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문제 정의
- 본 연구는 원자력 추진 잠수함 도입과 관련하여, 함정획득 절차 중 소요기획 단계에서 이루어지는 건조 가능성 검토, 개념 형성 연구, 운용 개념 및 필요성에 대해 제시하고, 선행연구 단계에서 검토되는 소요량 결정을 위한 방법의 일환으로써 최적화 모델을 통한 접근을 제안함으로써 원자력 추진 잠수함 획득 과정에 필요한 검토 내용에 대한 참고자료를 제시하고자 한다. 이를 통해 함정 획득 사업의 중요성과 필요성을 제고하며, 세부 단계 중 소요기획 단계와 선행연구 단계에서 검토되는 내용에 대해 보다 객관적이고 과학적인 접근 방법을 제시하는데 그 목적이 있다.
- 본 연구에서는 함정획득 절차 상 소요기획 단계 및 선행연구 단계에서 수행되는 건조 가능성 검토, 개념형성 연구, 운용 개념 및 필요성, 소요량 결정 등에 대하여 원자력 추진 잠수함이라는 신형 함정 도입에 대한 참고자료가 될 수 있는 연구 결과를 제시하였다. 주변 정세의 변화 속에 위협으로 인식되고 있는 북한의 SLBM에 대한 방어 및 대응, 기동함대 호위 임무 등 대양해군으로서의 역할 수행을 위한 원자력 추진 잠수함의 필요성과 운용 개념에 대해 기술하였으며, 이에 대한 소요량을 결정하기 위해 주어진 임무에 대해 가용한 전력을 할당하는데 있어 최소한으로 요구되는 원자력 추진 잠수함의 척수를 도출하는 최적화 모델을 제시하였다.
- 2장 및 3장에서 살펴본 바와 같이, 주변 정세의 변화와 기존 전력의 제한점을 고려할 때 원자력 추진 잠수함의 획득이 필요함은 충분한 타당성을 가지고 있는 것으로 볼 수 있다. 본 장에서는 이를 바탕으로 소요량을 결정하기 위하여 최적화 모델을 제안한다.
- 제시된 세 가지의 상태를 바탕으로 잠수함은 기 계획된 임무를 수행하기 위해 계획기간 동안 주어진 임무에 대해 가용한 잠수함 전력을 효과적으로 할당함으로써 운용하는 것을 기본 원칙으로 하여, 부여된 임무를 보유한 잠수함 전력으로 운용하기 위한 임무 할당 문제를 수립하고자 한다. 이 때 계획된 임무를 완전히 수행하기 위해 추가로 도입되어야 하는 원자력 추진 잠수함의 소요량을 최소화하는 것을 목적으로 하며, 함형에 따른 임무의 수행 가능 여부, 임무 수행을 위한 함정의 상태 등이 제약조건으로 작용하도록 모델을 수립하였다. 따라서 임무를 정의하고 각각의 임무는 어떤 형태의 잠수함에 의해 수행이 가능한지 구분한 후 디젤엔진 잠수함과 원자력 추진 잠수함을 동시에 운용하는 상황에서 필요한 원자력 추진 잠수함의 최소 소요량을 결정하는 문제를 제시한다.
- 본 연구는 원자력 추진 잠수함 도입과 관련하여, 함정획득 절차 중 소요기획 단계에서 이루어지는 건조 가능성 검토, 개념 형성 연구, 운용 개념 및 필요성에 대해 제시하고, 선행연구 단계에서 검토되는 소요량 결정을 위한 방법의 일환으로써 최적화 모델을 통한 접근을 제안함으로써 원자력 추진 잠수함 획득 과정에 필요한 검토 내용에 대한 참고자료를 제시하고자 한다. 이를 통해 함정 획득 사업의 중요성과 필요성을 제고하며, 세부 단계 중 소요기획 단계와 선행연구 단계에서 검토되는 내용에 대해 보다 객관적이고 과학적인 접근 방법을 제시하는데 그 목적이 있다.
- 먼저 함정의 상태는 크게 임무, 대기, 휴식으로 구분하며, 정비 또는 수리의 개념은 실제 임무에 필요한 소요량이 결정된 후 운용개념을 고려한 최종 단계에서 반영이 가능하므로 고려하지 않도록 한다. 제시된 세 가지의 상태를 바탕으로 잠수함은 기 계획된 임무를 수행하기 위해 계획기간 동안 주어진 임무에 대해 가용한 잠수함 전력을 효과적으로 할당함으로써 운용하는 것을 기본 원칙으로 하여, 부여된 임무를 보유한 잠수함 전력으로 운용하기 위한 임무 할당 문제를 수립하고자 한다. 이 때 계획된 임무를 완전히 수행하기 위해 추가로 도입되어야 하는 원자력 추진 잠수함의 소요량을 최소화하는 것을 목적으로 하며, 함형에 따른 임무의 수행 가능 여부, 임무 수행을 위한 함정의 상태 등이 제약조건으로 작용하도록 모델을 수립하였다.
가설 설정
- 2) 잠수함은 단독 작전 수행을 원칙으로 한다. 즉, 특정한 임무에 1척의 잠수함만이 할당되도록 제약한다.
- 7) 임무에 따라 그 임무를 수행 가능한 함형이 구분된다. 따라서 일부의 임무에 대해서는 원자력 추진 잠수함만 수행이 가능하다.
- Table 1은 이렇게 임의로 생성된 임무 행렬 A를 나타낸다. Table 1에 나타나는 바와 같이, 총 10가지의 임무는 크게 정찰 및 감시(surveillance), 훈련(exercise), 기동함대 호위(escort task fleet), 경비(patrol), 연합훈련(joint exercise), 정보수집(information collection), 대기(standby)로 구분되며, 여기서 원자력추진 잠수함만 수행 가능한 임무의 집합인 Jb는 Jb = {j1, j3,j10}으로 가정한다. 따라서 Ja =J-Jb가 되며Jb에 포함되지 않는 모든 임무는 Ja에 속하게 된다.
- 지금까지의 결과를 바탕으로 임무의 수를 확장하여 총 20가지의 임무(│J│ = 20)를 동일한 기간인 24개월(│K│ = 24) 동안 고려한 수치예제를 추가적으로 살펴보았으며 Table 7과 같다. 여기서 원자력 추진 잠수함만 수행 가능한 임무의 집합인 Jb는 Jb = {j1, j3,j20}훈련 임무의 집합(Jc)은 Jc = {j2, j6,j9}, 2개월 이상 지속되는 임무는 임무 1 및 임무 6인 것으로 가정한다. 또한 기간 별 임무는 임무 2는 1개월 간격, 임무 3은 2개월 간격, 임무 4는 3개월 간격, 임무 5는 4개월 간격으로 설정하였고, Jb에 속한 임무는 일정한 규칙을 가지고 생성하였고 나머지는 난수 발생을 통해 랜덤으로 임무를 생성하였다.
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