[논문]우주발사체 개발사업을 위한 기술성능관리 프로세스

유일상; 조동현; 김근택

doi:10.14248/jkosse.2014.10.2.071

우주발사체 개발사업을 위한 기술성능관리 프로세스
A Process of the Technical Performance Management for A Space Launch Vehicle R&D Project 원문보기

시스템엔지니어링학술지 = Journal of the Korean Society of Systems Engineering, v.10 no.2, 2014년, pp.71 - 79

유일상 (한국항공우주연구원) , 조동현 (한국항공우주연구원) , 김근택 (한국항공우주연구원)

Abstract ▼ AI-Helper

To enhance success probability of a system development project, its overall risk level should be minimized through systematically managing schedules, costs, and technical performances. However, Attempts to manage technical performance compared to numerous efforts to control costs and schedules in such projects are deficient. Particularly, a space launch vehicle, a large complex system, development project is much less likely to meet its technical performance objectives due to its technological difficulty, along with schedule delay and cost overrun. The technical performance management (TPM) is a method for tracking and managing technical progress in order to achieve technical performance targets within schedule and budget. In this paper, we investigate applications of the TPM in several space launch vehicle development projects. Then we propose and validate the TPM process to achieve a successful mission in such projects.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구는 항공우주 분야에서 기술성능관리 적용 현황을 조사·분석하여 우주발사체 개발사업의 성공적인 임무 달성과 체계 개발을 위한 기술성능관리 프로세스를 제안하고 가상의 발사체 개발사업에 적용하여 확인하였다.
본 연구는 항공우주 분야에서 기술성능관리 적용현황을 조사·분석하여 우주발사체 개발사업의 성공적인 임무 달성과 체계 개발을 위한 기술성능관리 프로세스를 제안하고자 한다.

제안 방법

기술척도의 상태를 주기적으로 모니터링하여 성능계획 프로파일 대비 실제 달성 정도를 지속적으로 확인한다. 특히 측정값이 수립된 허용범위를 벗어나는 기술척도는 반드시 적절한 후속 조치가 이루어질 수 있도록 한다.
본 연구가 제안한 기술성능관리 프로세스를 가상의 발사체 개발사업에 적용하여 확인(Validation)하였으며 그 결과를 그림 7과 그림 8에 제시하였다. 발사체의 최상위 임무 요구조건에서 탑재체 투입중량을 체계효과척도(MOEs)로 식별, 분석 및 선정하였다. 요구조건간의 하향적 추적관계에 따라 임무 요구조건에 영향을 주는 체계 요구조건 중 이륙중량을 체계성능척도(MOPs)로, 이어서 구성요소 요구조건 중 각 단의 이륙중량을 기술성능척도(TPMs)로 식별, 분석 및 선정하였다.
본 연구가 제안한 기술성능관리 프로세스를 가상의 발사체 개발사업에 적용하여 확인(Validation)하였으며 그 결과를 그림 7과 그림 8에 제시하였다. 발사체의 최상위 임무 요구조건에서 탑재체 투입중량을 체계효과척도(MOEs)로 식별, 분석 및 선정하였다.
본 연구는 우주발사체 개발사업의 효과적이고 효율적인 기술성능관리 수행을 위해 기술척도 식별, 기술척도 분석 및 선정, 기술성능 측정 계획 수립 및 이행, 기술척도 추적 및 통제의 4가지 활동으로로 제안한다. 이와 함께, 각 프로세스 활동의 수행 조직으로 기술성능관리와 관련한 제반 업무 수행 및 의사결정 등을 수행하는 기술성능관리위원회(PCB : Performance Control Board), 기술성능관리위원회의 원활한 기술성능관리 활동을 위하여 기술성능관리 업무를 전담하는 기술성능관리 조직, 기술척도에 대한 성능계획 프로파일 수립, 이행 및 결과 보고를 수행하는 기술성능척도 담당 조직을 제안한다.
선정한 기술척도의 요구조건 또는 규격, 개발 단계별 목표값, 계획값, 허용범위, 측정방법 등을 포함하는 성능계획 프로파일을 수립한 후 주기적으로 계획값 대비 측정값과의 차이, 개발 완료 시 달성 가능한 예상값 등을 측정하여 임무 또는 체계 성능에 미치는 영향을 판단한다. 성능계획 프로파일은 시기적, 기술적, 측정 적절성 등을 고려하여 실제 이행 가능하도록 수립하여야 한다.
발사체의 최상위 임무 요구조건에서 탑재체 투입중량을 체계효과척도(MOEs)로 식별, 분석 및 선정하였다. 요구조건간의 하향적 추적관계에 따라 임무 요구조건에 영향을 주는 체계 요구조건 중 이륙중량을 체계성능척도(MOPs)로, 이어서 구성요소 요구조건 중 각 단의 이륙중량을 기술성능척도(TPMs)로 식별, 분석 및 선정하였다. 그림 7은 기술척도의 계층구조를 보여준다.
체계공학의 요구조건 분석 및 할당 프로세스를 통해 수립된 임무 요구조건, 체계 요구조건, 구성요소 요구조건 등을 분석하여 발사체 사업의 기술척도를 체계적으로 식별하고 체계효과척도(MOEs), 체계성능척도(MOPs)와 기술성능척도(TPMs)로 구분한다.
항공우주 연구개발 기관인 NASA와 미국 공군 우주/미사일시스템 센터(SMC)의 핸드북(NASA, 2007; U.S. Air Force, 2005)과 NASA가 수행한 Constellation Program의 CSLV(Constellation Systems Launch Vehicle) 개발을 위한 SEMP(NASA Marshall Space Flight Center, 2006)에서 제안된 기술척도를 조사하여 표 3에 제시한다. 우주발사체 개발을 위해 궤도투입 중량, 이륙중량, 추력/비추력, 신뢰도 등을 공통적인 기술척도로 사용하고 있다.

후속연구

본 연구는 우주발사체 개발사업의 효과적이고 효율적인 기술성능관리 수행을 위해 기술척도 식별, 기술척도 분석 및 선정, 기술성능 측정 계획 수립 및 이행, 기술척도 추적 및 통제의 4가지 활동으로로 제안한다. 이와 함께, 각 프로세스 활동의 수행 조직으로 기술성능관리와 관련한 제반 업무 수행 및 의사결정 등을 수행하는 기술성능관리위원회(PCB : Performance Control Board), 기술성능관리위원회의 원활한 기술성능관리 활동을 위하여 기술성능관리 업무를 전담하는 기술성능관리 조직, 기술척도에 대한 성능계획 프로파일 수립, 이행 및 결과 보고를 수행하는 기술성능척도 담당 조직을 제안한다. 본 연구가 제안하는 기술성능관리 프로세스는 그림 6과 같으며, 이러한 프로세스 활동에서 나오는 기술척도에 관한 정보는 표 4의 기술척도 등록부에 기록하여 지속적으로 관리한다.
제안된 프로세스는 향후 국내외의 우주발사체 개발사업과 또한 대형복합체계 개발사업에도 적용되어 개발사업의 성공 가능성을 높일 수 있을 것으로 예상된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	우주발사체는 무엇인가?	2000년대 들어 우주선진국은 국가 안보, 국민 삶의 질 향상 등 국가 발전을 위한 중점 분야로 우주개발을 추진하는 새로운 우주경쟁 시대에 돌입하였다. 우주발사체는 우주공간으로의 접근을 위한 유일한 운송 수단으로서 우주개발을 위한 필수적인 체계이다(Yoo et al., 2013).
	국내외 체계 개발사업에서 비용과 일정을 관리하기 위해 적용하는 방법은 무엇이 있는가?	국내외 체계 개발사업에서 비용과 일정을 관리하기 위해 EVM(Earned Value Management), PERT(Program Evaluation and Review Technique)/CPM(Critical Path Method), CCM(Critical Chain Method) 등 다양한 방법을 적용하려는 노력을 활발하게 하고 있으나, 기술적 성능을 관리하는 방법인 기술성능관리(TPM, Technical Performance Management) 등은 미흡한 상황이다.

참고문헌 (16)

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Oakes, J, Botta, R., Bahill T., Technical Performance Measures, 2004
U.S. Air Force, Space & Missile Systems Center, Systems Engineering Primer & Handbook, 3rd Edition, pp 90-91, 216, 256-258, April 2005
Yoo, I. S., Cho, D. H., Hong, I. H., "Global Trends of Space Launch Vehicle Technology", Bulletin of the Korean Space Science Society, Vol. 22, No. 1, pp. 62, April, 2013

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