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https://www.krm.or.kr/krmts/link.html?dbGubun=SD&m201_id=10014460&local_id=10017469
대형 허브-스포크 물류 네트워크 설계에 관한 연구
Reports NRF is supported by Research Projects( 대형 허브-스포크 물류 네트워크 설계에 관한 연구 | 2006 Year | 진현웅(한남대학교) ) data is submitted to the NRF Project Results
Researcher who has been awarded a research grant by Humanities and Social Studies Support Program of NRF has to submit an end product within 6 months(* depend on the form of business)
  • Researchers have entered the information directly to the NRF of Korea research support system
Project Number B00447
Year(selected) 2006 Year
the present condition of Project 종료
State of proposition 재단승인
Completion Date 2007년 12월 10일
Year type 결과보고
Year(final report) 2007년
Research Summary
  • Korean
  • 물류 네트워크의 복잡도가 증가함에 따라 다양한 형태의 물류 네트워크 모형에 대한 연구가 진행되어 왔다. 본 연구는 그 중에서도 항공망 등 규모의 경제가 적용되는 네트워크의 모델링에 이용되는 허브-스포크 네트워크의 설계 기법을 다루고 있다.
    기존의 연구들에서 다루었던 모형이 투자비용인 허브 설립 비용과 운영비용인 수송 비용의 합을 최소화하는 것을 목적으로 하고 있으나, 본 연구에서는 수송 비용을 최소화하는 것을 목적으로 하고 허브 설립 비용이 예산에 의해 제약을 받는 것으로 설정함으로써 서로 다른 성격을 가지는 허브 설립 비용과 수송 비용을 분리하여 고려하였다는 점에서 기존 연구와의 차별성을 가진다.
    허브-스포크 네트워크 설계의 경우, 모형이 가지는 복잡도가 높으므로 모형의 크기가 증가함에 따라 해를 찾기 위해 소요되는 시간과 컴퓨터 메모리의 사용량이 매우 빠른 속도로 증가한다. 따라서 본 연구에서는 고려되는 의사결정 상황을 수리모형으로 표현하고 수리모형을 분석하여 수리모형의 특성을 파악한 후, 이를 활용하기 위한 기법을 적용하여 수정모형을 구성하였다. 제안된 수정모형과 원모형의 효율성을 검증하기 위하여 허브-스포크 네트워크 설계에 널리 이용되는 AP 데이터를 이용하여 데이터 셋을 구성하였다. 다양한 상황에서의 실험을 수행하기 위하여 스포크 노드의 개수, 허브 노드 후보지의 개수, 허브 설립 비용의 분포, 예산 수준 등의 설계 변수를 이용하여 다양한 특성을 가지는 데이터 셋을 추출하여 실험에 사용하였다. 실험결과 수정모형이 소요시간, 메모리 사용량, 의사결정변수의 수, 제약식의 수 등이 낮은 것으로 나타나 효율적인 것으로 평가되었으며, 원모형에 비해 대규모 네트워크의 모델링에 적합한 것으로 판단된다.
    향후 연구과제로는 본 연구에서는 각 허브 노드의 용량이 무한대라고 가정하였으나 실제로는 각 허브 노드에서 처리할 수 있는 물량이 제한되어 있으므로, 용량 제약을 고려하는 모형을 다루는 것을 선정할 수 있다.
  • English
  • This research considers a design methodology for the hub-spoke network which has been widely adapted for various industrial networks such as airline network and communication networks. Most of previous researches consolidated the hub setup cost (which is investment cost) and the delivery cost (which is operation cost). Therefore, this research separates two different costs by adding budget constraint on the hub setup cost.
    The model is represented as a mathematical model and analyzed so as to find its solution in an efficient way.
Research result report
  • Abstract
  • 물류 네트워크의 복잡도가 증가함에 따라 다양한 형태의 물류 네트워크 모형에 대한 연구가 진행되어 왔다. 본 연구는 그 중에서도 항공망 등 규모의 경제가 적용되는 네트워크의 모델링에 이용되는 허브-스포크 네트워크의 설계 기법에 대하여 다루고 있다.
    허브-스포크 네트워크 설계 기법과 관련된 기존의 모형에서는 투자비용인 허브 설립 비용과 운영비용인 수송비용을 통합하여 고려한데 반하여 본 연구에서는 서로 다른 특성을 가지는 두 개의 비용을 분리함으로써 보다 현실적인 모형을 구성하였다. 고려되는 상황은 수리모형으로 표현되었으며 수리모형의 특성을 이용하여 보다 효율적으로 해를 구하기 위한 수정된 모형이 제시되었다.
    다양한 상황에서의 실험을 수행하기 위하여 스포크 노드의 개수, 허브 노드 후보지의 개수, 허브 설립 비용의 분포, 예산 수준 등의 설계 변수를 이용하여 다양한 특성을 가지는 데이터 셋을 추출하여 실험에 사용하였다. 실험결과 수정모형이 소요시간, 메모리 사용량, 의사결정변수의 수, 제약식의 수 등이 낮은 것으로 나타나 효율적인 것으로 평가되었으며, 원모형에 비해 대규모 네트워크의 모델링에 적합한 것으로 판단된다.
  • Research result and Utilization method
  • 1. 학문적 활용 방안
    허브-스포크 네트워크과 관련하여 다양한 형태의 모형이 제안되었고 연구되었지만 대부분의 모형에서 설계의 목적은 투자 비용과 운용 비용의 합을 최소화하는 것이었다. 본 연구는 허브-스포크 네트워크 설계 문제와 관련하여 투자 비용과 운영 비용을 분리하는 최초의 연구이다. 따라서, 본 연구를 시도로 하여 기존의 다양한 모형에 대하여 투자 비용과 운영 비용을 분리함으로써 새로운 모형들이 구성될 수 있으며 이에 대한 후속 연구가 계속 진행될 것으로 보여진다. 따라서, 본 연구는 기존의 연구를 발전시킬 뿐만 아니라 새로운 후속 연구를 파생시킬 수 있으리라 기대한다.

    2. 산업적 활용 방안
    기존의 연구는 소규모 네트워크를 대상으로 하고 투자 비용과 운영 비용을 혼합함으로써 실제 네트워크 설계에 사용하기에는 한계를 가지고 있었다. 본 연구에서는 투자비용과 운영 비용을 분리하여 고려하는 새로운 설계 기법을 제안하였으며, 또한 수리모형의 특징을 분석하여 메모리 사용량과 소요시간을 감소시켜 원 모형에 비해 대규모 네트워크의 모델링을 수행할 수 있는 기법을 개발하였다. 이에 따라 본 연구과제에서 개발된 모델링 기법은 실제 허브-스포크 네트워크 설계를 위한 의사결정 지원시스템(DSS : Decision Support System)의 엔진으로서의 역할을 수행할 것으로 기대된다.
  • Index terms
  • 허브-스포크 네트워크, 허브 설립 비용, 예산 제약
  • List of digital content of this reports
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