수리가능 시스템의 신뢰도 분석절차 개발 및 사례연구

Abstract

본 논문에서는 고장 데이터가 구간 데이터로 주어지는 수리가능 시스템의 신뢰도 분석 절차를 수립하고, 그 절차에 따라 실제 군에서 운용 중인 유도탄의 고장 데이터를 분석하여 저장신뢰도를 산출하였다. 특히, 구간 데이터를 고장시간 데이터로 변환하여 경향성 검정을 수행하는 방법을 제안하고, 시뮬레이션을 통하여 데이터 변환 방법에 따른 검정 방법의 성능을 비교 분석하여 최적의 데이터 변환 방법을 제시하였다. 데이터 변환 방법은 임의 생성 방법, 중점 생성 방법, 그리고 균등 시점 생성 방법의3가지를 고려하였고, 각 방법 하에서 세 가지 분석적 경향성 검정 방법에 대한 성능을 시뮬레이션을 통하여 비교하였다. 시뮬레이션 수행 결과, 3가지 데이터 변환 방법 중 임의 생성 방법(즉, 구간 내에서 균등 분포로 고장시간 데이터를 임의 생성하는 방법) 하에서의 검정 성능이 가장 우수하다는 것을 파악하였다. 수립된 절차에 따라 실제 군에서 운용 중인 특정 유도탄의 구성품 A의 고장 데이터를 분석하였다. 구성품 A는 교체위주의 수리가 이루어 지고 있었으며, 구성품 A의 구간 고장 데이터를 임의 생성 방법으로 변환한 후 분석적 경향성 검정을 수행한 결과, 구성품 A의 고장 발생 과정은 재생 과정을 따르고 고장 발생 간격의 분포는 와이블 분포를 따른다고 판단되었다. 따라서, 고장 발생 간격의 분포를 와이블 분포로 적합하여 구성품 A의 연간 고장율을 추정하였다. 유도탄이 총 100 기 운용될 때, 구성품 A 의 연간 평균 교체 대수는 1 대로 추정되었다. 또한, 보급이 원활하지 못한 특수한 상황을 고려하여 고장율의 95% 신뢰 상한 값을 적용했을 때의 연간 예비 부품수 및 추정 예산을 산출하였다. 추후 연구 과제로 유도탄 개발단계에서 적용 가능한 저장신뢰도 예측모델의 개발을 제안한다. 현재 유도탄 개발단계에서는 미국 군사 규격을 적용하여 저장신뢰도를 예측하고, 이를 바탕으로 유도탄 검사/정비 정책을 수립하고 있다. 그러나 이 규격은 오래 전에 미국의 유도탄 검사/정비 경험을 바탕으로 정립한 것이기 때문에 현재 기술 수준과 맞지 않는 부분이 있고 한국적 환경이 고려되지 않았다는 한계가 있다. 따라서, 현재 군에서 운용 중인 다양한 종류의 유도탄에 대한 현장 데이터를 수집하여 저장신뢰도를 파악하고, 이를 개발 단계에서 예측한 저장신뢰도와 비교함으로써 현재 적용하고 있는 예측 모델의 타당성을 확인할 필요가 있으며, 나아가 현재 기술 수준과 한국적 환경을 고려한 저장신뢰도 예측 모델을 개발할 필요가 있다. 이러한 저장신뢰도 예측 모델이 개발된다면 유도탄 개발단계에서 더욱 신뢰할 수 있는 유도탄 검사/정비 정책을 수립하는데 기여할 수 있다고 판단된다.