확률적 동적 계획법을 이용한 공공자전거 정비소에서의 최적 재고관리
Optimal Inventory Management at the Shared Bicycle Repair Center using Stochastic Dynamic Programming
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초록
본 연구에서는 공공자전거의 운영비용 및 탄소배출량에 따른 사회적 비용과 자전거의 수리 수요 발생을 고려하여, 정비센터에서 보유해야 할 여분의 공공자전거에 대한 최적 재고관리 방안을 개발하고자 한다. 공공자전거의 수리가 필요한 경우, 고장난 자전거는 정비소에서 수리를 받고, 여분의 공공자전거는 자전거 대여소로 이송된다. 만일 정비센터에서 자전거 재고를 너무 많이 유지한다면, 자전거에 대한 불필요한 투자비용과 보험료 등이 발생하게 되며, 너무 적은 자전거 재고를 유지한다면 고장난 자전거의 수리가 필요한 경우 대여소에 배치할 자전거가 부족하여 사용자 만족도 저하 및 사회적 비용이 발생하게 된다. 본 연구에서는 공공자전거의 고장수리 요구를 수요로 고려하여, 고장에 의해 발생하는 수리 수요의 확률분포를 음이항 분포로 추정하였다. 또한, 추정된 수요의 확률분포를 확률적 동적계획법에 적용하여, 최적 재고 운영방안을 도출하였다.
Abstract
This study develops an optimal inventory management policy for shared bicycles that need to be prepared at the maintenance center. We consider a stochastic dynamic programming model with both the operation cost and the social cost caused by carbon emissions. If a shared bicycle needs maintenance, it is repaired at the workshop and a spare one is delivered to the bicycle rental station. If there are too many bicycle inventories, there will be unnecessary overage cost such as investment and insurance costs for bicycles. If too few spare bicycles are kept on inventory, there will not be sufficient bicycles to be placed in the rental station and this will incur underage cost. We estimate the probability distribution of repair demands caused by failure using a negative binomial distribution. Our estimated demand probability distribution is applied to the stochastic dynamic programming to derive an optimal inventory policy.
참고문헌 (29)
- 안선응, "음이항분포의 특성을 이용한 조달기간 수요 분석", 한국산업경영시스템학회지, 28(2), pp.146~151 (2005), 한국산업경영시스템학회
- 이기광, "판매지점들의 협조공급을 이용한 재고관리 방법에 관한 연구", 한국생산관리학회지, 27(1), pp.27~45 (2016), 한국생산관리학회[DOI]
- 이덕희, "공급사슬 중단을 고려한 공급자-소매상의 최적 재고분배 정책에 관한 연구", 한국생산관리학회지, 27(4), pp.407~425 (2016), 한국생산관리학회[DOI]
- 이상복, "서울시 공공자전거 시스템 운영을 위한 효율적 관리 구역 설정", 경영과학, 35(1), pp.55~67 (2018), 한국경영과학회[DOI]
- 임희종, "서울시 공유자전거의 수요 예측 모델 개발", 한국콘텐츠학회 논문지, 19(1), pp.132~140 (2019), 한국콘텐츠학회[DOI]
- 유승호, "리퍼비싱을 고려한 불완전 품질 재고모형", 한국생산관리학회지, 27(4), pp.427~442 (2016), 한국생산관리학회[DOI]
- Agrawal, N., "Estimating negative binomial demand for retail inventory management with unobservable lost sales", Naval Research Logistics (NRL), 43(6), pp.839~861 (1996)
- Anupindi, R., "Diversification under supply uncertainty", Management Science, 9(8), pp.944~963 (1993)
- Cai, H., "Understanding taxi travel patterns", Physica A : Statistical Mechanics and its Applications, 457, pp.590~597 (2016)
- Clark, A. J., "Optimal policies for a multi-echelon inventory problem", Management science, 6(4), pp.475~490 (1960)
- Cohen, B., "Ride on!Mobility business models for the sharing economy", Organization and Environment, 27(3), pp.279~296 (2014)
- Cohen, M. A., "Near-optimal service constrained stocking policies for spare parts", Operations Research, 37(1), pp.104~117 (1989)
- Howard, R. A., "Dynamic Programming and Markov Processes" (1960), MIT Press
- Hua, Z. S., "A new approach of forecasting intermittent demand for spare parts inventories in the process industries", Journal of the Operational Research Society, 58(1), pp.52~61 (2007)
- Johnson, E. L., "Optimality and computation of(σ, S)policies in the multi-item infinite horizon inventory problem", Management Science, 13(7), pp.475~491 (1967)
- Lin, K. Y., "Dynamic pricing with real-time demand learning", European Journal of Operational Research, 174(1), pp.522~538 (2006)
- Midgley, P., "The role of smart bike-sharing systems in urban mobility", Journeys, 2(1), pp.23~31 (2009)
- Newbold and Granger, "Experience with Forecasting Univariate Time Series and the Combination of Forecasts", Journal of the Royal Statistical Society. Series A(General), 137(2), pp.131~165 (1974)
- Parlar, M., "A periodic review inventory model with Markovian supply availability", International Journal of Production Economics, 42(2), pp.131~136 (1995)
- Shaheen, S. A., "China's Hangzhou public bicycle : understanding early adoption and behavioral response to bikesharing", Transportation Research Record, 2247(1), pp.33~41 (2011)
- Shahraki, Narges, "Optimal locations of electric public charging stations using real world vehicle travel patterns", Transportation Research Part D : Transport and Environment, 41, pp.165~176 (2015)
- Shu, Jia, "Models for effective deployment and redistribution of bicycles within public bicycle-sharing systems", Operations Research, 61(6), pp.1346~1359 (2013)
- Snyder, R. D., "Computation of(S, s)ordering policy parameters", Management Science, 21(2), pp.223~229 (1974)
- Tracht, K., "Spare parts planning for offshore wind turbines subject to restrictive maintenance conditions", Procedia Cirp, 7, pp.563~568 (2013)
- Taylor, C. J., "The application of the negative binomial distribution to stock control problems", Journal of the Operational Research Society, 12(2), pp.81~88 (1961)
- Taylor, J. W., "Short-term electricity demand forecasting using double seasonal exponential smoothing", Journal of the Operational Research Society, 54(8), pp.799~805 (2003)
- Van der Auweraer, S., "Forecasting spare part demand with installed base information : A review", International Journal of Forecasting, 35(1), pp.181~196 (2019)
- Zheng, Y. S., "Finding optimal(s, S)policies is about as simple as evaluating a single policy", Operations Research, 39(4), pp.654~665 (1991)
- Zipkin, P., "Lecture Notes" (1995), Graduate School of Business, Columbia University