ESB Research 5월호

Zhou, S., Park, T. and Kwak, J.K. (2024) Simulation modelling for retail self-checkouts: performance analysis and optimisation. International Journal of Services Technology and Management, 29 (2/3/4), pp97-106.

곽진경 교수 (경영과학 전공)

 본 연구는 최근 소매점에 활발히 도입되고 있는 셀프계산대 시스템이 실제로 고객 대기시간을 줄이는지, 그리고 계산대 운영 효율성에 어떤 영향을 미치는지를 정량적으로 분석하고자 하였습니다. 지금까지의 연구는 셀프계산대의 심리적 효과나 고객 만족도에 초점을 맞춘 경우가 많았고 실제 운영 성과, 특히 대기시간 개선에 대한 실증 연구는 부족한 상황이었습니다. 본 연구는 셀프계산대와 일반계산대에서의 고객 대기 상황을 시뮬레이션을 통해 분석함으로써, 운영 최적화와 고객 서비스 품질 제고라는 두 측면에서 중요한 시사점을 제공하고자 하였습니다.

 주요 연구방법은 시뮬레이션입니다. 폴란드 소매점의 실거래 데이터를 바탕으로 고객도착률, 구매 상품 개수, 셀프계산대 선택 확률 등 변수를 설정하고, ARENA 시뮬레이션 소프트웨어를 활용해 다양한 운영 시나리오를 실험하였습니다. 각 시나리오에서는 고객 대기시간, 대기고객 수 및 일반/셀프 계산대의 이용률 등을 성과지표로 측정하였고, 특히 고객의 구매 수량에 따라 셀프게산대 이용 확률을 달리 설정하여 실제 운영 환경에 근접한 분석이 이루어졌습니다.

 분석 결과, 셀프계산대 이용 고객은 평균적으로 구매 상품 수는 적지만 결제 처리 시간은 오히려 더 긴 것으로 나타났습니다. 이는 숙련된 계산원이 고객보다 빠르게 작업을 수행한다는 점을 반영합니다. 또한 계산원 및 셀프 기기의 수가 늘어날수록 대기시간은 감소하지만, 일정 수준을 넘어서면 추가 투입의 효과는 제한적인 것으로 관찰되었습니다. 이에 따라 저희는 목표계획법 (goal programming)을 활용해 고객 대기시간과 자원 활용률을 동시에 고려한 최적의 계산대 조합을 제시하였습니다.

 이 논문은 셀프계산대 이용에 대한 구체적인 운영 전략을 제안한다는 점에서 실무적 활용도가 높다고 판단됩니다. 예를 들어, 피크타임에 계산원과 셀프계산대를 적절히 조합해 배치함으로써 고객 대기시간을 효과적으로 관리할 수 있습니다. 저희는 관련 비용 정보를 얻기 어려웠지만 향후 연구에서 인건비, 기기 유지비 등의 비용 요소까지 고려한다면 소매점에서의 계산대 운영 효율성과 관련하여 더 탁월한 의사결정이 가능할 것으로 기대됩니다.

 본 연구는 미국 산호세 주립대학교의 Shu Zhou 교수, Taeho Park 교수와 함께 진행하였고 최근 International Journal of Services Technology and Management (SCOPUS 등재 저널)에 게재되었습니다. 시뮬레이션 연구의 난제 중 하나는 사용된 parameter의 정당성을 입증하는 것인데, 마침 데이터를 게재하는 학술지에서 소매점 계산대 이용과 관련된 구체적인 정보를 확보할 수 있어 시뮬레이션 변수 설정에 큰 도움이 되었습니다. 그럼에도 불구하고 심사과정에서 시뮬레이션이 현실을 대표할 수 있는지에 대한 지적이 계속되었고, 이를 반영하여 모형을 더욱 정교화하는 한편, 결과값 자체보다는 분석 결과의 시사점에 초점을 맞추어 논문을 서술하게 되었습니다. 실증 연구에 있어 사용된 데이터가 연구 주제를 얼마나 잘 뒷받침하는지 충분히 고민하고, 그 정당성을 독자와 심사자 모두가 납득할 수 있도록 설계와 해석의 논리를 치밀하게 구성하는 것이 중요하다는 점을 실감하게 된 경험이었습니다.