무기 토론방
미해군의 승조원 줄이기 마법 HSI
내공이라고는 쥐뿔도 없고 구글링으로 연명하는 회원입니다.
이게 그 결과 입니다.
이렇게 말이죠.
(이미 버지니아 급 핵잠수함에 사용된 설계 기법이라 신선하게 다가오지는 않네요)
일단 운용 인원을 49명에서 19명으로 칼질 했습니다.
이 기술과
이 기술 덕분에 소수의 인원이 배 전체를 조종할 수 있게 됬습니다.
따라서 이런 통합 합교에서 소수의 인원이 배의 일거수 일투족을 관리 하게 됬습니다.
이 그림이 대표적인 임무 분석을 통해 임무 통합을 통한 인원 칼질의 예입니다.
VLS 자동화
닷 자동화
해상 보급함과 정렬 자동화
헬기 이착함 자동화
고속단정 적재와 하역 자동화
뭔지는 모르겟지만 이것도 자동화 입니다.
데미지 컨트롤시 인원도 역시 극적으로 감소했습니다.
함내 화재시 자동 소화가 됩니다.
요밑에 줌월트는 만 4천톤에 승조원은 147명인데 그보다 훨씬 작은 인천함은 승조원이 120~140명 되니 무능한 해군 out 이라는 말이 자주 나와서(꼭 누굴 지칭하는건 아닙니다. 하지만 대다수 분들의 논조가 이러해서 요약을 한겁니다.) 미 해군은 어떻게 순양함 크기의 배를 꼴랑 150여명의 인원으로 굴리나 조사를 해봤습니다.
일단 비밀 회원님들에게 한가지 질문을 드리겠습니다.
배의 승조원을 줄일려면 자동화 기기로 배를 떡칠 해야 하나요?
답은 반은 정답이고 반은 오답입니다.
미국이 LCS에 40~50명 태우고, 줌 월트에 147명을 태워서 굴리는 마법을 한번 까보겠습니다.
지금부터 나오는 내용은
Human Systems Integration and Crew Design Process Development in the Zumwalt Destroyer Program
A Case Study in the Importance of Wide Collaboration
John Hagan
Bath Iron Works
Paper prepared for the
Committee on Naval Engineering in the 21st Century
Transportation Research Board
2011
문서와
Three principles of human-system integration
ALAN HOBBS
SJSU Foundation/NASA Ames Research Center
BERNARD ADELSTEIN
NASA Ames Research Center
JOHN O’HARA
Brookhaven National Laboratory
CYNTHIA NULL
NASA Langley Research Center
Reducing Manpower for a Technologically Advanced Ship
이문서를 참조 및 번역입니다.
HSI란 NASA에서 우주 개발시 안전 및 개발사업에서 효율적인 인원 관리 및 분배를 위해 진행된 일종에 사회 연구 결과입니다.
여기서 Boohr이라는 분이 Human System Integrate에서 임무의 복잡도에 따라 총 6단계의 시스탬 분류를 했습니다.
이렇게 사람과 시스탬간에는 이런 계층 구조를 이루고 있다고 분석을 하였습니다. 이를 이용 개발 계획이나 시스탬 운용을 계층 구조를 이용에 아주 세세하게 나누었고 이를 기반으로 human factor 분석하는 겁니다.
human factor는 말 그대로 인간의 불안전함이 시스탬에 끼치는 영향들을 지칭하는 겁니다.
이 factor를 Boohr 씨는 3가지로 분류 했습니다.
Question 1: Are task demands compatible with human capabilities and characteristics?
간단 요약 : 이 일이 사람손이 필요 합니까?
Question 2: Has the system been designed to cope with the inevitability of human error?
간단 요약 : 사람이 사고를 치면 이 시스탬이 처리 할 수 있습니까?
Question 3: Does the system take advantage of unique human capabilities?
간단요약 : 이 시스탬이 인간의 능력보다 우수합니까?
이 3가지 기준으로 human factor를 구분 합니다.
NASA에서 제안한 이 임무 분석과 human factor 연구를 이용한 효율적 시스탬 운영에 당연히 미 국방부에도 관심을 가지고 좀 더 연구를 하여 아예 가이드 라인을 제시합니다. 또한 여기에 그치지 않고 임무의 효율성을 위한 무기 설계에 적용도 하기 시작합니다.
이 가이드 라인을 기준으로 여러 무기체계의 자동화와 인력 절감과 임무 효율성 증대에 성공을 합니다.
대표적으로 버지니아 핵 잠수함이 ergo라는 가상의 인간 모델을 이용 인체공학적인 설계를 한것이 있겠네요 시시콜콜한게 너무 많지만 이 글의 주제와는 동떨어지니 스킵하겠습니다.
그럼 이제 우리의 주인공 줌월트의 HSI를 보겠습니다.
일단 미군은 Sailor System Specification (S3)이라는 이름의 승조원에 대한 설계를 합니다.
승조원과 배의 임무에 필요 한 것일 이렇게 총 4부분으로 나누어서 설계에 반영하게 됩니다.
하지만 설계도중 고민해야 할 점이 있는데요
얼마나 적절하게 임무의 단계를 설정 할 것인가?
이 문제는 개발을 하면서 자연히 해결이 됬습니다.
어느 정도까지의 효율성 증대를 할 것인가?
이 문제는(사실상 인원이 달린 문제) 상당수 임무를 통합형 콘솔과 무인화로 때웠습니다.
Comprehensive flow down
이 문제는 이렇게 해결 하기로 했습니다.
그럼 이제 HSI의 기본인 임무를 분석 하기 시작합니다.
미군은 기존의 DDG 설계법에서 벗어나 HSI를 적용하면서 기존의 임무와 개발을 이렇게 최대한 단순화 한 모델로 개발을 시작 했습니다. 그리고 이 모델을 기반으로 개발 업무를 효율적으로 분배를 합니다.
그 다음으로 진행한것이 바로 임무를 논리적으로 분석하여 계층구조로 일일이 분해를 하는 작업입니다.
바로 이렇게 나누는 겁니다. 일단 여기에 사람이 몇명 들어가느냐는 나오지 않습니다. 컴퓨터 논리회로 다루듯이 임무를 쪼개고 쪼갠 임무들이 어떻게 유기적으로 결합되어 전체 시스탬을 이루는지를 분석 하는 단계 입니다.
그 다음 단계로 이렇게 쪼갠 임무에 필요한 인원을 대입 하고 컴퓨터 프로그램으로 시뮬레이션을 합니다.
이렇게 산출된 결과를 바탕으로 여러가지 모델에 대입을 합니다.
대표적으로 견시 모델, 데미지 컨트롤 모델, 총 승무원 모델 이렇게 3가지 모델에 대입을 합니다.
이 모델이 넣어서 가장 최적의 승무원이 몇명인지 산출 하는 겁니다.
이게 그 결과 입니다.
이 과정중에서 다수의 인원이 필요한 임무를 통합하여 소수의 인원이 관리하게 만들거나, 무인화를 하는등 다양한 방법의 인력 절감에 대한 체계적인 수치를 제시를 하고 이를 바탕으로 배 설계를 하는 겁니다.
또한 미리 함선중 함교의 목업을 만들어 연구원과 실제 운영 주체간의 긴밀한 human factor 연구를 같이 합니다.
이렇게 말이죠.
또한 아까 언급 햇다 시피 임무의 효율성을 고려한 인체공학적 설계를 3D 설계 툴을 이용하여 설계를 합니다.
(이미 버지니아 급 핵잠수함에 사용된 설계 기법이라 신선하게 다가오지는 않네요)
이런 인력 절감 모델을 기반으로 이제 다양한 자동화와 인력 절감 결과가 나오기 시작합니다.
일단 운용 인원을 49명에서 19명으로 칼질 했습니다.
이 기술과
이 기술 덕분에 소수의 인원이 배 전체를 조종할 수 있게 됬습니다.
따라서 이런 통합 합교에서 소수의 인원이 배의 일거수 일투족을 관리 하게 됬습니다.
이전같으면 수많은 사람이 필요 했지만요.
이 그림이 대표적인 임무 분석을 통해 임무 통합을 통한 인원 칼질의 예입니다.
줌월트는 견시를 오만가지 센서로 떡칠을 해서 사실상 거이 무인 견시 체제입니다.
특히 여기서 인원이 극적으로 감소 했습니다. 210명이 해야 할일을 34명이서 할 수 있게 됬습니다.
VLS 자동화
닷 자동화
해상 보급함과 정렬 자동화
헬기 이착함 자동화
고속단정 적재와 하역 자동화
뭔지는 모르겟지만 이것도 자동화 입니다.
문 같습니다.
참 그림은 못 구했는데 줌월트 함포인 AGS도 무인 포탑입니다.
데미지 컨트롤시 인원도 역시 극적으로 감소했습니다.
각종 센서를 떡칠 하였고 또한
함내 화재시 자동 소화가 됩니다.
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추가 사항
배 자체 뿐만 아니라 아군 항구에 정박시 다양한 기술을 이용해서 선박 보급도 최적화 시켰습니다.
즉 전체 시스탬을 통째로 새로 짠 셈인거죠.
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이렇듯 줌월트 설계시 이미 세밀한 연구과 시뮬레이션의 결과를 통해 최적화된 인원수를 정해 놓고 거기에 맞게 자동화 장비를 말 그대로 떡칠을 하는 것이고 설계도 인체공학적으로 설계를 하는 겁니다.
그냥 장비만 많이 쑤셔 넣는게 아니라 넣는 것도 이유를 가지고 넣습니다.
정말 아주 이상적인 설계법으로 미국은 줌 월트를 설계 한 셈인고 LCS도 비슷한 과정으로 설계 배치를 하고 있습니다.
하지만 정말 중요한 문제를 설계자들이 놓쳤습니다. 바로 이렇게 자동화로 떡칠을 하니 가격이 폭증한겁니다. 아시다시피 줌월트의 가격은 31억 달러입니다. LCS가격도 만만치 않죠
이덕분이 미국이 149명으로 만 4천톤 배를 굴릴 수 있습에도 불구하고 다시 알레이 버크 급 이지스 구축함으로 회기 했습니다.
또한 이런 모델링으로 최적의 인원을 구해서 실제 함을 건조해서 그 인원 수 대로 인원을 태웠고 바로 문제가 터졌죠. 과도한 인원 칼질로 인해 과한 피로 누적과 1인에게 떨어지는 과중한 업무로 인한 스트레스, 배의 과한 복잡도 상승입니다.
결국 LCS는 컴퓨터과 설계자가 도출한 인원을 초과해서 운영을 하게 됬습니다.
줌월트의 개발에서 우리가 배울점은 우리도 무기를 개발할때 HSI 설계 모델을 도입하는 것이고 배우지 말아야 할 점은 단순 컴퓨터 시뮬레이션으로 도출한 최적의 인원수를 맞추기 위해 신기술을 대폭 도입은 패가 망신이며 절대 그 인원수 대로 배가 정상적으로 운행이 될리가 없다 입니다.
인천함 HSI 모델로 설계해서 140명 인원 막말로 60명 까지 칼질 할 수 있습니다.
하지만 24척 도입은 커녕 8척 정도 근근히 도입을 할 수 있을 정도로 가격이 폭증하는건 생각하셔야 합니다.
다만 차기 함정 KDDX는 이 HSI 모델을 도입해 설계 하는 것을 진지하게 고려해보는게 어떨까 싶습니다.
줌월트 네줄 요약
1. 미국은 차기 ddg 설계할때 기존 ddg 보다 우월해 지고 싶음
2. HSI라는 모델을 이용해서 최적화된 인원을 산출 함
3. 이 인원에 맞게 돌리기 위해 각종 자동화 장치로 떡칠을함
4. 근대 배값이 폭등해서 흐앙 주금
HSI 요약
1. NASA가 우주개발 연구에서 효율적인 연구 개발과 좀더 높은 신뢰성이 필요해 사회연구시작
2. Boohr 이라는 분이 시스탬 복잡도를 기준으로 계층구조로 6단계로 나눔
3. HSI의 세가지 휴먼 펙터 기준으로 임무를 철저히 분석
4. 분석 결과를 이용 자동화를 할지 말지, 어떤 임무를 어떻게 통합을 할지, 임무에 필요한 인원이 몇명인지 산출
5. 이를 이용 연구 개발 및 유지 보수에 적극 활용
6. 흐앙 성공
<발제자의 변>
읽고 있는 보고서가 너무 내용이 방대해서 대충 수박 겉할기 식으로 썻습니다.
보고서 원본이 필요하신분은 http://onlinepubs.trb.org/onlinepubs/nec/6810Hagan.pdf 요 링크로 타고 들어가서 보시면 됩니다.
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- best엄준호 (218.145.xxx.xxx)
- 2013-07-18 23:18:45
- 돈 돈 돈 돈 돈 = 자동화 => 이제 자동화 이야기 꺼내실려면 자동화할 해군예산 부터 따로 편성해야 겠습니다. 의지의 문제가 아니라 돈의 문제가 명확한데 마치 해군이 자동화를 등한시 하는듯한 투의 말을 하시는 분들은 그 근본적인 문제에 대한 해결부터 다루고나서 이야기 하셔야 할듯합니다.
그리고 한가지더 줌왈트는 전시에 절대적으로 우리의 인천급 혹은 각함대 기함정도의 역할을 하는 함정이 아닙니다. 즉 상시적인 위협속에서 활동하는 함정이 아닙니다.
줌왈트는 미국이 필요로 하는 시기와 장소에 파견되는 함정입니다. 그 이외의 상황에서는 극도의 스테레스에 노출되지 않습니다. 줌왈트급 함정이 상시적 전투초계 한다는 말은 들어보지 못했습니다.
하지만 우리는 제1,2 연평해전 대청해전 천안함 피격등의 상황을 겪고 있습니다. 2함대에서 PCC나 FF가 평택을 벗어나는 순간부터 전투의 시작입니다. 언제 어디서 어떤식의 도발이 있을지 모릅니다.
군인이기에 당직근무 스는 것이 당연한것이긴 하지만 태평양 건너면서 적의 도발이 없는 상황속의 당직근무와 언제 어디서 뭐가 나타날지 모르고 정말 호전적인 미치광이들이 주적이라 안심할 수 없는 상태속의 당직근무는 같다고 볼 수 없습니다.
이러한 점이 다른데 어디서 얼만큼 칼질 햇는데? 너희는 뭐하냐? 요런식의 비아냥 지양해 주셧으면합니다. LCS 대려다가 우리 2함대 FF 작전 나가는 대신 한번 뛰어보라 하면 좋겠습니다. 그때도
그정도 인원으로 연안해역에서 전투 초계를 할 수 있을지...
본인 주장에 대해 제대로 공부하시고 토론 하셧으면 좋겠다고 생각합니다. 일단 본인 생각을
막 주장하다 아님말고 식의 발뺌은 같이 토론하는 자로 하여금 정말 힘빠지게 합니다.
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- Lucevista (218.145.xxx.xxx)
- 2013-07-19 03:08:23
- 전 미국이 대단하다고 하는게 저런 체계적인 개발 과정입니다.
KFX도 맨날 공돌이들 갈아넣으면 된다 이따위 개소리 하지말고
다음 플랫폼에도 써먹을 수 있는 체계적인 개발 계획/모델을 세워줬으면 합니다
KFX를 한다는 전제에서 말이죠
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- Lucevista (218.145.xxx.xxx)
- 2013-07-19 03:06:29
- 카티아는 진짜 신이 만든게 아닌까 생각되죠
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- 택티컬파우치 (218.145.xxx.xxx)
- 2013-07-19 01:38:20
- 카티아는 전지 전능하군요... 실사 및에 가티아로 시뮬하는...
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- 슈뢰딩거의고양이 (218.145.xxx.xxx)
- 2013-07-19 01:31:45
- 결국 다 돈이죠 - 자동화장비 그를 또 자동으로 관리할 장비 또 그걸 자동으로 유지 보수할 장비 또 그걸 자동으로 컨트롤할 장비 또그걸 사람이 확인하게 간소화 하고 통합해주는 장비 또그걸 조작이 쉽게 만들어주는 간소화된 장비--------------------------- 해군에게 돈을 주시면 해결 가능합니다.
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- 파렴치흑수돌 (218.145.xxx.xxx)
- 2013-07-19 00:27:37
- 강대한조국님이 아시고싶어하던 내용이네요ㅋ
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- 무르만스크 (218.145.xxx.xxx)
- 2013-07-19 00:17:03
- 좋은 글이네요 추천...
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- 파이톤하늘 (218.145.xxx.xxx)
- 2013-07-18 23:45:21
- eceshim님의 말씀대로 시뮬레이션 상에서의 인원은 임무복잡도 증가나 강도 증가에 대한 스트레스 증가까지는 모델화되어있지않았던걸 간과한 측면이 있는것 같습니다. 거기에 엄준호님이 말씀하시는 한국해군의 고위협환경하에서의 스트레스강도 까지 생각해본다면 줌왈트식의 인원감소율적용은 무리라는 결론에 도달하게되는군요 돈돈돈의 문제를 떠나서도 말이죠
다만 저런 방법론을 개발해서 무기체계개발에 활요하는점만은 우리도 꼭 적용해야할 분야가 아닐까합니다
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- 엄준호 (218.145.xxx.xxx)
- 2013-07-18 23:39:33
- 미해군은 전세계 해군력중 넘어설수 없는 최강의 자리에 위치해 있습니다. 그들은 2차 세계대전이후 제대로된 해전을 치룬적이 없습니다. 워낙 앞도적이기에 미국의 해군과 전면 대결할 수 있는 나라는 없었으니까요. 이글을 보는 여러분들은 아실겁니다. 미 해군 함정에 선제공격을 한다 = 선제공격한 나라의 멸망입니다. 이것을 부정하실 수 있는 분 계십니까?
그렇다면 미군이 초계할 때 우리만큼의 위험에 노출될 확률은 확실히 적다고 할 수 있습니다.
현시점을 놓고 보았을 때 세계에서 대한민국 해군 2함대 소속의 PCC FF 들보다 긴장하고 초계
활동 하는 국가가 있을까요? 이러한 스트레스는 작전기간 내내 받습니다. 이것이 누적되면
제대로된 전투력을 발휘하기 어렵습니다.
세계의 어느 해군 부대를 보더라도 우리 2함대 함정처럼 장시간 엄청난 스트레스를 받는 곳은
없을 것이라 봅니다. 그런데 여기서 사람마저 줄이고 개인이 해야 하는 일이 늘어난다면
제대로된 전투력의 발휘가 어려울지도 모릅니다. 우리가 처한 상황이 서방 어떤 국가와도
다르다는 것을 인정하고 그 다음순서가 전투력을 상실하지 않는 선까지의 자동화라고 저는 생각합니다.
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- eceshim (218.145.xxx.xxx)
- 2013-07-18 23:32:28
- 보시면 10명이 넘어가는 견시 인원을 3명으로 퉁치고
9명이 해야 할일을 2명으로 퉁치니 임무 복잡도가 증가해서 사람이 쉽게 피로 해지는거죠.
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- eceshim (218.145.xxx.xxx)
- 2013-07-18 23:30:31
- 그렇죠 컴퓨터 시뮬레이션으로 돌릴땐 아무 문제없이 아주 최적화 된 인원이였지만 실제로는 너무 줄여서 힘들다 였죠
이 간극을 줄이는게 중요한것이고 적절한 트레이드 오프가 필요합니다.
이런 단점이 있어도 정말 아주 훌륭한 개발모델을 미국이 제시해서 요걸 제외하고 나머지 무기 체계에서 대성공을 거둔 사례가 많습니다.
