국방연구개발 사업의 시스템 기술 성숙도 평가 모델 개발
Development of a Model for the System level Technical Maturity Assessment Process in Defense R&D Programs
- 주제(키워드) 기술 성숙도 평가 , 국방연구개발 사업
- 발행기관 아주대학교 대학원
- 지도교수 박연원
- 발행년도 2010
- 학위수여년월 2010. 8
- 학위명 박사
- 학과 및 전공 일반대학원 시스템공학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/ajou/000000010985
- 본문언어 한국어
- 저작권 아주대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
초록/요약
본 논문은 ‘국방 연구개발 사업의 시스템 기술 성숙도 평가 모델’을 개발한 내용이다. 점점 더 고도로 통합되는 과학기술의 세상에서, 공학 프로젝트의 시스템 설계와 이행의 특징도 또한 점점 더 복잡해진다. 복잡한 시스템 제품들은 독립적으로 설계 될 수 없으며, 의사 결정은 증가하는 복잡성, 불확실성과 빠른 변화 속에서 이루어진다. 시스템 개발 생명주기에서 아주 중요한 목표는 실제 세상에서 사용하는데 성공적인 시스템을 성취하는 것이며, 시스템 개발에서 이루어진 의사 결정은 이러한 목표에 따라 되어야 한다. 이러한 관점에서 객관적이고 일관성 있는 기술 성숙도 측정을 위하여 미 항공우주국(NASA)은 9단계의측정 기준인 기술준비수준(TRL)을 개발하여 사용하고 있으며, 미 국방부(DoD) 를 비롯한 여러 분야에서도 채택하여 사용하고 있다. 하지만 TRL을 사용하는 동안 기술들의 통합은 측정하지 않고 주로 경쟁하는 기술들을 평가하여 계약자를 결정 지원하는 수단으로 이용하여 왔다. 복합 시스템(Complex Systems)은 다수 기술들과 그들의 통합으로 이루어진다. 개발 생명주기 동안에 시스템 수준에서의 기술 성숙도를 평가하는 것은 시스템의 전체적인 개발 성공에 필수적이다. 하지만, 국방 시스템들의 복잡성이 증가하고 도구의 객관성이 부족하여, TRL 측정기준은 기술 성숙도에 대한 포괄적인 통찰력을 제공하는데 부족하다. 이에 최근에는 시스템의 복잡성과 상호 운용성 결합의 증가에 따른 시스템 수준에서의 평가 도구에 대한 필요성 인식이 증가하고 있다. NASA에서 개발한 TRL을 이용한 기술 성숙도 평가 방법은 구체적으로 몇 가지 제한점을 가지고 있다. 첫째, TRL 값이 배점하는 사람의 성향에 따라 편견이 작용되어 주관적인 평가가 될 수 있다. 둘째, 개별 기술에 대한 성숙도 측정이므로 복합 시스템의 통합 관점에서의 평가에는 부족하다. 셋째, 기술성숙도 측정 결과의 평균값과 산출 방법이 모호하다. 한편, 한국의 방위사업청에서 2006년에 제정한 방위사업관리규정에는 기술성숙도 평가 개념을 도입하였다. 하지만, 이의 수행을 위한 프로세스 및 방법이 정립되어 있지 않아 실질적인 시행이 되지 않고 있는 실정이다. 이에 본 연구는 여러 나라에서 시행하고 있는 기존 기술성숙도 평가 프로세스의 제한점을 개선하고, 우리나라의 국방 연구개발 사업을 추진함에 있어 활용 가능한 시스템 수준에서의 기술 성숙도 평가 프로세스 모델을 시스템엔지니어링 프로세스의 근본 철학에 부합하도록 개발하였다. 시스템 개발이 구성 기술요소들 간의 상호 작용 및 연동관계 속에서 의도하는 창발성을 구현하는 것이다. 이에 연구 방법론은 구성 기술들의 성숙도와 이들의 인터페이스를 포함하는 통합성에 대한 성숙도를 함께 고려하는 시스템 수준에서 성숙도를 평가하고, 개발 예산 비율에 따른 가중치를 고려한 합성을 하도록 한다. 또한, 평가자의 주관성에 따른 편향성을 보완하기 위해 평가결과를 Monte-carlo 기법을적용한 시뮬레이션을 통한 분석을 하도록 하였다. 본 논문에서 제시하는 시스템 기술 성숙도 평가 모델은 요구사항 정의/계획수립 준비 단계, 계획수립 단계, 평가/분석 단계, 보고/지원 단계로 구성하였다. 각 프로세스 단계 수행을 지원하는 도구는 요구사항 문서 템플릿, WBS작성 템플릿, Monte-carlo 시뮬레이션 전산지원 도구 등이 있다. 본 논문에서 제시한 시스템 기술 성숙도 평가 모델에 대한 검증은 적용 예제 수행을 통하여 실효성을 확인하였으며, 효과성 확인은 2가지 방법으로 수행하였다. 첫 번째는 통합능력성숙도모델(CMMI)을 사용하여 프로세스의 능력 성숙도를 평가하였다. 두 번째는 참조 모델인 기존 기술성숙도 평가 모델과 비교평가를 수행하였으며, 이를 통해 실무 적용이 가능하고 효과성이 있음을 확인할 수 있었다. 본 논문에서 제시한 시스템 기술 성숙도 평가 모델은 복잡한 시스템 개발에서 실질적인 의사결정 지원 정보로서 실효적이며, 더불어 이해관계자 간의의사소통 수단과 리스크 관리의 사전 정보로서도 유용함으로 효과적인 국방 연구개발을 수행하는데 기여 할 것이다.
more초록/요약
This thesis describes the development of a model for system-level technical maturity Assessment process in Defense R&D Programs. As more and more highly integrated products are in demand in the world of science and technology, the design and implementation features of the system in engineering projects also becomes more complex. Complex system products can not be designed independently and the decision-makings are required to be made under the increasing complexity, uncertainty and rapid changes in context. Very important goal in systems development life cycle is to achieve a successful system in real world applications, and the decisions made during the system development must reflect this goal. In this context, for an objective and consistent measure of the technical maturity, National Aeronautics and Space Administration(NASA) developed a model measuring technology readiness level(TRL) of nine levels and the Department of Defense(DoD) adopted it in several areas. However, the use of TRL technique does not measure the integration maturity of the technology while it is primarily used as a means to assess the competing and to determine and support. Complex Systems consists of multiple technologies and their integrated interaction. It is essential to assess the level of technical maturity of the overall system development at the end of each development phase. However, because of the growing complexity of defense systems and the limitation of its role to assess only each individual technology, TRL is insufficient as a measure of technical maturity to provide a comprehensive insight for the overall system technical maturity. In recent years, the complexity of this system combined with an increased awareness in interoperability assessment tools promotes the need for system level technical readiness. The use of TRL as the maturity evaluation method has several limitations in practice. First, TRL assessment can be sensitive to the value orientation or to the prejudice of the evaluating person. Second, the maturity of individual technologies does not represent the technical maturity in terms of the integrated whole of the systems under assessment. Third, the mean value of TRL measurement results to calculate the system level technical maturity does not distinguish the relative importance of the higher budget technologies. Meanwhile, the Defense Acquisition Program Administration Regulations enacted in 2006 by the Republic of Korea's Defense Acquisition Program Administration introduced the concept of the technology maturity assessment. However its execution is yet to be established as well as the process and methodologies to implement the regulation. In this study, the limitations of the existing technology maturity assessment process being conducted in several countries are identified and improved. Additionally the system-level technical quality maturity assessment process and methodology for the military' research and development projects in the Republic of Korea are developed and proposed in conformance to the underlying philosophy of systems engineering processes. Since the system development is to create the intended emergent properties through the interactions among the technical factors, the research includes the construction of the system level technical, maturity which integrates the TRL as well as those on the integrity of the interface. The development budget for the individual technology is used to determine the weighing factor in proportion to its composition. To complement the risk of the subjective evaluation of the evaluators, the Monte-carlo simulation technique was applied to determine the sample variance of the calculated system readiness level. This paper presents a system-level technical maturity assessment process model composed of the requirements definition and planning preparation phase, the planning phase, the assessment/analysis phase, and the results reporting/support phase. The study includes the tools to support each of the requirements document templates, WBS creation templates, and system-level technical maturity yield models, Monte-carlo simulation and computational tools. The verification and validation of the proposed system-level technical quality evaluation system demonstrates the effectiveness of the methods in two-fold. First, the Capability Maturity Model Integration (CMMI) was used to measure the capability maturity. Second, the proposed model is compared with the existing technology maturity assessment method, from which the effectiveness in practice can be observed. The proposed system-level technical maturity quality assessment system can be practical during the development of complex systems in support of, decision making as well as to provide the practical information for the system technical maturity. In addition, the outcome of this research will contribute to the prior knowledge of risk management to carry out an effective national defense research and development.
more목차
제1장 서 론 1
제1절 연구 배경 및 목표 1
제1항 연구 배경 1
제2항 연구 목표 3
제2절 연구 범위 및 방법 6
제1항 연구 범위 6
제2항 연구 방법 8
제3절 논문 구조 10
제2장 관련 연구 동향 및 문제 배경 11
제1절 기술성숙도 평가의 개념 11
제1항 기존 기술성숙도평가 개념 정의 11
제2항 기술성숙도 평가의 적용 배경 17
제2절 국내·외 기술성숙도평가 적용 및 연구 동향 19
제1항 외국의 적용 및 연구 동향 19
제2항 국내의 적용 및 연구동향 25
제3절 시스템엔지니어링과 기술성숙도 평가 29
제1항 SE 표준, 모델 및 규정에서의 기술성숙도 평가 29
제2항 표준 및 규정에서의 관련 프로세스 분석결과 37
제4절 개선 방향 및 논의 사항 38
제1항 개선 방향 38
제2항 논의 방향 40
제3장 시스템 기술 성숙도 평가 모델 개발 42
제1절 시스템 기술 성숙도 평가 모델의 개발원칙 42
제1항 프로세스 모델 개념 및 개발 방법 42
제2항 시스템기술성숙도평가모델개발의원칙 43
제2절 기술 성숙도 평가 방법의 문제점 및 개선 45
제1항 기술 성숙도 평가의 효과성 45
제2항 기존 기술성숙도 평가(TRA) 방법의 문제점 도출 47
제3항 기술성숙도 평가 방법의 개선 49
제3절 시스템 기술 성숙도 평가(SLTMA) 모델의 개발 64
제1항 SLTMA 수행의 원칙 64
제2항 SLTMA 프로세스 모델의 개발 66
제3항 개발 프로세스 모델의 구성단계별 활동 69
제4장 적용 예제 및 검토 평가 89
제1절 SLTMA의 실증적 예제 89
제1항 계획수립 준비 89
제2항 계획 수립 90
제3항 SLTMA 및 분석 91
제4항 SLTMA 결과 보고 및 지원 99
제2절 SLTMA 프로세스 모델의 검토/평가 101
제1항 SLTMA 프로세스 모델의 검토/평가 일반사항 101
제2항 통합능력성숙도 모델(CMMI)에 의한 평가 101
제3항 기존 참조 모델과의 비교 평가 109
제5장 결 론 111
참고문헌 113
Abstract 115
부록 119
