공장입지의 선정방법(최적입지 결정을 위한 분석)

공장입지의 선정방법(최적입지 결정을 위한 분석)

4.2.3 공장입지의 선정방법(최적입지 결정을 위한 분석)

공장입지의 선정방법에는 그 선정방법의 특성에 따라 계량화 할 수 있는 량적 입지요인에 의한 입지분석과 계량화 할 수 없는 질적 입지요인에 의한 분석방법이 있다.

량적 입지모형 분석방법에는 총비용비교법, 입지분기도표법, 수행법, 수학적 모형 등이 있고, 질적 입지모형 분석 방법에는 단순시열법, 정수법 등이 있다.

그리고 광의의 시설입지 결정문제는 단일시설의 입지결정과 복수시설의 입지결정으로 나눠 볼 수 있다.

(1) 단일시설의 입지결정

(가) 중위수모형에 의한 단일공장의 입지결정

이 모형은 원재료공급처()와 수요시장()이 주어진 위치에 있고 이들 중간에 위치할 한개의 공장을 전체시스템의 총수송비(TC)가 최소가 되게 공장입지를 구하는 방법임

여기서, : 신설공장에서 번째 기존공장까지의 운반량

: 신설공장에서 2번째 기존공장까지의 총운반거리.

: 신설공장의 좌표

: 기존시설의 좌표

전제 : 이 모형에서의 운반은 편의상 좌표의축을 좌우 직선이동하는 것임.

중위수모형에 의한 단일공장의 입지결정 사례

두 개의 원료공급처와 두 시장가 그림과 같이 위치하고 있다.

(도표 6) 시설의 위치 좌표

세우려는 공장으로 수송할 원료와 공장에서 시장으로 운반할 제품량이 각각 다음 표와 같을 때 중위수모형에 의하여 새 공장의 위치를 구해 보자.

(도표 7) 기존 시설의 위치와 신 공장간의 운반량

(풀이)

① 중위수의 결정총수송량이 2,500t이므로 이 값의 중위수는 1,250t과 1,251t임.

② 중위수의 x좌표 결정그림에서 X좌표 기준으로 원점에서 가까운 RM₂에서 1~900t 운반이 필요하고 이 위치는 x=10, 그 다음에서는 901~1,600t(900+700=1,600)이 운반되어야 하고, x죄표는 x=20이므로에서 직선이동(가정에서)하면 (중위수 1,250과 1,251은 901~1,600t사이에 있으므로 이 범위를 만족하므로) x=20이 신공장의 위치가 됨.

③ 중위수의 y좌표 결정그림에서 Y좌표를 기준으로 원점에서 가까운에서 1~700t의 운반이 필요하고 이 위치는 y=30, 그 다음에서 701~1,600t(700+900=1,600)이 운반되어야 하고 중위수 1,250과 1,251은 701~1,600t 사이에 있어 만족하므로 y좌표는 y=40이므로에서 위로 적선이동하면(가정에서) y=40이 얻어짐.이 y=40이 신공장의 위치가 됨.

④ x=20, y=40이 결정되었으므로 총수송비 TC를 구함.

(도표 8) 공장입지 결정에 따른 총수송비 산정

∴ 신공장 위치를 x=20, y=40에 설치하면 최소 년간 총수송비는

(나) 그리드(Grid)모형에 의한 단일저장소 입지결정

이는 공장과 시장의 위치가 주어져 있고 중간저장소의 위치를 결정하는 것.Bowersox에 의해 개발되었고, 시설의 위치를 상대적 지수로 나타낸 Y축과 X축을 이용한 격자(grid)판 위에 나타내고 입지를 결정할 시설위치를 X, Y의 그리드지수로 추정하는 기법.유통시스템의 引力중심점으로서의 저장소위치는 그리드 지수와의 값으로 추정됨.

여기서, : i시설에서 또는 i시설까지 운반량(톤)

: i에서 또는 i까지 운반비용(km당 ton당 원)

: i시설의 좌표, 즉 그리드지수

: 구하려는 저장시설의 좌표, 즉 그리드지수

그리드(Grid)모형에 의한 단일저장소 입지결정 사례

XYZ회사는 현재 두개의 공장과 세개의 수요시장을 연결하는 중간 저장소를 건설하려고 그 위치를 선정하고자 함.

제1공장(P₁)에서 A제품, 제2공장(P₂)에서 B제품을 생산하여 시장 M₁,M₂,M₃에 트럭으로 운동하고 있는데 총연간수송비를 최소로 하는 저장소의 위치를 선정하고자 함. (표 참조)

(도표 9) 공장과 시장간의 수송소요량 및 위치 좌표

『풀이』

공장과 시장위치를 수평좌표와 수직좌표, 즉 상대적 그리드지수로 나타내면 그림과 같다.

(도표 10) 공장() 및 시장()의 위치

총수송비 최소화는 다음 식에 의함.

여기서 K는 그리트지수(좌표)를 실제거리로 환산하는 계수.

(도표 11) 적정입지에 의한 총수송비 선정

여기서,

∴ 걱정저장소위치 ; ,

총최소수송비=21,500천원

(다) 단일시설 입지모형을 위한 제전제

① 수요시장을 하나의 점으로 가정함.

② 수송비와 같은 직접변동비 만을 대상으로 함.

③ 지역형태나 지형, 거리에 따라 수송비가 상이할 것이나, 여기서는 선형성을 가 정함.

④ 직선 수송거리를 전제함.

⑤ 미래의 수요변동이나 비용변동을 고려치 않는 정태적 분석을 전제함.

⑥ 제품을 하나의 동질적인 집단으로 묶어서 고려하거나 단일류 제품만을 대상.

(2) 다수시설의 입지 결정

다수 시설의 입지문제는 다음 사항들을 요건으로 하여 시설(공장, 저장소 등)의 위치, 개수, 규모를 결정하는데 있다.

① 제품의 시장별 수요량과 그 종류

② 모든 고려대상 지역간의 거리

③ 모든 입지고려대상 지역간 수송비(수송수단별)

④ 재고유지비 및 저장시설의 규모에 따른 저장비(고정비 포함)

다수시설의 입지 결정에는 선형계획법에 의한 입지모형, 시뮬레이션모형, 휴리스틱탐색법, 입지분기도표법, 단순서열법, 정수법 등이 있다.

(가) 선형계획에 의한 입지 결정

현재 2개의 공장이 있는데 하나 이상의 새로운 공장을 더 추가하려는 경우 선형계획의 수송모형 사용가능.

(도표 12) 시설간 수요량, 공급가능량, 단위생산 및 수송비

이 경우 후보지 Ⅲ과 Ⅳ중 하나를 선택하여 수송모형 작성후 수송비를 산출한 후 그 다음 나머지를 선택한 경우의 수송모형에 의한 수송비를 산출후 수송비를 비교한다.

(도표 13) 후보지 Ⅲ을 택했을 때의 최적해

최소수송비 = 200×100+200×200+100×100+100×300+100×200

= 120,000천원

(도표 14) 후보지 Ⅳ를 택했을 때의 최적해

최최소수송비 = 200×300+100×300+300×10+100×200 = 140,000천원

∴ 후보지 Ⅲ을 Ⅳ대신 선택하면 20,000천원이 절약됨.

(나) 휴리스틱탐색법

휴리스틱탐색법은 만족할 만한 해를 탐색함에 있어서 대안평가 노력의 절감을 위해 평가대상 대인의 본격 평가전에 현저히 감소시키는 단계적 분석방법을 이용함

.Kuehn-Hamburger모형은 방대한 회사유통시스템에서 고려해야 할 수많은 저장소 위치선정의 조합적 대안을 효율적으로 감소시켜 적정해에 기여할 대안 만을 선정, 검토할 수 있는 컴퓨터 프로그램을 개발.

주요한 개념의 골자는

① 선택할 가능성이 가장 큰 저장소(창고)의 위치는 수요가 집접된 지점이다.

② 시스템 신정대안을 평가하는 단계에서 어떤 저장소가 전체시스템에 대하여 가장 많은 비용(수송비, 저장비 등)의 절감효과를 나타내며, 이 저장소는 유통시 스템에 포함시키고, 그렇지 않는 장소는 빼버리는 취사선택의 방법사용.

③ 고려대상이 되는 저장소 위치는 될 수 있는 대로 소집합으로 나누어 평가함으 로써 비생산적 대안평가 노력을 절감시킨다.

(다) 시뮬레이션 모형

휴리스틱기법과 다른 점은 고려대상 위치를 취사선택하지 않고 모두 평가대상으로 삼는데 있다.이 모형의 목적은 충유통비용의 최소화에 있고, 총유통비요은 수송비, 저장비 및 재고유지비, 재고 부족비를 합한 총액이다.

시뮬레이션기법은 우선 예비적 분석기법으로 소비수요지역을 저장소의 가능위치로 보고

① 공장→저장소 그리고 저장소→소비지역간의 수송비와,

② 선정가능 저장소에 대한 소비지역의 할당으로,

③ 저장소별 규모에 따른 저장비 및 재고유지비를 산출하여 총수송비와 저장 및 재고유지비가 최소가 되게 모든 가능 저장소를 평가하여 최적저장시설의 위치와 개수를 구하게 된다.

이 예비적 분석에서 얻은 최적해는 더 확장된 총유통비용과 서어비스 수준을 토대로 주된 시뮬레이션 모형에 의해 평가함으로써 제한된 저장소의 입지대안에 대해서만 집중적으로 검토하게 된다.

(3) 기타(가) 입지분기도표법

각 입지결정에 수반되는 비용을 고정비와 변동비로 구분하고, 이들 비용이 조업도의 변화에 따라 변화하는 관계를 입지분기도표로 작성하여 분석하는 방법.

(도표 15) 입지분기도

(나) 단순서열법

금액으로 나타낼 수 없는 여러 가지 질적입지 요인들(예를 들면, 해당사업에 대한 지역사회의 수용태세 등)을 파악하여 표로 작성하고, 이들 요인을 그 중요에 따라 서열을 부여함으로써 평가하는 방법.

(다) 접수법

여러 가지 질적입지요인들을 그 만족도에 따라 점수를 배정하여 평가하는 방법.점수법은 단순서열법보다는 보다 객관적인 방법이다.

출처 : 공장관리기술사(상권) 생산시스템공학 출판사 : (주)ATPM컨설팅

저자 : 공학박사/기술사/지도사 권오운 지음

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