대기비용최적화 (Queueing Cost Optimization)

산업공학
한 줄 정의: 서버 운영비용과 고객 대기로 인한 손실비용의 합을 최소화하도록 서버 수나 서비스 수준을 결정하는 대기이론 기반 의사결정 기법입니다.

쉽게 풀면

창구 직원을 많이 두면 손님 대기시간은 줄지만 인건비가 늘어나고, 반대로 직원을 적게 두면 인건비는 줄지만 손님이 오래 기다려 불만이 커지는 딜레마를 생각하면 됩니다. 대기비용최적화는 이 두 가지 상반된 비용, 즉 서버를 운영하는 비용과 고객이 기다리는 데서 발생하는 비용을 더한 총비용이 가장 작아지는 지점을 찾는 방법입니다. 결국 '몇 명의 서버가 가장 경제적인가'라는 질문에 답을 주는 도구입니다.

왜 중요한가

서버 수를 무조건 늘리는 것이 항상 최선은 아니며, 비용 관점에서 적정 수준을 찾는 것이 실무적으로 중요하기 때문에 대기비용최적화는 대기이론을 실제 의사결정에 연결하는 핵심 다리 역할을 합니다. 콜센터 인력 배치, 생산설비 대수 결정, 물류창고 하역구 설계 등 자원 배분이 필요한 다양한 산업공학 문제에서 활용됩니다.

논문에서는 이렇게 쓰입니다

"본 연구는 M/M/c대기모형을 기반으로 서버 운영비와 대기비용의 합을 최소화하는 최적 서버 수를 도출하는 대기비용최적화 모형을 제시하였다."

대기모형의 결과를 비용함수에 대입해 가장 경제적인 서버 수를 계산했다는 뜻입니다.

"대기비용최적화 분석을 통해 현재 상담원 수가 총비용 관점에서 과잉 배치되어 있음을 확인하였다."

대기시간 개선 효과보다 인건비 증가가 더 커서 서버 수를 줄이는 것이 경제적이라는 결론을 도출했다는 의미입니다.

조금 더 깊게 보면

대기비용최적화는 일반적으로 서버 한 대(또는 한 명)를 추가로 운영하는 데 드는 단위비용과, 고객 한 명이 단위시간 동안 대기할 때 발생하는 단위 대기비용을 각각 정의한 뒤, 이 둘을 더한 총비용함수를 서버 수에 대해 최소화하는 방식으로 이루어집니다. 대기비용에는 실제 금전적 손실뿐 아니라 고객 불만이나 이탈로 인한 기회비용이 반영되기도 합니다.

주의할 점

대기비용을 얼마로 산정하느냐에 따라 최적 서버 수가 크게 달라질 수 있어, 대기비용 추정치의 신뢰성이 분석 결과의 타당성에 직접적인 영향을 미칩니다.

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