신문팔이 문제
newsvendor problem
수요가 확률적이고 주문 기회가 한 번뿐일 때 얼마를 준비할지 정하는 문제다. 최적 수량은 품절 비용을 품절 비용과 잔여 비용의 합으로 나눈 임계비에서 결정된다.
성숙도 새순
용어와 역어
경쟁 역어: 신문판매원 문제, 뉴스벤더 문제
실무와 교과서 모두 '신문팔이 문제'를 쓴다. underage cost는 '품절 비용', overage cost는 '잔여 비용'으로 적는다 — '과소·과다 비용'은 어느 쪽이 모자란 것인지 읽는 순간 헷갈린다. critical ratio는 '임계비'다.
관련 개념
신문팔이는 아침에 몇 부를 받을지 한 번 정한다. 많이 받으면 남은 것이 폐지가 되고, 적게 받으면 팔 수 있던 손님을 돌려보낸다. 수요를 알 수 없고 되돌릴 기회도 없다. 이 구조가 문제의 전부다.
답은 두 손실의 비로 떨어진다. 한 부 모자랄 때 잃는 것을 품절 비용, 한 부 남을 때 잃는 것을 잔여 비용이라 하자. 최적 수량은 수요가 그 수량 이하일 확률이 품절 비용 ÷ (품절 비용 + 잔여 비용) 과 같아지는 지점이다. 품절이 아플수록 많이 받고, 남는 것이 아플수록 적게 받는다. 평균 수요는 답이 아니다.
기원은 신문이 아니라 은행이다. 에지워스가 1888년에 예금 인출을 확률변수로 두고 은행이 얼마를 준비금으로 들고 있어야 하는지 물었다. 같은 구조가 현금에도 신문에도 좌석에도 걸린다는 것이 뒤에 드러난다.
여기서 재고 이론과 수익경영이 갈라져 나온다. 애로·해리스·마샥이 이 한 기간 문제를 다기간으로 늘려 재고 정책의 기초를 놓는다. 리틀우드는 같은 임계비를 항공 좌석에 걸어, 싼 운임을 언제 닫고 비싼 손님을 기다릴지를 계산한다. 분야 이름은 달라도 비교하는 두 손실은 같다.
참고문헌
- F. Y. Edgeworth (1888). The Mathematical Theory of Banking. Journal of the Royal Statistical Society 51(1), 113-127
- Kenneth J. Arrow, Theodore Harris, Jacob Marschak (1951). Optimal Inventory Policy. Econometrica 19(3), 250-272
- Evan L. Porteus (2002). Foundations of Stochastic Inventory Theory. Stanford University Press