신뢰성기반비용관리(RAM-C) 분석 보고서 샘플

사단정찰용 UAV 체계

신뢰성기반비용관리(RAM-C)

분석 보고서 요약

(RAM-C Analysis Report Executive Summary)

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< 목 차>

 

Ⅰ. 개 요 1

1. 문서내용 요약 1

2. 보안 및 주의사항 1

Ⅱ. 체계 정보 2

1. 체계 소개 2

1.1 UAV 제원 2

1.2 지상체 기능 2

1.3 운용개념 3

1.3.1 평시 3

1.3.2 전시 3

1.4 운용환경 4

2. 체계 OMS/MP 5

2.1 운용 소요 예상에 대한 기본 방침 및 제한 사항 5

2.1.1 기본 방침 5

2.1.2 제한 사항 5

2.2 평시 OMS/MP 5

2.2.1 평시 OMS 5

2.2.2 평시 MP 6

2.3 전시 OMS/MP 7

2.3.1 전시 OMS 7

2.3.2 전시 MP 7

3. 연간운용소요(AOR) 9

4. RAM 분석 요구조건 9

4.1 신뢰도 산출조건 9

4.1.1 운용 온도 및 환경 조건 9

4.1.2 부품 품질등급(Quality Factor) 10

4.1.3 NPRD Mile/Hour 변환 계수 11

4.1.4 체결류 고장률 11

4.1.5 운용환경 변환계수 11

4.2 정비도 산출식 12

4.2.1 MTTR (평균 수리시간) 12

4.2.2 MTBPM (예방 정비간 평균시간) 12

4.3 운용가용도(Ao) 산출식 12

Ⅲ. 신뢰성기반비용관리(RAM-C) 분석 13

1. 유지관리 핵심 요소 13

2. 운용성 개선사항 13

2.1 예방정비 최적화 13

2.1.1 예방정비 대상품목 기본정보 13

2.1.2 최적 정비주기 및 최소 정비비용 14

2.2 비행체 계획창정비(PDM) 15

2.2.1 공학적 기준 (신뢰도 시뮬레이션) 15

2.2.2 성능유지 기준 16

2.2.3 비행체 계획창정비(PDM) 수행 16

3. PBL 개략추정비용(ROM-C) 17

3.1 유사체계 비교 17

3.2 수기식 산출 17

3.3 PBL 개략예산(안) 18

4. 신뢰성기반비용관리(RAM-C) 분석 19

4.1 대안별 운영유지비 분석 기초자료 19

4.1.1 부대별 운영 및 정비 요원 19

4.1.2 대안별 운영 및 정비 요원 19

4.1.3 운영유지비 구조(CBS) 및 비용추정식(CER) 20

4.2 운용가용도 분석 21

4.2.1 분석 대상 및 산출 방법 21

4.2.2 분석 결과 21

4.3 대안별 운영유지비 분석 (2025년) 22

4.3.1 대안1 운영유지비 22

4.3.2 대안2 운영유지비 23

4.3.3 대안3 운영유지비 24

4.4 대안별 운영유지비 비용이득분석(CBA) 25

4.4.1 대안별 운영유지비 25

4.4.2 대안1(PBL 미수행) 대비 PBL 수행시 운영유지 이득비용 26

5. PBL 예산 27

5.1 대안별 PBL 예산 및 운영유지 이득비용 27

5.2 PBL 예산편성(안) 27

Ⅳ. 야전 운용데이터 분석 28

1. 비행 및 운용 시간 28

2. 비행 중지 기간 및 사유 30

3. 체계 고장 및 결함 31

3.1 체계 고장 및 결함 분류 31

3.2 비행체 및 지상체 고장분류 31

4. 체계 RAM 분석 32

4.1 신뢰도 분석 32

4.1.1 체계 MTBF 및 MTBCF (년간) 32

4.1.2 체계 MTBF 및 MTBCF (월간) 33

4.1.3 MFHBF 및 MFHBCF (년간) 33

4.1.4 MFHBF 및 MFHBCF (월간) 34

4.2 정비도 분석 35

4.3 가용도 분석 35

5. 고장다빈도품목 및 장기조달품목(LLTI) 36

5.1 고장다빈도품목 36

5.2 장기조달품목(LLTI) 38

Ⅴ. 최종 요약 및 결론 39

1. 유지관리 핵심 요소 평가 39

2. 운용성 개선사항 39

2.1 최적 정비주기 및 최소 정비비용 39

2.2 비행체 계획창정비(PDM) 수행 39

3. PBL 개략추정비용(ROM-C) 40

4. 신뢰성기반비용관리(RAM-C) 분석을 통한 PBL 예산 검증 40

4.1 PBL 예산 및 운영유지 이득비용 40

4.2 PBL 예산편성(안) 41

5. 결론 41

첨부1. 약어목록 42

첨부2. 참고문헌 43

 

 

Ⅰ. 개 요

본 기술문서는 사단 정찰용 UAV 체계의 신뢰성기반비용관리(RAM-C) 분석 및 PBL 비용 추정 결과를 다룬다.

 

1. 문서내용 요약

구 분	내 용
Ⅰ. 개요	신뢰성기반비용관리(RAM-C) 분석보고 문서 개요 기술
Ⅱ. 체계 정보	사단정찰용 UAV 체계 정보, OMS/MP 요약 및 RAM 분석 요구조건 기술
Ⅲ. 신뢰성기반비용관리 (RAM-C) 분석	유지관리 핵심 요소, 운용성 개선사항(예방정비 최적화 및 비행체 PDM 수행 필요성), PBL 개략추정비용(ROM-C), 신뢰성기반비용관리(RAM-C) 분석(최적 대안으로써 PBL 수행 방안) 등 제안
Ⅳ. 야전 운용데이터 분석	운용배치 후 야전 운용데이터에 대한 RAM 분석 결과 및 고장다빈도/장기조달 품목 제시
Ⅴ. 최종 요약 및 결론	신뢰성기반비용관리(RAM-C) 및 야전 운용데이터 분석 결과 및 PBL 수행전략 요약
첨부1. 약어목록	본 문서에 수록된 약어목록
첨부2. 참고문서	본 문서 작성에 참고한 문서

 

2. 보안 및 주의사항

본 문서는 관련자 이외의 대여 또는 열람을 금하며, 발행권자의 승인 없이 복제, 복사 및 인용을 금하며 문서가 무단 유출 되지 않도록 한다.

 

Ⅱ. 체계 정보

1. 체계 소개

1.1 UAV 제원

전장/전폭/전고	3.7 / 4.5 / 0.9 m
최대이륙중량	150 kg
운용고도/체공시간	2 km이상 / 5.5시간
엔진	35 HP Rotary
최대/운항 속도	200 / 130 km/h
감지기 성능	주간 7 km / 야간 5km
이·착륙	150 x 50 m 야지 이·착륙

 

1.2 지상체 기능

지상/이착륙 통제장비	임무 비행체 통제 및 실시간 동영상 전송
지상중계장비	데이터링크 중계
지상지원장비	운용 및 정비 지원장비 탑재
비행체 운반차량	비행체 4대 탑재
발사/회수장비	비행체 발사 장치, 그물회수
지상정밀위치추적장비	비행체 자동 착륙 유도

 

1.3 운용개념

1.3.1 평시

• 운용요원 양성 및 기술습득을 위한 수준유지 훈련
• 포병사격 훈련시 표적정보 및 전투피해평가 제공
• 대침투작전 및 국지도발 대비작전 지원
• 접적지역 감시 및 해·강안감시 임무수행
• 부대훈련시 지원

 

1.3.2 전시

• 사단 작전 및 관심지역에 대한 실시간 영상정보 획득
• 적 부대, 시설, 장비, 화력지원수단에 대한 표적 획득
• 화력유도 및 전투피해평가 제공
• 주요 축선 적 기동부대중점감시

 

1.4 운용환경

구 분	환경 조건	제한 사항
온 도
습 도
강 우
풍속
진 동
충 격
전자기 복사

 

2. 체계 OMS/MP

2.1 운용 소요 예상에 대한 기본 방침 및 제한 사항

2.1.1 기본 방침

• 사단급 부대에서 가능한 부대 훈련 및 교육 훈련 소요만 예측
• 영상감지기의 성능(주간, 3m×6m, 7㎞거리)이 지상인력의 이동 상황을 식별하기 어려우므로 소대급 훈련사항은 고려대상에서 제외
• 주특기 능력 훈련은 운용요원 양성 및 기술습득을 위한 주특기 능력 훈련은 육군정보학교에서 수행하므로 일반적인 부대 운용 소요에서 제외

2.1.2 제한 사항

• 기후 및 환경(공역상황 등)에 의한 운용 불가능 일수 미고려

 

2.2 평시 OMS/MP

2.2.1 평시 OMS

임무(전술훈련)		연간 훈련 횟수	훈련 부대수	운용일수	연간 총 운용일수
포병사격 훈련지원	포병연대급 부대훈련	격년1회 (연 0.5회)
대부대 훈련지원	호국훈련	연1회
	사단급부대훈련	연1회
	보병연대급 부대훈련	격년1회 (연 0.5회)
	혹한기 훈련	연1회
	지상협동훈련	연2회
	침투 및 국지도발 대비훈련	연4회
교육훈련	주특기능력훈련	연104회(주2회)
합계

2.2.2 평시 MP

구 분	비행체	통제장비	정밀위치추적기	발사장비	회수 장비	운용 시간
임무 유형	-	설정(임무계획)	설정(임무계획)	설정(임무계획)	-
	이륙	이륙통제	비행체 위치추적 및 정보전송	비행체 발사
	상승	비행조종	-	-
	이동
	통제권변경 (LRS→GCS)	통제권변경
	임무지역 이동	비행조종
	임무비행 (정찰, 감시)	비행조종, 임무장비통제
	귀환	비행조종
	통제권변경 (GCS→LRS)	통제권변경
	귀환	비행조종
	착륙	착륙통제	비행체 위치추적 및 정보전송		비행체 회수
합 계

 

2.3 전시 OMS/MP

2.3.1 전시 OMS

구분	임무	운용일수
전투 수행시	전투지역 정찰 및 BDA 포병화력유도
비 전투시	전장감시 및 중요 표적자료 획득

 

2.3.2 전시 MP

구 분	비행체	통제장비	정밀위치추적기	발사장비	회수 장비	운용 시간
임무유형	-	설정(임무계획)	설정(임무계획)	설정 (임무계획)	-
	이륙	이륙통제	비행체 위치추적 및 정보전송	비행체 발사
	상승	비행조종	-	-
	이동
	통제권변경 (LRS→GCS)	통제권변경
	임무지역 이동	비행조종
	임무비행 (정찰, 감시)	비행조종, 임무장비통제
	귀환	비행조종
	통제권변경 (GCS→LRS)	통제권변경
	귀환	비행조종
	착륙	착륙통제	비행체 위치추적 및 정보전송		비행체 회수
합 계

 

 

3. 연간운용소요(AOR)

단위 : 시간

비행체

지상체

비행체 (4대)

GCS/GRS 비행체 120%

GVT (135회*왕복*1)

GSE (135회*1)

발사장비 비행체 7%

회수장비 비행체 12%

GPLT 비행체 9%

 

4. RAM 분석 요구조건

4.1 신뢰도 산출조건

4.1.1 운용 온도 및 환경 조건

비행체	환경	전자
		기계
	온도(℃)
	시간
	운용률
이착륙 통제장비	환경	전자
		기계
	온도(℃)
	시간
	운용률
지상 통제장비	환경	전자
		기계
	온도(℃)
	시간
	운용률
지상 중계장비	환경	전자
		기계
	온도(℃)
	시간
	운용률
지상정밀 위치추적 장비	환경	전자
		기계
	온도(℃)
	시간
	운용률
발사장비	환경	전자
		기계
	온도(℃)
	시간
	운용률
회수장비	환경	전자
		기계
	온도(℃)
	시간
	운용률
비행체 운반차량	환경	전자
		기계
	온도(℃)
	시간
	운용률
지상지원 정비장비	환경	전자
		기계
	온도(℃)
	시간
	운용률

 

4.1.2 부품 품질등급(Quality Factor)

대상 품목	적용 기준
	Data Sheet	Worst case
Microcircuit	Mil-Spec	Commercial
Semiconductor
Resistor
Capacitor
Inductor
Relay
Switch
Connector
Meter
Quartz Crystal
Fuse

4.1.3 NPRD Mile/Hour 변환 계수

연간임무횟수	연간운용시간	임무 이동거리	시간당 이동 거리	Mile/Hour Factor

 

4.1.4 체결류 고장률

분류	고장률	운용환경
볼트류	0.0020	GM
와셔류	0.0032
너트류	0.1188
나사류	0.0234
브래킷	0.0107

 

4.1.5 운용환경 변환계수

* MTBF 기준 변환계수 (MIL-HDBK-338B)

 

4.2 정비도 산출식

4.2.1 MTTR (평균 수리시간)

MTTR = i=1nTFiETii=1nTFi

여기서,

i = 보수정비활동

TFi = i 보수정비활동 빈도(Task Frequency)

ETi = i 보수정비소요시간

n = 총 보수 정비활동 수

4.2.2 MTBPM (예방 정비간 평균시간)

MTBPM = AORi=1NTFi

여기서,

i = 예방정비활동

TFi = i 예방정비활동 빈도

N = 총  예방 정비활동 수

4.3 운용가용도(Ao) 산출식

 

Ao = OT + STOT + ST + Tcm + Tpm + TALDT

여기서,

OT : 연간 운용시간

ST : 연간 대기시간

Tcm : 연간 총 보수정비 시간

Tpm: 연간 총 예방정비 시간

TALDT : 연간 총 행정 및 군수지연 시간

 

Ⅲ. 신뢰성기반비용관리(RAM-C) 분석

• 유지관리 핵심 요소 식별
• 운용성 개선사항(예방정비 최적화 및 비행체 PDM 수행) 제시
• 신뢰성기반비용관리(RAM-C) 분석을 통한 운영유지비 최소화 방안 제시

1. 유지관리 핵심 요소

유지관리 요소		목표값 (OMS/MP 기준)	분석값
KPP	운용가용도(Ao)		81.5%
KSA	신뢰도(MTBF)		35.9 시간
KSA	정비도(MTTR)		0.6 시간
APA	연간운용소요(AOR)		-
APA	연간운용일수(AOD)

 

2. 운용성 개선사항

2.1 예방정비 최적화

2.1.1 예방정비 대상품목 기본정보

구분비행체지상체체계

Failure Rate (횟수/106시간)	4,099	16,139	20,237
MTBF	244	61.96	49.41
예방정비비용(원)	5,620,754,304	991,086,827	6,611,841,131
보수정비비용(원)	55,145,380,480	4,955,434,137	60,100,814,617
최소주기(시간)	27.5	40.8	27.5
최대주기(시간)	2,798	2,000	2,798
평균주기(시간)	974	505	610
최적주기(시간)	27	40	27

 

2.1.2 최적 정비주기 및 최소 정비비용

ㅇ Spreadsheet Simulation 

T	F(t)	R(t)	Mean Cost	Add to Integral	Integral R(t)	Mean Cost / Mean Cycle	Optimal Time
5	0.000001488	0.99999851	5,620,828,009	4.999992559	4.999992559	1,124,167,275
10	0.000005953	0.99999404	5,621,049,125	4.999970235	9.999962794	562,107,004
15	0.000013394	0.99998660	5,621,417,649	4.999933029	14.99989582	374,763,779
20	0.000023811	0.99997618	5,621,933,578	4.999880941	19.99977676	281,099,816
25	0.000037205	0.99996279	5,622,596,907	4.999813971	24.99959073	224,907,558
30	0.000053575	0.99994642	5,623,407,630	4.999732121	29.99932285	187,451,152
1,390	0.108650449	0.89134955	11,001,627,200	4.456747752	1338.225725	8,221,055
1,395	0.109389036	0.89061096	11,038,205,456	4.453054816	1342.67878	8,221,032	Optimal    Time

 

ㅇ 결과

구분	비행체	지상체	체계
최적정비주기(시간)	1,395	8,240	7,190
최적정비주기(년)	5.0	6.1	5.3
최소 정비비용(원)	8,221,107	250,912	1,877,962

 

2.2 비행체 계획창정비(PDM)

• 계획창정비(PDM)를 통한 비행체 신뢰성 개선 및 운영유지비 최소화
• 공학적/성능유지 기준 최적주기 결정

 

2.2.1 공학적 기준 (신뢰도 시뮬레이션)

ㅇ 기초 데이터

MTBF	60.19
AOR(시간)	279.75
MTBPM(시간)	24
Recovery Ratio	99.7%
PDM Interval Reliability	80%

 

ㅇ Spreadsheet Simulation

PM	Inherent Reliability	R(t)	PDM Interval	Operation Time	Operation Year
0	1.0000000000	1.0000		0	0
1	0.6711669724	0.9965		24	0.09
2	0.4504651049	0.9930		48	0.17
3	0.3023373006	0.9895		72	0.26
4	0.2029188107	0.9861		96	0.34
5	0.1361924038	0.9826		120	0.43
6	0.0914078434	0.9792		144	0.51
7	0.0613499255	0.9758		168	0.60
8	0.0411760437	0.9723		192	0.69
9	0.0276360006	0.9689		216	0.77
10	0.0185483709	0.9655		240	0.86
62	0.0000000000	0.8046		1488	5.32
63	0.0000000000	0.8018		1512	5.40
64	0.0000000000	0.7990	PDM Interval	1536	5.49

 

ㅇ 결과

PDM 주기(시간)	1,536
PDM 주기(년)	5.49

 

2.2.2 성능유지 기준

• 비행체 주요 구성품이 안테나(고주파 부품) 특성
• 체계개발 시험평가 및 운용 데이터를 분석한 결과 대략 5년 이내 성능열화(Degradidation) 특성, 적정 계획창정비 주기는 5년으로 판단

 

2.2.3 비행체 계획창정비(PDM) 수행

• 계획창정비(PDM)를 통한 비행체 신뢰성 개선 및 운영유지비 최소화를 위해,
• 공학적/성능유지 기준인 5년 주기로 비행체 계획창정비(PDM) 수행 필요

 

3. PBL 개략추정비용(ROM-C)

3.1 유사체계 비교

구분		군단무인기	사단무인기	비고
배치 체계		5식	16식
비행체 대수		23대	64대
PBL 계약	기간	19년 3월 ~ '23년 12월 (58개월)	25년 1월 ~ '29년 12월 (60개월)
	금액	304억원	약 875억원	계약금액/23대/58개월 *60개월*64대

 

3.2 수기식 산출

구분	PBL Cost [5년, 억원]						비고
	합 계	기술지원(1) ('23기준)	수리부속 구매 / 정비비(2)
			소 계	비계획 품목	주기교환품목	부수품목
수기식	838.33	301.22	537.11	439.85	90.46	6.81

(1) 기술지원(21명, 협력업체 포함) : FSR(11명) + 기술지원(10명)

      인건비 : ‘23년 엔지니어링대가 및 방산원가 평균 적용

(2) 수리부속(6,415품목) 대상 : Σ품목별(AOR/MTBF*수량*배치대수*가격) [PA* 품목]

 

구분	PBL Cost [1년, 억원]						비고
	합 계	기술지원 ('23기준)	수리부속 구매 / 정비비
			소 계	비계획 품목	주기교환품목	부수품목
수기식	167.67	60.24	107.42	87.97	18.09	1.36

 

3.3 PBL 개략예산(안)

단위 : 억원 / 인건비 5%, 재료비 3.5% 상승률 적용

구 분		계	2025년	2026년	2027년	2028년	2029년
PBL 개략예산(안)		908.90	167.67	174.43	181.49	188.83	196.49
	수리부속구매/정비비	576.04	107.42	111.18	115.07	119.10	123.27
	기술지원(용역)	332.86	60.24	63.25	66.41	69.74	73.22

 

4. 신뢰성기반비용관리(RAM-C) 분석

4.1 대안별 운영유지비 분석 기초자료

• 대안1 : PBL 미계약시 운영유지비
• 대안2 : PBL 계약 (부대/야전/창정비 전 수리부속 구매 + 부대/야전/창 정비지원)
• 대안3 : PBL 계약 (야전/창정비 수리부속 구매 + 부대/야전/창 정비지원)

 

4.1.1 부대별 운영 및 정비 요원

No	구분	인원(명)	부대수	소계(명)	비고
1	운영			180
2	부대정비			60
3	야전정비			24	무인기 정비 : 47명
합 계				264

 

4.1.2 대안별 운영 및 정비 요원

No	구분	총 인원(명)
		대안1	대안2	대안3
1	운영	180	180	180
2	부대정비	60	30	36 (2.4명/부대)
3	야전정비	24	12	12
합 계		264	222	228

 

4.1.3 운영유지비 구조(CBS) 및 비용추정식(CER)

* 운영유지비 구조 : 국방전력발전업무훈령 및 총수명주기관리업무훈령 반영

L	CBS No.	비용구조 (CBS)					비용 추정식 (CER)
1	3	운영유지비					운영비 + 유지비 + 지원비
2	3.1		운영비				운영요원비 + 연료비 + 탄약비
3	3.1.1			운영요원비			직접운영요원비 + 간접운영요원비
4	3.1.1.1				직접운영요원비		운용부대임률*운영요원수*운용부대수
4	3.1.1.2				간접운영요원비		직접운영요원비*10%
3	3.1.2			연료비			1회 유류비(연료/오일 단가)*연간운용회수*배치체계
3	3.1.3			탄약비			[미적용]
2	3.2		유지비				장비유지비 + 정비요원비
3	3.2.1			장비유지비			(부대정비 + 야전정비 + 창정비) 수리부속 + 계약기반 군수지원비
4	3.2.1.1				부대정비비(수리부속)		비계획품목(수요예측도구 + 전문가 분석) + 주기교환품목 + 부수지원품목
4	3.2.1.2				야전정비비(수리부속)		비계획품목 (수요예측도구 + 전문가 분석)
4	3.2.1.3				창정비비		비계획품목(수요예측도구 + 전문가 분석 + 지원실적)
4	3.2.1.4				계약기반 군수지원비		PBL + CLS 비용
5	3.2.1.4.1					PBL 비용	정비비 [수리부속구매] + 정비요원비 [부대/야전/창정비 지원]
5	3.2.1.4.2					CLS 비용	[미적용]
4	3.2.1.5				기술지원비		기술지원실적
4	3.2.1.6				장비유지활동비		(정비비 + 기술지원비)*10%
3	3.2.2			정비요원비			(부대정비 + 야전정비 + 창정비) 요원비
4	3.2.2.1				부대정비요원비		부대정비임률*부대정비요원수*부대수
4	3.2.2.2				야전정비요원비		야전정비임률*야전정비요원수*부대수
4	3.2.3.3				창정비요원비		창정비임률*창정비소요빈도*평균창정비시간
2	3.3		지원비				지원장비유지비 + 지원요원비 + 부대운영비 + 시설유지비 + 교육비
3	3.3.1			지원장비유지비			장비유지비*10%
3	3.3.2			지원요원비			행정 및 군수지원 비용
3	3.3.3			부대운영비			[미적용]
3	3.3.4			시설유지비			[미적용]
4	3.3.4.1				운영시설비
4	3.3.4.2				지원시설비
3	3.3.5			교육비			교육실적(연4회*배치체계)
4	3.3.5.1				직무교육비
4	3.3.5.2				부대훈련비

 

4.2 운용가용도 분석

4.2.1 분석 대상 및 산출 방법

ㅇ 분석 대상 : 수리부속 6,145 품목

ㅇ 정비업무시간

정비업무		평균 소요시간
		부대	야전	창
비계획정비
	시험 : X* 품목 (부대/야전/창)	1	4	48
	교환 : P* 품목 (부대/야전/창)	1	3	24
	수리 : P*O/F/D 품목 수리(부대/야전/창)	4	8	72
계획정비
	검사 : (부대/야전)	0.5	1
	예방정비 : 주기교환 (부대/야전)	2	4

 

ㅇ 운용가용도 산출

• Up Time = 운용시간 [연간운용시간*배치체계] + 대기시간 [Down Time - 운용시간]
• Down Time = Tcm + Tpm + TALDT
• Tcm = ∑ [연간 품목별 비계획 정비소요 * 품목별 비계획정비 평균 소요시간]
• Tpm = ∑ [연간 품목별 계획 정비소요 * 품목별 계획정비 평균 소요시간]
• TALDT = ∑ [품목별 비계획 정비소요 * 품목별 행정/군수지연 평균 소요시간(8시간)]

4.2.2 분석 결과

단위 : 시간

구분	부대	야전	창	SUM	Ao
Up Time	114,211	-	-	114,211	81.5%
Tcm	282	2,495	14,353	17,130
Tpm	2,729	1,217	-	3,946
TALDT	2,160	2,282	428	4,870
Total Time	119,382	5,995	14,782	140,159

 

4.3 대안별 운영유지비 분석 (2025년)

4.3.1 대안1 운영유지비

L	CBS No.	비용항목					운영유지비	비고
1	3	운영유지비
2	3.1		운영비
3	3.1.1			운영요원비
4	3.1.1.1				직접운영요원비			초급숙련기술자(12명/부대), 임률(78,415)
4	3.1.1.2				간접운영요원비
3	3.1.2			연료비
3	3.1.3			탄약비
2	3.2		유지비
3	3.2.1			장비유지비
4	3.2.1.1				부대정비비(수리부속)			운용가용도 80% 이상 충족
4	3.2.1.2				야전정비비(수리부속)
4	3.2.1.3				창정비비
4	3.2.1.4				계약기반 군수지원비
5	3.2.1.4.1					PBL 비용
5	3.2.1.4.2					CLS 비용
4	3.2.1.5				기술지원비
4	3.2.1.6				장비유지활동비
3	3.2.2			정비요원비
4	3.2.2.1				부대정비요원비			중급숙련기술자(4명/부대), 임률(95,028)
4	3.2.2.2				야전정비요원비			고급숙련기술자(4명/부대), 임률(118,160)
4	3.2.3.3				창정비요원비			엔지니어링대가/방산원가 평균 임률(135,830),  18,234M/H 소요
2	3.3		지원비
3	3.3.1			지원장비유지비
3	3.3.2			지원요원비
3	3.3.3			부대운영비
3	3.3.4			시설유지비
4	3.3.4.1				운영시설비
4	3.3.4.2				지원시설비
3	3.3.5			교육비
4	3.3.5.1				직무교육비
4	3.3.5.2				부대훈련비

 

4.3.2 대안2 운영유지비

L	CBS No.	비용항목					운영유지비	비고
1	3	운영유지비
2	3.1		운영비
3	3.1.1			운영요원비
4	3.1.1.1				직접운영요원비			초급숙련기술자(12명/부대), 임률(78,415)
4	3.1.1.2				간접운영요원비
3	3.1.2			연료비
3	3.1.3			탄약비
2	3.2		유지비
3	3.2.1			장비유지비
4	3.2.1.1				부대정비비(수리부속)			(PBL 비용)
4	3.2.1.2				야전정비비(수리부속)			(PBL 비용)
4	3.2.1.3				창정비비			(PBL 비용)
4	3.2.1.4				계약기반 군수지원비
5	3.2.1.4.1					PBL 비용
5	3.2.1.4.2					CLS 비용
4	3.2.1.5				기술지원비			(PBL 비용)
4	3.2.1.6				장비유지활동비			PBL비용*10%
3	3.2.2			정비요원비
4	3.2.2.1				부대정비요원비			중급숙련기술자(2명/부대), 임률(95,028)
4	3.2.2.2				야전정비요원비			고급숙련기술자(2명/부대), 임률(118,160)
4	3.2.3.3				창정비요원비			(PBL 비용)
2	3.3		지원비
3	3.3.1			지원장비유지비
3	3.3.2			지원요원비
3	3.3.3			부대운영비
3	3.3.4			시설유지비
4	3.3.4.1				운영시설비
4	3.3.4.2				지원시설비
3	3.3.5			교육비
4	3.3.5.1				직무교육비
4	3.3.5.2				부대훈련비

 

4.3.3 대안3 운영유지비

L	CBS No.	비용항목					운영유지비	비고
1	3	운영유지비
2	3.1		운영비
3	3.1.1			운영요원비
4	3.1.1.1				직접운영요원비			초급숙련기술자(12명/부대), 임률(78,415)
4	3.1.1.2				간접운영요원비
3	3.1.2			연료비
3	3.1.3			탄약비
2	3.2		유지비
3	3.2.1			장비유지비
4	3.2.1.1				부대정비비(수리부속)
4	3.2.1.2				야전정비비(수리부속)			(PBL 비용)
4	3.2.1.3				창정비비			(PBL 비용)
4	3.2.1.4				계약기반 군수지원비
5	3.2.1.4.1					PBL 비용
5	3.2.1.4.2					CLS 비용
4	3.2.1.5				기술지원비			(PBL 비용)
4	3.2.1.6				장비유지활동비			PBL비용*10%
3	3.2.2			정비요원비
4	3.2.2.1				부대정비요원비			중급숙련기술자(2.4명/부대), 임률(95,028)
4	3.2.2.2				야전정비요원비			고급숙련기술자(2명/부대), 임률(118,160)
4	3.2.3.3				창정비요원비			(PBL 비용)
2	3.3		지원비
3	3.3.1			지원장비유지비
3	3.3.2			지원요원비
3	3.3.3			부대운영비
3	3.3.4			시설유지비
4	3.3.4.1				운영시설비
4	3.3.4.2				지원시설비
3	3.3.5			교육비
4	3.3.5.1				직무교육비
4	3.3.5.2				부대훈련비

 

4.4 대안별 운영유지비 비용이득분석(CBA)

4.4.1 대안별 운영유지비

대안별 운영유지비 비교분석 (단위 : 억원 / 인건비 5%, 재료비 3.5% 상승률 적용)
년도	비용항목				대안1	대안2	대안3	비고
2025년	운영유지비				698.83	633.25	643.51
		운영비			332.23	332.23	332.23
		유지비			339.77	275.23	283.83
			PBL 비용		-	168.82	134.40
		지원비			26.83	25.78	27.45
2026년	운영유지비				729.53	661.25	672.11
		운영비			348.78	348.78	348.78
		유지비			353.76	286.52	295.73
			PBL 비용		-	175.63	140.01
		지원비			26.99	25.94	27.61
2027년	운영유지비				761.70	690.58	702.08
		운영비			366.15	366.15	366.15
		유지비			368.39	298.32	308.15
			PBL 비용		-	182.73	145.86
		지원비			27.16	26.11	27.77
2028년	운영유지비				795.42	721.33	733.49
		운영비			384.39	384.39	384.39
		유지비			383.70	310.65	321.15
			PBL 비용		-	190.12	151.96
		지원비			27.33	26.29	27.95
2029년	운영유지비				830.77	753.54	766.40
		운영비			403.54	403.54	403.54
		유지비			399.71	323.53	334.72
			PBL 비용		-	197.82	158.32
		지원비			27.52	26.47	28.14
합 계	운영유지비				3,816.25	3,459.95	3,517.59
		운영비			1,835.09	1,835.09	1,835.09
		유지비			1,845.33	1,494.25	1,543.58
			PBL 비용		-	915.12	730.55
		지원비			135.82	130.60	138.92
평 균	운영유지비				763.25	691.99	703.52
		운영비			367.02	367.02	367.02
		유지비			369.07	298.85	308.72
			PBL 비용		-	183.02	146.11
		지원비			27.16	26.12	27.78

 

4.4.2 대안1(PBL 미수행) 대비 PBL 수행시 운영유지 이득비용

대안1 대비 운영유지 이득비용 (5년간, 기준년도 : 2023년 / 단위 : 억원)
년도	비용항목				대안1	대안2★	대안3	비고
합 계 (5년)	운영유지비				3,816.25	356.30	298.65	5년간 대안2 약 356억원 이득
		운영비			1,835.09	-	-
		유지비			1,845.33	351.08	301.75
		지원비			135.82	5.22	- 3.09
평 균 (5년)	운영유지비				763.25	71.26	59.73	연간 대안2 약 71억원 이득
		운영비			367.02	-	-
		유지비			369.07	70.22	60.35
		지원비			27.16	1.04	- 0.62

• 대안1 : PBL 미계약시 운영유지비
• 대안2 : PBL 계약 (부대/야전/창정비 전 수리부속 구매 + 부대/야전/창 정비지원)
• 대안3 : PBL 계약 (야전/창정비 수리부속 구매 + 부대/야전/창 정비지원)

 

5. PBL 예산

5.1 대안별 PBL 예산 및 운영유지 이득비용

대안별 PBL 예산 (기준년도 : 2023년 / 단위 : 억원)
년도	대안2		대안3		비고
	PBL 예산	운영유지 이득비용	PBL 예산	운영유지 이득비용
2025년	168.82	65.58	134.40	55.31
2026년	175.63	68.28	140.01	57.41
2027년	182.73	71.12	145.86	59.62
2028년	190.12	74.10	151.96	61.94
2029년	197.82	77.23	158.32	64.37
합 계	915.12	356.30	730.55	298.65
평 균	183.02	71.26	146.11	59.73

 

5.2 PBL 예산편성(안)

• 전 품목 수리부속 조달 및 정비지원을 통한 운영유지비 감소 대안 선택시,
• 연간 182억원, 5년간 915억원 예산 편성 필요

단위 : 억원 / 인건비 5%, 재료비 3.5% 상승률 적용 / Ao 81.5% 기준

구 분		계	2025년	2026년	2027년	2028년	2029년
PBL 예산		915.12	168.82	175.63	182.73	190.12	197.82
	수리부속구매/정비비	582.24	108.58	112.38	116.31	120.38	124.59
	기술지원(용역)	332.88	60.24	63.26	66.42	69.74	73.23

 

 

Ⅳ. 야전 운용데이터 분석

1. 비행 및 운용 시간

구분	비행시간	비행 Sortie 수	체계 운용시간	비행 가용시간	비행 중지시간	연간운용률
2019						76.71%
2020						66.85%
2021						14.25%
2022						35.89%
2023						100.00%
합 계						50.49%
평 균						48.42%

 

 

2. 비행 중지 기간 및 사유

이벤트 발생일	비행 재개일	기간(일)	사유
2019-05-16	2019-08-09	85	이륙후 비행체 낙하산 도어 개방
2020-04-20	2020-05-12	22	엔진정지(점화플러그 파손)
2020-06-05	2020-07-24	49	비행체 착륙간 쏠림 현상
2020-09-14	2020-11-03	50	엔진 정지(연료펌프 결함)
2021-02-08	2021-06-07	129	프로펠러 이탈
2021-06-30	2022-01-03	187	엔진 정지(연료펌프 결함)
2022-01-14	2022-05-23	129	다중 고장(CAN통신/GPLT)
2022-06-03	2022-09-13	102	엘리베이터 작동기 고착

 

3. 체계 고장 및 결함

3.1 체계 고장 및 결함 분류

구분	고장/결함 분류 (횟수)				소 계	점유율
	A	B	C	D
2019	14	12	5	1	32	9.6%
2020	31	35	36	14	116	34.7%
2021	31	66	46	17	160	47.9%
2022	9	9	2	6	26	7.8%
합 계	85	122	89	38	334	100.0%
평 균	21	31	22	10	84

A : 임무 영향 고장 B : 비임무 영향 고장

C : 운용성 개선관련 결함 D : 운용오류/기타 결함

 

3.2 비행체 및 지상체 고장분류

4. 체계 RAM 분석

4.1 신뢰도 분석

4.1.1 체계 MTBF 및 MTBCF (년간)

분류	고장분류		체계 운용시간	MTBF(1)	MTBCF(2)
	A	B
2019				11.79	21.89
2020				11.61	24.71
2021				3.02	9.45
2022				32.38	64.75
합 계				9.41	22.92

(1) MTBF = 체계 운용시간 / (A + B)

(2) MTBCF = 체계 운용시간 / A

 

4.1.2 체계 MTBF 및 MTBCF (월간)

4.1.3 MFHBF 및 MFHBCF (년간)

분류	AF(1)	BF(2)	비행시간	MFHBF(3)	MFHBCF(4)
2019				8.86	24.80
2020				9.71	18.81
2021				3.32	7.923
2022				23.08	69.25
합 계				8.66	19.89

(1) 비행임무 불가 고장

(2) 비행임무 저하 고장

(3) MFHBF = 비행시간 / (AF + BF)

(4) MFHBCF = 비행시간 / AF

4.1.4 MFHBF 및 MFHBCF (월간)

 

4.2 정비도 분석

구분	MDT(1)	MDTR(2)
2019년	1,674	19.10%
2020년	2,664	30.42%
2021년	2,829	32.29%
2022년	4,760	54.34%
합 계	2,982	34.04%

(1) MDT : 고장품목별 평균 복구시간, (품목별 소요군 반납일 - 결함 발생일) 평균시간

(2) MDTR : 연간 고장품목별 평균 복구시간 비율, MDT / 8,760시간

 

4.3 가용도 분석

구분	Up Time(1)	Down Time(2)	AM(3)
2019년	3,236	1,813	64.09%
2020년	11,200	7,327	60.45%
2021년	3,776	11,315	25.02%
2022년	8,576	3,570	70.61%
합 계	26,788	24,025	52.72%
평 균	6,697	6,006	55.04%

(1) Up Time = ∑(연도별 배치기간 + 365 - 비행중지기간)*장비대수

(2) Down Time = ∑장비별[최종 복구일 - 최초 발생일]

(3) 물자가용도, AM = Up Time / (Up Time + Down Time)

 

5. 고장다빈도품목 및 장기조달품목(LLTI)

5.1 고장다빈도품목

1	IADP	A	8	Barometric Pressure Sensor
			4	펌웨어 업데이트
			4	Front-End DC/DC Converter
			3	자세제어 불일치 및 BIT 오류
			1	정확도 오류
			2	붐 고정용 볼트 손상
		B	3	Measurement boom 손상
			2	부식
		소계	27
2	GCU	A	6	냉각팬 미작동
			4	Starter 보드 및 구성모듈 불량
		소계	10
3	EOTS	A	6	방위각 구동모터 불량
			1	영상기반위치보정 업데이트
			1	고저각 리졸버 값이 비정상 출력 오류
			1	1축 자이로 불량
		소계	9
4	엔진	A	2	오일 온도센서 오류
			1	블록히터 불량
			1	엔진 CHT Low
			1	오일라인호스 누유
			1	엔진 오일압력 미달
			1	서보모터 불량
			1	점화플러그 불량
		소계	8
5	완충기	A	4	누유
			2	누유 및 작동불량
		B	1	실린더 엔드 손상
			1	누유 및 작동 불량
		소계	8
6	발사장비	A	2	추진와이어로프 불량
			2	방향전환 조립체 유압계통 누유
			1	제동로프댐퍼조립체 불량
		B	3	방향전환 조립체 유압계통 누유
			2	제동로프댐퍼조립체 손상
			1	소음기 고정 연결부 균열
			1	수동브레이크조립체 손상
		소계	12
7	GCS	B	5	통제석 컴퓨터 오류
			1	교류전원발전기조립체 불량
			1	구동부 조립체 불량
			2	쉘터 냉난방기 불량
			1	VIPER 오일 누유
			1	축조립체 불량
			4	주안테나조립체 반사판 균열
			1	DC 리셉터클 조립체 손상
		소계	16
합      계			90

5.2 장기조달품목(LLTI)

No.	품목	소요일		비고
1	IADP	최대	482.00
		평균	291.75
2	IFF	최대	396.00
		평균	324.00
3	엔진	최대	179.00
		평균	158.00
4	GCU	최대	168.00
		평균	151.00
비행체		최대	482.00
		평균	231.19
5	GCS	최대	761.00
		평균	273.31
6	GPLT	최대	525.00
		평균	346.50
7	GRS	최대	344.00
		평균	227.00
8	발사장비	최대	240.00
		평균	215.67
지상체		최대	761.00
		평균	265.62
체   계		최대	761.00
		평균	248.40

 

 

Ⅴ. 최종 요약 및 결론

1. 유지관리 핵심 요소 평가

유지관리 요소		목표값 (OMS/MP)	분석값	평가 (야전 데이터)	비고
KPP	운용가용도(Ao)		81.5%	70.1%	물자가용도(AM)
KSA	신뢰도(MTBF)		35.9 시간	32.4시간	2022년
KSA	정비도(MTTR)		0.6 시간	2시간 이하	FSR 지원시
APA	연간운용소요(AOR)		-	163시간(체계)	2023년(예상)
APA	연간운용일수(AOD)		-	40일(체계)

 

2. 운용성 개선사항

2.1 최적 정비주기 및 최소 정비비용

구분	비행체	지상체	체계
최적정비주기(시간)	1,395	8,240	7,190
최적정비주기(년)	5.0	6.1	5.3
최소 정비비용(원)	8,221,107	250,912	1,877,962

 

2.2 비행체 계획창정비(PDM) 수행

• 계획창정비(PDM)를 통한 비행체 신뢰성 개선 및 운영유지비 최소화를 위해,
• 공학적/성능유지 기준인 5년 주기로 비행체 계획창정비(PDM) 수행 필요

 

3. PBL 개략추정비용(ROM-C)

• 유사체계(송골매) 비교시 5년간 약 875억원
• 수기식 산출 추정시 5년간 약 908억원

 

단위 : 억원 / 인건비 5%, 재료비 3.5% 상승률 적용

구 분		계	2025년	2026년	2027년	2028년	2029년
PBL 개략예산(안)		908.90	167.66	174.43	181.49	188.83	196.49
	수리부속구매/정비비	576.04	107.42	111.18	115.07	119.10	123.27
	기술지원(용역)	332.86	60.24	63.25	66.41	69.74	73.22

 

4. 신뢰성기반비용관리(RAM-C) 분석을 통한 PBL 예산 검증

4.1 PBL 예산 및 운영유지 이득비용

대안별 PBL 예산 (기준년도 : 2023년 / 단위 : 억원)
년도	전 품목 구매 및 정비  / 전 품목 정비지원		야전 이상 품목 구매 및 정비  / 전 품목 정비지원		비고
	PBL 예산	운영유지 이득비용	PBL 예산	운영유지 이득비용
2025년	168.82	65.58	134.40	55.31
2026년	175.63	68.28	140.01	57.41
2027년	182.73	71.12	145.86	59.62
2028년	190.12	74.10	151.96	61.94
2029년	197.82	77.23	158.32	64.37
합 계	915.12	356.30	730.55	298.65
평 균	183.02	71.26	146.11	59.73

 

4.2 PBL 예산편성(안)

• 전 품목 수리부속 조달 및 정비지원을 통한 운영유지비 감소 대안 선택시,
• 연간 182억원, 5년간 915억원 예산 편성 필요

단위 : 억원 / 인건비 5%, 재료비 3.5% 상승률 적용 / Ao 81.5% 기준

구 분		계	2025년	2026년	2027년	2028년	2029년
PBL 예산		915.12	168.82	175.63	182.73	190.12	197.82
	수리부속구매/정비비	582.24	108.58	112.38	116.31	120.38	124.59
	기술지원(용역)	332.88	60.24	63.26	66.42	69.74	73.23

 

5. 결론

• 야전 데이터 분석결과 가동률 70% 수준(2022년 기준)으로, 주요 원인인 Down Time (수리부속조달기간) 감소를 위한 체계업체 Supply Chain 활용 필요
• 연간운용시간은 체계 1식당 163시간/40일(2023년 3월) 수준으로, 운용률 개선을 위한 운용/정비 지원체계 점검 및 지속적 FSR 현장지원 필요
• 최적주기 예방정비를 통한 신뢰성 개선 및 운영유지비 최소화를 위해, 5년 주기의 비행체 계획창정비(PDM) 수행 필요 (PBL 계약 내 PDM 수행 비용 포함)
• 신뢰성기반비용관리(RAM-C) 분석을 통한 PBL 예산은 5년간 915억원 수준 적정 (가동률 80% 이상 충족 조건)
• 계획된 PBL 계약을 통해 운용률/가동률 향상을 위한 체계적 현장지원 및 기술지원 필요

 

첨부1. 약어목록

AM	Material Availability	물자가용도
Ao	Operational Availability	운용가용도
AOD	Annual Operation Day	연간운용일
AOR	Annual Operation Requirement	연간운용시간
APA	Additional Performance Attribute	추가성과지표
AUC	Airborne Uninhibited Carrier	항공기(조종석 외 수송기)환경
CBA	Cost Benefit Analysis	비용이득분석
CBS	Cost Breakdown Structure	비용분해구조
CHT	Cylinder Temperature	실린더온도
CER	Cost Estimating Relationship	비용추정식
CLS	Contractor Logistics Support	계약자 군수지원
DC	Direct Current	직류
DS	Divisional UAV System	사단정찰용 UAV 체계
EOTS	Electro-Optical Tracking System	영상감지기
ET	Elapsed Time	경과시간
FSR	Field Support Representative	현장지원반
GCS	Ground Control System	지상통제체계
GCU	Generator Control Unit	시동발전기 제어기
GF	Ground Fixed	지상고정환경
GM	Ground Mobile	지상이동환경
GM(N)	Ground Mobile(Not Operating)	지상이동환경(비운용시)
GPLT	Ground Precisional Location Tracker	지상정밀위치추적기
GRS	Ground Relay System	지상중계장비
GSE	Ground Support Equipment	지상지원장비
GVT	Ground Vehicle Transporter	지상비행체운반장비
HP	Horse Power	마력
IADP	Integrated Air Data Probe	통합대기자료센서
IFF	Identification Friend or Foe	피아식별장비
ILS	Integrated Logistics Support	종합군수지원
IPS	Integrated Product Support	통합체계지원
KPP	Key Performance Parameter	핵심성과지표
KSA	Key Supporting Attribute	핵심지원지표
LLTI	Long Lead Time Item	장기조달품목
LRS	Launch Recovery System	이착륙체계
MDT	Mean Down Time	평균복구시간
MDTR	Mean Down Time Ratio	평균복구시간률
MFHBCF	Mean Flight Hours Between Critical Failures	임무고장간 평균비행시간
MFHBF	Mean Flight Hours Between Failures	고장간 평균비행시간
MP	Mission Profile	임무유형
MTBCF	Mean Time Between Critical Failures	임무고장간 평균시간
MTBF	Mean Time Between Failures	고장간 평균시간
MTBPM	Mean Time Between Preventive Maintenance	평균 예방정비간시간
MTTR	Mean Time To Repair	평균 수리시간
NPRD	Nonelectronic Parts Reliability Data	비전자부품 신뢰도 데이터
OMS	Operational Mode Summary	운용형태요약
OMS/MP	Operational Mode Summary/Mission Profile	운용형태요약 및 임무유형
OT	Operating Time	운용시간
PBL	Performance Based Logistics	성과기반군수지원
PDM	Planned Depot Maintenance	계획창정비
RAM	Reliability, Availability, Maintainability	신뢰도, 가용도, 정비도
RAM-C	Reliability, Availability, Maintainability - Cost	신뢰성기반비용관리
ROC	Requirement Operation Capability	작전운용성능
ROM-C	Rough Order of Magnitude - Cost	개략추정비용
ST	Standby Time	대기시간
TALDT	Total Administrative and Logistic Delay Time	총 행정 및 군수지연 시간
TCM	Total Corrective Maintenance Time	총 보수정비시간
TDT	Total Down Time	총 비가동시간
TF	Task Frequency	업무빈도
TPM	Total Preventive Maintenance Time	총 예방정비시간
TT	Total Time	총시간
TUT	Total Up Time	총 가동시간
UAV	Unmanned Aircraft Vehicle	무인항공기
VIPER	Vehicle Integrated Primary Electrical Resource	차량용전원발생장치

 

첨부2. 참고문헌

국방부 훈령 제2749호 (2022.12.30)	국방전력발전업무 훈령	대한민국 국방부
국방부 훈령 제2654호 (2022. 5. 20)	총수명주기관리업무 훈령	대한민국 국방부
805PR0001_V4.0 (2011. 11. 18)	사단 정찰용 UAV 체계개발 운용형태종합 및 임무유형(안)	대한항공
805PP0101_v4.0 (2019. 8. 13)	사단정찰용 UAV 체계 종합군수지원 계획서(ILS-P)	대한항공
805PR0110_v1.0 (2014. 7. 30)	사단정찰용 UAV 체계 RAM 분석 결과 보고서	대한항공
DoD (2009. 6. 1)	Reliability, Availability, Maintainability, and Cost Rationale Report Manual	DoD
Deputy Assistant Secretary of Defense (2017. 2. 28)	Reliability, Availability, Maintainability, and Cost  (RAM-C) Rationale Report Outline Guidance	DoD
MIL-HDBK-338B (1998.10.1)	Electronic Reliability Design Handbook	DoD
TRADOC/AMC P70-11 (1987. 7. 1)	RAM Rationale Report Handbook	US Army