Earticle

도전적이고 혁신적인 국방과학기술 R&D를 위해 다양한 제도개선이 이루어지고 있으나, 실제 체계를 개발하는 마지막 단 계인 무기체계 연구개발에 대해서는 국가계약법령 등에 따른 제약으로 아직까지 혁신적인 제도가 부재한 실정이다. 국방과학 기술 혁신 촉진법에 따라 기술적 목표 미달시 성실수행 인정이 가능한 협약방식이 가능해졌으나, 일부 사업만 해당하고 여전 히 목표 미달에 대한 규제만 존재하고, 도전적으로 기술적 목표를 넘어서는 유인과 보상제도는 부재하다. 또한, 기존 유인부 계약제도는 연구개발 주관업체와 정부에 모두 부담이 되는 원가 절감만을 목적으로 하고 있어 활성화 되지 못해 오고 있는 실정이다. 따라서, 본 연구에서는 무기체계 연구개발 단계에서 주관 업체로 하여금 기술적 성능 목표를 넘어서는 도전적인 노력을 유 인하고 이에 대한 보상을 위한 유인성능 개념을 제안하고, 이를 토대로 제안서 평가 및 업체 선정, 계약방법 및 인센티브 지 급 등 연구개발 사업 전 단계별로 구체적인 적용방안을 연구, 제시하였다. 그 동안 국방과학기술의 최종 단계로써 R&D 혁신의 중요한 대상임에도 무기체계 연구개발은 조달영역으로써의 한계가 존재하였는데, 본 연구를 통해 최초로 국가 조달관점에서 도전적인 국방과학기술진흥을 도모할 수 있는 제도를 최초로 구체 화 연구, 제시한데 큰 의의가 있다.

Despite various reforms to encourage innovative and challenging R&D efforts in Defense Science and Technology, there has not yet been an innovative scheme for the weapon system development, the last stage of such R&D, due to limitations incurred by State Contract Statute. Even though sincere performance acknowledgement in case of fail to technological goal become possible by Defense Science and Technology Promotion Act, it only applies to limited cases, and regulations exist only for fail to technological goal, whereas there is no reward and incentive scheme for those cases of exceeding such goal. In addition, existing Incentive Contract schemes are only intended to save the cost, which burdens on both the company in charge of R&D and Government, consequently, they hardly have been used. Thus, in this study, Incentive Capability concept is proposed to induce and reward the company to take challenging efforts for exceeding technological performance goal, and subsequent detailed application plan is studied and proposed overarching entire phases of weapon system development program including proposal evaluation and source selection, contract method and incentive criteria. So far, despite the fact that weapon system development is important subject of innovation as the final stage of Defense Science and Technology, there has been persistent limitation due to its nature of procurement activity. In this context, this study has great significance in developing and proposing the detailed scheme promoting challenging efforts in Defense Science and Technology from the perspective of procurement activity for the first time.

본 연구의 목적은 해군 무기체계 전력발전업무 단계별 디지털 트윈 적용방안을 제시하는 것이다. 첫째, 소요기획단계에서 현재 브레인스토밍 및 자료조사의 형태로 수행되는 사전 개념연구를 디지털 트윈을 적용하여 가상환경에 개략적인 성능을 보 유한 디지털 모델을 제작하고 테스트하는 것을 제안하였다. 둘째, 획득단계에서는 이렇게 구축된 가상환경을 바탕으로 선행 연구에서 M&S체계를 구축한 뒤 탐색개발에서 세부 모델링과 센서가 부착되는 디지털 트윈을 구축하고 이후 체계개발에서 더욱 고도화된 디지털 트윈을 구축한다. 이렇게 구축된 디지털 트윈을 시험평가에 적용하여 함정 전력화 기간을 단축하는 방 안도 제시하였다. 마지막으로 운용유지단계에서는 기구축된 디지털 트윈체계를 이용하여 실제 운용 환경에서 획득한 데이터 를 분석한 뒤 고장을 진단 및 예측하는 방안을 제시하였다. 마지막으로 해군 무기체계 특성에 맞는 디지털 트윈 구축을 위한 아키텍처를 제시하였다. 총 3가지 모듈로 구성되어 있으며 가상-물리 상호작용 모듈에서 센서를 통한 데이터가 수신되고 가 상환경의 디지털 모델이 동작한다. 데이터 통합 모듈에서 각종 센서 신호 및 가상환경의 시뮬레이션 결과가 저장 및 분석을 위한 전처리 과정이 진행된다. 지식 계산 및 시각화 모듈에서 다양한 방법을 사용한 데이터 분석을 실시하고 분석 결과를 실 제 장비에 피드백하거나 운용자에게 알려주게 된다.

The purpose of this study is to propose a digital twin application plan according to the three stages of naval weapon system force development work. Firstly, in the planning stage, pre-conceptual research is currently performed by brainstorming and data research. Therefore, this study proposed to create and test a digital model in a virtual environment using digital twin technology. Secondly, in the acquisition stage, a plan was proposed to upgrade the digital twin system based on the previously established virtual environment. In the previous stage, M&S system is created and a digital twin modeling and sensors are created in the exploration and development stage. After that, advanced digital twin system will be built in the system development stage. Lastly, in the operation and maintenance stage, analyzing the data obtained from the real environment using the digital twin system, it predicts equipment failure and repair the broken equipment quickly. Next, a digital twin architecture suitable for the naval weapon system was proposed. The architecture consisted of a virtual-physical interaction module, a data integration module, and a knowledge calculation and visualization module.

본 연구는 안보 환경과 4차 산업혁명이라는 격변 속에 기술 진부화의 진전 속도가 급격하게 변화됨에 따라 현 무기체계 중 우리 군에서 운용 중인 회전익 항공기의 극심한 노후화와 수리부속 단종으로 인해 가동률이 저하되는 현실태 및 문제점을 짚어보고, 전력화 사업 추진 간 국내 개발과 해외 도입 관련 방식을 상호 비교하여 분석했다. 이를 위해, 항공산업의 특성을 바탕으로 미래 전장환경과 항공작전 등을 살펴보고, 국외 기술개발 현황, 항공산업 성장성 등을 통해 앞으로 미래 전장환경에 대비한 회전익 항공기의 발전방안을 제시하고자 한다. 또한, 국내 개발과 생산과정을 바탕 으로 국내 생산과 도입이 장기적인 측면에서 국익에 도움이 되며, 단기적으로 전력 공백이 우려되는 등의 긴박할 경우에는 해외 도입을 추진하는 것도 타당하다고 볼 수 있겠다.

This study compared and analyzed the reality and problems of the rapid change in technology cliché amid the rapid change in the security environment and the 4th industrial revolution, resulting in the extreme aging of rotary wing aircraft operated by our military and discontinuation of repairs. To this end, we will examine the future battlefield environment and aviation operation based on the characteristics of the aviation industry, and suggest ways to develop rotorcraft in preparation for the future battlefield environment through overseas technology development and aviation industry growth. In addition, it can be considered reasonable to promote overseas introduction in case of urgency, such as domestic production and introduction based on the domestic development and production process, in the long term, and concerns over a power vacuum in the short term.

우리나라는 국방 절충교역을 활용하여 무기체계 핵심기술, 부품제작 기술, 군수장비 성능개량 기술, 창정비 기술의 획득 등 성공적인 결과를 달성해왔다. 하지만 핵심기술 획득 이후 이행 성과관리가 체계적으로 이루어지지 않아 실효성 있고 객관 적인 정량화 관리가 미흡하였다. 이에 본 연구에서는 절충교역 핵심기술 획득 후 이행관리 절차 향상을 위해 실효성 있는 성 과관리 절차와 정량적 평가방법론을 제시하였다. 이를 위해 현재의 절충교역 성과평가 방법론을 활용하여 이행 완료된 절충 교역 기술에 대한 사례 분석을 수행하였다. 이어서, 델파이 설문조사, AHP/ANP 기법 등을 통합 활용하여 절충교역 4가지 핵심기술에 대한 평가항목과 지표, 평가기준을 포함하는 정량적 성과평가 방법론을 개발하였다. 또한, 제안한 방법론에 대한 실효성 및 타당성 검증을 위해 38개의 절충교역 기술에 대한 모의평가를 진행하여 방법론 적용과 관련한 실무적 차원의 보완 점을 확인 및 제시하였다.

The defense offset program in Korea has been achieved successful results such in acquiring core weapon systems technology, manufacturing parts of weapon systems, and securing equipment for logistic equipment, depot maintenance, etc. The process after the acquisition, however, has not been effectively and objectively set up and hence, there has been a limit to generating performance thereafter. In this study, in order to improve the management process after acquiring core technology, an effective performance management procedure and quantitative evaluation methodology for the offset program are presented. From the analysis of completed offset cases with current methodology, we identified applicability issues and suggest a revised management procedure. Then, a combined Delphi and AHP/ANP approach is adopted to develop the evaluation methodology that includes evaluation–items, -indicators, and –standards for four core technologies in the defense offset program. Additionally, the proposed methodology is tested with 38 cases of defense offset program cases in order to verify its effectiveness and validity. As a result, several practical points of improvement related to the application of the methodology are identified and presented.

방위사업청은 군의 시범운용을 통해 신기술이 적용된 민간 제품을 군에 신속히 도입하기 위해 2020년부터 신속시범획득 사업을 시행 중이다. 최근 신속시범획득사업의 예산 및 참여업체 수가 증가하는 점과 사업이 종료된 이후 소요결정이 이루어 진다는 점을 고려할 때, 효과적인 제도운영과 예산 낭비를 막기 위한 합리적 대상사업 선정이 더욱 중요하게 되었다. 그러나, 신속시범획득사업의 대상사업 선정을 위한 군 적용성 세부 판단기준이 아직 확립되지 않아 대상사업 선정에 어려움이 예상된 다. 본 논문에서는 신속시범획득사업의 대상사업을 선정 시 사업 종료 이후 소요결정으로 연계될 수 있도록 군 적용성을 중심 으로 고려해야 하는 주요 요소들로 군사적 필요성, 작전운용성능, 중･장기 전력소요와의 중복성, 기존 전력소요와의 획득기간 차이, 시범운용 조직 가용성을 식별하고 검토하여 대상사업 선정 판단에 실제 적용 가능한 판단기준과 그 외 전문인력 보강, 예하부대의 시범운용, 민간기업에 대한 무기체계 설명회 추진과 같은 제도 개선사항을 정책 대안으로 제시하였다. 이러한 제 안이 신속시범획득 대상사업을 선정하기 위한 합리적이고 구체적인 기준 마련과 신속획득제도 발전에 활용되기를 기대한다.

The Defense Acquisition Program Administration has been implementing the Rapid Demonstration Acquisition Project(RDAP) since 2020 to quickly introduce private products with new technologies to the military through the military's pilot operation. Considering the recent increase of the project budget and the number of participating companies and the characteristics of the RDAP that requirement decision of the military force is made after the project is complete, selection of appropriate projects has become more important for effective system operation and preventing budget waste. However, it is expected that the selection of appropriate projects will be difficult as the detailed military applicability judgment criteria for project selection have not yet been established. In this paper, in order to link the requirement decisions of the military force and the result of the RDAP projects, we identify and review major factors such as military necessity, ROC, operational effects, redundancy with long-term and mid-term requirement decision, difference in acquisition time between RDAP and existing requirement decision, availability of test organizations to be considered focusing on military applicability when selecting projects for the RDAP. In addition, we propose criteria for judgment that can be practically applied to the selection of appropriate projects and matters necessary for improvement of the system such as reinforcement of professional manpower, test operation of subordinate units, implementing briefing sessions on weapons systems for private companies as a policy suggestion. We hope that these proposals will be used to establish reasonable and specific standards for selecting appropriate projects for the RDAP and develop a system of RDAP.

본 논문은 함정 무기체계에 요구되는 기능 및 성능을 수행하기 위해 필요한 캐비닛의 수공냉식 냉각시스템 설계 방안에 대한 절차와 고려해야 할 사항을 기술하였다. 함 탑재 캐비닛은 주요기능을 고장/성능저하 없이 수행하기 위하여 열적 부하 관리가 선행적으로 요구되며, 발열 관리를 수행하기 위하여 체계화된 냉각시스템 설계가 필요하다. 본 연구에서는 무기체계 캐비닛의 환경과 구성을 고려하여 온도 기준을 제안하였다. 캐비닛에 제시되는 기준을 충족하기 위하여 냉각시스템 설계 절 차를 체계공학 관점에서 수립하였다. 상세설계 진입 전, 냉각시스템의 핵심 부품인 열교환기의 방열 성능을 모델링을 통해 사 전 평가하였으며, 유입/유출구에 대해 모델링과 실제 측정값이 각각 17.0/22.8도 및 18.6/25.3도로서 10% 오차내의 예측을 수행하였다. 본 연구에서는 캐비닛에서 발생하는 발열관리를 위한 냉각시스템의 최적 설계 방안을 제시하였고, 설계 결과물 의 데이터 분석을 통해 냉각시스템 설계의 우수성을 확인하였다.

This paper describes the design process for the design of the cabinet's water-air cooling system required to perform the functions and performance of the naval weapon system. Thermal load management by systematic cooling system design is required for the cabinet to perform major functions without failure/degradation. In this study, the temperature standard was proposed to the weapon system cabinet considering the environment and its configuration. The heat dissipation performance of the heat exchanger, a key component of the cooling system, was evaluated in advance through theoretical modeling. The modeling calculations and actual measurement values of inlet/outlet temperature were 17.0/22.8 and 18.6/25.3 celsius degrees, respectively, and the prediction error was within 10%. In this study, the optimal design process of the cooling system for heat management in the cabinet was presented, and the excellence of the cooling system design was confirmed through the data analysis of the design result.

아이언돔은 둥근 지붕 형태의 모습으로 장사정포를 요격하는 방어 무기이다. 이스라엘은 2011년에 이미 아이언돔을 개발 하고 실전 배치하였다. 2014년에 발생한 가자 지구 전쟁에서 이스라엘은 아이언돔을 배치한 덕분에 이스라엘의 중요 시설과 자산을 약 90% 방어할 수 있었다. 국방부는 북한의 장사정포, 방사포, 초대형 방사포 등으로부터 방어력을 갖추기 위하여 국 방중기계획을 발표하면서 한국형 아이언돔 개발에 착수한다는 계획을 밝혔다. 수도권, 핵심 중요시설을 방어하는 것이 필요 하기 때문에 한국형 아이언돔을 개발하며, 2020년대 후반 또는 2030년대 초반에 전력화가 될 예정이라고 하였다. 국방과학 연구소(ADD)는 이러한 전력화 시기를 앞당기기 위하여 국방과학연구소에 미사일 연구원을 신설하여 최소 3~5년 정도를 단 축시키려는 노력을 추진 중이다. 2022년 4월 방위사업청은 한국형 아이언돔을 2029년까지 개발하고 2035년까지 전력화하 겠다고 밝혔다. 아이언돔이 북한의 장사정포에 가장 적합한 무기인지에 대하여 여러 견해가 존재하지만 가장 확실한 것은 현 상황에서 최 적의 무기로 평가되는 무기라는 것이다. 아이언돔이 국산으로 개발되지 않을 경우에 해외의 무기 수입에 의존하도록 만들거 나 국산 군사기술을 얻지 못하도록 제한하는 결과를 초래할 수도 있다. 이제는 방어력의 허점이 있는 상태로 내버려 두어야 한다는 생각에서 벗어날 필요가 있다. 국가의 역량을 키우는 것은 진정한 의미에서 국익을 높이는 것이기 때문에 한국은 실리 를 추구할 필요가 있다.

Iron Dome is a defensive weapon that intercepts long-range artillery in the form of a round roof. Israel has already developed and deployed iron dome in 2011. In the Gaza war, Israel was able to defend about 90% of Israel’s important facilities and assets thanks to the deployment of Iron Dome. Ministry of National Defense announced plans to launch a mid-term defense plan to develop a Korean iron dome to provide defense against North Korea’s long-range artillery. However Korean iron dome will be developed in the late 2020s or early 2030s. ADD is making efforts to shorten the minimum of 3-5 years by establishing a missile researcher at the Defense Science Research Institute to speed up the power generation period. In April 2022, Defense Acquisition Program Administration announced that it would develop a Korean-style iron dome by 2029 and deploy it by 2035. There are various opinions as to whether the Iron Dome is the most suitable weapon for North Korea’s long-range artillery, but the most certain is that it is a weapon evaluated as the best weapon in the current situation. If Iron Dome is not developed domestically, it may lead to dependence on foreign arms imports or to limit the acquisition of domestic military technology. Now we need to get away from the idea of leaving it in a loophole in defense. Korea needs to pursue practicality because it is to increase the national interest in the true sense of raising the capacity of the nation.

방위사업법 제2조는 국방획득사업을 어디에 초점을 두고 수행해야 하는지에 관해 “투명성, 전문성, 효율성을 증진”하여 방 위산업의 경쟁력을 강화함으로써 자주국방 태세를 구축하고 경제성장 잠재력을 확충함을 기본이념으로 한다고 명시하고 있 다. 다시 말하면 투명성, 전문성, 효율성이 그 핵심이라는 의미이다. 그러나 기본법의 명제와는 달리 통합사업관리제를 채택 한 이후 이 세가지 요소의 관점에서 볼 때 과연 목적한 바의 효과를 거두고 있느냐의 문제에 관하여 많은 논란이 지속되어 왔다. 효과는커녕 종전 분산형 획득체계보다 훨씬 악화하였다는 극단적인 평가도 존재한다. 본 연구는 ‘통합사업관리제’라는 제도를 대상으로 그 효과성, 즉 목표한 성과를 달성했는지에 관해 전문가 집단의 인식을 조사･분석해 보았다. 연구분석결과 연구 참여자들은 통합사업관리제의 필요성은 비교적 긍정적으로 인식하고 있으면서도 현재 운용되고 있는 상황은 대체로 적절하지 못하며, 그로 인해 전반적인 효과성이 향상되었는가에 대해서도 부정적인 인식이 우세하였다. 본 연구는 우리나라 국방획득체계의 근간이 되는 통합사업관리제라는 혁신적인 정책이 도입 시행된 이후 15년이 지난 시 점에서 정책의 실질적 효과성을 분석하였다는데 의의가 있다.

The Article 2 of the Act states, as fundamental ideology that all acquisition programs must be implemented in view of those factors of transparency, expertise, efficiency, and focuses on establishing self-defense readiness and contributes to potential capability of national economic growth. It means that the three factors are core of all acquisition programs. However, adverse criticisms have continued sinse IPMS commencement regarding its effectiveness to the extent that it has rather created extremely negative effect to the acquisitions. The purpose o f this s tudy i s conducting research for real effectiveness of the I PMS in terms of achieving goals and objectives through survey whit a group of experts. In conclusion for quantitative analysis, respondents strongly perceived the necessity of IPMS, but existing operational status is not appropriate and, accordingly, they thought that the IPMS has not contributed to improve total effectiveness of the system. This study has a profound significance to the extent that it took a research with various acquisition fields of experts on IMPS’s real effectiveness since the system has been introduced to Korean defense acquisition mechanism as a fundamental tool.

우주대항해시대를 맞이하여 우주력 발전을 위한 국가 차원의 전방위적 노력이 계속되고 있다. 지금까지 우리나라의 우주영 역인식은 한국천문연구원, 항공우주연구원, 공군의 세 개 기관 주도로 이루어져 해상기반 우주감시에 대한 담론자체가 없었 다. 현재 이들 기관은 각자의 노력으로 한반도 주변에 대한 우주영역인식의 수준을 상당한 수준으로 높여 왔다. 하지만 한반 도 위만을 바라보는 육상기반 우주영역인식은 다양한 한계를 드러내고 있다. 첫째, 전방위 탐색이 불가하며 둘째, 육상기반 레이더는 장거리 탐색을 위해 높은 출력이 필요하므로 고출력의 전파 방사에 따른 인체 악영향이 있다. 셋째, 고정된 위치에 서 운용하기 때문에 해상에서 운용하는 레이더보다 효율성이 낮아 적으로부터의 기습공격에 취약하다. 이러한 육상기반 우주 감시자산의 제한점에 반해 해상기반 우주감시자산은 다음의 장점이 있다. 첫째, 기지건설에 따른 부담에서 자유로울 수 있고 둘째, 레이더 감시체계 구축을 위한 추가 시설건설이 불필요하여 시설문제와 연계하여 비용절감이 가능하다. 셋째, 해상용은 고정이 되지 않아 탐지 범위의 유동성이 보장된다. 이러한 해상기반 우주영역인식 전력은 해군이 이미 보유하고 있는 자산을 활용할 수도 있고, 앞으로 보다 나은 우주영역인식을 위해 새로이 발전시켜 나가야 하는 부분도 있다. 위의 장단점에서도 소 개되었지만 하나를 제대로 구축하기도 힘들고 예산도 많이 소요되는 지상기반 우주감시체계에 비해, 해군이 2030년대에 보 유하게 될 이지스함과 차세대 한국형 이지스구축함(KDDX) 함정 10여 척을 우주영역인식에도 활용하는 방안은 자원과 시간 이 한정된 우리나라의 우주력 건설을 위한 매우 매력적인 선택이 될 것이다.

In the era of space exploration, all-round efforts at the national level for the development of space power are continuing. Until now, Korea's space situation awareness has been led by three institutions: the Korea Astronomy & Space Science Institute, the Korea Aerospace Research Institute, and the Republic of Korea Air Force. So far there has been no discussion on maritime-based space awareness system. Currently, these institutions have raised the level of awareness of the space situation around the Korean Peninsula to a significant level through their own efforts. However, land-based space situation awareness that covers only over the Korean Peninsula reveals various limitations. First, omnidirectional search is impossible, and second, land-based radar requires high power for long-distance search, so there is an adverse effect on the human body due to high-power radio wave radiation. Third, since it is operated in a fixed position, it is less efficient than the radar operated at sea, so it is vulnerable to a surprise attack from the enemy. Contrary to the limitations of land-based SDA assets, sea-based SDA assets have the following advantages. First, it can be free from the burden of infrastructure construction, and second, it is not necessary to construct additional facilities for the radar system, so it is possible to reduce costs in connection with the facility construction problem. Third, the mobility of the detection coverage is guaranteed as it is not fixed in maritime usage. Such maritime-based SDA power can utilize the assets already possessed by the navy, and there are parts that need to be newly developed for better SDA in the future. Compared to the ground-based SDA system, which is difficult to properly build and requires a lot of budget, utilizing the 10 Aegis and KDDX ships that the Navy will have in the 2030s could be a very attractive option for the reinforcement of space power in Korea, where resources and time are limited.