국방에 기여하는 국방기술품질원의 이야기
기술로 품질로
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기동지원의 중심, KM3 자주도하장비가 달린다!
글 기동화력3팀 김현수 연구원
① 상대적으로 긴 교량 가설 소요시간
② 교량 연결 과정에서 병력의 생존성 저하
③ 리본 부교 이동 및 설치 시 차량, 단정 등 기타 장비 필요
이와 같은 이유로 리본 부교를 대체하기 위한 혁신적인 장비 도입이 대두되었으며, 기동화력장비의 신속한 도하지원을 목표로 수륙양용이 가능한 『한국형 자주도하장비』의 기술협력생산사업을 추진하게 되었다. 한국형 자주도하장비는 통합작전 수행을 위한 필수적인 장비 중 하나로 전력증강과 자주국방의 다리가 되어 줄 것이다.
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추진 경위
KM3 자주도하장비 기술협력생산사업은 2021년 8월 계약이 체결되었다. 여기서 '기술협력생산사업'이란 무기체계 및 핵심기술 연구개발사업으로 분류되어 기 개발된 무기체계 또는 구성품을 획득하기 위해 외국 원제작업체와 기술협력하여 생산하는 사업을 말한다. 이번 자주도하장비는 한화에어로스페이스(한국)가 GDELS(독일)로부터 기술을 이전받아 생산하였으며, 국산화율 90%를 목표로 하고 있다. 사업 초기 단계부터 IPT, 소요군, 국방기술품질원, 체계업체 및 협력업체 등 여러 관련기관이 참여하여 요구사항이 적기에 반영될 수 있도록 협조체계를 구축하였다. 더불어 국산화 수준에 따라 납기가 구분되는 사업의 특성상 적기 전력화를 고려하여 단계적인 장비 생산계획을 수립하였다. 사업의 주요 추진 경위는 아래와 같다.
2021년
- 자주도하장비 기술협력생산사업 계약 체결 (한화에어로스페이스)
- 자주도하장비 사업착수 회의
- SRR(시스템 요구사항 검토) / SFR(시스템 기능 검토) 실시
2022년
- PDR(예비 설계 검토) / CDR(상세 설계 검토) 실시
- 임시규격 제정
- 최초생산품 체계조립 착수
- 최초생산품 수락검사준비 검토 회의
2023년
- 최초생산품 검사
- 부품국산화 생산품(1차) 개발시험평가
2024년
- 자주도하장비 M&S(모델링 및 시뮬레이션) VV&A(검증, 확인 및 인정)
- 부품국산화 생산품(1차) 체계적합성시험평가
- FCA(최종 구성 품목 검토) / PCA(물리적 구성 품목 검토) 실시
- 최초생산품 국내 수락검사 수행
- 정식규격 제정
- 최초생산품 부대 납품
최초생산품(부품 조립생산)과 부품국산화 생산품(SKD 1, 2)이 순차적으로 진행되며, 사업특성상 각 생산단계 일정이 병렬로 진행되어 방위사업청의 사업관리 및 국방기술품질원의 정부품질보증 수행에 어려움이 예상되었다. 하지만 연속적인 일정 흐름이 이루어짐으로써 사업 진행에 일관성을 갖고 업무를 수행할 수 있었다.
한국형 자주도하장비의 주요 특성
한국형 자주도하장비의 주요 특징은 국내 지형 및 소요군 운용 환경에 최적화된 장비라는 점이다.
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첫째, 기존 주축 도하장비인 리본부교와 대비하여 장비 자체의 강점을 확보하였다. 육상 및 수상에서 자주 이동이 가능하며, 운용 인원 투입이 많지 않다는 점이 자주도하장비의 주요 특징이다. 더불어 기존 리본부교 대비 장비 조작 및 운용이 용이하다는 강점이 있다.
둘째, 운용 인원들의 안전·생존성·편의성을 확보할 수 있다는 점이다. 기존 리본부교는 이동 및 설치 간 운용 인원의 안전성 확보가 미흡하다는 점이 단점으로 작용하였다. 하지만 자주도하장비는 방탄유리, 화생방 방호장치 등 다양한 안전 관련 사양이 적용되어 운용자의 안전 및 생존성을 확보하였다. 더불어 냉·난방장치 등 다양한 편의기능이 포함되어 소요군의 만족도가 높을 것으로 예상된다.
셋째, 소요군 최적화를 구현하기 위하여 다양한 요소가 내재되었다. 기존 운용 중인 리본부교와의 연동성을 확보한 것이 가장 큰 특징이며, 무엇보다 리본부교 단독 설치 대비 설치 시간이 극적으로 줄었다. 또한, 리본부교 설치 시 필요했던 운반 차량, 교량 가설단정 등 부수 체계장비가 불필요하다는 점에서 소요군 맞춤 장비라 할 수 있다.
국방기술품질원의 정부품질보증활동 수행
자주도하장비는 기술협력생산 형태로 도입된 장비로 방위사업관리규정에 근거하여 국방기술품질원이 품질보증활동을 수행한다.
방위사업관리규정
제5절 기술협력생산
제110조(사업관리)
③ 국방기술품질원장은 기술협력생산으로 생산된 양산품에 대해서는 관련규정에 의한 양산 품질보증활동을 수행한다
국방기술품질원은 자주도하장비 품질 조기 안정화 및 적기 전력화를 목표로 다음과 같이 품질보증활동을 수행하였다.
① 장비 신뢰성 확보를 위한 최초생산품 시험 주관
군수품 품질경영 기본규정에 따라 계약특수조건에 반영된 최초생산품 시험 수행의 필요성을 검토하였으며, 기술협력생산으로 제작하는 장비의 특성과 국산화 부품에 대한 검증 필요성이 증대됨에 따라 단계별 최초생산품 시험을 추진하였다.
군수품 품질경영 기본규정
제2절 정부품질보증
제16조(정부품질보증 준비)
2. 계약요구조건 검토 : 센터장은 방위사업청으로부터 계약 전 품질관리와 관련된 계약조건에 대한 검토요청이 오면 다음 각 목을 검토한 후 계약특수조건에 반영이 필요한 사항을 방위사업청에 제출한다.
나. 최초생산품 시험 필요여부와 방법
5. 정부품질보증 준비 협의
가. 담당직원은 계약문서를 검토한 후 신규품목(최초 양산품 포함) 계약업체 또는 신규계약업체와 다음 각 세목에 대하여 생산착수회의를 실시하며, 기존 실적업체는 필요한 경우 이를 실시할 수 있다.
6) 최초생산품 시험 대상 및 시험 수행가능 여부
우선, 부품 조립생산에 대한 최초생산품 시험 항목을 확정하기 위해 관련기관(방위사업청, 국방기술품질원, 군수사, 체계업체 등)과 함께 자주도하장비 완성 체계에 대한 임시 국방규격을 제정하였다. 해당 규격에 의거하여 2023년 4월부터 2024년 2월까지 총 10개월간 국방기술품질원의 입회 하에 최초생산품 시험을 수행하였으며, 규격 요구사항에 따라 각 항목별 성능 요구조건에 대한 충족유무를 확인·입증하였다.
분류 | 항목수 | 주요 시험 항목 | 시험 결과 | |
---|---|---|---|---|
규격 요구사항 | 설계 및 제작 | 16항목 | 냉난방장치, 결빙방지장치 등 | 기준 충족 |
성능 특성 | 37항목 | 제동성능, 허용유속 등 | ||
물리적 특성 | 4항목 | 차량 외관 특성 | ||
환경조건 | 9항목 | 외기 온도 등 주요 환경 요소 | ||
주행시험 | 1항목 | 주행 및 기동성능 | ||
기타 | 3항목 | 도장 및 명판 부착 상태 등 | ||
규격 외 요구사항 | 추가 항목 | 7항목 | 엔진/변속기/수상추진장치 내구도 등 | |
제안 사항 | 8항목 | 주간/열상카메라 전시, 물체감지기능 등 | ||
총 | 85항목 |
표 1. 최초생산품 시험 주요 항목
② 양산 품질 안정을 위한 위험식별 및 수락검사 수행
국방기술품질원은 양산 품질의 조기안정화를 목표로 부품/공정/부수품목/성능검사 항목별 세부 아이템에 대한 위험평가를 수행하여 3단계(고위험, 중위험, 저위험)로 품질보증등급을 분류하였다. 위험등급 산정은 공정불량, 시정조치 등의 지표와 품질 안정 수준, 제조 수준이 반영된 위험 영향성 점수를 합산한 RPN(Risk Priority Number, 위험우선수)을 기반으로 이뤄진다. 하지만 낮은 등급으로 분류되어도 기술변경 또는 제조 변경점 발생 등의 사유가 있을 시 위험등급 상향이 이뤄지기도 한다.
항목 | 위험식별 차수 | ||
---|---|---|---|
최초 | 수정(4차) | 수정(8차) | |
부품 |
고위험 : 15종 중위험 : 2,396종 |
고위험 : 15종 중위험 : 23종 저위험 : 2,389종 |
고위험 : 15종 중위험 : 23종 저위험 : 2,390종 |
공정 | - |
고위험 : 5종 중위험 : 1종 저위험 : 10종 |
고위험 : 6종 저위험 : 10종 |
부수품목 | - |
고위험 : 1종 저위험 : 307종 |
고위험 : 1종 저위험 : 310종 |
성능검사 | - |
고위험 : 43종 저위험 : 29종 |
고위험 : 66종 저위험 : 12종 |
표 2. 위험식별 차수별 위험등급 현황
자주도하장비 위험식별은 총 8차에 걸쳐 이뤄졌으며, 주요 이력 현황 및 공정 안정 수준을 바탕으로 매 차수 위험등급 변경이 이뤄졌다. 현재 생산 초기 단계임에 따라 전체 항목 대비 고등급의 비율이 높은 수준이다. 이에 국방기술품질원은 밀착 품질보증활동을 통해 품질 안정화를 실현하고자 노력하고 있다.
다음으로 위험등급에 따라 고위험으로 선정된 공정에 대하여 프로세스 검토(Process Review)를 수행하였다. 프로세스 검토는 공정에 대한 적절성(Suitability), 충족성(Adequacy), 효과성(Effectiveness)을 확인하는데 목적이 있으며, 5M1E 검토를 기반으로 수행하고 있다.
구분 | 내용 |
---|---|
인원 (Man) |
|
장비 (Machine) |
|
자재 (Material) |
|
절차 (Method) |
|
측정 (Measurement) |
|
환경 (Environment) |
|
표 3. 프로세스 검토 점검 사항
자주도하장비의 주요 공정은 5M1E를 기반으로 프로세스 적합성을 확인하며, 반기당 1회 고위험 공정에 대한 프로세스 검토를 수행하여 자주도하장비 제조에 관련된 제반 공정의 안정 수준을 확인하고 있다. 또한, 제품확인감사를 실시하여 체계업체 및 협력업체를 통해 제작된 자주도하장비와 구성품 등이 규격·기술자료에 명시된 기준을 충족하는지를 점검한다.
자주도하장비는 정부품질보증활동 효율화 방안을 적용하여 위험도 등급에 따라 품질보증활동을 차등화하여 수행한다. 이를 통해 장비 및 부품류의 품질 수준을 유지하면서, 제품확인감사에 대한 체계업체 및 협력업체의 부담을 경감하는 방안을 모색하고 있다.
위험등급 | 정부품질보증활동 기본 방침 |
---|---|
고위험 | 제품확인 감사 실시 |
중위험 | 업체 생산일정(주간단위 제출)에 맞춰 업체 품질 증빙자료 확인 |
저위험 | 업체 자체 관리 |
표 4. 위험등급별 정부품질보증활동 방침
그림 3. 자주도하장비 정부품질보증활동 현황
③ 자주도하장비 국방규격 제정을 위한 국방규격 검토 수행
국방기술품질원은 군수품 표준화 업무규정에 따라 자주도하장비 정식규격화를 위한 도면 및 기술자료 검토를 수행하였다.
군수품 표준화업무규정
제4장의2 기타 군수품 표준화 업무
제18조(국방규격(안) ① 및 국방표준서(안) 검토지원)
② 국방기술품질원이 품질보증활동을 수행 중인 품목은 해당 품질보증팀에서 이를 검토하고 그 밖의 품목은 해당 센터에서 수행한 후 검토 요청기관으로 그 결과를 통보한다.(필요 시 표준담당부서, 품질연구부 공유)
규격화 자료 검토(6차)와 국방규격검토회의(3차)를 통하여 국방규격에 기능적·물리적 특성이 충실히 반영될 수 있도록 면밀한 검토가 이뤄졌다. 그 결과 총 6,937매의 도면을 비롯하여 QAR 46종, SW자료 18종, 국방규격 1종에 대한 검토를 완료하였다.
검토 차수 | 국방규격 | 비고 | ||||
---|---|---|---|---|---|---|
규격화 자료검토 | 1차 | 1,637 | - | - | - | |
2차 | 1,616 | - | - | - | ||
3차 | 3,373 | 45 | 5 | - | ||
4차 | 244 | 1 | 8 | - | ||
5차 | 6,830 | - | - | - | 2차 검도 | |
6차 | 6,937 | - | 5 | 1 | 3차 검도 |
표 5. 자주도하장비 규격화 자료 검토 현황
자주도하장비의 국방규격과 관련하여 추후 기술변경 소요 발생 시 II급 형상통제를 수행할 예정이며, 지속적인 기술검토를 실시하여 국방규격 정제화에 기여하고자 한다.
한국형 자주도하장비는 ‘수룡(水龍)’이라는 이름과 함께 전력화가 이루어짐으로써 첫 발을 내딛었다. 육상과 수상을 넘나들며 지상 전력의 든든한 다리가 되어줄 자주도하장비의 활약이 더욱 기대된다. 국방기술품질원은 자주도하장비 정부품질보증활동에 대한 사명감과 무결점 품질보증에 책임감을 느끼고, 소요군 중심의 품질 마인드를 바탕으로 완벽한 군수품 품질을 실현함으로써 우리나라 자주국방에 기여할 것이다.