자료검색

- 군수품의 환경 및 신뢰성 시험이 가능해지다 - 진동시험분야 및 신뢰성시험분야 인정 신규 획득 - 총 11개 규격에 대한 KOLAS 공인 인정 시험 수행 가능

국방기술품질원 국방신뢰성연구센터(센터장 오광운)는 8일 계룡대 해군본부에서 해군 전력분석시험평가단(단장 박태규)과 운용 함정의 특수성능(소음·진동) 기술 교류를 위한 정례협의회를 개최했다.

국방기술품질원, 무기체계 고장분석연구 세미나 개최

국방기술품질원, 방탄복 및 방독면용 정화통 시험 관련 신규 단체표준 4종 제정

- 국방분야 광학·전자부품의 신뢰성 향상 -
11월 17일, 대전 대덕구에 위치한 국방신뢰성연구센터에서 광학·전자부품 시험을 전문적으로 수행할 시험3동 준공식이 열렸다. 이날 행사에는 원장, 본부장, 직원들이 참석해 자리를 빛냈다.

무기체계의 신뢰성은 전투 효율을 높이고 군사 작전의 성공을 도모하는 바탕이 된다. 이를 위해 국방기술품질원은 무기체계의 철저한 검증과 품질 안정을 고려한 시스템을 구축하기 위해 연구하고 그 과정을 공유하고 있다. 이번 2024 대한민국 국방산업발전대전에서 열린 「국방 신뢰성 연구 발전 세미나」는 ‘예측 및 통제 가능한’ 품질의 중요성을 다시 한 번 시사했다.

다빈도 고장품 고장원인분석은 국방 RAM 업무(제6장)에 국방기술품질원의 임무로 명시되면서, 2015년부터 야전운용제원 RAM 분석의 후속 업무로 수행되기 시작하였다. 이 업무는 야전에서 반복적으로 발생하는 고장품목의 원인을 분석하고 해결방안을 도출함으로써 품질개선을 추진하는 데 목적이 있다. 2025년부터는 국방기술품질원 기술연구본부(국방신뢰성연구센터) 주도로 업무 체계가 개편되어, 보다 다양한 군의 애로사항을 해결하는 방향으로 확대되었다. 기존의 품질개선 중심에서 나아가, 운용성 향상, 군수지원 개선, 시험법 개발, 표준 제정 등 다양한 연구성과의 활용 경로를 설정하고 이를 실제로 적용하고 있다. 또한 운용단계 문제 해결에 그치지 않고, 개발 초기 단계부터 야전 데이터 기반의 신뢰성 시험 프로파일을 개발하여 무기체계의 신뢰성 확보를 위한 전순기 고장원인분석으로 업무를 확장하고자 한다. 국방기술품질원의 이러한 노력은 우리 군의 전력 유지 및 증강, 무기체계 가동률 향상, 전순기 신뢰성 확보에 실질적으로 기여할 것으로 기대된다.

무기체계의 야전운용제원 분석은 2014년 4월 10일 「국방전력발전업무훈령」 개정 시 ‘제6장 국방 RAM 업무’에 국방기술품질원의 임무로 정의된 후 「총수명주기관리업무훈령」 제정(’21. 2. 8.)으로 업무의 당위성이 더욱 강화되었다. 또한 야전운용제원 분석 업무는 국방기술품질원 원내 규정(야전운용제원 분석 업무 규정)으로 제정(’20. 7.)되어 업무의 목적, 내용, 절차를 정형화 하였으며 국방기술품질원의 고유 업무로 자리 잡아 ’20년까지 64종에 대한 분석을 수행하였다. 야전운용제원 분석은 그간 유사 무기체계 획득 시 RAM 목표값 설정, 운용 무기체계의 품질개선을 위한 다빈도 고장품 식별, 국산화 대상품 선정 등 국내 환경에서 주로 활용되어왔으나 국내 방산기업(한화디펜스)의 K9A1 자주포 해외 수출을 계기로 호주 방위사업청(CASG, Capability Acquisition & Sustainment Group)에서 대한민국 정부기관(방위사업청)의 RAM 분석 결과를 요구함에 따라 국방기술품질원의 야전운용제원 분석 결과가 수출지원을 목적으로 처음 활용되었다.

신뢰성은 기계 또는 부품이 주어진 조건과 의도하는 기간에 기능을 수행할 확률을 말한다. 쉽게 말해, ‘수행 능력을 얼마나 믿을 수 있느냐’를 뜻한다. 사람 간의 신뢰를 쌓는 것도 단숨에 되는 일은 아니다. 하물며 말 못하는 무기체계의 신뢰성을 책임지는 일에는 얼마의 시간과 인내가 있어야 할까? 소음과 진동을 언어로 삼아, 무기체계와 보이지 않는 대화를 하는 신뢰성시험분석팀. 업무를 진행하며 무수한 문제를 마주하지만, 그들은 오늘도 이렇게 외친다. “We will find a way. We always have. (우리는 답을 찾을 것이다. 늘 그렇듯이.)”

무기체계는 혹독한 환경에서도 온전한 성능을 발휘하기 위하여 높은 신뢰성이 요구되며, 원활한 군수지원이 필수이다. 이를 위해 무기체계 RAM 예측을 통한 신뢰성·정비성 향상을 고려한 설계와 장비의 유지보수를 위한 적절한 정비정책 수립이 매우 중요하다. 이 중 신뢰도 예측결과는 신뢰성·정비성 설계, 후속 군수지원정책 수립과 총수명주기비용 산출 등에 활용되는 중요한 척도이나, 대한민국 방산업계는 신뢰도 분석 시 국외 고장률 예측모델과 데이터 북에만 의존하여 예측 정확성이 낮은 것으로 알려진 실정이다. 이에 국방기술품질원에서는 2022년부터 무기체계의 고장률 예측 정확성 향상을 위한 한국형 예측모델을 연구·수립하고 있으며, 그 과정을 소개하고자 한다.

무기체계의 총수명주기 속 신뢰성 확보와 향상을 위하여 우리 군은 개발단계에서 핵심부품·구성품에 대한 신뢰성 시험을 수행하고 있다. 하지만 시험대상 선정에 있어 소비자(군)의 목소리가 결여되고 있고 신뢰성시험 계획 수립 시 보다 실효성 있는 시험 수행을 위한 노력이 필요한 상황이다. 본 연구에서는 무기체계의 작전운용성능을 보장하고 가동률을 높이기 위한 신뢰성시험 대상의 정의와 대상 선정, 시험계획 수립 시 필요한 사항을 식별하고 발전 방안을 제시하였다. 해당 내용은 합동참모본부에서 주관하는 ’24년 무기체계 시험평가 세미나에서 우수 논문으로 선정되어 발표되었고 참석자들과 함께 더욱 효과적인 신뢰성시험 수행을 위한 공감대를 형성하였다.

오늘날 국방기술품질원 국방신뢰성연구센터는 군수품 신뢰성 전문기관으로서 무기체계의 신뢰성 향상을 위해 업무를 수행하고 있으며, 획득순기에 따라 체계에 목표값을 할당하여 제품에 대한 RAM목표값을 설정하고 있다. 또한, 다빈도 고장품목을 매년 선정하여 고장원인분석을 수행하고 도출된 결과 등을 개발단계에 환류하고 있지만 실제 고장품이 작전 및 운용중에 노출되었던 환경을 정확하게 모사하기에는 제한이 있으며, 이로 인한 고장 발생 사례가 다수 발생하고 있다. 이를 해결하기 위한 방안으로 실제 운용환경을 모사할 수 있는 프로파일을 활용한 시험기법 연구의 필요성이 제기되었고 이에 따라 야전에서 운용되는 무기체계에 설치하고 환경 데이터를 무인으로 장기간 수집할 수 있는 장치를 고안하였다. 본 기고에서는 앞서 언급한 데이터 수집장치에 대해 소개하고 향후 활용방안을 제언하고자 한다.

군에서 운용되고 있는 무기체계 내부 탑재장비들의 경우, 민수 제품의 환경과는 다르게 야전의 비포장 도로 노면 및 포 사격 등의 가혹한 진동 환경에 노출되어 있다. 무기체계 개발단계에서부터 이러한 운용 환경조건을 고려한 신뢰성시험이 수행되어야만 고신뢰도의 군수품을 획득할 수 있다. 일부 무기체계 개발사업에서 시험을 통해 직접 데이터를 획득하고 진동 프로파일을 설계하여 시험 규격에 반영하고 있지만, 이는 실제 군 운용 환경조건과 차이가 있다. 또한, 무기체계나 탑재장비의 신뢰도를 검증하거나 확인하기 위한 진동시험이 아닌 규격 조건의 진동 상태에서 운용했을 때 이상여부를 검증하기 위한 내환경 시험이다. 본 기고에서는 실제 군 운용 환경에서 진동데이터를 획득하고, 비지도 학습을 적용하여 과소 또는 과대설계가 되지 않는 신뢰성시험 프로파일 도출 방안을 제시하였다.

군수품 품질에 대한 기대 수준이 점점 높아지고 있으나 국방연구개발이 정부 주도에서 업체 주도로 전환되면서 개발단계 품질관리의 필요성이 증가하고 있다. 특히 개발단계에서 양산단계로 전환되는 과정에서의 제조성숙도 향상에 대한 요구가 높아지고 있다. 본 연구에서는 개발단계 품질관리를 위해 국방기술품질원이 수행하고 있는 품질통제점을 활용하여 제조성숙도 향상 방안을 제안한다. 품질통제점의 점검항목과 제조성숙도평가 항목을 연계하여 개발 초기부터 사업의 특징과 단계를 고려하여 제조성숙도를 높일 수 있도록 품질통제점의 항목을 조정하였다. 본 연구를 통해 개발단계 품질통제점 항목이 유효성을 가질 수 있게 되어 더 높은 제조성숙도를 가진 무기체계를 획득할 수 있을 것으로 판단된다.