[논문]고품질 무기체계 획득을 위한 성숙도평가 방안 소개

김현우; 우순; 장봉기

doi:10.7469/jksqm.2013.41.3.395

[국내논문] 고품질 무기체계 획득을 위한 성숙도평가 방안 소개
A Study on Readiness Assessment for The Acquisition of High Quality Weapon System 원문보기

品質經營學會誌 = Journal of Korean society for quality management, v.41 no.3, 2013년, pp.395 - 404

김현우 (국방기술품질원) , 우순 (국방기술품질원) , 장봉기 (국방기술품질원)

Abstract ▼ AI-Helper

Purpose: Technology readiness assessment(TRA) used as a standard readiness assessment tool in the acquisition program of weapon system has some limitations in the comprehensive understanding of the complex system. Therefore, this research is intended to suggest a holistic maturity assessment method for the acquisition of high quality weapon system. Methods: Technology readiness level(TRL), manufacturing readiness level(MRL), integration readiness level(IRL) and system readiness level(SRL) developed to assess system maturities in the various aspects are compared and analyzed to draw an improvement avenue for the current readiness assessment method. Results: TRL, MRL, IRL and SRL have large differences in their maturity targets during the acquisition life cycle: technological performance, manufacturing capability, interface between components and total system, respectively. They complement one another's shortcomings Conclusion: To achieve a successful acquisition of high quality weapon system, multi-dimensional readiness assessment is required. Therefore, comprehensive readiness assessment using TRL, MRL, IRL and SRL will contribute to the acquisition of high quality weapon system through the accurate maturity information of overall system.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

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문제 정의

[Figure 1]은 성숙도평가 방법의 발전이력을 보여준다. 각 평가방법은 앞서 개발된 평가방법에서 다루어지지 않지만 시스템 개발목표 달성에 큰 영향을 미치는 요소의 성숙도평가를 위한 목적으로 개발되었다. 즉, MRL은 TRL에서 다루어지지 않는 개발기술의 양산을 위한 제조기술의 성숙도평가를 위해 개발되었다.
이후 제한된 실험실 환경에서 제조개념이 입증되고 생산능력이 확보된다. 따라서 선행연구 단계에서 MRL은 개발기술에 대한 실제 제조 가능성을 확인하는 것을 목표로 한다. IRL은 IRL1~IRL3이 이 단계에 해당된다.
탐색개발 단계에서 TRL은 운용환경과 유사한 조건에서 기술 안정성이 향상된 구성품 또는 실험용 조립품의 성능이 시험을 통해 입증되는 TRL5와, 유사 운용환경에서 체계/부체계 모델 또는 시제품의 시연이 이루어지는 TRL6이 해당된다. 따라서 탐색개발 단계에서 TRL은 운용환경에 가깝게 시뮬레이션된 조건에서 구성품 또는 실험용 조립품의 성능이 입증되고, 시제품의 시연까지 수행되는 것을 목표로 한다. MRL은 MRL5와 MRL6이 탐색개발 단계에 해당된다.
따라서 성공적인 무기체계 획득은 단순히 주요 요소기술의 성숙만으로는 달성될 수 없다. 본 연구에서는 기존의 다양한 성숙도평가 방법 중 무기체계 성숙도평가와 관련성이 높은 것으로 판단되는 TRL, MRL, IRL, SRL을 비교/분석하여, 현재 표준 성숙도평가 방법으로 사용되고 있는 TRL의 한계점들에 대한 MRL, IRL, SRL의 보완 가능성을 제시하였다. TRL, MRL, IRL 및 SRL은 무기체계 획득에서 핵심을 이루는 요소기술, 제조, 기술통합, 전체시스템의 성숙도를 각각 정확하게 평가하기 때문에 상호 보완적인 성격을 갖는다.
본 연구에서는 무기체계 획득사업에서 품질/성능 저하, 비용증가 및 일정지연 위험을 예방하기 위한 종합적인 성숙도평가 방법에 대해 제시하였다. 무기체계는 다수의 요소기술들이 통합되어 이루어지며, 무기체계 획득은 궁극적으로 개발된 기술의 양산제조에 의해 달성된다.
그리고 체계적이고 효율적으로 통합되기 위한 기술간의 호환성 (예: 공통 언어)이 확보된다. 선행연구 단계의 IRL은 통합되는 두 기술이 서로 영향을 줄 수 있고 정상적인 소통이 가능해짐으로서 성공적인 통합을 위한 최소한의 요건이 달성되는 것을 목표로 한다. SRL은 0.
양산/운용 단계에서 SRL은 시스템의 성공적인 임무수행이 이루어지는 것을 의미한다. 양산/운용 단계에서 성숙도평가는 시스템의 성공적인 임무수행을 확인하고 정상적인 생산이 이루어지는 것을 목표로 한다. [Table 3]은 위에서 분석한 TRL, MRL, IRL 및 SRL의 획득단계별 목표를 요약하여 보여준다.
따라서 무기체계 획득과정에서 위험요인을 최소화하여 성공적인 무기체계 획득목표 달성을 위해서는 다각적인 측면에서 시스템의 성숙도를 종합적으로 평가하는 것이 필요하다. 이에 따라 본 논문에서는 무기체계 획득 수명주기에서 시스템의 성숙도에 대한 종합적인 평가 방안에 대해 연구하였다.
이를 통해 실험실 환경에서 구성품 또는 실험용 조립품 수준의 성능이 입증된다. 즉 이 단계에서 TRL은 실험실이라는 제한적인 조건에서 최종 제품에 비해 성능은 불완전 하지만 종합적인 성능이 발휘되는 시스템까지 만들어지는 것을 목표로 한다. MRL은 MRL1~MRL4가 해당된다.
각 평가방법은 앞서 개발된 평가방법에서 다루어지지 않지만 시스템 개발목표 달성에 큰 영향을 미치는 요소의 성숙도평가를 위한 목적으로 개발되었다. 즉, MRL은 TRL에서 다루어지지 않는 개발기술의 양산을 위한 제조기술의 성숙도평가를 위해 개발되었다. 또한 IRL은 TRL과 MRL에서 다루어지지 않지만 시스템을 구성하는 기술간의 통합 부분이 전체시스템의 개발에 미치는 영향이 크기 때문에 이의 정확한 평가를 위해서 개발된 것이며, SRL은 시스템의 전체적인 성숙도 수준을 나타나기 위해 도입된 개념이다.
또한 MRL은 최종 시스템에 대한 양산 제조능력이 확보된다. 즉, TRL, MRL, IRL이 최종 시스템에 대해 기술, 제조, 인터페이스 측면에서 각각 성숙도를 검증하는 것이다. 따라서 체계개발 단계에서 각 성숙도평가 방법의 목표가 모두 달성되어야 시스템 개발과 이 시스템의 양산 준비가 모두 완료될 수 있음을 알 수 있다.
따라서 탐색개발 단계의 IRL은 인터페이스에서 발생 가능한 위험요인에 대한 제어능력 확보를 목표로 한다. 탐색개발 단계에서 SRL은 기술 및 기술간 인터페이스의 위험을 감소시켜 안정적인 전체 시스템으로의 통합이 가능하도록 하는 것을 목표로 한다.

제안 방법

MRL은 무기체계 획득 수명주기에서 제조관련 위험을 개발단계부터 체계적으로 식별 및 관리하기 위한 평가방법이다. MRL은 thread라고 하는 양산 제조능력과 관련된 9개 분야(산업기반, 설계, 비용, 자재, 공정능력, 품질관리, 인력, 설비, 제조관리)의 성숙도평가를 통해서 개발기술의 제조위험을 식별한다. MRL은 [Table 2]에서 보듯이 무기체계 획득단계에 따라 MRL1부터 MRL10까지 총 10단계로 구성된다.
TRL, MRL, IRL, SRL은 각 단계별로 표준 체크리스트를 가지고 있으며, 이를 이용하여 시스템의 성숙도평가를 수행한다. 여기서는 획득단계별 TRL, MRL, IRL, SRL의 정의와 체크리스트를 활용해서 각 평가방법이 목표로 하는 성숙도에 대해 분석하였다.
1999년 미 회계감사원은 미 국방부 기술과 상업분야의 기술에 대해 TRA를 수행하여 시스템 개발에서 TRL의 효과성에 대한 연구를 수행하였다. 먼저 미 국방부의 기술 중 코만치 헬리콥터와 대장갑차 폭탄에 대해 TRL을 평가하였다. 코만치 헬리콥터의 경우 탐색개발 완료 단계에서 핵심기술들이 TRL3~TRL5 수준으로 기술이 충분이 성숙되지 않은 상태에서 체계개발 단계로 진입하였다.
TRL, MRL, IRL, SRL은 각 단계별로 표준 체크리스트를 가지고 있으며, 이를 이용하여 시스템의 성숙도평가를 수행한다. 여기서는 획득단계별 TRL, MRL, IRL, SRL의 정의와 체크리스트를 활용해서 각 평가방법이 목표로 하는 성숙도에 대해 분석하였다. 이를 통해 무기체계 획득사업에서 각 성숙도평가 방법의 역할과 상호 관계를 세부적으로 밝혔다.
TRA 절차는 [Figure 2(a)]에서 보여주듯이 사업관리자가 평가계획을 수립하고, 관련 기술분야 전문가로 평가팀을 구성한다. 평가팀은 평가대상 무기체계의 CTE를 식별하고, TRL을 기반으로 평가를 수행한 후 평가보고서를 작성한다. 이 평가보고서 결과는 획득단계의 주요 의사결정 시점에서 사업의 다음단계 진입 여부를 결정하는데 중요한 역할을 한다.

성능/효과

본 연구에서는 기존의 다양한 성숙도평가 방법 중 무기체계 성숙도평가와 관련성이 높은 것으로 판단되는 TRL, MRL, IRL, SRL을 비교/분석하여, 현재 표준 성숙도평가 방법으로 사용되고 있는 TRL의 한계점들에 대한 MRL, IRL, SRL의 보완 가능성을 제시하였다. TRL, MRL, IRL 및 SRL은 무기체계 획득에서 핵심을 이루는 요소기술, 제조, 기술통합, 전체시스템의 성숙도를 각각 정확하게 평가하기 때문에 상호 보완적인 성격을 갖는다. 따라서 주요 의사결정 단계에서 TRL, MRL, IRL, SRL을 모두 사용한 종합적인 성숙도평가는 의사결정의 정확성을 높임으로써 고품질 무기체계 획득을 가능하게 할 것이다.
TRL, MRL, IRL 및 SRL은 무기체계 획득에서 핵심을 이루는 요소기술, 제조, 기술통합, 전체시스템의 성숙도를 각각 정확하게 평가하기 때문에 상호 보완적인 성격을 갖는다. 따라서 주요 의사결정 단계에서 TRL, MRL, IRL, SRL을 모두 사용한 종합적인 성숙도평가는 의사결정의 정확성을 높임으로써 고품질 무기체계 획득을 가능하게 할 것이다. 그리고 향후 무기체계 획득사업에서 효율적인 성숙도평가를 위해 TRL, MRL, IRL, SRL을 통합한 단일 성숙도평가 모델에 대한 심도 있는 연구가 필요할 것이다.
이로 인해 목표대비 비용은 101 %, 일정은 120 % 증가하는 문제가 발생하였다. 또한 대장갑차 폭탄은 탐색개발 완료 단계에서 TRL3 수준으로 요구되는 TRL6 수준에 크게 미흡한 상태에서 체계개발 단계로 진입함으로 인해 목표대비 비용은 88 %, 일정은 62 % 증가하였다. 반면에 민간분야의 Hughes HS-720 위성용 태양전지 모듈과 포드사의 재규어 자동차는 탐색개발 완료단계에서 각각 TRL6과 TRL8을 달성함으로서 비용과 일정 목표 내에서 사업을 완료할 수 있었다.
TRL5, MRL5, IRL4를 보면, TRL5에서 체계 구성품의 성능 입증이 이루어지고 MRL5에서는 체계 구성품의 제조능력이 확보되며 IRL4에서는 체계 구성품 간 인터페이스에 대한 품질보증 능력이 확보되는 것과 같이 TRL, MRL, IRL, SRL이 서로 명확하게 대응되는 것을 볼 수 있다. 이것으로부터 TRL, MRL, IRL, SRL은 서로 중복되는 평가 방법이 아니라 각각의 평가방법에서 다루지 못하는 부분을 서로 보완해 주는 것을 알 수 있다. 이는 무기체계 획득 수명주기에서 이들 평가방법을 종합적으로 사용할 경우 획득단계에서 발생할 수 있는 위험요인들을 최소화함으로써 획득사업을 성공적으로 추진 하는데 큰 기여가 될 수 있음을 보여준다.
이것으로부터 TRL, MRL, IRL, SRL은 서로 중복되는 평가 방법이 아니라 각각의 평가방법에서 다루지 못하는 부분을 서로 보완해 주는 것을 알 수 있다. 이는 무기체계 획득 수명주기에서 이들 평가방법을 종합적으로 사용할 경우 획득단계에서 발생할 수 있는 위험요인들을 최소화함으로써 획득사업을 성공적으로 추진 하는데 큰 기여가 될 수 있음을 보여준다.
코만치 헬리콥터의 경우 탐색개발 완료 단계에서 핵심기술들이 TRL3~TRL5 수준으로 기술이 충분이 성숙되지 않은 상태에서 체계개발 단계로 진입하였다. 이로 인해 목표대비 비용은 101 %, 일정은 120 % 증가하는 문제가 발생하였다. 또한 대장갑차 폭탄은 탐색개발 완료 단계에서 TRL3 수준으로 요구되는 TRL6 수준에 크게 미흡한 상태에서 체계개발 단계로 진입함으로 인해 목표대비 비용은 88 %, 일정은 62 % 증가하였다.
따라서 체계개발 단계에서 각 성숙도평가 방법의 목표가 모두 달성되어야 시스템 개발과 이 시스템의 양산 준비가 모두 완료될 수 있음을 알 수 있다. 이를 통해서 체계개발 단계에서 TRL, MRL, IRL, SRL 네 가지 성숙도평가가 종합적으로 수행되어야 위험을 최소화하고 체계개발의 완성도를 높일 수 있음을 알 수 있다.
이상 각 성숙도평가 방법에 대한 분석결과로부터 성공적인 무기체계 획득사업 추진을 위해서는 TRL, MRL, IRL, SRL을 종합적으로 함께 사용하는 것이 필요함을 알 수 있다. 이 경우 각 평가 방법의 한계점에 대한 상호보완이 가능하여 정확한 위험요인 식별과 효율적인 위험관리가 가능할 것으로 예상된다.
이상으로부터 선행연구 단계에서의 TRL, MRL, IRL, SRL은 무기체계 획득을 위한 기본조건의 확보를 목표로 하는 것을 알 수 있다.

후속연구

따라서 주요 의사결정 단계에서 TRL, MRL, IRL, SRL을 모두 사용한 종합적인 성숙도평가는 의사결정의 정확성을 높임으로써 고품질 무기체계 획득을 가능하게 할 것이다. 그리고 향후 무기체계 획득사업에서 효율적인 성숙도평가를 위해 TRL, MRL, IRL, SRL을 통합한 단일 성숙도평가 모델에 대한 심도 있는 연구가 필요할 것이다.
이상 각 성숙도평가 방법에 대한 분석결과로부터 성공적인 무기체계 획득사업 추진을 위해서는 TRL, MRL, IRL, SRL을 종합적으로 함께 사용하는 것이 필요함을 알 수 있다. 이 경우 각 평가 방법의 한계점에 대한 상호보완이 가능하여 정확한 위험요인 식별과 효율적인 위험관리가 가능할 것으로 예상된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	무기체계 획득사업의 기본목표는?	무기체계 획득사업의 기본목표는 요구성능을 충족시키는 무기체계를 계획된 비용과 일정 내에 군에 배치하여 전력화 시키는 것이다. 그러나 대부분의 무기체계 획득사업은 목표 대비해서 품질/성능 저하, 비용증가 및 일정지연 문제를 겪고 있다.
	SRL은 어떤 개념인가?	즉, MRL은 TRL에서 다루어지지 않는 개발기술의 양산을 위한 제조기술의 성숙도평가를 위해 개발되었다. 또한 IRL은 TRL과 MRL에서 다루어지지 않지만 시스템을 구성하는 기술간의 통합 부분이 전체시스템의 개발에 미치는 영향이 크기 때문에 이의 정확한 평가를 위해서 개발된 것이며, SRL은 시스템의 전체적인 성숙도 수준을 나타나기 위해 도입된 개념이다. 이들 방법들은 각각 시스템의 한가지 측면에 대해서만 성숙도를 측정하기 때문에 단일 성숙도평가 방법만으로는 전체적인 관점에서 시스템의 성숙도를 평가할 수 없는 한계점을 갖고 있다.
	제조성숙도(MRL), 통합성숙도(IRL), 체계성숙도(SRL) 등의 새로운 평가방법의 한계점?	또한 IRL은 TRL과 MRL에서 다루어지지 않지만 시스템을 구성하는 기술간의 통합 부분이 전체시스템의 개발에 미치는 영향이 크기 때문에 이의 정확한 평가를 위해서 개발된 것이며, SRL은 시스템의 전체적인 성숙도 수준을 나타나기 위해 도입된 개념이다. 이들 방법들은 각각 시스템의 한가지 측면에 대해서만 성숙도를 측정하기 때문에 단일 성숙도평가 방법만으로는 전체적인 관점에서 시스템의 성숙도를 평가할 수 없는 한계점을 갖고 있다. 따라서 무기체계 획득과정에서 위험요인을 최소화하여 성공적인 무기체계 획득목표 달성을 위해서는 다각적인 측면에서 시스템의 성숙도를 종합적으로 평가하는 것이 필요하다.

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