이재천 권일호 2014-02 16033 https://aurora.ajou.ac.kr/handle/2018.oak/18540 학위논문(박사)--아주대학교 일반대학원 :시스템공학과,2014. 2 현대 무기체계는 첨단기술의 적용과 복잡성의 증가로 연구개발 실패 사례가 빈번하게 발생하고 있다. 이 같은 실패는 국방전력에 직접으로 영향을 주기 때문에 실패를 예방하는 것이 무엇보다 중요하다. 이를 위해 체계개발 착수 전에 탐색개발을 수행하여 위험을 사전에 식별하고 문제를 해결하고자 노력한다. 이러한 탐색개발에서는 개략적인 체계를 구성하여 구성품에 대한 기술적 성능측정과 기술성숙도를 평가하고 이를 종합, 분석 및 시뮬레이션 등의 방법으로 시스템 성능에 대한 예측을 수행하고 있다. 하지만 이러한 예측 방법은 구성품이 시스템으로 통합되는 과정에서 통합과 개발난이도의 위험을 고려하지 않았다. 이에 시스템 통합과 개발난이도의 위험을 고려한 시스템성숙도와 구성품 성능을 시스템 수준에서 종합한 기술적 성능달성도를 고려한 위험평가 방법의 연구가 필요하게 되었다. 본 연구에서 첫째, 시스템성숙도에 대한 개선된 평가방법을 개발하였다. 기존의 시스템성숙도 평가방법은 개별기술의 기술성숙도에 기술간 통합의 위험을 고려하기 위해 통합성숙도를 적용한 평가방법이다. 하지만 이러한 평가방법은 첨단기술을 적용한 무기체계의 경우처럼 체계개발의 중요한 위험요소인 개발난이도를 고려하지 못했다. 따라서 개별 기술간 통합과 개발난이도를 동시에 고려한 개선된 시스템성숙도 평가 방법을 개발하였다. 두 번째는 구성품의 성능을 시스템 수준에서 종합하여 기술적 성능달성도를 구하고 개선된 시스템성숙도를 가중 값으로 적용한 시스템 성능달성도 평가 방법을 개발하였다. 기존의 기술적 성능측정을 통한 위험평가 방법은 구성품 수준 이하에 대한 성능측정으로 시스템 수준의 성능위험을 표현하지 못한다. 이에 따라 구성품의 기술적 성능측정 값들을 시스템 수준에서 종합한 기술적 성능달성도 측정값에 시스템 통합과 개발난이도의 위험을 동시에 고려한 개선된 시스템성숙도를 적용하여 시스템 성능달성도를 평가하는 방법을 개발하였다. 이렇게 연구한 시스템 성능달성도를 통한 위험평가 방법을 방위사업청에서 수행하고 있는 탐색개발 사업에 사례로 적용하여 복잡하고 첨단기술을 적용한 시스템의 위험도 평가방법으로 유용성과 효과성을 확인하였다. 본 학위논문의 연구 결과는 무기체계 탐색개발에서 구성품의 기술적 성능측정과 기술성숙도 평가 정보에 추가적으로 시스템 성능달성도 정보를 제공함으로써 체계개발에서 예상되는 위험을 사전에 식별이 가능하도록 하고 이해당사자에게 정량적인 단일 시스템 성능달성도를 제공하여 시스템 목표 달성에 대해 성공의 가능성을 확인 시킬 수 있다. 그리고 개발난이도와 통합성숙도를 동시에 고려한 개선된 시스템성숙도를 위험도 평가의 체계개발 성공의 확률 요소로 적용하고 시스템의 기술적 성능달성도를 실패 시 파급효과 요소로 적용하여 시스템 성능달성도를 위험도 평가 값으로 적용하는 방법에 대해 이론적 접근법을 제시하였다. 이러한 연구결과는 향후 방위사업청 무기체계 탐색개발에서 위험평가 모델로 적용하면 시스템 수준의 위험평가에 도움이 될 것이다. 본문차례 <국문요약> ⅰ <본문차례> ⅲ <그림 차례> ⅴ <표 차례> ⅶ <약 어> ⅷ 제 1 장 서 론 1 제 1 절 연구의 배경 및 목표 1 제 1 항 연구배경 1 제 2 항 연구목표 4 제 2 절 연구의 범위와 방법 5 제 3 절 연구결과 공헌 및 논문의 구성 7 제 1 항 연구결과 요약 및 공헌 7 제 2 항 논문의 구성 9 제 2 장 이론적 고찰 및 문제의 정의 10 제 1 절 연구개발에서 탐색개발 프로세스 10 제 1 항 시스템 공학 탐색개발 프로세스 10 제 2 항 무기체계 탐색개발 프로세스 13 제 2 절 핵심기술에 대한 성숙도 평가 17 제 1 항 기술성숙도(Technology Readiness Level) 평가 17 제 2 항 통합성숙도(Integration Readiness Level) 평가 24 제 3 항 개발난이도(Degree of Difficulty) 평가 29 제 4 항 시스템성숙도(System Readiness Level) 34 제 3 절 기술적 성능측정 방법 45 제 1 항 기술적 측정(Technical Measurement) 45 제 2 항 기술적 성능측정(Technical Performance Measurement) 49 제 3 항 기술적 위험도(Technical Risk Index) 측정 51 제 4 절 문제의 정의 55 제 3 장 개선된 시스템성숙도 및 시스템 성능달성도를 통한 위험평가 59 제 1 절 개발난이도를 적용한 개선된 시스템성숙도 평가 59 제 2 절 시스템의 기술적 성능달성도 측정 64 제 3 절 시스템 성능달성도 평가 67 제 4 장 사례 적용을 통한 연구방법론 분석 72 제 1 절 ****사업의 시스템성숙도 평가 사례 72 제 2 절 ****사업의 시스템 성능달성도를 통한 위험평가 사례 84 제 5 장 결 론 90 참고문헌 92 Abstract 98 부 록 100 그 림 차 례 그림 1. 연구수행절차 6 그림 2. 시스템 수명주기 모델 비교 10 그림 3. 시스템 수명주기 모델에서 탐색개발 11 그림 4. 시스템 공학 프로세스 12 그림 5. 방위사업청 무기체계 연구개발 기본 절차도 13 그림 6. 방위사업청 탐색개발 활동 목적 14 그림 7. 방위사업청 탐색개발 수행 과정 14 그림 8. 미 국방성 무기체계 연구개발 기본 절차도 15 그림 9. 기술성숙도 18 그림 10. 영국의 기술성숙도 평가 예시 21 그림 11. 시스템 공학 V 모델 24 그림 12. 기술개발에 대한 포괄적인 시나리오 29 그림 13. 기술개발의 다른 관점 30 그림 14. 기술 개발난이도 30 그림 15. 기술 성능 위험측정 개념도 32 그림 16. 기술 성능 위험측정 33 그림 17. 시스템성숙도 평가결과(예) 35 그림 18. 시스템공학 절차와 시스템성숙도 관계 35 그림 19. 시스템성숙도 계산(예) 39 그림 20. 시스템성숙도 계층구조 39 그림 21. 시스템성숙도 성과관리 41 그림 22. 기술적 척도 관계 45 그림 23. 기술적측정 파라메터(예) 46 그림 24. 시스템 개발 V모델에서 MOE, MOP, TPM 47 그림 25. PSM 측정 프로세스 48 그림 26. 일반적인 기술적 성능측정 방법 49 그림 27. 기술적 성능측정 프로파일 도시 50 그림 28. 증가와 감소 형태의 기술적 성능측정 51 그림 29. 일반화된 감소형태의 기술적 성능측정 값 52 그림 30. 일반화된 증가형태의 기술적 성능측정 값 53 그림 31. 기술적 위험도 도시 예 54 그림 32. 기술성숙도 관련 기존연구 분석 57 그림 33. 개발난이도를 고려한 시스템성숙도 평가 57 그림 34. 시스템 통합의 위험을 고려한 시스템 성능평가 방안 58 그림 35. 기술달성도 61 그림 36. 시스템 계층구조(IRL, TRL) 63 그림 37. 기술적 성능달성도 개념(ATI) 66 그림 38. 위험도 평가 68 그림 39. 시스템 성능달성도 도시 70 그림 40. 무기체계 탐색개발에서 시스템 성능달성도 평가 절차 71 그림 41. 위성 운용 개념도 72 그림 42. ****위성 체계구성도 73 그림 43. 기술성숙도 평가 수행절차 74 그림 44. 우주부 시스템 네트워크 다이아그램 79 그림 45. 제어부 시스템 네트워크 다이아그램 80 그림 46. 단말부 시스템 네트워크 다이아그램 81 그림 47. 시스템 성능달성도 도시 결과 88 표 차 례 표 1. 기술성숙도의 단계별 정의 및 설명서 18 표 2. 시스템개발에서 비용과 일정 분석결과 19 표 3. 방위사업청 TRA 수행절차 22 표 4. 기술성숙도 평가 연혁 23 표 5. 연구개발 난이도 26 표 6. 기술의 기능적 특성의 중요도 26 표 7. 통합성숙도 수준 정의 27 표 8. 개발난이도(9단계) 31 표 9. 위험도 수준별 개발난이도 값 32 표 10. 시스템성숙도 지표(9단계) 34 표 11. 시스템성숙도 지표(5단계) 36 표 12. 수명주기 간 목표 시스템성숙도 42 표 13. 시스템성숙도 관련 도구 42 표 14. 기술적 성능측정 절차 49 표 15. 시스템성숙도 기준 69 표 16. 핵심기술요소 선정결과 75 표 17. 시스템성숙도 평가 결과 76 표 18. 연구개발 난이도 판단기준 77 표 19. 기술성숙도 및 난이도 평가결과 78 표 20. 우주부 시스템성숙도 평가결과 80 표 21. 제어부 시스템성숙도 평가결과 81 표 22. 단말부 시스템성숙도 평가결과 83 표 23. 기술적 성능측정 대상과 한계값 및 설계 목표값 84 표 24. 기술적 성능달성도 결과 86 표 25. 시스템 성능달성도 결과 87 kor The Graduate School, Ajou University 아주대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다. 무기체계 탐색개발에서 개선된 시스템성숙도 및 시스템 성능달성도를 통한 위험평가 Thesis 아주대학교 일반대학원 일반대학원 시스템공학과 2014. 2 Doctoral http://dcoll.ajou.ac.kr:9080/dcollection/jsp/common/DcLoOrgPer.jsp?sItemId=000000016033