Measuring the Impact of Supply Network Topology on the Material Delivery Robustness in Construction Projects

Abstract

The robustness of a supply chain (i.e., the ability to cope with external and internal disruptions and disturbances) becomes more critical in ensuring the success of a construction project because the supply chain of todays construction project includes more and diverse suppliers. Previous studies indicate that topological features of the supply chain critically affect its robustness, but there is still a great challenge in characterizing and quantifying the impact of network topological features on its robustness. In this context, this study aims to identify network measures that characterize topological features of the supply chain and evaluate their impact on the robustness of the supply chain. Network centrality measures that are commonly used in assessing topological features in social network analysis are identified. Their validity in capturing the impact on the robustness of the supply chain was evaluated through an experiment using randomly generated networks and their simulations. Among those network centrality measures, the PageRank centrality and its standard deviation are found to have the strongest association with the robustness of the network, with a positive correlation coefficient of 0.6 at the node level and 0.74 at the network level. The findings in this study allows for the evaluation of the supply chain networks robustness based only on its topological design, thereby enabling practitioners to better design a robust supply chain and easily identify vulnerable links in their supply chains.

최근 건설 공급망은 COVID-19, 나라 간 전쟁 및 원자재 가격 상승 등으로 인한 자재 지연 및 프로젝트 스케쥴 지연으로 어려움을 겪고 있다. 이에, 공급망의 강건성(공급망 외부 및 내부에서 발생하는 예기치 못한 자재지연에 대처할 수 있는 능력)은 건설 프로젝트의 성공을 보장하는 데 있어 더욱 중요해지고 있다. 오늘날의 건설 프로젝트의 공급망에는 더 많고 다양한 공급업체가 포함되고, 그 관계 또한 복잡해지고 있기 때문에, 이전 선행연구들의 건설 공급망을 선형적인 모델로 분석하는 방법은 더 이상 최근 공급망에 유효하지 않다. 이에, 본 연구는 복잡화되고 있는 건설 공급망의 위상적 특징을 정량화하는 지표들과 공급망의 퍼포먼스 사이 상관관계를 분석하여 어떤 위상적 특성을 가지는 공급자들이 먼저 관리되어야 하고, 자재 지연에 강건한 공급망은 어떻게 설계되어야 하는지 확인하는 것을 목표로 한다. Social Network Analysis에서 위상적 특징을 수치화하는 데 일반적으로 사용되는 지표들이 활용되었고, 실제 건설 프로젝트 데이터에 기반하여 다양한 위상적 특성을 가지는 공급망을 무작위로 생성하여 자재 지연 발생시의 공급망의 퍼포먼스를 시뮬레이션을 통해 평가하였다. 공급망의 다양한 위상 지표들 중 PageRank Centrality가 공급망의 강건성과 가장 연관성이 큰 것으로 확인되었으며, 개별 공급자 수준 분석에서 0.6, 공급망 전체 수준 분석에서 0.74의 양의 상관계수를 가짐을 보였다. 본 연구의 결과는 실무자로 하여금 공급망의 위상적 특징을 기반으로 그 강건성을 평가하여 더 강건한 공급망을 설계할 수 있게 하며, 다른 공급자 대비 더 영향력 있는 공급자를 식별하여 집중 관리의 대상으로 선정할 수 있게 한다.