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문제 정의
- 본 사례연구에서는 수리온헬기 개발에 활용된 SE와 EVMS 기법의 내용과 적용성과를 서술하였고, 향후 개선방향을 명기하였다.
제안 방법
- 개발기간 중 매월 10일 경 협력업체가 담당 통제계정의 EVMS 수행결과를 Excel 파일로 개발주관기관에 제출하며, 개발주관기관은 전사적 자원관리(ERP : Enterprise Resource Planning) 등 내부 재무회계 시스템과 연계하여 수행한 EVMS 결과에 협력업체 내용을 포함한 편차분석 보고서 및 기준치 초과 시 대책보고서를 사업단에 매월 20일 경 제출한다. 개발주관기관의 자료를 제출 받은 사업단 각 팀은 매월 말까지 해당 통제계정에 대한 편차 원인 분석 및 대책 수립의 적정성을 검토하여 시행한다. 사업단 EVMS 담당은 편차분석 종합 및 조정·통제 업무를 수행하고 있다.
- 그림 13,14는 VHF-FM 무전기 국내개발에 대한 EVMS 기법 적용결과를 나타내었다. 그림 13에서는 개발일정에 따라 누적된 계획예산(PV : Planned Value), 성과가치(EV), 실비용(AC : Actual Cost)을 비교하였으며, 그림14에서는 개발일정에 따른 일정편차(SV : Schedule Variance)와 비용편차(CV : Cost Variance)를 비교하였다.
- 그림 15,16은 해외도입 U/VHF-AM 무전기에 대한 EVMS 기법 적용결과를 나타내었다. 그림 15에서는 개발일정에 따라 누적된 계획예산(PV), 성과가치(EV), 실비용(AC)을 비교하였으며, 그림 16에서는 개발일정에 따른 일정편차(SV, EV-PV)와 비용편차(CV, EV-AC)를 비교하였다.
- 수리온헬기 개발사업은 그림 3과 같이 SE의 ‘Vee 모델’[3]을 기초로 하여 요구도로부터 설계, 시제작, 시험평가의 순으로 체계개발을 진행하고 있으며, 2011년 현재 체계운용시험평가 단계에 있다. 또한, 개발일정계획 수립 시부터 SE의 동시개발 프로세스를 적용하였으며, 이러한 일정 단축 노력을 통해 무기체계개발의 비용 상승 방지를 꾀하였다.
- 수리온헬기 개발사업의 경우 장기간, 막대한 비용이 소요되고 다수의 계약자 참여로 과학적, 체계적인 사업관리 및 투명한 사업의 진행을 위하여 그림 1과 같이 사업관리 방안의 필요성이 제기되어 한국국방연구원(KIDA)의 용역과제 수행결과[1]에 따라 사업관리를 추진하게 되었다. 사업관리 방안으로는 시스템엔지니어링(SE : Systems Engineering, 이하 SE)을 기반으로 하여 사업성과관리(EVMS : Earned Value Management System, 이하 EVMS), 목표비용관리(CAIV : Cost as An Independent Variable, 이하 CAIV), 위험관리(RM : Risk Management) 등의 과학적 사업관리기법을 적용하였다. 특히, 방위사업관리규정[2]에서는 사업 일정 및 양산 목표가의 달성을 위해 연구개발 단계별 사업예산 500억 원 이상이고, 사업기간 3년 이상의 연구개발사업에 대해서 EVMS 및 CAIV 등이 적용될 수 있도록 제안요청서, 체계개발동의서 등에 관련 내용을 반영하도록 명시되어 있다.
- 개발주관기관은 각종 요구도 관리 수행방안에 따라 제시된 요구조건을 충족하는 개발을 위한 헬기체계/구성품들의 시스템엔지니어링관리계획(SEMP : System Engineering Management Plan, 이하 SEMP)을 수립하였으며, 기술관리기관의 검토/확인을 거쳐 사업단의 승인을 득하였다. 이는 기술 검토 및 적합성 입증과 비용 및 일정 내 목적 달성을 위한 관련 계획 및 지침을 제공해주는 자료로 활용하여 체계, 부체계, 구성품의 요구사항을 충족시키기 위한 전반적인 계획을 SE 절차대로 이행하였다. SE 관리는 수리온헬기 개발사업에 있어 필요조건, 설계 및 제조 대상을 정의하고 기술 및 운용 성능, 후속지원 행위에 대한 영향성을 포함한 변경사항을 평가한다.
- 체계개발 요구도는 그림 3의 SE “Vee” 모델에 나타낸 개발 milestone별로 각종 규격서에 산재되어 기술되므로 각종 구성품과 체계개발에 있어서 명확한 요구도 식별 및 할당과 각 개발기관별로 분산된 요구도 및 규격서 관리를 효율적으로 수행하기 위해 요구도관리 전문 상용 Tool인 DOORS를 활용하여 그림 5와 같이 요구도 통합관리체계를 구축하여 활용하였다.
- 최종사업비 추정액(EAC)은 성과지수(PI)의 산정방법에 따라 달라질 수 있으며 최상의 BAC 추정이 필요하나[9], [10], 본 연구에서는 표 3에서 보는 바와 같이 보편적으로 사용하는 일정성과지수(SPI : Schedule Performance Index, EV/PV)와 비용성과지수(CPI : Cost Performance Index, EV/AC)의 조합을 사용하여 분석하였다.
- 그림 21은 특정 시점에서의 최종사업비 추정액(ETC)을 나타내는 것으로서 최종사업비 추정은 12년 6월 사업이 종료되는 시점에서의 최종사업비를 의미하는 것으로 현재 사업의 진행 상태를 반영하여 최종사업비를 추정하는 것이다. 추정방법은 잔여사업비를 추정한 방법을 동일하게 적용하였다. 사업초기 단계에서 6개월 평균 비용성과지수를 이용한 최종사업비 추정액이 다소 낮게 추정되었는데 이는 비용이 미집행된 상황에서 6개월 평균 CPI를 이용하여 최종사업비를 추정하다보니 잔여 사업비가 낮게 추정되었다.
이론/모형
- 수리온헬기 개발사업 관리의 SE 기법 적용은 항공기와 같은 복잡한 시스템의 개발에 있어 ‘시스템적 사고’와 통합(Integration) 기술을 그 핵심으로 하여 수리온헬기의 성공적인 수행을 위해 사업착수 전에 기법 적용을 위한 사전연구[5], [6], [1]를 수행하여 사업초기부터 적용하였다.
- 수리온헬기의 체계요구도 및 각종 체계 및 구성품 규격서들의 요구도 관리를 위한 DB 역할 및 Link, 분석기능을 이용한 요구사항 간 추적성과 연계성 확보 및 관리를 위한 Tool로 DOORS를 적용하였다. 개발 요구도는 소요군(고객)이 제시한 운용개념과 요구사항을 바탕으로 목적에 적합한 헬기를 개발하기 위한 가장 중요한 요소이며, 개발단계별로 변경, 개선되어 간다.
성능/효과
- 사업초기 단계에서 6개월 평균 비용성과지수를 이용한 최종사업비 추정액이 다소 낮게 추정되었는데 이는 비용이 미집행된 상황에서 6개월 평균 CPI를 이용하여 최종사업비를 추정하다보니 잔여 사업비가 낮게 추정되었다. 기본설계 이후 추정액 편차가 줄어드는 것을 확인할 수 있으며, 사업이 정상궤도에 진입하면서 추정방법별로 큰 차이가 없는 것을 알 수 있다.
- 넷째, SE과 EVMS와 같은 과학적 사업관리기법의 적용을 통하여 과거의 결과위주의 관리에서 거의 실시간 예측관리를 통해 문제점을 식별하고 조치함으로써 능동적인 사업관리가 가능해졌다.
- 둘째, EVMS 적용을 통한 개발자의 인식전환을 들 수 있다. 과거에는 엔지니어가 비용보다는 성능과 일정 만족을 우선시 하였으며, 원가절감 및 비용에 대해서는 관심 밖이었다.
- 둘째, SE 절차 및 수리온헬기 연구개발 환경과 특성을 고려하여 수립된 사업관리업무절차를 기준으로 선진 항공국의 개발사업 관리기법 및 기존 개발사업에 적용한 경험을 적절하게 조합, 반영하여 합리적인 기술검토와 점검실시 및 후속조치를 수행할 수 있는 계기를 마련하였다.
- 한편, 체계개발 요구도 관리도구인 DOORS를 활용한 효과는 첫째, 상-하위 규격서 요구도 간 연계성 확보로 사후 추적관리 효율화 및 분야별 하위 규격서의 제/개정 시 영향 부분을 실시간으로 확인 및 검토가 가능하였다. 둘째, Server-Client 환경으로 다자간 동시 작업, 확인 및 요구도, 규격서의 제/개정 History 통합 관리로 변경내역을 버전별로 확인이 가능하였다. 셋째, 구축된 규격서 DB를 기준으로, 각 요구도 검증 관리에 활용하여 각종 시험평가에 의한 체계적인 요구도 검증결과의 집계, 확인 및 감항인증 문서와 연계가 가능하고, 주기적 출력이 필요한 문서는 자동생성기능을 활용하여 업무 부하를 줄일 수 있었다.
- 추정방법은 잔여사업비를 추정한 방법을 동일하게 적용하였다. 사업초기 단계에서 6개월 평균 비용성과지수를 이용한 최종사업비 추정액이 다소 낮게 추정되었는데 이는 비용이 미집행된 상황에서 6개월 평균 CPI를 이용하여 최종사업비를 추정하다보니 잔여 사업비가 낮게 추정되었다. 기본설계 이후 추정액 편차가 줄어드는 것을 확인할 수 있으며, 사업이 정상궤도에 진입하면서 추정방법별로 큰 차이가 없는 것을 알 수 있다.
- 셋째, SE에 바탕을 둔 EVMS 기법과 같은 과학적 사업관리기법의 적용을 통하여 과거의 결과위주의 관리에서 거의 실시간 예측관리를 통해 문제점의 조기 식별 및 조치가 가능해졌다.
- 둘째, Server-Client 환경으로 다자간 동시 작업, 확인 및 요구도, 규격서의 제/개정 History 통합 관리로 변경내역을 버전별로 확인이 가능하였다. 셋째, 구축된 규격서 DB를 기준으로, 각 요구도 검증 관리에 활용하여 각종 시험평가에 의한 체계적인 요구도 검증결과의 집계, 확인 및 감항인증 문서와 연계가 가능하고, 주기적 출력이 필요한 문서는 자동생성기능을 활용하여 업무 부하를 줄일 수 있었다. 넷째, 수리온헬기 개발 결과물의 DB 축적을 통해 연계된 추가사업 시 재사용성 제고 및 업무부하를 줄일 수 있을 것으로 기대된다.
- 셋째, 일정과 비용을 통합 관리할 수 있는 EVMS 적용을 통한 개발자의 인식전환을 들 수 있다.
- 수리온헬기 개발사업에서 EVMS 기법을 적용한 결과, 첫째, 각 통제계정별로 비용초과와 일정지연의 원인파악이 가능하여 사업관리자가 비용과 일정에 관한 실시간 대책수립과 조치가 가능하게 되었다.
- 성과관리기준선은 일반적으로 S-Curve의 형태를 그린다. 수리온헬기 개발사업의 성과관리기준선도 사업착수 시기에는 소규모의 예산이 투입되었으나, 기본설계 이후 상세설계, 시제작 단계에서는 예산이 집중적으로 투입되고 이후 예산투입이 줄어드는 것을 확인 할 수 있다. 그림 17에서 보면 상세설계 이후 계획예산 및 성과 대비 실비용이 증가하는 것을 알 수 있는데, 이는 시제작을 위한 원자재 구매 등으로 인한 환차손에 기인한 것으로 계약(‘06.
- 그림 19와 표 2는 수리온헬기 구성품/체계 개발단계별 일정 및 비용편차를 나타낸 것이다. 주요 시점별 일정 및 비용 편차를 살펴보면 기본설계 이전단계에서 일정은 지연되고 비용은 미집행된 것을 확인할 있다. 이는 군에서 요구하는 무기체계에 대한 요구도에 대한 구체화 작업 및 주 계약업체와 협력업체와의 계약 지연 등으로 인해 사업 초기 일정이 다소 지연되고 이에 따라 비용이 미집행되는 현상이 발생하였으나, 기본설계를 전후로 설계개념이 구체화되고 후속 계약을 추진하면서 일정 및 비용편차가 빠르게 회복되는 것을 확인 할 수 있다.
- 현재 진행 중인 사업이라 최종 성과를 정량적으로 제시하기에는 제한이 많지만, SE 및 EVMS 기법 적용을 통하여 얻은 대표적인 성과는 다음과 같다. 첫째, 선진 항공사에서 그 효용성이 입증된 SE를 적용하여 관리함으로써 현재까지 수리온헬기 개발사업을 성공적으로 수행할 수 있었으며, 특히 SE 기법에 있어 가장 핵심인 요구도 관리는 전용 Tool을 적극 활용함에 따라 관리 소요 및 각종 자료를 유기적으로 통합 관리할 수 있었다.
- 한편, 체계개발 요구도 관리도구인 DOORS를 활용한 효과는 첫째, 상-하위 규격서 요구도 간 연계성 확보로 사후 추적관리 효율화 및 분야별 하위 규격서의 제/개정 시 영향 부분을 실시간으로 확인 및 검토가 가능하였다. 둘째, Server-Client 환경으로 다자간 동시 작업, 확인 및 요구도, 규격서의 제/개정 History 통합 관리로 변경내역을 버전별로 확인이 가능하였다.
- 사업계획 수립 시 수리온헬기 개발기간은 국외 유사급 헬기개발 사례를 바탕으로 78개월을 계획하였으나, 개발계약이 계획대비 5개월 지연됨에 따라 전력화 일정 만회를 위해 철저한 SE적 사업관리에 중점을 두어 검토하여 각 단계별 개발일정을 최대한 단축하여 73개월로 조정하였으며, 이는 사업착수 1년 뒤인 2007년 6월 기본설계검토회의(PDR : Preliminary Design Review)에서 확정하였다. 헬기를 처음으로 개발하는 사업단의 입장에서 SE의 동시개발 프로세스의 적용 및 SEMP에 의한 철저한 사전 준비를 바탕으로 세계적인 수준의 선진 항공사들 보다 더 짧은 기간에 동급 최고 성능의 헬기 개발을 가능하게 하는 성과를 거두었다.
후속연구
- 셋째, 구축된 규격서 DB를 기준으로, 각 요구도 검증 관리에 활용하여 각종 시험평가에 의한 체계적인 요구도 검증결과의 집계, 확인 및 감항인증 문서와 연계가 가능하고, 주기적 출력이 필요한 문서는 자동생성기능을 활용하여 업무 부하를 줄일 수 있었다. 넷째, 수리온헬기 개발 결과물의 DB 축적을 통해 연계된 추가사업 시 재사용성 제고 및 업무부하를 줄일 수 있을 것으로 기대된다.
- 또한 일부 해외 원자재의 경우 최소발주수량으로 인하여 필요한 양보다 더 많은 재료를 구매한 것도 한 원인이다. 이렇게 초과 구매한 원자재는 개발 종료 후 양산시 활용 예정이며, 초과구매분 만큼의 초도양산비용의 절감이 기대된다. 초과된 비용을 최소화하기 위하여 잔여 사업기간 중 투입인력을 최소화하여 사업을 관리하고 있다.
- 즉, 사업 초기에는 일정지연과 비용초과 정도에 따라 잔여 사업비 추정액도 크게 영향을 받게 된다. 이후 사업이 일정 궤도에 진입하게 되면 누적된 일정 및 비용 성과지수에 의하여 분석이 되므로 일정이 정상적으로 진행된다면 일정성과지수를 이용한 추정방법보다 비용성과지수에 가중치를 적용한 추정방법을 사용하는 것이 적합하다.
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