군수품 품질관리에 있어 형상관리는 무기체계와 전력지원체계의 국방 기술자료에 대한 관리도구로 그 중요성이 날로 증대되고 있다.
또한 국방규격은 ‘표준화 업무규정’ 및 ‘국방규격·표준서의 서식 및 작성에 관한 지침’을 준수한 규격화 업무를 수행하고 있으나, 작성기관 또는 업체에 따라 지침에 대한 해석이 상이하여 잘못 인용된 사례가 빈번하게 발생하고 있다.
이에 따른 기술자료의 검토 및 수정에 따른 불필요한 행정소요가 증가할 뿐만 아니라 군수품 형상관리 및 품질관리에 큰 영향을 미친다.
따라서 본 연구에서는 국방 기술자료의 체계적인 관리 및 일관성을 유지하기 위해서 민간의 도면 작성 및 검증 자동화 프로그램을 활용하여 국방도면 내 표제란, 주기란 등 정보를 전자 문서화하는 방안을 구축하여 활용할 수 있는 방안을 제시하였다.
또한 도면관리 자동화 프로그램을 특정 장비에 시범 적용함으로써 향후 운용되는 무기체계의 형상관리 업무 수행 시 활용할 수 있는 군수품 품질관리 등 현장 업무에 적용 가능한 방안을 도출해 보았다.
국방 분야에 있어 형상관리는 무기체계의 획득/유지하기 위한 매우 체계적인 도구이다. 사업관리의 한 가지 요소로서 형상관리는 연구개발 과정에서 산출된 기술자료의 관리뿐만 아니라 군수품의 구매와 군수지원을 위한 기본 정보의 제공과 단종 등에 대한 대응으로 활용되고 있다. 반면 형상관리 기반체계에 관한 연구는 매우 단편적으로 이루어져 왔다. 형상관리의 필요성, 개선방안 등에 대한 정책 사항들이 주를 이루었으며, 실무 환경을 향상시키기 위한 시스템 개선은 미비한 실정이다. 또한 2021년 방위사업법 시행령이 개정되면서 국방기술품질원에서 수행하는 형상관리(통제)는 전체의 85%를 차지하고 있는 점을 고려할 때, 업무 효율성을 강화하기 위한 체계적이고 효과적인 시스템의 개선은 반드시 추진되어야 할 사항이다.
현재 국방표준종합정보시스템(KDSIS)에 등록된 도면 중 이미지 파일 형태는 000,000매로, 전체의 약 00%에 해당한다. 이미지 형태의 국방 도면자료에 대한 형상관리 업무 수행으로 원안 교정 및 편집시간 증가 등 불필요한 행정 소요가 발생하고 있다. 이에 따라 국방규격에 대한 표준서식 프로그램을 마련하여 무기체계 규격화 및 양산/운영유지단계 기술변경 업무 효율화 및 효과적 기술자료(TDP) 관리가 필요하다.
본 연구에서는 국방 기술자료의 체계적인 관리 및 완전성을 유지하기 위해서 민간의 도면 관리 프로그램 운용 사례를 조사하고 프로그램 운용 절차와 기능을 식별하여 국방 분야에 적합한 프로그램을 개발하였다.
또한 도면관리 자동화 프로그램을 특정 장비에 시범 적용하고 그 결과물의 활용성을 검증하여, 무기체계 및 전력지원체계의 형상관리 업무에 적용 가능한 방안을 제시하고자 한다.
국방도면 관리 프로그램 개발을 위해 사전에 형상통제 및 품질보증업무 효율화를 위한 필요 기능을 도출하였다. 기존 개발 사례들을 참고하되, 국방기술품질원의 형상통제 및 품질보증업무 특성에 맞는 기능을 반영하여 설계하고자 하였다. 방위사업청 훈령 제687호 ‘표준화 업무규정(2021.07.23.)’에 따르면 국방기술품질원은 품질보증활동을 수행하는 군수품에 대한 Ⅱ급 기술변경, 경 규격완화, 경 면제에 대한 형상통제업무를 수행한다. 기품원에서 수행하는 형상통제 프로세스는 그림 1과 같다.
형상통제 제안서를 제출할 시에는 그림 1과 같이 기술변경·규격완화·면제 제안서, 세부항목 내역서, 자체검토서, 자체심의서 등의 자료를 포함하여야 하며, 형상통제 처리부서에서는 해당 제안서 관련 자료, 기술변경 자료(도면 등)가 제대로 탑재되었는지 확인해야 한다. 기술적 검토를 형상통제심의회에서 하더라도 2020년 국방규격개선사업 기동/총포/항공분야 사례 중 수정도면이 8,630매, 규격 1건당 수정도면은 평균 약 71매가 있다는 점을 고려한다면, 도면(dwg)파일을 일일이 열어 세부항목과 단순 비교, 확인하는 작업은 해당 프로세스를 자동화할 필요성이 있다. 따라서 해당 과정 간소화를 위해 세부항목내역서-도면 간 일치여부 검증, 도면정보 중 인용규격 검색 및 식별 기능을 도출하였다.
품질보증절차활용 측면에서는 도면정보를 데이터베이스화 한다는 점에 초점을 두었다. 도면 내 정보를 데이터베이스화할 수 있도록 도면 내 텍스트 정보(표제란, 주기란, 부품목록란)를 엑셀파일로 추출하는 기능이 기본 필요기능으로 식별되었고, 사실상 도면 작성, 검증에 대한 업무가 아닌 도면 데이터 검색, 그룹핑 등이 주요 사용기능일 것이므로 지정 폴더 도면파일들 대상의 텍스트 검색 기능 등을 추가 소요기능으로 도출하였다.
위 업무 특성분석을 토대로 설계한 프로그램 기능은 표 1과 같다. 주 필요기능 순으로 1, 2, 3단계로 나누어 설계하였다.
| 단계 | 기능명 | 기능 내용 |
|---|---|---|
| 1 | 도면 데이터 추출 | 기존 도면 DWG파일 내 텍스트 데이터(표제란, 주기, 부품목록)를 추출하여 EXCEL 파일로 저장 |
| 2 | 인용규격 일괄 변경 | KS 규격, ASTM 규격 등 최신 규격DB를 통한 인용규격 일괄 최신화 |
| 도면 KEYWORD 검색 | 도면상의 시험 및 성능요구조건, 인용규격 등 통합 검색 | |
| 세부항목내역서 작성 | 주기란 등의 기술변경 내용을 자동 추출하여 세부항목내역서의 ~을/~으로 사항 작성 | |
| 도면 검증 기능 | 기술변경 내용이 추출된 세부항목내역서를 통하여 지침/인용규격 등의 오류사항들을 검증 | |
| 3 | 도면 생성 기능 | 도면작성 기초자료가 작성된 EXCEL 템플릿을 통해 DWG 도면 파일 생성 |
| 주기 및 마크삽입 기능 | 표준 주기와 정해진 규격의 마크를 유형별로 지정, 삽입 |
표1. 프로그램 기능
1단계의 도면 데이터 추출 기능은 그림 2와 같이 선택한 도면 내 표제란 정보, 부품목록 정보, 주기 정보들을 텍스트로 추출, 원하는 경우 엑셀파일로 형식으로 도면 텍스트 정보를 저장할 수 있는 기능이다.
2단계는 추출된 데이터정보를 운용하는 기능들을 추가하고자 하였다.
데이터 추출기능을 기반으로 도면 내 텍스트 정보 keyword 검색, 기술변경 전/후 도면 정보 추출 후 세부항목내역서 생성, 인용규격 일괄 변경, 기존에 작성된 세부항목내역서를 보고 도면을 검증해야 하는 업무에 필요한 도면 검증(비교) 기능이 해당 단계에 속한다.
3단계는 도면 생성 기능 및 주기·마크 삽입 기능이며, 그림 3, 4와 같다.
품명, 도번, 부품번호, 수량, 도면 사이즈 등의 기초정보를 엑셀 템플릿 파일에 입력한다.
이를 프로그램에 입력하면 dwg 도면파일이 일괄 생성된다. 규격화단계에서는 임시 도면번호로 도면을 작성한다.
규격화 이후 정식 도면번호가 부여되면 해당 프로그램을 통해 일괄 변경이 가능하다.
도면 주기 DB화를 위하여 먼저 대상 장비를 선정하였다.
선정기준은 국방규격이 제정되어 양산단계 무기체계별 장비를 고려하여 3종을 선정하고, 현재 규격화 단계에 있는 품목 1종으로 표 2와 같이 선정하였다.
무기체계 및 전력지원체계 14개 중에서 전투지원장비, 화력무기체계, 방호무기체계, 기동무기체계 4개를 선정하였다.
개발업체별 도면작성 소프트웨어 및 AutoCAD 내 형상/텍스트 작성방식이 상이하므로 각 체계별 납품업체는 중복되지 않도록 선정하였다.
각 부품을 대분류로 기계부품류, 전자, 케이블조립체, 하우징류로 나누었다.
| 규격 | 분야 | 장비명 | 업체 | 도면수 |
|---|---|---|---|---|
| KDS 5840-4009 | 전투지원장비 | 천궁 다기능레이더, 트럭탑재식(MPQ-540K) | 한화시스템 | 33매 |
| KDS 2320-4015 | 화력무기체계 | 소형전술차량 K351 | 기아자동차 | 33매 |
| KDS 1425-1001 | 방호무기체계 | 천마용 케이블조립체 | 연합정밀 | 68매 |
| - | 기동무기체계 | 지뢰탐지기-2 | 한화시스템 | 35매 |
| 합계 | 302매 | |||
표2. 장비별 선정대상
국방도면은 그림 5와 같이 표제란, 수정내용란, 보조도면란, 주기 등으로 구성되어 있다. 도면 작성법은 국방규격·표준서의 서식 및 작성에 관한 지침과 KS A 0001 등에 따른다.
표준화 업무지침의 별지 제7호 서식과 같이 형상통제 제안서 전산입력 코드에 따라 제품개선/대체 부품국산화, 조립성 개선, 내구성 개선 등으로 분류되어 있다.
도면의 내용에 대한 기술적 분석을 위해서 주기란의 경향성을 분석하고자 한다. 하지만 현재 사용되는 코드는 64개이지만 이를 참고하여 주기 분류코드는 크게 8개로 분류할 수 있다. 분류코드는 재질(A), 보호피막처리(B), 인용규격 적용(C), 대체품 적용(D), 성능 및 환경요구조건(E), 조립성(F), 생산성(G), 기타(H) 이다.
재질(A)은 대체가능재질을 포함한 부품의 재질 등의 정보를 표기하며, 보호피막처리(B)는 도금방법 및 두께 등을, 인용규격 적용(C)은 제작 시 참고되는 국방규격서, 품질보증요구서, 한국산업표준과 같은 사항들을 인용하는 내용이다. 대체품 적용(D)은 동등이상 요구조건의 제안된 공급원을 나타내고 성능 및 환경요구조건은 인발력 시험, 방탄성능 시험, 내열성 시험 사항들을 명기한다. 조립성(F)은 하우징류에 부품이 압입 방법, 리벳 처리방법, 체결토크와 같은 사항들이며, 생산성(G)은 덧살 및 모서리 제거방법, 하우징류의 빼기 구배, 문자 음각 사양 내용을 포함한다. 그 외에 분류코드에 포함되지 주기내용은 기타(H)로 분류한다.
시범 대상을 부품별 특성으로 비교하기 위해 기계부품류, 전자부품류, 하우징류, 케이블조립체류로 4개의 분류로 나누었다. 기존 무기체계별로 나누는 것을 검토하였으나, 무기체계에 포함되어 있는 부품의 특성들이 다양하게 나뉠 수가 있다.
4개의 분류별 주기 빈도를 그림 6과 같이 분류하였다. 기계부품류, 전자부품류, 하우징류, 케이블 조립체류는 생산성(G)에 대한 주기 내용이 가장 많이 사용되었다. 이는 부품을 실질적으로 제작하기 위한 필요조건과 필요사항들이 선제된다는 것을 볼 수 있다. 2순위는 기계부품류 및 전자부품류는 조립성(F), 하우징류는 보호피막처리(B), 성능 및 환경요구조건(E)이다.
빈도분석을 통해 각 부품류의 주기 필요사항들을 그림 7과 같이 나타낼 수 있다. 전자부품류는 제작에 필요한 땜납방법, 코팅방법, 물리적 또는 전기적 성능요구조건, 동등이상의 상용품에 대한 대체 가능성을 명기한다.
기계부품류는 기본적인 재질 및 대체가능재질을 제시한 후 보호피막처리, 표면거칠기 및 제작에 필요한 사항들을 조립성 및 생산성으로 도면상에 필요한 사항이다. 하우징 및 케이블조립체류는 재질, 보호피막처리를 작성하고, 하우징류는 특히 용접의 소요가 많기 때문에 용접 규격 및 방법에 대해 언급한다. 케이블조립류는 성능요구조건을 통해 결합체의 차페효과나 길이의 공차 등의 사항을 작성한다.
본 연구를 통해 부품별 주기의 빈도분석을 진행하였으며, 이를 통해 도면의 필수조건 사항을 표준(안)으로 제안한다.
해당 데이터는 추후 도면의 제·개정 시 활용할 수 있다.
본 연구에서는 민수 분야 업체/기관의 도면 관리 프로그램 운용 사례를 조사하고, 프로그램 운용 절차와 기능을 파악하여 국방 분야에서 적합한 도면 관리 프로그램 활용 방안을 제시하였다. 또한, 국방도면 정보에 대한 관리 및 전자문서화 방안을 구축하기 위해 자동화 프로그램 도입방안 계획을 수립하여 기능을 설계하고 테스트 작업을 실시하였으며, 결과를 토대로 부품별 주기의 경향성을 분석하였다.
이는 형상변경 관리를 통한 형상통제 업무의 신속, 정확화로 기술변경 감소에 따른 비용절감 및 적기 전력화의 효과를 얻을 수 있다.
형상통제 심의로 인해 변경요소 공지를 문서에 의해서가 아닌 시스템으로 이루어짐으로써 실시간 공정에 반영할 수 있으며 제반 과정을 시스템으로 추적할 수 있을 것이다.
프로그램을 활용한 형상관리 정보의 최신 데이터를 반영하여 양산 종료 이후 운영유지단계에서도 정비 및 성능 보완을 보다 신속하게 처리할 수 있어 품질 개선 및 신뢰성 제고에도 기여할 수 있다.