[논문]A study on Software Maintenance of Domestic Weapon System by using the Automatic Test Equipment

Chae, Il-Kwon

doi:10.9708/jksci.2022.27.01.051

초록
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무기체계의 소프트웨어 기능 의존성이 높아짐에 따라 소프트웨어는 무기체계를 제어하는 핵심요인으로 자리매김하였다. 또한 국내/외적으로 소프트웨어 개발이 중요해지면서 소프트웨어에 대한 검증이 쟁점이 되고 있다. 최근 방산시장에서 이러한 점을 인식하고 무기체계 소프트웨어 유지보수를 위한 방안을 요구하고 있다. 본 논문에서는 자동화시험장비(Automatic Test Equipment, ATE)를 이용하여 무기체계 소프트웨어 유지보수 방안을 제시한다. 그 구체적인 방안은 시뮬레이터를 활용하여 소프트웨어 기능을 확인하고 고장 케이스를 식별하는 것이다. 이는 개발업체가 고장 케이스를 식별하는 시간을 줄임으로써 무기체계 총 고장정비시간(Total Corrective Maintenance Time, TCM)을 감소시킬 수 있는 효과적인 방법이다. 제안된 소프트웨어 유지보수 기능 추가된 자동화시험장비(ATE)는 기존 대비 정비도 및 운용가용도(OA)가 개선됨을 입증하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

As the weapon system's dependence on software functions increased, software became a key factor in controlling the weapon system. In addition, as software development becomes more important domestically and internationally, software verification becomes an issue. The recent defense market has recogn...

As the weapon system's dependence on software functions increased, software became a key factor in controlling the weapon system. In addition, as software development becomes more important domestically and internationally, software verification becomes an issue. The recent defense market has recognized this point and is demanding a plan for weapon system software maintenance. In this paper, we propose a weapon system software maintenance plan using Automatic Test Equipment. The specific method is to use a simulator to check the software function and identify failure cases. This is an effective way for developers to reduce the Total Corrective Maintenance Time(TCM) of the weapon system by reducing the time it takes to identify failure cases. It has been proven that the proposed Automatic Test Equipment can achieve software maintenance and excellent Maintainability and Operational Availability compared to the existing ones.

주제어

표/그림 (17)

그림 Fig. 1. Ratio of Software Functions on Weapon System[2]
그림 Fig. 2. Ratio of Hardware/Software Maintenance
그림 Fig. 3. Ratio of Software Failure per Year
그림 Fig. 4. Ratio of Software Failure Maintenance
그림 Fig. 5. Change of Failure Rate by Software and Hardware Maintenance
표 Table 1. Comparisons of specification between hardware and software
그림 Fig. 6. Distributions of Errors in Percent among Mean Time to Failure(MTTF)
표 Table 2. Classified time of Combat system management[9]
그림 Fig. 7. Maintenance Steps on Weapon System
그림 Fig. 8. Maintenance Steps on Weapon System
그림 Fig. 9. EO/IR Automatic Test System Configuration
그림 Fig. 10. EO/IR Test Configuration
그림 Fig. 11. User Pattern Record Class Diagram
그림 Fig. 12. EO/IR Automatic Test Software and Simulator
표 Table 3. Comparison of Maintainability by Automatic Test Equipment
표 Table 4. Comparison of Operational Availability by Automatic Test Equipment
표 Table 5. Comparison of Software Maintenance by ATE

AI 본문요약
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문제 정의

소프트웨어 오류 발생 시, 소프트웨어 개발업체가 현상만 가지고 소프트웨어 오류 발생 케이스를 식별하는 방식은 총 고장정비시간(TCM)의 증가 및 무기체계의 정비 도와 운용가용도(OA)를 낮춘다. 본 논문에서는 자동화 시험 장비(ATE)를 이용하여 무기체계 소프트웨어 유지보수 방안을 제시한다. 그 구체적인 방안은 시뮬레이터를 활용하여 소프트웨어 기능 점검과 소프트웨어 고장 케이스를 식별하는 것이다.
본 논문은 무기체계 소프트웨어 기능 점검 및 유지보수를 위한 방법으로 시뮬레이터를 활용한 자동화 시험 장비를 설계하였다. 2장에서 소프트웨어 신뢰성에 대한 이론적 배경, 사용 패턴 기반 테스트를 통해 발생빈도가 높은 장애율의 에러를 발견하고 소프트웨어를 수정하는 편이 시스템의 평균고장 시간(MTTF)에 미치는 효과에 대한 내용을 서술하였다.
그 구체적인 방안은 시뮬레이터를 활용하여 소프트웨어 기능 점검과 소프트웨어 고장 케이스를 식별하는 것이다. 하드웨어 기능 점검 중심의 지원장 비가 아닌 소프트웨어 기능 점검 및 유지보수가 가능한 지원 장비를 개발에 목적이 있다. 이는 무기체계 구성품 시험에 소요되는 총 고장정비시간(TCM)을 감소로 정비도 및 운용 가용 도를 향상하는 효과가 있다.

제안 방법

2장에서 소프트웨어 신뢰성에 대한 이론적 배경, 사용 패턴 기반 테스트가 시스템의 평균고장시간(Mean Time to Failure, MTTF)에 미치는 효과를 서술하였다. 그리고 정비도와 운용 가용도 의정의, 자동화시험장비 정의와 분류, 소프트웨어 유지보수를 위한 자동화시험장비(ATE)를 서술하였다. 3장에서는 EO/IR 점검장비 구성, 시험 구성, 사용자 패턴 기록을 위한 설계, 마지막으로 시험을 통한 소프트웨어 유지보수의 효과성을 검증하였다.
2장에서 소프트웨어 신뢰성에 대한 이론적 배경, 사용 패턴 기반 테스트를 통해 발생빈도가 높은 장애율의 에러를 발견하고 소프트웨어를 수정하는 편이 시스템의 평균고장 시간(MTTF)에 미치는 효과에 대한 내용을 서술하였다. 그리고 총 고장정비시간(TCM)과 정비도 및 운용 가용 도(OA)의 관계를 산출식을 통해 설명하였고, 자동화 시험 장비(ATE) 정의와 분류 및 소프트웨어 유지보수를 위한 요구사항들을 서술하였다. 3장에서는 EO/IR 자동화 시험 장비 구성, 시험 구성, 사용자 패턴 기록을 위한 설계, 마지막으로 시험을 통해 정비도 수치인 평균수리시간(MTTR) 32.
실험은 임의의 무기체계에 대한 정비도 및 운용 가용 도를 산출한다. 또한, 산출된 정비도, 운용가용도를 기존 자동화 시험 장비(ATE)를 활용한 무기체계의 평균수리시간 (MTTR), 운용가용도(OA)와 비교하여 제안하는 자동화 시험 장비(ATE)의 효과를 기술한다.

성능/효과

그리고 총 고장정비시간(TCM)과 정비도 및 운용 가용 도(OA)의 관계를 산출식을 통해 설명하였고, 자동화 시험 장비(ATE) 정의와 분류 및 소프트웨어 유지보수를 위한 요구사항들을 서술하였다. 3장에서는 EO/IR 자동화 시험 장비 구성, 시험 구성, 사용자 패턴 기록을 위한 설계, 마지막으로 시험을 통해 정비도 수치인 평균수리시간(MTTR) 32.6%, 운용가용도 0.50%가 향상과 소프트웨어 유지보수의 효과성을 검증하였다. 이렇게 제안된 자동화시험장비 (ATE)는 기존 대비 정비도 및 운용가용도가 개선됨을 입증하였다.
50%가 향상과 소프트웨어 유지보수의 효과성을 검증하였다. 이렇게 제안된 자동화시험장비 (ATE)는 기존 대비 정비도 및 운용가용도가 개선됨을 입증하였다. 그러므로 본 연구에서 제시한 시뮬레이터를 활용한 자동화시험장비(ATE)를 사용한다면 무기체계 소프트웨어 유지보수 시 뛰어난 정비도 및 운용가용도(OA)를 유지하여 국방력 강화에 적지 않게 기여될 것으로 판단된다.

후속연구

이렇게 제안된 자동화시험장비 (ATE)는 기존 대비 정비도 및 운용가용도가 개선됨을 입증하였다. 그러므로 본 연구에서 제시한 시뮬레이터를 활용한 자동화시험장비(ATE)를 사용한다면 무기체계 소프트웨어 유지보수 시 뛰어난 정비도 및 운용가용도(OA)를 유지하여 국방력 강화에 적지 않게 기여될 것으로 판단된다.
추후 연구 과제에서는 본 논문의 연구결과를 기초로 자동화 시험 장비(ATE) 실무에 적용할 수 있는 더욱 구체화한 방안을 제시하고, 소프트웨어 유지보수 기능들을 실질적인 검증하는 작업이 필요하다. 무엇보다 현재 무기체계에 있어 소프트웨어 중요성을 인지하고 있지만, 소프트웨어 유지보수 실무에서 적용되지 못하고 있는 문제를 현실적으로 해결하여 이른 시일 내에 실무에 적용하는데 이바지할 수 있을 것으로 기대한다.
추후 연구 과제에서는 본 논문의 연구결과를 기초로 자동화 시험 장비(ATE) 실무에 적용할 수 있는 더욱 구체화한 방안을 제시하고, 소프트웨어 유지보수 기능들을 실질적인 검증하는 작업이 필요하다. 무엇보다 현재 무기체계에 있어 소프트웨어 중요성을 인지하고 있지만, 소프트웨어 유지보수 실무에서 적용되지 못하고 있는 문제를 현실적으로 해결하여 이른 시일 내에 실무에 적용하는데 이바지할 수 있을 것으로 기대한다.

참고문헌 (10)

Il-Hoon Cho, Seong-Huk Hwang, Ik-Do Lee, Yeonk-Yeong Park, Jung-hoon Lee, Chang-Hoon Shin, "The Case Study on Application of Software Reliability Analysis Model by Utilizing Failure History Data of Weapon System", Journal of Applied Reliability 17(4), pp. 296-304, 2017.12
Seo, YoungHee, Kang, Dongsu, "Current Status of US Weapon System Software Management and Its Implications", MONTHLY SOFTWARE ORIENTED SOCIETY, pp. 23-28, 2020.01
Defense Acquisition Program Administration. "Defense Acquisition Management Regulation", DAPA LOI 361, Article 36, Vol. 311, pp. 14-159, 2016
Defense Acquisition Program Administration. "Manual of Softeare Development and Management in Weapon System Software Development", DAPA Manual, pp. 100, 2016-4
DOD Instruction(DODI) 4151.20, Depot Maintenance Core Capabilities Determination Process, GAO-19-173, May 4, 2018
Zhonglin he, G. Staples, Margaret Ross, I. Court, "Software black box mechanism: a pragmatic method for software crash diagnosis and usage maintenance testing", 13th International Conference on Software Maintenance (ICSM'97), DOI:10.1109/ICSM1997.624240
Michael Dyer, "The Clean room Approach to Quality Software Development" John Wiley & Sons, 1992.3
Defense Acquisition Program Administration, "Integrated Logistics Support Development guidelines", pp. 1-373, 2015
Rim-Hwan Lee, "The design of a Portable Automatic Test Equipment for Operational Availability of Combat System" Journal of the Korea Academy Industrial Cooperation Society 21(3), pp. 453-459, 2020.3
Seok-Min Lee, "A study on Automatic field Test Equipment with improved maintenance and environmental reliability", Journal of the Korea Society of Computer and Information 23(3), pp. 9-16, 2018.3

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