계절 수요를 고려한 식자재 기업의 시뮬레이션 기반 생산계획 = Simulation-Based Production Planning for Food Ingredient Manufacturers Considering Seasonal Demand

국문 초록 (Abstract)

최근 외식 산업의 성장과 식자재 유통시장의 확대에 따라 식자재 제조기업의 생산 운영 효율화가 중요한 과제로 대두되고 있다. 특히 식자재 제조산업은 소비기한, 계절적 수요 변동, 배치 단위 생산 등 복합적인 운영 제약이 존재하여 생산계획의 효율성을 확보하기 어렵다. 그러나 다수의 중소 식자재 기업은 경험적 판단에 의존하고 있어 체계적인 생산계획 수립이 어려운 실정이다. 이에 본 연구는 수요예측 정보를 반영한 생산계획 절차를 제시하고 이를 실제 식자재 제조기업의 운영 데이터에 적용하여 그 효과를 검증하는 것을 목표로 한다. 본 연구는 전체 시스템 수준에서 재고 전략, 생산 대상 결정, 생산량 결정 등 현실적인 제약을 반영한 절차를 구성하였다. 특히, 배치 단위 생산 제약과 원재료군별 제약을 고려하여 단기, 중기 수요 예측 정보를 활용하는 생산계획 알고리즘을 설계하였다. 이후 사례 연구를 통해 대상 시스템의 운영 제약과 생산 프로세스와 재고와 출고 정책을 분석하고 시뮬레이션 모델을 구성하였다. 시뮬레이션을 통해 최소 생산 요구량, 단기 및 중기 수요 예측 반영 기간 등 운영 파라미터가 생산성과 안정성에 미치는 영향을 분석하고 최적 파라미터 조합을 탐색하였다. 시뮬레이션은 실제 식자재 제조기업의 19개의 제품, 3개의 원재료군을 대상으로 수행되었으며 그 결과 재고 회전율은 3.3%, 납기 이행률은 0.8%, 폐기량은 16.4% 감소하는 등 제안한 생산계획이 세 가지 운영 지표들 사이의 상충관계를 극복하고 운영 효율성과 공급 안정성을 동시에 향상할 수 있음을 확인하였다. 다만 원재료군별 세부 분석에서는 일부 제품군의 지표가 하락하는 사례가 존재하였으며 이는 유통 채널의 특성 및 프로모션 등 현실적 수요 변동 요인을 완전히 반영하지 못한 결과로 해석된다. 본 연구는 중소 식자재 제조기업의 생산계획 의사결정을 위한 실무형 생산계획 절차를 제시하였다는 점에서 의의가 있고 수요예측 고도화와 제품군별 생산계획 전략을 통해 보다 세밀한 의사결정 지원 체계로 발전할 수 있을 것이다.

목차 (Table of Contents)

• 표 목 차 ⅳ
• 그 림 목 차 ⅴ
• 기 호 설 명 ⅵ
• 국 문 요 약 ⅷ
• Ⅰ. 서 론 1
• 1.1 연구 배경 및 필요성 1
• 1.2 연구 목표 3
• 1.3 논문 구성 4
• Ⅱ. 이론적 배경 5
• 2.1 식자재 산업의 특성 5
• 2.2 수요예측 기법 7
• 2.2.1 Holt-Winters 수요예측 7
• 2.2.2 XGBoost 수요예측 8
• 2.2.3 수요예측 평가 지표 10
• 2.3 식자재 산업의 생산계획 연구 동향 12
• Ⅲ. 생산계획 절차 15
• 3.1 개요 15
• 3.2 생산계획 수행 절차 17
• 3.2.1 기준재고 설정 17
• 3.2.2 수요예측 19
• 3.2.3 생산 품목 결정 20
• 3.2.4 생산량 결정 21
• Ⅳ. 사례 연구 23
• 4.1 대상 시스템 23
• 4.1.1 생산 프로세스 25
• 4.1.2 출고 및 재고 관리 전략 27
• 4.1.3 데이터 분석 27
• 4.2 기존 생산계획 전략 및 한계 30
• 4.3 수요예측 반영 생산계획 절차 32
• 4.3.1 계절별 기준재고 설정 32
• 4.3.2 수요예측 34
• 4.3.3 생산 품목 결정 37
• 4.3.4 생산량 결정 38
• 4.4 생산 운영 성과 지표 40
• Ⅴ. 시뮬레이션 42
• 5.1 모델 설계 42
• 5.1.1 모델 개요 42
• 5.1.2 PlanManager 43
• 5.1.3 ShipManager 44
• 5.1.4 Production Process 45
• 5.2 실험 수행 47
• 5.2.1 실험 시나리오 47
• 5.2.2 최적 파라미터 탐색 49
• 5.3 실험 결과 51
• 5.3.1 재고 회전율 51
• 5.3.2 납기 이행률 54
• 5.3.3 폐기량 57
• 5.4 분석 및 논의 60
• Ⅵ.결론 62
• 6.1 연구 요약 62
• 6.2 향후 연구 63
• 참 고 문 헌 64
• ABSTRACT 67
• 부 록 70