유도무기체계의 임무 성공은 저장·운용 전 주기에 걸친 신뢰성 확보에 의해 좌우되며, 장기간 저장 이후에도 요구 성능을 유지해야 한다는 점에서 저장 신뢰성 관리는 국방 품질보증의 핵심 과제로 인식되고 있다(Choi et al., 2005; Jeong et al., 2018). 방위산업 분야에서는 유도탄 저장신뢰성평가(Ammunition Stockpile Reliability Program, ASRP)를 기반으로 저장 중 성능 저하를 감시하고, 점검과 시험을 통해 결함을 조기에 탐지함으로써 체계 신뢰성을 유지하는 관리 체계를 운용해 왔다(Jo et al., 2023; Roh et al., 2020). ASRP는 저장 유도탄의 안전성, 가용성, 성능을 종합적으로 검증하여 정비, 수명 연장, 교체 및 폐기와 같은 군수 의사결정을 지원하는 제도로, 전시 상황에서 요구되는 임무 수행 능력을 과학적으로 판단하는 것을 목적으로 한다(Yoon et al., 2006; Bak & Park et al., 2023).

우리 군의 유도탄 ASRP는 제도적 역사와 데이터 축적 측면에서 상대적으로 짧은 기간 동안 제한된 범위로 운영되어 왔으며, 시험 규모와 데이터 관리, 분석 체계 측면에서 한계가 있다. 시험 대상이 일정 저장 기간을 경과한 탄약 위주로 선정되고 기능시험 중심으로 구성되는 경우가 많아, 다양한 저장·운용 환경에서의 고장 특성을 충분히 반영하기 어렵다(구승환 등, 2022). 방위산업 데이터는 표본 수가 제한적이고 데이터가 기관·부대·업체 단위로 분산 관리되어 장기적 경향 분석과 통계적 검증에 기반한 체계적인 의사결정으로 연결되기 어려운 구조적 제약이 존재한다. 또한, 기존 ASRP 운용 논리는 추진제, 폭약, 점화계 등 화공품의 화학적 열화를 전제로 정립되어 왔다. 저장 기간의 증가에 따라 열화가 누적되고 고장 확률이 증가한다는 가정은 화공품에는 타당하지만, 저장 기간과 고장 발생 간의 직접적인 연관성이 약하거나 고장이 우발적으로 발생하는 품목에 대해서는 동일한 설명력을 확보하기 어렵다(임준영·설현주, 2023). 이는 화공품 중심으로 설계된 기존 ASRP 논리가 고장 양상이 상이한 전자부품까지 포괄하기에는 구조적 한계를 가진다는 점을 시사한다(Jo et al., 2023).

최근 유도탄 체계는 유도·항법·제어, 탐색기, 데이터링크 등 핵심 기능의 상당 부분을 전자부품과 소프트웨어 기반 하위 시스템이 담당하는 방향으로 고도화되고 있다. 이에 따라 전자부품의 신뢰성은 체계 임무 성공에 직접적인 영향을 미치는 요소로 작용하고 있다(Jeon et al., 2023). 전자부품은 정상 운용 구간에서는 우발고장이 지배적인 고장 특성을 보이는 경우가 많다. 그럼에도 불구하고 현행 ASRP에서는 전자부품의 고장특성을 체계적으로 분류하고, 이를 품목 관리 전략이나 점검주기 결정으로 연계하는 절차가 명확히 정립되어 있지 않다.

본 연구는 유도탄 전자부품을 ASRP 관점에서 체계적으로 관리하기 위한 저장 신뢰성 관리 방안을 제안하는 것을 목적으로 한다. 양산 단계의 데이터와 운용 단계의 주기 검사 데이터를 연계하여 전자부품의 고장특성을 초기·우발·마모 고장으로 분류하고, 우발고장이 지배적인 품목을 중심으로 관리 전략을 구체화한다. FMECA 기반 위험도와 전문가 설문을 반영하여 집중관리품목을 선별하고, 설계 고장률과 필드 고장률의 비교를 통해 고장률 증/감 여부에 따른 차등 관리 방안을 제시한다. 체계 단위에서는 고장률과 고장탐지율을 동시에 고려하는 점검주기 결정 모델을 적용하여, 목표 저장 신뢰도를 만족하면서도 불필요한 점검을 최소화할 수 있는 ASRP 운용 방안을 제시한다. 화공품 중심의 기존 ASRP의 적용 범위를 확장하여, 우발고장이 지배적인 전자부품을 체계 단위 저장 신뢰성 관리의 명시적인 관리 대상 범주로 포함하는 분석 틀을 제안한다. 이를 통해 제한된 시험 및 정비 자원 하에서 합리적인 관리 우선순위를 설정하고, 전자부품을 포함한 유도탄 체계 전반의 저장 신뢰성 관리를 데이터 기반으로 고도화할 수 있는 실무적 방안을 제공하고자 한다.

본 논문의 구성은 다음과 같다. 제2장에서는 유도탄 전자부품의 저장 신뢰성 관리를 위한 제안 프레임워크를 설명하고, 전자부품 고장특성 분류 방법, 설계 고장률과 필드 고장률 비교를 통한 품목 차등 관리 절차, 그리고 Martinez 모델을 통한 최적 점검주기 도출을 제시한다. 제3장에서는 제안된 방법론을 실제 유도탄 관련 데이터에 적용하여 전자부품 고장특성 분류 결과와 집중관리 품목 선별 결과를 분석하고, 체계 단위 저장 신뢰도 관점에서 최적 점검주기 도출 사례를 제시한다. 마지막으로 제4장에서는 연구 결과를 종합하여 본 연구의 결론 및 향후 연구 방향을 제시한다.

본 장에서는 2장에서 제안한 전자부품 우발고장 기반 ASRP 적용 방안을 실제 운용·정비 데이터에 적용하여, 양산/운용 단계 데이터 연계를 통한 고장특성 분류, FMECA 기반 집중관리품목 선정과 설계/필드 고장률 비교에 따른 차등 관리, 체계 단위 점검주기 도출(Martinez 모델 적용)까지의 절차를 단계적으로 검증한다. 사례 데이터는 불규칙한 점검, 재검사 존재, 관측중단 등의 구조를 가지며, 전자부품 고장이 열화 기반 단조 증가보다는 간헐적 이상치 형태로 관측될 수 있다는 점을 전처리와 분류 기준에 반영하였다.

본 연구는 기존 유도탄 저장신뢰성평가(ASRP)가 추진제·폭약·점화계 등 화공품의 열화 메커니즘을 중심으로 설계·운용되어 왔다는 한계를 인식하고, 전자부품의 우발고장 특성을 체계 단위 저장 신뢰성 관리 논리에 포함하기 위한 방안을 제안하였다. 이를 위해 전자부품의 고장특성을 초기·우발·마모 고장으로 분류하고, 우발고장이 지배적인 품목을 중심으로 관리 우선순위를 설정한 뒤, 체계 수준에서 점검주기를 정량적으로 도출하는 절차를 제시하였다. 제안된 프레임워크는 부품과 체계의 고장 메커니즘 차이를 고려하여 적절한 확률 모형을 구분 적용하고, FMECA와 자문단 설문을 반영한 차등 관리 방안을 통해 전자부품까지 포괄하는 ASRP 운용 근거를 제공한다. 또한 고장률과 고장탐지율을 동시에 고려하는 점검주기 결정 모델을 적용함으로써, 목표 저장 신뢰도를 만족하는 범위 내에서 점검 효율화를 달성할 수 있는 정량적 의사결정 기반을 제시하였다. 종합하면, 본 연구는 화공품 중심으로 발전해 온 기존 ASRP의 적용 범위를 확장하여, 전자부품 우발고장을 포함한 체계 단위 저장 신뢰성 관리를 데이터 기반으로 수행할 수 있는 분석 흐름을 제시한다.

향후 연구에서는 본 연구에서 구분하여 다룬 우발고장 품목과 열화고장 품목을 통합적으로 고려하는 체계 단위 저장 신뢰성 관리 모델로 확장할 예정이다. 이를 통해 고장 메커니즘이 상이한 구성품들이 혼재하는 유도탄 체계에서, 열화고장 품목과 우발고장 품목을 동시에 반영한 점검·정비 전략 수립 가능성을 검토하고자 한다. 또한 정기검사가 전제로 된 점검 체계뿐 아니라, 점검주기가 불규칙하거나 표본 기반 샘플링 검사를 수행하는 유도탄을 대상으로 한 저장 신뢰성 평가 방법론으로 연구 범위를 확장할 계획이다. 이러한 환경에서는 기존의 주기적 점검 가정이 성립하지 않으므로, 불규칙한 점검주기 샘플링 검사를 반영할 수 있는 확률적 모델 및 점검 정책이 요구된다. 이러한 운용 특성을 반영한 저장 신뢰도 예측 및 점검 정책 모델을 제안함으로써, 다양한 ASRP 운용 유형에 적용 가능한 일반화된 체계 단위 저장 신뢰성 관리 프레임워크를 구축하고자 한다.