[논문]사회연결망분석을 통한 한국군 공급네트워크 구조의 효율성 영향요인 분석

엄진욱; 원유재

doi:10.5762/kais.2019.20.5.47

사회연결망분석을 통한 한국군 공급네트워크 구조의 효율성 영향요인 분석
An Analysis of Influence Factor of ROK Military Supply-Network Efficiency by Social Network Analysis 원문보기

한국산학기술학회논문지 = Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society, v.20 no.5, 2019년, pp.47 - 55

초록
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한국군은 군 구조 개편 및 병력 감축 등 변화될 미래 전장 환경에 대비하여 보다 효율적인 군수지원 체계를 갖추기 위해 군수지원 체계 구조 개편을 진행하고 있다. 본질적으로 군수지원 체계는 다양한 규모의 부대가 상호 연결된 공급네트워크 구조를 가지는 특성이 있다. 이러한 공급네트워크의 구조는 공급네트워크의 효율성을 좌우 할 수 있는 요인으로 주목 받고 있다. 그동안 군 공급네트워크와 관련한 연구는 재고관리, 수송, 공급사슬 관리 방법론, 물류비용 측면에서 폭 넓고 다양하게 연구되어 왔으나, 군 공급네트워크의 구조 효율성 분석에 대한 연구는 상대적으로 미진한 실정이다. 따라서 본 논문에서는 군 공급네트워크의 구조와 효율성 사이의 상관분석을 수행하여 군 공급네트워크 구조의 어떤 특성이 효율성에 영향을 미치는 요인이 되는지를 식별하는 연구를 수행하였다. 이를 위해 먼저, 최근 폭 넓게 활용되고 있는 사회연결망분석 방법론을 사용하여 군 공급네트워크의 구조적 영향 요인으로 연결, 인접, 사이 중앙성 값을 측정한다. 측정된 중앙성 값은 군 공급네트워크의 효율성 측정지표로써 측정된 가중 평균경로거리와 회귀분석을 수행하여 상관관계를 분석하여 어떠한 군 공급네트워크의 구조적 영향 요인이 효율성에 영향을 끼치는지 식별한다. 본 연구는 향후 발전적인 공급네트워크 설계를 위한 영향 요소를 식별하였다는데 의미가 있다.

Abstract ▼ AI-Helper

The army of republic of korea have been continued to transform their logistics support system structure for better efficient logistics support system in preparation for the future environment. Logistics system has supply network structure which is connected by various units and supply network structure received attention as a factor of success of supply network. Many researchers have continuously researched inventory management, transportation or economy factors for supply network, but such a study on the one in military supply network structure analysis is still slower than the study of analysis of other factors until now. In this study, we identify military supply network structure influence factor by application of social network analysis method which is used broadly and analyze co-relationships between supply network structure influence factor and valued APL(average path length) as a criteria of efficiency of military supply network. By this study it has value of military supply network influence factor identification for the better military supply network fabrication.

주제어

표/그림 (13)

그림 Fig. 1. Associated Matrix
그림 Fig. 2. Supply-Chain Effectiveness Computation Concept Architecture
표 Table 1. Concepts of Centralities
표 Table 2. Required days between nodes
표 Table 3. Concepts of Centralities in Supply Network
그림 Fig. 3. Model of Multiple Regression
그림 Fig. 4. ROK Military Supply-Chain Network Graph
표 Table 4. Centrality Analysis of As-Is Supply-Network
표 Table 5. Centrality Analysis of To-Be Supply-Network
표 Table 6. Comparison of Supply-Network Efficiency
표 Table 7. Comparison between As-Is and To-Be
표 Table 8. Regression analysis of efficiency and centrality on As-Is
표 Table 9. Regression analysis of efficiency and centrality on To-Be

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구는 군 공급네트워크 구조가 효율성에 미치는 영향에 관한 연구로써, 군 공급네트워크의 효율성 향상을 위한 영향 요인을 제시한 의의를 갖는다. 향후 연구에서는 군 공급네트워크 구조를 포함한 효율성을 보다 정밀하게 분석하기 위해서 중앙성 외에도 수송능력, 재고 보유율 등 노드가 갖는 추가적인 속성을 반영한 연구가 필요하다.
이러한 관점에서 본 연구에서는 군 공급네트워크 구조의 효율성에 대한 영향 요인을 식별하였다. 이를 위해 본 연구에서는 현재 구조적 변화가 진행 중인 군 공급네트워크를 대상으로 사회연결망분석 방법을 적용하여 분석한다.
군 공급네트워크 변화 전-후의 효율성 비교를 위하여 가중 평균경로거리를 측정지표로 분석하고, 이를 종속 변수로 하여 사회연결망분석 결과로 도출된 중앙성 요소와 상관관계를 분석한다. 이를 통해 향후 발전적인 군 공급네트워크 구조가 가져야 할 영향 요인을 식별하여 제시한다. 식별된 영향 요인은 향후 군 공급네트워크 구조 설계를 위한 고려요소로 활용할 수 있다.

가설 설정

이와 마찬가지로 K3는 사단(C) 또는 연대(D)에서 연대(D)로 소요되는 시간을 나타낸다. K4는 연대(D)에서 대대(E)로 최종 전달되는 소요시간으로 1일로 가정하였다. 노드 간 소요시간(Ki)을 고려한 경로거리의 총 합은 각 879일(As-Is), 926일(To-Be)로 유사한 수준으로 확인하였다.

제안 방법

To-Be 군 공급네트워크의 중앙성 분석은 As-Is 군 공급네트워크에서 수행한 방법과 동일하게 연결, 인접, 사이 중앙성의 3가지 요소를 대상으로 하여 분석하였다. 분석 결과 Table 5와 같이 군수사(A1)가 연결, 인접, 사이 중앙성 분석에서 종합적으로 가장 높은 순위를 보였다.
군 공급네트워크 구조를 분석하기 위해서 현행 군사교리[10]를 기준으로 관계행렬의 형태로 표현하여 군수품 물류 흐름을 파악한다. 사용된 관계행렬은 Fig.
이를 위해 본 연구에서는 현재 구조적 변화가 진행 중인 군 공급네트워크를 대상으로 사회연결망분석 방법을 적용하여 분석한다. 군 공급네트워크 변화 전-후의 효율성 비교를 위하여 가중 평균경로거리를 측정지표로 분석하고, 이를 종속 변수로 하여 사회연결망분석 결과로 도출된 중앙성 요소와 상관관계를 분석한다. 이를 통해 향후 발전적인 군 공급네트워크 구조가 가져야 할 영향 요인을 식별하여 제시한다.
군 공급네트워크의 효율성 분석은 식(1)과 식(2)를 적용하여 각 노드 간의 평균경로거리(APL)에 각 노드 간 소요되는 시간을 가중치로 부여한 가중 평균경로거리(V-APL : Valued Average Path Length)로 분석하였다.
본 연구는 As-Is와 To-Be 군 공급네트워크 구조를 시각화, 중앙성(Centrality) 분석, 가중 평균경로거리(V-APL) 측정을 통해 분석하였으며, 이를 통해 보다 효율적인 구조를 갖는 군 공급 네트워크가 어떤 것인지 식별하였다. 또한, 중앙성 분석 요소와 가중 평균경로거리(V-APL)의 상관관계 분석을 통해 군 공급네트워크의 효율적인 구조와 관련된 영향 요인은 무엇인지 분석하였다
시각화는 관계를 갖는 노드들과의 유기적인 연계 요소를 파악하고, 공급네트워크의 노드들 간의 물류 흐름의 파악을 용이하게 하며 최적화된 모델을 도출해 내는데 도움을 준다. 본 논문에서는 As-Is, To-Be 군 공급네트워크 관계 행렬을 활용하여 구조를 시각화하여 분석한다.
본 연구는 As-Is와 To-Be 군 공급네트워크 구조를 시각화, 중앙성(Centrality) 분석, 가중 평균경로거리(V-APL) 측정을 통해 분석하였으며, 이를 통해 보다 효율적인 구조를 갖는 군 공급 네트워크가 어떤 것인지 식별하였다. 또한, 중앙성 분석 요소와 가중 평균경로거리(V-APL)의 상관관계 분석을 통해 군 공급네트워크의 효율적인 구조와 관련된 영향 요인은 무엇인지 분석하였다
본 연구에서는 As-Is, To-Be 군 공급네트워크 구조에 대한 영향 요소를 식별하기 위해 관계행렬을 통해 연결, 인접, 사이 중앙성 값을 측정하였다. 연결 중앙성은 네트워크 내에서 한 노드가 다른 노드들과 연결된 정도를 나타낸다.
본 논문에서는 사회연결망분석(SNA : Social Network Analysis) 기법을 사용하여 군 공급네트워크 구조를 분석한다. 이를 위해 먼저 네트워크 구조를 시각화하여 전체적인 구조의 특성을 파악한 후에 중앙성 분석을 통한 계량적 구조 분석을 수행한다. 사회연결망분석을 위한 도구로 UCINET 6.
이러한 관점에서 본 연구에서는 군 공급네트워크 구조의 효율성에 대한 영향 요인을 식별하였다. 이를 위해 본 연구에서는 현재 구조적 변화가 진행 중인 군 공급네트워크를 대상으로 사회연결망분석 방법을 적용하여 분석한다. 군 공급네트워크 변화 전-후의 효율성 비교를 위하여 가중 평균경로거리를 측정지표로 분석하고, 이를 종속 변수로 하여 사회연결망분석 결과로 도출된 중앙성 요소와 상관관계를 분석한다.
향후 군 공급네트워크의 구조 개선을 위한 영향 요소를 식별하기 위해 군 공급네트워크 구조와 효율성의 상 관관계 분석을 수행할 필요가 있다. 이를 위해 연결, 인접, 사이 중앙성과 가중평균경로거리(V-APL)과의 상관관계를 분석한다. 분석을 위해 통계 소프트웨어 프로그램 SPSS Statistics 23을 사용하여 다중 회귀분석을 수행하였다.

대상 데이터

군수 효율화를 위한 소 분배 계통 군 공급네트워크의 구조변화를 대상으로 분석한다. 군 공급네트워크의 변화 이전 형태의 공급네트워크를 As-Is, 변화 이후 형태를 To-Be로 명명하였다.
분석의 대상은 한국 육군을 중심으로 한 수리부속 소분배 계통 공급 네트워크 구조를 대상으로 한다. 분석에 사용된 데이터는 As-Is 군 공급네트워크는 군수사(1개 : A1), 군지사(3개 : B1～B3), 사단(9개 : C1～C9), 연대(27개 : D1～D27), 대대(81개 : E1～E81)로 구성된 4단계 공급네트워크를 일반화 한 것으로써 총 121개 노드 간의 연결 관계 데이터를 사용하였으며, To-Be 군 공급네트워크는 군수사(1개 : A1), 군지여단(8개 : B1～B8), 군지대대(32개 : C1～C32), 대대(96개 : D1～D96)로 구성된 3단계 공급네트워크를 일반화 한 것으로써 총 137개 노드 간의 연결 관계 데이터를 사용하였다.
분석의 대상은 한국 육군을 중심으로 한 수리부속 소분배 계통 공급 네트워크 구조를 대상으로 한다. 분석에 사용된 데이터는 As-Is 군 공급네트워크는 군수사(1개 : A1), 군지사(3개 : B1～B3), 사단(9개 : C1～C9), 연대(27개 : D1～D27), 대대(81개 : E1～E81)로 구성된 4단계 공급네트워크를 일반화 한 것으로써 총 121개 노드 간의 연결 관계 데이터를 사용하였으며, To-Be 군 공급네트워크는 군수사(1개 : A1), 군지여단(8개 : B1～B8), 군지대대(32개 : C1～C32), 대대(96개 : D1～D96)로 구성된 3단계 공급네트워크를 일반화 한 것으로써 총 137개 노드 간의 연결 관계 데이터를 사용하였다.
는 사용자 노드 중심의 공급네트워크 구조 효율성 측정 개념을 나타낸 예시이다. 예시에서 제시된 최단 물류 경로는 사용자 노드인 D1을 중심으로 4개가 존재한다. 1번은 최기 노드인 C1에서 D1로 물자가 이동하는 경우를 나타내며, 2번은 C2에서 C1을 거쳐 물자가 이동하는 경우를 나타낸다.
중앙성 분석 대상은 3가지로써 연결(Degree), 인접 (Closeness), 사이(Betweenness) 중앙성 요소이다. 연결, 사이 중앙성은 각 요소의 값이 높을수록 영향이 큼을 의미하여 높은 순서대로 정리하였고 인접 중앙성은 숫자가 작을수록 다른 노드들과 인접함을 나타내므로 값이 작은 순서대로 정리하였다.

데이터처리

종합적인 분석을 위해 현재까지 분석한 내용을 Table 7과 같이 정리하여 제시하였다. (a) As-Is와 (b) To-Be 군 공급네트워크의 각 중앙성 요소의 평균값, 표준편차(괄호)와 가중 평균경로거리(V-APL)간 차이를 비교하였다.
이러한 변화에 영향을 미치는 요소를 분석하기 위해 중앙성 요소들과 가중 평균경로거리의 변화를 비교하여 분석한 결과는 Table 8 및 Table 9와 같다. 분석 과정에서 가중 평균경로거리를 종속변수로 선택하고, 각 중앙성 요소를 독립변수로 선정하여 회귀분석을 수행하였다. 회귀분석 수행결과 As-Is, To-Be 군 공급네트워크 모두 귀무가설을 기각하고 대립가설이 채택되어 유의미한 영향요소가 식별되었다.
이를 위해 연결, 인접, 사이 중앙성과 가중평균경로거리(V-APL)과의 상관관계를 분석한다. 분석을 위해 통계 소프트웨어 프로그램 SPSS Statistics 23을 사용하여 다중 회귀분석을 수행하였다.

이론/모형

군 공급네트워크인 As-Is와 To-Be의 구조 분석을 위해 사회연결망분석(SNA)의 중앙성 요소를 활용하였고, 효율성을 측정하는 지표로써 가중 평균경로거리(V-APL)를 사용하였다.
따라서 본 연구에서는 공급네트워크의 효율성을 측정하기 위해 사용자 노드를 중심으로 평균경로거리(APL)에 노드 간 소요시간을 가중치로 부여한 가중 평균경로거리(V-APL : Valued Average Path Length)를 군 공급네트워크 구조의 효율성 측정 지표로 활용하였다.
본 논문에서는 사회연결망분석(SNA : Social Network Analysis) 기법을 사용하여 군 공급네트워크 구조를 분석한다. 이를 위해 먼저 네트워크 구조를 시각화하여 전체적인 구조의 특성을 파악한 후에 중앙성 분석을 통한 계량적 구조 분석을 수행한다.
이를 위해 먼저 네트워크 구조를 시각화하여 전체적인 구조의 특성을 파악한 후에 중앙성 분석을 통한 계량적 구조 분석을 수행한다. 사회연결망분석을 위한 도구로 UCINET 6.0을 사용하였다.

성능/효과

As-Is와 To-Be 군 공급네트워크의 비교 분석을 위해 군 공급네트워크 효율성 지표인 가중 평균경로거리(V-APL)를 측정한 결과 To-Be 군 공급네트워크가 As-Is 군 공급네트워크에 비해 단축된 거리를 가짐으로써 비교적 효율적임이 확인되었다. 중앙성 분석 결과 비교적 균형적으로 분산된 중앙성을 갖는 To-Be 군 공급 네트워크가 더욱 안정적인 체계임을 알 수 있었다.
To-Be 군 공급네트워크의 중앙성 분석결과 상위권에 분포하고 있는 군수사(A1)와 군지사(B1～B8)는 중앙성 요소의 편차가 As-Is 군 공급네트워크에 비해 편차가 크지 않아 공급네트워크 구조 내에서 분산되고 균형된 영향력을 발휘할 수 있음을 알 수 있다. 이러한 구조 변화에 따른 노드들의 균형적 영향력 분산은 특정 소수의 노드가 영향력을 집중적으로 가지는 경우에 비해 균형적으로 분산된 영향력을 발휘함으로써 효율성을 향상 시킨다.
군지사(B1～B3)는 인접 중앙성 측면에서도 높은 순위를 차지하여 다른 모든 노드에 이르는 평균 거리가 짧음을 알 수 있다. 결론적으로 As-Is 군 공급네트워크 구조에서는 군지사(B1～B3)에 타 노드보다 더 많은 자원과 능력 할당을 해주어야 효율성이 향상될 것임을 시사한다.
결론적으로 To-Be 군 공급네트워크가 As-Is 군 공급네트워크에 비해 노드 간 영향의 균형적 분산이 잘 이루어진 비교적 안정적인 체계라고 할 수 있다.
사이 중앙성은 공급네트워크에서 중재자의 역할을 수행하며 물류의 흐름을 통제하는 정도를 나타낸다[17]. 따라서, 사이 중앙성이 향상 될수록 물류의 흐름을 효율적으로 중개 및 통제할 수 있는 노드가 많아지므로 효율성이 향상될 수 있을 것이다. 이를 표로 나타내면 Table 3과 같이 정리할 수 있다.
중앙성 분석 결과 비교적 균형적으로 분산된 중앙성을 갖는 To-Be 군 공급 네트워크가 더욱 안정적인 체계임을 알 수 있었다. 또한, 가중 경로거리와 중앙성 요소들 간의 상관관계 분석 결과에 의하면 군 공급네트워크의 효율성 지표와 중요한 상관관계 요소로서, 사이 중앙성의 표준편차 변화가 중요한 요소로 식별되었다. 사이 중앙성의 표준편차가 낮아지면 가중 평균경로거리(V-APL)가 감소하여 공급네트워크의 효율성이 향상됨을 확인할 수 있었다.
또한, 가중 경로거리와 중앙성 요소들 간의 상관관계 분석 결과에 의하면 군 공급네트워크의 효율성 지표와 중요한 상관관계 요소로서, 사이 중앙성의 표준편차 변화가 중요한 요소로 식별되었다. 사이 중앙성의 표준편차가 낮아지면 가중 평균경로거리(V-APL)가 감소하여 공급네트워크의 효율성이 향상됨을 확인할 수 있었다. 향후 이러한 효율성 상승 요인을 고려하여 군 공급네트워크 구조를 설계 한다면 효율성을 제고할 수 있을 것이다.
위의 상관 분석을 기반으로 As-Is와 To-Be 군 공급네트워크를 비교해 본 결과 군 공급네트워크의 효율성에 높은 상관성을 갖는 변수로 사이 중앙성(Betweenness Centrality)이 식별되었다. 사이 중앙성의 표준편차를 낮추면 군 공급네트워크 구조 효율성이 향상된다.
특히, 사이 중앙성의 경우 표준편차의 감소는 군수사, 군지사 4개의 소수 노드가 물류 허브로 기능하던 것에서 군수사, 군지여단 9개의 다수 노드로 물류 허브 기능이 확장 되고 영향이 분산되어 효율적으로 공급네트워크 구조가 개선되었음을 의미한다. 이러한 공급네트워크 구조의 변화로 효율성을 나타내는 가중 평균경로거리(Valued APL) 또한 33.6% 감소 된 결과를 보였다.
As-Is와 To-Be 군 공급네트워크의 비교 분석을 위해 군 공급네트워크 효율성 지표인 가중 평균경로거리(V-APL)를 측정한 결과 To-Be 군 공급네트워크가 As-Is 군 공급네트워크에 비해 단축된 거리를 가짐으로써 비교적 효율적임이 확인되었다. 중앙성 분석 결과 비교적 균형적으로 분산된 중앙성을 갖는 To-Be 군 공급 네트워크가 더욱 안정적인 체계임을 알 수 있었다. 또한, 가중 경로거리와 중앙성 요소들 간의 상관관계 분석 결과에 의하면 군 공급네트워크의 효율성 지표와 중요한 상관관계 요소로서, 사이 중앙성의 표준편차 변화가 중요한 요소로 식별되었다.
분석 과정에서 가중 평균경로거리를 종속변수로 선택하고, 각 중앙성 요소를 독립변수로 선정하여 회귀분석을 수행하였다. 회귀분석 수행결과 As-Is, To-Be 군 공급네트워크 모두 귀무가설을 기각하고 대립가설이 채택되어 유의미한 영향요소가 식별되었다.

후속연구

이를 통해 향후 발전적인 군 공급네트워크 구조가 가져야 할 영향 요인을 식별하여 제시한다. 식별된 영향 요인은 향후 군 공급네트워크 구조 설계를 위한 고려요소로 활용할 수 있다.
향후 연구에서는 군 공급네트워크 구조를 포함한 효율성을 보다 정밀하게 분석하기 위해서 중앙성 외에도 수송능력, 재고 보유율 등 노드가 갖는 추가적인 속성을 반영한 연구가 필요하다. 이를 통해 군 공급네트워크 구조를 더욱 현실에 가깝게 최적화할 수 있을 것이다.
사이 중앙성의 표준편차를 낮추면 군 공급네트워크 구조 효율성이 향상된다. 즉, 사이 중앙성 값의 영향력을 어떻게 사용하느냐에 따라 군 공급네트워크 구조의 효율성을 최대화 할 수 있을 것이다.
향후 군 공급네트워크의 구조 개선을 위한 영향 요소를 식별하기 위해 군 공급네트워크 구조와 효율성의 상 관관계 분석을 수행할 필요가 있다. 이를 위해 연결, 인접, 사이 중앙성과 가중평균경로거리(V-APL)과의 상관관계를 분석한다.
본 연구는 군 공급네트워크 구조가 효율성에 미치는 영향에 관한 연구로써, 군 공급네트워크의 효율성 향상을 위한 영향 요인을 제시한 의의를 갖는다. 향후 연구에서는 군 공급네트워크 구조를 포함한 효율성을 보다 정밀하게 분석하기 위해서 중앙성 외에도 수송능력, 재고 보유율 등 노드가 갖는 추가적인 속성을 반영한 연구가 필요하다. 이를 통해 군 공급네트워크 구조를 더욱 현실에 가깝게 최적화할 수 있을 것이다.
사이 중앙성의 표준편차가 낮아지면 가중 평균경로거리(V-APL)가 감소하여 공급네트워크의 효율성이 향상됨을 확인할 수 있었다. 향후 이러한 효율성 상승 요인을 고려하여 군 공급네트워크 구조를 설계 한다면 효율성을 제고할 수 있을 것이다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	APL(average path length;평균경로거리)는 무엇인가?	또한, 공급네트워크 구조의 특성을 나타내는 지표로 평균경로거리(APL : average path length)를 사용 할 수 있다. APL이란 네트워크의 모든 노드 쌍들 간 최단경로거리의 평균을 말한다. APL이 짧은 네트워크는 몇 단계를 거치지 않아 정보와 물자가 전달 가능함을 의미한다.
	관계행렬 구성의 장점은 무엇인가?	노드 사이에 관계가 있으면 1로, 관계가 없으면 0으로 표기하는 이분법적(binary)측정법으로 처리하였으며, 대각행렬은 자기 전달관계를 고려하지 않으므로 “0”의 값을 갖는다[11]. 관계행렬의 구성의 장점은 공급네트워크의 시각화(Visualization) 및 구조 분석이 용이하게 한다는 점이다.
	군에서 사용자대기기간과 같은 군수지원 성과평가를 시행하는 것은 무엇을 의미하는가?	군은 사용자대기기간(Customer Waiting Time)과 같은 사용자를 중심으로 한 군수지원 성과 평가를 시행하고 있다[13]. 이는 공급네트워크 구조의 효율성을 올바르게 측정하기 위해서는 최종 사용자 노드를 중심으로 측정이 필요함을 의미한다.

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상세보기
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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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