[논문]독점시장에서 생존할 수 있는 신규 점포 위치 결정 알고리즘

이상운

doi:10.7236/jiibc.2018.18.6.213

독점시장에서 생존할 수 있는 신규 점포 위치 결정 알고리즘
Decision Algorithm for Survival New Establishment Stores Location in Monopoly Market 원문보기

The journal of the institute of internet, broadcasting and communication : JIIBC, v.18 no.6, 2018년, pp.213 - 220

초록
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본 논문은 동종업계의 경쟁업체가 시장을 독점하고 있는 상황에서, 신규로 점포를 개설하여 경쟁업체 고객을 빼앗아 경쟁업체 점포를 문을 닫게 하여 생존할 수 있는 점포위치를 결정하는 생존 점포 개설 위치 선정 문제(SFLP)를 다룬다. 이 문제는 포화된 시장에서 문을 여는 점포보다 문을 닫는 점포가 훨씬 많아지고 있는 현실에서 점포를 신규로 개설하고자 할 때 부닥치는 난제이다. 이 문제에 대해 Serra et al.는 반복적 휴리스틱 집중 알고리즘을, Han et al.은 반복적인으로 최대 고객 확보 위치를 찾는 알고리즘을 제안하였다. 그러나 이들 방법은 다수의 위치들에 대해 반복적으로 계산하는 어려움이 있다. 본 논문에서는 경쟁업체 인접 지점들만을 대상으로 경쟁업체 점포를 폐쇄시키면서 최대 고객을 확보할 수 있는 지점으로 해를 구하고, 최소 고객 확보 지점을 최대 고객을 확보한 다른 경쟁업체 점포를 폐쇄시킬 수 있는 지점으로 변경하는 과정을 수행하였다. 제안된 알고리즘은 단순하면서도 MS-Excel을 활용하여 해를 구할 수 있는 장점을 갖고 있다.

Abstract ▼ AI-Helper

This paper deals with survival facility location problem(SFLP) that the store with less of demand threshold level is closed result from another new establishment of store in the same kind of comparative firms have a monopoly market. We will be faced with a difficult problem when a new establishment stores in market saturation that the closed stores more than opening stores. Serra et al. proposes recursive heuristic concentration algorithm, and Han et al. suggests maximum insurance of customer location. But the drawback of these algorithms is a recursively computation for many locations. This paper get the solution from only neighborhood search of comparative firm's stores that can be maximum customers and closed comparative firm's store, and the location with minimum customer exchange to the location that can be closed the comparative firm's store with maximum customer. The advantage of this algorithm is to get the solution using a MS-Excel.

주제어

표/그림 (6)

그림 그림 1. Swain 도시 망 Fig. 1. Swain-55 network
표 표 1. 알고리즘 수행 결과 Table 1. Result of algorithm
그림 그림 2. NS의 MS-액셀 검증 Fig. 2. MS-Excel verification for NS
그림 그림 3. F_B 점포 후보 위치 Fig. 3. Candidate stores location of F_B
그림 그림 4. F_B 단독 입점시 점포 위치 Fig. 4. Isolated standing stores location of F_B
그림 그림 5. F_B 최종 점포 위치 Fig. 5. Final stores location of F_B

AI 본문요약
AI-Helper

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문제 정의

p명의 주민(population)이 거주하고 있는 n개 노드(지점)이 복잡한 도로들로 연결된 하나의 도시에 동일 업종의 업체 F_A가 k개의 점포를 운영하여 전체 주민 p명을 독점하고 있는 상황에서, 동일 업종, 동일 제품 인지도를 갖는 후발업체인 F_B가 신규로 k개의 점포를 개설하고자 한다. 여기서 고객 확보 수 한계치 T가 되지 못하는 점포는 폐쇄된다고 가정한다.
이러한 상황에서도 기존의 경쟁업체 점포 고객을 한계수준 이하로 하여 폐쇄(문을 닫게) 시키고, 자신의 신설 점포가 성공하기 위해서는 어느 위치에 점포를 개설해야 하는가라는 문제는 점포를 개설하기 이전에 생존차원에서 필수적으로 해결해야만 하는 난제이다. 따라서 본 논문에서는 이 문제에 대해 다룬다.
본 논문에서는 경쟁업체 F_A가 k개 점포로 시장을 독점하고 있는 상황에서, 동종업계 후발업체 F_B가 동일한점포 수 k개를 신규로 개설하여 경쟁업체 점포 고객을 한계수준 T이하로 폐쇄시키면서 역으로 시장을 독점할 수 있는 점포 위치를 결정하는 문제를 다루었다.
본 장에서는 시장을 독점하고 있는 경쟁업체 F_A 점포의 고객을 한계수준 T 이하가 되도록 하여 폐쇄시킬 수 있도록 신규 시장 진입 F_B 업체의 개설 점포 위치를 쉽게 구할 수 있는 알고리즘을 제안한다. 제안된 알고리즘은 다음 규칙에 기반을 두고 있다.

가설 설정

[규칙 1] 신규 시장 진입 F_B 업체의 개설 점포 위치는 독점 업체 F_A의 점포 위치와 동일하면 안된다. 왜냐하면, 동종업의 동일한 경쟁력을 가진 제품을 판매하기 때문에 해당 위치 점포의 확보 고객 수를 양분하여 최악의 경우 확보 고객 수가 T 이하로 부족으로 두 점포 모두 폐쇄되거나 두 점포 모두 운영되기 때문이다.
각 점포는 확보한 고객 수가 요구 한계 수준(demand threshold level, T ) 이상을 충족시켜야만 점포 운영비용을 제외하고 이득을 남길 수 있어 점포를 계속 운영할 수 있다. 그렇지 못하면 점포를 운영하면 할수록 매출급감에 따른 계속적인 적자로 인해 점포는 폐업한다(문을 닫는다)고 가정한다. Serra et al.
가 신규로 k개의 점포를 개설하고자 한다. 여기서 고객 확보 수 한계치 T가 되지 못하는 점포는 폐쇄된다고 가정한다. 이 경우 F_A의 점포를 가능한 많이 폐쇄시키고, F_B가 k개의 점포를 운영하도록 를 F_B의 신규 개설 점포 k개를 어느 노드에 개설해야 하는가가 문제로 발생한다.
이 경우 F_A의 점포를 가능한 많이 폐쇄시키고, F_B가 k개의 점포를 운영하도록 를 F_B의 신규 개설 점포 k개를 어느 노드에 개설해야 하는가가 문제로 발생한다. 여기서, 고객은 동일 업종의 동일한 경쟁력과 제품 인지도를 갖고 있어 가장 가까운 점포에서 물건을 구입한다고 가정한다. 생존 점포 개설 위치 선정 문제(survivable facility location problem, SFLP)라 한다.
의 점포 위치 u에 대해, 이 점포의 고객을 최대한 빼앗아 생존하기 위해서는 u와 멀리 떨어져 있으면 안되며, 가능한 가까운 노드에 입점시켜야만 한다. 이 규칙에 따라 F_B 업체의 개설 점포 위치는 기본적으로 N_G(u)로 한정시키며, 추가로 N_G(u)의 최대이격거리 내에 있는 노드들도 N_G(u)로 가정한다. 단, [규칙 2]에 의거 N_G(u) 들 중 최 외곽 노드들은 제외시킨다.

제안 방법

[1]은 F_A 업체 점포 위치를 제외한 n-k의 노드들을 대상으로 F_A의 점포를 폐쇄시키면서 최대 고객을 확보할 수 있는 위치를 반복적으로 찾는 휴리스틱 집중 (Heuristic concentration, HC) 알고리즘을 제안하였다. 또한 Han et al.
^[1]의 HC나 Han et al.^[2]의 MICL에 비해 단순히 MS-Excel을 활용하여 빠르게 해를 구할 수 있는 알고리즘을 제안한다. 2장에서는 관련 연구와 문제점을 고찰한다.
n개 노드로 구성된 도시에 F_A 경쟁업체가 k개 점포를 운영하여 도시 전체 주민 수 p를 독점하고 있는 상황에서 동종업의 후발업체 F_B가 신규로 점포를 F_A와 동일한 개수인 k개 개설할 경우, F_A 점포를 폐업시키면서 경쟁우위를 확보할 수 있는 k개의 신규 개설 점포 위치를 결정하고자 한다.
따라서 이에 대응하는 FB ={6}을 제외시키고, FA={1(702)}를 폐쇄시킬 수 있는 또 다른 노드를 찾고자 Step 5에서 NG(1)╲NG(2)인 {5,9,11,13,34,43,44,47}의 8개 노드에 대해 FA={1,41}, FB ={2,6,31,33}에 대해 FB에 개별적으로 추가된 경우 각 노드의 확보 고객 수를 계산하였으며, 그 결과 FA ={1}을 폐쇄시킬 수 있는 후보로 {5,11,13}을 얻었다.
따라서 51+1+1+48=101회가 수행되었다. 반면에, 본 논문에서 제안된 NS는 그림 4의 Step 2에서 26개 노드를 수행하였으며, 그림 5의 Step 5에서 11개 노드에 대해 알고리즘이 수행되어 37회 수행되었다.
본 장에서는 [규칙 1]과 [규칙 2]를 적용하지 않고, [규칙 3]만을 적용하여 신규개설 점포의 위치를 결정하는 방법을 제안하며, 이 알고리즘은 독점업체 F_A의 근방인 N_G(u) 노드들만을 대상으로 F_B 업체의 개설 점포 위치를 결정하므로, 이를 근방 탐색(neighborhood search, NS)^[7] 알고리즘이라 하자.
본 장에서는 그림 1의 Swain-55 망에서 표 1의 F_A ={1,16,29,41}에 대해 가능한 많은 점포를 폐쇄시키고 F_B 신규 입점 점포들이 시장을 최대한으로 확보할 수 있는 위치를 제안된 NS 알고리즘으로 구하여 본다. 먼저, ‘F_A 점포 위치’의 k개 점포(u)에 대해 v∈N_G(u)인 ‘F_B 점포 위치’ 후보들은 그림 3과 같이 결정되었다.
의 이웃으로 한정시켜 k개의 신규 점포 개설 위치 초기 해를 구하였다. 이들 중 F_A의 점포를 폐쇄시키지 못하면서, F_A의 확보 고객 수가 가장 적은 위치를 커버하는 신규 개설 점포 위치를 포기하고, 최대 고객 수를 가진 F_A 점포를 폐쇄시키기 위해 최대 고객 수 F_A 점포를 폐쇄시키면서, 포기를 F_A 점포로 부터는 가장 가까워 이 점포의 고객을 가장 많이 빼앗는 위치로 이동시키는 방법을 적용하였다.
제안된 알고리즘을 독점업체 점포를 폐쇄시키기 위해서는 인접한 위치에 점포를 개설해야 한다는 이론에 기반하여 신규 개설 점포 위치를 독점업체 F_A의 이웃으로 한정시켜 k개의 신규 점포 개설 위치 초기 해를 구하였다. 이들 중 F_A의 점포를 폐쇄시키지 못하면서, F_A의 확보 고객 수가 가장 적은 위치를 커버하는 신규 개설 점포 위치를 포기하고, 최대 고객 수를 가진 F_A 점포를 폐쇄시키기 위해 최대 고객 수 F_A 점포를 폐쇄시키면서, 포기를 F_A 점포로 부터는 가장 가까워 이 점포의 고객을 가장 많이 빼앗는 위치로 이동시키는 방법을 적용하였다.

대상 데이터

왜냐하면, 동종업의 동일한 경쟁력을 가진 제품을 판매하기 때문에 해당 위치 점포의 확보 고객 수를 양분하여 최악의 경우 확보 고객 수가 T 이하로 부족으로 두 점포 모두 폐쇄되거나 두 점포 모두 운영되기 때문이다. 따라서 신규 개설 점포 위치는 n-k개 노드를 대상으로 한다.

성능/효과

1. 새로 입점하는 점포는 한계수준 충족 여부와 상관없이 임의의 노드에 입점한다.
2. 만약, 2개 이상의 경쟁점포가 한계수준 이하의 고객을 확보하면 최소로 고객을 확보한 점포를 가장 먼저 폐쇄하고 나머지 점포들에 고객을 재배치한다.
[1]은 [규칙 1]을 적용한 HC 알고리즘으로 FB = {9,31,33,49}, FA = {1}로 FA = {16,29,41} 점포가 폐쇄되는 결과를 얻었으며, [규칙 2]를 적용한 HC 알고리즘은 FB = {2,13, 23,32}, FA = {41}로 FA = {1,16,29}점포가 폐쇄되는 결과를 얻었다.
Step 2에서 F_B ={33}에 따라 F_A ={16}을 폐쇄하였으며(1회), Step 3에서 F_B ={2,33,31,49}, F_A ={1,29,41}에서 F_A ={29}가 폐쇄되었다(1회). 이 결과 F_B ={2,33,31,49}, F_A ={1,41}로 결정되었으며, 마지막으로 추가된 F_B ={49}를 제외시키고, 가장 많은 고객을 갖고 있는 F_A ={1}을 폐쇄시키기 위해 {5,11,13} 중 F_A ={1} 고객을 최대로 빼앗는 위치인 F_B ={11}로 결정되었다(48회). 따라서 51+1+1+48=101회가 수행되었다.
이와 같이 명확한 이론에 근거하여, 제안된 알고리즘은 최적 해를 찾아가는 명확한 규칙을 제시하였으며, 기존의 알고리즘들에 비해 해가 존재하는 영역을 최대로축소시켜 그것도 컴퓨터 프로그램 도움 없이 단지 MS-Excel을 활용해 최적 해를 빠르고 정확하게 구할 수 있어 실제 상황에 누구나 활용할 수 있도록 하였다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	동종업계로 신규로 시장에 진출하여 성공하기 어려운 이유는 무엇인가?	최근 들어 베이비부머들이 은퇴 하면서, 너도나도 자영업, 프랜차이즈 가맹점, 또는 편의점을 개설하고 있다. 그러나 기존 경쟁업체들이 시장을 독점하여 경쟁이 치열하면서 시장이 포화된 상황에서, 동종업계로 신규로 시장에 진출하여 성공하기는 매우 어렵다. 따라서 문을 여는 가계보다 문 닫는 가계가 보다 많은 게 현실로 커다란 사회문제가 되고 있다.
	생존 점포 개설 위치 선정 문제를 해결하기 위해 본 연구에서 제안한 알고리즘의 장점은 무엇인가?	본 논문에서는 경쟁업체 인접 지점들만을 대상으로 경쟁업체 점포를 폐쇄시키면서 최대 고객을 확보할 수 있는 지점으로 해를 구하고, 최소 고객 확보 지점을 최대 고객을 확보한 다른 경쟁업체 점포를 폐쇄시킬 수 있는 지점으로 변경하는 과정을 수행하였다. 제안된 알고리즘은 단순하면서도 MS-Excel을 활용하여 해를 구할 수 있는 장점을 갖고 있다.
	생존 점포 개설 위치 선정 문제란 무엇인가?	본 논문은 동종업계의 경쟁업체가 시장을 독점하고 있는 상황에서, 신규로 점포를 개설하여 경쟁업체 고객을 빼앗아 경쟁업체 점포를 문을 닫게 하여 생존할 수 있는 점포위치를 결정하는 생존 점포 개설 위치 선정 문제(SFLP)를 다룬다. 이 문제는 포화된 시장에서 문을 여는 점포보다 문을 닫는 점포가 훨씬 많아지고 있는 현실에서 점포를 신규로 개설하고자 할 때 부닥치는 난제이다.

참고문헌 (7)

D. Serra, C. ReVelle, and K. Rosing, "Surviving in a Competitive Spatial Market: The Threshold Capture Model", Journal of Regional Science, Vol. 39, No. 4, pp. 637-650, Dec. 2002, doi:10.1111/0022-4146.00153
T. Y. Han, S. S. Jeong, and S. U. Lee, "Sports Facility Location for Surviving in a Competitive Markets," Journal of the Korean Society of Sports Science, Vol. 20, No. 4, pp. 437-450, Aug. 2011, uci:G704-001369. 2011.20.4.042
D. Serra and C. ReVelle, "Market Capture by Two Competitors: The Pre-Emptive Location Poblem", Economics Working Paper 39, Dept. of Economics and Business, Universitat Pompeu Fabra, 1993.
S. B. Choi, B. G. Kim, and T. Y. Han, "Sports Shop Location Strategy to Maximize the Market Share Using Divide-and-Conquer Strategy," Journal of the Korean Society of Sports Science, Vol. 23, No. 2, pp. 309-320, Apr. 2014, uci: G704-001369.2014.23.2.018
S. U. Lee, Y. S. Lee, S. B. Choi, and T. Y. Han, "Location Strategy of Sports Outlets to Maximize the Market Share," Journal of the Institute of Internet, Broadcasting and Communication, Vol. 13, No. 3, pp. 93-101, Jun. 2013, doi:0.7236/ JIIBC.2013.13.3.93
S. U. Lee, "New Store Positioning Algorithm to ensure Competitive Advantage in Monopoly Market," Journal of the Institute of Internet, Broadcasting and Communication, Vol. 18, No. 5, pp. 251-257, Oct. 2018, doi:0.7236/JIIBC.2018.18.5. 251
R. Battiti, M. Brunato, and F. Mascia, "Reactive Search and Intelligent Optimization," Springer Verlag, 2008, ISBN: 978-0-387- 09623-0.

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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