서론

무기체계 획득 시의 품질에 대한 기대 수준은 점점 높아지고 있으며, 품질 4.0으로 변화함에 따라 단순 규격 부합에서 벗어나 고객의 기대 충족과 이를 넘어선 새로운 품질 수준이 요구되고 있다. 또한, 빠르게 발전하는 기술을 무기체계에 적용하기 위하여 정책적으로 정부 주도의 개발에서 업체 주도의 개발로 변화되고 있다. 하지만 업체 주도의 개발에서 성능만 강조되거나, 개발 경험 미흡으로 인하여 품질관리의 위험성은 증가하게 된다.

무기체계의 획득과정에서 높은 품질의 수준을 만족하기 위해서는 개발 기간 내에 연구개발주관기관이 자율성을 갖되, 개발결과물이 충분한 기술능력과 제조능력을 갖추도록 관리하는 것이 필요하다.

이에 따라, 방위사업청은 2012년 “제조성숙도평가(MRA) 업무지침”을 제정하여 제조성숙도평가(MRA : Manufacturing Readiness Assessment)를 수행하고 있다. 제조성숙도평가는 연구개발단계에서 미성숙된 제조성으로 인한 양산단계의 일정 지연, 비용상승, 품질 저하를 방지하기 위하여 획득단계 전환(체계개발 → 최초양산) 시 구성품, 부체계 또는 체계의 양산 준비성을 평가 및 확인하는 활동이다.

MRA를 수행하여 일정 기준이상의 준비된 사업에 대하여 양산단계에 진입하도록한다. 방위사업청은 대상 사업을 선정한 후 체계개발 완료 시 제조성숙도평가를 수행하고 양산단계로 넘어가도록 규정화하였다. 제조성숙도평가 수행 관련 규정 및 지침의 주요 내용은 표 1과 같다.

“제조성숙도평가(MRA) 업무지침”에는 제조성숙도평가 수행을 위한 표준평가항목이 구성되어 있다. 표준평가항목은 9개의 단위업무(Thread)와 64개 항목으로 구성된다. 9개의 단위업무에 따라 분류된 표준평가항목에 대한 평가는 개발단계의 전체기간에 걸쳐 도출된 자료를 바탕으로 수행된다.

방위사업청은 2019년 7월 조건부 달성에 대한 기준을 제외함에 따라 제조성숙도평가 달성 기준이 충족률 80% 이상(75개 항목 중 60개 항목 이상 충족)에서 90% 이상(64개 항목 중 58개 항목 이상 충족)으로 변경되었다.

국방기술품질원은 2020년부터 개발단계 품질관리 기술지원 업무를 수행하고 있다. 무기체계의 개발단계 품질관리를 통하여 양산단계에서의 품질위험요소를 사전에 제거하고 완성도 높은 무기체계를 획득하는데 기여하고 있다.

개발단계 품질관리 지원을 수행하는 과정에서 품질통제점(QCG : Quality Control Gate)을 개발단계의 각 과정(기본설계, 상세설계, 시험평가 등)에 두고 그 시기에 검토되어야 하는 품질관리 사항을 점검하고 있다. 개발품질업무가 정립된 이례의 품질통제점 업무를 점검해보니 품질통제점 점검항목 및 운영요구서가 구체화 되어있지 않아 담당자별로 품질통제점 점검의 심도의 차이가 발생하고 있는 것을 확인하였다.

본 연구에서는 제조성숙도를 향상시키기 위하여 개발단계에서 순차적으로 제조능력을 성숙시킬 수 있도록 품질통제점의 점검항목과 제조성숙도평가 항목이 연계되도록 수정·보완하였다. 또한, 제조성숙도평가의 운영요구서 및 점검항목을 바탕으로 품질통제점의 점검항목 및 운영요구서를 체계화하여 개발단계 품질관리를 표준화하고 업무 효율성을 향상하고자 하였다.

본론

제조성숙도평가와 품질통제점

개발단계의 Milestone에 따라 제조성숙도가 다르게 요구되고 있다. 표 2는 각 개발단계 및 MRL에 따른 정의를 나타낸 것이다.

방위사업청에서 규정하는 개발에서 양산으로 변경되는 시점에서의 제조성숙도 수준은 MRL 8수준이다. 제조성숙도 수준은 무기체계가 개발되는 과정에서 점진적으로 제조성, 품질, 양산성 등에 대하여 검토되고 있다. 개발이 종료되는 시점에 일괄적으로 제조성숙도를 검토하기에는 물리적/시간적 제한이 따른다. 따라서 안정적인 품질관리를 위해서는 개발단계 과정 간에 MLR 8의 달성을 위한 순차적인 준비 및 검토가 필요하다. 개발단계 시점에 적합한 자재/시험장비, 제조공정 점검을 통한 MRL 6→7→8의 단계로의 순차적인 점검과정이 필요하다.

또한, 2020년 수립된 방안 및 기준에 따라 국방기술품질원의 개발단계 품질관리 기술지원업무는 수행되고 있으나, 업무 현장에 부합하지 않는 부분에 대한 보완, 품질관리 지원의 기술적/문서 위주의 검토, 관련 규정의 미비 등에 대한 문제가 제기되어 품질통제점 항목의 고도화에 관한 연구를 수행하였다.

제조성숙도평가 결과 분석을 통한 품질통제점 항목 고도화 연구

제조성숙도평가 수행결과 분석

2015년부터 현재까지 총 71번의 제조성숙도평가가 수행되었다. 그림 1은 단위업무별 충족률을 나타낸 것으로 제조성숙도평가의 평균 충족률은 90.4%였다. 특히 2019년 지침의 MRL 8 조건부 달성 규정이 삭제됨에 따라 평균 충족률 달성 기준이변경(80% 이상 → 90% 이상)되었고, 이에 따라, 2019년 이후 충족률이 증가하는 추세를 확인할 수 있다.

2015년부터 수행한 총 71번의 제조성숙도평가 결과를 평가 기준의 각 단위업무별로 분석한 결과 단위업무 중 「기술 및 산업기반」, 「설계」, 「비용 및 자금」, 「공정능력 및 관리항목」의 평가항목에서 다수의 미충족이 발생하였고, 제조성숙도평가 수행 간 취약함이 식별되었다. 취약 단위업무의 경우 「기술 및 산업기반」의 1, 2번 항목, 「설계」의 9, 11, 12번 항목, 「비용 및 자금」의 22번 항목, 「공정능력 및 관리」의 39번 항목으로 구분되고, 개발 초기의 점검항목 대상들이 주로 미흡하다는 것을 확인할 수 있었다.

제조성숙도평가 취약 단위업무 개선방안

제조성숙도평가 결과 분석을 통해 식별된 미흡 항목에 대하여 개발 수행 간 초기부터 점진적 검토가 가능하도록 품질통제점과 연계성을 강화하고자 하였다.

취약 항목 8개 중 6개 항목의 경우 품질통제점 점검항목과의 연계성이 있지만, 비용/일정 부분에 해당하는 2개 항목의 연계성이 미흡한 것으로 확인되었다. 주요 제조성숙도평가 달성 미흡 항목 중 품질통제점과 연계되는 항목은 품질통제점 수행 시 해당 항목의 점검을 강화하여 제조성숙도 달성률을 높일 수 있도록 조치가 필요하다. 단, 국방기술품질원에서 수행하는 개발단계 기술지원 업무는 품질관리 분야로 제한되므로, 방위사업청 통합사업관리팀에서 수행하는 개발사업에 대한 일정 및 비용관리 등에 대한 사업관리 측면의 업무는 규정적 측면에서 국방기술품질원의 개발단계 기술지원 범위를 벗어난다. 따라서, 본 연구에서는 일정 및 비용관리에 따른 제조성숙도평가 항목 사전점검은 제외하고, 품질관리 부분에 대한 제조성숙도평가 사전점검 강화에 집중하였다.

제조성숙도평가와 품질통제점 연계한 항목 고도화 연구

체계개발 과정에서 점진적인 설계·제조·생산 준비상태 점검 및 개선을 통해 설계·제조·공정 설비의 완전성/양산성이 조기 확보된다면 업체의 제조성숙도평가 업무부담 완화, 제조성숙도평가 달성률 향상을 통한 전력화 시기 지연요소 최소화 등의 이점을 갖는다. MRL 6, 7, 8단계의 표준평가항목과 품질통제점 항목 간의 연계성을 분석하고, 설계‧제조 준비상태를 점진적으로 점검할 수 있도록 품질통제점 항목 개선(안)을 도출하고자 하였다.

품질통제점과 MRL 6, 7단계의 내용 연계성을 확인하기 위해 먼저 미국의 MRL 6, 7단계의 표준평가항목을 검토하였다. 국내 군수품 연구개발단계 품질관리 절차에 따르면 체계요구조건검토(SRR : System Requirements Review)/체계기능검토(SFR : System Functional Review)단계에서 MRL 6수준을, 상세설계검토(CDR : Critical Design Review)에서 MRL 7수준의 설계·제조 준비상태를 확보하도록 권장하나, MRL 6, 7단계에 대한 정의만 존재하며 MRL 6, 7단계의 표준평가항목, 운영 정의서 등은 부재한 실정이다.

다만, 현재의 품질통제점의 점검표는 1/2/3단계로 구분되어 있고 개발단계 과정중에 수행하므로 MRL 6, 7단계에서 요구하는 수준의 내용과 유사한 내용이 존재한다. 따라서, 현재의 품질통제점의 점검항목과 MRL 6, 7단계의 내용 연계성을 우선적으로 확인하기 위해 미국의 MRL 6, 7단계의 표준평가항목을 검토하였다. 품질통제점의 항목과 MRL 6, 7 표준평가 항목 간 연계성 분석을 통해 표 3과 같이 식별된 MRL 6의 12개 항목, MRL 7의 14개 항목에 대하여 총 14개의 품질통제점 항목 개선(안)을 도출하였다.

품질통제점 항목 의견수렴

제조성숙도평가와 품질통제점 연계율 향상을 통해 개정된 품질통제점 운영 정의서의 적절성 여부와 개발단계 품질관리 업무 정립 이후로 현재까지 업무수행 간 개선이 요구되는 사항을 식별하고자, 무기체계별 개발품질팀 및 국방신뢰성연구센터 개발품질관리 업무수행 부서인 RAM분석팀, 국방 SW팀 부서에 검토를 의뢰하였다. 그 결과 불필요한 품질통제점 항목의 통폐합 및 삭제, 위험도 기준수정, 점검항목 수행단계 수정, 운영 정의서 명확화 등이 주요 개선 요구사항으로 식별되어 품질통제점 항목에 수정 반영하였다.

국방기술품질원 내부 관련 부서 검토의견이 수렴된 품질통제점 점검표 개선(안)에 대하여 실제 현장에서 해당 품질통제점을 적용해야 하는 연구개발주관기관의 업무담당자를 대상으로 품질통제점 개선(안)에 대한 전문가 자문을 의뢰하였다. 개발단계 품질관리 업무수행 대상업체들을 대상으로 품질통제점 활동의 경험이 있는 5개 업체의 실무담당자들로부터 개선(안)에 대한 적절성을 검토한 후 해당 점검항목의 수행단계 적절성 여부 등의 의견을 수렴하여 품질통제점 점검항목에 반영하였다.

결론

제조성숙도평가-품질통제점 분석을 통해 연계성 향상을 위한 방안을 식별하고, 품질통제점 활동 분석을 통해 개발단계 품질관리 업무 수행과정에서 식별된 여러 가지 보완·개선사항들을 반영한 품질통제점 개선(안)을 기술하였다. 품질통제점 개선(안)은 표 4와 같이 기존의 112개 점검항목에서 91항목으로 21항목의 통폐합을 수행하였다.

제조성숙도 향상을 위하여 제조성숙도 평가와 품질통제점 점검항목을 개선한 결과는 다음과 같다.

첫째, 제조성숙도평가의 주요 미흡 항목 8개 항목에 대한 품질통제점 점검 강화를 통해 개발단계 초반부터 주요 미흡 항목에 대한 관리를 수행하여 제조성숙도평가 달성률 향상에 기여할 수 있었다. 둘째, MRL 6/7/8단계 항목검토를 통해 품질통제점 항목과 연계성을 강화하였으며, 제조성숙도평가 점검 내용을 반영한 품질통제점 항목 및 운영 정의서 개정을 통해 제조성숙도평가 달성률 향상에 기여하였다. 셋째, 실제 업무를 수행한 국방기술품질원, 연구개발주관기관 담당자의 자문을 통해 현장에 적합한 품질통제점 항목을 개선, 보완하였다.

이를 통해 국방기술품질원의 개발단계 품질관리 기술지원 업무를 고도화하였다. 또한, 품질통제점을 통하여 개발과정에서 지속적으로 제조성숙도를 높일 수 있도록 하였다. 연구결과로 도출된 품질통제점 항목 및 운영 정의서 개선(안)의 경우 정책적 검토(타 분야 적용 가능성 등) 후 제도 반영 여부의 결정이 필요할 것으로 판단된다.