녹색물류에서 탄소배출을 고려한 최적화 모델에 대한 연구
Review of Optimization Models with Carbon Emission Regulations in Green Logistics
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초록
연구목적: 본 논문은 탄소배출을 고려한 최적화 모델에 대한 최신 연구들을 리뷰하고자 한다. 현재 물류 및 제조 기업들은 총 생산 및 재고 비용을 최소화하면서 동시에 생산, 수송 및 창고 보관 과정에서 나타나는 탄소배출량을 저감해야 하는 운영관리 문제를 고려해야 한다. 이러한 문제를 해결하기 위해 여러 가지 최적화 모델 및 방법론들이 개발되어 왔다. 본 논문의 목적은 두 가지 기본 최적화 모형인 EOQ와 Lot sizing 문제에 기반하여 연구 결과를 정리하고 추후 연구방향에 대해 제안하고자 한다. 논문구성/논리: 본 논문은 다음과 같이 구성되어 있다. 먼저 1장은 본 논문의 개요와 목적으로 시작한다. 2장에서는 생산 및 재고관리에서 두 가지 기본적인 최적화 모델인 EOQ와 Lot sizing 문제에 대해 살펴보고, 탄소배출과 관련된 세 가지 규제들을 기술한다. 3장에서는 탄소배출을 고려한 최적화 모델을 EOQ 기반의 확장 모델과 Lot sizing 기반 확장 모델로 나누어 정리하고, 이론적 연구 결과를 통해 관리적인 시사점을 정리한다. 4장에서는 3장의 문헌연구를 통해 향후 주요한 연구 주제를 세 가지 방향으로 제시하고자 한다. 5장에서는 본 논문의 결론을 제시한다. 결과: 기존의 문헌 리뷰 결과 EOQ와 Lot sizing 문제가 탄소배출 관련 규제를 고려하는 근본 모델이고, 최적해들은 비슷한 특성을 가지고 있다는 점을 보였다. 특히, cap, tax, cap-and-trade와 같은 세 가지 규제들에 대한 최적화 모델들 간의 차이점들을 수식을 통해 설명하였다. 또한 탄소배출 규제에 대한 투자를 고려한 의사결정이나 Vehicle Routing Problem과 같은 모형에 확장 등과 같은 연구 주제들을 제시한다. 독창성/가치: 본 논문은 최적화 이론에 익숙하지 않은 사람들에게 탄소배출과 관련된 최적화 모델들에 대한 기존 문헌들을 광범위하게 정리함으로써 기여한다. 이러한 문헌 연구를 기반으로 탄소 배출을 고려한 새로운 세 가지의 추후연구 주제들을 제안한다.
Abstract
Purpose: In this paper, we review the most recent literature on optimization models for carbon emission regulations. Currently, logistics and manufacturing companies must consider operational decisions on reducing carbon emissions that are emitted during production, transportation, and warehousing, while minimizing the total cost of production and inventory. Optimization models and methodologies have been developed to tackle this conflicting problem. The purpose of this paper is to summarize the results based on two basic models (EOQ and the lot-sizing problem), and to propose future directions of research. Composition/Logic: This paper is organized as follows. Chapter 1 begins with an overview of the research and the objective of this paper. In Chapter 2, we provide two basic optimization models, EOQ and the lot-sizing problem, and describe three kinds of regulations of carbon emissions. Chapter 3 summarizes optimization models extended from EOQ and lot-sizing models and managerial implications from the theoretical results. In Chapter 4, we propose three directions for future research based on a review of Chapter 3. Chapter 5 provides the conclusions of the paper. Findings: The summary of optimization literature shows that EOQ and lot sizing are the fundamental models for considering carbon emission regulations and that optimal solutions have similar characteristics. In particular, differences between optimization models on three main regulations such as cap, tax, and cap-and-trade are illustrated using mathematical expressions. We also propose potential research topics such as decisions regarding carbon emission reductions and extensions of vehicle routing problems. Originality/Value: This paper contributes a review of the extensive literature on optimization models for carbon emissions for readers who are not familiar with optimization. Based on the literature review, we propose three directions for future research on optimization of carbon emissions.
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