[논문]무기체계 신뢰성 보증 방안 프로세스 구축 연구

이창희; 박두일; 김경로; 김상부

doi:10.7469/jksqm.2015.43.3.221

무기체계 신뢰성 보증 방안 프로세스 구축 연구
A Study on Reliability Program of the Armed Vehicles 원문보기

品質經營學會誌 = Journal of Korean society for quality management, v.43 no.3, 2015년, pp.221 - 238

이창희 (국방기술품질원) , 박두일 (국방기술품질원) , 김경로 (국방기술품질원) , 김상부 (창원대학교 산업조선해양공학부)

Abstract ▼ AI-Helper

Purpose: In this study, A reliability assurance model (or reliability program) is proposed to evaluate the reliability of an armed vehicle. The reliability assurance is performed through the reliability-centered activities during its life cycle of development/design, production, deployment, maintenance, and disposal. Methods: By reflecting the current situations of korea defense industry, a reliability assurance model is built up based on the benchmarking results of world leading companies' best practices in same fields. Results: The proposed reliability program of armed vehicles, which is based on the reliability program of ANSI/GEIA-STD 0009, uses DMAIC process of the six sigma methodology from design phase to testing and evaluation phase. Conclusion: This research is supposed to develop reliability program of armed vehicles by integrating DFSS, DFR and reliability growth process.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

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

문제 정의

또한 선진 기업 (혹은 신뢰성 관련 연구소)의 신뢰성 프로그램을 벤치마킹하여 핵심적인 요소들을 파악하고, 이러한 결과 바탕으로 우리나라의 상황에 맞게 수정 보완함으로 체계(장비) 신뢰성 보증 모델을 구성하는 것이 목표이다. 결과물로는 체계(장비)의 신뢰성 보증을 위한 핵심 요소들을 구분하여 신뢰성 보증 모델을 제시하고자 한다.
이를 구체적으로 살펴보면 연구의 목표는 체계(장비) 신뢰성 프로그램에 관한 국제 표준을 살펴보고 이에 대하여 비교 및 분석을 수행한다. 또한 선진 기업 (혹은 신뢰성 관련 연구소)의 신뢰성 프로그램을 벤치마킹하여 핵심적인 요소들을 파악하고, 이러한 결과 바탕으로 우리나라의 상황에 맞게 수정 보완함으로 체계(장비) 신뢰성 보증 모델을 구성하는 것이 목표이다. 결과물로는 체계(장비)의 신뢰성 보증을 위한 핵심 요소들을 구분하여 신뢰성 보증 모델을 제시하고자 한다.
이 연구는 체계(장비) 신뢰성 향상을 위한 신뢰도 보증 모델 개발에 관한 것으로 크게 세 가지의 연구를 수행하였다. 첫째, 기존의 체계(장비) 신뢰성 프로그램 표준 및 가이드를 조사 분석하여 체계(장비) 신뢰성 프로그램의 변화에 따른 최근의 추세를 확인하였다.
신뢰성 보증 프로그램은 개발 기관이나 생산업체에서 신뢰성 도구들이 (예, D-FMEA, P-FMEA 등) 개별적으로 활용되고, 신뢰도 목표를 확인하기 위한 시험 및 분석 등이 부분적으로 이루어지고 있는 것을 체계(장비)의 총 수명 주기 관점에서 종합적으로 관리하고 활용한다는 점에서 보다 효율적이며 비용 대비 효과도 뛰어나다고 말할 수 있다. 이 연구의 범위는 체계(장비)에 대한 신뢰성 보증 모델을 개발하는 것이며, 소프트웨어 신뢰성이나 사람에 대한 신뢰성 등은 제외하고 하드웨어에 관한 신뢰성만을 다룬다.
이 연구의 주목적은 무기체계 가운데 체계(장비)의 개발/설계, 생산, 배치, 유지 및 폐기에 관한 모든 활동을 신뢰성 중심으로 전개함으로 체계(장비)의 신뢰성을 보증할 수 있는 신뢰성 보증 모델 (신뢰성 프로그램)을 제안하는 것이다. 특히 신뢰성 프로그램의 해외 선진기업을 벤치마킹한 결과를 기반으로 우리나라 기업의 현실을 고려한 신뢰성 보증 모델을 제안하고자 한다.
이를 구체적으로 살펴보면 연구의 목표는 체계(장비) 신뢰성 프로그램에 관한 국제 표준을 살펴보고 이에 대하여 비교 및 분석을 수행한다. 또한 선진 기업 (혹은 신뢰성 관련 연구소)의 신뢰성 프로그램을 벤치마킹하여 핵심적인 요소들을 파악하고, 이러한 결과 바탕으로 우리나라의 상황에 맞게 수정 보완함으로 체계(장비) 신뢰성 보증 모델을 구성하는 것이 목표이다.
체계(장비)의 신뢰성 향상을 위한 신뢰성 보증 모델은 ANSI/GEIA-STD 0009를 기반으로 하는 신뢰성 프로그램 중심으로 한다. 체계(장비) 신뢰성 프로그램은 무기체계의 획득 단계를 중심으로 구분하면, 개발에서 시험 평가 단계 까지는 DFSS, DFR 및 신제품 개발 프로세스의 3가지 프로세스를 통합한 통합프로세스를 활용하며, 양산과 운용 단계에서는 Six Sigma 방법론인 DMAIC를 기본 프로세스로 운영할 것을 제안하였다.
이 연구의 주목적은 무기체계 가운데 체계(장비)의 개발/설계, 생산, 배치, 유지 및 폐기에 관한 모든 활동을 신뢰성 중심으로 전개함으로 체계(장비)의 신뢰성을 보증할 수 있는 신뢰성 보증 모델 (신뢰성 프로그램)을 제안하는 것이다. 특히 신뢰성 프로그램의 해외 선진기업을 벤치마킹한 결과를 기반으로 우리나라 기업의 현실을 고려한 신뢰성 보증 모델을 제안하고자 한다.

가설 설정

두 번째 신뢰성 프로그램 표준의 특징은 정보의 흐름이다. 목표 달성을 위해 필요한 정보와 수행한 신뢰성 활동을 규정하고 신뢰성 활동의 결과로 나타나는 정보를 다음 목표 달성을 위하여 입력 정보로 활용한다.

제안 방법

첫째, 기존의 체계(장비) 신뢰성 프로그램 표준 및 가이드를 조사 분석하여 체계(장비) 신뢰성 프로그램의 변화에 따른 최근의 추세를 확인하였다. 1998년 취소된 MIL-STD-785B로부터 DSIAC Blueprint, SEMATECH Guidelines, IEEE 1332 Standard, SAE JA1000, DoD RAM Guide 및 ANSI/GEIA-STD 0009 등을 비교 분석하였다. 둘째, 국내 여러 체계(장비)업체와 민간 부문의 반도체 장비 생산업체, 공작기계 업체 등의 체계(장비)신뢰성 프로그램 적용현황 분석 및 해외 방위산업 관련 웃기업들의 신뢰성 프로그램에 관련하여 벤치마킹을 수행하였다.
이 연구에서 제안하고 있는 체계(장비) 신뢰성 보증 모델은 ANSI/GEIA-STD 0009 신뢰성 프로그램 표준을 기반으로 개발하였다. ANSI/GEIA-STD 0009 신뢰성 프로그램 표준에서 요구하는 목표를 만족시키기 위한 방법론과 절차를 획득단계 별로 구분하여 제시하였으며, 각 단계에서 반드시 수행하여야 할 핵심 요소를 선정하여 제시하였다.
생산 프로세스의 평가 지표 가운데 하나인 DPU (Defects per Unit)지표를 사용하여 문제를 확인하고, FRACAS 프로그램을 통해 문제의 우선순위를 정하고 근본 원인 분석과 고장 유형을 확인한다. 그리고 이 활동들을 통해서 품질 손실을 확인한 후 FRACAS 프로그램을 통해서 수정 조치 계획을 정의하였고 수정 조치 계획을 관리하고 프로세스를 향상시키는 활동을 수행한다.[29]
1998년 취소된 MIL-STD-785B로부터 DSIAC Blueprint, SEMATECH Guidelines, IEEE 1332 Standard, SAE JA1000, DoD RAM Guide 및 ANSI/GEIA-STD 0009 등을 비교 분석하였다. 둘째, 국내 여러 체계(장비)업체와 민간 부문의 반도체 장비 생산업체, 공작기계 업체 등의 체계(장비)신뢰성 프로그램 적용현황 분석 및 해외 방위산업 관련 웃기업들의 신뢰성 프로그램에 관련하여 벤치마킹을 수행하였다. 셋째, 국내외 업체들의 신뢰성 프로그램과 신뢰성 업무에 대한 벤치마킹 결과를 바탕으로 체계(장비)장비 신뢰성 보증 모델을 제안하였다.
]에 나타나 있는데, 제품개발 및 설계단계와 시제품 검증, 시험평가 단계에서는 Design for Six Sigma 방법론과 Design for Reliability 방법론을 체계(장비)업체의 제품 개발 프로세스와 통합하여 운영하고, 양산단계와 운용단계에서는 Six Sigma 방법론 또는 Lean Six Sigma 방법론을 사용하여 프로세스의 개선과 관리를 수행하는 모델을 제안하고자 한다. 또한 획득 단계별로 ANSI/GEIA-STD 0009 신뢰성 프로그램 표준에서 제시하는 중요 신뢰성 활동의 범위를 제시하였다.
]는 FRACAS가 생산 프로세스의 지표들과 어떻게 연동되는지를 보여주는 레이션레이시온의 사례이다. 생산 프로세스의 평가 지표 가운데 하나인 DPU (Defects per Unit)지표를 사용하여 문제를 확인하고, FRACAS 프로그램을 통해 문제의 우선순위를 정하고 근본 원인 분석과 고장 유형을 확인한다. 그리고 이 활동들을 통해서 품질 손실을 확인한 후 FRACAS 프로그램을 통해서 수정 조치 계획을 정의하였고 수정 조치 계획을 관리하고 프로세스를 향상시키는 활동을 수행한다.
둘째, 국내 여러 체계(장비)업체와 민간 부문의 반도체 장비 생산업체, 공작기계 업체 등의 체계(장비)신뢰성 프로그램 적용현황 분석 및 해외 방위산업 관련 웃기업들의 신뢰성 프로그램에 관련하여 벤치마킹을 수행하였다. 셋째, 국내외 업체들의 신뢰성 프로그램과 신뢰성 업무에 대한 벤치마킹 결과를 바탕으로 체계(장비)장비 신뢰성 보증 모델을 제안하였다.
스코어카드의 평가 항목 40개에 대하여 각 항목에 대하여 설명되어 있는 기준들을 바탕으로 판정하여 붉은색 (높은 위험), 노란색 (중간 위험), 초록색 (낮은 위험)으로 구분하여 표기한다. 그리고 각 색깔에 대하여 위험에 해당하는 점수를 각각 3점, 2점, 그리고 1점으로 부여하여 계산한다.
이 연구에서 제안하고 있는 체계(장비) 신뢰성 보증 모델은 ANSI/GEIA-STD 0009 신뢰성 프로그램 표준을 기반으로 개발하였다. ANSI/GEIA-STD 0009 신뢰성 프로그램 표준에서 요구하는 목표를 만족시키기 위한 방법론과 절차를 획득단계 별로 구분하여 제시하였으며, 각 단계에서 반드시 수행하여야 할 핵심 요소를 선정하여 제시하였다.
이 연구에서 제안하는 체계(장비)의 신뢰성 보증 모델은 ANSI/GEIA-STD 0009 신뢰성 프로그램 표준을 기반으로 하였으며, 무기체계 획득 단계별로 수행하여야 할 신뢰성 활동을 구분하였다. 이는 [Figure 2.
이 연구는 체계(장비) 신뢰성 향상을 위한 신뢰도 보증 모델 개발에 관한 것으로 크게 세 가지의 연구를 수행하였다. 첫째, 기존의 체계(장비) 신뢰성 프로그램 표준 및 가이드를 조사 분석하여 체계(장비) 신뢰성 프로그램의 변화에 따른 최근의 추세를 확인하였다. 1998년 취소된 MIL-STD-785B로부터 DSIAC Blueprint, SEMATECH Guidelines, IEEE 1332 Standard, SAE JA1000, DoD RAM Guide 및 ANSI/GEIA-STD 0009 등을 비교 분석하였다.
체계(장비)의 신뢰성 향상을 위한 신뢰성 보증 모델은 ANSI/GEIA-STD 0009를 기반으로 하는 신뢰성 프로그램 중심으로 한다. 체계(장비) 신뢰성 프로그램은 무기체계의 획득 단계를 중심으로 구분하면, 개발에서 시험 평가 단계 까지는 DFSS, DFR 및 신제품 개발 프로세스의 3가지 프로세스를 통합한 통합프로세스를 활용하며, 양산과 운용 단계에서는 Six Sigma 방법론인 DMAIC를 기본 프로세스로 운영할 것을 제안하였다. 또한 체계(장비) 신뢰성 프로그램의 핵심 요소 9가지를 제시하였고, 9가지 핵심요소는 (1) 신뢰성 프로그램 계획 (2) 고객 요구 사항 파악 및 다기능 팀 (3) 신뢰성 프로그램 스코어카드 (4) 신뢰성을 위한 설계 (DFR) (5) 고장 모드 확인 및 고장 관련 프로세스(6) 신뢰도 성장 (개선) (7) 수명 주기 환경 부하 및 시험 (8) 제조 부문의 신뢰성 활동 (9) 신뢰도 지표 등으로 요약될 수 있다.

대상 데이터

적용 사례로 레이시온사를 살펴보면 미국의 대표적인 방위산업체 중 하나이며 미사일, C4시스템, 함정 무기 등 무기 체계를 포함하여 정보 시스템 분야와 우주 항공 분야를 포함하는 글로벌 기업이다. 아래의 레이시온 사의 신뢰성 프로그램으로 ANSI/GEIA-STD 009를 적용하고 있음을 보여 주는 자료이다. ANSI/GEIA-STD 0009 신뢰성 프로그램 표준의 4가지 목표가 레이시온사의 신뢰성 활동 및 도구들과 어떤 연관 관계가 있는지를 구분해 놓은 그림이다.

성능/효과

둘째, 체계(장비)의 신뢰성 확보 문제는 설계자 혹은 개발자가 직접 신뢰성 관련 업무를 수행하여 함에도 불구하고 다른 부서의 인력(ILS인력)이 신뢰성 활동을 대신함으로 신뢰성 활동의 효과가 미비한 경우가 있었다.
셋째, 대부분의 신뢰성 프로그램 표준에서 요구하는 신뢰도 성장 모형의 활용과 관련하여 이를 구체적으로 적용하는 기업이 드물었다.
첫째, 고객과 사용자 간의 의사소통, 고객과 개발자 간의 의사소통, 사용자/고객과 개발자 간의 의사소통을 매우 중요시 하고 있다.
첫째, 신뢰성 프로그램을 활용하기 위해서는 각 기업이 보유하고 있는 제품 개발 프로세스와 품질 시스템, 품질 개선 프로그램 들을 하나로 통합하고 여기에 신뢰성 프로그램이 포함되어야 하는데, 대부분의 기업에서 자사의 고유한 R&D 프로세스와 국방품질경영시스템은 보유하고 있지만 신뢰성 관련 프로그램은 명확하게 제시되어 있는 경우가 거의 전무한 것으로 파악되었다.

후속연구

따라서 이러한 현실에서 목표 신뢰도를 만족하는 무기체계를 개발하고 양산 및 전력화하기 위해서는 새로운 신뢰성 향상방안이 필요하며 이는 체계(장비)의 개발, 설계단계부터 생산 및 배치, 운용단계에 이르기까지 일관된 신뢰성 보증 모델 (또는 신뢰성 프로그램)을 개발하고 적용함으로 일부 충족할 수 있을 것으로 생각된다. 현재 신뢰성 프로그램을 적용하는 경우는 선진 기업의 일부에 국한되어 있고 민수 기업에서도 자동차 기업을 중심으로 소수의 기업에서 사용하고 있는 실정이다.
이 연구에서 제안한 신뢰성 프로그램 중심의 신뢰성 보증 모델은 전 세계적인 추세의 하나이고 우리나라의 방위산업이 글로벌화 하는데도 반드시 필요한 부분이라 생각된다. 이를 위하여 고객과 사용자, 개발자를 포함하여 해당 이해관계자들이 함께 참여하여 추진하는 것이 바람직하다고 생각된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	체계(장비) 신뢰성 기술적용이 미흡하거나 비효율적으로 진행된 까닭은 무엇인가?	현재 우리나라 기업에서 생산되고 있는 체계(장비) 신뢰성 관련 기술 (설계, 평가, 시험, 분석 및 생산 기술)적용은 장비 중요성에 비해 상당 부분 미흡하거나 비효율적으로 진행되어 오고 있는 것이 사실이다. 이는 개발과 생산에 있어서 우리나라 기업 특성 상 시간, 인력, 장비, 비용 등의 자원과, 부품 소재를 납품하는 협력업체의 품질 및 신뢰성 확보 문제 등이 복합적으로 작용하기 때문으로 판단된다. 방위산업에서도 이러한 경향을 확인할 수 있는데, 무기체계 관련한 대부분의 신뢰성 활동이 무기체계 개발단계에서 보다는 상세설계가 이루어지고 난 뒤에 이루어지는 경향이 있으며 이는 신뢰성 관련한 문제가 내재되어 있더라도 개발단계에서 확인하거나 수정되지 못하는 결과를 초래하고 있다.
	신뢰성을 위한 설계란 무엇인가?	‘신뢰성을 위한 설계’, 즉 DFR (Design for Reliability) 이란 사용자의 요구사항과 사전에 정해진 신뢰성 목표를 수행하는 제품 또는 시스템을 개발하기 위해 필드에서 발생하게 될 고장모드를 설계 단계에서 발견하고 제거하여 신뢰성 목표를 만족하기 위해 수행되는 설계 과정을 말한다.
	무기체계의 신뢰성 프로그램의 표준으로 지속적으로 개발 및 사용되어온 것은 무엇인가?	신뢰성 프로그램의 표준은 1969년에 발표된 MIL-STD-785B를 시작으로 지속적으로 개발되고 사용되어 왔다. 그러나 1998년 미 국방부에서 MIL-STD-785B에 대한 개정 작업을 더 이상 추진하지 않는다고 (취소) 발표한 시점 전후를 시점으로 하여 민간 부문에서 체계(장비) 관련 신뢰성 프로그램에 대한 연구 개발이 활발하게 진행되어 왔다.

참고문헌 (30)

Arthasartsri, S. He Ren. 2009. "Validation and Verification Methodologies in A380 Aircraft Reliability Program." Reliability, Maintainability and Safety, ICRMS 2009 The 8th International Conference 2009, 1356-1363.
Carlson, Carl Sarakakis, Georgios Groebel, DavidJ Mettas, and Adamantios. 2010. "Best Practices for Effective Reliability Program Plans." Reliability and Maintainability Symposium, 1-7.
Crow. L. H. 2006. "Useful Metrics for Managing Failure Mode Corrective Action." Reliability and Maintainability Symposium, 247-252.
Daniel Daley. 2011. "Design for Reliability." Continuing Education and Development, Inc.
Dhudsia Vallabh. 1992. Guidelines for Equipment Reliability. SEMATECH.
Duane. J. T. 1964. "Learning Curve Approach to Reliability Monitoring." IEEE Transactions on Aerospace 2(2):563-566.

상세보기
Harry Guo, Ryan Gaston, and Athanasios Gerokotopoulos. 2011. How to Set Up a Reliability Program for Photovoltaic Modules. Photovoltaic Module Reliability Workshop.
John Kleinberg. "Design for Reliability." US Army Materiel Systems Analysis Activity.
John Kleinberg. AMSAA Reliability Scorecards. US Army Materiel Systems Analysis Activity.
Kristina Bevec. Reliability Growth Overview." US Army Materiel Systems Analysis Activity.
Larry H. Crow. 1975. "Reliability Analysis for Complex, Repairable Systems." US Army Materiel Systems Analysis Activity.
Lou Gullo. 2014. Reliability growth Analysis (RGA) for Missile systems - FRACAS with case studies. Raytheon Company.
Marguerite Shepler. 2010. New Army and DoD Reliability Scorecard. US Army Materiel Systems Analysis Activity, RAMS.
Michael Gilmore. 2011. Key Issues in Reliability Growth. Director of Operational Test and Evaluation.
Miguel Peterson, and Wayne Roberts. 2014. Reliability Growth Analysis (RGA) for Missile Systems - Policies, Models, Tests and Tools. Raytheon Company.
Miguel Peterson, and Wayne Roberts. 2014. Reliability Growth Analysis (RGA) for Missile Systems - RGA for Generic Cruise Missile. Raytheon Company.
Patrick M. Dallosta. The Impact of Changes in DOD Policy on Reliability and Sustainment.
R. Chapin, T. Grossman, D.Beneteau, B. Meade, J. Dockendorff, and D. Turner. 2004. GE system Reliability Engineering Design Process. GE Aircraft Engines.
Robert N. Tamburello. Promoting a New Paradigm of Reliability Test and Evaluation : Lessons Learned & Policy Improvements. US Army Evaluation Center.
SAE JA 1000-1. 1999. Reliability Program Standard Implementation Guide.
Shepler. Margueriteh, Welliver, and Nancy. 2010. New Army and DoD Reliability Scorecard. Reliability and Mantainability Symposium(RAMS), 1-5.
The Journal of the Reliability Information Analysis Center. 2009 New Army and DoD Reliability Scorecard.
U.S. Department of Defense. 1969. MIL-STD-785B.
U.S. Department of defense. 2005. DoD Guide for Achieving Reliability, Availability, and Maintainability. Draft GEIA-STD-0009.
U.S. Department of Defense. 2008. Report of the Reliability improvement Working Group (RIWG). Washington, DC: Government Printing Office.
U.S. Department of Defense. 2011. MIL-HDBK-189C.
US Army Evaluation Center. 2012. Center for Reliability Growth (CRG) Overview of Initiatives.
US Army Materiel Systems Analysis Activity. 2000. AMSAA Reliability Growth Guide.
US Army Materiel Systems Analysis Activity. 2009. Development of Reliability Program Standard GEIA-STD-0009.
US Army Materiel Systems Analysis Activity. 2012. Description of AMSAA's reliability tools.

저자의 다른 논문 :

LOADING...

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