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

국방기술품질원, 무기체계 고장분석연구 세미나 개최

- 국방기술품질원, 군수품 품질관리 및 신뢰성 향상에 기여한 직원에 ‘자랑스러운 기품원人’ 선정 - 우수 기품원人’에는 3대 경영전략 분야별 업무성과 뛰어난 3명 선정

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.)”

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.

경청(傾聽)은 단순히 화자의 말을 집중해서 듣는다는 뜻에서 그치지 않는다. ‘기울다’라는 뜻을 가진 경(傾)의 글자처럼 ‘마음을 기울이는 일’에서 시작한다. 경청은 신뢰성시험분석팀 김용훈 선임연구원의 무기다. 고장원인 분석이 필요한 함정에 올라 성에 찰 때까지 면담을 하고 방향성을 모색한다. 그리고 문제가 해결될 때까지 숱한 조언을 수집하며, 마음을 쏟는다. 2023년 국방기술품질원 주관 무기체계 개량 연구사업 우수과제를 다루는 이번 기사에서는 현장과 사람에게서 힌트를 얻어 DDH-Ⅰ/Ⅱ급 함정의 문제를 해결한 사례를 살펴본다.

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.

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.

기품원은 2006년도부터 저장수명이 도래하는 화생방장비와 물자의 시효연장을 판정하기 위하여 저장 화생방장비·물자 신뢰성평가(Chemical Materiel Stockpile Reliability Program, 이하 CSRP)를 수행하고 있다. CSRP의 신뢰성 평가를 위하여 저장수명이 종료되는 연도부터 신뢰성 시험을 시작하므로 시험결과를 데이터로 축적하고 있다. CSRP 시험결과는 화생방장비와 물자가 시간 경과에 따라 지속적인 노화가 진행되어 물성 및 성능 저하가 발현되는 자연노화를 분석할 수 있는 실제 자료이다. 가속수명시험은 사용조건보다 가혹한 일정 스트레스 조건에서의 시험데이터들을 분석하여 수명-스트레스 관계식을 추정하고, 이로부터 사용조건의 수명을 추정하기 위한 시험이다. 가속수명시험은 사용조건에서의 수명을 짧은 시간에 추정할 수 있는 장점이 있지만, 적절하지 않은 평가항목과 스트레스 수준 등을 적용하면 잘못된 결론을 초래할 수 있어 검증이 필요하다. 화생방장비와 물자에 많이 사용되는 부틸 고무에 대한 가속수명시험 결과를 자연 노화된 제품의 CSRP 데이터를 이용하여 분석한 결과를 사례로 소개한다.

무기체계는 기술이 복잡해지고 다양해짐에 따라 엄격한 품질 수준을 요구하고 있다. 다양한 품질 요구사항을 만족하기 위하여 한정된 자원 안에서 효율적인 대응책이 필요한 시점이다. 이에 한화시스템은 무기체계 특성(양산목표과제, 비양산 목표과제)에 따른 품질보증 활동을 테일러링하여 수행하고 있다. 품질보증 활동의 테일러링이라 함은 품질수준을 유지하면서, 무기체계 과제 특성에 적합한 품질보증 활동을 수행하는 것을 의미한다. 본 기고문에서는 무기체계 유형에 따라 개발 품질보증 활동을 테일러링하여 고품질의 제품개발을 위해 수행하고 있는 개발 품질보증 활동 사례를 소개하고자 한다.