| '99 물류우수논문 당선작 / 집배송센터를 중심으로한 공동배송의 효과분석(3회) (칼럼) | |||
 
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집배송센터를 중심으로 공동배송의 효과분석(3회) 대다수 배송차 하역에 18분 소요 4.2 군집(Clustering) 분석을 통한 시장 분할 1) 군집분석 기법 공동배송을 실시하기 위한 수 개의 시장으로 분할하기 위하여 다양한 특성을 지닌 대상들을 특정 속성기준으로 동질적인 집단으로 분류하는데 적합한 기법인 군집분석을 사용하였다. 본 연구에서는 공동배송센터가 담당하여야 할 지역에 포함되는 슈퍼마켓의 적정 수를 고려하고 각 동의 중심점(Centroids)까지의 거리를 최소화 할 수 있도록 군집을 형성하였다. 군집분석을 통하여 전체 대상지역을 수개의 지역으로 묶음으로써 차량의 운행거리를 최소화 하여 도시내에서 화물차의 통행거리 단축, 주문에 대한 신속한 서비스제공, 배송트럭의 적재율향상, 전체 배송시간의 단축 등과 같은 효과를 기대할 수 있다. 일반적인 분석과정은 우선 군집화 할 군집 개수를 결정하면 각 군집에 대한 초기의 중심존 또는 중심점이 설정되어 이 지점으로부터 가장 가까운 대상들을 군집에 포함시켜 나간다. 이와같은 과정을 반복하면서 모든 속성이 미리 정해진 군집수와 그리고 제약조건을 만족시키면 군집형성을 끝내게 된다. 그러므로 군집분석은 판매사원이 담당해야할 지역의 선정문제, 이동통신 서비스의 기지국 설치에 따른 통화가능 지역의 예상, 쓰레기 수거차량의 지역할당 등과 같이 현실상황에 다양하게 적용되어진다. 본 연구에서는 전체 군집수가 개략적인 공동배송센터의 개수가 되고 각 군집내에 있는 슈퍼마켓 개수가 하나의 배송센터가 담당해야할 슈퍼마켓들의 집합이 되게 된다. 2) TransCAD를 활용한 시장분할 군집분석 문제를 해결하기 위한 여러가지 수학적 해법이 있지만 본 연구에서는 교통·물류부문의 전문 지리정보시스템인 TransCAD를 사용하여 군집분석을 수행하였다. 전체 부산지역 각 동에 대한 슈퍼마켓 및 편의점의 분포는 <그림4-3>과 같으며 주거지역 및 상업지역인 남구, 사하구, 해운대구 등에 비교적 많이 분포하고 있음을 알 수 있다. TransCAD를 이용한 군집분석을 위해서는 존간의 거리와 특정 속성을 고려하여 군집화 하려는 군집개수를 설정하여야 한다. 이때 고려해야할 중요한 사항은 군집화 하려는 개수인데 군집개수는 본 연구에서 슈퍼마켓에 제품을 공급하는 공동배송센터의 수를 의미하기 때문에 도시물류 차원에서 도시기능과 물류의 효율성을 고려하여 결정해야 한다. 만약 군집을 한두곳으로 정한다면 공동배송센터의 개수가 적어져 배송센터의 관리운영비용은 적어지지만 한대의 배송차량이 담당해야 할 구역이 넓어지기 때문에 ㎞당 적재량이 낮아지게 된다. 이는 공차율을 증가시켜 배송차량의 운영효율이 떨어지게 된다. 반대로 과도하게 많은 군집수를 설정하면 공동배송센터의 증가로 배송센터 관리운영 비용이 증가하여 물류비용의 증가를 초래할 수 있다. 그리고 제품공급에 대한 일정한 서비스수준을 유지하기 위해 운행되는 배송차량이 배송센터 수에 어느정도 비례하여 증가하기 때문에 도시내에서 전체적인 화물차량의 운행효율과 공동배송의 효율성이 떨어지게 될 것이다. 따라서 체계적이고 효율적인 공동배송을 통하여 도시물류기능을 원활하게 하기 위해서 각 존간의 거리와 슈퍼마켓의 분포수를 고려해야 한다. 단순희 거리만을 기준으로 군집화를 하게 되면 전체적인 화물량 균형이 이뤄지지않아 차량운행거리를 증가시키게 된다. 이와같은 오류를 피하기 위해 본 연구에서는 군집화 과정에서 거리외에 제2장에서의 설문조사자료와 배송차량 운행자료를 토대로 배송해야 할 적정 슈퍼마켓 점포수를 고려하였다. 조사자료를 바탕으로 일일 1회 배송차량 운행거리를 43㎞, 2.5톤 배송차량의 최대 적재화물량을 약 3백30박스라고 하고 한 곳의 배송센터에 평균 8대의 배송차량운행과 차량고장이나 피크시를 대비해 2대의 차량을 추가로 운영한다고 가정하여 한개의 배송센터가 서비스할 수 있는 최대수를 3백50개 점포로 산정하였다. 4.3 배송센터를 중심으로 한 공동배송센터 본 절에서는 앞에서 구한 대략적인 공동배송의 구역에 대하여 가상의 공동배송센터에서 슈퍼마켓에 대한 배송서비스 차량경로를 시험해 보기로 한다. 남구, 수영구, 해운대구 일부를 포함하는 배송구역에서 중심존인 남구의 대연동 한 지점에 공동배송센터가 있다고 가정하고 남구지역에 있는 73개의 슈퍼마켓 및 편의점중 51개에 대하여 통계자료 및 설문조사 자료를 바탕으로 3백30박스를 적재할 수 있는 2.5톤 배송차량에 대한 경로선택이 산출되었다. <표4-1>의 공동배송 결과를 살펴보면 각 슈퍼마켓의 수요량으로 인하여 전체 투입된 차량은 4대로 나타났다. 가장 많은 점포를 방문한 차량은 1번 차량으로 총 19개의 점포를 방문했으며 전체 화물 배송량은 3백29박스로 99.7%의 적재율을 보이고 있으며 주행거리는 총 11.8㎞, 전체 소요시간은 2백45분으로 나타났다. 그러나 주행시간에서 신호등에 의한 정지를 고려하지 않음으로 대략 5시간이 소요 될 것으로 기대되며 각 차량당 하루에 2회정도의 배송서비스가 가능하다. 전체 차량에 대한 평균적재율은 85.6%로 높게 나타났다. 이러한 결과들은 공동배송을 통해 주행거리당 적재율을 높일수 있다는 것을 의미하며 특히 도시물류의 효율성 측면에서 가장 중요한 요소중의 하나로 배송효율의 증진과 교통혼잡, 환경오염 등과 같은 사회적인 문제를 감소시킬 수 있음을 의미하기도 한다. 5. 공동배송의 효과분석 제4장에서 슈퍼마켓 및 편의점을 대상으로 군집분석을 수행한 결과에 따라 중심존(Seed Zone)내의 일정지역에 공동배송센터를 설치하여 공동배송을 실시할때 미치는 효과로서 물류비용 및 도시내의 교통량 및 속도에 미치는 영향을 분석한다. 교통량 및 도로속도에 대한 자료의 한계로 인하여 공간적인 범위를 남구, 수영구, 해운대구의 중심존이 되는 남구를 중심으로 분석결과를 실시하였다. 남구지역의 대상업체 수는 73개 정도이나 GIS작업의 편의상 이 지역 중심도로 근처의 슈퍼마켓 52개를 대상으로 한다. 5.1 공동배송에 따른 물류비용 절감효과 물류비용이란 일반적으로 원재료의 조달에서부터 완제품이 생산되어 최종 소비자에게 인도되거나 반품, 회수, 폐기되기까지 수행되는 제반 물류활동(수송, 보관, 하역, 포장, 정보 등)에 소요되는 모든 경비를 의미하나 전체 물류류비중 약 70%를 차지하는 수송비용을 중심으로 분석을 실시한다. 슈퍼마켓 및 편의점에 대한 기존의 배송체계와 공동배송센터 설치 후 공동배송 실시하에서의 물류비용을 비교 평가한다. 1) 기존 배송체계의 운송비 기존 슈퍼마켓 배송체계에서의 수송비용은 부산지역에 산재해 있는 슈퍼마켓 및 편의점에 제품을 공급하는 업체의 전체 차량수에 달려 있다. 설문조사 결과에서는 제품공급 업체수가 전체 평균 약 54개로 나타났지만 각각의 슈퍼마켓이 거래하는 업체가 다를 수 있기 때문에 이를 고려하여 공급업체는 1백개이고 이들 각 업체는 연구대상 지역인 3개구 지역에 각 1대의 배송차량으로 제품을 배송한다고 가정한다. 각각의 업종별 배송차량의 월별 운행비용은 <표5-1>의 업종별 월 운송료의 평균치인 2,566,269원/월로가정하면 일일운송료는 85,531.2/일로 산정된다. 2) 공동배송체계의 운송비 공동배송센터를 통한 슈퍼마켓 공동배송을 실시하기 위해서는 공동배송센터의 건립이 필요하다. 공동배송센터 설치에 소요되는 고정비 요소로는 토지매입비, 건설·설비비 등을 들 수 있다. 현재의 건축법상 생활권 집배송센터의 설치가능 지역은 토지용도가 공업용지 및 상업용지로 제한되어 있기 때문에 중심존지역(대연동)에 대한 공업용지 및 상업용지 99년 1월 기준 평균 공시지가인 1,867원/㎡를 적용한다. 공동배송센터 1개소를 건설하는데 소요되는 부지규모는 기존 연구에서 산출된 규모를 인용하여 건축면적 5,235㎡와 주차장면적 9,765㎡로 구성된 총부지면적 15,000㎡로 하여 토지매입비를 계산하고 사용년한을 30년으로 하여 일일 소요액을 산정하면 2,558,000원으로 산정된다. 이와 같은 규모는 현재 사용되고 있는 연쇄화 체인슈퍼 본부 규모의 약 5배에 이르는 규모이다. 다음으로 공동배송센터의 건설·설비비로 건축비와 화물의 유출입 및 보관에 따른 자동화 설비에 소요되는 비용이다. 95년 완공하여 현재 사용되고 있는 한국물류센터 설치에 소요된 자금과 동일한 기준으로 적용할 때 건축면적 5,235ｍ에 지하 2층 지상7층의 건축면적이 36,644㎡인 배송센터의 소요된 비용이 2백37억7천310만원으로 1㎡당 648,000원이 소요되는 것으로 나타났다. 건물의 수명을 20년으로 가정할때 일일 3백25만1천원이 소요된다. 운영·유지비는 크게 인건비와 건물유지관리비를 들 수 있다. 인건비는 1인이 건축물 7,202㎡를 관리하는 것으로 할때 건축물 연면적이 36,644㎡인 공동배송센터 1개소를 관리하는데 5명이 필요하며 1인당 연간 인건비로 3천6백만원이 소요되는 것으로 가정하면 배송센터의 일일 인건비는 49만3천원으로 산정된다. 연간 건축물 유지비는 건축비의 2%가 소요되는 것으로 하면 일일 6만5천원으로 산정된다. 수송비용의 경우 제3장에서 가정한 바와 같이 한개의 공동배송센터에 2.5톤 차량 10대가 운영된다고 할때 배송차량에 대한 일일 수송비용은 85만5천3백12원/일이 된다. 따라서 공동배송센터 건설에 따른 대략적인 고정비용 및 수송비용을 모두 고려하면 <표5-2>와 같이 전체 6백72만9천원/일로 산정되며 공동배송 실시 이전보다 약 1백82만4천원/일으로 21.3%의 비용절감을 꾀할 수 있다. 그러나 전체 비용중에서 토지매입비 및 건설·설비비가 86.3%를 차지하고 있기 때문에 이러한 비용을 제외하면 순수 물류비용은 약 89%정도를 절감시킬 수 있다. 5.2 공동배송에 따른 도로교통 영향분석 1) 연구 대상지역 현황 지금까지 물류센터 및 도시내의 생활권 집배송센터에 관한 연구에서는 물류비용의 절감에 초점을 맞추어 입지 및 규모산정 등을 통한 효과에 관심을 두었다. 간선수송의 경우 이와같은 물류센터의 입지 및 규모가 중요한 요소이지만 도시물류에서는 물류센터 등의 건설에 따른 물류비용절감 및 화물차량이 도시교통에 미치는 미시적인 효과를 밝히는 것이 더욱 중요하다. 이와같은 분석은 업체의 물류비용 뿐아니라 도시내의 교통혼잡비용 및 대기오염 등과 같은 사회적비용을 감소시키는 효과를 제시함으로써 공동집배송에 대한 사회적인 공감대를 형성할 수 있다. 공간적인 범위 및 자료확보의 어려움 때문에 분석대상 지역은 부산광역시 남구지역으로 한정하였다. 남구지역에 주간선도로는 7개 구간이 있으며 각 구간에 대한 통행량과 평균속도는 <표5-3>과 같다. 슈퍼마켓에 제품을 공급하는 배송차량의 운행실태를 파악하기 위하여 도로구분은 <표5-4>와 같이 주간선도로와 이면도로로 구분하였다. 또한 남구지역에서의 대상업체 수는 73개 정도이나 위치파악이 가능한 점포를 대상으로 이 지역 중심도로 근처의 슈퍼마켓 52개를 선정하였다. 2) 시뮬레이션 실시 현재 슈퍼마켓 및 편의점에 제품을 공급하는 배송차량의 운행실태를 파악하기 위하여 제2장에서의 조사자료를 기초로 시뮬레이션 분석을 수행하며 전체적인 시뮬레이션 분석 흐름도는 <그림4-4>와 같다. 우선 차량 운행실태를 파악하기 위한 문제를 구성하고 설문조사 및 배송실태 자료분석을 기초로 타당한 형태의 확률분포를 도출시킨다. 52개의 대상업체에 대한 차량도착분포를 정하기 위하여 슈퍼마켓에 일일 방문하는 배송차량의 수가 평균 10.21대, 표준편차 9.20대의 분포형태를 따르는 것을 가정하였다. 도출된 분포형태가 자료수집 분석결과와 일치하면 공급업체의 각 차량이 제품을 공급하기 위하여 방문하는 슈퍼마켓 번호에 대해서 난수를 발생시킨다. 이때 배송차량의 분포형태에 따르는 무작위 난수를 1백회 반복 발생시켜 난수의 오차를 줄였다. 마지막으로 배송차량이 방문하는 점포의 위치가 속하는 도로에 번호를 부여하고 각 차량별 경유도로 및 주차횟수를 파악하여 남구지역 주간선도로 및 이면도로에서의 교통량 발생 및 주차횟수를 분석한다. 3) 시뮬레이션 결과 <표5-5>는 남구지역에 있어서 슈퍼마켓에 제품을 공급하는 배송차량의 운행실태를 1회 시뮬레이션 한 결과를 나타내는 것이다. 주간선도로의 주차횟수는 1백대의 차량이 1번 도로에 있는 슈퍼마켓에 제품을 공급하기 위하여 주차한 횟수이다. 주간선도로 교통량은 1번 도로를 통행한 배송차량의 교통량을 의미한다. 주간선도로의 교통량이 주차횟수보다 적은 이유는 동일한 배송차량이 1번도로에 있는 두개 이상의 슈퍼마켓을 방문했기 때문이다. 이면도로의 교통량은 1번도로의 이면도로에 있는 슈퍼마켓에 방문한 배송차량의 통행량을 나타내는 것이다. 그런데 이면도로에 있는 슈퍼마켓에 제품을 공급하는 배송차량은 주간선도로를 통하여 이면도로로 진입하기 때문에 이면도로의 교통량은 주간선도로의 교통량에 포함시켜야 한다. <표5-6>은 <표5-5>의 오차를 감소시키기 위하여 시뮬레이션을 1백번 수행하여 구한 평균값을 나타낸다. 전체적으로 <표5-5>와 다소 차이를 보이고 있으며 전체적인 합계에서 <표5-5>보다 높은 치수를 나타내고 있다. 그러나 시뮬레이션 수행을 1백번 수행하여 구한 값이기 때문에 시뮬레이션을 1회 실시한 <표5-5>보다는 신뢰성이 있는 값으로 평가되어 진다. 공동배송을 실시하고 있지 않은 현재의 경우에 남구지역에 있는 7개의 주간선도로의 교통량은 2백56대이고 여기에 이면도로의 총교통량을 포함시키면 5백28대가 되며 주간선도로상에서의 주차횟수는 3백61대로 나타났다. 전체 25개로 가장 많은 슈퍼마켓과 편의점이 분포하고 있는 문현교차로에서 대현교차로 구간(1번 도로)의 경우 <표5-3>에서의 일일 전체 통행량 5만3천1백13대중 1백35대로 2.5%밖에 차지하지 않지만 문제는 현재의 도로여건(지하철공사로 인하여 양방향 6차선도로에서 4차선 도로로 이용)에서 주차횟수가 1백2번으로 하역작업으로 인한 평균주차시간을 15분 정도라고 할 경우 1천5백30분으로 약 25시간 동안 주차를 하게 된다는 것이다. 대부분의 배송차량이 노상주차를 하기 때문에 주간선도로의 교통혼잡을 더욱 가중시키게 된다. 공동배송센터 설치후 배송차량 10대로 슈퍼마켓 및 편의점에 공동배송을 수행하는 경우는 현재보다 한대의 배송차량이 더 많은 수의 점포에 제품을 공급해야 한다. 이와같이 공동배송에 대한 경우를 시뮬레이션하기 위해서 한대의 배송차량이 방문하는 점포수는 각각의 경우에 대해서 5회 시뮬레이션을 수행하였다. 4) 효과분석 공동배송센터 설치후 배송차량 10대로 공동배송할 경우 차량증가 및 감소에 따른 변화율을 살펴본 결과, 한곳의 공동배송센터에 10대의 배송차량으로 슈퍼마켓에 공동배송을 할 경우 주간선도로의 총 주차횟수는 3백61에서 88로 감소되어 약 76%의 개선효과를 나타내고 시간단위로 환산할 경우 4천95분(68.3시간)의 주차시간을 감소시킬 수 있었다. 총 교통량의 경우는 5백28대에서 1백4대로 80.3%를 감소시킬 수 있었다. 배송차량 운행대수 증가에 따른 변화율을 살펴보기 위하여 배송차량 10대를 기준으로 2대 감소 및 2, 4, 6대 증가의 경우를 고려하였다. 배송차량 중가의 경우에 있어서 14대까지는 그 증가율이 크지 않으나 16대의 경우 주차횟수 및 교통량이 큰 폭으로 증가하기 때문에 교통량 및 주차횟수를 고려할때 공동배송센터에서의 배송차량은 최대 14대 정도까지 운영하는 것이 바람직한 것으로 나타났다. 6. 결론 최근 도시물류의 중요성이 부각되면서 그동안의 지역간 간선수송망 및 지역간 거점 및 물류센터 등에 관한 연구만큼 최근 도시내의 물류센터 및 생활권집배송센터에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 물류센터 및 집배송센터 등과 같은 물류시설의 이용은 기업측면 뿐아니라 국가적인 차원에서도 물류비용을 절감할 수 있는 방안중에 하나이기 때문에 정부 및 기업에서도 많은 관심을 가지고 있는 실정이다. 비효율적인 수송시스템은 기업의 수송비증가와 함께 교통혼잡 문제를 발생시키는 요인이 될 수 있다. 체계적인 수배송시스템의 미비로 화물차량의 공차율이 높아지게 되면 동일한 화물량을 수송하기 위해서 보다 빈번한 화물차량 통행이 필요하게 된다. 이는 결국 화물차량 통행량을 증가시켜 교통혼잡으로 인한 수송시간과 수송비용의 증가를 초래하게 된다. 따라서 도시내 화물차량의 통행량 및 환경오염을 감소시키고 물류비용을 절감시키기 위한 대안중에서 최근 도시내 집배송센터에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 그러나 대부분의 연구들은 배송센터 입지선정 및 배송센터 수 등과 같은 도시물류의 거시적인 측면에 초점을 두고 있다. 따라서 본 논문에서는 소규모 슈퍼마켓을 대상으로 도시물류의 핵심인 생활권 공동배송센터를 통한 물류비 절감효과와 타당성을 모색하는데 목적을 두고 있다. 슈퍼마켓 및 편의점을 대상으로 한 설문조사 결과에서는 하루 평균 배송차량 도착대수가 평균 10대 이상으로 나타나 편의점을 제외한 대부분의 점포에서는 각각의 공급업체별로 배송을 하는 것으로 나타났다. 또한 이러한 배송차량의 주차장소는 현재 도시내 조업공간의 부재로 인하여 대부분이 점포앞 도로에서 노상주차한 상태에서 조업작업을 하고 있다. 반대로 슈퍼마켓 배송차량에 대한 운행실태 조사에서는 일일 평균 약 10곳의 점포에 제품을 공급하고 있으며 점포당 약 8박스 정도를 납품하는 것으로 나타났다. 이와같은 결과는 각 점포에 대한 방문빈도가 작은 대신에 점포에서는 높은 재고부담을 가지게 된다. 공동배송센터의 지역적 배송범위를 결정하기 위하여 TransCAD를 사용하여 군집분석을 수행하였다. 부산시의 동단위 존간 거리와 슈퍼마켓 및 편의점수를 고려한 군집분석 결과 5개로 구분되었으며 이 가운데 한 곳에 대하여 공동배송센터를 기준으로 한 차량경로 선택을 시험한 결과 주행거리당 적재율을 높일수 있는 것으로 나타났다. 따라서 도시물류 측면에서의 교통혼잡과 대기오염 등 사회적인 문제를 크게 감소시킬 수 있는 것으로 기대된다.공동배송에 따른 효과분석에서는 한곳의 배송센터에 2.5톤의 배송차량 10대가 운영할 경우 공동배송센터의 건설비를 고려했을때는 약 21.3%의 비용이 절감되는 것으로 나타났다. 순수 수송비와 운영·유지비만을 고려했을때는 약 89%의 비용절감을 나타냈다. 공동배송에 따른 도시교통 영향을 평가하기 위해서 시뮬레이션 분석을 수행한 결과 전체 일일 교통량에는 큰 영향을 미치지 않는 것으로 나타났지만 한대의 배송차량의 평균 주차시간을 약 15분으로 할 경우에는 주간선도로 및 이면도로에 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 공동배송을 실시할 경우 현재의 개별 배송체계보다 주차횟수는 약 76%가 감소되고 총 교통량은 80.3%를 감소시키는 것으로 나타났다. 이상과 같이 본 연구에서는 슈퍼마켓 및 편의점을 대상으로한 공동배송의 효과를 물류비용뿐 아니라 교통영향 측면엣의 검토를 수행함으로서 공동배송 필요성을 확인하였다. 특히 공동배송이 기업의 물류비용 절감에 있어서 큰 영향을 미치지만 도시물류 차원에서 더 큰 의미를 가지고 있다. 공동배송은 화물차량의 통행량 감소 및 노상주차로 인한 교통혼잡 유발, 환경오염 등을 감소시키기 때문에 정부 및 지방자치 단체가 도시계획 차원에서 개별 공급업체의 공동화를 적극적으로 유도해야 할 필요성이 있다는 것을 확인하였다. <저작권자 ⓒ 월간 물류매거진(www.ulogistics.co.kr) 무단전재 및 재배포금지> |
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