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수시점검 및 정기검사 시 고장의 중복을 배제한 유도탄 저장신뢰도 예측 모델
Storage Reliability Prediction Model for Missile subjected to Non-periodic Test and Periodic Inspection excluding Overlapped Failures 원문보기

한국산학기술학회논문지 = Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society, v.19 no.5, 2018년, pp.599 - 604  

조보람 (국방과학연구소 제1기술본부) ,  안장근 (국방과학연구소 제1기술본부)

초록
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유도무기체계에서 특히 유도탄은 높은 신뢰도 및 가용도의 유지와 함께 경제적인 정비가 매우 중요한 무기체계이다. 대한민국 소요군에서는 야전에 배치된 모든 유도탄에 대해 정기적인 검사를 필수적으로 수행하고 있다. 정기적인 주기마다 야전에 배치된 모든 유도탄은 정비부대로 보내져 검사되고 혹은 검사 시 고장이 발견된다면 수리된다. 그리고 유도탄은 수시적으로 수행 가능한 자체점검의 기능을 보유하고 있다. 유도탄이 보유한 자체점검으로 유도탄이 발사대에서 운용될 동안이나 저장되어 있는 동안에 고장을 발견해 낼 수 있다. 그러므로 유도탄의 신뢰도와 정비 비용은 검사주기의 기간과 자체점검 및 정기검사의 수준에 매우 영향을 받음을 알 수 있다. 본 논문에서는 수시점검과 정기검사를 받는 유도탄의 저장신뢰도를 예측하는데 있어 기존에 연구된 모델을 수정하여 고장의 중복을 배제한 새로운 유도탄 저장신뢰도 예측 모델을 제시하였다. 그리고 수치적 예시를 들어 새롭게 제시한 모델의 특성을 분석하였다. 또한, 제시된 모델은 검사주기 기간을 결정하는데 유용하게 활용될 수 있다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

For missile systems, sustaining high reliability and ensuring economical maintenance are very important. In the Republic of Korea, for most missiles, periodic inspection is mandatory for missiles in the field. Every fixed number of years, they are returned to the ordnance depot to be tested and repa...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 이 때 일정한 기간(예: 20년, 30년 등의 수명주기 기간) 동안을 놓고 볼 때 평균적인 신뢰도 수준을 목표치에 만족할 수 있도록 유지하기 위해서는 고장 점검률이 높은 BIT 기능과 유도탄 점검 장비의 개발/획득이 우선 적으로 중요하며 이들 기능과 장비가 이미 획득되어 있을 경우에는 정기검사 주기 결정이 가장 중요한 문제가 된다. 본 논문에서는 기존의 모델 중 BIT 및 정기검사를 받는 신뢰도 산출모델을 바탕으로 일부 기능을 확장하였다. 이 모델은 정기검사 주기 결정에도 쉽게 활용할 수 있다.
  • 본 논문에서는 유도탄에 대한 기존의 저장신뢰도 산출모델을 확장하여 제안하였다. 유도탄은 장기간 저장상 태로 있기 때문에 높은 신뢰도가 유지되어야 하므로 수시점검기능인 BIT에 의한 점검과 정밀 점검장비를 활용한 정기검사를 수행하게 된다.
  • Fig 2를 통해 시간이 지날수록 제안 모델에 적용된 유도탄의 신뢰 도가 기존 모델에 적용된 신뢰도보다 더 높음을 알 수 있다. 신뢰도를 산출 시 매주기마다 이미 고장 난 유도탄을 제외함으로써 보다 정확한 유도탄의 신뢰도를 구할수 있는 것이다. 그리고 이는 유도탄의 목표 신뢰도를 설정하고 검사 주기를 결정하는데 적지 않은 영향을 미칠수 있다.

가설 설정

  • 그런데, 기존 모델[4,5,6,7]에서는 주기마다 전체 유도탄 중에서 추가로 고장 나는 유도탄 개수의 기댓값을 의미하는 기대고장(유도탄) 개수가 변동이 없다고(줄어들지 않는다고) 가정하였으며 이로 인해 정기검사 후 고장이 발견되지 않고 은닉된 유도탄의 개수가 주기마다 동일한 개수만큼 발생하고 이들이 계속 누적되어 증가해가 더라도 매주기마다 새로 고장 나는 기대고장(유도탄)개수는 동일한 것으로 보고 이를 신뢰도 산출에 적용하였다. 이렇게 하면 이미 고장 난 유도탄이 그다음 주기에도 매번 고장 날 수 있다는 것이고 이 중 일부는 고장이 은닉된 유도탄 개수에 추가된다는 개념이고 실제보다 중복으로 산출되는 것이므로 수정이 필요하다.
  • 기존 모델의 경우 점검하는 주기마다 새로이 고장나는 유도탄 개수의 기대값이 동일하다고 가정하였으나 이는 한번 고장난 유도탄이 다음 주기에도 중복해서 고장날 수 있다는 것이므로 이러한 가정을 수정하여 모델을 제시하였다. 그리고 수치를 적용하여 기존 모델과 제안 모델을 비교하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
유도탄이란? 유도탄은 장기간 저장상태로 있다가 일회 발사를 통해 임무수행을 마치고 소모되는 무기체계로서 소위 One-Shot-Item으로 부른다. 따라서 배치 이후 중요한 품질 특성은 저장신뢰도이다.
유도탄의 목표 신뢰도를 설정하고 검사 주기를 결정하는 데 영향을 주는 것은? Fig 2를 통해 시간이 지날수록 제안 모델에 적용된 유도탄의 신뢰 도가 기존 모델에 적용된 신뢰도보다 더 높음을 알 수 있다. 신뢰도를 산출 시 매주기마다 이미 고장 난 유도탄을 제외함으로써 보다 정확한 유도탄의 신뢰도를 구할수 있는 것이다. 그리고 이는 유도탄의 목표 신뢰도를 설정하고 검사 주기를 결정하는데 적지 않은 영향을 미칠수 있다.
유도탄의 신뢰도를 유지하기 위해 해야하는 것은? 따라서 배치 이후 중요한 품질 특성은 저장신뢰도이다. 높은 저장신뢰도를 유지하기 위해서는 평시 운용 간에 유도탄에 내장된 BIT(BuiltIn-Test) 기능을 활용하는 수시점검(Non-periodic Test)이나 일정기간을 정해놓고(예: 3년~5년) 이 시기가 도래한 모든 유도탄을 의무적으로 점검하게 하는 정기검사 (Periodic Inspection)를 통해 은닉된 결함을 찾고 정비하는 활동이 대단히 중요하다[1]. 여기서 유도탄의 저장신 뢰도는 구성품 복잡도, 운용조건 등에 따라 기간이 지나 면서 급속히 낮아질 수 있는바, BIT를 활용한 수시점검을 통해 결함이 발생한 유도탄을 발견해내고 정비하게 함으로써 급속한 신뢰도 저하를 어느 정도 방지하게 되고 BIT로 발견할 수 없는 고장은 일정 주기의 정기검사 시점에 별도의 유도탄 점검장비를 활용한 정밀진단을 통해 식별해내고 적절한 정비조치를 함으로써 크게 상승하게 된다[2, 3].
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참고문헌 (7)

  1. Dong-Kyu Kim, Wun-Seok Kang, Sung-Jin Kang, "A Study on the Storage Reliability Determination Model for One-shot System", Journal of the Korean Operations Research and Management Science Society, vol. 38, No 1, pp. 1-13, March 2013. DOI: https://doi.org/10.7737/JKORMS.2013.38.1.001 

  2. MIL-STD-721C, "Definitions of terms for reliability and maintainability", Department of Defence, 1981. 

  3. Pan, C.C. and L. Chu, "Reliability assesment for one-shot product with Weibull lifetime components," International Journal of Quality and Reliability Management, vol. 27, no. 5, pp. 596-610. 2010. DOI: https://doi.org/10.1108/02656711011043553 

  4. Martinez , E. C, "Storage reliability with periodic Test", In Proceeding Annual Reliability and Maintainability Symposium, 1984. DOI: https://doi.org/10.1109/RAMS.1984.764288 

  5. Jong-Moon Lee, Ki-Sang Kwon, Hak-Pyo Lee. "The Study on Estimating Preventive Maintenance period and Life cycle of Missile system", 2011 Fall Conference of the Korean Institute Of Industrial Engineers, pp. 1172-1176. 2011. 

  6. Dae-Ik Kim and Geon-Wook Jeon, "A Study on Determining the periodic inspection for Anti-Ship Missile by using Reliability Analysis Model", Journal of the Military Operations Research Society of Korea, vol. 32, No 2, pp. 92-113. 2006. 

  7. Seok-Kon Kim, "A study on the application of RCM for improving anti-ship missile reliability under TLCSM', Ph.D diss., Kwangwoon University. 2011. 

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