[논문]무기체계 부품 표준화를 위한 부품관리 방안

정현우; 심보현

doi:10.5762/kais.2021.22.2.409

무기체계 부품 표준화를 위한 부품관리 방안
Parts Management Method for Weapon System Parts Standardization 원문보기

한국산학기술학회논문지 = Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society, v.22 no.2, 2021년, pp.409 - 417

정현우 (국방기술품질원) , 심보현 (국방기술품질원)

초록
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무기체계 부품 표준화는 부품 관리의 요소 중 하나로써 무기체계의 획득 및 운영유지 비용절감, 신뢰성 강화, 상호운용성 향상, 부품 단종 문제 완화, 물류 효율 향상, 군의 전투 준비태세 강화를 위한 중요한 요소이다. 이 연구의 목적은 국내 연구개발 무기체계의 부품, 국외 도입 무기체계 부품 및 여러 상용부품들을 표준화 관점에서 어떻게 관리를 하고 있는지 조사 및 분석하여, 부품 표준화를 위한 부품 관리 방안을 연구하고, 이를 향후 업무에 활용하여 우리 군의 무기체계에 체계적인 부품 표준화를 이루기 위한 것이다. 이를 위해 무기체계 부품 표준화를 위한 요소가 어떤 것이 있는지 조사 및 분석하였고, 이를 의사결정 기법의 하나인 AHP(Analytic Hierarchy Process)를 활용하여 각 요소들의 중요도 및 가중치를 산출하고, 이를 활용한 설계단계 표준부품 선정 방안을 연구하였다. 이를 통해 그동안 설계자 및 담당자의 경험과 주관적 판단에 의존하여 이루어지던 표준부품 선정 과정을 개선하여 체계적이고 객관적인 무기체계 부품 표준화 방안을 제시하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

The standardization of weapon system parts is one of the elements of parts management and is an important factor for reducing the cost of acquiring and maintaining a weapon system, enhancing its reliability, improving interoperability, alleviating parts obsolescence problems, improving logistics efficiency, and strengthening the military's combat readiness. This study examined how to manage parts of domestic R&D weapon systems, overseas imports weapon system parts, and various commercial parts from a standardization perspective, and to study parts management methods for standardizing parts in the future. This system was used to achieve systematic part standardization in a military weapon system. To this end, this study investigated what elements are used to standardize weapon system parts. The importance and weight of each element were calculated using the AHP (Analytic Hierarchy Process), one of the decision-making techniques, and the design stage standards using the part selection method were studied. Through this, the selection process of standard parts, which has been made according to the experience and subjective judgment of designers and personnel, was improved to propose a systematic and objective method of standardizing weapons parts.

주제어

표/그림 (19)

그림 Fig. 1. KSS-III weapon system
그림 Fig. 2. Commercial products discontinued during the KSS-III weapon system development period
그림 Fig. 3. Expenses for each stage of weapon system acquisition
그림 Fig. 4. Domestic defense industry standard parts selection procedure
그림 Fig. 5. Overseas defense industry standard parts selection procedure
표 Table 1. Comparison of evaluation techniques
표 Table 2. Process of establishing standard parts selection criteria using AHP
그림 Fig. 6. Standard parts selection research model
표 Table 3. Factor to consider when selecting standard parts
표 Table 4. Pairwise comparison scale(W_n)
표 Table 5. Level 2 group criteria pairwise comparison matrix
그림 Fig. 7. Standard parts selection research model
그림 Fig. 8. Importance of each evaluation factor of Level 2
그림 Fig. 9. Importance of each evaluation factor of Cost
표 Table 6. Composition of Aviation field experts
표 Table 7. Priority of evaluation factors for selection of standard parts
표 Table 8. Quantification of evaluation factors
그림 Fig. 10. Life Cycle characteristic
표 Table 9. Trial application of standard parts selection

AI 본문요약
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문제 정의

따라서 이번 연구에서는 설계단계에서 표준부품이 사용 될 수 있는 방안을 연구하였다.
부품 표준화는 표준부품을 선정하고 이를 사용하는 것으로 이번 연구에서는 무기체계의 부품을 표준화 하여 무기체계에 사용된 부품의 종류를 줄임으로서 비용 절감 및 효율적인 무기체계 운영유지를 위한 방안을 제시하였다. 부품 표준화는 사용 부품의 종류와 형태를 최소화함으로써 대량구매에 의한 무기체계 획득 및 운영유지 비용 절감, 시장선호 품목 위주의 표준화를 통한 Lead time 단축, 성능요구도 충족 및 입증이 용이한 군용 또는 상용표준 부품을 통한 신뢰성 및 안정성 향상 장착, 정비 방법 등을 표준화하여 적용함으로써 작업 효율 향상, 부품 단종에 따른 영향 최소화 등 여러가지 이점을 얻을 수 있다.
해당 연구에서는 표준부품 선정기준을 항공기 전자 부품에 시범 적용하기 위해 항공분야 전문가를 대상으로 설문 조사하였다. 전문가는 국방부와 방사청과 같은 정부 부처 6명, 공군 6명, 연구기관 18명, 방위산업체 12명으로 총 40명의 항공분야 전문가로 Table 6과 같이 구성하여 각 요소별 중요도를 설문조사 하였다.

제안 방법

AHP를 통해 도출된 표준부품 선정 기준을 항공 분야전자 부품 시범 적용해 보았다. 실체 방산분야 업체에서 사용한 부품목록의 각 부품에 표준부품 점수를 계산하여 종류별로 가장 높은 점수의 부품을 표준부품으로 선정하였다.
AHP를 통해 항공분야 전자부품의 표준부품을 선정할 때 고려해야 할 평가요소들의 우선순위를 도출하였다. 이 우선순위를 통해 시범적으로 표준부품을 선정할 수 있는 기준을 만들기 위해 상위 우선순위의 요소들 몇 가지를 선택해 Table 8과 같이 정량화 하였다.
각 요소별 우선순위를 도출하기 위해 각 계층에 있는 요소들의 대한 상대적 가중치를 추정한다. 이를 위해 Table 5를 통해 식(1)과 같이 구성하고 상대적 중요도를 곱하면 식(2)을 구할 수 있다.
부품 표준화를 위한 부품 관리 방안의 연구를 통해 표준부품을 선정하기 위한 기준을 AHP를 통해 만들고 이를 시범 적용해 보았다. 이를 통해 무기체계를 설계할 때 표준부품을 선정해 여러 무기체계에 동일한 표준부품이 사용될 수 있다면 다음과 같은 효과를 기대해 볼 수 있을 것이다.
분석해본 평가기법은 AHP(Analytic Hierarchy Process), DEA(Data Envelopment Analysis), GRA(Gray Relational Analysis) 등과 같으며, AHP의 복잡한 의사결정 문제의 계층적 분석, 객관성, 환경변화 적응성 등의 특징이 표준부품 선정 기준 필요조건과 부합하였다.
상대적 중요도를 도출하기 위해 평가요소들을 각각 쌍대비교를 한다. 동일한 계층끼리 쌍대비교를 실시하며, 비교 대상이  개이면  번의 비교를 하여야 한다.
이 우선순위를 통해 시범적으로 표준부품을 선정할 수 있는 기준을 만들기 위해 상위 우선순위의 요소들 몇 가지를 선택해 Table 8과 같이 정량화 하였다. 상호운용성 및 제 조사 신뢰도는 기업, 장비, 사업별로 편차가 크기 때문에 이번 시범적용에서 제외하였고 상위요소 중 부품 신뢰도, 운영환경, 단종평가를 정량화 하였다.
전문가는 국방부와 방사청과 같은 정부 부처 6명, 공군 6명, 연구기관 18명, 방위산업체 12명으로 총 40명의 항공분야 전문가로 Table 6과 같이 구성하여 각 요소별 중요도를 설문조사 하였다. 설문조사 방법은 각 전문가별로 Table 3의 평가요소를 계층별로 Table 5와 같은 쌍대비교 표에 맞게 9점 척도의 중요도를 측정하도록 하였다.
시범 적용해 보았다. 실체 방산분야 업체에서 사용한 부품목록의 각 부품에 표준부품 점수를 계산하여 종류별로 가장 높은 점수의 부품을 표준부품으로 선정하였다.
이 연구에서는 연구모델로 항공분야 표준부품 선정 기준을 정립하기 위하여 항공분야 전문가를 대상으로 실시한 설문을 Table 2의 절차로 Expert Choice 11을 이용하여 분석하였다.
이번 연구에서 시범적용을 위하여 위와 같은 평가요소의 정량화를 활용하여 각 부품에 아래와 같은 표준부품점수를 부여하고 같은 종류의 부품 중 표준부품 점수가 가장 높은 부품을 표준부품으로 선정하는 것을 기준으로 정립 하였다. 시범적으로 표준부품점수는 Reliability × 0.
이번 연구에서는 목표를 표준부품선정으로, 이를 위한 평가요소들을 기준에, 그리고 표준부품 후보들을 대안으로 설정하였다. 표준부품 선정을 위한 각 평가요소들은 DSPO의 관련 자료 분석을 통해 Table 3과 같이 정리하였다[5].
표준부품 선정 기준을 만들기에 적합한 방법을 찾기 위해 다양한 평가기법들을 Table 1과 같이 비교분석 하였다. 분석해본 평가기법은 AHP(Analytic Hierarchy Process), DEA(Data Envelopment Analysis), GRA(Gray Relational Analysis) 등과 같으며, AHP의 복잡한 의사결정 문제의 계층적 분석, 객관성, 환경변화 적응성 등의 특징이 표준부품 선정 기준 필요조건과 부합하였다.
항공분야 전문가 40명의 설문조사 결과를 일관성 검증 과정을 거쳐 CI를 측정하였다. 40명 전체의 평균 CI 는 0.

대상 데이터

조사하였다. 전문가는 국방부와 방사청과 같은 정부 부처 6명, 공군 6명, 연구기관 18명, 방위산업체 12명으로 총 40명의 항공분야 전문가로 Table 6과 같이 구성하여 각 요소별 중요도를 설문조사 하였다. 설문조사 방법은 각 전문가별로 Table 3의 평가요소를 계층별로 Table 5와 같은 쌍대비교 표에 맞게 9점 척도의 중요도를 측정하도록 하였다.

이론/모형

활용한다. 고유치(eigenvalue) 방법을 사용하여 의사결정 요소의 상대적 중요도를 추정할 수 있다.

성능/효과

14명의 데이터를 AHP를 통해 분석해본 결과로 2계층 평가요소별 중요도는 Fig. 8과 같이 유효성(Availability) 0.178, 적용가능성(Applicability) 0.331, 신뢰성(Reliability) 0.364, 비용(Cost) 0.127과 같이 산출되었다.
각 요소별 중요도는 원래 부품신뢰도 0.244, 운영환경 0.148, 단종평가 0.107이고 이 세 가지 요소의 중요도를 100%로 환산하여 부품신뢰도 49%, 운영환경 30%, 단종평가 21%의 가중치를 주었다.
036 로 산출되었다. 결과적으로 표준부품을 선정 할 때 고려해야 할 평가요소의 우선순위는 Table 7과 같고 순위는 부품 신뢰도, 상호운용성, 운영환경, 공급처신뢰도, 단종평가, 부품가격, 설계재사용가능성, 재고유무 순서로 우선순위가 도출되었다.
그 결과로 업체에서 사용 중이던 항공분야 표준부품목록의 13종류 647개 부품 중 총 부품목록 83%가 감소한 112개의 부품이 표준부품 점수를 가장 높게 받아 표준부품으로 선정 되었다.
유효성의 하위요소 중요도는 단종평가(DMSMS) 0.625, 설계 재사용가능성(Design reuse) 0.375로 나왔고, 적용 가능성의 하위요소 중요도는 운용환경(Environment) 0.512, 상호운용성(Interoperability) 0.488로, 그리고 신뢰성의 하위요소 중요도는 부품신뢰도(Parts reliability) 0.659, 공급처신뢰도(Preferred Supplier) 0.341로, 마지막 비용의 하위요소 중요도는 부품가격(Parts price) 0.634, 재고유무(Inventory) 0.366으로 산출되었다.
1 미만인 데이터만 추출할 필요가 있었다. 일관성 지수가 0.1미만(CI ≤ 0.1)인 데이터를 추출한 결과 14명의 설문결과가 일관성 지수 0.1 미만으로 측정되어 이를 종합하여 분석하게 되었다. 추출된 14명의 설문 결과의 평균 일관성지수(CI)는 0.
9와 같다. 종합 결과는 단종평가 0.107, 설계 재사용가능성 0.072, 운용환경 0.148, 상호운용성 0.184, 부품신뢰도 0.244, 공급처신뢰도 0.120, 부품가격 0.090, 재고유무 0.036 로 산출되었다. 결과적으로 표준부품을 선정 할 때 고려해야 할 평가요소의 우선순위는 Table 7과 같고 순위는 부품 신뢰도, 상호운용성, 운영환경, 공급처신뢰도, 단종평가, 부품가격, 설계재사용가능성, 재고유무 순서로 우선순위가 도출되었다.
1 미만으로 측정되어 이를 종합하여 분석하게 되었다. 추출된 14명의 설문 결과의 평균 일관성지수(CI)는 0.0432로 AHP에서 제시한 기준인 0.1 미만(CI ≤ 0.1)으로 논리적으로 신뢰할 수 있는 데이터로 볼 수 있다.

후속연구

또한 AHP를 통한 평가요소의 중요도를 산정할 때 전문가 설문조사를 실시하였는데 이때 설문대상을 실제 설계 담당자나 부품을 관리하는 업무 담당자들로 선정 필요가 있고, 이렇게 선정된 설문조사 대상에게 설문조사를 실시하기 전 설문조사 모집단의 대표성을 검증해볼 필요도 있을 것이다.
그리고 AHP의 과정 중 각 요소의 중요도를 산정하기 위한 설문조사에서는 설문조사의 대상을 선정할 때 실제 설계업무 담당자 및 전문가를 지정하고, 이들이 해당 분야에서의 대표성이 있는지 검증을 통해 연구의 신뢰성을 제고 할 필요가 있다. 또한 조금 더 체계적인 평가요소 도출 및 정량화방법을 강구해 볼 필요가 있을 것이다.
이번 연구는 항공분야 전자부품에 한정하여 진행되었기 때문에 다른 장비나 분야에 적용하기 위해서는 해당 특성에 맞는 평가요소를 도출하고, 그것을 통해 선정 기준 개발할 필요가 있을 것이다.
이번 연구를 통해 만들어진 표준부품 선정기준을 실제 활용하기 위해서는 많은 추가 연구가 필요할 것이다. 이번 연구는 항공분야 전자부품에 한정하여 진행되었기 때문에 다른 장비나 분야에 적용하기 위해서는 해당 특성에 맞는 평가요소를 도출하고, 그것을 통해 선정 기준 개발할 필요가 있을 것이다.
향후 추가 연구가 진행된다면, 항공분야 이외 지휘 정찰, 함정, 기동, 화력 등 다른 국방 분야에 적용할 수 있는 표준부품 선정기준을 만들어 보고 이를 시범 적용해볼 필요가 있을 것이다. 그리고 AHP의 과정 중 각 요소의 중요도를 산정하기 위한 설문조사에서는 설문조사의 대상을 선정할 때 실제 설계업무 담당자 및 전문가를 지정하고, 이들이 해당 분야에서의 대표성이 있는지 검증을 통해 연구의 신뢰성을 제고 할 필요가 있다.

참고문헌 (6)

Ministry of National Defense, Republic of Korea, "Research report on the acquisition and management of parts discontinued information"
Defense Standardization Program Office, SD-19, "Parts Management Guide", December 2013 https://quicksearch.dla.mil/qsDocDetails.aspx?ident_number119791
Thomas L. Saaty, "How to make a decision : The Analytic Hierarchy Process", European Journal of Operational Research, 48, 1990, 9-26, DOI : https://doi.org/10.1007/978-3-642-83555-1_5

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Thomas L. Saaty, "Decision making with the analytic hierarchy process", Int. J. Services Sciences, Vol. 1, No. 1, 2008 DOI : https://doi.org/10.1504/IJSSci.2008.01759
Department of defense(United States of America), MIL-STD-3018 w/Change2, "Parts Management" 2 June 2015 https://quicksearch.dla.mil/qsDocDetails.aspx?ident_number275861
Henrt Livingston, GEB1, "Diminishing Manufacturing Sources and Material Shortages(DMSMS) Management Practices", Government Electronics & Information Technology Association(GEIA) G-12 Solid State Devicese Committee, A Sector of The Electronic Industries Alliance DOI : https://doi.org/10.1504/IJSSci.2008.01759

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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