[연구모형] 효율성을 검증하는 DEA 모형

효율성은 산출물의 가치와 그 산출물을 창출해 내기 위해 생산과정에서 소비한 투입물 가치의 비율로 나타낸다.

• 투입물이나 산출물의 시장가격이 존재하는 경우 이 값을 가중치로 이용하여 산출물과 투입물의 가치를 계산할 수 있어 실제 투입된 가치가 어느정도이고 얼마만큼의 성과물이 산출되었는지를 파악하게 된다.
• 하지만, 투입물과 산출물의 종류가 다양한 경우에는 투입물의 가치를 적절히 평가하기가 쉽지 않다는 점이 늘 고민거리가 된다.

 

Data Envelopment Analysis(DEA, 자료포락분석)모형

• 여러가지 투입요소들과 여러 산출요소들간에 효율성을 파악하기 위해 가중평균 비율을 활용하는 방법으로
• 특정 의사결정단위의 효율성 정도는 유사한 투입 산출구조를 가지는 준거집단과 비교하여 상대적으로 측정하고자 하는 방법이다. 
• 경영적 측면에서 투입대비 산출효과부분은 언제가 의사결정이나 성과평가에서 중요한 화두가 되기에 효율성 진단은 매우 필요한 과정이라 할 수 있다.
• 전통적인 효율성 측정방법의 한계를 극복할 수 있는 대안으로 자주 활용되고 있는 방법론이 변경분석(frontier analysis)이며, 변경분석의 주요 방법론 중의 하나가 DEA모형이다. 
• DEA는 자료포락분석기법, 비모수효율성분석법 등으로 불리며 다수의 투입요소를 사용하여 다수의 산출물을 생산하는 유사한 환경에 놓인 의사결정단위(Decision Making Unit, DMU)들의 효율성을 상호 비교 분석하는 방법이다.
• 여기서 개별 주체를 DMU(Decision Making Unit)라고 부르는데, 큰 기관이나 조직(국가, 다국적 기업, 지자체, 금융기관, 연구기관, 대기업, 중소기업 등), 소속 단위부서(지점, 팀 등), 프로젝트, 개인, 제품 등 비교대상이 되기만 하면 무엇이든 관계없다.

 

자료 포락 분석(Data Envelopment Analysis, DEA) (위키백과 자료 참조)

• DEA는 1970년대 후반 Charnes, Cooper, Rhodes(1978)에 의해 개발된 선형계획기법으로
• 영리기관의 효율성 평가방법(비율분석, 회귀분석 등)이 지닌 문제점을 개선하여 비모수적 방법에 의해 개발된 모형이며 이는 대상 집단을 효율적인 집단과 비효율적인 집단으로 구분한 Farrell(1957)의 효율성 개념을 새롭게 해석하고 이를 다수 투입물과 다수 산출물과의 비율모형으로 연장한 기법이다.
• 경영과학(OR/M, Operation Research/Management)에서 가장 널리 활용되고 있는 방법 중 하나로 같거나 유사한 업무를 수행하는 '개별 주체'들의 효율성을 객관적으로 평가하는 방법론으로 잘 알려져 있다.
• DEA는 시장가격이 없는 경우에 투입변수와 산출변수를 기반으로 DMUs의 상대적 효율성을 측정하기 위해 고안되었는데, 투입과 산출 간에 어떤 사전적 함수관계에 대한 가정이 없더라도 이를 모델화할 수 있는 것이 커다란 장점이기에 연구모형으로 활용성과 융통성이 좋다.
• 그 결과 DEA의 활용 영역이 매우 확대되어 제품 디자인의 선정, 마케팅 전략의 결정, 제품의 경쟁력 도출, 정책수행의 효율성 판단 등에도 활용되고 있다.

 

DEA의 가장 큰 특징(나무위키 자료 인용)

•  '과제 중심적 접근'과 '중요한 과제에 초점'을 맞추어 DMUs의 성과를 과학적, 정량적으로 도출할 뿐만 아니라 개선해야 할 부분과 개선의 가능성, Best Practice와 Benchmark 대상 등을 제시한다는 점이다.
• 대부분의 DEA 분석은 효율성 점수를 도출하는 것으로 마무리하지만, 이는 매우 안타까운 것이다. 개선해야 할 부분과 개선의 가능성, Best Practice와 Benchmark 대상 등을 제시함으로써 각 DMU의 성과향상의 방향과 목표를 제시하고 현실적으로 성과를 제고할 수 있을 때 DEA 분석의 진짜 효과를 볼 수 있게 된다.

 

DEA모형은 선형계획법의 일종으로서

• 하나 이상의 산출물과 하나 이상의 투입물로 이뤄진 의사결정단위(DMU: Decision Making Units)를 유사한 속성을 지니고 있는 집단 내에서 평가하는 상대적 평가기법이다
• 회귀분석법과 달리, 함수를 구하지 않고 비모수적을 접근, 평가대상의 경험적인 투입요소와 산출물간의 자료를 이용하여 경험적 효율성 프론티어를 도출하고 비교하는 분석 기법다.
• 보통 인과관계를 밝혀내기 어려운 DMU의 상대적 효율성을 평가하기 위해 사용된다.
• CCR 모형, Super-SBM 모형등이 있다.

 

DEA 모형들을 구분하기 위한 기준은

• ① 투입과 산출의 관계가 규모에 대한 수익불변(Constant to returns to scale)인가 규모에 대한 수익가변(Variable to returns)인가의 여부,
• ② 효율성 측정 시 투입기준(input based)인가 산출기준(output based)인가의 여부,
• ③ 효율 개선 의 방향이 방사형(radial)인가 비방사형(non radial)인가의 여부,
• ④ 물량자료만을 활용하였는 가 아니면 가격자료를 추가적으로 활용하였는가의 여부 등을 고려하여 구분할 수 있다.
• 즉 DEA 모형은 분석문제의 성격과 주어진 자료의 성질에 따라 다양한 모형이 존재한다. 
• 이 중 널리 활용되고 있는 모형은 Charnes, Cooper, Rhodes(1978)에 의해 규모에 대한 수 익불변을 가정해서 개발된 CCR모형과 Banker, Charnes, Cooper(1984)에 의해 규모에 대한 수 익가변 모형을 가정하고 있는 BCC모형이다.
• 가변규모수익은 규모수익체증(IRS; Increasing Returns to Scale), 규모수익불변(Constant Returns to scale) 및 규모수익체감(DRS; Decreasing Returns to scale)의 3가지 수익상태를 모두 포괄한다(이정동 외, 2010).
• 이를 변형한 모형으로는 상대적인 평가모형의 특성상 순위화하지 못하는 한계를 극복하고자 효율적으로 판명된 기관들을 대상으로 서로간의 효율성을 다시금 평가하여 순위를 내는 방법으로 Andersen과 Petersen(1989)이 개발한 AP모형 또는 Super-CCR 모형, 효율적인 기관들을 제외 한 나머지 비효율적인 기관들에 대해 다시 DEA를 통한 효율성 평가를 실행하는 Tier 분석, 적은 수의 기관을 대상으로 효율성을 평가했을 때 나타날 수 있는 변별력 문제를 해결하기 위한 DEA/AHP모형을 들 수 있다.
• 참고문헌 : 염동기, 신현대(2013), 자료포락분석(DEA)을 이용한 산학협력단의 상대적 효율성 평가, ｢행정논총｣ 제51권 제1호(2013. 3): 293~319.https://s-space.snu.ac.kr/bitstream/10371/83553/1/11%EC%97%BC%EB%8F%99%EA%B8%B0_%EC%8B%A0%ED%98%84%EB%8C%80.pdf

 

글. 최강모. 2023.03.04