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or expanded application of 3D printing technology to weapon systems Analysis of key elements and presentation of application plans Recently acquired weapon systems have become increasingly advanced and precise due to the development of science and technology, and the shape and structure of parts have become complex and require more sophistication. The weapon system life cycle has also been in operation for more than 30 years in line with the development of science and technology and maintenance capabilities. Equipment that has passed its life cycle determined at the time of design is still operating at existing power. In addition, due to the prolongation of the acquisition period, parts that were applied at the time of design were discontinued in the early stages of deployment, resulting in equipment operation rate targets falling short and repair parts procurement rates being low, and the characteristics of weapon systems such as manned and unmanned complex systems gradually being acquired in small quantities of various types, leading to deployment after deployment. The possibility of problems such as discontinuation of parts or difficulties in procurement has increased significantly. As an alternative to solving this problem, it is time to expand the weapon system of 3D printing technology, a new technology of the 4th industrial revolution, but the application is limited due to institutional and technical aspects and insufficient infrastructure construction. A total of 15 experts, including weapons systems acquisition and operation maintenance agencies, and government-funded research institutes related to defense and 3D printing, selected 20 key elements through Delphi methods, and classified key elements into four areas: institutional and technical elements through group setting by type. In the second questionnaire, the core elements selected as a result of the first questionnaire were refined to delete unnecessary items and analyze the three core elements that should be prioritized for each group to determine the 12 core elements for the final AHP analysis. The priorities of the 3rd survey were selected through AHP surveys by group and key elements, and as a result, the top elements for expanding the weapon system of 3D printing technology by group were institutional > technical > infrastructure construction > information management. The priorities for each key element were establishment of a quality certification system > establishment of 3D printing operation guidelines in the defense sector > activation of the establishment of defense standards for manufacturing parts, and technological factors were discovery of demand for manufacturable parts > technical cooperation with specialized research institutes > diversification of materials. The infrastructure construction elements were in the order of military 3D printing specialized organization composition > military infrastructure expansion > civil, government, and military cooperative organizations, and information management elements were in the order of DB of 3D printing data > data accumulation and management of weapons system components > technical data security measures. Based on the results of priorities by group and key elements, the establishment of a quality certification system to secure the reliability of manufacturing parts was judged to be the most important factor among the 12 key factors, followed by the discovery of demand for manufactured parts and the establishment of 3D printing operation guidelines in the defense sector. The academic contribution through this study is that it is possible to provide basic data for research for the development of 3D printing technology, and the practical aspect is that the application plan is presented in detail. The future research direction is not limited to weapons systems by expanding the scope of research to various fields where 3D printing technology is used, but in-depth additional research on the application of 3D printing technology to all defense-related fields and in-depth additional research on the application of each key element suggested in this study.
3D프린팅 기술의 무기체계 확대 적용을 위한 핵심요소 분석 및 적용방안 제시 최근에 획득되는 무기체계는 과학기술의 발달로 점차 첨단화, 정밀화되어 부품의 형상과 구조가 복잡해지고 정교화가 요구되는 추세이며 무기체계 수명주기도 과학기술과 정비능력의 발전에 맞춰 30년 이상 운영중으로 실제 설계 시 판단한 수명주기를 경과한 장비들이 현재까지 현존전력으로 운영 중이다. 또한 획득기간의 장기화로 인해 설계시 적용됐던 부품이 전력화 초기에 단종되어 장비가동률 목표 미달 및 수리부속 조달률 저조현상이 발생하고 유무인 복합체계 등 무기체계의 특성이 점차 다품종 소량으로 획득되면서 전력화 이후 부품단종, 조달애로 등의 문제 발생 가능성이 매우 높아졌다. 이러한 문제해결을 위한 하나의 대안으로 4차 산업혁명의 신기술인 3D프린팅 기술의 무기체계 확대 적용이 필요한 시점이지만 제도적, 기술적인 부분과 인프라 구축 미흡 등의 사유로 확대 적용이 제한되고 있는 실정이다. 이에 본 연구는 3D프린팅 기술의 무기체계 확대 적용을 위해 선행되어야 할 핵심요소를 선행연구 분석을 통해 총 24개의 핵심요소를 식별하였으며 이를 토대로 전문가 설문을 위한 델파이 설문지를 작성하였다. 전문가 설문은 무기체계 획득 및 운영유지기관, 국방 및 3D프린팅 관련 정부출연 연구기관 등을 포함하여 총 15명의 전문가를 구성, 델파이 방법을 통해 핵심요소 20개를 선정하고 유형별 그룹화 설정을 통해 핵심요소를 제도적, 기술적 요소 등 총 4개 분야로 구분하였다. 2차 설문은 1차 설문결과 선정된 핵심요소에 대해 정제화를 진행하여 불필요항목은 삭제하고 그룹별 가장 우선되어야 할 핵심요소 3가지를 분석하여 최종 계층구조 설정을 통한 AHP 분석을 위해 핵심요소 12개를 확정하였다. 3차 설문은 그룹별 ·핵심요소별 AHP 조사를 통해 우선순위를 선정하였고 그 결과 3D프린팅 기술의 무기체계 확대 적용을 위한 그룹별 상위요소는 제도적 > 기술적 > 인프라 구축 > 정보관리 순으로 나타났으며, 핵심요소별 우선순위는 제도적 요소에서는 품질인증체계 정립 > 국방분야 3D프린팅 운영지침 제정 > 제작부품 국방규격 제정 활성화, 기술적 요소는 제작 가능부품의 수요발굴 > 전문연구기관과의 기술협력 > 소재의 다양화 순이었다. 인프라 구축 요소는 군 3D프린팅 전문조직 구성 > 군 인프라 확대 > 민 ·관 ·군 협력조직 구성 순으로 나타났으며, 정보관리 요소는 3D프린팅 데이터의 DB화 > 무기체계 구성품 제원의 자료축적 및 관리 > 기술자료 보안대책 순으로 나타났다. 그룹별 ·핵심요소별 우선순위 결과를 토대로 가중치 및 최종 핵심요소별 우선순위를 분석한 결과 제작부품의 신뢰성 확보를 위한 품질인증체계 정립이 전체 12개 핵심요소 중 가장 중요한 요소로 판단되었으며 이어서 제작 가능부품의 수요발굴, 국방분야 3D프린팅 운영지침 제정 순으로 나타났다. 본 연구를 통한 학술적 기여는 3D프린팅 기술개발을 위한 연구의 기초자료 제공이 가능하고 실무적 측면은 적용방안을 세부적으로 제시한 점이다. 향후 연구방향은 3D프린팅 기술이 활용되는 다양한 분야로의 연구범위 확장을 통해 무기체계에 국한하지 않고 국방 관련 全 분야에 3D프린팅 기술 확대 적용을 위한 연구와 본 연구에서 제시했던 핵심요소별 적용방안에 대한 심도 있는 추가 연구가 필요하며, 또한 전문가 설문을 위한 구성도 30~40명 정도의 좀 더 많은 Pool 구성을 통해 다양한 의견수렴이 필요하다.