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문제 정의
- 따라서 본 논문에서는 가용한 과거 실적자료를 근간으로 공학적 분석에 의한 장보고 II급 잠수함의 수명주기비용을 도출하는 절차를 제시하고, 개발된 절차에 따라 추정된 결과를 미국 프라이전트사에서 개발(Prigent, 2008)하여 국방 분야에 널리 활용되고 있는 PRICE 모델(Kim and Choi, 2002; Yoon and Choi, 2003; ROK, 2006)의 결과와 비교 분석하여 제시하고자 한다. 연구의 결과 제시된 수명주기비용을 활용하여 국방예산 의사결정에 활용함으로써 예산의 효율적 사용을 도모함을 본 연구의 목표로 한다.
- 따라서 본 논문에서는 가용한 과거 실적자료를 근간으로 공학적 분석에 의한 장보고 II급 잠수함의 수명주기비용을 도출하는 절차를 제시하고, 개발된 절차에 따라 추정된 결과를 미국 프라이전트사에서 개발(Prigent, 2008)하여 국방 분야에 널리 활용되고 있는 PRICE 모델(Kim and Choi, 2002; Yoon and Choi, 2003; ROK, 2006)의 결과와 비교 분석하여 제시하고자 한다. 연구의 결과 제시된 수명주기비용을 활용하여 국방예산 의사결정에 활용함으로써 예산의 효율적 사용을 도모함을 본 연구의 목표로 한다.
가설 설정
- 5년에 3차례에 걸쳐 시행된다. 6.5년과 19.5년에 시행되는 창정비는 동일한 정비이다. 따라서 6.
제안 방법
- 2008년 장보고-I의 연간 교육훈련비 자료를 참고하여 25년간(2008년~2032년)의 연도별 교육훈련비를 추정하였고 장보고-I과 장보고-II의 승조원수와 교탄사용(무기체계)항목이 동일하므로 실적데이터 보정 없이 생산자 물가상승률(2.3%)을 적용하였다.
- 2008년 장보고-I의 연간 인력운영비(급여, 간접비)자료를 참고하여 25년 간(2008년~2032년)의 연도별 인력운영비(급여, 간접비)를 추정하였고 장보고-I과 장보고-II의 승조원수가 동일하므로 계급별로 실적데이터의 보정 없이 군인보수 인상률(3.9%)을 적용하였다. 이때 군인보수 인상률은 1981년부터 2008년까지의 군인보수 인상률(중령 1호봉 기준)의 평균인상률을 적용하였고, 보다 현실적인 보수 인상률을 활용하기 위하여 전년대비 10% 이상의 인상률을 보인 연도는 제외하여 계산하였다.
- 1~2008. 6의 유류단가(고유황 경유)자료를 참고하여 연도별 유류비를 추정하였다. 연평균 유류량은 산술평균을 적용하였고, 여기에 장보고-I과 장보고-II의 중량비인 1.
- PRICE H를 이용하여 장보고-Ⅱ의 획득비를 추정하였고, Fill From H 기능을 활용하여 운영유지비용을 추정하였다. 또한 PRICE TOC 모델을 이용하여 50여 종류의 변수를 입력, 적용하여 장보고-Ⅱ의 총 수명주기비용을 추정하였다.
- 본 논문에서는 현재 실전 배치 중에 있는 장보고-Ⅱ급함(KSS-Ⅱ)의 인수 시부터 폐기 시까지의 수명주기 동안 발생하는 운영유지비용을 합리적이고 과학적인 방법으로 추정하여 제시하였다. 기존 유사 실적함의 운용데이터를 근간으로 물가상승률 등 경제지표를 고려한 공학적 분석에 의해 연도별 운영유지비를 추정하였고, 현재 미국을 중심으로 여러 국가들이 비용분석에 널리 활용하고 있는 전산모델인 PRICE H/HL과 PRICE TOC를 활용하여 보다 과학적이고 통계적인 운영유지비를 제시하였다.
- PRICE H를 이용하여 장보고-Ⅱ의 획득비를 추정하였고, Fill From H 기능을 활용하여 운영유지비용을 추정하였다. 또한 PRICE TOC 모델을 이용하여 50여 종류의 변수를 입력, 적용하여 장보고-Ⅱ의 총 수명주기비용을 추정하였다. 입력변수로는 기간, 비용단위(원) 및 무게, 길이단위(미터), 환율 등 프로젝트 속성변수와 글로벌 지수, 물가상승율 및 재무지수, 배치 및 운영정보지수, EBS 엘리먼트별 파라미터등을 입력하여 추정한 결과 운영유지비용이 3,127억 원으로 추정되었으며, 운영유지비용 중 장비유지 및 운영 비율은 71.
- 3%)을 적용하였다. 물가상승률은 1986년부터 2007년까지의 연도별 평균물가상승률(식료품, 비주류음료부문)을 적용하였다.
- 과학기술의 발달과 더불어 무기체계가 정밀화, 첨단화, 고기능화됨에 따라 무기체계의 획득비가 증가하고 있으며, 운영 유지비용도 급격하게 증가하고 있는 실정이다. 반면, 국방예산의 제한으로 예산 편성 시 운영유지비용의 비율이 오히려 감소하는 현 시점에서, 이 연구 결과는 과학적이고 분석적인 두 가지 추정방법을 통해 운영유지비용을 제시하여 신형 잠수함의 소요검증 체계를 보다 합리적으로 구축할 수 있도록 하였다.
- 둘째, 비용항목의 특성이 하나의 경제지표만을 적용할 수없다고 판단될 때에는 우선 과거 실적자료를 2008년도 화폐단위로 환산(평균 물가상승율 적용)한다. 변환된 실적자료에 다양한 회귀식(선형, 지수, 로지스틱 등)을 사용하여 유의성을 검증한다. 이들 중 가장 유의도가 높은 회귀식으로 비용을 추정하고 CAGR(Compound Annual Growth Rate)를 계산하여 물가상승율 등 경제지표와 비교하여 타당하다고 인정될 때에는 회귀식을 사용한다.
- 본 논문에서는 PRICE H를 이용하여 개발/양산가 즉, 획득비를 추정하였으며 PRICE HL을 이용하여 운영유지비용을 추정하였다. PRICE H의 주요 입력 변수로는 중량(kg), 제조복잡도, 개발난이도, 신규설계비율, 제조공정지수, 개발 및 양산일정와 시간당 평균임율, 간접노무비율 등 재무지수를 입력하여 무기체계의 획득비를 추정할 수 있다.
- 수명주기비용(Life Cycle Cost)이란 제품의 개발, 설계, 제조, 투자에 들어가는 비용과 사용 시 보전에 들어가는 비용 그리고 폐기 시 들어가는 비용의 총합을 말한다(Asiedu and Gu, 1998). 본 논문에서는 제품의 개발, 설계, 제조, 투자비용을 획득비로 하였고, 보전에 들어가는 비용을 운영유지비용으로 하여 분석하였다. 단, 폐기비용은 고려하지 않았다.
- 본 논문에서는 현재 실전 배치 중에 있는 장보고-Ⅱ급함(KSS-Ⅱ)의 인수 시부터 폐기 시까지의 수명주기 동안 발생하는 운영유지비용을 합리적이고 과학적인 방법으로 추정하여 제시하였다. 기존 유사 실적함의 운용데이터를 근간으로 물가상승률 등 경제지표를 고려한 공학적 분석에 의해 연도별 운영유지비를 추정하였고, 현재 미국을 중심으로 여러 국가들이 비용분석에 널리 활용하고 있는 전산모델인 PRICE H/HL과 PRICE TOC를 활용하여 보다 과학적이고 통계적인 운영유지비를 제시하였다.
- 본 절에서는 장보고-II의 공학적 분석과 전산모델을 활용하여 추정 분석한 획득비와 운영유지비용을 비교하였다. 비교한 결과 획득비는 172.
- 셋째, 다양한 회귀식을 사용하였음에도 불구하고 유의성이 검증되지 않았을 때에는 과거 실적 자료를 2008년도 화폐단위로 환산(평균 물가상승율 적용)하여 산술평균값을 사용한다. 마지막으로 위의 절차에 사용된 실적자료가 장보고-I급의 자료를 사용하여 산출되었을 경우에는 항목별 연도별 비용이 장보고-II급함에 적합하도록 중량보정 및 건조비 보정을 수행한다.
- 연평균 유류량은 산술평균을 적용하였고, 여기에 장보고-I과 장보고-II의 중량비인 1.5를 곱하여 1척당 연평균 유류량을 추정하였으며, 향후 25년 간(2008년∼2032년) 평균 물가상승률(4.4%)을 적용한 유류단가를 곱하여 유류비를 산출하였다.
- 우선 해당년도 당시 화폐가치 기준으로 척당 연차별 자료(예 : x번함의 첫해 비용, 둘째 해 비용, …, y번함의 첫해 비용, 둘째 해 비용, …등)의 유의미 여부를 판별하고, 두 번째로 동일 자료에 평균 물가상승률을 적용하여 2008년도 금액으로 환산하여 동일한 방법으로 척당 연차별 자료의 유의미 여부를 판별한다.
- 의약품비 추정은 1986년~2007년까지의 물가상승률(의약품 부문)의 평균 인상률(1.8%)을 적용하여 25년 간(2008년∼2032년) 연도별 의약품비를 추정하였다.
- 2008년도 장보고-II의 연간 부대활동지원비 자료를 참고하여 연도별 부대활동지원비를 추정하였다. 인력운영(급여, 간접비) 추정 시와 동일하게 평균 군인보수 인상률(3.9%)을 적용하여 25년 간(2008년~2032년)의 연도별 부대활동지원비를 추정하였다.
- 일반적으로 수리비는 중량보다는 획득비와 보다 큰 관련이 있을 것으로 상정할 수 있으나, 본 연구에서는 장보고-II의 획득비가 다소 낮게 책정되었을 가능성을 감안하여 이들 비율의 평균값으로 추정한다.
- 장보고-I 1척당 중창정비비 자료를 이용하여 시계열 분석한 결과 유의미 판정이 되었으므로 의 회귀분석식을 이용하여 중창정비비를 추정하였다.
- 장보고-II의 양산비를 추정하는 PRICE H 모델은 장보고-II를 총 LEVEL 5까지 구성하였고, 이를 다시 하위 601개의 EBS (Estimating Breakdown Structure)로 나누어 추정하였다. <그림 3>은 장보고-II EBS 구조도를 보여주고 있으며 각 EBS 자료는 장보고-I의 작업분할구조(WBS)별 중량자료를 이용하여 장보고-II의 EBS별 중량 및 개발일정 등을 감안하여 산출한 자료에 의해 구축된 화면이다.
- 장보고-Ⅰ 1척당 창정비비 자료를 이용하여 시계열 분석한 결과 유의미 판정이 되었으므로 각각의 경우(6.5년/19.5년, 13년)에 해당하는 회귀분석식을 이용하여 창정비비를 추정하였다.
- 4%로 나타났다. 한편, 13년 주기로 발생되는 창정비비는 잠수함을 25년 간 운용하면서 1번의 정비를 시행하는 만큼 기존실적데이터 수가 2개(2005년, 2008년) 밖에 없어 연도별 증가분을 구하여 장보고-II 예상 정비년도인 2021년의 창정비비를 추정하였다.
- 현재 운용 중인 장보고-I급함의 실제 운영유지비 자료와 부대활동지원비 및 물자관리비 등 일부 가용한 장보고-II급함의 자료를 활용하여, 장보고-II급함의 항목별 운영유지비를 2008년부터 2032년까지 향후 25년 간 물가상승률 등 경제지표를 고려하여 연도별로 추정 제시하였다.
- 4억 원의 차이가 발생하였다. 획득비의 차이는 국내 업체에서의 가격 결정시 고려되는 전략적인 요소에 기인한다고 설명할 수 있으며, 운영유지비의 경우에는 정비비를 제외한 나머지 비용은 공학적 모델과 거의 유사하고, 창정비비의 경우에는 파라미터별 편차가 매우 크므로 공학적 분석과 유사하도록 조정하였다. <표 10>은 분석방법에 따른 획득비, 운영유지비, 수명주기비용을 비교하여 보여주고 있다.
대상 데이터
- 2007년도 장보고-Ⅱ의 의약품비 자료를 참고하여 연도별 의약품비를 추정하였다. 의약품비 추정은 1986년~2007년까지의 물가상승률(의약품 부문)의 평균 인상률(1.
- 2008년도 장보고-II의 연간 부대활동지원비 자료를 참고하여 연도별 부대활동지원비를 추정하였다. 인력운영(급여, 간접비) 추정 시와 동일하게 평균 군인보수 인상률(3.
데이터처리
- 1999년∼2007년에 정비한 장보고-I 00척의 창정비비 자료 (6.5년과 19.5년)에 대한 시계열분석 유의미 여부를 판단하기 위해 연간 1척당 창정비비를 산출하여 회귀분석을 시행하였으며, 과 같이 시계열 분석결과가 도출되었다.
- 아울러 척당 연도별(예, ’95년도 x함과 y함, ’96년도 x함, y함과 z함 등) 자료에 대한 분석을 수행하고, 마지막으로는 00척의 평균 연차별로 회귀분석을 시행한다.
- 장보고-I연간(1995년∼2007년) 1척당 야전정비비 자료를 이용하여 시계열 분석한 결과 유의미 판정이 되었으므로 회귀분석식을 이용하여 야전정비비를 추정하였다.
이론/모형
- 제 2장에서는 유사실적함의 데이터를 토대로 공학적 분석을 통하여 잠수함의 획득 초기에서 폐기 시까지의 연도별 운영유지비용을 제시한다. 제 3장에서는 잠수함의 수명주기비용을 전산모델인 PRICE Model을 활용하여 제시한다. 제 4장에서는 공학적 분석에 의하여 도출된 운영유지비용과 전산모델을 활용하여 추정한 운영 유지비용을 비교 분석하고, 마지막으로 제 5장에서는 결론을 서술한다.
성능/효과
- 공학적 분석과 전산모델을 활용하여 추정한 향후 25년 간의 운영유지비용을 보면 공학적 분석을 통하여 추정한 총 운영유지비용은 3,126.5억 원이고 전산모델을 활용한 추정한 총 운영 유지비용은 3126.97억 원으로 약 0.4억 원의 차이를 보여 거의 유사한 추정 값이 제시되었다. 운영유지비용 대비 정비비용은 각각 71.
- 로지스틱분석의 경우 M값(포화치, 20억 원)에 대한 신뢰도 검증이 어렵기 때문에 선형회귀분석 방법을 통해 야전정비비를 추정하였으며, 장보고-I 1척당 연도별 평균 야전정비비의 상승률(CAGR)도 20.4%로 나타나므로 평균 물가상승률 보다 높게 나타나 향후 25년 간 물가상승률은 야전정비비 평균상승률에 포함되는 것으로 간주하였다.
- 또한 PRICE TOC 모델을 이용하여 50여 종류의 변수를 입력, 적용하여 장보고-Ⅱ의 총 수명주기비용을 추정하였다. 입력변수로는 기간, 비용단위(원) 및 무게, 길이단위(미터), 환율 등 프로젝트 속성변수와 글로벌 지수, 물가상승율 및 재무지수, 배치 및 운영정보지수, EBS 엘리먼트별 파라미터등을 입력하여 추정한 결과 운영유지비용이 3,127억 원으로 추정되었으며, 운영유지비용 중 장비유지 및 운영 비율은 71.2%를 차지하였다.
- <표 5>는 4차례의 분석 중 00척의 평균 연차별에 대해 시계열 분석결과 R2 값과 p-value의 값이 유의 수준을 충족시키지 못하므로 무의미 판정 되었다. 총 4가지 방법을 사용하여 데이터를 분석하여도 시계열 무의미 판정으로 나타나므로 장보고-I의 데이터는 함정별, 연도별, 연차별 상관관계가 없음을 알 수 있다.
- 피복비는 급식비와 같은 절차를 거쳐 산출된다. 평균물가상승율로 의복, 신발부문 상승률인 3.7%를 사용하였다.
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