[논문]방탄시험의 효과적 운영을 위한 시료거치 시스템 개발

구승환

doi:10.5762/kais.2021.22.1.338

방탄시험의 효과적 운영을 위한 시료거치 시스템 개발
Development of Item Mounting System for Effective Operation of Bulletproof Test 원문보기

한국산학기술학회논문지 = Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society, v.22 no.1, 2021년, pp.338 - 344

구승환 (국방기술품질원)

초록
AI-Helper

본 연구는 방탄시험의 효과적인 운영을 위해 시험절차를 분석하여 문제점을 도출하고, 개선방안으로 시료거치 시스템을 개발하였다. 기존 시스템에서 도출된 문제점은 다양한 시료 형태 및 다양한 시험규격의 적용이 불가능한 점과 장비조작의 불편함 및 과다한 시험 준비시간이었다. 이를 개선하기 위한 시료거치 시스템은 기본베이스, 거치대, 각종 조절부로 구분된다. 다목적 거치대와 헬멧 거치대는 다양한 크기와 형상의 시료를 거치 및 다양한 규격을 시험할 수 있도록 설계하였다. 다목적 거치대는 방탄복 시험을 위한 후면재 지지대와 호환된다. 시료 고정틀은 내부에 위치하여 별도의 탈/부착 과정이 없이 수직 이동 및 고정을 통해 다양한 크기와 형상의 시료를 거치할 수 있도록 설계하였다. 기본베이스는 표준화하여 거치대와 호환이 용이하도록 설계하였고, 탄착점 위치 조절부는 자동으로 높이와 수평 이동조정이 가능하여 신속하고 정확하게 탄착점 설정이 가능하도록 설계하였다. 시스템의 경제성을 분석하기 위해 시스템 도입 전과 후를 기준으로 실제 운영데이터를 비교/분석한 결과, 시험 건수, 장비활용률은 대폭 증가하고 시간당 비용은 감소하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

In this study, an actual test procedure was considered for the effective operation of a bulletproof test. The problems of the existing system were drawn in two ways. First, it is difficult to mount items of various shapes. Second, various test standards cannot be applied. To improve these problems, an automated and standardized mounting system was designed/applied to mount various items. The multi-purpose mount was compatible with the backing support for body armor testing. The sample holding frame was located inside and was designed to mount samples of various sizes and shapes through vertical movement and fixation without a separate detachment/attachment process. A comparison of the economics before and after the introduction of the item mounting system confirmed the effectiveness of the system by the increased number of daily tests and equipment utilization and reduced hourly cost.

주제어

표/그림 (11)

그림 Fig. 1. Bulletproof test procedure
그림 Fig. 2. Characteristic factor analysis
그림 Fig. 3. Existing item mounting system
표 Table 1. Problems with currently operating system
표 Table 2. Abroad of the item mounting system
표 Table 3. Problem and Improvement
표 Table 4. Item mounting system layout
표 Table 5. Rotating part for moving
표 Table 6. Multi-purpose & helmet mount
표 Table 7. Angle adjuster
표 Table 8. Comparison of economics before and after system introduction

AI 본문요약
AI-Helper

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문제 정의

방탄시험장은 이러한 시료를 거치하기 위해 각각의 시료거치대를 운영되고 있으며, 교체과정에서 시간소요 및 안전성에 대한 위협이 발생한다. 따라서 본 연구에서는 이를 해결하기 위한 방안 마련의 일환으로 방탄시험에 있어서 효율성과 신뢰성, 안전성을 확보하기 위한 시료거치 시스템을 개발하고자 하였다.
본 연구는 방탄시험의 효과적인 운영을 위해 실제 시험절차를 분석하여 문제점을 도출하고, 이를 개선하기 위한 방안으로 시료거치 시스템을 개발하였다. 기존 시스템에서 도출된 문제점은 크게 2가지로 다양한 시료 형태 및 다양한 시험규격의 적용이 불가능한 점과 장비조작의 불편함 및 과다한 시험 준비시간이었다.
분석 결과, 시험 건수, 장비활용률은 대폭 증가하고 시간당 비용은 감소하여 본 시스템의 도입의 효과성이 입증된 것으로 볼 수 있다. 본 연구를 통해 한정된 방탄시험능력을 토대로 최대의 효과를 이끌어 낼 수 있는 방안을 제시하였다. 이를 통해 국내 방탄시험의 신뢰성 향상과 적기 시험 지원으로 군 전투력 유지에 기여할 수 있기를 기대한다.
본 연구에서는 3장에서 논의한 문제점을 개선하기 위해 다목적 시료거치 개발을 개발하고, 그동안 시험을 진행하여 얻은 데이터를 바탕으로 경제성 분석을 수행하였다.
본 연구에서는 시험운영상 문제점을 개선하기 위해 시간과 장비가 한정된 방탄시험능력을 대상으로 최대의 효과성을 이끌어 낼 수 있는 다목적 시료거치 시스템의 개발을 통해 시험 능력 증대 및 시험의 신뢰성을 확보하고자 하였다.
현 시스템의 문제점을 해결하여 시험을 효과적으로 운영하기 위해 본 연구는 설계를 위한 2가지 목표를 수립하였다. 먼저 형상에 구애받지 않고 다양한 시료를 거치할 수 있는 시료거치 시스템 제작이다.

제안 방법

거치대는 다목적 거치대와 헬멧 거치대로 구분되며, 다목적 거치대는 다양한 크기와 형상의 시료가 거치 가능하도록 설계하였다. 다목적 거치대는 방탄복 시험을 위한 후면 재 지지대와 호환된다.
조절부로 구분된다. 기본베이스는 다목적 거치대 및 헬멧 거치대와 호환이 가능한 지지대로, 47, 000J의 운동에너지에도 지지될 수 있도록 설계되었다. 휴먼에러 방지를 위해 기본베이스는 최소한의 결합부로 거치대와 탈/부착이 가능하도록 하였으며, 수평으로 90〫 회전, 수직으로 1.
다목적 거치대와 헬멧 거치대는 다양한 크기와 형상의 시료를 거치 및 다양한 규격을 시험할 수 있도록 설계하였다. 기본베이스는 표준화하여 거치대와 호환이 용이하도록 설계하였고, 조절부는 자동으로 조작이 가능하도록 설계하였다.
이를 개선하기 위한 시료 거치 시스템은 기본베이스, 거치대, 각종 조절부로 구분된다. 다목적 거치대와 헬멧 거치대는 다양한 크기와 형상의 시료를 거치 및 다양한 규격을 시험할 수 있도록 설계하였다. 기본베이스는 표준화하여 거치대와 호환이 용이하도록 설계하였고, 조절부는 자동으로 조작이 가능하도록 설계하였다.
가능하다. 또한 용이하게 탄착점 위치를 자동설정 할 수 있으며 용이하게 시료의 각도를 설정할 수 있도록 설계되었다. Table 4는 설계안 및 구현 형상을 나타낸다.
본 연구에서 고안한 시스템은 기본 베이스에 다목적 거치대를 결합하여 다양한 크기와 형상을 가진 시료의 거치가 가능하다. 또한 용이하게 탄착점 위치를 자동설정 할 수 있으며 용이하게 시료의 각도를 설정할 수 있도록 설계되었다.
다목적 거치대는 방탄복 시험을 위한 후면 재 지지대와 호환된다. 시료 고정틀은 내부에 위치하여 별도의 탈/부착 과정이 없이 수직이동 및 고정을 통해 다양한 크기와 형상의 시료를 거치할 수 있도록 설계하였다. 이는 시료마다 고정 틀을 탈/부착하여 사용해야 했던 기존 문제점을 개선한 부분이다.
시료거치 시스템의 경제성을 분석하기 위해 시스템 도입 전 1년 및 도입 후 2년간의 실제 운영실적을 바탕으로 연간 시험 수행 건수(A), 초기 준비시간(B), 하루 평균 시험 건수(C), 하루 총 시험시간(D), 총 시험시간 대비 시험 준비 시간 비율(E), 장비활용률(F), 단위 시간당 비용(G)을 조사하였다. 시스템 도입 전과 후의 효율 및 효과에 대해 분석한 결과는 다음과 같다(Table 8).
전술한 2가지 문제점을 해결하기 위한 방안으로 먼저, 거치대의 표준화 및 다목적화를 위해 해외 시험장(미국, 유럽)의 시료거치대 운영현황을 고찰하였다(Table 2).
탄착점 위치 조절부는 자동으로 높이와 수평 이동 조정이 가능하여 신속하고 정확하게 탄착점 설정이 가능하도록 설계하였다. 회전각 조절부는 2.
현 시스템의 문제점을 식별하기 위해 시험 운영 노하우를 바탕으로 Fig. 2와 같이 시료, 운용자, 환경요인(시험 방법) 관점에서 특성요인도를 활용하여 검토를 진행하였다. 특성요인도 분석 결과, 다양한 시료 형태 및 특성 반영과 다양한 시험규격의 적용, 장비조작의 용이성 및 시험시간 절감의 2가지 문제점을 도출하였다.
회전각 조절부는 2.5도 단위의 조절이 가능하며 쉽고 용이하게 시료 각도를 설정할 수 있도록 설계하였다(Table 7). 이로써 기존에는 정확하게 구현할 수 없었던 각도를 2.
기본베이스는 다목적 거치대 및 헬멧 거치대와 호환이 가능한 지지대로, 47, 000J의 운동에너지에도 지지될 수 있도록 설계되었다. 휴먼에러 방지를 위해 기본베이스는 최소한의 결합부로 거치대와 탈/부착이 가능하도록 하였으며, 수평으로 90〫 회전, 수직으로 1.5m 이동이 가능해 기존 문제점인 탄착점 위치와 회전각 제한으로 인한 시험불가능 요소를 제거하였다(Table 5).

대상 데이터

방탄시험의 대상이 되는 시료는 개인용 방탄복, 방탄 헬멧, 방탄판 부터 체계용 유리, 복합재, 철판 등 다양한 형태와 크기를 가지고 있다. 방탄시험장은 이러한 시료를 거치하기 위해 각각의 시료거치대를 운영되고 있으며, 교체과정에서 시간소요 및 안전성에 대한 위협이 발생한다.

데이터처리

시스템의 경제성을 분석하기 위해 시스템 도입 전과 후를 기준으로 실제 운영데이터를 비교/분석하였다. 분석 결과, 시험 건수, 장비활용률은 대폭 증가하고 시간당 비용은 감소하여 본 시스템의 도입의 효과성이 입증된 것으로 볼 수 있다.

성능/효과

마지막으로 단위 시간당 비용은 비용을 1로 가정하였을 경우 45%에서 29%로 감소하였다. 경제성 분석 결과, 연간 시험 및 하루 평균 시험 건수, 장비활용률은 대폭 증가하고 시간당 비용은 감소한 것으로 보아 본 시스템의 도입의 효과성이 입증된 것으로 판단할 수 있다.
2%로 증가하였다. 마지막으로 단위 시간당 비용은 비용을 1로 가정하였을 경우 45%에서 29%로 감소하였다. 경제성 분석 결과, 연간 시험 및 하루 평균 시험 건수, 장비활용률은 대폭 증가하고 시간당 비용은 감소한 것으로 보아 본 시스템의 도입의 효과성이 입증된 것으로 판단할 수 있다.
기준으로 실제 운영데이터를 비교/분석하였다. 분석 결과, 시험 건수, 장비활용률은 대폭 증가하고 시간당 비용은 감소하여 본 시스템의 도입의 효과성이 입증된 것으로 볼 수 있다. 본 연구를 통해 한정된 방탄시험능력을 토대로 최대의 효과를 이끌어 낼 수 있는 방안을 제시하였다.
시스템 도입 전과 후의 효율 및 효과에 대해 분석한 결과는 다음과 같다(Table 8). 연간 시험 건수는 D년 365 건에서 D+2년 946건으로 259% 증가하였으며, 초기 준비 시간은 0.5시간에서 0.17시간으로 감소하였다. 하루 평균시험 건수는 200근무일을 기준으로 1.
2와 같이 시료, 운용자, 환경요인(시험 방법) 관점에서 특성요인도를 활용하여 검토를 진행하였다. 특성요인도 분석 결과, 다양한 시료 형태 및 특성 반영과 다양한 시험규격의 적용, 장비조작의 용이성 및 시험시간 절감의 2가지 문제점을 도출하였다.
5시간으로 증가하였다. 하루 시험 건수가 259% 증가한데 비해 총시험 시간이 157% 증가한 것으로 미루어볼 때, 업무 효율성이 증대된 결과라고 할 수 있다.
17시간으로 감소하였다. 하루 평균시험 건수는 200근무일을 기준으로 1.83건에서 4.73건으로 증가하였으며, 총 시험시간은 하루 2회 초기 세팅을 하는 것으로 가정하여 산출한 결과, 2.2시간에서 3.5시간으로 증가하였다. 하루 시험 건수가 259% 증가한데 비해 총시험 시간이 157% 증가한 것으로 미루어볼 때, 업무 효율성이 증대된 결과라고 할 수 있다.

후속연구

설계해야 한다. 다음으로 장비조작의 용이성을 증대시키고 시험시간이 절감되도록 자동화를 추진하여 탄착점 자동 조절 기능과 원격 조작을 통한 안전성을 확보할 수 있는 방안을 적용해야 한다.
본 연구를 통해 한정된 방탄시험능력을 토대로 최대의 효과를 이끌어 낼 수 있는 방안을 제시하였다. 이를 통해 국내 방탄시험의 신뢰성 향상과 적기 시험 지원으로 군 전투력 유지에 기여할 수 있기를 기대한다.

참고문헌 (7)

Korea Laboratory Accreditation Scheme, KS Q ISO/IEC 17025 : 2017 Commentary(KOLAS-G-009), Korean Agency for Technology and Standards, Korea, 2019.
K. J. Kim., "Development of Hybrid Type Photovoltaic Energy Storage System for Improvement of Durability and Electric Power Efficiency" KSMT, Vol.20, No.3, pp.306-311, 2018. DOI: http://doi.org/10.17958/ksmt.20.3.201806.306

상세보기
U. Y. Lee. , Y. Y. Joo., and J. H. Lee., "Excess Flow Valves for Underground Gas Pipeline and their Performance Testing Equipment Development" Journal of the Korean Institute of Gas, Vol.22, No.4, pp.74-81, 2018. DOI: http://doi.org/10.7842/kigas.2018.22.4.74

원문보기 상세보기
S. H. Gu., K. M. Kim., and J. H. Park., "A Study on Improvement of Ballistic Testing Method for Combat Helmet", J Korean Soc Qual Manag, Vol.47, No.2, pp.283-294, 2019. DOI: http://doi.org/10.7469/JKSQM.2019.47.2.283

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H. Kim., S. H. Gu., S. H. Song., M. J. Kim., and Y. S. Hwang., "A Study on the Improvement of Test Method for the Body Armor" KMST, Vol.21, No.4, pp.685-690, 2019. DOI: http://doi.org/10.17958/ksmt.21.4.201908.685

상세보기
S. M. Kim., and J. K. Ahn., "Verification of ERP Standard Time Using TOC Technique and Improvement of MES Routing Point" Journal of society of Korea industrial and systems engineering, Vol.41, No.4, pp.22-33, 2018. DOI: http://doi.org/10.11627/jkise.2018.41.4.022

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K. M. Lee., K. S. Ahn., S. H. Gu., H. S. Han., and S. J. Choi. "A study on Economic Evaluation of the Theater Stage Lighting System Using LED" Journal of the korea contents association, Vol.15, No.6, pp.43-53, 2015. DOI: http://doi.org/10.5392/JKCA.2015.15.06.043

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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].

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