4차 산업혁명과 물류. 물류 네트워크 최적화의 이해와 사례 - 물류 거점은 왜, 어떻게 최적화 되어야 하는가?

4차 산업혁명과 물류. 물류 네트워크 최적화의 이해와 사례 - 물류 거점은 왜, 어떻게 최적화 되어야 하는가?

물류 네트워크 최적화의 이해와 사례

1. 들어가며

물류 네트워크 최적화의 정의 및 대상

물류 네트워크 최적화란 공급망의 다양한 제약 조건을 고려하여 각 비즈니스 환경에 최적화된 창고의 수, 위치, 크기를 정의하는 것이다. 즉, 개별기업의 공급망 범위를 대상으로 제품을 공급받아 판매하기까지 필요한 최적의 창고 조합이라고도 할 수 있다.

물류 네트워크 범위 - 네트워크 최적화 대상은 물류의 영역을 조달/공급/판매의 세 영역으로 나누어 볼 때, 부품/원자재 조달의 영역까지 포함하는 경우도 있다. 하지만 대부분 완제품에 대한 공급/판매의 영역을 대상으로 진행하게 되고, 따라서 네트워크 최적화는 판매법인의 입장에서 다수 물류창고의 최적 조합을 찾는 작업이 된다. 물류 네트워크 범위 일반적으로 네트워크 최적화 대상은 물류의 영역을 조달/공급/판매의 세 영역으로 나누어 볼 때, 부품/원자재 조달의 영역까지 포함하는 경우도 있다. 하지만 대부분 완제품에 대한 공급/판매의 영역을 대상으로 진행하게 되고, 따라서 네트워크 최적화는 판매법인의 입장에서 다수 물류창고의 최적 조합을 찾는 작업이 된다.

물론 자재를 조달 받는 생산 공장도 사내 창고 및 출하장내 임시 보관장 등이 있다는 면에서 물류 거점이기도 하다. 하지만 공장 설립 시 더 우선적으로 고려되는 사항이 부지매입조건, 세제혜택, 정치적 리스크, 시장규모 및 인력 소싱 등이기에 물류적인 요소가 최적 입지조건에서 차지하는 영향도는 다소 후순위라고 할 수 있다.

최적화 필요성 및 기대효과

네트워크 최적화 작업은 물류분야 최상단의 전략적 프로젝트다. 또한, 거점 위치 변화에 따른 인프라 투자와 공급망 전체에 영향을 미치기 때문에 C-Level의 의사결정이 필요한 과제이기도 하다. .

이러한 물류 네트워크 최적화 작업을 해야 하는 몇 가지 주된 이유를 살펴보면,
- 특정 국가의 신규 판매망 구축
- 수요 패턴(매출증감/지역 및 제품별 편차) 변화에 따른 기존 네트워크 점검
- 공급처의 변화(공장 이전/신설/폐쇄)
- 유통채널 변화(대/중/소형 유통사 중심 또는 자체 유통망 활용)
- 마케팅 전략 변화(특정지역/상품 공략)
- M&A를 통한 신규 사업 흡수 및 통합
- 사내 사업부간 거점 통폐합
- 경쟁사 거점 전략 변화에 대응
등 매우 다양하다.

네트워크 최적화를 통해 궁극적으로 기대하는 효과는 비용 절감과 서비스 수준 향상의 두 마리 토끼를 잡는 것이다. 최적화 작업을 하는 이유에 따라 두 요소의 가중치 차이는 있겠으나, 결국 주어진 제약조건 하에서 목표로 하는 서비스 수준 범위 내에서 최소비용의 창고조합을 찾는 것이다..

비용과 서비스간의 Trade-off로 인해 상충되는 부분도 있지만, 다양한 시나리오를 가지고 대안을 비교해보면 두 요소의 최적조합을 찾을 수 있다.

2. 물류 네트워크 유형 및 프로젝트 방법론

물류 네트워크 유형

Point-to-Point vs. Hub-and-Spoke

최근에는 과거 P2P(Point-to-Point) 방식에서 벗어나 글로벌 물류 전 범위를 권역별로 나누어 수행하는 H&S(Hub-and-Spoke) 방식이 주를 이루고 있다. 단일 거점에서 모든 수요를 대응하는 것보다, 배송 권역별로 나누어 각 권역별 Hub에서 해당 지역의 고객에게 서비스하는 것이 한정된 물류자원을 더욱 효율적으로 활용할 수 있다는 이론이 경험으로 검증되었기 때문이다.

예를 들어, 생산공장에서 모든 고객의 주문을 직접 대응하는 P2P 방식은 납기 리드타임이 길뿐만 아니라 다수의 다양한 고객의 제품 Mix를 생산계획에 반영하기 어렵다. 특히 수요가 적은 소규모 고객의 물량은 생산 및 선적 계획수립이 더욱 어렵다. 이에 대한 대응책으로 공급망 중간에 판매창고 Hub를 구축하여 H&S 공급전략을 취하면, 다양한 고객의 주문에 신속하고 효율적으로 대응할 수 있게 된다.

여기서 유의할 점은 무조건 H&S 방식이 우선되는 것이 아니라, 경우에 따라 P2P 방식도 유효하다는 것이다. 예를 들어, 공장에서 고객사로 바로 선적하는 경우다. 이러한 직선적 방식은 물류비 절감, 전체 리드타임 단축, 판매창고 부담 경감 등의 다양한 장점이 있기 때문에 적극 권장하는 프로세스 중 하나다.

공급자 입장에서는 본능적으로 FCL(Full Container Load)/FTL(Full Truck Load) 단위의 대규모 주문량과 사전에 약속된 충분한 납기 등의 조건이 충족된다면 가능한 많은 물량을 MTO(Make to Order) 방식으로 처리하여 물류의 총 비용을 절감하려고 할 것이다. 또한 대형 거래선과 CPFR을 통해 주문 수요의 Bullwhip Effect를 해소하는 동시에 직선적 물량을 극대화 하려고 하고 있다.
따라서 네트워크 기분 전략으로 H&S방식을 유지하면서 상황에 따라 P2P방식을 적절히 혼용하는 것이 최적화에 더 가까운 방식이라고 할 수 있다.

수평적 구조 vs. 수직적 구조

H&S 방식에서는 1-Tier로 RDC(Regional Distribution Center)에서 바로 고객사로 가는 수평적 구조(Horizontal)와 2-Tier로 CDC(Central Distribution Center)-RDC-고객사로 가는 계층적 구조(Vertical)로 나눌 수 있다. 이 두 가지 체계는 제품을 주문량과 주문 빈도를 기준으로 분류하여, 재고보유 부담을 최소화하는 방향으로 전략을 수립한다.

즉, 제품을 주문량과 주문빈도에 따라 A, B, C 3등급으로 분류하여 재고공급 라우트를 차별화하는 방식이다. 주문량과 주문 빈도가 많은 A, B등급 품목은 각 권역별 창고인 RDC에 전진배치 하고, 수요와 주문 빈도가 적은 C등급 제품은 전국 단위 통합창고인 CDC에 배치하는 것이 효율적인 전략이다. 이렇게 재고 등급에 따라 라우트를 이원화하는 이유는 A, B등급 품목의 운송비를 절감하고 C등급 품목에 대해서는 재고 리스크 Pooling 효과를 극대화하기 위함이다.

ABC 재고등급 구분 기준 -제품을 주문량과 주문빈도에 따라 A, B, C 3등급으로 분류 ABC 재고등급 구분 기준 한편, 스마트폰과 같이 크기가 작고 고가인 제품은 수요량이 많음에도 불구하고 재고비용 부담 최소화, 보안문제 해소 등을 위해 신속한 운송수단(항공)을 이용하여 단일 창고에서 전국으로 배송하기도 한다.

하지만, 계층적 구조는 제품의 수요 Trend 및 제품 Mix에 따라 배송거점이 CDC/RDC로 가변적일 수 있기 때문에 시스템을 기반으로 하는 물류 Control Tower 기능이 잘 갖추어져야 소기의 효과를 기대할 수 있다. 반면에 수평적 구조는 A, B, C등급 모든 제품군에 대해 RDC 독립적으로 해당 권역을 배송하게 되어 상대적으로 운영이 안정적이라 할 수 있다.

프로젝트 방법론

네트워크 최적화 방법은 Mathematical Modeling과 Simulation Modeling 두 가 지로 나누어 볼 수 있는데, 흔히 말하는 최적안은 Mathematical Modeling을 통해서만 도출될 수 있다. 하지만, 실제 비즈니스 환경을 수학공식에 다 적용할 수 없기에 다양한 현실적인 제약조건들을 반영하여 의사결정을 내릴 수 있는 방식인 Simulation Modeling이 주요 수단으로 사용되고 있다.

Simulation Modeling은 보통 3단계로 나누어 진행된다. 먼저 물류 현황 분석 단계에서는 영업 및 마케팅 전략 이해, 프로세스 및 데이터 분석, 목표 물동량 산정 작업이 이루어 진다. 그리고 2단계인 Modeling 및 대안평가 단계에서는 Modeling 제약조건 및 Simulation 기준 정의, 거점 기능, 후보 거점 및 평가방법 정의, 그리고 시나리오 작성 및 대안 비교 평가를 통한 최적안을 선정하게 된다. 마지막 3단계에서는 최적안에 대해 Capa, 프로세스, 및 시스템 관점에서 이행 계획을 수립하게 된다.

각 단계별 주요 유의사항을 보면 현황분석 단계에서는 물동량을 제품 Hierarchy 기준으로 분류하여 분석 후 취급특성에 따라 제품군별로 Grouping이 필요하고, 배송처는 우편번호 및 주소체계에 따라 분류 후 일정 단위의 배송존 (TR Zone)으로 Grouping 되어야 한다.

이런 작업을 Aggregation이라고 하는데 방대한 데이터를 Grouping함으로써 목표 물동량 산정에서의 편차를 최소화 하고 Simulation 오차 최소화 및 Optimization 시스템의 데이터 부하를 경감하여 Simulation을 보다 신속하게 수행할 수 있게 된다. 또한 영업/마케팅과의 인터뷰를 통해 중장기(3~5년) 판매 전략/목표를 이해해야 하며, 이 때 지역별/제품별로 목표하는 Market Share나 수요량을 구분하면 더 구체적인 거점 전략 수립이 가능하다.

2단계에서는 Simulation 기준과 제약조건이 정의되어야 한다. 정의된 조건을 기반으로 최근 실적 데이터를 적용한 Baseline Modeling을 통해 Simulation 방식의 적합성을 객관적으로 검증하는 것이 중요하다.

그 이후 다음 창고 수와 위치 조합을 활용하여 다양한 To-Be 시나리오를 Simulation 해보는데, 여기서 유의할 점은 To-Be 시나리오별 창고 기능이 사전 정의되어야 한다는 것이다. 이렇게 다수의 대안 비교를 통해 최종적으로 각 사에 맞는 정량적 및 정성적 효과를 종합 평가하여 최적안을 선정하게 된다.

이행 계획 수립 단계에서는 선정된 최적안을 토대로 각 거점 및 연도별로 필요한 창고면적을 산정한 후 기존 창고 계약조건 및 확장성을 검토하여 세부 이전 계획을 세우게 된다. 나아가서 향후 개선된 레이아웃이나 운영 프로세스를 기반으로 이행에 필요한 인프라와 투자금을 산정하는 작업을 수행하기도 한다.

3. Cello NOS(Network Optimization System)

정확하고 효율적인 최적화 Simulation Tool

물류 네트워크 최적화 Simulation을 함에 있어서, 복수의 거점과 다수 후보지를 검토하는 경우는 그 시나리오 경우의 수가 많고 복잡도가 높아 엑셀만으로 진행하기에는 무리가 있다. 따라서 최적화 Simulation Tool을 사용하는 것이 바람직하다.

삼성SDS Cello NOS는 모델링과 What-if 시뮬레이션을 이용하여 현 공급망에 최적화된 솔루션을 제안하고 있다. 사전 정의된 Input Data 항목을 입력하여 사용자 목적에 맞는 네트워크 모델을 구성하고 최적화 엔진을 통해 원하는 결과를 확인할 수 있다.

NOS Simulation Entity - 삼성SDS Cello NOS는 모델링과 What-if 시뮬레이션을 이용하여 현 공급망에 최적화된 솔루션을 제안하고 있다. 사전 정의된 Input Data 항목을 입력하여 사용자 목적에 맞는 네트워크 모델을 구성하고 최적화 엔진을 통해 원하는 결과를 확인할 수 있다. NOS Simulation Entity 다양한 대안을 What-if 분석을 통해 쉽고 빠르게 Simulation하여 보다 합리적인 의사결정을 내릴 수 있도록 하며, 하나의 프로젝트 내에서 시나리오 복사를 통해 새로운 시나리오를 빠르게 구성하여 시나리오간 비교를 가능하게 해준다.

또한, NOS 상의 모든 데이터는 MS Excel 형식으로 업로드 및 다운로드가 가능하여 데이터 생성을 쉽게 할 수 있으며, 사용자 목적에 맞게 별도의 분석이 가능하다. 뿐만 아니라 Google Map 엔진과의 연계를 통해 정확한 거점의 위치정보 및 거점간 거리정보를 제공하며 실제 지도상에 공급망 네트워크를 표시하여 사용자 이해를 높여준다.

결론적으로 Cello NOS는 공급망 구조 핵심의 직관적 이해, 현실적 최적 대안, 신속한 영향도 분석을 통해 새로운 공급망 전략을 제시할 수 있는 솔루션이라 할 수 있다.

프로젝트 및 시나리오 관리 기능 - 프로젝트 리스트: 프로젝트별 사용자 권한 부여와 사용자별 current project 표시, 시나리오 리스트: 시나리오 복사 기능과 시나리오 전체 다운로드/업로드와 사용자별 current 시나리오 표시 프로젝트 및 시나리오 관리 기능 Google Map 연동 예시 Google Map 연동 예시

4. 북미 사례로 보는 물류 네트워크 최적화

북미 물류 네트워크 최적화 시 주요 고려사항

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