초일류 육군 도약을 위한 21-35 육군 M&S 발전방향: 첨단과학기술군 육성을 중심으로

원경찬,김용필,김민숙,하태균,이용연,이호준 광운대학교 방위사업연구소 2021 선진국방연구 Vol.4 No.2

This study presents the direction of modeling and simulation (M&S) development, which is essential for high-tech armed forces, focusing on the Vision 2030 in Republic of Korea Army. In particular, in preparation for the Fourth Industrial Revolution, the army is doing its best to transform itself with cutting-edge science and technology. It is preparing for future warfare by promoting artificial intelligence (AI), a dronebot combat system, the warrior platform, and Army-Tiger 4.0 to increase the mobility, intelligence, and networking of infantry units. M&S is vital for accomplishing this advanced science and technology. In other words, it is an essential element of effective defense management, such as improving defense capabilities, enhancing military power, strengthening combat readiness posture, and training for future science. In particular, M&S is the best solution to overcome the difficult conditions of a limited budget and lack of resources by using more creative thinking methods along with cutting-edge technologies, such as AI, big data, virtual reality, and the Internet of things (IoT). The Republic of Korea Army recognizes its importance and intends to introduce and implement the 21-35 Army M&S development direction to present the vision and direction of the Army M&S for advanced science and technology force and to develop it continuously. 본 연구에서는 육군비전 2030을 중심으로 첨단과학기술군 육성의 핵심수단인 M&S의 발전방향을 제시하였다. 육군은 다양한 도전을 기회로 삼아 ‘한계를 넘어서는 초일류 육군’으로 도약하고자 한다. 특히, 4차 산업혁명에 대비하여 첨단과학기술군으로 거듭나기 위해 노력하고 있다. 육군은 AI와 드론봇 전투체계, 워리어플랫폼, 그리고 보병부대의 기동화⋅ 지능화⋅ 네트워크화를 추구하는 ‘Army-TIGER 4.0’ 등을 추진하여 미래전을 준비하고 있다. M&S는 육군비전2030을 달성하고 첨단과학기술군으로 도약하기 위한 최선의 솔루션이다. 그 예로 여단급 훈련의 패러다임을 바꾼 과학화전투훈련(KCTC), 전투지휘훈련(BCTP), 헬기 조종시뮬레이터 등 다양한 훈련과 한미연합연습 및 태극연습 등이 M&S를 통해 이뤄지고 있다. 훈련 분야 이외에도 작전계획분석, 전시 자원소요분석, 무기체계 소요타당성 분석 등 각종 계획의 신뢰성을 높이고, 군 운영의 효율성을 도모하며, 새로운 개념과 무기체계의 타당성을 검증하는데도 M&S를 활용하고 있다. M&S는 AI와 빅데이터, 가상현실과 사물인터넷 등의 첨단기술과 융합하여 제한된 예산과 자원 부족의 어려운 여건을 보다 창조적인 사고와 방법을 통해 극복하는 핵심수단이며 효율적인 국방경영의 필수 요소이다. 육군은 그 중요성을 절감하고 미래 첨단과학기술군으로의 도약적 변혁을 위해 육군 M&S의 비전과 방향을 설계하고, 세부 실천과제를 지속적으로 발전시켜 나가고자 21-35 육군 M&S 발전방향을 제시하고자 한다.

LVC 연동훈련체계 구축을 위한 특허기반 핵심기술 동향 분석에 관한 연구

원경찬,박송기,이호준,권지나,이진호 한국국방경영분석학회 2022 한국국방경영분석학회지 Vol.48 No.1

In this research, we analyzed the patent trends of core technologies among various M&S technologies for the establishment of the LVC Interoperability Training System. The core technologies of the LVC Interoperability System are the LVC Integrated Architecture, Multi-Resolution-Model, and Synthetic Environment Data Standardization Technology. As for the search country for the key technology trends, the analysis period was limited from 1990 to 2021 for the published and registered patent document in Korea, US, China, Japan, and Europe which are major patent application countries. To analyze the technology trend of the core technology of the LVC Interoperability Training System, a technology classification diagram was prepared, and search terms were derived based on this. After the search was executed, valid data was detected, and the data were quantitatively and qualitatively analyzed to draw up a technology plow chart to derive the domestic and foreign technology level results of the core technology. This paper intends to provide technical information necessary for system development of the LVC Interoperability Training System in the future by identifying the flow of technology development of the LVC Interoperability Training System and the latest development trends in major countries.

일반논문 : 한미 연합연습 비용분담 발전방안

원경찬,권오정,이종호 한국국방연구원 2007 국방정책연구 Vol.23 No.2

한미 연합연습 모의지원을 위한 다중 페더레이션 인터페이스 설계 및 효과분석

원경찬(Kyoungchan Won),정석재(Sukjae Jeong) 한국산학기술학회 2018 한국산학기술학회논문지 Vol.19 No.12

현재 연합연습은 미군 주도 하 단일 페더레이션으로 모의지원을 하고 있다. 그러나 전작권 전환 이후에는 자국의 보안정책과 정보보호 등의 이유로 현재의 단일 페더레이션에는 많은 제약사항들이 수반된다. 이러한 문제점으로부터 파생되는 다양한 문제점들을 극복하기 위한 방법으로 다중 페더레이션 구성의 필요성이 꾸준히 제기되고 있다. HLA(High Level Architecture) 규칙은 하나의 페더레이션에서 모든 페더레이트들이 같은 FOM(Federation Object Model)과 RTI(Run Time Infrastructure)를 사용하여야 한다. 현재의 단일 페더레이션에서는 이질의 FOM과 RTI를 적용하기에는 제한사항이 있다. 따라서 본 논문에서는 이질의 FOM과 RTI를 적용할 수 있는 연동 접속기(Confederation Interface)를 구현하여 전작권 전환 이후 현재의 단일 페더레이션 연동구조의 단점인 체계 구성의 확장성 미흡과 보안의 취약성을 극복할 수 있는 방법을 제시하고자 한다. 실제 연합연습 환경에서의 연동 시험결과, CI를 적용한 체계가 이질의 FOM과 RTI를 사용하여 다중 페더레이션을 구현 할 수 있었다. 결론적으로 CI를 통해 전작권 전환 이후 한국군이 주도할 수 있는 연합연습 모의체계 구축이 가능할 것으로 판단된다. Recently, the US commanded a wargame simulation system of a combined ROK-US exercise with single federation. However, after the OPCON transfer, many limitations to the single federation have been cited such as security policies and information protection. We suggest a hierarchical federation as a way to overcome these problems. Regarding HLA rules, the participants use the same FOM and RTI in single federation. There are limitations to implement CI in applying heterogeneous FOMs and RTIs in current single federation. Therefore, we propose implementing CI with heterogeneous FOMs and RTIs in a hierarchical federation. This system overcomes the weaknesses of the system structure, which is a disadvantage of the single federation. In the federation test, we can apply heterogeneous FOMs and RTIs and achieve similar performance to the current combined exercise simulation. In conclusion, ROK should lead the simulation system of combined exercises using the CI after the OPCON transfer.

LVC 연동을 위한 통신미들웨어 구현방안 및 비교에 관한 연구

원경찬(Kyoungchan Won),김재오(Jaeoh Kim),구자환(JaHwan Koo),이호준(Hojun Lee),김용필(Yong-Pil Kim) 한국산학기술학회 2021 한국산학기술학회논문지 Vol.22 No.12

현재 국내에서는 실기동체계(Live), 가상훈련체계(Virtual), 구성시뮬레이션체계(Constructive)를 각각 개별적으로 운용하여 훈련 및 연습을 지원하고 있다. 육군에서는 동시성 및 통합성 훈련 효과를 달성하기 위해 현재 운용 중인 L, V, C 체계를 연동하여 적용하는 방안을 연구하고 있다. LVC 체계간 연동은 실제 전장환경에서 수많은 전투 및 전술훈련 기능을 제공하기 때문에 다양한 이종의 전투체계를 통합 운용할 수 있는 연동 미들웨어 기술이 필요하다. 연동을 위한 대표적인 미들웨어 방식은 HLA와 DDS 방식이 있다. 한미연합연습간 구성시뮬레이션 체계인 워게임모델간 연동은 주로 HLA 방식으로 구축되어 있고, 실기동 모의체계의 연동 미들웨어로는 DDS가 적용되고 있다. HLA는 시간 동기 및 제어가 가능한 분산시뮬레이션 환경에 적합하고, DDS는 분산환경의 대용량 실시간 데이터 전송에 적합하다. 본 논문에서는 LVC 연동훈련체계의 프로토타입을 통해 두 가지 연동방식의 성능측정을 분석하였다. 성능측정을 위해 적합성, 실용성, 표준성, 호환성, 기능성, 유지보수성 측면의 능력을 비교하였고, 전문가의 의견을 종합 후 다변량 분석기법의 하나인 대응분석을 활용하여 효용성이 높은 방식을 선정하였다. 본 연구를 바탕으로 LVC 연동을 위한 통신미들웨어 구현 및 비교분석을 통해 향후 국내 LVC 연동훈련체계 구축에 기여할 것으로 판단한다. Currently, in Korea, L, V and C simulations are performed individually. The ROK Army is researching ways to link and apply the currently operating L, V and C systems to achieve the effect of simultaneity and integration training. Since interoperability between LVC systems provides numerous combat and tactical training functions in the actual battlefield, interoperability middleware technology that can integrate and operate various heterogeneous combat systems is subsequently required. Some of the representative middleware methods for interoperability are the HLA and DDS methods. The HLA methods mainly construct the interoperability between war game models, which is a configuration simulation system between the ROK-US Combined Exercises, and DDS is applied as the interoperability middleware method of the actual operation simulation system. The HLA is suitable for distributed simulation environments where time synchronization and control are possible. On the other hand, the DDS is suitable for large-capacity real-time data transmission in distributed environments. To analyze the performance measurements of these two methods, a prototype of the Division-Level LVC interoperability training system was developed, and the capabilities of the two methods were compared in terms of suitability, practicality, standardization, compatibility, functionality, and maintainability. An efficient method was selected using a correspondence analysis which is a kind of multivariate analysis. In conclusion, this study is expected to contribute to the establishment of the LVC interoperability systems in the future.

사단급 L-V-C연동훈련체계 구축을 위한 LVC통합아키텍쳐기술 설계 및 구현

원경찬(Kyoungchan Won),구자환(JaHwan Koo),이호준(Hojun Lee),김용필(Yong-Pil Kim) 한국산학기술학회 2021 한국산학기술학회논문지 Vol.22 No.5

현재 국내에서는 L(실기동)-V(시뮬레이터)-C(워게임모델) 체계 간 연동 없이 독립된 환경에서 훈련을 수행하고 있다. L 체계는 훈련장 민원과 도로 제한 등으로 대부대 훈련이 제한되고, V 체계는 전술훈련과 연계한 훈련이 미흡하며, C 체계는 전투마찰 요소가 부족하여 실전성이 부족하다. 상하 제대 간 동시성 및 통합성 훈련 효과를 달성하기 위해 현재 운용 중인 L, V, C 체계를 상호 연동하여 제대별 통합연습훈련을 보장하기 위한 체계 구축이 필요하다. 현재 한미연합연습 간 C-C 체계 간 연동을 통해 모의지원을 하고 있지만, 실질적인 L, V, C 연동을 통한 훈련체계 개발은 연구단계에서 이루어지고 있는 실정이다. 육군을 중심으로 L, V, C 체계 연동 구축을 위해 많은 노력을 하였으나, 연동체계의 핵심인 LVC통합아키텍쳐 기술은 아직 확보하지 못한 상태이다. 따라서 본 논문에서는 L-V-C연동훈련체계를 구축할 수 있는 핵심기술인 LVC통합아키텍쳐 기술을 설계하고 구현하여 미래 훈련체계의 새로운 방안을 제시하고자 한다. 결론적으로 LVC통합아키텍쳐 기술의 확보를 통해 향후 사단급 L-V-C 연동훈련체계 구축이 가능할 것으로 판단된다. In Korea, the training is performed through independent environments without interoperability among L-V-C systems. In the L system, training for large units is limited due to civil complaints at the training grounds and road restrictions. The V system is insufficient in training related to tactical training, and the C system lacks practicality due to a lack of combat friction elements. To achieve synchronicity and integration training between upper and lower units, it is necessary to establish a system to ensure integrated training for each unit by interoperating the currently operating L, V, and C systems. The interoperability between the C-C system supports Korea-US Combined Exercise. On the other hand, the actual development of the training system through the interoperability of L, V, and C has not been made. Although efforts are being made to establish the L, V, and C system centering on the Army, the joint composite battlefield and LVC integrated architecture technology are not yet secured. Therefore, this paper proposes a new plan for the future training system by designing and implementing the LVC integrated architecture technology, which is the core technology that can build the L-V-C interoperability training system. In conclusion, a division-level L-V-C interoperability training system can be established in the future by securing the LVC integrated architecture technology.

Cox 비례위험모형과 로지스틱 회귀모형을 이용한 전투원의 생존분석

김각규,원경찬,이호준 한국자료분석학회 2022 Journal of the Korean Data Analysis Society Vol.24 No.4

본 논문에서는 KCTC 훈련 간 생성된 전투원의 생존자료에 대해 통계적 분석모델을 활용하여생존시간과 생존율에 유의한 영향을 주는 변수들을 찾아내는 생존분석을 실시하였다. 특정 사물의 생존시간과 관련된 다수의 설명변수가 있을 때 위험함수(hazard function)를 기초로 이들의 연관성을 설명하기에 적합한 Cox 비례위험모형을 활용하여, 전투 진행 간 전투원들의 생존시간을예측하고 생존에 직접적인 영향을 미치는 변수들을 선별하고 검증하였다. 또한, 이분형 종속변수를 갖는 데이터 분석에 이용되는 로지스틱 회귀분석을 활용하여 전투원의 생존시간에 유의한 영향이 있는 변수를 선정하고 검증하는 절차를 동시에 수행하여 분석결과에 대한 신뢰성을 높였다. 이번 연구를 통해 지금까지 전투가 진행됨에 따라 통상적으로 전투원의 생존율(전투력) 추이를 판단하고 훈련에 적용해 왔던 것에서, 전투가 진행되는 특정 시점에서 부대원들의 생존율에직접적인 영향을 미치는 요인을 선별하고 이를 보완 발전시켜, 각개 전투원의 생존율을 향상시킬 수 있는 객관적인 접근방법을 제시하였다. 이는 군이 보유하고 있는 데이터로부터 새로운 가치와 통찰력을 얻기 위한 최초의 시도라는 점에서 의의가 있다고 할 수 있겠다.

특허기반 TMMR Waveform 기술 동향분석에 관한 연구

권지나,김각규,조용주,원경찬 조선대학교 군사학연구소 2023 군사발전연구 Vol.17 No.1

차륜형 장갑차 특허 출원 및 기술 동향분석에 관한 연구

권지나,김각규,조용주,원경찬 광운대학교 방위사업연구소 2023 선진국방연구 Vol.6 No.2

This study analyzed the domestic and foreign patent applications and technology trends of wheeled armored vehicles. Patents for wheeled armored vehicles have been steadily filed since 2009. As the technology development of armoured vehicles has achieved maturity, this technology has entered stabilization period. The scope of patent technology search is to select patent documents from the five major patent application countries that have applied for a large number of patents globally in both quantity and quality, and the search focused on patents published and registered between 1990 and August 2019 using the WIPS ON program. In particular, the main technologies of wheeled armored vehicles, such as protection, mobility, firepower, and body technology, were analyzed. Technological trend data from patents can be used to create requirements for weapons systems. If technology trends are not sufficiently reflected when raising requirements for a weapon system, problems such as obsolete technology development and lack of operational effectiveness may occur, if an excessive required operational capability (ROC) is set without considering the technology, there is a risk that the target performance may not be reached, costs may be incurred and additional time may be needed. So, for the development of weapon systems, it is necessary to analyze the trends of major technologies and find promising technologies in the long term and of wheeled armored vehicles and the latest development trends of major countries are investigated, as well as the technical information necessary for the establishment of the maneuvering system, which is the cornerstone of Army TIGER 4.0.

디지털트윈을 활용한 미래 무기체계 전력화평가 및 야전운용시험 방안에 대한 연구

김각규,진강균,조용주,원경찬 광운대학교 방위사업연구소 2022 선진국방연구 Vol.5 No.3

The application of artificial-intelligence technology to weapon systems, is difficult to use in military applications for such reasons as killing or wounding problems, ethical problems, and field environment considerations; therefore, more-sophisticated techniques and development are required for testing and evaluation. There is an increasing demand for advanced weapon systems that incorporate new technologies, such as artificial intelligence, and for electrification, and a new paradigm that can confirm and verify the performance required for field operations is required. Therefore, through case studies on digital twins, a plan for field testing and initial operational capability in future weapon systems was developed. Five development directions were identified, including policies and systems, organization, establishment of infrastructure, and utilization plans, to establish a field test and initial operational capability. In addition, studies on economic ripple effects and cost-effectiveness were conducted based on application cases of digital twins in the private sector. An optimal method for users to safely verify performance by utilizing the digital twin method to overcome the difficulties of testing and evaluating weapon systems with new technologies from the time when the weapon system requirements are determined to mass production is proposed. 인공지능 기술이 적용된 무기체계는 살상문제, 윤리문제, 야전 환경적용 등의 이유로 군 활용에 어려움이 있으며, 이러한 제한사항으로 인하여 시험 및 평가는 더욱 정교한 기법과 발전이 요구된다. 현재, 새로운 기술을 적용한 미래 첨단무기체계의 소요제기와 전력화에 대한 요구가 증가하고 있으며, 이에 야전운용에 필요한 성능을 확인하고, 검증할 수 있는 새로운 패러다임의 연구가 필요한 시점이다. 따라서 본 연구는 디지털트윈에 대한 사례연구를 통해 미래 무기체계의 시험 및 평가에 적용할 수 있는 방안을 제시하였다. 무기체계의 전력발휘의 완전성을 향상하기 위해 전력화평가와 야전운용시험 간 디지털트윈을 활용하는 발전방안을 제시하였다. 야전운용시험 및 전력화평가 모델 구축을 위해 정책 및 제도, 조직 및 편성, 기반체계 구축, 활용방안 등 5가지 발전방향을 제시하였다. 또한, 민간 분야 디지털트윈의 적용사례를 통해 경제적 파급효과와 비용 대 효과에 대한 연구를 제시하였다. 결론적으로 본 연구는 무기체계 소요가 결정된 시기부터 양산까지 신기술이 적용된 무기체계의 시험 및 평가의 어려움을 극복하기 위해 디지털트윈의 방법을 활용하여 향후 사용자가 안전하고 효율적으로 무기체계 전력화의 완전성을 검증할 수 있는 최적방안을 제시하는 것이다.