• 시스템엔지니어링학술지
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• 제13권2호
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• pp.49-56
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• 2017

Implementation of Model-based Systems Engineering(MBSE) depends on a model supporting efficient communication among engineers from various domains. And SysML is designed to create models supporting MBSE but unfortunately, SysML itself is not practical enough to be used in real-world engineering projects. SysML is designed to express generic systems and requires specialized knowledge, so a model written in SysML is less capable of supporting communication between a systems engineer and a sub-system engineer. Domain Specific Languages(DSL) can be a great solution to overcome the weakness of the standard SysML. A SysML based DSL means a customized SysML for a specific engineering domain. Unfortunately, current researches on SysML Domain Specific Language(DSL) for the plant engineering industry are still on the early stage. So as the first step, we have developed our own SysML based Piping & Instrumentation Diagram (P&ID) creation environment and P&ID itself of a specific plant system, using a widely used SysML authoring tool called MagicDraw. P&ID is one of the most critical output during the plant design phase, which contains all information required for the plant construction phase. So a SysML based P&ID has a great potential to enhance the communication among plant engineers of various disciplines.

• 시스템엔지니어링학술지
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• 제15권2호
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• pp.17-30
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• 2019

Due to difficulties in tracking design information of existing document-based configuration management, the research on the development of plant SysML model was started to apply the model-based system engineering methodology to comprehensively manage various design information. However, until now, in order to create the SysML model, the engineers are checking the design information and inputting it to the SysML model. This process requires a lot of time and manpower, it is required to minimize it. Therefore, this study has recognized the problem, a plug-in that extracts the plant design information in the design document and automatically converts the SysML plant model from it. Specifically, the development was performed in the following order. First, the extraction file was selected as the most commonly used Excel file as the plant design document. Next, the design information in the document was analyzed, and extracted information including tag number, name, and the capacity were selected. Finally, the plant SysML model conversion module was implemented. The developed plug-in is confirmed that the task load of the engineers by the SysML model conversion can be minimized and the model can be generated more quickly and accurately.

• 시스템엔지니어링학술지
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• 제4권2호
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• pp.1-13
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• 2008

The development of hull curved plate forming automation system in ship production field begins from the need of stakeholders such as enterprise organization, who need the reduction of cost and time and improvement of productivity, and end users who work for this production process. Even though hull curved plate forming automation system has small scale, it is reasonable to consider the system as an interdisciplinary system, because the system includes all of hardware, software, human and information and has a specified objective to be performed. In this paper, introduction of 4 leading Model-Based Systems Engineering (MBSE)methodologies is described and SysML(Systems Modeling Language), which is designed to analyze, specify, design, and verify complex systems, is introduced in order to support those methodologies. Especially, SysML is applied to system modeling of hull curved plate forming automation system and focused on. The structure diagrams and behavior diagrams based on operational context of the automation system are used to make system architecture. The performed application of SysML to the hull curved plate forming automation system shows an example of applying SysML to the development of other autonomous systems in ship production domain.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권10호
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• pp.410-417
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• 2018

현대의 시스템은 지속적으로 대형화, 복잡화되어 왔기 때문에 시스템의 오류 발생 가능성이 커졌다. 시스템의 고장은 안전 사고를 발생시키고, 인명과 재산상의 막대한 피해를 줄 수 있다. 이러한 이유로 미 국방성과 IEC 등의 국제표준기구에서는 시스템의 안전성을 확보하기 위한 안전 관련 국제표준을 제정하였고, 시스템 설계와 안전 활동이 통합적으로 수행되어야 함을 권고하였다. 이에 따라 최근의 연구들은 모델기반 시스템 설계를 진행함과 동시에 모델을 활용하여 시스템의 안전성 검증을 수행하였다. 하지만 시스템 설계를 위한 모델과 안전성 분석 및 검증을 위한 고장모델을 서로 다른 모델링 언어를 기반으로 생성하였기 때문에 시스템 설계와 안전 활동이 통합적으로 수행되지 못하였다. 또한, UML 또는 SysML 기반으로 고장모델을 활용하여 안전 요구사항을 도출한 연구들은 안전 분석 및 검증에 고장모델이 제한적으로 활용되었다. 이와 같은 문제점을 해결하기 위해서 기존의 고장모델 활용법을 확장 시킬 필요가 있다. 우선 시스템 설계와 안전성 검증 활동을 통합적으로 수행할 수 있는 개선된 SysML 기반의 고장모델을 생성해야 한다. 다음으로 이 고장모델을 활용하여 도출된 안전요구사항이 시스템 설계에 제대로 반영되었는지 검증할 수 있어야 한다. 따라서 본 논문에서는 개선된 SysML 기반 고장모델의 개념과 생성 절차를 제시하였고, 자동차 시스템에 대한 고장모델을 생성하였다. 또한, 자동차 시스템의 안전성을 검증하기 위해서 고장모델의 시뮬레이션을 수행하였다. 이를 통해서 개선된 SysML 기반 고장모델을 활용하여 시스템 설계와 안전성 검증 활동을 수행할 수 있음을 보였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권11호
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• pp.5827-5833
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• 2013

과학기술의 발전으로 인해서 현대의 시스템은 과거에 비해 대형화되고 복잡화되었다. 복잡한 시스템 개발에서 복잡도를 줄이기 위한 방법으로 모델기반 시스템엔지니어링(MBSE)이 다양한 분야에서 적용되고 있다. 하지만 다양한 언어를 통하여 모델링이 이루어지고 있으므로, 개발 프로세스에 따른 산출물의 일관성 및 이해관계자간의 의사소통에 문제가 발생하고 각 MBSE 도구의 지원 다이어그램의 차이에 따라 산출물의 표현이 제한되기 때문에 그 효과성이 부족하다. 본 논문에서는 전통적 다이어그램의 하나인 데이터흐름도(DFD)를 SysML의 다이어그램으로 변환하는 법칙을 연구함으로써 이미 구축된 모델들을 재사용하여 SysML로 구축될 수 있도록 한다. 특히, 각 다이어그램의 메타모델(Meta Model)을 분석하고, 이분그래프를 통해 각 구성요소의 연결 관계를 확인하여 변환의 근거를 마련하고 무결성을 확인하며 보다 효과적인 변환 법칙을 제시하고 있다. 또한 위 내용을 함정전투체계설계에 적용해 봄으로써 그 효과성을 확인한다. 본 연구의 결과를 기반으로 향후 추가연구를 수행하면, 이미 구축된 시스템 개발과정에서 산출된 모델들을 SysML 을 이용하여 일관성 있게 표현할 수 있을 것 이다. 그리하여 산출물의 일관성을 높이고 이해관계자간의 의사소통을 원활하게 함으로써, SysML을 이용한 효과적인 모델기반시스템엔지니어링(MBSE)에 도움이 될 것으로 기대된다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2012년도 추계학술발표대회
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• pp.1460-1463
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• 2012

본 논문은 대형복합 체계인 국방무기체계를 설계 프로세스에 따라 SysML 을 적용하여 개발하는 방법 및 사례에 대해 다룬다. ISO-IEC 15288 에 제시된 기술 프로세스의 핵심 단계인 요구사항 분석, 기능 분석, 이키텍처 설계를 모델 기반으로 수행하는 것은 이해관계자 사이의 의사소통을 원할히 유지하는 효과적인 방법이다. 더불어 SysML 을 기반으로 작성된 체계 모델은 S/W 설계를 위해 많이 사용되는 UML 과 설계 일관성을 유지하기 용의하다. 본 논문은 SysML 을 통해 체계 개발에 필요한 단계별 모델의 종류와 사용방법을 대공유도무기 사례를 통해 제안하고자 한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권8호
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• pp.77-83
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• 2016

오늘날 다양한 산업분야에서는 시스템 안전을 확보하기 위한 표준들이 제정되었다. 해당 표준들에서는 시스템 개발 초기 단계인 개념설계 단계부터 위험원 분석 활동을 수행하고, 분석 결과를 안전을 확보하기 위한 시스템 설계 활동에 반영할 것을 제시하고 있다. 따라서 운영 목표에 부응하는 시스템의 설계와 시스템에 내재하는 위험원 분석은 밀접한 관계가 있다. 그럼에도 불구하고 기존에는 설계 결과의 검증에서 시스템 개념설계와 위험원 분석 결과를 분리하여 수행하였다. 본 논문에서는 분리 수행에 따른 문제를 개선하기 위하여 시스템 고장 모델과 시스템 아키텍처의 통합 모델에 대한 검증 방법을 연구하였다. 구체적으로, 먼저 대상시스템의 아키텍처를 시스템 모델링 언어인 SysML로 모델링 하였다. 그리고 나서 시스템 아키텍처 정보를 기반으로 위험원 분석을 수행하고, 이를 토대로 SysML 고장 모델을 생성하였다. 그 후에 시스템 고장 모델을 시스템 아키텍처에 통합하고, 이를 기반으로 고장에 대비한 안전 설계를 추가하였다. 최종적으로 시스템 운영 중 일부 고장에도 안전 설계 결과가 안전 목표를 만족하는지 검증하기 위한 시뮬레이션을 수행하였다.

• 인터넷정보학회논문지
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• 제20권3호
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• pp.1-11
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• 2019

자동차, 원자력, 철도, 항공 등의 분야에서 발생하는 소프트웨어의 고장이나 사고는 바로 큰 재산 피해나 인명 피해로 연결될 수 있다. 이에 체계적이고도 효과적인 안전품질 관리의 필요성이 커지고 있으며, 최근 관련 산업 분야에서는 IEC 61508을 기반으로 안전 국제 표준이 제정되어 산업에 적용되고 있다. 국제 표준에서 명시하고 있는 안전 생명주기에 따르면 소프트웨어 안전성 품질을 확보하기 위해서는 개발 초기 단계에서 위험원 및 위험 분석(Hazard and risk analysis)을 통한 안전 요구사항을 개발하도록 권고하고 있다. 본 논문에서는 소프트웨어의 안전성 요구사항의 식별 및 정의를 위해 SysML을 활용한 STPA 기반의 위험원 분석 프로세스를 제안한다. 세부적으로는 SysML의 BDD과 IBD 다이어그램을 활용하여 기존 STPA 분석에서 활용되고 있는 제어구조도를 보다 명확하게 정의할 수 있도록 개선하였고, SD 다이어그램을 활용하여 안전 제약사항(요구사항)을 상세화할 수 있도록 하였다. 제안 방법의 적용 결과, STPA에서 누락되었던 위험원을 추가적으로 식별할 수 있었고, 위험원의 발생 시나리오도 상세하게 구체화할 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권11호
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• pp.88-95
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• 2018

정비도는 시스템에 고장이 발생하였을 때 얼마나 쉽게 정상 상태로 복구할 수 있는가를 나타내는 것으로서, 좋은 정비도를 갖도록 개발된 시스템은 정비시간, 정비인력 및 소요자원 등의 절감을 통해 무기체계의 운용유지비용 관점에서 경쟁력을 갖게 된다. 시스템설계 후반기에서의 정비도 반영을 위한 설계변경은 비용 초과와 일정 지연을 초래할 수 있어서 설계 초기단계부터 정비도를 고려할 필요가 있다. 정비도는 평균수리시간, 평균실정비시간 등으로 정량화할 수 있으나, 이는 시제품 제작 이후 또는 이력데이터가 있는 경우에만 추정가능하고 시스템 구성품의 물리적 특성을 나타내지 못하는 제약이 있다. 이점을 해결하기 위해 기존 논문에서는 그래프 이론을 활용하였으나, 일련의 과정이 개별적으로 독립된 환경에서 수행되어 전체과정에 대한 관리의 효율성이 부족하다. 또한 3D 모델 데이터를 활용하여 설계단계에서 정비도 평가방법을 제시하였으나, 새로운 시스템 설계시 또는 설계초기에 적용할 때 제약이 있다. 이 문제를 해결하기 위해 본 논문에서는 SysML 기반 모델링 및 시뮬레이션 기법을 활용하여 무기체계의 정비도 지수를 산출하는 방법을 연구하였다. 특히, 시스템 설계 및 정비도 추정을 동시에 고려하기 위해서, 시스템공학 도구 상의 정비속성 및 속성간 관계 값을 SysML 구조 다이어그램에 반영하여 구성품의 정비도를 모델링하였다. 그리고 나서 SysML Parametric 다이어그램을 생성하고 MATLAB과 연계한 시뮬레이션을 통해 정량적인 정비도 지수를 산출하였다. 본 연구결과를 활용하면, 설계초기부터 시스템 모델과 정비도 모델의 통합으로 효율적 관리가 가능하고, 정비도 지수가 낮은 구성품을 조기에 식별하여 설계 후반기에서의 설계변경에 따른 비용 및 일정에 대한 위험을 감소시킬 수 있다.

• 시스템엔지니어링학술지
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• 제6권2호
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• pp.37-45
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• 2010

Requirements engineering is an important phase in a system's life cycle. It is important to perform it correctly. The increasing complexity of systems makes requirements engineering activities more difficult. Non-functional requirements are drivers to emerge how much emergent system properties to aim for success. All functional requirements may be satifsfied, but if the level of desired non-functional requirements are overlooked, the system development will fail. There is growing awareness of the importance of defining non-functional requirements early in the process among the requirements engineering (RE) community. This paper propses a SysML based approach for non-functional requirements to identify and specify very early in the process or requirements engineering.