유·무인복합체계 적용 K-MOSA 개념소개 및 평가관련 향후 연구방향

K-MOSA 적용 배경

오늘날 첨단기술의 급격한 발전으로 무기체계 개발 기조 또한 AI를 기반으로하는 첨단기술 중심으로 재편되는 현실에서, 세계적으로 국방 전쟁양상 역시 무인체계 위주의 모자이크전 등으로 특정화되고 있는 상황이다. 미국에서도 이런 추세에 따라 2019년에 공표된 국방부 3군 각서(DoD Tri Services memo)에서 모듈식 개발형 시스템 방식인 MOSA를 미래 무기체계 개량 및 신규 착수 개발 사업에서 최대한 사용할 것을 요구하고 있으며, 2021년에는 Title 10 미연방법(§4401-4403)이 개정되면서 MOSA 적용범위 및 의무사항을 명문화 하고 있다. 이런 법적근거와는 별개롤 미국은 오래전부터 지속적인 MOSA 정책을 추진해오면서 체계별 개방형 아키텍처를 기반으로 지능화된 무기체계를 확보해오고 있는 상황이다. 그에 따른 일환으로 미 육군에서는 C4ISR 플랫폼의 통합문제와 인터페이스로 인한 성능개선의 문제점을 해결하기 위해서 FACE(Face Airborne Capability Environment), VICTORY(Vehicular Integration for C4ISR/EW Interoperability) 등의 개방형 표준을 적용하고 있으며, 더 나아가 각각의 개방형 표준을 계층화하여 종합함으로써 CMOSS(C4ISR/EW Modular Open Suite of Standards) 표준을 개발하였고, 소프트웨어의 이식성은 물론 상호운용성 및 네트워킹 강점을 확보하는 형태로 진화하고 있는 현실이다.

하지만 지금까지 국내에서는 무인체계 도입을 위해서 개별적인 개발활동을 수행해 오고는 있었으나, 공통 아키텍처를 기반으로 하는 개발이 정착되지 않음에 따라 무인체계와 기존 플랫폼간 실시간 표적 데이터 공유가 제한적이고 상호운용성 확보가 어렵다는 문제가 있었다. 또한 첨단기술의 발전 및 소형화된 무기체계의 신속한 전력화를 위해서는 신뢰성 있는 모듈의 재사용 및 단일 체계에 대한 집중된 개발환경 조성이 우선적으로 요구되고 있는 상황이다. 또한 최근 K-방산이 전 세계적으로 관심이 집중되고 있는 상황과 맞물려 방산수출 경쟁력을 확보하기 위해서 공통 아키텍처 기반의 모듈화 개발을 적용함으로써 방산수출 시 상대국의 요구사항을 유연하게 대처하는 방안이 시급하게 요구되고 있다.

따라서 이러한 상황에 발맞춰서 국방부에서는 한국형 MOSA(K-MOSA) 정책의 신속한 추진을 위해서 K-MOSA TF를 2024년부터 운영하고 있으며, 국방부 ‘국방전력발전업무훈령’에 무인체계 계열화·모듈화 관련 조항을 추가하면서 무인체계 소요결정을 하거나 획득하는 과정에서 무인체계의 모듈화 방안을 검토하도록 명문화하고 있다. 국방부에서 운영하는 K-MOSA TF에서는 정책 및 시험 및 평가 관련 방안에 대해서 연구를 수행하고 있으며, 기품원에서는 시험/인증체계 분과에서 주도적으로 시험 및 평가방안을 수립하고 있다.

미 MOSA 5 원칙 분석

미 DoD에서 정의하고 있는 MOSA의 5원칙을 살펴보면 환경구축(Establish Enabling Environment), 모듈식 설계 사용(Employ Modular Design), 주요 인터페이스 지정(Designate Key Interfaces), 개방형 표준 사용(Use Open Standards), 적합성 인증(Certify Conformance)로 구성되어 있고, 원칙별 주요 내용은 다음과 같다.

환경구축(Establish Enabling Environment)

• 체계적인 MOSA 적용 개발을 위해 요구사항, 사업전략, 기술개발, 획득, 시험평가 및 MOSA 적용 지원전략을 수립해야 한다.
  • Establish MOSA Goals : MOSA를 적용한 전순기 발생 비용, 지속적인 개발, 릴리즈, 모니터링, 성능목표 등을 설정함으로써 체계의 기능성과 상호운용성 확장
  • Adopt MOSA : 요구사항, 사업관리, 기술개발, 획득, 소요군 참여전략, 계약, 데이터, 라이선스 및 재산권 등 주요 영역을 MOSA에 적합하도록 전환
  • Include MOSA in contracts and data rights planning : 비용절감, 위험 균형 및 적절한 정부 데이터 권리 확보를 위해 데이터 권기 계획 시 MOSA 및 개방형 시스템 아키텍처 고려
  • Embrace agile development culture : 애자일 개발 방법론을 적용하고, 소요군 피드백을 기반으로 주기적인 릴리즈 적용
  • Embrace automation : 지속적 통합/지속적 배포(CI/CD) 및 지속 운영이 가능하도록 자동화된 테스팅 환경 구축
  • Structure the organization for openness and modularity : 조직 구조를 개방성 및 모듈성을 위해 재편함으로써 시스템 설계에 반영토록 요구

모듈식 설계 사용(Employ Modular Design)

• 설계과정에서 기능을 모듈화함으로써 개발, 유지보수, 변경 및 업그레이드를 단순화 해야 한다.
  • 모듈화된 구성요소 : 설계는 자체 기능요소로 구성되고, 확장이 가능해야 하며, 재사용 가능한 모듈로 구성되어야 한다. 동일 구성요소의 인스턴스를 수평 확장할 수 있어야하며 이는 기타 데이터 손실이나 서비스 재시작 없이도 가능해야 한다.
  • Failure isolation : 하나의 모듈에 문제가 생겨도 나머지 시스템은 사용가능해야 하며, 해당 모듈이 제공하는 서비스에만 영향을 끼치도록 해야 한다.
  • Independent of technology : 각 모듈은 기술적 독립적이며, 다른 모듈에 영향을 주지 않고 전환이 가능해야 한다. 모듈간 일관성은 인터페이스만 유지된다.
  • Immutable and disposable : 동일 코드의 소프트웨어 모듈은 어느 환경에든 배포할 수 있어야 하며, 코드 일관성이 유지되어야 한다.
  • Run as unpribileged users : 서비스 및 데이터 호출은 관리자 권한 없이 실행되며, 최소 권한 원칙에 따라 필요한 수준의 접근만 허용되어야 한다.

주요 인터페이스 지정(Designate Key Interfaces)

• 구성 요소의 인터페이스와 서비스 구현을 분리하여, 각기 다른 생명주기를 따를 수 있도록 한다. 구성요소의 내부 작동을 분리하면서도 기능은 유지하도록, 다른 구성 요소가 접근 가능한 핵심 인터페이스를 공개해야 한다.
  • 인터페이스의 문서와 및 버전관리
  • 기존 기술을 활용하여 잘 알려진 인터페이스 활용
  • 이전 버전과의 호환성 유지 : 기존 구성 요소가 수정없이 계속 작동되어야 한다.

개방형 표준 사용(Use Open Standards)

• 개방형 표준을 적용함에 따라 상업적으로 개발된 기술을 민간분야에서 사용할 수 있도록 하여, 경쟁을 촉진하고, 더 빠른 업그레이드를 가능하게 하며, 비용과 복잡성을 줄일 수 있다.
  • 국제적으로 인정받는 기관에서 발표한 개방형 표준 우선 사용
  • API(Application Programming Interfaces)를 통한 소프트웨어 및 데이터 서비스 제공하고, 보안 및 제어 동시 수행
  • 정부에 법적 위험을 야기하지 않는 개방형 라이선스 사용
  • FIPS(Federal Information Processing Standard) 140-2 암호 표준에 인증된 개방형 암호화 사용
  • DISR(DoD Information Technology Standards Registry) 적용 규정

적합성 인증(Certify Conformance)

• 개발 시 MOSA 전략 및 요구사항이 선택된 개방형 인터페이스 표준 준수 여부를 확인해야 한다.
  • 프로그램의 성공 지원을 위한 MOSA 효과성 측정(MOE, Measures of Effectiveness) 및 성과 측정(Measures of Performance) 기준 적용

K-MOSA 개념 및 평가관련 향후 연구방향

앞선 해외 MOSA 개념을 바탕으로 국내에서는 국방 무인체계의 상호운용성 향상, 저비용, 신속 전력화 등을 위해 K-MOSA 적용을 추진하고 있으며, K-MOSA의 기본 개념은 아래 그림과 같다.

국방부에서는 K-MOSA 정책적 추진을 위해서 TF를 구성하여 활동하였고, 현재 기품원은 시험/인증체계 분과에서 평가 방안 등을 연구하고 있다. 기품원에서는 향후 공통 아키텍처 개발에 맞춰서 K-MOSA 적용여부를 평가하기 위한 방안 등에 대해서 연구하고 있으며, 그 일환 중 하나로 미국 획득 대학교(DAU, Defense Acquisition University)에서 제공하고 있는 평가도구를 분석하여 국내 무기체계 개발 프로세스에 적합하도록 개발할 계획을 수립하고 있다.

DAU에서 제공하는 MOSA 평가도구인 PART(Program Assessment and Rating Tool)는 미국의 체계개발 시 MOSA 적용 여부를 평가하기 위해 일관된 접근 방식을 제공하기 위한 도구로써 획득 수명주기동안 DoD 개발관리 담당자가 해당 도구를 활용하여 평가할 수 있다. 구성은 지침 및 안내사항, 평가 정보, MOSA 개념 및 소개, MOSA 정의, MOSA 구현 질문, 평가 보고서, 단계별 산출물 참고사항 등으로 이루어져 있다.

적용 방식으로는 1단계 MOSA 목표와 추가로 정의된 개념에 대해서 사업관리자가 검토하고, 2단계 MOSA 평가를 위한 PART의 일반적인 정보와 평가 완료 절차에 대한 내용을 검토한다. 3단계 평가 정보 워크시트에 평가 대상 프로그램과 평가자에 대한 정보를 입력하고, 4단계 MOSA 구현 질문 워크시트에서 개발 체계에 대한 MOSA 구현 질문을 바탕으로 평가하여 점수를 산출한다.

MOSA 구현 질문은 Section A(Business Indicator), Section B(Technical Indicator)로 각각 사업전반적인 내용과 기술적인 내용으로 구성되어 있다. Business Indicator는 총 11개의 질문으로 이루어져 있고, MOSA 적용 계획수립내용, 사업관리 책임권한, MOSA 원칙에 대한 교육여부 등으로 구성되어 있다. Technical Indicator는 총 13개의 질문으로 이루어져 있고, 시스템 아키텍처 적용여부, 핵심 인터페이스 설정 여부 등으로 구성되어 있다.

기품원에서는 위 도구를 개선하여 국내 무기체계 K-MOSA 평가를 위한 도구(안)을 개발할 계획이며, 추후 공통 아키텍처 개발 시 즉각적으로 적용하기 위하여, 체계개발 계획 수립 및 RFP 작성 단계부터 K-MOSA 적용계획 수립을 시작으로 실제 공통 아키텍처 적용 여부를 확인하는 단계 등 체계개발 전단계에 걸쳐서 평가를 위한 방안 및 프로세스를 수립할 계획이다.

결론

오늘날 첨단복합화로 진화하고 있는 전장환경에 발맞춰 체계개발 역시 첨단기술이 반영되어 상호운용성 및 신속한 전력증강을 위하여 다양한 기술적 혁신에 직면하고 있는 상황이다. 그에 발맞춰 국내에서는 K-MOSA를 무인체계에 적용함으로써 신속한 전력화는 물론 향후 유지보수 및 성능개량의 유연성을 확보하고자 추진중에 있다. 기품원에서는 K-MOSA 적용 체계에 대한 시험 및 평가 방안에 대한 연구를 추진하며, 향후 공통 아키텍처가 개발된 이후에 준비된 평가방안을 즉각적으로 적용하기 위한 노력을 수행하고 있다. 정책적 방향성을 바탕으로 국내 공통 아키텍처 개발과 발맞춰 단계적으로 시험 및 평가방안 수립을 통해 향후 K-MOSA가 국내 무기체계에 조기 적용될 수 있을 것으로 기대한다.