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DQS 매거진

개발단계 품질이력관리 및 최초양산 준비를 위한 플랫폼 Q-HiMs, Quality History Management Systems

2022. 05. 12

국방기술품질원 항공1팀 김승한 선임연구원

국방기술품질원 항공1팀 박상훈 연구원

양산 및 운용단계 품질보증활동을 수행함에 있어 개발단계 품질이력이 효과적으로 활용되어야 하며, 개발단계 품질관리 업무의 효과적 수행을 위한 구체적인 방안 및 시스템이 필요한 시점이다. 개발단계 품질이력 및 위험 관리 뿐 아니라 양산/운용단계의 효과적 품질보증활동을 위한 품질관리 플랫폼으로써 품질이력관리체계를 제시한다.

서론

방위사업법 시행령 개정에 따라 국방기술품질원의 품질관리 범위가 양산 및 운용유지단계에서 연구개발단계까지 확장되었으며, 이에 따라 개발단계 정부품질관리 업무의 효과적 수행을 위한 구체적인 방안 및 시스템이 필요하다[1]. 아울러, 개발단계 품질관리 뿐 아니라 최초양산 정부품질보증활동의 준비 및 양산·운용단계 고장탐구 등 기품원이 품질보증활동을 수행함에 있어 개발단계 품질이력을 효과적으로 활용하지 못한다면 국방무기체계의 신뢰성과 운용성에 악영향을 미칠 것이 자명하다.

개발단계 품질이력관리 및 최초양산 준비를 위한 플랫폼이 갖추어야 할 필요 기능은 다음과 같다. 첫째, 구성품별 개발단계 품질이슈가 기록·관리되어야 한다. 품목별/계통별 담당자가 개발진행간 발생되는 품질문제를 작성하고 조치현황을 체계적으로 관리할 수 있어야 한다. 둘째, 개발자료가 양산·운용단계에서 활용될 수 있어야 한다. 규격화되지 않은 기술자료 등의 탑재 및 관련 요구도와의 접근성이 용이하여 양산·운용 간 고장탐구 기간을 축소시킬 수 있어야 한다. 셋째, 품질위험이 식별·추적·관리되어야 한다. 누적된 품질데이터 분석을 통해 품질위험을 수치화하여 고위험 구성품 및 계통을 실시간으로 식별할 수 있어야하고, 관리자는 이를 확인하여 개발품질을 조기 안정화 할 수 있도록 대책을 수립하여야 한다.

본 기고문을 통해 개발단계 품질이력 및 위험 관리 뿐 아니라 양산·운용단계의 효과적 품질보증활동을 위한 품질관리 플랫폼, 품질이력관리체계(Q-HiMs, Quality History Management Systems)를 소개하고자 한다.

품질이력관리체계

품질이력관리체계(이하 Q-HiMs)는 개발단계 품질이력을 데이터베이스화하고 수집된 품질데이터를 분석하여 품질위험 식별 및 위험도 분류를 통해 개발단계 품질을 관리할 수 있는 플랫폼이다. Q-HiMs는 ○○ 체계개발사업을 기반으로 구축되었으며, 축적된 개발이력은 무기체계 WBS 및 국방규격 등과 연동되어 양산 및 운용단계 품질보증활동 시 활용할 수 있다.

플랫폼 개념 및 구성

Q-HiMs는 품목·계통별 품질정보 및 개발단계별 품질관리 이력을 Q-Sheet에 기록·관리할 수 있으며, 각 Q-Sheet는 WBS Code를 기반으로 국방규격과 One-Click 연동되어 관련 요구도를 선택적으로 열람할 수 있도록 개념설계 되었다.

Q-HiMs는 그림1과 같이 품질관리를 위한 단위로서 활용되는 WBS(Work Breakdown Structure), 개발단계 품질이력 기록표 Q-Sheet, 품질이력과 요구도간 연동을 위한 국방규격연계표로 구성된다.

그림 1. Q-HiMs 구성

○○ 체계개발사업을 적용한 Q-HiMs구성 예시를 그림2에 도시하였으며 상세 내용은 다음과 같다.

WBS는 MIL-STD-881D를 참고하여 그 분류와 Code가 부여되며, 방사청 사업관리부서 및 개발업체와 WBS를 일치시켜 통합적으로 관리될 수 있도록 하여야한다. ○○ 체계개발사업의 경우 WBS Level 5까지 총 122개의 목록 및 Code가 Product Breakdown Structure 기준으로 부여되었다.

Q-Sheet는 식별된 WBS기준 품목·계통별로 1부씩 작성되며, 작성되어야할 주요내용은 품목에 대한 주요기능·특성, 개발업체·방법, 형상, WBS Level 등 기본품질정보와 개발이슈 및 조치율, 관련 기술자료 등 개발이력 등이다. 개발이력의 상세내용은 다음과 같다.

  • SRR, SFR, PDR, CDR, TRR 등 주요이벤트 조치 결과
  • 기획·관리 실무위원회 등 기술협의체 의사결정 결과
  • 형상통제심의회, I-PCA, PCA/FCA 등 형상관리 결과
  • 시제작 품질보증, 구성품 수락시험, QT 시험 등 품질관리 결과
  • 지상시험, 비행시험 등 개발·운용시험평가 결과
  • 국방규격화 업무수행 간 이슈사항 등

○○ 체계개발에서는 WBS Level 5 기준으로 89개의 Q-Sheet가 작성되었다.

그림 2. ○○ 체계개발사업 Q-HiMs 구성(WBS, Q-Sheets, 국방규격연계표) 예시

국방규격연계표는 개발규격서 및 국방규격화 예정 규격서에 대한 요구도 추적이 가능한 연계표이며 ○○ 체계개발사업의 경우 체계요구사항명세서(SRD, System Requirement Document), 체계규격서(SS, System Specification), 계통규격서(SSS, Sub System Specification), 구성품규격서(PS, Product Specification)를 연계하여 총 3,000여개의 요구사항 목록을 식별하였다.

플랫폼 위험관리

Q-HiMs는 Q-Sheet에 작성된 데이터를 기반으로 품목·계통별 위험순위가 분석·도출되도록 설계되었다. 품질위험도(R)를 정량화하기 위해서는 데이터 수치화를 위한 평가 기준이 필요하며 그 평가 기준을 품목기본정보(P), 조치율(A), 양산영향성(M)으로 구분하였다. 즉, 아래와 같은 수식으로 표현할 수 있다.

R = P Χ A Χ M

품목기본정보(P)에 대해서는 부품·계통에 대한 개발형태(국내개발, 국외협력개발, 국내구매, 국외구매), 개발업체(유사장비 개발이력, 장비 핵심기술 보유여부, 방위사업 참여이력 등), 장비특성(상용품, 동일 무기체계 적용여부, 타 무기체계 적용여부 등)에 대한 내용을 점수로 산출한다. 조치율(A)은 주요 이벤트(개발검토회의, 시험평가, 형상관리 등)에서 발생한 품질이슈에 대해 조치된 정도를 나타낸 것으로 발생한 품질이슈 사항에 대한 조치의 정도를 백분율로 산출한다. 양산영향성(M)은 개발단계에서 수행되는 주요 이벤트가 양산에 영향을 미치는 정도를 AHP(Analytic Hierarchy Process) 방법론을 통해 도출한다.

양산영향성 수치화

품목기본정보 및 조치율은 비교적 직관적인 수치화가 가능하지만 양산영향성은 정량화가 쉽지 않은 항목이다. 양산영향성을 수치화하기 위해 개발단계의 주요 이벤트의 중요도를 AHP 설문분석 기법을 활용하여 각 이벤트가 양산에 미치는 정도를 가중치로 표현하고자 하였다.

개발단계 주요이벤트의 중요도를 점수로 배분하기 위한 방법으로 균등배분법, 차등배분법, 전문가추정법이 있다[2-3]. 이 중 전문가추정법은 여러명의 전문가를 대상으로 AHP 설문조사 결과를 합산 평균하여 가중치를 산정하는 방법으로 복잡한 무기체계의 주요이벤트별 가중치를 산정하는데 가장 효과적인 방법이라 할 수 있다. 그러나 일부 주요 이벤트가 추가 또는 삭제되는 경우 주요이벤트별 가중치를 재산정하기 위해 전문가 설문조사를 다시 실시해야 하는 번거로움이 있다. 이러한 번거로움을 해결하기 위해 Q-HiMs에서는 주요이벤트별 가중치 산정 단계를 2단계로 나누어 전문가추정법 및 차등배분법을 혼합 사용하도록 기법을 정의하였다. 1단계에서는 전문가 추정법으로 AHP 설문조사를 실시하여 주요이벤트별 평균가중치를 산정하고 이 평균가중치로 세부계통 및 구성품의 일반화된 배점을 결정한다. 2단계에서는 주요이벤트의 변경(추가 또는 삭제)시 전문가 설문조사를 다시 실시하지 않고 1단계의 배점을 활용하여 차등배분법으로 신속하게 주요이벤트별 가중치를 재산정할 수 있도록 하였다. 표 1을 통해 사업 초기, 중기, 후기의 주요이벤트 가중치의 변화를 예시로 도시하여 이해를 돕고자 한다.

표 1. 이벤트 변경에 따른 양산영향성 가중치 예

사업초기
주요이벤트 가중치
SFR 0.4
PDR 0.6
사업중기
주요이벤트 가중치
SFR 0.23
PDR 0.37
CDR 0.19
QT 0.21
사업후기
주요이벤트 가중치
CDR 0.16
QT 0.19
DT/OT 0.34
규격화 0.31

위험관리 방안

Q-HiMs는 그림 3과 같이 품질위험도를 정량화한 결과를 바탕으로 품목·계통별 위험순위가 품질위험현황판에 신호등으로 표시되어 품질(사업)관리자에게 실시간으로 전달되도록 한다. 위험 순위에 따라 고·중·저 위험으로 분류된 품목에 대해, 고위험 품목의 경우 중점품질관리품목으로 선정하여 IPT-기품원-개발업체가 합동관리할 수 있도록 하며, 중위험 품목의 경우 기품원 품질관리 기술지원중점수행, 저위험품목의 경우 개발의 효율성을 위해 업체가 자체 관리하도록 할 수 있다.

그림 3. Q-HiMs 및 위험관리 개념도

플랫폼 연동

Q-HiMs 구성요소인 WBS, Q-Sheets 및 국방규격연계표를 양산·운용단계 품질관리업무 수행 시 효과적으로 활용하기 위해서는 품질관리자 또는 사용자가 관련 정보에 쉽게 접근할 수 있어야 하며 각 구성요소간 긴밀한 연동이 필수적이다. 이를 가능하게 하는 것이 바로 WBS Code이다.

그림 4. 플랫폼 연동의 Key, WBS Code

그림 4와 같이 각 품목·계통에 부여된 WBS Code를 해당 WBS 관련 Q-Sheet 및 국방규격 모든 항목에 동일하게 부여하여 해당 Code를 통해 원하는 정보에 One-Click 접근할 수 있다. 뿐만 아니라 Q-HiMs의 주요기능 중 위험분석, 검색 및 리포팅 기능에도 WBS Code를 연계시켜 강력한 연동체계를 마련하였다.

플랫폼 구축 및 활용

구축된 Q-HiMs 플랫폼은 ○○ 체계개발사업에 적용하여 개발되었으나, 사업입력 및 환경설정을 통해 일반무기체계 사업특성에 맞추어 적용할 수 있도록 WBS Level 수준, 국방규격서 수준, 주요이벤트 등을 취사선택 및 추가·삭제할 수 있도록 확장성을 고려하여 설계되었다. 그림 1에서 개념적으로 설명된 구성요소가 구축된 Q-HiMs에서 하나의 화면에 시현·연동됨을 그림 5를 통해 확인할 수 있다.

그림 5. Q-HiMs 구축 플랫폼 주요 인터페이스

서론에서 언급한 바와 같이 본 플랫폼은 현시점 품질관리관점에서 필요한 요건들을 만족시킬 수 있을 것으로 기대된다. 연구개발단계에서는 개발품질관리 업무 또는 품질관리지원팀(QMST, Quality Management Support Team)의 업무관리 Tool로 활용할 수 있을 것이다. 또한, 기품원의 품질관리 업무가 개발단계까지 확대되면서 개발이슈를 데이터베이스화 하고 국방규격화 및 최초양산을 준비하는데 활용할 수 있을 것으로 기대한다.

최초양산단계에서는 정부품질보증 대상 선정 시 활용할 수 있을 것이다. 업체 품질보증계획서에서는 식별되지 않은 개발단계 시의 이슈 및 조치사항, 품질위험도, 제품(구성품)의 특징 등이 명시되어 있으므로 최초양산을 위한 위험식별 및 평가의 제반 근거로 활용할 수 있을 것으로 기대한다.

운용·유지단계에서는 고장탐구 및 하자판단의 근거로 활용할 수 있을 것이다. 사용자불만 처리 등을 위한 고장탐구 시 대부분의 원인이 개발단계에서 비롯되었다는 것을 품질담당자들은 잘 알고 있다. 개발단계 이력이 데이터베이스화 되어 있다면 고장탐구의 기간이 단축될 것이며, 고장품목에 대한 국방규격에 쉽게 접근할 수 있다면 그것 또한 업무의 효율을 향상시키는데 도움을 줄 것으로 기대한다.

결론

개발단계 품질관리의 효과적 수행 뿐 아니라 양산·운용단계 품질보증활동에 개발시 축적된 품질데이터를 효율적으로 활용하기 위한 플랫폼으로써 Q-HiMs를 제시하였다.

구축된 Q-HiMs는 체계적 개발품질관리, 개발이력의 축적 및 환류, 품질위험의 추적관리가 가능할 뿐 아니라 관련정보를 한눈에 확인할 수 있는 유저인터페이스를 갖추고 있어 무기체계 품질관리를 위한 강력한 Tool로써 가치를 지닌다고 자부한다. 본 플랫폼은 ○○ 체계개발사업에 지속적으로 적용·활용될 것이며, 플랫폼의 일반화 및 범용성 확보를 위해 Q-HiMs를 적극 공유하고 수정·보완 사항을 반영하여 지속적으로 발전시켜 나가고자 한다.

참 고 문 헌
  • 1. 방위사업청 시행령, 대통령령 제32408호 , 2022.
  • 2. Dong-woo Kim, Ki-yeon Lee, Dong-ju Chae, Young-Chae Mun, Seung-Teak Lee, Jae-hyun Moon, Jeong-chay Jeon, "Quantitative Methods of Assessment Items Based on AHP", Proceeding of the Korea Institute of Electrical Engineering, pp. 165-167, 2021.
  • 3. Im gon Cho, "Applying Analytic Hierarchy Process(AHP) to Government Project Evaluation", The journal of Korea Policy Studies, 21(4), pp. 1-20, 2021.