공유 E-스쿠터 지속 가능한 녹색 공급망 네트워크 최적화 = Optimization of an E-scooter sharing sustainable green supply chain network

국문 초록 (Abstract)

일반적으로 지속가능성과 공급망(SC) 개념을 밀접하게 연결한 두 아이디어가 있다. 즉, 녹색 공급망(GSC)과 지속가능 공급망(SSC)이다. SSC의 일부 정의는 GSC의 정의와 중복되지만 SSC는 본질적으로 GSC의 확장이다. 즉, GSC가 SSC에 포함된 것이다. 이와 관련하여 최근 떠오르는 공유 E-스쿠터를 중심으로 연구가 이뤄지고 있는 가운데 공유 E-스쿠터가 환경에 어떻게 영향을 미치는지 분석하는 연구도 적지 않다. 연구자의 결과에 의하면 불행히도 공유 E-스쿠터 사용이 지구 온난화를 완화하는 것은 아니라 오히려 지구 온난화를 심화시킨다는 연구가 많다. 이와 같은 연구결과가 동기가 되어 본 연구에서는 공유 E-스쿠터의 지역 배분 불균형과 부적당한 사용으로 인한 공유 E-스쿠터 퇴적 문제와 수명 단축 문제를 다루고 있다. 그리고 그 지역 불균형 배분에 의한 환경적 영향 요인을 분석하였다.
본 연구에서는 공유 E-스쿠터의 위치 할당을 고려해 지속 가능한 녹색 공급망 네트워크 모델을 제시했다. 연구방법론으로 제시하고 있는 지속가능 녹색 공급망 네트워크 모델은 두 단계로 나뉜다. 1단계는 일정 수량의 E-스쿠터 배포점과 E-스쿠터 충전센터를 여러 그룹으로 통합하는 것으로, 이 중E-스쿠터 배포점은 E-스쿠터 수가 일정하다는 가정으로 출발한다. 2단계는 각 그룹의 E-스쿠터 배포점과 충전센터를 가정해 각 그룹의 E-스쿠터 배포점은 모두 개설하고 각 그룹의 충전센터는 하나만 개설하는 것으로 가정한다.
본 연구의 목적은 공유 E-스쿠터의 위치 할당 문제에 대하여 지속가능한 녹색 공급망 네트워크를 최적화하여 지역 분배 불균형 및 환경오염 문제를 해결하는 것이다.
본 연구에서 분석하고 있는 지속가능한 녹색 공급망 모델은 단일목적 비선형 혼합정수계획법(SNMIP) 모델을 채용하고 있다. 이 모델의 유용성을 검증하기 위해 유전 알고리즘(GA)과 LINGO를 적용해 계산하고 비교했다. 세 가지 척도를 고려해 수치 실험도 진행하였다.
수치 실험 결과에 따르면 본 연구에서 제시한 지속 가능한 녹색 공급망 총 비용 및 위치 할당 문제를 해결하기 위한 타당한 모델로 판명되었다. 본 연구에서 제시하고 있는 모델이 공유 E-스쿠터 지역 배분 불균형 문제와 환경오염 문제를 해결할 수 있는 대안적 모델이란 것을 검증하였다.
향후 연구에서는 더 큰 사이즈의 지속 가능한 녹색 공급망 모델을 사용하여 실제 데이터와 동적 요소를 사용하여 계산하고, 다른 알고리즘을 사용하여 다양한 비교 분석연구를 수행해야 할 것으로 판단한다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

In general, two ideas closely connect sustainability to supply chain (SC) concepts: green supply chain (GSC) and sustainable supply chain (SSC). Even though some of the definitions of SSC overlap with those of GSC, SSC is essentially the expansion of GSC. Therefore, GSC is included in SSC. Studies have focused on electric scooter sharing services (‘shared e-scooter’), including many analyses of how shared e-scooters affect the environment. Unfortunately, data indicates that shared e-scooters exacerbate, rather than mitigate, global warming. Motivated by these research results, this study dealt with the problem of shared e-scooter accumulation and shortened lifespan due to regional distribution imbalance and improper use of shared e-scooters. In addition, environmental influence factors caused by regional imbalances were analyzed.
This study presents a green SSC network model considering the location distribution of shared e-scooters. Formulation of the model involved two steps. The first step was to integrate a certain number of e-scooter distribution points and e-scooter charging centers into several groups. Regarding the distribution points, it was assumed that the number of e-scooters was constant. In the second step, it was assumed that there were e-scooter distribution points and charging centers for each group. All e-scooter distribution points but only one charging center for each group were installed.
This study aimed to solve the problem of regional distribution imbalance and environmental pollution by considering the location distribution problem of shared e-scooters and optimizing a green SSC supply chain network.
The evaluated green SSC adopted a single-purpose nonlinear mixed integer program model. To verify the feasibility of this model, a genetic and Lingo algorithms were used to calculate and compare the values. Numerical experiments were also conducted considering three criteria.
Numerical experiments revealed that this model was suitable for solving the problems of total cost and location distribution of the green SSC. The model was an alternative model that could solve the problem of disproportionate distribution of shared e-scooters and environmental pollution.
Future research will need to evaluate a larger green SSC model using actual data and dynamic factors, and perform various comparative analyses using other algorithms.

목차 (Table of Contents)

• 제 1 장 서 론
• 제 1 절 연구의 배경 및 목적
• 1. 연구의 배경
• 2. 연구의 목적
• 제 2 절 연구의 방법 및 구성
• 1. 연구의 방법
• 2. 연구의 구성
• 제 2 장 연구 문헌
• 제 1 절 GSC(green supply chain) 모델
• 제 2 절 E-스쿠터와 환경
• 제 3 절 위치 할당
• 제 4 절 LINGO (Lingo)
• 제 5 절 유전 알고리즘 (Genetic Algorithm)
• 제 3 장 녹색 공급망 네트워크 모델
• 제 1 절 E-스쿠터 배포점 및 충전센터 분석과 최적화
• 제 2 절 제안된 녹색 공급망 네트워크 모델
• 제 4 장 수리 모형 설계
• 제 1 절 수리 모형의 가설과 각 변수
• 제 2 절 수리 모형과 제약조건
• 제 5 장 유전 알고리즘 및 수치 실험
• 제 1 절 유전 알고리즘 발전 및 절차
• 1. 유전 알고리즘 발전
• 2. 유전 알고리즘 절차
• 제 2 절 수치 실험
• 제 6 장 결 론
• 제 1 절 연구결과
• 제 2 절 연구의 한계점 및 향후 연구방향
• 참고문헌
• 부록
• ABSTRACT