무기체계의 복잡성은 정보기술의 급속한 발전에 따라 점점 더해 가고 있으며, 이에 따른 품질보증활동 및 제반 수명주기관리도 고도의 정확성과 신속성을 필요로 하게 되었다.
이를 달성하기 위해 무기체계의 개념설계에서부터, 연구개발, 설계, 생산, 운용, 유지보수에 이르는 전과정에 있어서 요구되는 각종 정보를 전자적으로 교환하는 것이 필요하다.
미국방성의 경우 기술도면관리정보체계로서 EDMICS (Engineering Data Management Information & Control System), JEDMICS(Joint Engineering Data Management Information & Control System)등의 체계를 구축, 이용해 오고 있다.
1980년대초 미 국방성은 기술도면의 저장과 유통을 디지털화하기 위해 종이와 필름에 기초한 설계자료를 CALS(무기체계 획득 및 군수지원 전산화 : Computeraided Acquisition and Logistics Support)개념에 의한 페이퍼리스(Paperless)환경으로 전환하고자 장기적인 계획을 세웠으며, 그 결과로 EDMICS를 구축하였다. 정비 및 재조달과 같은 군수지원은 종래의 종이나 Aperture Card에 저장된 설계데이터에 의존해 오고 있으며 함정, 항공기, 전차와 같은 무기체계의 정비는 설계도면과 기술교범에 의해서 수행되고 있다.
여기에 소요되는 도면 및 교범을 전자화하고 통합된 데이터베이스에 의해 관리, 유통시키고 온라인을 통해 도면을 이용함으로써 업무처리의 신속함, 정보공유의 정확성을 확보할 수 있다.
JEDMICS는 미 해군과 국방군수본부(DLA : Defense Logistics Agency)가 추진한 디지털 형태의 저장소를 개발하는 프로그램으로 JEDMICS 체계에 의해 각군간의 개발 및 사업비용을 줄일수 있으며, 엔지니어링 자료를 군이 사용함으로써 군의 운영비를 절감하는 효과를 보고 있다.
우리 군도 상기의 체계와 같은 실용성 있는 디지털 기술자료 관리 및 교류 시스템의 구축이 요구되며, 이는 국품연의 품질보증활동을 CALS개념에 의해 수행할 수 있는 기반이 된다.
CALS체계에서는 무기체계 획득사업 및 군수지원 과정에서 계약체결과 동시에 조달본부로부터 각종 기술자료 및 계약자료를 전자적으로 넘겨받아 품질보증 활동을 지원할 수 있도록 통합 데이터베이스에 저장한다.
데이터베이스에 저장된 기술자료는 품질보증활동의 기준이 되며 품질요소와 수준, 품질확인 방법 및 절차를 포함한다. 이러한 도면 및 기술정보와 품보절차를 효과적으로 지원하기 위해서는 형상관리(Configuration Management)가 필요하다.
1. 형상관리와 형상관리정보체계
형상관리(CM : Confuguration Management)는 시스템이나 장비의 설계, 개발, 생산과 유지보수를 위한 표준화된 관리원칙 및 절차로 미군에 의해 표준화되었다.
이러한 원칙과 절차는 디자인 데이터 문서, 시방의 이용, 부품번호 컨트롤, 변경 컨트롤 등의 업무를 조직간, 특히 계약적인 목적으로 커뮤니케이션을 활성화하기 위해 표준화된 것이다.
군에서 형상관리의 목적은 가장 효율적이고 효과적인 방법으로 시스템의 변화를 관리하기 위한 것이다.
MIL-STD-973(Configuration Management)에 정의된 형상관리이 주요 요소는 다음과 같다.
● 형상식별(Configuration Identification) : 형상 식별은 현 승인 또는 조건 승인, 시스템과 설비의 기술적 정의, 도면, 관련 리스트와 관련 문서의 변화를 인식한다.
● 형상확인(Configuration Audits) : 형상 확인은 시스템과 설비가 형상 내역과 계약 요구 조건을 달성하는지 확인한다. 또한, 적정 성능과 형상 심의에 정의된 기능 특성과 물리 특성의 달성 여부를 확인한다.
● 형상통제(Configuration Control) : 형상 통제는 형상 변화에 대한 평가, 조정, 승인과 승인된 형상 변화의 구현을 담당한다.
● 형상자료 유지(Configuration Status Acco-unting) : 형상 자료 유지는 형상 식별요소의 나열, 형상 상태 변화 제안과 승인된 변화의 구현 상태를 포함해서 형상을 관리하는데 필요한 모든 정보를 기록하고 보고한다.
형상관리는 통합군수지원 (ILS : Integrated Logistic Support)의 일부분으로 군수지원 기능과 설계 및 엔지니어링 기능의 사이에서 형상정보를 일치성 있게 관리해 준다. 또한, 형상관리는 설계 및 기술정보를 통합데이터 베이스에 의해 저장하고 도면/ 기술정보관리, 형상관리 체계에 의해 군수지원분석 (LSA : Logistic Support Analysis)를 지원하며, 이는 무기체계의 공급 및 조달, 운용을 궁극적으로 지원하게 된다.
형상관리정보체계(CMIS : Configuration Management Information System)는 형상관리를 정보시스템에 의해 지원하는 것으로 개념적인 형상관리를 전자적으로 수행할 수 있도록 해준다.
형상관리정보체계는 무기체계의 형상 정보문서의 관리, 변경처리절차, 제품구조, 부품 변경정보 등을 통합적으로 관리, 유통함으로써 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.
● 팀워크 향상 : 연구개발, 엔지니어링, 생산, 품질관리, 조달, 사용, 유지보수와 관계된 사용자들이 공유 데이터 베이스를 이용하여 제품수명주기 동안의 모든 활동에 대해 생산성을 높일 수 있다.
● 보안 및 정확성 : 데이터 접근권한의 부여로 인한 데이터의 무결성을 확보할 수 있으며, 제품의 변경 및 배포와 관련된 업무처리절차를 통합된 공유 데이터 베이스를 통해 처리
● 변경처리 및 추적 연계 : 기술 변경을 관리하기 위해 변경요소의 공지 및 인식을 페이퍼에 의해서가 아닌
자동화된 방법으로 대체함으로써, 주요한 변경의 공지를 사용자에게 실시간으로 전달할 수 있고 제반과정을 시스템적으로 추적할 수 있다.
● 효율증대 : CALS의 라스터 표준(MIL-R-28002B)에 의해 저장된 도면이나 이미지의 전자적 활용을 제공하며 엔지니어나 조달 요원이 최신의 도면을 참조하여 작업할 수 있도록 해주며 기술 메뉴얼, 연관된 부품 리스트, 도면 패키지와 같은 기술문서를 정확하고 중복됨이 없이 관리하며 기술적 검토를 위해 언제나 이용할 수 있다.
● 비용 및 시간의 절감 : 페이퍼리스 환경에서 ECP의 신속하고 효율적인 프로세싱과 모니터링으로 인해 획득 및 조달 시간과 비용을 절감할 수 있다.
2. 형상관리정보체계 추진사례
미국방성의 경우 형상관리정보체계의 구축이 활발히 진행되고 있으며 우리군의 경우도 LAMIS의 일부분으로 구축된 바 있다.
미 해군은 형상관리정보체계 구축을 위해 1992~1996 년도 까지 1단계로 운용데이터의 가용성을 높이기 위해 설계절차를 개선하였다.
이는 기술정보 저장, 데이터 관리와 함께 통합된 군 전체의 형상관리절차를 요구하며, 이 단계에서 임시적으로 표준화된 형상관리가 기술데이타 저장소의 연결을 위해 개발된다.
1996~2000년은 2단계로 서로 다른 형상의 기술정보 메커니즘을 지원하는 변경추적환경의 구축을 계획하고 있다. 이를 위해 군은 군 전체에서 요구되는 유사한 변경요구를 협조하고 통합해야 하며, 통합된 형상 안에서 체계를 운용하는 것이 필요하다.
또한 다양한 형상의 기술정보를 위한 통합된 변경 추적절차를 1997년에 설정하고 있다.
1998년도에는 협조된 기술정보 변경 절차의 설정을 위한 사용자 데이터와 운영 기술데이터의 자동화된 연결체계 구축을 계획하고 있으며, 1999년에는 무기체계 형상변경을 통합할 계획이다.
2000~2010년의 3단계에서는 현대의 무기체계 생산품은 하드웨어 및 소프트웨어, 훈련 및 운영절차 등이 복잡하므로 기술정보의 새로운 버젼을 지원하기 위한 무기체계 생산 구조 및 모델을 설정하고 완전하게 통합된 형상통제와 동시공학의 실행으로 설계, 생산, 운용을 통합할 계획이다.
우리 군의 경우도 LAMIS의 일부체계로 형상관리 정보체계를 정의하고 이를 통해 소요 제기부터 배치 및 운용단계까지 형상관리 사무 지원과 무기체계 소요제기, 설계, 개발, 운용추진에 필요한 기술자원 자료제공으로 ILS 사무지원 및 무기체계 개발/획득시 소요되는 형상항목에 대한 형상 베이스 라인 및 표준화를 추진한 바 있으나, 도면관리시스템(ECP) 기능이 미약, 장비 도면의 자동화된 관리도구필요., 설계도면의 수정 및 요구사항 반영 가능필요, 표준화된 자료형식에 의거 저장, 관리, 전송, 대형 저장매체에서의 도면관리 필요 등의 해결과제가 남아 있다. 본 고에서는 형상관리정보체계의 사례로 JCALS(Joint CALS)프로그램의 일환으로 JLSC(Joi-nt Logistics Systems Center)에서 추진하고 있는 정보체계중 형상관리 부분의 사례를 제시한다.
【 사례 : ECP의 검토, 승인, 이용 업무의 자동화 】
도면관리시스템(ECP) 프로세스를 자동화 하기위한 디지털 이미지 데이터를 사용할 때 얻는 효율성 증대와 비용 감소를 평가하기 위한 것으로 기술변경관리 (Engineering Change Management) 공정을 개선하기 위해 디지털 데이터 기술과 군수정보 시스템을 통합하며, 사용자가 디지탈 데이터 저장소를 온라인으로 접근 가능하게 함으로써 기술도면의 활용성, 정확성, 접근성을 향상시킨다.
ECP업무 자동화의 효과는 다음과 같다.
● ECP를 조정, 검토, 승인, 구현하는 시간의 실질적 감소
● 무기 시스템 내의 실제적 필드 변화에 대한 더 빠른 총 처리 시간
● 사용자는 JCALS가 만든 자동 로그를 사용함으로써 검토/승인 프로세스에서 ECP의 진행상태와 진로를 결정할 수 있다.
● 개선된 컴퓨터와 통신 기반구조는 정부와 계약자간의 상호작용과 협력을 확대한다.
● ECP 승인, 조화, 프로세싱, 검토 시간을 줄임으로써 무기 시스템 개선을 디자인하고 구현하는 개선된 능력 제공
● 정부와 계약자가 통합된 데이터저장소에 온라인으로 접근 가능하게 함으로써 ECP프로세스에 있는 주요 사용자를 전자적으로 연결
● 비용과 시간을 소모하는 수작업 생산, 재생산 불필요
현재의 ECP 검토 프로세스는 개발, 복사, 제공에 엄청난 종이 문서가 사용되며, 소요되는 시간과 비용이 막대하다. JCALS, JEDMICS, CMIS의 통합은 이 프로세스를 자동화 하고 개선하는 능력을 제공한다. 자동화된 ECP 검토, 승인, 사용 프로젝트는 개발, 검토, 승인 프로세스 에서 ECP를 초기화하고전자적으로 접근할 수 있도록 하기 위해 이 시스템을 사용한다. 이는 지리적으로 흩터진 조직을 빠르고 효과적으로 업무통합을 꾀할 수 있다.
3. PDM과 형상관리정보체계
형상관리정보체계를 정보 기술적인 측면에서 보면 제품의 설계, 생산, 조달, 유지보수의 전과정을 통해 이용할 수 있는 도면 및 기술문서의 통합된 환경이 기본이 된다.
이러한 통합된 환경에서의 제품데이터의 관리는 특히 Engineering 부문의 개발효과를 향상시킨다.
또한 제품의 설계와 개발에 관련된 모든 정보는 Engineering부문뿐만 아니라 다른 모든 조직에서 유용한 정보가 된다.
제품데이터관리(PDM : Product Data Management) 시스템은 제품의 설계 및 생산에 이르는 리드타임의 단축과 비용절감, 그리고 제품의 품질향상을 실현할 수 있는 환경을 제공한다.
PDM을 통해 형상관리 관련 업무의 적용 및 개선은 그 자체로서 품질보증업무의 리드타임 단축이 가능하며 정보의 공유 및 활용차원에서, 그리고 오류 및 재작업의 감소 등을 통하여 리드타임을 단축시킬 수 있다.
비용절감 측면에서는 도면정보와 그에 따른 저장장치 및 이의 운용으로 인한 부대비용, 정보의 손실로 인한 손실비용, 정보획득의 어려움 및 정보 교환의 부족 등에서 발생하는 업무비용을 대폭 감소할 수 있다.
또한 정확하고 정리된 정보를 활용하게 됨으로서 제품 자체의 품질과 서비스 및 군 전체적인 품질향상을 이룰 수 있다.
PDM시스템의 기본기능은 다음과 같다.
● 제품과 관련된 정보의 생성, 저장, 검색, 관리기능 등을 수행하는 모든 단위
● Application들이 하나의 통합된 환경으로 제공
● 쉽고 정확한 제품의 형상관리 및 설계 변경 관리
● Desktop 및 윈도우 환경 (Window 및 Motif Base의 GUI제공)
● 다양한 Utility, 여러 가지 Application 프로그램의 통합
● Object단위의 표준 Database 관리 시스템
● CAD/CAM/CAE 시스템과의 최적 통합
● 보안 및 다양한 접근 권한 부여 및 관리 용이
● Process를 지원하는 전자결재
형상관리정보체계를 구현하기 위한 PDM의 기능은 다음과 같다.
1) 제품구조 관리
무기체계를 포함한 모든 제품은 반드시 일정한 구조를 형성하게 된다. 이러한 제품의 구조는 Workflow나 BOM (Bill Of Material)구성과 직접적인 연관관계를 갖게 됩니다. 이는 일정한 Configuration Rule에 따라 생성 및 관리되어 짐으로써 그 독특한 구조를 갖게 된다.
또한 Configuration이 명확하게 되어야만 제품개발 및 생산과정의 어느 시점에서도 정확한 정보를 활용할 수 있다. 제품구조관리에 의해 제공되는 기능은 다음과 같다.
·동적인 BOM구성
·변경요인의 영향 해석
·Configuration Rules 정의 및 활용, Report 발행
·Effectivity Control
·GUI(Graphical User Interface)를 이용한 제품구조의 구성 및 편집
·다양한 연관관계 설정(부품과 부품, 부품과 어셈블리, 부품과 일반 기술정보 등 )
2) BOM 관리
제품구조관리에서 정의된 구조는 BOM의 형태로 생성되어 제품개발 전과정 뿐만 아니라 생산, 구매, 영업 등의 기초정보로 활용되어진다. 이를 위하여 제품구조 정의과정에서 각종 기초정보 (품명, 품번, 재질, 수량, 공급처,...)가 입력되어야 한다. 이러한 기초정보는 Item Master로부터 직접 가져올 수도 있으며 필요시는 직접 입력할 수도 있다.
PDM은 제품구조관리 기능을 수행하는 3개의 내부모듈, BOM 모듈, Product Structure모듈 및 Configuration Management 모듈의 기능적 연계활용에 의해 원하는 형태의 BOM을 쉽게 생성 및 편집할 수 있다. BOM 관리 모듈에 의해 제공되는 기능은 다음과 같다.
·다수의 Revision과 Version 관리
·BOM보고서 출력
·타 시스템과의 연계
·비형상(오일, 윤활유등)부품의 BOM정보관리
3) 업무절차(Workflow) 관리
모든 업무가 일정한 Process를 갖고 이루어 지듯이 PDM/ CM시스템의 활용에 있어서도 전 조직적인 Process 및 업무에 따른 Workflow가 명확히 설정되어 관리되어야 한다.
PDM은 EPM (Enterprise Process Modeling) 모듈을 통해서 조직이 요구하는 Workflow, 즉 업무절차, 설계변경절차 등의 Process를 정의하며, 승인절차 및 배포절차 등도 시스템적으로 관리된다. 또한 자료 및 정보의 흐름을 동일한 방법으로 통제 및 관리 할 수 있으며 이 모든 과정은 이력(History)으로 관리되어짐으로써 전 과정을 쉽게 파악할 수 있다. 이에 다른 기능들은 다음과 같다.
·사용자등록, 권한부여
·보안관리
·다양한 업무절차 수립 : 승인절차, ECO(Engineering Change Order)관리절차 ...
·정보의 자동 Transport 및 Translation
·정보에 대한 자동참조
·업무상태에 대한 자동 Update
4) 승인절차관리
정의된 Workflow에 따라 작업이 완료되면 일정한 승인과정을 거치게 된다. 이 과정은 반드시 필요한 과정 이지만 많은 시간과 자료의 준비가 필요한 작업이며 준비된 자료의 정확도 및 시점의 차이로 인하여 불필요한 업무 Loss가 발생하게 된다. PDM에서는 승인요청자 에서부터 최종 승인자에까지의 과정을 EPM을 통해서 정의할 수 있으며필요한 모든 자료는 전자적으로 통합 관리되고 있으므로 정확하고 신속한 승인 과정을 수행 할 수 있다.
이 과정에서 PDM의 전자결재 시스템이 그 도구로서 쉽게 활용되어지며 최종적으로 일어나는 배포과정은 불필요한 문서 복사나 전달 등의 과정 없이 승인된 최종 정보만을 필요한 부서의 필요한 사용자에게 직접 전송하여 필요시 출력하여 사용할 수 있도록 제공된다. PDM이 제공하는 승인절차 기능은 다음과 같다.
·다단계의 승인
·직렬, 병렬적인 승인
·업무 진척도 확인 및 관리
5) Revision관리
Engineering 과정 중에는 많은 단계별 작업과 수정작업이 진행된다. 이러한 과정 중에서 설계자 자신도 최신의 자료를 정확하게 파악하지 못하는 경우도 있으며 최종 승인된 정보가 아닌 잘못된 Version의 정보가 전달되어 설계 및 생산의 오류가 발생하는 경우도 있다.
PDM은 제품구조관리에서 모든 Revision정보를 관리하고 있으며 이 정보는 사용자에게 원하는 Version을 선택적으로 활용할 수 있는 유연성 있는 시스템을 제공한다. 이를 통해 Work-flow 관리에서 정의한 설계변경절차에 따라 Revision 정보가 생성 되어진다. 또한 하나의 Version을 사용 중에는 Check-in/Check-out기능을 이용하여 외부로부터의 접근을 통제하거나 허용할 수도 있다.
6) 도면관리
일반적으로 도면관리는 CAD DATA의 관리나Scanning된 Image 도면의 관리를 의미한다.
PDM은 이러한 측면의 도면관리 측면보다 한 단계 더 발전하여 제품의 구조에 따른 관리를 제공한다. 즉, 단지 도면의 저장관리나 Index관리가 아닌 제품정보와의 유기적 연결을 통하여 쉽게 검색 할 수 있을 뿐만 아니라 필요 목적에 따른 정확한 도면을 가져와 활용할 수 있다. 특히 Scanning된 Image 도면관리의 경우Scanning시스템과 관리 시스템 및 View & Mark-up Application이 사용되고 있다.
PDM은 이러한 도면관리시스템과의 Application Integration을 통하여 기존의 시스템을 그대로 활용하는 도면관리 시스템을 제공한다.
7) 기술정보관리
여러가지 정보, 다양한 매체에 의한 기술정보 관리는 아직까지 잘 관리되지 못하고 있는 것이 현실이다. 그러나 이러한 정보도 유기적인 관계를 잘 부여하면 효과적인 관리를 할 수 있다. PDM에서는 도면관리와 마찬가지로 각종 기술정보를 제품구조와의 관계를 부여함으로써 쉽게 활용할 수 있도록 한다. 문서로된 기술정보는 Image정보로 변환하여 관리하며 PC Application에 의해 생성된 기술정보는 직접 제품정보와의 관계 부여를 통해 관리되어 진다. Image기술 정보는 도면관리와 마찬가지로 View/Mark-up Application을 이용하여 활용된다.
이의 기본적인 기능은 다음과 같다.
- 기술정보의 공유
- 유용한 정보의 빠른 검색
- 기술정보 변경관리
- Backup / Restore
- 전사적인 양식(Form)생성
8) Application 통합
PDM시스템의 가장 중요한 요소로서 Application 통합 및 연계가 있다. 이미 앞의 설계관리와 도면 및 기술정보 관리에서 언급이 되었듯이 PC Application (워드프로세서, CAD), W/S Application(CAD/CAM,...), 기타 업무시스템과의 연계는 그 모든 정보가 정확하게 공유되고 사용되어져야 하므로 정보의 유실 없는 Integration이 필수적이다. PDM은 개방형 및 산업표준을 근간으로한 구조를 가지고 있기 때문에 통합화 작업에 많은 이점이 있다.
- CAD/CAM Integration
- 도면관리시스템 Integration
- 다양한 PC Application연계
- Application date의 관리
- 도면과 BOM정보와의 일관성
- C++을 근간으로 한 API(Application Program Interface) 제공