1. 서 론

1.1 연구 배경 및 필요성

한국의 주력 소총인 K2는 1980년대 중반 도입 이후 대한민국 육군, 해군, 해병대 및 예비전력까지 광범위하게 보급되어 온 5.56×45mm NATO 구경의 가스피스톤 방식 소화기이다. 1985년부터 표준소총으로 자리 잡으면서 미군의 M16A1을 대체하였고, 이후 K1A 카빈총과 함께 한국군 개인화기 체계의 근간을 형성해 왔다. 그러나 설계 개념이 냉전기 전면전을 상정한 전통적 보병전 중심에 놓여 있었던 만큼, 도시․산악․야지 복합 지형, 비정규전, 대테러 및 평시 임무 등 다양한 현대 작전 환경에서의 운용상 한계가 지적되고 있다[6, 18].

이러한 한계를 보완하기 위해 2010년대 중반부터 한국 육군은 상부 피카티니 레일, 레일 일체형 핸드가드, 가변 길이 개머리판, 탈착식 조준장치 등을 적용한 K2C1을 도입하여 전방부대 중심으로 보급해 왔다. K2C1은 광학조준경, 레이저지시기, 전술조명, 전방손잡이 등 다양한 보조장치 장착성을 대폭 향상시켰으나, 근본적인 형상 설계는 1980년대 K2에 기반하고 있어 인체공학, 무게중심, 좌우 완전 양손 운용성 등에서는 최신형 서방 소총에 비해 제약이 존재한다[3].

한편, 국방부와 방위사업청은 K2의 노후화와 전장 패러다임 변화를 고려하여 2028년경 K2를 대체할 "한국형 소총-II" 사업을 추진 중으로 알려져 있다. 보도에 따르면 본 사업은 기존 5.56mm 탄을 유지하되, 모듈화․경량화․인체공학․부착장비 통합성, 향후 탄약․센서 체계 확장 가능성을 중점 요구성능으로 검토하고 있는 것으로 전해진다. 이는 4차 산업혁명 기술을 접목한 하이퍼 아미(Hyper-Army) 구현, 워리어 플랫폼, 드론봇 전투체계, AI 기반 전투지휘체계 등 육군 비전 2030과도 긴밀히 연계되는 핵심 사업이다[18, 20].

국제적으로는 미 육군의 차세대 분대화기(NGSW; Next Generation Squad Weapon) 프로그램을 통해 6.8×51mm 탄약을 사용하는 M7 소총이 채택되었고, 프랑스는 HK416F를, 독일은 HK416 A8을 통해 노후 FAMAS와 G36을 차례로 교체하고 있다. 중국은 QTS-11 복합소총을 통해 20mm 공중폭발탄 발사기와 소총을 결합한 통합 병사체계를 추진 중이며, 한국 역시 K11 복합소총을 개발․배치했으나 치명적인 품질 결함으로 2019년 사업이 공식 취소되는 경험을 겪었다[2, 8, 9].

이와 같이 국내외 환경이 급변하는 가운데, 한국군의 전투용 소총 첨단화는 단순한 "신형 총기 교체"가 아니라, 전투력, 예산, 방위산업 생태계, 연합 합동 작전 및 시험평가 체계까지를 포괄하는 복합적인 의사결정 문제로 인식하고 체계적으로 접근할 필요가 있다.

특히 무기체계 획득 분야에서는 AHP, TOPSIS, PROMETHEE 등 다기준의사결정 기법을 활용한 무기 선택․우선순위 결정 연구가 다수 수행됐으며, 자동소총 선택 문제에 AHP를 직접 적용한 사례도 보고되고 있다[2]. 이러한 방법론을 한국 육군 차세대 소총 첨단화 문제에 접목함으로써 보다 객관적이고 정량적인 의사결정 지원이 가능하다.

1.2 연구 목적 및 범위

본 연구 목적은 한국 육군 전투용 소총 첨단화 방향을 운영 및 체계적 관점에서 분석하고, 차세대 소총 선정에 활용할 수 있는 다기준의사결정 기반 분석모형을 제안하는 데 있다. 이를 위해 우선, 국내외 소총 운영 현황 및 첨단화 사례를 비교분석하여 한국 육군에 시사점을 도출한다. 연구 범위는 기관단총, 권총 등은 본 연구의 범위에서 제외한 한국 육군이 분대․소대급에서 운용하는 5.56mm급 개인화기, 향후 도입 가능성이 있는 6.8mm급 차세대 소총, 복합소총, 스마트 소총 개념 등을 포함한다.

AHP와 TOPSIS 등 다기준의사결정 방법론을 적용하여 소화기 현대화에 적용할 수 있는 첨단 소총 체계 대안을 식별하고 각 대안에 대해 평가하고 최적의 대안을 선정하는 모형을 제안하고자 한다. 이를 위해 한국군 차세대 소총 선정 문제에 대한 요구능력과 기반 요소를 접목하여 평가기준에 대해 계층 구조화하고, 현재 각국의 소총기술 개발 및 운용 중인 소총 형상을 재구성한 후보 대안을 발굴하고 이에 대한 합리적인 대안 선정 모형을 제시한다. 최종 선정된 결과를 바탕으로 차세대 한국형 소총 사업 추진 및 장기적 관점에서 소화기 첨단화 발전방향에 대한 정책적 시사점을 제안하고자 한다.

본 논문의 구성은 다음과 같다. 제2장에서는 이론적 배경 및 기존 연구를 고찰한 후 최신 소총 개발현황 및 주요 특징을 분석하고, 제3장에서는 의사결정 모형 설계 및 해법을 제시하고 제4장에서 사례연구를 통한 모형의 실행 결과를 분석하며 마지막으로 제5장에서 결론 및 차세대 소총 선정 및 개발 방향을 제시한다.

2. 이론적 배경 및 기존 연구

2.1 국내외 소총 운영 현황 분석

한국군은 현재 K2 및 K2C1을 육군․해병대의 표준 제식 소총으로 운용하고 있으며, K1A 카빈총은 군사경찰과 일부 특수임무, 차량 승무원 및 후방부대에서 운용 중이다. K2C1은 2016년부터 전력화되어 레일 시스템과 가변 개머리판을 통해 현대적 부착장비 운용이 가능해졌고, 2024년과 2025년에 각각 16,000정씩 추가 납품되는 등 누적 19만 정 이상이 공급되었다. 이는 노후 K2를 점진적으로 교체하면서도 병사들의 플랫폼 친숙성과 국내 생산 기반을 유지하려는 점진적 현대화 전략으로 해석된다[1].

동시에 방위사업청과 산업계는 K2C1과 별도로 수출 시장 및 특수부대용을 겨냥한 K2C 카빈, K13 등 다양한 소총을 개발해 왔다. K2C 계열은 상부 피카티니 레일, 단축 총열, M4형 개머리판을 채택해 해외에서 널리 보급되는 AR-15 계열과의 부품 및 액세서리 호환성을 높이는 방향으로 진화하고 있다. 이러한 흐름은 차세대 한국형 소총이 완전히 새로운 플랫폼이 되더라도 국내 산업계가 이미 현대적인 모듈식 소총 설계 경험을 일부 축적했음을 시사한다[1, 7].

미국은 NGSW 프로그램을 통해 SIG Sauer사의 6.8×51mm 탄약 기반 M7 소총을 채택하였다. M7은 피스톤 구동식, 선택사격, 모듈식 설계를 채택했으며, 고위력 탄약을 통해 5.56mm 탄을 사용하는 기존 M4 대비 장거리 관통력과 치명성을 크게 향상시키는 것을 목표로 한다. 이는 미래 고강도 분쟁에서의 교전거리 증가에 대응한 탄 위력 우선 전략을 반영한다[2, 19].

프랑스는 Arme Individuelle Future(AIF) 사업을 통해 독일제 HK416F를 기존 FAMAS를 대체한 후속 제식 소총으로 선정하였다. HK416F는 5.56×45mm NATO 탄을 사용하며, 쇼트스트로크 가스피스톤 방식, 피카티니 레일, 다양한 총열길이 등으로 높은 신뢰성과 모듈성을 입증하였다[5].

독일 역시 G36의 과열 시 명중률 저하 문제 등 논란 끝에 신규 제식소총으로 HK416A8을 선택함으로써 5.56 mm 기반이지만 플랫폼 신뢰성과 현대적 설계에 초점을 맞추는 전략을 채택하였다[5].

중국은 QTS-11을 통해 20 mm 공중폭발탄 발사기와 5.8 mm 소총을 결합한 통합체계를 도입하였다. QTS-11은 전자식 조준․탄약 프로그래밍 기능을 통해 엄폐 뒤 적에 대한 간접 교전을 가능하게 하지만, 탄약 위력․무게․복잡성 측면에서 미국 XM29 OICW(Objective individual Combat Weapon)와 유사한 문제점이 지적되고 있다[15].

한국도 5.56 mm 소총과 20mm 공중폭발탄 발사기를 결합한 K11 복합소총을 전력화하였으나, 발사통제장치 균열, 탄도 성능 부족, 과도한 중량 등 심각한 결함으로 2019년 사업이 취소되었다[6].

<Table 1>은 국내외 국가에서 운영 중인 소총의 제원과 특성에 대해 정리하였다. 주요 특징을 요약하면, 첫째, 차세대 탄약 도입을 통해 미국의 M7은 기존 5.56mm보다 위력이 강한 6.8mm 탄약을 사용하여 사거리와 관통력을 극대화하였다.

둘째, 복합소총 체계 형상을 개발 운용 중인 중국의 QTS-11은 소총탄과 유탄발사기를 결합한 형태이다. 다만, K11은 탄창식 유탄 공급 방식을 사용하며, QTS-11은 단발식이라는 차이가 있다.

셋째, 기존 체계에 대한 지속적 성능개량을 통한 운영의 효율화를 도모하고 있다. 이 중 HK416 시리즈는 신뢰성 높은 가스 피스톤 방식을 바탕으로 프랑스와 독일 등 주요 국가의 제식 소총으로 자리 잡고 있다.

넷째, 서방 주요국은 5.56mm 기반의 고신뢰․모듈식 플랫폼(HK416 계열 등)과 6.8mm급 고위력 플랫폼(NGSW-M7)이라는 두 축으로 현대화를 추진하는 한편, 복합소총 및 스마트 소총 개념은 제한된 범위 내에서 실험적으로 운용 중이다. 한국군 역시 K2C1 기반 점진적 현대화와 차세대 한국형 소총 신규 플랫폼 도입을 병행하면서, 복합소총의 실패 경험에서 교훈을 얻어 보다 실용적이고 전투원 중심의 차세대 소총 요구능력을 정립할 필요가 있다.

2.2 소총 관련 주요 기술 연구

소화기 설계와 현대화 관련 기술 연구는 탄도, 총열 내, 외부 강도, 내구성, 열변형, 신뢰성, 인간공학, 사격 정확도, 소음과 반동 저감 등 다양한 영역을 포괄한다. 예를 들어 Dabroski et al.[5]는 스포츠용 기관단총 설계를 위한 탄종, 총열길이, 총열 외경, 노리쇠와 복귀 스프링 질량 등을 종합 설계하고, 총열 강도 해석을 통해 구조 건전성을 검증한 연구를 수행하였다. 또한 이 연구에서 소화기 총열의 외부 표면 온도 분포를 1D, 2D 및 3D 열해석 모형과 실제 사격 시험 데이터를 비교함으로써, 발열과 열피로에 따른 내구성 문제를 정량적으로 평가하였다.

탄도 성능과 더불어 명중도와 정확도는 소총 선정의 핵심 평가 지표로, 자동소총 간 명중 분산 특성을 비교하고 이를 종합지표로 통합하기 위해 통계적 방법과 AHP를 활용한 연구가 보고되었다. 이러한 연구는 총열, 가스시스템, 탄종 및 조준체계 설계가 실제 사격 정확도에 미치는 영향을 계량화하고, 다수의 설계 대안 중 최적안을 선택하는데 기여한다[16].

Bekesiene et al.[3]은 NATO 전장 경험을 기반으로 소화기 현대화 방향을 제시하였다. DEMATEL 기법을 적용해 신뢰성, 현대적 설계 및 외관, 탄도, 무기 플랫폼이 현대화 노력의 주요 동력으로 나타났습니다. 이러한 요소들은 높은 중요도와 강력한 상호 영향력을 보여주며, 전체 시스템 성능을 형성하는 데 핵심적인 역할을 한다는 것을 시사한다. 이 연구는 소화기 현대화가 단순히 신형 총기를 도입하는 것이 아니라, 병사 중심 요구분석, 연합작전 상호운용성, 기술․산업 생태계를 통합적으로 고려한 영역에서의 전략적 개선이 무기의 효과성, 적응성, 임무 준비 태세를 향상시킬 수 있음을 보여주고 있다.

국내에서는 국방 무기체계 시험평가 수행체계 개선, 무기체계 구성품 조달방식 판단 기준, 탄약 둔감화 우선순위 결정, 국방 R&D 자체평가 지표 개발 등에 AHP를 적용한 연구들이 수행되었다[12].

이러한 상기 연구들은 무기체계 획득 과정에서 계층 구조화된 평가항목, 전문가 쌍대비교, 일관성 검증 등을 통해 평가항목의 가중치 설정과 대안의 우선순위를 결정하는 분석평가의 방법론적 기반을 제공한다. 본 연구는 이러한 국방 AHP 적용 사례를 참조하여 소총 첨단화 평가 체계 설계에 적용한다.

2.3 다기준의사결정방법론

AHP 기법은 기업이나 군에 관련 의사결정, 제한된 자원의 배분 등의 문제를 해결하기 위하여 1970년대 초에 피츠버그 대학의 T. L. Saaty 교수가 개발하였다[17]. 일반적으로 본 방법은 정량적 분석이 곤란한 의사결정 분야에 전문가의 정성적 지식을 이용하여 평가항목 간 경쟁 요소의 중요도를 구하는 정성적 요소를 정량화시키는 방법으로 공공기관 및 사회과학 연구 분야에서 널리 적용되고 있다. 본 방법은 다수의 평가 요소 또는 다수 목적을 동시에 고려하는 복잡한 의사결정 문제를 작은 문제로 나누어 계층화함으로써 단순화시켜 합리적인 의사결정이 가능하게 하도록 하는 체계적 분석모형이다.

AHP 분석은 일반적으로 4단계 절차로 진행된다. 우선 의사결정 목표를 설정하고 이에 따른 의사결정 기준에 대해 계층화를 수행한다. 이때 체계적인 목표 달성을 위한 평가기준(Criteria)과 대안(Alternatives)으로 구분되어 구성한다. 두 번째 단계는 계층별 쌍대비교 설문조사를 통한 행렬을 만들고 이때 평가는 9점 척도가 활용된다. 이를 통해 의사결정 평가요소간 상대적 가중치를 추정하고 일관성(Consistency) 검증과정을 진행하여 설문자들 판단의 일관성을 확인하고 결과 수치에 대한 신뢰성을 제고한다. Saaty[17]는 일관성 비율(CR; Consistency Ratio)이 0.1 이하의 경우 설문의 일치도가 90% 이상으로 논리적 일관성이 매우 우수하며, 0.2 이하일 경우 일치도가 80% 이상으로 다소 일관성이 부족할 수 있으나, 일반적으로 학술연구나 실무분석에서 수용가능한 수준으로 간주한다. CR 값이 0.2 이상일 경우 응답자의 판단에 심각한 모순이 있거나 응답 신뢰도가 낮다고 판단하고 설문 제외 또는 재조사를 수행한다. 최종 단계는 의사결정 평가 요소 간 전체 상대 가중치를 도출한 후 평가항목 간의 중요도를 도출한다.

TOPSIS 기법은 다수의 평가항목에 대한 기준의 우선순위를 결정하는 과정에서 최선의 선택은 최종적으로 선택된 대안이 모든 평가 요소에서 가장 이상적 대안에 되도록 가깝고 최악의 대안과는 가장 멀어야 한다는 논리를 기반으로 개발된 기법이다[7]. 본 기법은 단조증가(Monotonic Increasing) 효용함수를 가정하고 유클리디언거리로 근접도를 평가하여 대안들의 선호순위를 결정하는 일반적인 절차는 다음과 같다.

본 논문에서는 Jung et al.[10]의 연구에서와 같이 먼저 AHP 기법 적용을 통해서 각 평가항목의 가중치를 도출한 후 TOPSIS 방법론을 통해 세부 평가항목에 대한 대안별 전문가 평가를 통해 결과를 종합하여 대안의 우선순위를 산출하는 통합적인 방법론을 적용한다.

2.4 기존 연구와의 차별성

기존 소화기 관련 연구들은 특정 총기의 설계, 탄도, 열해석, 명중도 분석 등 공학적 물리적 성능 평가에 초점을 두거나, 특정 국가의 소화기 현대화 사례를 기술적으로 소개하는 성격이 강했다. 또한 무기체계 선정 분야에서 AHP, TOPSIS, PROMETHEE, 진화연산 등을 활용한 다양한 모형이 제안되었으나, 대부분 전차, 장갑차, 함정, 항공기 및 미사일 등 고가의 대형 무기체계에 초점이 맞추어져 있다[13].

자동소총 선정에 AHP를 적용한 연구가 존재하나, 특정 국가의 제한된 자동소총 대안들에 대한 기술적 전술적 평가에 집중하여, 산업생태계, 작전 및 시험평가 제도 등 시스템 수준의 요소는 상대적으로 반영되지 않았다. 또한 한국군의 K2, K2C1, K11과 차세대 한국형 소총 등의 개발 경험, 국내외 소총 현대화 사례 등 통합적 관점의 분석은 아직 부족하다[5, 13, 14].

본 연구의 차별성은 첫째, 한국군 소총 체계의 역사, 현황, 문제점을 해외 선진국의 소총 현대화 사례와 연계하여 종합적으로 분석함으로써, 차세대 소총 첨단화를 둘러싼 전략적 환경을 체계적으로 조망한다. 둘째, 소화기 현대화 핵심 요인을 도출한 최근 연구와 국방 분야 AHP 적용 사례를 결합하여, 한국군 차세대 소총에 특화된 계층형 평가 모형을 설계한다. 셋째, 차세대 한국형 소총 사업을 단일 무기체계 선정 문제가 아니라, 체계별 대안의 특징과 주요 강점을 재해석하고, 이를 지원할 수 있는 통합 AHP-TOPSIS 의사결정 프레임워크를 제시한다.

3. 차세대 소총 선정 분석 모형

3.1 의사결정목표 및 평가기준 설정

본 절에서는 한국군 차세대 소총 도입의 타당성을 평가하기 위한 기술적․운용적․정책적 기준을 도출하기 위해, 국내외 소총 운용 현황과 관련 선행연구, 그리고 무기체계 획득 제도를 토대로 1차(잠정) 계층형 평가기준안을 구성하고, 이를 소총 운용 및 획득 분야 전문가 의견으로 검증․보완하여 최종적으로 <Table 2>의 평가기준 체계를 확정하였다. 즉, 기존 문헌과 제도에서 도출한 기준 후보군을 실무 전문가 검토를 통해 통합․조정한 결과물이다. 평가기준 도출 절차는 다음의 3단계로 구성된다. 첫째, 기존 문헌 및 제도 분석을 통한 1차 평가기준안 도출, 둘째, 관련 기관 전문가 의견수렴을 통한 타당성 검토, 셋째, 중복 항목의 통합, 표현의 구체화, 한국군 특수요소의 반영을 통한 최종안 확정이다.

우선 1차 평가기준안은 기존 참고문헌과 정책․제도 자료를 바탕으로 도출하였다. 무기체계 획득사업의 평가지표는 국내외 제도와 선행연구에서 일정한 공통 기준을 보이고 있으며, 본 연구는 이를 네 개의 출처군으로 구분하여 평가항목 후보군(pool)을 구성하였다.

첫째, 방위사업청의 무기체계 선정 평가제도이다. 「방위력개선사업 협상에 의한 계약체결 기준」[21]은 무기체계 평가요소를 비용 분야와 비용 외 분야로 구분하고, 비용 분야에는 초기 획득비와 운영유지비를, 비용 외 분야에는 기본성능 및 상호운용성 등의 성능, 전력화지원요소․운용편의성․체계신뢰도 등의 운용적합성, 그리고 계약 및 기타 조건을 포함하도록 규정하고 있다. 이러한 제도적 틀은 본 연구에서 「A. 전투효과성」, 「B. 인간공학 및 운용성」, 「C. 신뢰성 및 정비성」, 「E. 획득비 및 국산화율」의 기본 구조를 설정하는 직접적인 근거로 활용되었다.

둘째, 국방기술기획 및 무기체계 시험평가 관련 선행연구이다. Kim and Ha[12]는 국방 R&D 사업 자체평가 체계에서 국방정책 및 전략과의 부합성, 국방기술 연구개발 적합성을 핵심 평가 축으로 제시하고, 세부 판단 요소로 작전개념의 명확성, 기술성숙도(TRL), 최신 기술 추세와의 부합성, 타 사업과의 중복성 등을 제안하였다. 또한 Kim and Jeong[11]은 무기체계 시험평가 성과체계 연구에서 기존 운용 및 시험평가 데이터의 축적 수준과 결함사례 관리가 사업 위험관리의 핵심 변수임을 제시하였다. 이러한 논의는 본 연구에서 「D. 기술발전성 및 모듈확장성」과 「G. 시험평가 및 사업위험관리」 범주를 설정하는 주요 근거가 되었다.

셋째, NATO 전장 경험을 반영한 소화기 현대화 연구이다. Bekesiene et al.[3]은 실제 전장환경의 제약조건을 고려하여 소화기 현대화의 핵심 요인으로 효과성(effectiveness), 정밀도(precision), 상호운용성(interoperability), 적합성(suitability)을 제시하였으며, 구체적 분석 차원으로 신뢰성(reliability), 현대적 설계 및 형상(modern design and form factor), 탄 위력(ammunition lethality), 플랫폼 특성(platform characteristics)을 제안하였다. 본 연구는 이러한 분석 차원을 차세대 소총 평가에 맞게 재구성하여, 「A. 전투효과성」의 세부 항목인 유효사거리, 정확도, 관통력, 탄 위력과, 「B. 인간공학 및 운용성」의 세부 항목인 무게․균형, 개머리판․그립․조작계 인체공학, 좌우 전환 운용성 등에 반영하였다.

넷째, 한국군의 미래 전장운용 개념과 관련 정책 문서이다. 한국 육군 비전 2030, 워리어 플랫폼, 드론봇 전투체계 등은 병사-플랫폼-네트워크의 통합을 핵심 지향점으로 제시하고 있다[20]. 이는 기존 무기체계 획득 평가지표에서 충분히 독립적인 평가영역으로 다루어지지 않았던 요소이므로, 본 연구는 이를 반영하여 「F. 네트워크 및 센서 융합성」을 별도의 대분류 범주로 신설하였다. 아울러 AHP․TOPSIS 기반 무기체계 선정 연구인 Moon and Kang[14], Dağdeviren et al.[4]에서 공통적으로 활용된 획득비-운영유지비-국산화 관련 축은 「E. 획득비 및 국산화율」의 세부 항목 구성을 보완하는 데 활용하였다.

이와 같이 구성된 1차 평가기준안의 타당성과 실무 적용 가능성을 검토하기 위해, 본 연구는 <Table 3>과 같이 AHP 조사와 병행하여 총 26명의 전문가를 대상으로 설문을 실시하였다. 전문가 집단은 국방부, 육군, 방위사업청, 국방과학연구소(ADD), 국방기술진흥연구소(KRIT) 등에서 소총 운용, 연구개발, 획득 실무를 담당한 인원으로 구성하였다. 설문은 1차안의 대분류 및 세부 항목을 제시한 후, 각 항목의 적절성, 중복 또는 유사 항목 존재 여부, 누락 항목의 필요성, 용어의 명확성과 측정 가능성에 대해 자유기술식으로 의견을 수렴하는 방식으로 진행하였다.

전문가 의견수렴 결과는 다음과 같이 최종 평가기준 보완하였다. 첫째, 항목의 통합 및 분리 기준과 관련하여, ADD 및 KRIT 연구개발 전문가들은 탄 위력과 관통력이 전투효과성 내부에서 서로 밀접하지만 동일 개념은 아니므로, 각각 별도 항목으로 유지하되 평가 과정에서 상호 일관성을 확보할 필요가 있다고 보았다. 또한 「E. 획득비 및 국산화율」 범주의 ‘국산화율’과 ‘국내 생산 및 정비능력’은 실제 사업 추진 과정에서 서로 다른 정책․산업적 함의를 가지므로 분리하여 평가해야 한다는 의견을 제시하였다. 이에 따라 본 연구는 두 항목을 통합하지 않고 별도 항목으로 유지하였다.

둘째, 누락 항목의 신설 및 강화와 관련하여, 육군 운용 전문가들은 워리어 플랫폼 및 드론봇 전투체계와의 연동성을 고려할 때 단순한 장착 가능성만으로는 미래 소총의 네트워크 적합성을 충분히 평가하기 어렵다고 지적하였다. 이에 따라 본 연구는 「F. 네트워크 및 센서 융합성」 내에 ‘전원 및 데이터 버스 통합 용이성’뿐 아니라, ‘사격 데이터, 잔여 탄수, 위치정보의 네트워크 공유 능력’을 별도 세부 항목으로 신설하였다. 또한 방위사업청 전문가들은 K11 사업 사례를 근거로, 신규 소총 체계는 기술적 성능뿐 아니라 사업위험 관리 가능성까지 함께 평가해야 한다고 보았다. 이에 따라 「G. 시험평가 및 사업위험관리」 범주 아래에 ‘기존 운용 및 시험평가 데이터 축적 수준’, ‘결함 및 사업취소 이력’, ‘핵심 신기술의 TRL’의 3개 세부 항목을 독립적으로 반영하였다.

셋째, 추상적 표현의 측정 가능한 평가항목으로 구체화가 이루어졌다. 예를 들어, 선행연구에서 제시된 ‘현대적 설계(modern design)’는 개념적으로는 유용하지만 AHP 및 TOPSIS 평가에 직접 적용하기에는 해석의 폭이 넓다는 한계가 있었다. 이에 전문가들은 이를 상․하부 레일 및 M-LOK 인터페이스, 총열․개머리판․조준장치의 모듈 호환성, 신규 조준장치․센서․사격통제체계와의 확장성 등과 같이 확인 가능하고 비교 가능한 지표로 재정의할 필요가 있다고 제안하였다. 본 연구는 이러한 의견을 반영하여 해당 요소를 「D. 기술발전성 및 모듈확장성」의 세부 항목으로 구체화하였다.

이상의 과정을 종합하면, 「A. 전투효과성」, 「B. 인간공학 및 운용성」, 「C. 신뢰성 및 정비성」, 「E. 획득비 및 국산화율」은 선행문헌과 방위사업청 평가기준[21]에서 반복적으로 확인되는 공통 평가축으로서 기본 토대를 형성하였다.

반면, 「F. 네트워크 및 센서 융합성」과 「G. 시험평가 및 사업위험관리」는 한국군의 미래 전장운용 개념과 국내 사업 경험을 반영하여 보완적으로 추가․독립화된 평가축이다. 즉, 최종 <Table 2>는 기존 연구의 일반적 평가구조를 그대로 차용한 것이 아니라, 공통적으로 검증된 표준 항목은 유지하되, 한국군 차세대 소총 도입환경에서 중요성이 높아진 네트워크 연동성과 사업위험 요소를 전문가 의견에 따라 별도 범주로 재구성한 결과라고 할 수 있다.

따라서 <Table 2>는 문헌․제도 분석을 통해 도출한 1차 후보항목을 전문가 검토로 수정․보완하여 완성한 최종 계층형 평가체계이며, 각 항목은 정성적 개념에 머물지 않고 AHP 쌍대비교와 TOPSIS 평가에 직접 적용할 수 있도록 측정 가능성과 비교 가능성을 고려하여 구성하였다. 특히 NATO 기반 연구[3]의 기술요소, 국내 획득제도[21], 한국군 정책지향[20], 그리고 실무 전문가 의견을 종합함으로써, 차세대 소총 도입 타당성을 보다 체계적이고 현실적으로 평가할 수 있도록 하였다.

상기 내용을 바탕으로 <Figure 1>은 본 연구의 의사결정에 대한 전체 계층구조도를 나타낸 것이다. 1차 기준은 의사결정 목표를 2차 기준(대분류, Level 1 평가항목, 7개항)과 3차 기준(세분류, Level 2 평가항목, 27개항)을 설정하였다. 이 기준 아래 대상 대안을 위치한다.

상기의 평가기준은 각 대안의 상대적 강․약점을 파악할 수 있다. 이 과정에서 민감한 군사기밀을 사용하는 대신 공개 연구자료와 기존 발표된 정성적 평가 결과를 활용하여 실제 사업 적용시 보완 요소를 식별할 수 있다.

3.2 대안 선정

본 연구는 도출된 대안을 바탕으로 제시한 평가 모형의 적용 가능성을 검토한다. 대안 선정은 <Table 1>에서 제시한 국외 선진국의 최신 소총기술과 국내 소총의 성능개량형을 대상으로 종합한 결과를 반영하였다.

국내외 최신 소총의 공개 제원과 개발 및 운용현황 등을 기반으로 대안을 선정하였다. K2/K2C1 기반의 성능개량 대안과, 5.56mm 기반 신개념의 모듈러식 차세대 소총, 미군의 6.8mm 고위력 소총 그리고 QTS-11, K11 후속 개념 등과 유사한 복합소총과 스마트 소총의 제한적 재도입 대안을 포함 총 4가지 대안을 채택하였다.

국방 획득 사업에서 무기체계를 도입하는 방법은 크게 국내 연구개발(체계개발)과 국외 구매(해외 도입)로 나뉘며, 국내 개발의 경우 기존 플랫폼을 개량할 것인지(성능개량), 아니면 완전히 새로운 독자 플랫폼을 개발할 것인지로 구분된다. 본 연구에서 설정한 4가지 대안은 이러한 현실적인 도입 시나리오를 모두 커버하는 상호 배타적이고 독립적인 대안이며 다음과 같다.

3.3 AHP 및 TOPSIS 통합 적용

차세대 소총 선정 문제는 다수의 상충적인 기준 하에서 여러 대안 중 최적 혹은 우선순위를 결정하는 전형적인 다기준 의사결정 문제이다. 본 연구에서는 AHP를 통해 기준별 가중치를 도출하고, TOPSIS를 통해 대안별 평가항목에 대한 종합 점수화와 순위를 산출하는 2단계 통합모형을 제안한다.

1단계에서는 국방부, 육군, 방사청, 연구기관의 전문가를 대상으로 각 기준간 상대적 중요도를 쌍대비교 하도록 설문을 설계한다. 계층구조는 의사결정목표로 한국 육군 차세대 소총 최적 대안 선정이다. 설문 응답으로부터 대분류 기준의 각 평가항목 간 쌍대비교 행렬을 구성하고, 고유벡터 계산을 통해 기준별 가중치를 산출하며, 일관성비율(CR)이 허용 한계(통상 0.1) 이내인지 확인한다. 이후 대분류 항목별 세분류 평가항목 간 쌍대비교 행렬을 구성하고 가중치를 산출한다.

2단계에서는 AHP로 산출한 기준 가중치와 각 소총 대안에 대한 정규화 지푯값(예: 유효사거리, 무게, 단가 등)을 결합하여 TOPSIS 기법을 적용한다. TOPSIS는 대안별 최선해(Ideal Solution; IS)와 최악해(Non Ideal Solution; NIS)를 구한 후, 각 대안이 최선해와 최악해로부터 얼마나 가까운지와 먼지에 대한 상대적 거리를 계산하여 순위를 산출하는 방법이다. 이를 통해 특정 대안이 어느 기준에서 강점과 약점을 갖는지 직관적으로 파악할 수 있으며, 민감도 분석을 통해 기준 가중치 변화에 따른 순위 변동을 검토할 수 있다[10, 19].

본 연구는 보안 관계상 실제 수치데이터 대신 개념적 모형 구조와 적용 절차를 제시하는 데 중점을 두며, 향후 군 내부 데이터와 기밀 제원을 활용한 정량 분석은 후속 연구로 제안한다.

4. 모형 실행 및 결과 분석

4.1 AHP 분석

각 수준별 평가항목에 대한 쌍대비교행렬을 생성하고 가중치를 도출한다. 이를 위해 <Table 3>과 같이 국방부, 육군, 방위사업청, 국방과학연구소, 국방기술진흥연구소 등 전문가를 대상으로 설문조사를 실시하였다.

<Table 4>는 각 항목에 대한 개별 설문자의 응답값에 대한 평균값을 Level 1수준의 가중치 도출 결과이다. 전투효과성, 신뢰성, 정비성, 기술발전성 그리고 네트워크 센서융합성 순으로 상대적으로 높게 나타나고, 비용, 국산화율 및 시험평가 등 기타 항목 순이다. 이는 소화기 현대화의 핵심 동인으로 신뢰성과 플랫폼 특성이 강조된 선행 연구[3]와도 부합한다. 상기 전체 AHP 설문결과의 전반적인 평가항목의 CR값이 0.1 이하로 설문의 일관성과 신뢰성이 있다고 할 수 있으며, 전투효과성과 비용 및 국산화율 항목의 CR값이 0.2 이하 수준으로 수용 가능한 설문결과로 판단하였다.

4.2 TOPSIS 분석

다음 단계로 TOPSIS 분석이다. 차세대 한국형 소총 사업 대안에 대해 평가하는 단계이다.

각 사업 대안의 중요도를 평가하기 위해 연구기관 전문가 10명을 대상으로 TOPSIS 설문조사를 진행하였다. 각각 대안을 대상으로 앞서 세분류 평가기준 항목에 대해 리쿼트 7점 척도 기준으로 평가하였다. 각 항목의 값과 함께 TOPSIS 응답스케일을 맞춰주기 위해 정규화 값을 <Table 5>와 같이 산출하였다. 이후, 이 정규화 행렬에 AHP를 통해 도출한 세부 평가항목의 Global Weight를 곱한다. 이에 대한 결과는 <Table 6>과 같다.

이후 TOPSIS 분석을 위해 최선해와 최악해를 도출한다. <Table 6>에서 각 대안에 즉, 각 열의 범위 내에서 최대값은 최선해로 최소값은 최악해로 선정한다. 각 대안의 최선해와 최악해로부터의 거리는 2.3절에서 설명한 내용을 참고로 산출할 수 있다.

<Table 6>의 결과를 바탕으로 대안별 상대적 근접도를 도출한다. 이때 상대적 근접도 값이 큰 순으로 높은 우선순위를 가지며 이에 대한 결과는 <Table 7>과 같다. 최종적으로 대안 B가 차세대 한국군 소총의 형상 및 관련 기술 개발안이 적합한 것으로 판단할 수 있다. 나머지 2, 3순위 대안의 근접도는 사실상 큰 차이를 보이지 않는다. 미래전 양상에 맞는 작전운용 환경과 재료 경량화 등 첨단기술 적용가능성에 따라 대안 선정이 필요할 것이다.

4.3 결과에 대한 해석

AHP-TOPSIS 통합방법론을 통해 대분류 평가지표 7가지 및 하위 세부 분류 27가지 항목을 통해 차세대 한국형 소총선정 사업대안을 평가하는 모형을 제시하였다. 이 모형을 통해 대안별 주요 요구능력과 기술구현 중점방향도 동시에 식별할 수 있다. 이에 대한 대안별 해석은 다음과 같다. <Table 7>은 AHP 가중치와 TOPSIS 대안평가 방법을 결합하여 최종 우선순위를 도출하였다.

대안 A(K2C1 기반 개량)은 신뢰성, 비용, 국산화, 시험평가 등 안정성과 경제성 측면에서 모든 지표 중 최고점을 나타낸다. 그러나 네트워크 융합과 모듈화 확장성에서 극히 낮은 점수를 받아 미래 확장성이 부족하게 나타난다. 이미 대량 전력화되어 운용 경험과 정비 체계가 성숙해 있으며, 국내 생산 및 정비 기반이 확립되어 있기 때문이다. 그러나 전투효과성, 기술발전성 및 모듈성 측면에서는 완전 신규 플랫폼에 비해 구조적 한계가 존재한다.

대안 B(신형 5.56mm 모듈형)는 인체공학과 모듈화항목에서 가장 우수한 밸런스를 보여준다. 기존 탄약과 신형 개발 탄약을 동시에 사용할 수 있어 전투 효과성이 높고, 보조 지표 전반에서 고른 점수를 획득하는 ‘합리적 대안’으로 판단된다. 특히 상부 피카티니 레일과 M-LOK 핸드가드, 완전 양손 조작계, 경량화된 재료 등을 통해 사용자 운용이 용이하다. 다만 완전 신규 플랫폼 도입으로 인한 개발, 시험 및 양산 리스크와 초기 비용 상승, 기존 부품과의 호환성 등은 시험평가 및 사업위험과 비용 측면에서 불리하게 작용할 수 있다.

대안 C(6.8mm 고화력)는 유효사거리, 관통력, 화력 등 전투의 본질적 지표에서 압도적이다. 다만, 신규 탄약 도입에 따른 국산화율 및 비용 지표와 기술성숙도 측면에서 감점 요인이 크다. 장거리 관통력과 치명성 측면에서 분명한 우위를 가지지만, 탄약 및 총기 중량 증가, 탄약 보급 부담, 반동 증가로 인한 사격 난이도 상승 등 부정적 요소도 크다. 따라서 전군의 일괄 도입보다는 특정 부대, 정찰 및 도시전 특화부대 등에서 제한적으로 운용하는 전략이 적합할 수 있다.

대안 D(복합/스마트 소총)는 야간 사격 및 네트워크 공유 능력에서 다른 대안을 압도한다. 반면 중량, 유지보수성, TRL 등 실제 전력화 가능성 지표에서는 가장 점수가 낮다.

차세대 소총 선정을 위한 AHP-TOPSIS 분석을 수행한 결과를 해석하면, 대안 B(신규 5.56mm 모듈식 플랫폼)가 이상해에 가장 근접한 대안으로, 대안 A(K2C1 개량)는 비용 및 위험감소 측면에서 유리하여 근․중장기 보완 대안으로, 대안 C는 특정 임무 군에 대한 보조 대안으로, 대안 D는 장기적 기술 실험 대안으로 고려할 필요가 있다. 이는 차세대 한국형 소총 사업이 단일 플랫폼의 절대적 우열을 가리는 것이 아니라, 임무, 시간 및 제약조건에 따른 최적 조합을 설계해야 함을 시사한다.

본 모형의 실행결과 최적 대안으로 B(신형 5.56mm 모듈형)가 도출되었다. 이에 대한 이유는 첫째, 화력 우위 측면으로, 방탄복 기술 발전에 대응하기 위한 현재 개발 중인 소화기용 고성능 탄약으로도 6.8mm 수준의 탄의 관통력 및 사거리 증대 등 전투 효과성을 달성할 수 있다. 둘째, 모듈형 기반 설계는 미래 확장성으로 인공지능 기반 사격 통제 장치와의 결합 및 워리어 플랫폼과의 연동 시, 단순한 화기 이상의 ‘전투 플랫폼’으로서 가치가 높다. 셋째, 미래 전투 환경에 부합한 글로벌 표준이 5.56mm에서 고화력 탄약으로 이동하는 추세를 반영하여, 향후 30년 이상의 운용 수명을 보장할 수 있다. 다만, 획득 비용 절감과 전력 공백 최소화를 위해 대안 A의 설계 요소를 일부 수용하거나, 대안 C를 활용한 단계적 교체 전략을 병행하는 것이 현실적인 국방 예산 운용에 유리할 것으로 판단된다.

5. 결론 및 발전방향

본 연구는 한국 육군 전투용 소총 첨단화를 시스템 분석 관점에서 조망하고, 차세대 소총 선정에 적용 가능한 AHP-TOPSIS 기반 분석모형을 제안하였다. K2, K2C1 중심의 현 소총 체계는 국내 생산 기반과 병사들의 숙련도, 비용 측면에서 장점을 가지나, 설계연한 경과와 전장환경 변화에 따라 현대적 설계, 모듈성 및 네트워크 통합성 측면에서 한계를 드러내고 있다.

미국, 프랑스, 독일 그리고 중국 등의 사례는 고신뢰모듈식 플랫폼과 고위력 탄약, 복합소총과 스마트 소총 등 다양한 방향의 시도를 보여주지만, 과도한 복잡성, 무게 및 비용을 수반하는 개념은 실전 운용에서 신중한 검증이 필요함을 시사한다.

차세대 한국형 소총 사업은 이러한 국제 동향과 국내 환경을 종합적으로 고려하여, 다음과 같은 발전방향을 모색할 필요가 있다.

첫째, 단계적 포트폴리오 기반 현대화 로드맵 수립이 필요하다. 단기적으로는 K2C1 추가 성능개량 및 열악한 부대의 우선 교체를 통해 전력 공백을 최소화하되, 중기에는 신규 5.56mm 모듈식 플랫폼 도입을 추진하고, 장기적으로는 제한된 부대에서 6.8mm급 플랫폼․복합소총․스마트 소총 개념을 시험 운용하는 다층적 포트폴리오 전략 수립이 필요하다.

둘째, 병사 중심 요구능력 정립과 인간공학적 설계를 반영이 해야 한다. 총기의 반동, 무게, 조작성, 방탄장비 및 장구 착용 시 사격자 피로 등을 정량적으로 측정 반영하고, 실제 병사 운용 환경을 고려한 설계와 대안을 마련해야 한다.

셋째, 네트워크 환경 기반 미래전투체계인 워리어 플랫폼 통합을 고려해야 한다. 표적위치, 교전 우선순위 추천 및 탄약 소모량 등 소총에서 발생하는 정보를 전투 네트워크와 연동하고, 워리어 플랫폼의 전력, 통신 인터페이스와 물리적으로도 통합된 설계가 요구된다.

넷째, 본 연구에서 제안한 모형과 같이 AHP-TOPSIS 기반 무기체계의 객관적 선정기준 및 절차를 제도화하여야 겠다. 국방 무기체계 획득 전반에서 이러한 과학적 기법을 적극 활용하여 차세대 무기체계 선정 시 체계적으로 적용되길 기대한다.

다섯째, 시험평가 및 품질보증 분야에 대한 체계적 준비와 보완이 요구된다. K11 사업 취소 사례에서 보았듯이, 신규 개념 무기체계의 품질결함은 막대한 예산 낭비와 전력 공백을 초래할 수 있으므로, 과학적 체계적 시험평가 체계를 통해 기술성숙도, 신뢰성 및 정비성을 충분히 검증해야 할 것이다.

향후 연구로는 실제 군 운용 데이터와 기밀 제원을 활용한 정량적 AHP-TOPSIS 분석을 수행할 경우 보다 정확한 의사결정 지원이 가능할 것이다. 소총뿐만 아니라 워리어 플랫폼, 드론봇 및 센서 네트워크를 통합한 시스템공학적 모델링 및 시뮬레이션(M&S) 요소를 포함할 필요가 있다. 또한 전투원의 피로, 부상률, 사격 성적 등 인간공학적 지표와 연계한 통합 효과 측정 등의 데이터 정보도 축적하여 적용할 필요가 있다. 이를 통해 한국군 전투용 소총 첨단화는 개별 무기체계의 교체를 넘어, 미래 전장 환경에 최적화된 통합 전투체계 구축의 핵심 축으로서의 기여할 수 있길 기대한다.