방위산업은 경제논리보다 안보논리가 우선시되며 고비용, 장기간의 연구개발이 이루어져왔다. 하지만, 최근 몇 년간 급변하는 기술의 발전과 안보상황을 통해 방위산업에서도 체계개발간에 있어 비용절감과 개발기간 단축의 필요성이 대두되었다. 이에 민수 분야의 부품 모듈화 전략을 방위산업에서 활용하기 위해 OO 사업 LRU(Line Replaceable Unit)들의 모듈화 우선순위를 도출하고자 한다. 프로젝트 평가기법 중 하나인 GRA(Grey Relational Analysis)를 사용하였으며, 문헌연구를 통해 선정된 6개의 평가지표 데이터를 수집하여 OO 사업의 11개 모듈에 대하여 우선순위를 선정하였다. 그 결과, M11(메인보드)과 M8(EMI모듈), M3(싱글보드컴퓨터)의 Grey 관계등급이 0.83, 0.81, 0.80 순으로 도출되었고, 우선순위에 따라 모듈화 하는 것이 비용 절감 및 기간 단축의 효과가 있을 것으로 판단된다. 본 연구는 유사 무기체계 개발이나 향후 성능개량 사업 등을 고려한 LRU 모듈화 설계 시, 모듈화 적용 판단 및 의사결정의 근거가 되는 기초 연구로 활용할 수 있을 것이다.
방위산업은 경제논리보다 안보논리가 우선시되며 고비용, 장기간의 연구개발이 이루어져왔다. 하지만, 최근 몇 년간 급변하는 기술의 발전과 안보상황을 통해 방위산업에서도 체계개발간에 있어 비용절감과 개발기간 단축의 필요성이 대두되었다. 이에 민수 분야의 부품 모듈화 전략을 방위산업에서 활용하기 위해 OO 사업 LRU(Line Replaceable Unit)들의 모듈화 우선순위를 도출하고자 한다. 프로젝트 평가기법 중 하나인 GRA(Grey Relational Analysis)를 사용하였으며, 문헌연구를 통해 선정된 6개의 평가지표 데이터를 수집하여 OO 사업의 11개 모듈에 대하여 우선순위를 선정하였다. 그 결과, M11(메인보드)과 M8(EMI모듈), M3(싱글보드컴퓨터)의 Grey 관계등급이 0.83, 0.81, 0.80 순으로 도출되었고, 우선순위에 따라 모듈화 하는 것이 비용 절감 및 기간 단축의 효과가 있을 것으로 판단된다. 본 연구는 유사 무기체계 개발이나 향후 성능개량 사업 등을 고려한 LRU 모듈화 설계 시, 모듈화 적용 판단 및 의사결정의 근거가 되는 기초 연구로 활용할 수 있을 것이다.
In the defense industry, national security takes priority over economic sense and this has translated into high cost and long-term research and development. However, the exponential growth of technology and rapid changes in the security situation in recent years have resulted in a call for the devel...
In the defense industry, national security takes priority over economic sense and this has translated into high cost and long-term research and development. However, the exponential growth of technology and rapid changes in the security situation in recent years have resulted in a call for the development of systems at a low cost within a short period of time. In order to implement a modularization strategy in the field of defense, the introduction of line replaceable units in OO systems needs to be prioritized. This study selects six criteria following a literature review and prioritizes 11 modules for OO systems using the project evaluation method, Grey Relational Analysis (GRA). Based on the GRA results, the grey relational grades were derived as 0.83, 0.81 and 0.80 for the M11 (Main board), M8 (EMI module), M3 (Single board computer) modules, respectively. The cost and time of development is expected to be reduced in accordance with the grey relational grade. The results of this research could be utilized for decision making on adopting modularization in similar system development or product improvement programs (PIPs).
In the defense industry, national security takes priority over economic sense and this has translated into high cost and long-term research and development. However, the exponential growth of technology and rapid changes in the security situation in recent years have resulted in a call for the development of systems at a low cost within a short period of time. In order to implement a modularization strategy in the field of defense, the introduction of line replaceable units in OO systems needs to be prioritized. This study selects six criteria following a literature review and prioritizes 11 modules for OO systems using the project evaluation method, Grey Relational Analysis (GRA). Based on the GRA results, the grey relational grades were derived as 0.83, 0.81 and 0.80 for the M11 (Main board), M8 (EMI module), M3 (Single board computer) modules, respectively. The cost and time of development is expected to be reduced in accordance with the grey relational grade. The results of this research could be utilized for decision making on adopting modularization in similar system development or product improvement programs (PIPs).
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문제 정의
OO 장비의 체계개발 사업은 2014년에 착수하여 2018년까지 개발완료 및 양산을 목표하는 현재 개발 중인 사업으로 향후 성능개량 사업 및 유사 사업이 다수 존재하여 본 연구에 적합하다 판단하여 선정했다. OO 장비의 체계개발 사업 데이터를 기반으로 11개의 모듈에 대한 평가지표 데이터를 연구개발 비용과 기간, 투입공수, 제품의 복잡도, 모듈화 정도에 대해 수집했다.
본 연구는 OO 사업 데이터를 GRA를 활용해 어떤 LRU부터 모듈화를 해야 하는지에 대한 우선순위를 매겼다. 우선순위에 따라 향후 체계개발 사업에서 참고하여 설계할 수 있을 것이다.
본 연구에서는 OO 사업을 대상으로 방위산업에서의 부품 모듈화의 가능성을 확인하고, 각 LRU간의 모듈화 우선순위를 매겨 차후 유사 무기체계 개발 시 호환가능한 LRU를 도출하고자 한다.
가설 설정
게다가 OO 사업의 핵심 모듈로서 소요군이 요구하는 기능들을 구현함에 있어 중요하다. 세 번째로 관계등급이 높았던 M1 역시 장착대로 하우징과 함께 공용화 설계를 했을 경우, 비용 절감 효과가 높을 것이다.
제안 방법
이를 정리한 것이 Table. 2이며, AHP와 GRA 기법의 목적, 변수, 방법론, 분석과정을 간략하게 비교했다.
OO 장비의 체계개발 사업은 2014년에 착수하여 2018년까지 개발완료 및 양산을 목표하는 현재 개발 중인 사업으로 향후 성능개량 사업 및 유사 사업이 다수 존재하여 본 연구에 적합하다 판단하여 선정했다. OO 장비의 체계개발 사업 데이터를 기반으로 11개의 모듈에 대한 평가지표 데이터를 연구개발 비용과 기간, 투입공수, 제품의 복잡도, 모듈화 정도에 대해 수집했다. 결측값은 없었으며 세부적인 비용자료는 설계부서 및 사업부서 등의 전문가를 통해 산출했다.
OO 사업의 주장비 설계부서, 종합군수지원(ILS)부서, 사업부서 등이 협력하여 위의 프로세스를 따라 진행했다. 모듈화 대상 장비를 선정하고, 설계자의 의견을 반영한 제품분할구조(Part Breakdown Structure)를 만들었다. 설계 자료와 부품 데이터시트, 기술자료 등을 군수지원 측면에서 분석했으며, 사업부서의 원가 및 재무자료들을 취합하였다.
세부지표로 연구개발비용에서 인적비용 측면을 분석하기 위해 연구개발투입인력(R&D resource; RDR)을 추가했다. 모듈화 적용 LRU 수(Modularization LRU; ML)를 모듈의 복잡도보다 거시적인 지표로 추가해 총 6개의 평가지표로 구성했다.
연구개발투입공수의 경우 해당 모듈 개발에 투입한 연간 공수이다. 모듈화 정도의 세부지표로 향후 적용가능한 LRU의 수와 SRU(Shop Replaceable Unit) 몇 개가 통합되었는지로 분류했다. 제품 복잡도는 기술자료를 분석하여 도출된 전자부품의 소자 핀 수이다.
7 이상인 모듈들을 모듈화 설계했을 때, 향후 성능개량 사업과 유사 사업에서 예상되는 효과는 약 18억 원의 비용 절감과 약 300일의 개발기간 단축이다. 비용절감효과의 경우 해당 모듈이 들어가는 사업 수에 개발비를 곱하여 계산했고, 기간단축 효과는 해당 모듈들에 투입되는 공수를 곱하여 계산하였다. 이처럼 GRA 기법을 활용해 모듈화 우선순위를 선정하고, 적용 시 기대되는 시간 및 비용에 대한 정량적인 예측치를 구할 수 있기 때문에 경영진의 전략적 의사결정에 활용 가능할 것이다.
모듈화 대상 장비를 선정하고, 설계자의 의견을 반영한 제품분할구조(Part Breakdown Structure)를 만들었다. 설계 자료와 부품 데이터시트, 기술자료 등을 군수지원 측면에서 분석했으며, 사업부서의 원가 및 재무자료들을 취합하였다.
세부지표로 연구개발비용에서 인적비용 측면을 분석하기 위해 연구개발투입인력(R&D resource; RDR)을 추가했다.
연구개발기간(R&D time; RDT),연구개발비용(R&D cost; RDC), 모듈화 정도(Degree of Modularity; DOM), 모듈의 복잡도(Complexity of Module; COM)를 도출했다.
4와 같다. 연구개발기간은 해당 모듈 개발에 투입한 연구기간비율과 근무시간을 곱하여 도출했으며, 연구개발비용 역시 투입인력과 인건비, 그리고 재료비 등을 합산하여 도출했다. 모든 모듈의 값을 합산하면 1이 된다.
전자부품 관점에서 세분화하는 이유는 전자장치를 기준으로 분류하여 제품을 개발했을 때 쉽게 설계변경 및 개선이 가능하기 때문이다. 주장비 설계자의 의견을 종합하여 전자부품의 기능을 기준으로 모듈을 분류했다. 분류한 11개의 모듈의 인터페이스를 그린 것이 Fig.
대상 데이터
OO 장비의 체계개발 사업 데이터를 기반으로 11개의 모듈에 대한 평가지표 데이터를 연구개발 비용과 기간, 투입공수, 제품의 복잡도, 모듈화 정도에 대해 수집했다. 결측값은 없었으며 세부적인 비용자료는 설계부서 및 사업부서 등의 전문가를 통해 산출했다. 본 연구에 기재된 데이터 값은 보안상의 문제로 비율 단위로 가공하거나 수치를 구체화하지 않았다.
3이다. 본 연구에서는 GRA 분석을 위해 기존 문헌연구에서 많이 사용한 4개 평가지표와 2개의 세부지표를 선정했다. 연구개발기간(R&D time; RDT),연구개발비용(R&D cost; RDC), 모듈화 정도(Degree of Modularity; DOM), 모듈의 복잡도(Complexity of Module; COM)를 도출했다.
이론/모형
그러므로 정량적인 데이터를 기반으로 공학적으로 우선순위를 도출해 대상을 선정하여야 할 것이다. GRA(Grey Relational Analysis) 기법은 프로젝트 평가기법 중 본 연구 목적에 부합되며, 다른 기법들의 한계를 보완할 수 있기 때문에 사용했다. 프로젝트 다수의 대안을 계층화하고 쌍대비교(Pairwise Comparison)하는 AHP(Analytic Hierarchy Process) 기법과 비교했을 때, 대안 간의 관계등급의 크기에 따라 우선순위를 도출 할 수 있으며 복수의 평가기준을 고려할 수 있다는 장점이 있다[3].
성능/효과
GRA을 통해 OO 사업의 모듈화 우선순위를 도출한 결과, M2, M11, M1, M10 ,M8, M9, M6, M3, M4, M5, M7 순으로 나타났다. 특히 관계등급이 0.
GST의 분야를 나누는데 저자에 따라 차이가 있으나 Wen(2004)의 분류에 의하면 1) Grey 생성(Generating), 2) Grey 관계분석 및 평가(Relational Analysis and Evaluation), 3) Grey 모형(Model), 4) Grey 예측(Prediction), 5) Grey 의사결정(Decision making), 6) Grey 통제(Control)로 나누고 있다[8]. 본 연구는 GST 분야의 Grey 생성 및 Grey 관계분석/평가, Grey 모형을 통해 우선순위를 정하며, 정해진 우선순위를 기반으로 한 예측치를 활용하여 경영진의 의사결정에 도움을 줄 수 있다.
OO 사업은 현재 개발 중인 사업이기 때문에 분석 결과를 적용한 시간 및 비용 절감 효과에 대한 구체적인 결과치를 알 수 없으나, 향후 사업에 적용 시 기대되는 예측치 산출은 가능하다. 분석 결과를 토대로 관계등급 0.7 이상인 모듈들을 모듈화 설계했을 때, 향후 성능개량 사업과 유사 사업에서 예상되는 효과는 약 18억 원의 비용 절감과 약 300일의 개발기간 단축이다. 비용절감효과의 경우 해당 모듈이 들어가는 사업 수에 개발비를 곱하여 계산했고, 기간단축 효과는 해당 모듈들에 투입되는 공수를 곱하여 계산하였다.
평가지표를 기준으로 결과를 분석하면 모듈화의 정도(Degree of Modularity)가 가장 핵심적인 지표였다. 우선순위가 높은 모듈 전부가 모듈화의 정도가 0.
후속연구
OO 사업은 현재 개발 중인 사업이기 때문에 분석 결과를 적용한 시간 및 비용 절감 효과에 대한 구체적인 결과치를 알 수 없으나, 향후 사업에 적용 시 기대되는 예측치 산출은 가능하다. 분석 결과를 토대로 관계등급 0.
7 이하였다. 그러므로 모듈 설계 시 모듈화 정도를 최우선적으로 고려하여 설계하는 것이 바람직할 것으로 판단된다.
민수산업은 모듈화 설계를 통해 모듈을 합쳐서 더 큰 덩어리로 만드는 방향으로 진행되고 있지만, 방위 산업은 고객의 요구사항이 다양하고 군별로 플랫폼이 다른 경우가 많아 모듈을 나누는 방향으로 진행되고 있다. 그러므로 방위산업의 특수성을 고려한 모듈화 방향에 대한 연구가 추가로 필요할 것으로 보인다.
본 연구는 OO 사업을 대상으로 분석을 하였기에 이종 체계 혹은 소요군이 다른 경우에 대한 분석이 추가적으로 필요할 것으로 보인다. 전략사업군(Strategy Project Group)별 혹은 소요군별로 데이터들을 분석해 방위산업 전 분야에 적용할 수 있는 범용적인 분석이 필요하다.
본 연구는 OO 사업 데이터를 GRA를 활용해 어떤 LRU부터 모듈화를 해야 하는지에 대한 우선순위를 매겼다. 우선순위에 따라 향후 체계개발 사업에서 참고하여 설계할 수 있을 것이다. 기존에는 방위산업의 특수성 때문에 민수산업과는 다른 R&D 전략을 갖고 있었지만, 최근의 추세는 민수산업처럼 비용적인 측면에서 효율적 평가를 통해 진행하는 방향으로 변화하고 있다.
비용절감효과의 경우 해당 모듈이 들어가는 사업 수에 개발비를 곱하여 계산했고, 기간단축 효과는 해당 모듈들에 투입되는 공수를 곱하여 계산하였다. 이처럼 GRA 기법을 활용해 모듈화 우선순위를 선정하고, 적용 시 기대되는 시간 및 비용에 대한 정량적인 예측치를 구할 수 있기 때문에 경영진의 전략적 의사결정에 활용 가능할 것이다.
기존에는 방위산업의 특수성 때문에 민수산업과는 다른 R&D 전략을 갖고 있었지만, 최근의 추세는 민수산업처럼 비용적인 측면에서 효율적 평가를 통해 진행하는 방향으로 변화하고 있다. 전문가의 정성적인 평가와 함께 본 연구에서 수행한 GRA와 같은 정량적인 분석기법을 활용하여 모듈화를 적용한다면 개발기간과 비용을 단축에 도움이 될 것이다.
추후에는 사업완료 이후 모듈화를 적용한 후속사업의 구체적인 결과값을 제시하여야 하며, 방위 산업에서의 모듈화 방향에 대해서 추가적인 연구가 필요하다. 민수산업은 모듈화 설계를 통해 모듈을 합쳐서 더 큰 덩어리로 만드는 방향으로 진행되고 있지만, 방위 산업은 고객의 요구사항이 다양하고 군별로 플랫폼이 다른 경우가 많아 모듈을 나누는 방향으로 진행되고 있다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
방위산업과 민수 분야의 차이점은 무엇인가?
방위산업과 민수 분야의 차이점은 경제논리보다 안보논리를 통해 사업이 진행 된다는 것이다. 특히 방위산업의 경우 다품종 소량생산 방식이며, 비교적 열악한 환경조건에서 장기간 운용한다는 특징을 갖고 있다[1].
제품 개발기간을 단축시키기 위해 플랫폼의 공용화(Commonality) 설계나 부품의 모듈화(Modularization) 전략을 활용하는 이유는?
그러므로 제품 개발기간을 단축시키기 위해 플랫폼의 공용화(Commonality) 설계나 부품의 모듈화(Modularization) 전략을 활용하고 있다. 이는 신제품 개발과정에서의 비용을 절감하고, 개발기간을 단축시켜 경쟁우위에 앞서기 위함이다. 예를 들어 자동차 산업에서는 신차의 플랫폼을 차급 별로 공용화하여 개발기간을 단축시키고, 부품의 모듈화를 통해 원가 절감의 효과를 거두고 있다[2].
방위산업의 특징은?
방위산업과 민수 분야의 차이점은 경제논리보다 안보논리를 통해 사업이 진행 된다는 것이다. 특히 방위산업의 경우 다품종 소량생산 방식이며, 비교적 열악한 환경조건에서 장기간 운용한다는 특징을 갖고 있다[1]. 반면에 민수 분야의 경우 소품종 대량생산 방식이며, 제품주기가 상대적으로 짧다.
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