[논문]야전운용자료를 활용한 항공무기체계의 RAM 목표값 비교분석

김인석; 정원

야전운용자료를 활용한 항공무기체계의 RAM 목표값 비교분석
Comparison of RAM Target Value and Operation Data in Air Weapon Systems 원문보기

신뢰성응용연구 = Journal of the applied reliability, v.15 no.4, 2015년, pp.282 - 288

김인석 (대구대학교 산업경영공학과) , 정원 (대구대학교 산업경영공학과)

Abstract ▼ AI-Helper

Purpose : The purpose of this study is to compare the RAM (reliability, availability and maintainability) value in the acquisition phase with operational period for air weapon systems. The objective is to determine if the value of RAM is sufficient in the field, and look for any difference from the target value to some extent. Methods : For a case study, the ${\bigcirc}{\bigcirc}$ training aircraft is selected. Data from the two acquisition sources are utilized. One is the operational data in domestic aircraft through research and development, and the other is the data from imported aircraft. The two different sources were collected independently and distinctly. Results : According to the analysis, the domestic aircraft shows high deviation in RAM value compare to the imported systems. This is due to the effort of continuous reliability improvement. In the aspect of maintainability, the result shows a slight deviation, and the availability meets the requirement. Conclusion : The results of this study can be used in finding a way that can be effectively applied to the sustainability in the weapon system. If the RAM performance is significantly lower than the target value, then it is necessary to improve the design activities so that they can achieve the RAM target value.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

본 연구에서는 구매 사업을 통해 현재 운영 중인 OO항공기와 조종훈련을 위해 국내에서 개발된 OO항공기의 야전운용 자료를 활용하여 항공무기체계의 RAM 목표값 달성에 대한 비교분석을 행하였다. 구매 항공기와 자체개발 항공기의 RAM 분석 지표를 확인하고, 획득 시 목표값과 운용 실적값이 어떠한 차이를 보이는지와 그 연관성이 어느 정도인지를 비교분석함으로서 RAM 분석의 정확도 향상과 그에 따른 적절한 후속조치를 발견하는 것이 목표이다.
본 연구에서는 구매 사업을 통해 현재 운영 중인 OO항공기와 조종훈련을 위해 국내에서 개발된 OO항공기의 야전운용 자료를 활용하여 항공무기체계의 RAM 목표값 달성에 대한 비교분석을 행하였다. 구매 항공기와 자체개발 항공기의 RAM 분석 지표를 확인하고, 획득 시 목표값과 운용 실적값이 어떠한 차이를 보이는지와 그 연관성이 어느 정도인지를 비교분석함으로서 RAM 분석의 정확도 향상과 그에 따른 적절한 후속조치를 발견하는 것이 목표이다.
본 연구에서는 연구개발 항공기와 구매 항공기의 야전운용자료를 사용하여 RAM 분석 지표를 확인하였고, 획득시 목표값과 운용 실적값이 어떠한 차이를 보이는지와 그 연관성이 어느 정도인지를 비교분석해 보았다. 연구개발 및 구매 항공기의 신뢰도 비교분석 결과 연구개발 항공기는 계통별 목표값 대비 실적값 달성률 편차가 많이 발생하였지만, 구매 항공기는 계통별 달성률 편차가 적게 나타나고 있어 이는 구매 항공기의 경우 장기간 운영으로 인한 성능개량 등을 통한 지속적인 관리의 결과로 판단된다.

가설 설정

평균 수리시간(MTTR : Mean Time to Repair)은 평균 고장 정비시간을 나타내며 각각의 정비활동이 독립적으로 발생한다고 가정한다. 그리고 정비율이 지수분포를 따른다고 가정 하여 분석을 수행한다.
평균 수리시간(MTTR : Mean Time to Repair)은 평균 고장 정비시간을 나타내며 각각의 정비활동이 독립적으로 발생한다고 가정한다. 그리고 정비율이 지수분포를 따른다고 가정 하여 분석을 수행한다.

제안 방법

또한 목표값 대비 실적값을 달성률로 표기하였으며, 신뢰도 및 가용도의 달성률은 크면 좋은 특성을 나타내고 정비도의 달성률은 작을수록 좋은 특성을 나타낸다. OO 항공기 규격서 및 신뢰도 예측/분석 보고서에 명시된 목표 MFTBF(목표값) 대비 야전운용자료를 수집하여 분석된 운영 MFTBF(실적값)의 달성률을 분석하였다(KAI (2005b, 2005c).
또한 목표값 대비 실적값을 달성률로 표기하였으며, 신뢰도 및 가용도의 달성률은 크면 좋은 특성을 나타내고 정비도의 달성률은 작을수록 좋은 특성을 나타낸다. OO 항공기 규격서 및 신뢰도 예측/분석 보고서에 명시된 목표 MFTBF(목표값) 대비 야전운용자료를 수집하여 분석된 운영 MFTBF(실적값)의 달성률을 분석하였다(KAI, 2005b, 2005c).
가용도는 임의의 시간에 장비가 작동상태에 있을 확률로 임무가 요구되는 시간에 체계가 임무수행 및 운용이 가능한 가를 나타내는 지표이다. 다양한 가용도의 지표가 있으나 본 연구에서는 체계의 고유한 고장률 특성을 활용한 고유가용도(Ai: Inherent availability)와 체계가 현실에서 실제로 운용되는 환경을 고려한 운용가용도(Ao : Operational availability)를 산출하여 분석한다(하성철, 2015; 하성철․박경수, 2015; KAI, 2005b, 2005c).

대상 데이터

분석에 사용된 자료는 군수정보체계에서 OO항공기의 2014년 1월부터 12월까지의 운용이력(12,132건), 결함이력 (10,474건), 정비이력(152,314건) 및 수리부속이력(51,169건) 등을 사용하였다. 또한 목표값 대비 실적값을 달성률로 표기하였으며, 신뢰도 및 가용도의 달성률은 크면 좋은 특성을 나타내고 정비도의 달성률은 작을수록 좋은 특성을 나타낸다.
분석에 사용된 자료는 군수정보체계에서 OO항공기의 OOOO년 OO월부터 OO월까지의 운용이력(13,000여 건), 결함이력(11,000여 건), 정비이력(180,000여 건) 및 수리부속이력(55,000여 건) 등을 사용하였다. 또한 목표값 대비 실적값을 달성률로 표기하였으며, 신뢰도 및 가용도의 달성률은 크면 좋은 특성을 나타내고 정비도의 달성률은 작을수록 좋은 특성을 나타낸다.

성능/효과

분석에 사용된 자료는 군수정보체계에서 OO항공기의 OOOO년 OO월부터 OO월까지의 운용이력(13,000여 건), 결함이력(11,000여 건), 정비이력(180,000여 건) 및 수리부속이력(55,000여 건) 등을 사용하였다. 또한 목표값 대비 실적값을 달성률로 표기하였으며, 신뢰도 및 가용도의 달성률은 크면 좋은 특성을 나타내고 정비도의 달성률은 작을수록 좋은 특성을 나타낸다. OO 항공기 규격서 및 신뢰도 예측/분석 보고서에 명시된 목표 MFTBF(목표값) 대비 야전운용자료를 수집하여 분석된 운영 MFTBF(실적값)의 달성률을 분석하였다(KAI, 2005b, 2005c).
신뢰도 목표값을 충족하는 계통은 연구개발 항공기 74%, 구매 항공기 59%로 나타났으나 주체계(00)의 달성률은 연구 개발 항공기 70%, 구매 항공기 93%로 구매 항공기의 달성률이 23% 높게 나타났다. 또한, 연구개발 항공기의 11, 12, 49, 55, 65, 69, 97 계통은 구매 항공기 대비 달성률이 향상된 것으로 보이고 있으나 14, 24, 44 계통은 달성률이 구매 항공기 보다 낮게 나타나고 있으며, 41, 42, 45, 47 계통은 연구개발 항공기 및 구매 항공기 모두 목표값 대비 충족률이 현저히 낮게 나타나고 있다. 또한 연구개발 항공기는 계통별 달성률 편차가 많이 발생하지만, 구매 항공기는 계통별 달성률 편차가 적게 나타나고 있어 이는 구매 항공기의 경우 장기간 운영으로 인한 성능개량 등을 통한 지속적인 관리의 결과로 판단된다.
신뢰도 목표값을 충족하는 계통은 59%이고, 충족하지 못하는 계통은 41%이며, 전반적으로 11, 12, 41, 42, 45, 47, 49, 55, 65, 69, 97 계통이 목표값을 충족하지 못하는 것으로 나타났다. 특히 11, 12, 47, 49, 97 계통은 달성률이 현저히 낮게 나타났으며, 사유로는 부품의 고장이 자주 발생되는 것으로 확인되었다(하성철․박경수, 2015).
신뢰도 목표값을 충족하는 계통은 74%이고, 충족하지 못하는 계통은 26%이며, 전반적으로 14, 24, 41, 42, 44, 45, 47 계통이 목표값을 충족하지 못하는 것으로 나타났다. 특히 42, 44계통은 달성률이 현저히 낮게 나타났으며, 사유로는 타 계통보다 결함빈도가 현저히 높은 것으로 확인되었다.
신뢰도 목표값을 충족하는 계통은 연구개발 항공기 74%, 구매 항공기 59%로 나타났으나 주체계(00)의 달성률은 연구 개발 항공기 70%, 구매 항공기 93%로 구매 항공기의 달성률이 23% 높게 나타났다. 또한, 연구개발 항공기의 11, 12, 49, 55, 65, 69, 97 계통은 구매 항공기 대비 달성률이 향상된 것으로 보이고 있으나 14, 24, 44 계통은 달성률이 구매 항공기 보다 낮게 나타나고 있으며, 41, 42, 45, 47 계통은 연구개발 항공기 및 구매 항공기 모두 목표값 대비 충족률이 현저히 낮게 나타나고 있다.
정비도에 대한 목표값 대비 실적값 분석에는 MTTR 지표를 적용하여 비교하였으며, 주체계의 MTTR은 목표 대비 148.0%를 충족하는 것으로 분석되었으며, 세부 계통별 목표 대비 MTTR 달성률은 과 같다.
정비도에 대한 목표값 대비 실적값 분석에는 MTTR 지표를 적용하여 비교하였으며, 주체계의 MTTR은 목표 대비 152.9%를 충족하는 것으로 분석되었고, 세부 계통별 목표 대비 MTTR 달성률은 와 같다.
정비도에 대한 비교분석 결과 주체계의 달성률은 연구개발 및 구매 항공기 모두 비슷한 수준으로 나타났으며, 연구개발 항공기의 41, 47, 49, 55, 74 계통은 구매 항공기 대비 달성률이 향상된 것으로 나타나고 있다. 그러나 연구개발 및 구매 항공기 모두 달성률이 큰 14, 24, 42, 46 계통은 정비난이도가 특히 높은 것으로 판단되며, 정비시간 단축을 위한 대책 마련이 필요하고, 해당 부분에 대한 정비 접근성 등의 확보는 향후 성능개량 사업 등에 반드시 고려되어야 할 것으로 판단 된다.
신뢰도 목표값을 충족하는 계통은 74%이고, 충족하지 못하는 계통은 26%이며, 전반적으로 14, 24, 41, 42, 44, 45, 47 계통이 목표값을 충족하지 못하는 것으로 나타났다. 특히 42, 44계통은 달성률이 현저히 낮게 나타났으며, 사유로는 타 계통보다 결함빈도가 현저히 높은 것으로 확인되었다. 또한 전체 계통 중 41%(11개 계통)가 목표값 대비 실적값이 2배 이상인 것으로 나타났으며, 72 계통은 30배 차이로 나타났다.
항공기의 운용가용도를 분석한 결과는 과 같으며, 목표 대비 달성률은 101.30%로 분석 되었다.
항공기의 운용가용도를 분석한 결과는 와 같으며, 목표 대비 달성률은 103.7%로 분석 되었다.

후속연구

계통별 MTTR의 차이가 크게 발생하고 있으며, 이는 부체계별 특성과 맞물려 발생하는 현상으로 볼 수 있다. MTTR이 상대적으로 작게 산출된 44, 47, 74 계통은 단순 마모성 품목 들에 대한 정비를 수행하는 계통으로 판단되며, MTTR 달성률이 큰 14, 24, 42, 46, 72 등의 계통들의 경우 정비난이도가 특히 높은 것으로 판단되며, 정비시간 단축을 위한 대책 마련을 통해 주체계의 전투준비태세 향상에 기여할 수 있을 것으로 생각되며, 해당 부분에 대한 정비 접근성 등의 확보는 향후 성능개량 사업 등에 반드시 고려되어야 할 것으로 판단된다.
가용도는 연구개발 및 구매 항공기 모두 목표값을 충족하는 것으로 확인되고 있으나, 운용유지단계의 비용이 급격히 증가하고 있어 이는 총 수명주기 관점에서 무기체계 관리가 필요하고 LCSP(Life Cycle Sustainment Plan) 관리를 위한 기존 RAM 분석에 비용을 추가하여 RAM-C 분석이 필요할 것으로 판단된다.
정비도에 대한 비교분석 결과 주체계의 달성률은 연구개발 및 구매 항공기 모두 비슷한 수준으로 나타났으며, 연구개발 항공기의 41, 47, 49, 55, 74 계통은 구매 항공기 대비 달성률이 향상된 것으로 나타나고 있다. 그러나 연구개발 및 구매 항공기 모두 달성률이 큰 14, 24, 42, 46 계통은 정비난이도가 특히 높은 것으로 판단되며, 정비시간 단축을 위한 대책 마련이 필요하고, 해당 부분에 대한 정비 접근성 등의 확보는 향후 성능개량 사업 등에 반드시 고려되어야 할 것으로 판단 된다.
또한 해당 계통의 경우 특정한 일부 정비에 과도하게 긴 정비시간 기록이 있어 평균에 영향을 주는 사항도 있는 것으로 확인되었다(하성철․박경수, 2015). 따라서, 해당 사항에 대한 추가적인 확인과 계통의 정비난이도에 대한 추가 분석이 필요할 것으로 판단된다.
연구개발 및 구매 항공기 모두 달성률이 큰 14, 24, 42, 46계통은 정비난이도가 특히 높은 것으로 판단되며, 정비시간 단축을 위한 대책 마련이 필요할 것이다. 또한 해당 부분에 대한 정비 접근성 등의 확보는 향후 성능개량 사업 등에 반드시 고려되어야 할 것으로 판단된다.
또한, 항공무기체계의 결함기록을 TO 00-20-2의 결함 분류법에 따라 WUC, ATC, HMC 코드를 이용하여 결함을 분류하고 있으나, RAM 분석 기관의 데이터 보정방법에 따라 분석 결과가 상이하게 나타나고 있어 국내 정비 환경을 고려하고 운용 자료에 대한 동일한 데이터 보정기준 정립을 통한 적용 및 신뢰도 산출시 결함 데이터를 모두 적용하고 있으므로 대당장착수량(QPA)을 모두 적용하는 등 RAM 업무 향상 방안에 대한 대책 수립이 필요하다.
또한, 연구개발 항공기의 41, 47, 49, 55, 74 계통은 구매 항공기 대비 달성률이 향상된 것으로 나타나고 있다. 연구개발 및 구매 항공기 모두 달성률이 큰 14, 24, 42, 46계통은 정비난이도가 특히 높은 것으로 판단되며, 정비시간 단축을 위한 대책 마련이 필요할 것이다. 또한 해당 부분에 대한 정비 접근성 등의 확보는 향후 성능개량 사업 등에 반드시 고려되어야 할 것으로 판단된다.
향후 무기체계별 제작사를 통한 RAM 분석에 대한 세부자료를 바탕으로 야전운용자료와 연계한 분석이 이루어질 때 RAM 분석의 정확도가 더욱 향상될 것이며 그에 따른 적절한 후속조치가 가능할 것으로 판단된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	가용도는 무엇인가?	가용도는 임의의 시간에 장비가 작동상태에 있을 확률로 임무가 요구되는 시간에 체계가 임무수행 및 운용이 가능한 가를 나타내는 지표이다. 다양한 가용도의 지표가 있으나 본 연구에서는 체계의 고유한 고장률 특성을 활용한 고유가용도(Ai: Inherent availability)와 체계가 현실에서 실제로 운용되는 환경을 고려한 운용가용도(Ao : Operational availability)를 산출하여 분석한다(하성철, 2015; 하성철․박경수, 2015; KAI, 2005b, 2005c).
	정비도는 무엇인가?	정비도는 체계, 장비 등에서 고장이 발생하였을 때 운용 가능한 절차와 인원, 장비를 활용하여 주어진 시간에 정비를 수행하여 성능을 고장 이전 상태로 복구할 수 있는 확률을 의미한다. 분석은 평균 수리시간과 정비간 평균 운용시간을 산출하여 정비 시 소요되는 수리시간과 해당정비를 수행함으로써 복구된 체계가 어느 정도의 평균 운용시간을 가지는지 분석한다(하성철, 2015; 하성철․박경수, 2015; KAI, 2005b, 2005c).
	운용가용도는 고유가용도보다 어떤 요소들을 고려한 것이 특징인가?	운용가용도(Ao)는 체계가 실제의 운용 환경과 규정된 조건하에서 사용될 때 임의의 시점에서 만족스럽게 작동할 확률이다. 고유가용도보다 현실적인 요소들을 고려한 것이 특징이며 행정 및 군수지연 시간, 계획정비, 대기시간 등을 모두 고려한 지표이다. 운용가용도(Ao)는 아래의 식을 이용하여 계산된다(하성철, 2015; 하성철․박경수, 2015).

참고문헌 (23)

강창봉 (2009), MTBF 개념 정립 및 적용사례 분석, 공군군수사령부.
김경용？배석주 (2009), 전투준비태세 및 유사장비 운용자료를 활용한 RAM 목표값 설정방법에 관한 연구, 산업경영시스템학회지, 제32권, 제3호, pp. 127-134.

원문보기 상세보기
김신곤 (2015), RAM 업무 발전방안 연구, 공군본부.
남경민 (2011), DELIIS/F 기반 MTBF 산출 방안 보고서, 공군 군수사령부.
박성준 (2013), MTBF 관리 및 신뢰도 개선 방안 보고서, 공군 군수사령부.
방위사업청 (2014), 무기체계 RAM 업무지침 및 업무편람, 방위사업청.
박찬규 (2013), MTBF 운영실태 분석 및 추진방안 보고서, 공군 군수사령부.
사업관리본부 (2009), 정량적 ILS 요소 개발을 위한 신뢰도 할당/예측 가이드 북, 방위사업청.
손정목？장정무？원유동 (2012), 야전운용자료를 활용한 RAM 분석 사례: 해군함정을 중심으로, 한국콘텐츠학회지, 제12권, 제12호, pp. 395-412.
신뢰성분석팀 (2006), RAM 목표값 설정 방안, 국방기술품질원.
이한규？최진희 (2000), RAM 요소설계 목표값 연구, 한국군수과학기술학회지, 제3권, 제1호, pp. 218-230.
조인탁？이상천？김윤희 (2013a), 항공기 전자장비의 신뢰성예측 비교 연구, IE interface, 제25권, 제4호, pp. 472-479.
조인탁？이상천？박종훈 (2013b), 항공전자장비의 운용자료 분석을 통한 신뢰성 성장 연구, 한국산업경영시스템학회 학술대회, pp. 92-100.
최석철？선문국 (2008), 무기체계 신뢰도 향상방안 연구, 신뢰성응용연구지, 제8권, 제1호, pp. 39-59.
하성철 (2015), 운용자료 기반 OO 항공장비 RAM 분석 보고서, 국방기술품질원.
하성철？박경수 (2015), 운용자료 기반 OO 항공장비 RAM 분석 보고서, 국방기술품질원.
한장근 (2015), 한국 무기체계 획득단계에서의 램(RAM)업무 발전방향, 주간국방논단, 제1553호.
황승진 (2015), OO 계열 항공기 운영 신뢰도분석 보고서, KAI.
KAI (2006), OO 항공기 구성품의 MTBF 설정 관련 기술검토서, KAI.
KAI (2005a), Reliability Prediction and Analysis Report, KAI.
KAI (2005b), System Specification for the OO Program, KAI.
KAI (2005c), System Specification for OO, KAI.
USAF (2007), Technical Manual for Maintenance Data Documentation( TO 00-20-2), USAF.

저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증