완전하며 불확실성을 갖는 경우가 많다. 이러한 판단 정보의 모호함을 극복하기 위하여 본 연구는 참고 문헌과 물류 전문가와 인터뷰를 통하여 5개의 주요 기준과 15개의 하위 기준으로 계층 구조 모형을 개발하였다.

대상 데이터

본 연구에서는 제 3자 물류의 경우 물류센터의 입지 선정을 위하여 고객과의 거리, 교통량 이외에도 인근지역 자원 활용도, 지역 경제 상황 등 인간의 감각에 의해 고려해야 할 요인이 많으므로 AHP를 활용하여 각 기준의 중요도를 계산한다. 물류 형태(제조와 물류센터, 유통업체의 물류센터 등)나 물류 지역기반(도심지역 또는 거점지역) 형태에 따라 달라짐을 고려하여 AHP를 활용하여 선정한다. AHP 분석은 정량값을 갖는 기준도 쌍비교에 의한 정성적 평가를 하는 반면에, GRA는 정량값을 직접 분석에 활용할 수 있는 것이 특징이다.

데이터처리

본 연구의 평가 결과와 비교하기 위하여 15개 기준을 AHP를 이용하여 평가하는데, 물류 전문가 그룹의 각 요소간 쌍비교 자료를 토대로 Expert Choice를 활용하여 중요도를 평가하며, 판정의 일관성 여부 및 민감도 분석을 실시한다.
GRA는 그레이 시스템 이론의 일부로서 다요인과 변량 사이의 복잡한 내부상관관계를 파악하는데 적합하며, 그레이 관계등급(grey relational grades)의 최적화를 통하여 복수의 성과 특성치 사이의 복잡한 내부상관관계를 해결하는데 효과적으로 사용할 수 있다. 이를 위해 그레이 관계형성(grey relational generating)을 이용하고, 불확실한 시스템적 문제를 해결하기 위하여 그레이 관계계수(grey relational coefficient)를 계산한다. 그레이 관계계수는 실제 결과 사이의 관계를 설명할 수 있다.

이론/모형

표준 공시지가(A1)는 낮을수록 초기 투자비용이 적어지므로 망소특성이지만 지가가 낮을수록 수요처(고객)와의 거리가 멀어지므로 이를 고려하여야 한다. 본 연구는 국토교통부의 부동산 공시가격 알리미(www.kreic.org)를 이용한다.

성능/효과

15개의 기준 중에서 A1 : 표준 공시지가, A4 : 일평균 기대물동량, C3 : 배후 도시와의 근접성, D1 : 근무인력 채용 용이성(지역 인구수)는 정량값을 가지며, 표준 공시지가와 배후 도시와의 근접성은 망소특성, 일평균 기대물동량은 망목특성 그리고 근무인력 채용 용이성을 포함한 나머지 11개의 정성적 기준은 망대특성이다.
GRA 분석을 이용하여 최적 물류센터 입지 선정 평가 결과를 보면 제 1순위는 1안인 안강, 2순위는 연일, 3순위는 오천 순으로 나타났다. 상위 3개 순위는 [Figure 3]의 AHP 분석결과와 일치하고 있으며, AHP 분석에서 5위를 차지한 외동지역은 전반적으로 입지 조건이 나쁘지만, 표준 공시지가, 지방 정부의 세제 및 금융지원 그리고 환경관련 규정 적용이 우수하여 4위인 흥해 지역보다 GRA 분석결과에서는 좋게 나타났다.
일반적으로 물류센터는 물동량을 최대로 하여 물류센터의 가동률을 높이는 것이 좋지만, 본 사례에서는 일평균 기대물동량(A4)을 고려하는데, 이는 제 3자 물류 서비스를 제공하는 기업에서는 중요한 요인으로 제품마다 설치 시간이 다르기 때문에 설치 시간과 이동 거리 등에 따라 고객과의 납기준수 시간이 달라지게 되어 고객만족도에 영향을 미치게 된다. 기존의 물류센터 운용 자료로 부터 95%의 납기 준수율을 가질 때 고객만족도는 90%였으며, 이를 기초로 최적의 일평균 기대물동량이 12건으로 조사되었다. 1건은 1트럭(2.
그레이 시스템 이론은 Deng[6]에 의해 제안된 이후 많은 분야에서 활용되고 있는데, 이는 빈약하고 불확실한 정보를 다루는데 유용하기 때문이다. 또한, 다기준 의사결정 문제를 그레이 관계분석(grey relational analysis, GRA)과정을 통하여 모든 대안을 하나의 값으로 나타내어 쉽게 비교 평가할 수 있다. Tseng[17]은 불완전하고 불확실한 정보를 갖는 경우 GRA가 계층분석과정(AHP)이나 우열 순위법(superiority and inferiority ranking, SIR)보다 유용하다고 하였으며, Lin and Wu[13]은 금융위기 예측시 로지스틱 회귀분석(logistic regression) 등 전통적인 방법보다 GRA가 더 정확한 예측이 이루어짐을 보여주고 있다.
또한 본 연구 모형과 비교를 위하여 AHP를 이용한 입지 선정 문제도 제시하였다. 본 연구 모형의 유효성을 확인하기 위하여 물류센터 입지 선정을 위한 실사례를 제시하였으며, GRA로 분석한 결과 안강지역이 최적 물류센터 입지로 선정되었다. 이 결과는 AHP로 분석한 결과와 일치하고 있어 의사결정자에게 실무적인 도움을 줄 것이다.
본 연구모형에서 제시한 GRA와 AHP로 분석한 결과 물류센터 입지는 안강으로 결정하는 것이 좋다는 것을 보여주고 있다.
GRA 분석을 이용하여 최적 물류센터 입지 선정 평가 결과를 보면 제 1순위는 1안인 안강, 2순위는 연일, 3순위는 오천 순으로 나타났다. 상위 3개 순위는 [Figure 3]의 AHP 분석결과와 일치하고 있으며, AHP 분석에서 5위를 차지한 외동지역은 전반적으로 입지 조건이 나쁘지만, 표준 공시지가, 지방 정부의 세제 및 금융지원 그리고 환경관련 규정 적용이 우수하여 4위인 흥해 지역보다 GRA 분석결과에서는 좋게 나타났다.
또한 물류센터 입지 선정을 위한 평가 기준을 제시한다. 제 4장에서 다기준일 경우 여러 대안을 비교하는데 도움을 주는 문제를 사례로 제시하여 GRA가 MCDM 문제에 적합하다는 것을 보여준다. 마지막으로 제 5장에서 본 연구의 결론을 제시한다.

후속연구

본 연구에서 AHP 분석 결과와 GRA 모형으로 분석한 결과가 일치한다 하여 이 대안이 최적이라 판정하기에는 한계가 있다. 이를 극복하기 위하여 이론적으로 분석한 결과와 실제 선정한 결과에 대하여 장기간의 추적 분석을 통하여 일치 여부를 검증할 필요가 있다.
본 연구 모형의 유효성을 확인하기 위하여 물류센터 입지 선정을 위한 실사례를 제시하였으며, GRA로 분석한 결과 안강지역이 최적 물류센터 입지로 선정되었다. 이 결과는 AHP로 분석한 결과와 일치하고 있어 의사결정자에게 실무적인 도움을 줄 것이다.
본 연구에서 AHP 분석 결과와 GRA 모형으로 분석한 결과가 일치한다 하여 이 대안이 최적이라 판정하기에는 한계가 있다. 이를 극복하기 위하여 이론적으로 분석한 결과와 실제 선정한 결과에 대하여 장기간의 추적 분석을 통하여 일치 여부를 검증할 필요가 있다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	GRA란 무엇이며 이것은 어디에 사용됩니까?	GRA는 그레이 시스템 이론의 일부로서 다요인과 변량 사이의 복잡한 내부상관관계를 파악하는데 적합하며, 그레이 관계등급(grey relational grades)의 최적화를 통하여 복수의 성과 특성치 사이의 복잡한 내부상관관계를 해결하는데 효과적으로 사용할 수 있다. 이를 위해 그레이 관계형성(grey relational generating)을 이용하고, 불확실한 시스템적 문제를 해결하기 위하여 그레이 관계계수(grey relational coefficient)를 계산한다.
	물류센터는 무엇을 수행하는 시설입니까?	물류센터는 고객의 주문에 대한 서비스를 제공하기 위하여 재고를 보관하면서 하역과 보관, 출고 및 수송의 기능을 수행하는 시설로서 공급망관리(SCM) 관점에서 핵심적인 역할을 수행하고 있다. 물류센터는 제조업자, 수출입업자, 유통사업자 등에 의하여 이용되며, 물류센터 입지 선정에 대한 의사결정은 기업경영에 커다란 영향을 준다.
	AHP는 여러 형태의 의사결정이나 실무에 폭넓게 사용되고 있는데 그 이유는 무엇입니까?	1970년대 Thomas Saaty[15]에 의해 개발된 AHP는 의사결정에 관련된 요인을 계층 구조로 나타내어 서로 목적이 상충되는 대안이나 척도가 다른 요인에 대하여 비교 가능하며, 계량화가 어려운 정성적 판단 요소에도 사용할 수 있다. AHP를 이용하면 의사결정의 일관성을 측정할 수 있고, 이들을 판단하는 과정에서 분석적 절차와 측정척도를 사용할 수 있다[7]. 이러한 이유로 AHP는 여러 형태의 의사결정이나 실무에 폭넓게 사용되고 있으며, AHP를 이용한 문제 해결 절차는 다음과 같다.

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저자의 다른 논문 :

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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