This paper describes the plan and procedure of a development test and evaluation that will be performed to verify the performance and technology of multi-mission unmanned surface vehicles (MMUSVs). In order to verify the design requirement of MMUSVs, we designed and manufactured the common platform ...
This paper describes the plan and procedure of a development test and evaluation that will be performed to verify the performance and technology of multi-mission unmanned surface vehicles (MMUSVs). In order to verify the design requirement of MMUSVs, we designed and manufactured the common platform of MMUSVs, which have an overall length of8.4 m, a displacement of 3,100 kg, and a speed of more than35 kts. The platform is equipped with several sub-systems, including radar and an EOTS/IRS. The EOTS/IRS, along with the search radar, is used for effective detection, identification, and targeting. The core technologies of MMUSV for DT&E will be investigated. The common platform design technologies, remote operating and control system technologies, autonomous navigation technologies, and unmanned operational technology of sensors and equipment will be studied for the development of the MMUSV's core technologies. The system will be able to make precise observations and track targets both manually and automatically during day and night conditions. Currently, the verification tests for each of the technologies and for the integrated system are in the pipeline for DT&E, which will be performed next year. Also, software reliability and life tests will be performed.
This paper describes the plan and procedure of a development test and evaluation that will be performed to verify the performance and technology of multi-mission unmanned surface vehicles (MMUSVs). In order to verify the design requirement of MMUSVs, we designed and manufactured the common platform of MMUSVs, which have an overall length of8.4 m, a displacement of 3,100 kg, and a speed of more than35 kts. The platform is equipped with several sub-systems, including radar and an EOTS/IRS. The EOTS/IRS, along with the search radar, is used for effective detection, identification, and targeting. The core technologies of MMUSV for DT&E will be investigated. The common platform design technologies, remote operating and control system technologies, autonomous navigation technologies, and unmanned operational technology of sensors and equipment will be studied for the development of the MMUSV's core technologies. The system will be able to make precise observations and track targets both manually and automatically during day and night conditions. Currently, the verification tests for each of the technologies and for the integrated system are in the pipeline for DT&E, which will be performed next year. Also, software reliability and life tests will be performed.
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문제 정의
따라서 본 논문에서는 핵심기술 연구개발에 대한 시험평가업무지침(ROK JCS, 2017)을 적용한 시험평가 계획, 수행, 판정 등에 대한 일반적인 고찰과, 현재 개발 중인 복합임무 무인수상정의 핵심기술인 공통플랫폼, 원격운용/통제, 자율운항, 임무장비에 대한 개발시험평가 및 검증절차에 대해 기술한다.
본 논문에서는 현재까지 요구사항분석, 기본설계, 그리고 상세설계 및 시제작한 시험용 시제품을 이용하여 개발된 핵심기술을 검증하기 위한 국방 분야의 적용무기체계에 대한 개발시험평가 절차와 규정을 살펴보았고, 개발시험평가 대상기술, 항목, 내용 및 기준 등을 세부적으로 기술하였다.
체계개발 시험평가는 탐색개발과 체계개발로 단계별로 수행하고, 탐색개발에서는 운용성 확인, 체계개발단계에서는 개발시험평가와 운용시험평가를 수행한다. 운용성 확인은 잠재적인 운용효과와 운용적합성에 관한 의사결정 자료를 제공하기 위하여 실시하며, 개발시험평가는 개발단계에서 제작된 시제품에 대하여 기술상의 성능을 측정하고 설계상의 중요한 문제점이 해결되었는가를 확인하여 기술적 개발 목표가 충족되었는지를 판정한다. 그리고 소요군 주관으로 수행하는 운용시험평가는 개발된 무기체계에 대하여 작전운용성능 충족 여부 및 군 운용 적합 여부를 확인한다.
제안 방법
(1) 국방전력발전업무 훈령(개정 2016. 11. 23) 제1975호에 따라 개발된 기술 또는 장비에 대하여 요구 성능, 개발 목표 등의 충족여부를 확인하는 개발시험평가를 실시한다.
(1) 본 사업에서 제작한 통합 시제를 대상으로 개발된 기술의 개발 목표 충족 여부를 확인하기 위하여 기술‧성능시험과 소프트웨어 신뢰성 시험을 수행한다.
(2) 개발시험평가는 합참의 조정 ⋅ 통제 하에 국방과학연구소(국과연) 주관으로 수행하며, 국과연에서 선정한 시험시설 및 장소에서 실시한다.
(5) 개발시험평가 수행 중 결함 발생 시 본 문서에 명시된 절차에 따라 조치하고, 결함 해소 시 해당 항목을 재평가 실시한다.
공통플랫폼 설계기술(#1 과제)에서는 무인수상정의 물리적 규격을 도출하고, 플랫폼의 고속/내항성 선형에 대한 설계기술을 개발하며, 동특성 해석을 통한 이론적 연구와 실험을 병행하여 기술을 검증한다. 또한 플랫폼에 탑재되는 임무장비들의 모듈화로 하나의 플랫폼으로 다양한 임무를 수행하도록 최적화 배치를 수행한다.
군사용으로 개발된 무기체계 또는 시스템(장비)의 시험평가는 그 대상에 따라 체계개발, 핵심기술개발, 신개념기술시범(Advanced concept technology demonstration, ACTD) 사업 그리고 민 ⋅ 군 기술협력 사업으로 구분하여 실시한다.
운용성 확인은 잠재적인 운용효과와 운용적합성에 관한 의사결정 자료를 제공하기 위하여 실시하며, 개발시험평가는 개발단계에서 제작된 시제품에 대하여 기술상의 성능을 측정하고 설계상의 중요한 문제점이 해결되었는가를 확인하여 기술적 개발 목표가 충족되었는지를 판정한다. 그리고 소요군 주관으로 수행하는 운용시험평가는 개발된 무기체계에 대하여 작전운용성능 충족 여부 및 군 운용 적합 여부를 확인한다.
공통플랫폼 설계기술(#1 과제)에서는 무인수상정의 물리적 규격을 도출하고, 플랫폼의 고속/내항성 선형에 대한 설계기술을 개발하며, 동특성 해석을 통한 이론적 연구와 실험을 병행하여 기술을 검증한다. 또한 플랫폼에 탑재되는 임무장비들의 모듈화로 하나의 플랫폼으로 다양한 임무를 수행하도록 최적화 배치를 수행한다.
본 사업에서 개발된 핵심기술은 위의 4가지 방법으로 항목에 따라 검사, 시험, 시연 및 분석을 통하여 검증하며, 경우에 따라서는 중복하여 검증한다.
사업 착수부터 시작하여 요구사항 분석, 기본설계, 그리고 상세설계 및 제작된 시제품에 대해 사용자 요구사항을 만족하는지 시제업체 주관으로 육상(공장)에서 검증하는 시험이며, ‘18.1월부터 약 2개월에 걸쳐서 수행하였다.
선도형 프로그램인 “복합임무 무인수상정 기술개발” 사업은 공통플랫폼, 원격운용/통제, 자율운항, 임무장비 등 4개의 단위과제로 구성되어 있으며, 각 단위과제의 핵심기술을 확보하기 위해 공통플랫폼 설계기술, 원격운용통제기술, 자율운항제어기술 및 임무장비 연동기술 등으로 구분하여 개발하였다.
자율운항기술(#3 과제)은 국제해상충돌예방규칙 준수(Wikipedia, 2018)를 기반으로 무인수상정이 자율적으로 주어진 임무를 수행할 수 있는 기술들을 적용하여 해상에서 타선들과 충돌 없이 자유로이 운항할 수 있는 수준까지 개발한다.
핵심기술개발 시험평가는 개발단계에서 적용무기체계의 유 ⋅ 무에 따라 구분하여 다음과 같다. 첫째, 적용 무기체계가 있는 핵심기술의 시험평가는 개발 중인 경우와 양산인 경우로 구분하여 실시하며, 적용무기체계가 개발 중인 경우는 개발시험평가를 실시하고 운용시험평가는 적용무기체계의 운용시험평가계획에 포함하여 실시한다.
본 선도형 프로그램에서 식별된 개발시험평가 대상기술은 Table 1과 같다. 플랫폼 설계는 개별 단위 과제에 대한 요구사항을 분석하여, 공통플랫폼 요구조건 및 성능을 구현하기 위해 타 단위과제 즉, 원격운용통제(#2 과제), 자율운항(#3 과제), 임무모듈(#4)의 3개 과제에서 수행된 하드위어 및 소프트웨어를 통합하여 복합임무 무인수상정 기술을 대상으로 검증한다.
이론/모형
(4) 소프트웨어 신뢰성 시험은 무기체계 소프트웨어 개발 및 관리 매뉴얼(방위사업청 매뉴얼 2014-1)을 적용한다.
현재, 시험평가 계획서가 확정되지 않았기 때문에 개발시험평가계획(안)으로 준비 중이며, 계획수립, 개발시험평가 수행, 결과 보고 등 개발시험평가와 관련한 모든 활동은 국방전력발전업무 훈령(MND, 2016) 및 무기체계 시험평가 업무 지침(ROKJCS, 2017)에 따라 수행한다. 또한 소프트웨어 시험평가 항목은 무기체계 소프트웨어 개발 및 관리 매뉴얼(DAPA, 2016)을 적용한다. 단, 본 연구에서는 연구계획서 승인 당시(2015)에 무기체계 소프트웨어 개발 및 관리 매뉴얼(DAPA, 2014)을 적용하도록 반영되어 있기 때문에 이 기준을 적용한다.
선도형 핵심기술사업(Defense acquisition program administration, DAPA, 2018)의 경우, 민간의 우수기술, 산업경쟁력을 국방연구개발에 활용하여 미래 무기체계에 적용될 신기술 및 새로운 무기체계 개발에 필요한 핵심기술을 신속하게 확보하기 위하여선도형 핵심기술사업을 추진하고 시험평가 대상 여부는 프로그램 개발 기본계획서에서 명시하여 시험평가는 프로그램 단위로 실시한다. 시험평가 절차는 핵심기술 연구개발의 시험평가 절차를 준용한다. 본 연구에서는 기술한 “복합임무 무인수상정 기술개발”은 선도형 핵심기술사업으로서 이 절차에 따라 시험평가를 수행한다.
성능/효과
(2) 국방전력발전업무 훈령에 따라 프로그램 단위의 개발시험평가로 사업을 종결하게 되며, 개발시험평가계획만 수립하며, 개발시험평가 항목은 국방전력발전업무 훈령의 규정에 따라 설정한다.
(3) 개발시험평가 기준은 국방전력발전업무 훈령에 따라 선도형 프로그램 기본계획서, 연구 개발 계획서상의 시제품 요구 성능 및 개발 목표 충족 여부를 검증해야 한다.
(3) 핵심기술 과제별 연구 개발 주관기관이 개발 과정에서 자체적으로 실시하는 각종 검증, 확인, 시험 활동 등은 개발시험평가 착수 이전까지 완료해야 하며, 개발시험평가 관련 일정은 개발기관, 개발시험평가 주관부서, 사업통제부서, 개발시험평가통제부서 등 관련되는 기관의 여건에 따라 변경될 수 있으며, 변경 시 원활한 업무수행을 위해 관련 기관에 사전 통보해야 한다.
따라서 본 연구에서는 개발시험평가에 대한 판정을 수행하기 위해서는 개발된 기술의 기준 충족 또는 미달 여부를 판정하게 되며, 그 결과는 시험평가 종료 후 30일 이내에 방사청을 통하여, 합참에 보고하면, 합참은 내용을 종합 정리하여 국방부에 보고서로 제출하고 국방부에서는 그 결과를 판정하게 된다. Fig.
후속연구
(3) 운용시험평가 : 전투용 적합 또는 전투용 부적합. 다만, 항공기, 함정 등 연구 개발부터 최종 생산까지 장시간 소요되는 사업의 경우에는 연구 개발 중에 후속 단계로 전환 여부(초도양산승인을 위한 판정), 후속 사업의 추진 등을 결정하기 위하여 잠정전투용 적합 또는 전투용 부적합으로 결과를 판정한다. 운용시험평가를 초도 및 후속으로 구분하여 실시하는 경우에는 후속 운용시험평가를 실시하여 전투용 적합 여부를 최종 판정한다.
본 선도형 프로그램을 통해 개발된 복합임무 무인수상정 핵심기술은 향후 체계개발이 예상되는 항만/기지용 무인수상정, 소해용 무인수상정, 함정탑재용 무인수상정, 전투용 무인수상정 등에 활용이 가능하여 미래 대한민국 해군 전력 향상에 크게 기여 할 것이다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
무기체계의 시험평가 업무지침은 어떻게 시험평가 업무수행을 보장하는가?
군사용으로 개발된 무기체계 또는 시스템(장비)의 시험평가는 그 대상에 따라 체계개발, 핵심기술개발, 신개념기술시범(Advanced concept technology demonstration, ACTD) 사업 그리고 민⋅군 기술협력 사업으로 구분하여 실시한다. 무기체계의 시험평가 업무지침은 국방전력발전업무훈령(Ministry of national defence, MND,2016)의 시험평가 분야와 관련된 실무 차원의 추가 지침을 제공함으로써 효율적인 시험평가 업무수행을 보장하는데 있다.
체계개발 시험평가 중 체계개발단계에서의 평가는 어떻게 이루어지는가?
체계개발 시험평가는 탐색개발과 체계개발로 단계별로 수행하고, 탐색개발에서는 운용성 확인, 체계개발단계에서는 개발시험평가와 운용시험평가를 수행한다. 운용성 확인은 잠재적인 운용효과와 운용적합성에 관한 의사결정 자료를 제공하기 위하여 실시하며, 개발시험평가는 개발단계에서 제작된 시제품에 대하여 기술상의 성능을 측정하고 설계상의 중요한 문제점이 해결되었는가를 확인하여 기술적 개발 목표가 충족되었는지를 판정한다. 그리고 소요군 주관으로 수행하는 운용시험평가는 개발된 무기체계에 대하여 작전운용성능 충족 여부 및 군 운용 적합 여부를 확인한다.
군사용으로 개발된 무기체계 또는 시스템(장비)의 시험평가는 어떻게 구분되는가?
군사용으로 개발된 무기체계 또는 시스템(장비)의 시험평가는 그 대상에 따라 체계개발, 핵심기술개발, 신개념기술시범(Advanced concept technology demonstration, ACTD) 사업 그리고 민⋅군 기술협력 사업으로 구분하여 실시한다. 무기체계의 시험평가 업무지침은 국방전력발전업무훈령(Ministry of national defence, MND,2016)의 시험평가 분야와 관련된 실무 차원의 추가 지침을 제공함으로써 효율적인 시험평가 업무수행을 보장하는데 있다.
참고문헌 (10)
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Lee, K.C., Kim, C.K., Kim, J.H., Park, S.B., Yu, C.W., Kwon, L.U., You, Y.J., Choi, B.W., Lee, P.Y., Kim, D.K., Kim, M.K., 2017. Development Status of Multi-Mission Unmanned Surface Vehicle. General Meeting & Annual Autumn Conference, The Society of Naval Architects of Korea.
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