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문제 정의
- 이에 수리온 품질보증 활동을 위한 품질보증 개념을 Figure 4와 같이, 설계와 시제작 품질보증을 시스템엔지니어링 프로세스와 연계하여 수립함으로써, 개발주관기관 및 시제(협력)업체가 연구개발에 적합한 품질보증활동을 전개할 수 있도록 하였다. 이는 초도양산의 품질 안정화에 지대한 영향을 주었고, 국과연 주관사업인 보병용중거리유도무기 체계개발사업의 품질보증활동의 근간이 되고 있다.
제안 방법
- SRR단계에서 체계규격서를 확정하여 기능적 베이스라인(Functional Baseline)을 수립, PDR단계에서 부체계개발규격서를 할당베이스라인(Allocated Baseline)으로 수립하여 형상변경을 통제하였다. 제품베이스라인(Product Baseline)은 규격화 검토 업무가 진행되기 전까지 해당 개발주관기관에서 관리하도록 하였다.
- 기본적으로 국방연구개발분야의 연구개발활동은 방위사업관리규정을 준수해야 하며, 세부수행절차는 사업별 특성에 맞게 실행계획에 반영하여 수립되어야 한다.[3] 수리온 사업은 방위사업관리규정을 준수하는 범위에서 항공분야의 개발경험을 토대로 총35항목의 수리온 사업관리업무절차를 수립하여 적용하였다. 사업관리업무절차는 방위사업관리규정과 시스템엔지니어링 프로세스로부터 수행 업무를 식별하고 이해관계자별 수행업무와 책임을 규정하여, 업무기준과 범위를 명확히 하였다.
- 규격서는 체계설계, 기본설계, 상세설계 단계별로 제시된 규격서 유형[4]에 맞춰 이해관계자 요구사항에 부합되도록 체계규격서(System Specification), 부체계개발규격서(PIDS, Prime Item Development Spec.), 구성품개발규격서(CIDS, Critical Item Development Spec.)로 구분되어 하향식으로 순차적으로 개발하였다.
- 이를 극복하기 위해, 기존 선진항공에 적용된 규격을 참조하고, 국방무기체계에서 요구되는 능력을 반영하였다. 또한, 국내 최초로 적용되는 군 감항인증(Airworthiness Certification)에 적합하도록 군 안전 요구사항을 고려하였다.
- 제품베이스라인(Product Baseline)은 규격화 검토 업무가 진행되기 전까지 해당 개발주관기관에서 관리하도록 하였다. 본 사업은 체계개발과 초도양산이 병행 추진(Concurrent Engineering)됨에 따라 설계가 완전히 입증되기 이전에 초도양산을 위한 임시규격이 제정되었고 이로 인해, 체계개발 간 발생되는 설계변경사항을 형상통제하여 개발규격서나 초도양산을 위한 임시규격에 반영할 수 있도록, 형상통제심의회(CCB)를 구성하여 Figure 3과 같이 심의대상별 (1급/2급) 심의주체(사업단 CCB, 현장CCB, 기품원)와 입증수준(체계검증, 구성품검증, 양산검증)과 결과반영(개발규격, 국방규격)에 대한 형상통제 개념을 수립하여 적용했다.
- 이는 생산호기별(1~4호기)로 품질현황이 유지 관리되고, 특정호기에서 발생된 규격불일치사항에 대한 조치가 일괄적으로 전호기에 적용되어 체계입증의 일관성을 유지하여 체계개발의 신뢰도를 향상시켰다. 부품에서 구성품, 부체계, 그리고 체계까지 통합단계별 입증을 통해 해당 개발규격의 타당성을 확보하고 시제작간 공정능력을 확보하였다. 시험평가가 종료된 후, 최종 형상확인(FCA/PCA : Functional/Physical Configuration Audit)을 통해 개발간 모든 형상식별서와 시제작 품질문서들간의 일치성을 최종 확인하여, 개발규격의 완전성을 확인하였다.
- 수리온 체계개발 활동 안에서 수행된 실질적인 시스템엔지니어링 활동으로, ROC(운용요구서)와 ORD를 충족하는 개발규격을 하향식(Top-Down Approach)으로 요구사항을 개발하고, 시제를 제작하고 시험 평가하는 동안의 시스템엔지니어링의 핵심인 시스템설계 활동과 주요 관리활동에 대한 사례를 제시한다.[2]
- 이와 같이 요구사항에 대한 심도있는 기술적 검토를 통해 체계규격서 초안을 확정했다. 이 후 체계규격서를 토대로 부체계 기술관리책임자는 설계관리절차, 소프트웨어관리절차 및 감항성인증관리절차에 따라 체계규격서와 감항성인증규격에 일관된 부체계 규격을 검토하고, 이를 입증하기 위한 계획을 검토하여, 이해관계자 요구사항에 일관된 부체계규격서 초안을 개발했다.
- 다만, 최초로 개발되는 한국형헬기개발사업인 점을 고려할 때, 모든 규격을 새롭게 창출한다는 점은 매우 어려운 부분이다. 이를 극복하기 위해, 기존 선진항공에 적용된 규격을 참조하고, 국방무기체계에서 요구되는 능력을 반영하였다. 또한, 국내 최초로 적용되는 군 감항인증(Airworthiness Certification)에 적합하도록 군 안전 요구사항을 고려하였다.
- 3개 개발주관기관이 참여한 관계로 역할분담과 효율적인 체계통합 및 인터페이스 관리가 사업 성공에 가장 큰 부담으로 작용하였다. 이에 수리온에 대한 기술관리 전담 조직을 국방과학연구소에 설립하여 체계개발 초기부터 3개 개발주관기관의 기술관리 업무와 체계적인 기술적 통합 노력을 수행했다.[1]
- 작성된 체계규격서 초안을 토대로, 사업책임자 주관으로 기술관리단원 모두가 참석하는 요구사항 동료검토(Peer Review)를 수행하였는데, 각 분야별 해당 요구사항에 대한 분석결과를 토대로 단원 모두가 시스템을 한 관점으로 이해할 수 있게 되었다. “시스템 개념을 이해한 후 설계를 착수”해야 하는 시스템엔지니어링의 핵심 개념이 실질적으로 수행되었다.
대상 데이터
- 이를 통해 수리온에 적용된 규격서는 체계규격서 1종, 부체계개발규격서 5종을 비롯하여 총 100여종의 규격서와 460여종의 시험평가 계획을 확정 및 확인하여, 개발간 기술검토 및 시험평가의 기준 문서로 활용하였다.[1]
성능/효과
- 국내 최초로 개발되는 한국형기동헬기인 수리온(Surion)은 2006년 7월부터 12년 6월까지 6년간 국방과학연구소와 한국항공우주산업(주), 그리고 항공우주연구원의 3개 개발주관기관이 공동 참여하여 체계개발을 성공적으로 마무리한 대형 국책 사업이다. 3개 개발주관기관이 참여한 관계로 역할분담과 효율적인 체계통합 및 인터페이스 관리가 사업 성공에 가장 큰 부담으로 작용하였다. 이에 수리온에 대한 기술관리 전담 조직을 국방과학연구소에 설립하여 체계개발 초기부터 3개 개발주관기관의 기술관리 업무와 체계적인 기술적 통합 노력을 수행했다.
- 이와 같이 구축된 품질보증 및 형상관리 체계를 토대로 아래 Figure 5와 같은 세부적인 관리활동이 이뤄졌다. 개발규격으로부터 도면을 포함한 시제작 관련 품질문서를 생성하여 시제작을 수행하고, 부품 및 시제품이 해당품질활동(검사 및 시험)을 통해 입증되었음을 확인한다. 이는 생산호기별(1~4호기)로 품질현황이 유지 관리되고, 특정호기에서 발생된 규격불일치사항에 대한 조치가 일괄적으로 전호기에 적용되어 체계입증의 일관성을 유지하여 체계개발의 신뢰도를 향상시켰다.
- 부품에서 구성품, 부체계, 그리고 체계까지 통합단계별 입증을 통해 해당 개발규격의 타당성을 확보하고 시제작간 공정능력을 확보하였다. 시험평가가 종료된 후, 최종 형상확인(FCA/PCA : Functional/Physical Configuration Audit)을 통해 개발간 모든 형상식별서와 시제작 품질문서들간의 일치성을 최종 확인하여, 개발규격의 완전성을 확인하였다. 이는 국방규격 작성의 토대가 되었으며, 향후 양산에서의 고품질의 신뢰도 확보에 기여하였다.
- “시스템 개념을 이해한 후 설계를 착수”해야 하는 시스템엔지니어링의 핵심 개념이 실질적으로 수행되었다. 이 과정에서 상위요구사항에 부합되는 시스템개념에 대한 통일된 관점이 모아지고, 요구사항간의 상충된 문제를 해결하고, 시스템의 기능과 성능을 절충해 나갈 수 있었다. 이와 같이 요구사항에 대한 심도있는 기술적 검토를 통해 체계규격서 초안을 확정했다.
- 수리온 체계개발간 3개 개발주관기관의 방대한 자료들은 기술자료관리절차에 따라 자료관리가 이루어졌다. 이는 TDP 자료들을 중심으로 개발동안 생성되거나 폐지, 갱신된 자료를 해당 개발주관기관이 각각 보유하되 그 목록과 신규자료를 주기적으로 제출 및 확인하는 관리활동이었고, 최종목록을 기준으로 각 개발주관기관이 보유하고 있는 기술자료를 TDP로 종합하여 초도양산기관으로 이관하였다.
- 체계운용요구사항서(ORD)에 연계된 수리온 체계규격서와 감항인증 규격의 주요 성능요구사항에 대한 입증결과는 Figure 6과 같은 양식을 통해 정리하여 체계규격에서의 주요 요구사항이 모두 입증되었음을 최종 확인하였다. 주요핵심 성능요구사항별로 입증문서와 평가방법 그리고 평가결과 및 확인자 서명을 통해, 요구사항별 입증충족 결과를 확인한 후, 최종적으로 정부 기술관리단의 확인을 거쳐 체계개발이 성공적으로 완료되었음을 확신할 수 있었다.
- 이 중 시스템엔지니어링의 핵심인 요구사항을 관리하고 입증결과를 추적관리하기 위해서는 TDP와 같은 문서관리 형식이 아닌 개별적 요구사항을 관리할 수 있는 별도의 도구가 사용되었는데, Figure 7과 같이 기술자료간 연계성을 확인할 수 있도록 시스템엔지니어링 도구를 활용하였으며, 기존 국과연 자료관리시스템과도 연계하여 데이터간의 일관된 자료유지관리에 노력을 기울였다. 특히, 수리온 데이터베이스에 구축된 엔지니어링 데이터 활용측면에서, 요구사항과 규격 그리고 입증계획 및 결과 데이터를 추적하여 확인할 수 있도록 HTML산출물이 유용하게 활용되었다.
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