Abstract
The system-based approach is needed to select an optimal mix of weapon systems and ship platform among a variety of design alternatives with the uncertainties of the initial required operational capability. In the early-phase design, which included a feasibility study and concept design, it is possible to cause problems when a review of the operational concept, database development, and systematic design are not done, thereby producing uncertain and unstable requirements. To select the best solution without trial-and-error, the U.S. navy has applied the set-based method for the early-phase design of a new ship-to-shore connector. The ship synthesis model plays an important role in applying the set-based method, but only a few countries possess this model and have prohibited this model from being transferred to other countries. This paper suggests a set-based method using a genetic algorithm and decision-making theory through benchmarking existing ship data. The algorithm was verified using the DDG-51 class ship synthesis model to optimize the weapon system design, which has been released for research purposes.
함정설계 시에는 초기 운용요구 능력의 불확실성을 고려하여 무수히 많은 대안 중에서 최적의 무장시스템과 플랫폼의 제원을 선정하기 위해서는 시스템적인 접근 방법이 필수적이다. 미 해군은 초기단계 설계 시 최적 설계조합을 시행착오 없이 효율적으로 선정하기 위하여 집합기반 설계를 차기 공기부양정 초기단계 설계에 성공적으로 적용한 바 있다. 집합기반 설계를 적용하기 위해서는 설계조합에 필수적인 모델인 함정통합모델이 필수적이나 아쉽게 현재 실질적인 함정통합모델을 보유하고 있는 국가는 미국, 영국 정도의 극히 일부 국가이며 관련된 기술의 타국으로의 이전도 전혀 허용하지 않고 있다. 본 연구에서는 기존 함정설계 데이터의 벤치마킹을 통해서도 미국을 중심으로 선진화된 최신 설계기법인 집합기반설계가 가능할 수 있도록 유전자알고리즘과 의사결정 방법론인 TOPSIS를 통합한 우리나라의 여건과 역량을 고려한 한국형 집합기반 설계 프로세스를 구축하였으며 현재 연구 및 교육 목적으로 일반에 공개된 DDG-51급 통합함정모델을 이용하여 함정의 무장시스템 초기단계 설계 최적화에 적용하여 제안된 한국형 집합기반설계의 적용 가능성을 검증하였다.