국방에 기여하는 국방기술품질원의 이야기
기술로 품질로
RAM 업무의 확대발전,
RAM-C 분석 국방기관 최초 수행
글 신뢰성시험분석팀 하성철 선임연구원
RAM-C 결과 기반 성과기반군수지원(PBL, Performance Based Logistics)을 통해 운영유지 중인 무기체계에 대한 효율적인 군수지원을 도모하였으며, 2022년 5월에 총수명주기관리업무훈령을 개정하여 신뢰성기반비용관리(RAM-C) 업무를 정의하고 이를 국방기술품질원의 임무로 명시하였다.
이에 따라 2023년에 국방기술품질원 국방신뢰성연구센터는 국방기관 최초로 무기체계 5종에 대한 RAM-C 분석을 수행하였다. 해당 분석결과는 향후 국방부에서 추진할 PBL 사업의 비용산정, 수리부속 소요 판단 등의 기초제원으로 활용될 예정이다.
- * RAM
- Reliability(신뢰도), Availability(가용도), Maintainability(정비도)
신뢰성기반비용관리(RAM-C) 분석이란?
신뢰성기반비용관리(RAM-C)는 RAM 목표를 충족하면서 수명주기비용(Cost) 최소화 대안을 제공하는 공학적 분석 기법으로 국방부 총수명주기관리업무훈령을 통해 정의하고 있다. RAM-C 분석은 최신의 RAM 값을 얻기 위해 야전운용제원 분석을 선행적으로 수행하고 해당 결과를 활용하여 운영유지비용을 산출하는 것으로 크게 다섯 가지 단계로 구분한다.
① RAM-C 분석을 수행하기 위한 대상선정은 국방 RAM 및 RAM-C 심의회의를 통해 이루어지며 국방부와 각 군, 방위사업청, 국방기술품질원 등의 의견을 반영한다. 대상선정 시 RAM-C 분석결과가 PBL 사업에 중요하게 활용됨에 따라 무기체계 운용 중 PBL 사업 추진의 계획여부를 중요하게 고려한다. 매년 말(12월 경) 심의회의를 통해 선정된 대상장비는 차년도에 분석한다.
② 대상선정 후 RAM-C 분석을 위한 자료수집을 수행한다. 주요 활용자료는 각 군 군수통합정보체계의 야전운용제원, 무기체계의 구조정보, 핵심부품·구성품 목록, 개발 당시 RAM 예측값 등이다.
③ 첫 번째 분석단계로 RAM 분석을 수행한다. 야전운용제원 분석을 통해 RAM-C 분석대상 무기체계의 가장 최신화된 운용제원 기반 RAM 값을 확보하기 위함이다. RAM 분석을 통해 장비 및 구성품 수준의 신뢰도, 정비도를 확보하고 이는 RAM-C 분석의 기초자료로 활용된다.
④ 두 번째 분석단계로 RAM-C 분석을 수행한다. 각 구성품의 신뢰도, 정비도, 기초제원과 품목 단가, 조달시간, 운용시나리오 등을 활용하여 RAM 값에 기반한 운용유지비용을 산출한다. RAM-C 분석협의체에서 각 군과 협의한 분석상의 가정사항과 RAM 및 RAM-C 분석결과 등을 종합하여 확인하고 추가적인 의견을 반영하여 내용을 수정·보완한다.
⑤ 마지막으로 국방부 군수관리관 주관의 국방 RAM 및 RAM-C 심의회의(12월 경)를 통해 당해연도 분석결과를 심의한 후 분석결과를 확정한다.
위와 같은 일련의 과정을 거친 후 분석결과는 국방기술품질원의 총수명주기 RAM 표준자료체계(RAMDB)에 탑재되고, 분석보고서를 발간하여 유관기관에 배포한다.
무기체계 RAM-C 최초 분석
2022년 국방 RAM 및 RAM-C 심의회의에서 RAM-C 분석 무기체계로 천마, 해상초계기(P-3), 고속상륙정(LSF-II), KF-16, F-15K 등 5종을 선정하였다. 이에 따라 국방기술품질원은 기존에는 수행하지 않았던 신규 업무로 운용 중인 무기체계에 대한 RAM-C 분석을 수행하였다. RAM-C 분석은 그림 2와 같은 절차 및 시기로 진행되었다.
| 구분 | 1월 | 2월 | 3월 | 4월 | 5월 | 6월 | 7월 | 8월 | 9월 | 10월 | 11월 | 12월 | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 00 무기체계 | 기초자료 획득 | ||||||||||||
| 협의체구성 | |||||||||||||
| RAM분석 | |||||||||||||
| 1차 협의체 회의 | |||||||||||||
| 입력제원 획득(1차) | |||||||||||||
| RAM-C 실무회의(1차) | |||||||||||||
| 입력제원 획득(2차) | |||||||||||||
| RAM-C 실무회의(2차) | |||||||||||||
| 입력제원 획득(3차) | |||||||||||||
| RAM-C 분석 | |||||||||||||
| 2차 협의체 회의 | |||||||||||||
| 심의회의 | |||||||||||||
그림 2. RAM-C 분석 절차 및 시기
RAM-C 분석은 RAM 분석의 결과값을 기반으로 수행됨에 따라 기초자료 수집과 군, 업체, 기품원 품질보증센터 등 전문가로 구성된 분석협의체를 연초에 구성하였다. 분석 기반을 확보한 후 상반기에 RAM 분석을 수행하고, 분석협의체에서 분석결과 초안에 대한 타당성, 적절성을 확인한 후 RAM-C 분석을 위한 입력제원을 추가로 확보하였다. 이때 확보해야 하는 자원은 군수지원 최적화 분석에 필요한 품목 단가, 재생산 시간, 운송 시간, 정비정책 등의 요소가 있고, RAM 시뮬레이션을 수행하기 위한 분석대상 무기체계의 운용시나리오(예 : OMS/MP, 평시 훈련계획) 등이 있다. RAM-C 분석에 필요한 제원은 자료 관리의 주체가 일관되지 않고 여러 이해관계자가 얽혀있기 때문에 RAM-C 실무회의를 통해 획득하기 어려운 제원에 대한 활용 여부와 가정사항 등을 확인한다. 확보된 자원과 협의된 분석 가정사항을 기반으로 하반기에 RAM-C 분석을 실시하였다. 분석결과 도출 시 RAM-C 분석협의체를 통해 RAM 값뿐 아니라 운영유지비용 결과에 대한 타당성과 적절성을 확인하였다.
RAM-C 분석은 크게 세 가지 분석을 수행한다. 첫 번째로 군수지원 최적화 분석이다. 무기체계 각 구성품의 품목 고장률(야전운용제원 RAM 분석결과 적용)과 품목 단가, 수리부속 소진 시 신규 제조, 공급하는데 필요한 재생산 시간, 수송에 필요한 운송 시간 등의 자료를 바탕으로 무기체계에 요구되는 RAM 목표값(운용가용도(Ao))을 만족하는 군수지원 최적화 결과를 산출한다. 이때 도출되는 대표적인 결과물은 정비정책이며, 정비 계단별 위치해야 하는 품목의 종류와 양(수)이 대표적이다. RAM 목표값을 달성할 수 있는 군수지원 최적화 결과를 도출한 후 두 번째로 수행하는 분석은 RAM 시뮬레이션이다. 군수지원 최적화 결과는 주어진 제원들에 기반하여 RAM 목표값을 제약식으로 두는 최적화 분석을 수행한 것으로 해당 결과물이 무기체계가 운용되는 실제 운용시나리오에 부합하는 것을 보장하는 것은 아니므로 시뮬레이션을 통한 확인이 필요하다. RAM 시뮬레이션을 위해서는 군수지원 최적화 결과와 무기체계를 운용하는 시나리오가 필요하며, 대표적으로 선행연구 시 확보되는 OMS/MP 상 임무시나리오나 평시에 적용하는 훈련계획 등이 있다. 운용시나리오를 기반으로 구성한 시뮬레이션 환경에 군수지원 최적화 결과물의 정비정책을 적용하여 무기체계가 RAM 목표값을 달성하는지 확인한다. 만약 시뮬레이션의 결과가 RAM 목표값을 달성하지 못하는 경우 군수지원 최적화 결과를 수정하고 최적화 결과물의 다른 해를 적용하여 RAM 시뮬레이션을 재수행하여 RAM 목표값을 만족하는 군수지원 최적화 결과를 찾도록 한다. 그림 4는 체계 A의 수리부속 최적화 결과를 운용시나리오에 적용하였을 때 RAM 목표값 운용가용도 81%를 초과하는 86.5%를 달성하는 것을 확인한 결과이다.
RAM 목표값을 만족하는 최적해를 찾은 경우 해당 결과를 바탕으로 세 번째 분석인 수명주기 비용을 산출한다. 이때 산출하는 대표적인 비용은 수리부속비용과 정비비용이다. 수리부속비용은 무기체계 운용유지에 필요한 수리부속의 양과 단가가 연계된 비용이며, 정비비용은 정비 수행에 필요한 정비요원 인건비, 수리부속 수송비용, 외주정비 비용 등을 반영한 결과이다. 또한, 그림 5와 같이 Cost-Driver 분석을 통해 무기체계 운용 시 정비비용을 크게 유발하는 품목을 단가와 소요량을 기준으로 분석하여 후속군수지원 시 중점적으로 관심을 가져야 하는 품목을 식별한다.
RAM-C 분석 발전 방향
RAM-C 분석결과는 국방부 총수명주기관리업무훈령, 성과기반군수지원훈령에 따라 운용 중인 무기체계의 PBL 사업 수행 계획 시 반드시 확보되어야 하며, RAM-C 분석결과에 기반한 PBL 사업을 추진하여야 한다. 이에 따라 RAM-C 분석 업무는 우리 군에서 운용하는 모든 무기체계의 후속군수를 위해 반드시 수행되어야 하는 업무로 향후 지속적인 소요가 발생할 것이다.
RAM-C 분석 업무는 오랫동안 수행해온 업무가 아닌 신규로 주어진 업무인 만큼 수정·보완할 부분이 많을 것으로 판단되며, 특히 분석 시 S/W를 사용하는 빈도가 높은 만큼 신뢰할 수 있는 분석결과를 도출할 수 있는 S/W 개발에 관한 연구도 필요할 것이다. 또한, RAM-C 분석결과가 후속군수지원 사업에 지대한 영향을 미치기 때문에 통일된 기준과 방법으로 분석을 수행해야 하며, 따라서 분석 절차의 매뉴얼 등 표준화에 관해서도 관심을 기울일 필요가 있다.
국방기술품질원은 우리나라 국방기관 중 유일하게 RAM-C 분석을 수행할 수 있는 기관으로 향후 소프트웨어 개발 및 업무 표준화를 추진하여 RAM-C 분석 업무를 더욱 발전시켜 나갈 예정이다. 이러한 무기체계 신뢰성 연구가 튼튼하고 강력한 국방을 위한 무기체계 획득과 군수지원에 도움이 될 것으로 기대한다.