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문제 정의
- 수리부속비는 운영유지비 영역에 포함되기 때문에 물리적 특성치와 사업적 특성치 등 제작에 소요되는 요소들외에 무기체계 운영과 관련된 비용발생요소가 포함되어야 한다. 따라서 수리부속비 추정에 적합한 CER을 개발하기 위하여 해당 군으로부터 고정익 항공기(이하 항공기) 및 장갑차의 운영 자료를 수집한 뒤 다음과 같이 통합 및 조정하였다.
- 그러나 수명주기비용을 추정함에 있어서 세부 항목에 대한 명확한 기준이 없기 때문에 추정결과에 대한 정확도를 확신할 수 없었다. 본 연구는 운영유지비 항목 중 수리부속비를 추정하기 위하여 수리부속비 CER을 개발하고, 활용방안을 제시하였다. 연구결과를 요약하면 다음과 같다.
- 통계적 검증과 활용성이 확보된 CER은 다양한 분야에 활용할 수 있다. 본 연구에서는 수리부속비 CER 을 활용하여 운영유지비와 수명주기비용을 추정하는 방법과, 획득비와 수리부속비의 비율을 고려하여 무기 체계의 적정 경제수명을 예측하는 방법을 제시한다.
가설 설정
- 운영유지비 자료는 다음과 같이 정규화하였다. 첫째, 무기체계의 운영시작 시점을 2008년으로 가정하였다. 둘째, 모든 비용은 2003년 이후의 평균 물가상승률 3.
제안 방법
- J 항공기에 대한 LCC 추정결과에 대한 타당성 확보를 위해서 미회계감사국(GAO : Goverment Accountability Office)의 고정익 항공기의 수명주기비용 비율과 비교하였다. 비교결과 연구개발비와 획득비는 GAO 대비 상대적으로 작으며, 반대로 운영유지비가 큰 것을 확인할 수 있었다(Fig.
- 넷째, 국산화율은 방위사업청에서 2006년도에 발간한 ‘방산물자 국산화율’을 활용하였다.
- 넷째, 국산화율을 비용발생요소로 고려하였다. 결함이 발생하여 수리를 하거나 신품으로 대체할 경우 수송비를 포함한 수리비용은 해외도입 품목이 국산 품목에 비하여 크게 증가하기 때문이다.
- 넷째, 표준화된 자료에 대한 통계분석을 통해 CER을 개발하고 논리적 타당성을 검증한다. 한편, CER의 타당성 제시를 위해 통계적인 검증이 도움이 되지만, CER은 활용이 목적이기 때문에 통계적 검증 못지않게 활용성을 확보하는 것도 매우 중요하다.
- 둘째, 수리부속비 CER을 활용하여 운영유지비와 수명주기비용을 추정하는 방안을 제시하였다.
- 따라서 본 연구는 획득비, 노후화율, 국산화율, 임무 특성 등 무기체계별 특성을 고려한 수리부속비 비용 추정관계식(CER : Cost Estimating Relationship)을 이용한 새로운 관점에서 수리부속비를 추정하였다. 이를 통해 운영유지비와 수명주기비용을 추정하고, 개발된 CER을 활용한 무기체계의 경제수명을 판단하는 방법을 제시하였다.
- 둘째, 수집한 수리부속비 자료는 누척치가 아닌 당해 연도 자료였다. 따라서 운영기간을 총 사용수명 대비 백분율로 환산함으로서 당해 연도로 표현할 수 있는 노후화율로 변환하였다.
- 본 연구에서는 국방비용편람의 기준을 적용하여 다음과 같은 절차에 따라 운영유지비를 추정하였다.
- 본 연구에서는 연구개발비, 획득비, 운영유지비에 대한 모든 자료가 수집가능한 J 항공기와 L 장갑차를 대상으로 수명주기비용을 추정하였다. 항공기는 J를 제외하면 모두 국외구매 또는 국내 조립 생산이었기 때문에 J 항공기로 한정하였고, 장갑차는 L을 기본으로 3종의 장갑차를 개조 및 변형하였기 때문에 L 장갑차로 한정하였다.
- 상기의 수리부속비 CER은 통계적으로 유의한 수준을 보였지만, CER의 실질적인 활용 가능성을 검증하기 위하여 실제 수리부속비와 추가적으로 비교하였다.
- 셋째, 노후화율은 국방부에서 발행하는 ‘각 군별 주요 무기체계 도입사’를 참조하여 도입 시기를 기준으로 사용수명(40년)에 대한 비율로 변환하였다.
- 셋째, 실 자료를 활용하여 연구개발비, 획득비, 운영 유지비의 비율을 도출하고, 운영기간에 따른 획득비 대비 수리부속비율과 수명주기비용 구조의 변화를 분석하여 경제수명을 판단하는 방안을 제시하였다.
- 셋째, 임무형태에 따른 요소를 구분하였다. 예를 들어 급기동하는 전투기와 화물과 인원을 수송하는 수송기는 수리부속비의 변화가 다른 것처럼 임무에 따라 상이한 결함 발생 확률을 임무형태를 구분함으로서 반영할 수 있도록 하였다.
- 따라서 본 연구는 획득비, 노후화율, 국산화율, 임무 특성 등 무기체계별 특성을 고려한 수리부속비 비용 추정관계식(CER : Cost Estimating Relationship)을 이용한 새로운 관점에서 수리부속비를 추정하였다. 이를 통해 운영유지비와 수명주기비용을 추정하고, 개발된 CER을 활용한 무기체계의 경제수명을 판단하는 방법을 제시하였다.
- 이외에도 운영 특성을 분석하여 운영시간 등의 다양한 요소를 고려하였으나 수리부속비에 미치는 영향이 매우 작거나, 다른 요소와 높은 상관관계를 보였기 때문에 위의 네 가지 요소로 한정하였다. 따라서 수리 부속비는 획득비, 노후화율, 임무, 국산화율 등과 관계가 있다는 가정하에 식 (1)과 같이 기본적인 수리부속비 CER을 모형화 하였다.
대상 데이터
- 다섯째, 수리부속비는 공군 군수사 분석평가실에서 발간한 2003∼2008년까지의 ‘항공기 대당/시간당 유지비 보고’ 자료를 활용하였다.
- 비교 대상은 2002년을 기준으로 11개 기종 중 전력화 이전 단계인 3개 기종을 제외한 8개 기종으로 하였다. 검증 결과 Table 8과 같이 국방비용편람의 실제 수리부속비와 CER에 의해 추정된 수리부속비와의 정확도는 평균적으로 70%(52～99%)를 보였다.
- 22%를 적용한 2008년 불변가로 환산하였다. 셋째, 사용수명은 항공기는 40년, 장갑차는 30년을 적용 하였다.
- 장갑차의 획득비는 합동참모본부에서 작성한 ‘합동 무기체계’ 자료를 활용하였다.
- 첫째, 항공기의 임무형태는 현재 공군에서 운영중인 전투기, 정찰기, 수송기, 훈련기의 4가지로 Table 1과 같이 구분하여 자료를 수집하였다.
- 본 연구에서는 연구개발비, 획득비, 운영유지비에 대한 모든 자료가 수집가능한 J 항공기와 L 장갑차를 대상으로 수명주기비용을 추정하였다. 항공기는 J를 제외하면 모두 국외구매 또는 국내 조립 생산이었기 때문에 J 항공기로 한정하였고, 장갑차는 L을 기본으로 3종의 장갑차를 개조 및 변형하였기 때문에 L 장갑차로 한정하였다.
- 둘째, 획득비는 공군 군수사령부에서 발행한 군수교과서를 활용하였다. 획득단가는 한국은행의 연도별 환율자료와 통계청의 물가상승률을 적용하여 Table 2와 같이 2008년도 불변가로 환산하였다. 이때 C와 D 기종은 직구매와 국내 면허생산에 따라 획득가가 상이하기 때문에 도입대수를 기준으로 각 기종별 평균값을 적용하였다.
데이터처리
- CER에 대한 평가는 상관계수 검정을 기본으로 다음과 같은 방법을 이용하여 통계적 유의성을 검정한다.
이론/모형
- 수리부속비는 지수분포와 유사한 형태의 결함확률에 의존하기 때문에 모형의 적합도를 향상시키기 위하여 CER을 식 (2)와 같이 지수함수 형태로 설정하였다. 명목척도인 임무형태는 구분을 위한 지시변수(Dummy Variable)를 사용하였다.
성능/효과
- 검증 결과 Table 8과 같이 국방비용편람의 실제 수리부속비와 CER에 의해 추정된 수리부속비와의 정확도는 평균적으로 70%(52～99%)를 보였다. 8개 기종 중 A, B, D, G, H의 5개 기종은 과소 추정된 반면, C, E, F의 3개 기종은 과다 추정되었다.
- 등의 사업을 추정한 사례가 있다. 그러나 전력화가 완료된 KO-1의 운영유지비를 분석한 결과 수리부속비 추정값이 실제와 많은 차이가 있는 것을 확인할 수 있었다.
- 셋째, 운영유지비 산출은 주관적인 평가가 필요하기 때문에 추정결과에 대한 객관성을 확보하기가 쉽지 않다. 넷째, 운영유지비의 범위가 광범위하다. 운영유지비는 해당 체계에 직접 사용되는 비용 이외에 운영, 정비, 관리 및 지원 등 설정에 따라 범위가 달라질 수 있기 때문이다.
- 둘째, CER의 타당성을 평가하는 F값은 검정통계량 (F0)보다 작고, P-value가 0에 가까울수록 타당하다고 할 수 있다.
- 둘째, L 장갑차의 경우 Fig. 5에서처럼 운영기간이 20～30년 사이에서 도입비와 운영유지비의 비율의 변화는 각각 -22%, +22%이다. 따라서 연간 변화는 각각 -2.
- 첫째, 무기체계의 운영시작 시점을 2008년으로 가정하였다. 둘째, 모든 비용은 2003년 이후의 평균 물가상승률 3.22%를 적용한 2008년 불변가로 환산하였다. 셋째, 사용수명은 항공기는 40년, 장갑차는 30년을 적용 하였다.
- 운영유지비 추정이 복잡하고 어려운 이유는 첫째, 추정의 결과를 확인하기 위해서는 무기체계 도태까지의 긴 시간이 요구된다. 둘째, 운영유지비항목의 범위와 구분이 명확하지 않다. 셋째, 운영유지비 산출은 주관적인 평가가 필요하기 때문에 추정결과에 대한 객관성을 확보하기가 쉽지 않다.
- 둘째, 장갑차에 대해서 항공기와 동일한 방법으로 수리부속비 CER을 활용하여 운영기간 변화에 따른 수리부속비의 비율 변화를 확인할 수 있다. 장갑차 역시 시간의 경과에 따라 수리부속의 결함 수 증가에 따른 수리부속비 상승폭이 커지는 것을 알 수 있다.
- 4). 따라서 연간 변화는 각각 -1.3%, 1.6%이며, 약 26년 시점에서는 획득비와 운영유지비의 비율이 각각 29%와 62%일 것으로 추정할 수 있어서 일반적인 비용발생 분포에 가까운 비율을 보일 것이다. 따라서 운영유지비가 획득비의 2배가 되는 시점을 경제수명으로 설정할 경우 J 항공기의 경제수명은 약 26년으로 추정할 수 있다.
- 0001이하로서 개별회귀계수는 유의하였다. 따라서 종합적으로 분석할 때 도출된 장갑차 수리부속비 CER 을 활용하여 장갑차 분야에 대한 수리부속비 추정이 가능하다고 판단할 수 있다.
- J 항공기에 대한 LCC 추정결과에 대한 타당성 확보를 위해서 미회계감사국(GAO : Goverment Accountability Office)의 고정익 항공기의 수명주기비용 비율과 비교하였다. 비교결과 연구개발비와 획득비는 GAO 대비 상대적으로 작으며, 반대로 운영유지비가 큰 것을 확인할 수 있었다(Fig. 2).
- 셋째, CER의 개별회귀계수에 대한 유의성은 T-검정을 활용할 수 있다.
- 셋째, 수집된 자료가 비용발생 요소일 것으로 판단되면 자료를 정규화(Normalization)한다. 기준년도와 물가상승률을 적용하여 비용을 불변가로 환산하거나, 중량, 길이의 단위를 동일한 기준으로 통일하는 등의 자료 표준화는 매우 중요하다.
- 둘째, 운영유지비항목의 범위와 구분이 명확하지 않다. 셋째, 운영유지비 산출은 주관적인 평가가 필요하기 때문에 추정결과에 대한 객관성을 확보하기가 쉽지 않다. 넷째, 운영유지비의 범위가 광범위하다.
- 개발 및 양산 단계의 모든 비용은 해당 단계의 사업이 종료되면 획득비로 대표될 수 있기 때문이다. 실제 자료 분석 과정에서 비용발생요소들을 분리한 결과 각 요소들간에 높은 상관관계를 보이면서 CER의 적합성에 부정적인 영향을 미치는 것을 확인할 수 있었다.
- 항공기 각 기종별 사용수명까지의 1대당 운영유지비 추정결과는 Table 10과 같다. 전체 운영유지비 중 수리부속비 비율의 평균은 약 27%이며, 유류비, 인력 운영비, 부대관리비 비율의 평균이 각각 30%, 49%, 11%로 나타났다.
- 장갑차의 각 장비별 사용수명까지의 1대당 운영유지비는 Table 11과 같다. 전체 운영유지비 중 수리부속비의 비율은 항공기와 유사한 28.2%이며, 유류비, 인력 운영비, 부대관리비 비율의 평균이 각각 0.3%, 63.2%, 8.3%로 나타났다.
- 첫째, J 항공기는 1988년부터 1998년까지 약 11년 동안 개발하였으며, 1대당 연구개발비는 약 13억원으로서 2008년 불변가로 약 23억원이다. 획득비는 2008년 불변가로 약 74억원이다.
- 첫째, J 항공기에 대하여 수명주기비용 비율의 일반적인 범위(연구개발비 : 획득비 : 운영유지비 = 1 : 3 : 6)에 포함되는 운영기간 20～30년 사이의 획득비와 운영유지비의 변화는 각각 -13%, +16%이다((Fig. 4). 따라서 연간 변화는 각각 -1.
- 첫째, 개발과 양산 단계의 비용발생요소인 중량, 성능 등의 물리적 요소와 제작 난이도, 사업 관리비 등의 사업적 요소를 하나의 비용인 획득비로 통합하였다. 개발 및 양산 단계의 모든 비용은 해당 단계의 사업이 종료되면 획득비로 대표될 수 있기 때문이다.
- 첫째, 항공기 수리부속비 CER을 활용하여 동일 시기에 획득 후 사용수명까지 운영하였을 때 수리부속비와 획득비의 비율이 어떻게 변화하는지 확인할 수 있다. Table 12와 Fig.
- 첫째, 항공기와 장갑차 분야에 대한 수리부속비 CER 을 개발함으로서 적정 CER 개발 방법론을 보였다.
- 항공기 및 장갑차에 대한 수리부속비 CER 개발결과를 종합하면 획득비와 노후화율의 증가에 따라 수리부속비는 증가하지만, 국산화율이 증가할수록 수리 부속비는 감소하는 것을 알 수 있다. 또한 항공기의 임무형태와 수리부속비는 유의한 관계에 있다고 할 수 있다.
후속연구
- 둘째, 무기체계별로 관련 자료가 많지 않으며, 분산 관리 되는 등의 한계 때문에 본 연구 결과가 항공기와 장갑차 전체를 대표하기에는 다소 무리가 있으며, 자료 수집의 노력이 상당히 요구되었다. 따라서 현재 육군의 K2 전차와 공군의 T-50 항공기 등 연구개발에 의해 획득한 무기계의 운영결과를 다양한 분야에서 수집/관리할 수 있는 체계정립이 요구된다.
- 첫째, 운영유지비의 구성항목에 대한 명확한 정의와 분류가 있어야 한다. 본 연구에서도 개념적인 운영유지비 항목과 예산상의 항목의 차이가 커서 많은 부분에 대해 가정을 해야만 하는 한계가 있었다.
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