무기체계 효과도 분석은 시뮬레이션 기반 획득 단계에서 합리적 의사결정을 지원하기 위한 수단 중 하나이다. 무기체계의 효과도는 환경과 교리 등 복합적인 요소에 영향을 받는 지표이며 주요 관심 이슈에 따라 다르게 정의될 수 있다. 이로 인해 무기체계 효과도 분석은 공통적인 조건과 환경 상에서 다양한 대안에 관한 비교 실험을 요구한다. 이에 본 연구는 리플렉션 기법을 활용하여 모의 구조를 효율적으로 재구성할 수 있는 방법을 제안한다. 제안하는 방법은 DEVS(Discrete EVent System specification) 형식론을 기반으로 하며 모의 개체의 동적 플러그인을 통한 구조 및 환경 재구성을 포함하며 이를 통해 다양한 대안 요구를 다룰 수 있는 효과도 분석 환경을 구상하고자 한다.
Availability is one of the important factor for developing weapon system, because it indicates the mission capability and sustainable life cycle management of weapon system. Recently, as weapon system becomes more advanced and more complex, availability estimation becomes more important to reduce the life cycle cost of weapon system. Modeling and simulation(M&S) is useful method to describe the availability of complex weapon system applying operational environment and maintenance plan. Especially agent based model(ABM) has the strength to describe interactions between agents and environments in complex system. Therefore, this paper presents the availability estimation of weapon system using agent based model. The sample data of part list and reliability analysis is applied to build availability estimation model. User agent and mechanic agent are developed to illustrate the behavior of operation and maintenance using formal specification. Storage reliability is applied to describe failure of each parts. The experimental result shows that this model is quite useful to estimate availability of weapon system. This model may estimate more reasonable availability, if full scale data of weapon system and real field data of operation is provided.
Recently, the R&D of weapon systems has been strengthened in terms of economic cost management throughout the entire life cycle from performance. This study proposes the method for setting the optimal maintenance concept based on RAM-C in weapon system acquisition stage by calculating the operation & maintenance cost as well as reliability, availability, and maintainability. First, we design a simulation model for analysis of weapon system logistic supportability. In addition, information such as weapon system Part Breakdown Structure, operation & maintenance system, cost, and etc for simulation analysis, is applied. Based on the obtained simulation results, the optimal plan is selected among alternatives designed with various maintenance concepts through normalization and weight setting. It is expected to be of technical help in the application of RAM-C in the weapon system acquisition stage.
무기체계의 성능을 뜻하는 작전운용성능(Required Operational Capability)은 신규 무기체계의 소요 결정 시 함께 결정되며, 무기체계의 획득부터 전술적인 운용에 이르기까지 결정적인 영향을 미치기 때문에 이를 정의하는 것은 매우 중요한 일이다. 본 연구에서는 새롭게 개발되는 무기체계인 관측포탄의 ROC를 검증하기 위한 시뮬레이션 기반의 방법론을 제안한다. 이를 위해, ROC를 구성하는 무기체계의 주요 성능과 무기체계의 성능에 영향을 미치는 외부환경요인을 입력값으로 하고, 작전운용효과를 결과값으로 출력하는 이산사건 시뮬레이션 모델을 제안한다. 시뮬레이션 모델을 구현하는데 필요한 모의논리를 설명하고 민감도 분석 등 다양한 시뮬레이션 결과를 활용하여 ROC를 검증할 수 있는 방법에 대해 설명한다. 본 연구는 관측포탄과 같이 유사무기체계가 없고 군의 분석모델을 직접적으로 활용하기 어려운 무기체계의 ROC를 분석하고 작전효과를 예측할 수 있는 방법론으로 활용이 가능할 것이다.
국가 방위를 위한 무기체계의 획득은 다른 분야와 비교할 때 상대적으로 비용이 과다히 소모되고, 획득자원의 시험과정 등이 매우 위험하며 획득결과의 품질이 매우 중요하다. 이러한 무기체계 획득의 특성으로 인해서 모의실험이 필수적으로 이루어지고 있으며, 이를 시뮬레이션 기반 획득(SBA, Simulation Based Acquisition) 이라고 한다. 그런데, 모의실험을 위한 모델개발 및 이의 실행분석이 갖는 비용이 무시할 수 없는 수준이기 때문에 모의실험이 갖는 효과도에 대한 분석에 대한 연구필요성이 제기되어 왔다. 본 연구에서는 이러한 효과도 분석에 요구되는 4가지의 지표를 제시하고, 이 지표들이 기존 연구에 어떻게 적용될 수 있는지에 대한 사례분석을 수행하였다. 비록 기존 연구들이 이러한 지표를 고려하지 않았지만, 본 논문에서 명시하고 있는 효과도에 대한 고찰을 통해 모의실험의 국방 획득 과정에서의 필요성을 확인 할 수 있다.
군 요구분석부터 시험평가까지 전반적인 단계에 활용 가능한 합성 전장 환경을 구성하기 위해 컴포넌트기반 체계모의환경(AddSIM)이 개발되었다. 또한 AddSIM을 효과적으로 활용하기 위해 표준화된 계층구조를 가지는 무기체계 컴포넌트 모델인 기본체계모델(BSM)이 개발되었다. 본 논문에서는 AddSIM에서 운용 가능한 유도 무기체계의 BSM 상세 설계에 관해 기술한다. 유도 무기체계 BSM은 재사용성과 상호 운용성을 고려해 설계되었으며 조립성을 고려해 상이한 해상도의 하위컴포넌트에 대해서도 동일한 인터페이스를 갖도록 설계되었다. 그리고 컴포넌트 해상도 분류 체계에 따라 각 하위 컴포넌트의 해상도 별 컴포넌트를 정의 및 구현했다. 최종적으로 하위 컴포넌트 조합을 통해 다양한 해상도의 유도 무기체계 모델을 구성하였으며 시뮬레이션을 통해 성능을 비교 분석했다.
Purpose: In this research, we develop an effectiveness analysis simulation model using Agent Based Modeling with Communication Effects for the development of a new weapon system. Methods: To describe the future battlefield that has more complexity, we develop Agent Based Modeling to describe communication Effects. We use the communication theory (Path-Loss Model) and the real map. Results: We have compared simulation model with real map and simulation model without real map. The Blue Survival Ratio of simulation model with real map is worse than one without real map since the performance of communication gets lower. Conclusion: There are many studies about the effectiveness analysis of a weapon system. Most of previous researches assumed no communication error. In the real world, however, it's not appropriate assumption. Therefore, this study considers the communication error and shows that it is important factor in the effectiveness analysis.
다양한 무기체계 중 대표적인 지상 무기체계인 전차는 각국의 핵심 전력 중 하나로, 전차의 운용 개념과 효과도 분석을 통해 과학적 분석 기반의 비용 효과적인 연구개발을 할 수 있다. 이를 위하여 교전 시뮬레이션 기술이 활용될 수 있는데, 전차 무기체계를 모델링함에 있어 전차의 기동, 통신 등과 같은 물리적인 요소뿐만 아니라, 운용교리를 반영한 효과분석을 위하여 전차장 등의 의사결정을 모델링하는 논리 모델도 중요하다. 이 논문에서는 무기체계 통합시뮬레이션 소프트웨어(AddSIM)에서 제공하는 무기체계 모델의 표준 아키텍처인 기본체계모델(Base System Model, BSM)에 맞추어 전차 교전 시뮬레이션에 필요한 전차 BSM 설계방법에 대하여 논한다. 특히 논리 모델을 인간 의사결정 모델에 근거하여 세분화하였으며, DEVS 형식론이라는 수학적 형식론에 기반한 정형적인 모델링 방법으로 모델링하였다. 그 결과 전차 BSM을 계층적이고 모듈화된 형태로 제안하였다. 제안하는 방법은 향후 우리 군의 전차 운용 개념 연구와 전차의 효과분석 등에 활용될 것으로 기대된다.
The defense M&S system, which has been classified as a weapon system between requirements determination and project implementation, is being developed by applying the weapon system development procedure of the Defense Acquisition Program Administration. The M&S system abstracts and models the real world to suit the intended use and proceeds with the process of developing it as a software-oriented system. Overseas, the conceptual model development stage is staged before entering the design stage after the requirements analysis. In addition, each step includes verification and validation processes. In Korea, while establishing and applying the weapon system development procedure based on the SE process, the M&S system is also applied in the same way as the general weapon system, limiting appropriate development outputs and verification and validation. In this study, the system development procedure of the M&S system is established and presented based on the relevant standards and SE process of developed countries.
In the development stage of weapon system, it is important to analyze RAM(Reliability, Availability and Maintainability) characteristics. RAM simulation is one of the advanced techniques for analyzing RAM to overpass the limit of mathematical techniques. However, it is necessary to obtain correct input data for reliability and maintainability about target and support system to get highly accurate results through RAM simulation. In this study, we propose the technical method to improve the results by defining input data of simulation more correctly based on analyzing effects of RAM characteristics by major factors.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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