1. 서 론

물류의 일반적 의미는 재화가 공급자로부터 조달․생산 되어 수요자에게 전달되거나 소비자로부터 회수되어 폐기 될 때까지의 운송․보관․하역 등과 이에 부가되어 가치를 창출하는 가공․조립․분류․수리․포장․상표부착․판 매․정보통신 등을 말한다.

반면, 군사적 의미의 물류는 전․평시 국가를 방위하는 데 필요한 물적 요소, 즉 장비 및 물자, S/W, 시설, 용역 등을 획득에서 폐기에 이르기까지 최종 소비자인 피지원 부대에 소요량을 필요한 시기에 필요한 장소까지 효율적 으로 이동시키기 위해 관련되는 수송, 저장, 분배, 처리, 정보 등의 제 활동을 뜻한다.

전쟁지속능력의 핵심이 되는 군수업무에서의 물류의 범위 중 군수 8대 기능에서 물류는 조달, 보급, 수송, 시설 기능에 해당하고, 군수 병과를 뜻하는 병기(정비), 병참(보 급), 수송 중 물류는 병참과 수송에 해당되며, 정비는 물류 분야에서 제외한다.

이 때 군수품 획득 정책/계약은 국방 군수의 8대 기능 중 연구개발 및 조달정책에 해당하며, 물류 범위에서는 제 외된다 (물류에서의 조달은 “조달계약의 집행”을 의미한 다).

민간의 물류와 국방물류의 차이는 조달과 관련된 대분 배 체계와 청구/보급과 관련된 소분배 체계로 구성되고, 조달은 군수사(보급창) 까지는 기업물류와 유사하고, 군수 사(보급창)에서 청구부대 까지는 생활/소비자 물류와 유사 하다.

또한, 민간물류는 신속화, 소량다품종화, 서비스 수준 극대화, 재고 최소화가 중점이지만 국방 물류는 전시 지속 능력 확보, 회복탄력성 강화, 재고 고갈 대응, 전투부대 만 족도 최대화, 적정 재고 보유 등을 필요로 한다.

현재 국방물류는 민간 물류 시스템을 벤치마킹하여 비 약적인 발전을 하고 있다. 그렇지만, 근본적으로 민간이 극단적인 효율화만을 추구하는 것과 달리 전쟁지속능력의 확보라는 목표를 반드시 달성해야 한다. 이를 위해서는 조 달 최적화, 적정 보급수준 유지, 전담지원체계 정립이 필 요하다.

이중 전담지원체계는 각 수요지별로 공급을 전담하는 특정 공급지를 지정하는 체계로 군 물류의 특징 중 하나이 다. 전담지원체계가 정립되기 위해서는 적정 재고의 유지 가 중요하지만, 연간 단위 조달체계상에서는 한계가 있다.

이를 극복하기 위해서는 다수의 보급단 간의 재고조정 이 불가피하다.

군에서는 최상위 공급지인 보급단 간의 수평적 재고조 정을 단간전환으로 정의하고 있다.

이 연구에서는 군수지원체계의 다양한 상황하에서 수 송 비용을 최소화 할 수 있는 수리모형을 구성하여 군 물 류체계내에서 수송 계획을 수립하는 방법을 제시하고, 단 간전환의 효과성을 확인하므로써 효과적인 수송 계획수립 의 과학적 방법과 단간전환의 필요성을 통해 단간전환의 활성화를 통한 육군 물류 효율화를 위한 방향을 제시하고 자 한다.

2. 기존 연구 분석

군 물류에 관한 연구는 지속되어 왔지만, 대부분의 연구 는 다단계로 이루어진 군수지원체계 개선, 물류 지능화, 물류 업무 고도화를 통해 민간 물류를 군에 적용하는 방안 을 중심으로 이루어져 왔다.

Lee[11]은 군 구조개편과 연계한 운영적 측면의 자동화 창고 도입, 주공급자 제도, Hub 개념 도입, 운영 시간 조정 등을 주장하였고, Choi[2]는 사용자 대기기간 감소를 통한 군 물류체계 개선을, Lee[10]는 제대별 보급수준과 물류정 보관리를 통한 발전방안을 제시하였다.

Kim[7]은 적정 재고수준 유지의 중요성을 제시하고, 선 택적 재고관리 기법과 Push & Pull 시스템을 통한 개선을 주장하였다.

그 외 Bae[1], Kim[6] 등이 군 물류체계 개선을 연구했 지만, 불출 계획수립 및 재고조정을 통한 효율적인 재고유 지에 대해서는 제시하지 않았다.

또한, 민간에서의 물류발전에 대한 연구는 지속적으로 이루어지고 있으며, 이중 Kim[5], Kim et al.[8], Jang and Woo[4] 등은 재고관리성과와 기업성과 사이의 양의 관계 를 확인하였다.

이를 통해, 단간전환을 통한 재고조정이 군 물류개선에 미치는 영향에 대한 연구의 필요성을 확인할 수 있다.

3. 육군의 물류체계 및 현상분석

3.1 육군의 물류체계

육군의 물류는 전투 현장의 소요를 근접지원하기 위한 군수지원대대, 이를 지원하기 위한 군수지원여단이 야전 에 편성되어 있으며, 전군에 대한 군수지원을 위해 수개의 보급단이 편성되어, 다단계의 체계로 편성되어 있다.

운용적 측면에서는 전시 전투현장의 임무수행 여건을 보장하기 위해 보급단에서 군수지원여단, 군수지원대대를 통해 전투부대를 지원하는 전담지원체계를 적용함으로서 유사시 군수지원체계를 단일화하고, 재고고갈의 우려를 해소하기 위해 각 제대별로 적정 재고를 보유하여 즉각적 인 보급을 준비하고 있다.

이러한, 군수지원체계의 특징은 지원체계의 융통성이 부 족하고, 과도한 재고를 가지는 한계를 수반하기 때문에 이 를 극복하기 위해서는 조달의 최적화가 반드시 필요하다.

3.2 현상분석

전시를 고려한 육군 군수지원체계상에서 현재의 문제 점을 가장 잘 나타내는 부분은 낮은 전담지원율이다.

육군은 평시에도 전담지원부대에 의한 지원을 기본으 로 하고, 필요에 따라 다른 보급단에서의 지원을 병행하고 있다.

<Figure 1>은 이상적인 전담지원체계를 설명하고, <Figure 2>는 전담지원체계와 비전담지원체계가 혼재하는 현재의 상황을, <Figure 3>은 단간전환을 통한 전담지원체계를 설 명하고 있다.

2022년 전담지원부대에 의한 지원율은 평균 76%로서 수치상으로는 높은 수준으로 보이지만, 보급단별 편차가 과도(A보급단 87%, B보급단 33%, C보급단 76%)하여 개 선이 필요하다

전담지원율 향상은 장기적으로는 조달의 최적화가 필 요하고, 단기적으로는 단간전환을 통해 가능하다.

이중 조달 최적화는 각 보급단으로 조달하는 물량을 전 담지원부대의 실제 소요에 맞도록 조달해야하지만, 현실 적으로 연 1회 조달하는 군의 특성상 단기간에 개선을 기 대하기 어렵다.

또, 단기적으로 전담지원율 개선을 가능하게 하는 단간 전환은 5.7% 수준으로 낮은 실정이다.

단간전환 수준이 낮은 이유는 다양하지만, 사용자 대기 기간 단축을 목표로 한 군 물류체계 개선노력의 부정적 영향과 단기적인 비용상승을 유발하는 단간전환이 장기적 인 관점에서 유리한 효과가 있음을 인식하지 못한 결과로 보인다.

그러나, 단간전환은 단기적으로 전담지원율의 개선을 통해, 장기적으로 각 보급단의 적정 소요 예측을 가능하게 하여 효과적인 조달 계획을 가능하게 하고, 이는 점진적으 로 단간전환의 소요를 줄이는 선순환을 통해 군 물류의 최적화에 근접할 기회를 제공할 것이다.

이러한, 전담지원체계 및 조달 최적화는 전군 재고 감 소, 저장시설 최소화, 수송 효율화로 물류비용을 감소시키 고, 야전부대 물류 취급여건 보장 및 창고 경량화를 통한 부대이동 여건을 보장하는 등 국방 예산 절감은 물론 군의 전시 임무수행 여건 또한 향상을 기대할 수 있게 한다.

4. 단간전환을 통한 물류 효율화 분석

4.1 모의 방법 및 가정사항

군 물류체계의 효율화는 조달, 재고 수준, 사용자 대기 기간, 창고 관리, 수송능력, 비용분석 등 복합적인 요인을 고려해서 판단하므로, 이 연구에서는 다양한 조건들을 상 수화하여 변수를 감소시킨 상태에서, 최적의 수송 계획을 수립하는 수리모형을 구성하였다.

수리모형은 단간전환을 고려하여 구성하고, 모의간에 는 단간전환을 허용한 경우와 허용하지 않은 경우의 최적 값을 산출하여 단간전환의 효과를 검증하도록 한다.

단간전환은 소요, 재고, 수송수단, 예산, 행정 등 다양한 고려사항이 있고, 시행간 인적 자원의 노력이 필요하며, 기간동안 다른 수불행위가 제한되는 부분을 고려해야 하 지만 본 모의에서는 상황을 특정하기 위해 모든 고려사항 들을 단간전환 비용에 포함하여 가정하고, 지원소요를 분 기단위로 지정하여 분기 단위의 비용에 미치는 영향을 분 석하도록 한다.

이것은 청구 및 수송 횟수의 증가, 정량화가 제한되는 운영적 손익을 직접 반영하지 않았지만, 비용의 크기에 반 영함으로서 연구 결과를 유효하게 한다. 또한, 향후 연구 에서 일자별, 운영적 손익 등의 실제 요소를 반영하더라도 연구의 모형을 확장하여 적용이 가능하다.

모형의 구성을 위한 가정사항은 아래와 같다.

첫째, 수요지(군지여단)이 청구하는 품목 및 수량은 반 드시 지원해야 한다.

둘째, 공급지(보급단)은 수요지(군지여단)이 청구하는 품목과 수량을 보유하고 있다.

셋째, 전담지원부대는 비전담지원부대의 물류비용에 비해 낮은 수준으로 지원이 가능하다.

넷째, 품목별 부피, 무게 등으로 인해 물류비용은 상이 하다.

다섯째, 단간전환 물류비용은 대량 수송 및 철도를 활용 하므로 낮은 비용이 소요된다.

여섯째, 연간 조달을 고려 연내 조달은 고려하지 않으 며, 분기말 청구ㆍ불출이 이루어진 후 다음 분기 시작전 단간전환이 이루어진다.

일곱째, 단간전환은 다음 분기 청구량을 예측할 수 없으 므로, 분기단위 재고량을 평준화한다.

여덟째, 공급지의 재고에 따른 저장비용은 고려하지 않 는다.

위 가정사항은 실제 군 물류에서 시행되는 사항이고, 수 리모형화 하기 어려운 일부 조건을 단순화하였다.

4.2 모의모형 구성

4.2.1 용어 정의

4.2.2 수리모형

다수 수요지에서 청구한 다종의 품목을 공급지에서 수 송하고, 공급지의 재고 수준을 맞추기 위한 단간전환을 시 행하는 군 물류체계의 비용을 최소화하는 목적식 및 제약 조건은 다음과 같다.

Subject to

본 모형의 목적함수 식 (1)은 수송 비용을 최소화하는 것으로, 총비용은 공급지로부터 수요지까지의 수송비용과 단간전환 비용을 포함한다.

식 (2)는 첫 번째 분기가 시작되기 전에는 수송이 이루 어지지 않음을 의미하고, 식 (3)은 수요지의 청구량은 반 드시 채워져야 함을 의미하는 제약이다.

식 (4)는 분기별로 수송이 끝나면, 품목별로 총 재고량 의 평균값과 각 공급지별 재고량의 차이를 산출하여 단간 전환 물량을 결정하는 수식이다. 이 때, f_imt 값이 0보다 작 을 경우, 다른 공급지로 물량을 전환하여 재고량이 감소하 는 것을 의미하고, 0보다 클 경우에는 타 공급지에서 전환 받아 재고량을 증가시켜 평균값으로 조정하는 것을 의미 한다.

식 (5)은 분기별 재고량을 산출하는 식으로 전분기의 재 고량에서 수요지로 지원하고 단간전환을 실시한 후의 재 고량이다.

식 (6)는 최초 보유량에서 최종 수송되고 난 후의 잔량 은 청구량을 제외한 전량이어야 한다는 제약식으로 품목 별 총 보유량은 동일함을 의미한다.

식 (7)은 수요지에서 공급지로의 역수송을 방지하는 수 식이다.

이 모형에서 단간전환 물량을 0으로 지정하면 단간전환 이 이루어지지 않을 때의 최소비용이 산출되도록 구성했다.

4.3 예제 적용

본 모의에서 예제는 현재 군수지원체계를 반영하여 3개 공급지(보급단)와 9개 수요지를 적용하였으며, 수리모형 결과값 산출을 용이하게 하기 위해 3개 품목, 4개 분기를 적용하여 결과를 산출한다. 단간전환은 연단위 조달 및 효 율성 등 실제 군수지원 여건을 고려하여 2, 3분기에만 적 용한다.

공급지에서 수요지로 가는 비용과 공급지간 단간전환 비용은 아래 <Table 1>과 같다.

위 표에서 전담지원은 비용을 10으로 지정하여 유리하 게 적용했다.

최초 공급지의 품목별 재고량은 아래 <Table 2>와 같다.

분기별 수요지의 청구량은 아래 <Table 3>, <Table 4>, <Table 5>와 같다.

위 예제를 GAMS 프로그램을 활용해 산출한 결과 비용 은 13,050이며, 이때 지원결과 ∑ t ∈ T xinmt 는 아래 <Table 6>과 같다.

위 예제에서 단간전환을 미실시하도록 f_imt를 0으로 지 정하면 총 비용은 13,600이며 이때 지원결과 ∑ t ∈ T xinmt 는 아래 <Table 7>과 같다.

4.4 결과 분석

위 예제에서 전담지원이 상대적으로 낮은 비용으로 지 원되므로, 재고가 있을 경우에는 전담지원부대에서 지원 했으나, 재고가 부족할 경우에는 상대적으로 낮은 비용을 지불하는 공급지에서 지원하는 결과값을 얻을 수 있다.

또, <Figure 4>와 같이 단간전환을 실시했을 때 550의 비용절감을 확인할 수 있다.

위 모의에서는 공급지와 수요지의 개수는 군 현실에 맞 게 적용했지만, 소수의 품목과 분기별 청구 등은 실질적인 데이터에서 축소하여 적용했다.

소요량과 청구기준일, 단간전환 비용 등에 따라 비용의 증가가 나타날 수도 있지만, 비용의 감소를 기대할 수 있 음을 명확히 보여준 사례로서 단간전환의 고려가 전반적 인 군 물류 효율화에 기여할 수 있음을 증명한 것에서 연 구의 가치를 찾을 수 있다.

그러나, 예제 적용의 한계를 고려했을 때, 수송 단위비 용과 청구량이 변화되거나, 단간전환 비용이 증가할 경우 에는 비용을 증가시키는 결과가 나타날 수 있음을 예측할 수 있다.

만약, 단간전환이 일시적으로 비용의 증가를 가져온다고 할지라도, 전담지원율 증가에 따른 야전 군수부대 수령횟수 감소, 거래 단순화, 대기기간 최소화의 효과와 더불어, 야전 군수부대에서 지원하는 전투부대까지의 영향을 고려하면 수치화 할 수 없는 효과를 충분히 기대할 수 있다.

또, 이를 통한 소요 가시화를 통해 연차별 조달 및 납지 최적화를 통한 비용감소, 납지 적소율의 최적화 등을 고려 한다면 군 물류 개선에 기여할 것이다.

향후, 군 물류에 포함되는 전 품목에 대한 소요와 실제 소요 비용, 철도수송 및 대규모 수송을 고려한 단간전환 비용, 모든 지원부대 등을 모의에 적용하고, 별도의 연구 를 통해 단간전환을 통한 재고조정 비율을 정립하여 적용 하면 군에 즉각 적용이 가능한 실질적인 계획수립이 가능 하고, 실제 비용감소의 효과를 확인 할 수 있을 것이다.

결론적으로, 미래의 소요를 예측할 수 없는 군 물류에서 단간전환은 군 임무수행 능력과 효율성을 향상시킴을 확 인했다.

5. 결 론

이 연구에서는 현재 육군의 군수지원체계의 복잡 다양 한 상황을 고려한 효율적인 수송 계획을 수립하는 모형을 구성하고, 예제를 통한 모의를 통해 단간전환의 필요성과 효과를 확인하였다.

연구 결과를 실제 군 물류에 적용하여 적극적인 단간전환 이 이루어진다면, 현재 76% 수준인 전담지원율이 장기적 목표인 90%를 조기에 달성하여 전담지원체계가 정착될 수 있을 것이며, 이를 통해 보급단별 전담지원소요를 과학적으 로 산출하여 조달 최적화를 달성할 수 있을 것이다.

달성된 조달 최적화는 전시 군수지원 능력 향상으로 이 어져 군 임무수행 능력의 향상에 기여할 수 있다.

본 연구의 한계는 급변하는 전시상황에서 실시간 적용 이 어렵고, 수리모형의 한계상 실제 군에서 운용하는 대용 량 문제에 대한 결과를 얻기 어렵다는 것이다.

실시간 적용에 대한 사항은 군수지원체계의 특성상 일 일단위의 계획수립으로 활용가능하고 실시간 변화에 대한 부분은 운용적 측면에서 극복해야 할 것으로 판단한다.

향후에는, 대용량 데이터에 의한 수리모형의 한계를 극 복할 수 있는 발견적 기법에 의한 해법을 연구할 예정이다.