SysML 모델간의 일관성 검증 규칙 도출에 관한 연구
A Study on the Development of the Consistency Checking Rules between the SysML Models
- 발행기관 아주대학교 대학원
- 지도교수 박영원
- 발행년도 2005
- 학위수여년월 2005. 8
- 학위명 박사
- 학과 및 전공 일반대학원 시스템공학과
- 본문언어 한국어
초록/요약
본 논문은 SysML 모델의 일관성 검증 규칙의 도출에 관한 연구이다. SysML은 시스템엔지니어링 프로세스를 이용하여 시스템의 모델을 구축할 때 사용하는 다이어그램에 포함될 수 있는 엘리먼트의 표기법과 의미 및 제약사항을 정의하고 있으나, 각 다이어그램간에 준수해야 할 일관성 규칙은 명확히 기술하지 않고 있다. SysML에 정의된 각 다이어그램이 나타내고자 하는 관점은 고유하지만, 각 다이어그램간에는 중복되는 부분이 있을 수 있다. 이러한 중복되는 내용을 두 다이어그램이 서로 다르게 표현하고 있다면 이 다이어그램들간에는 일관성이 없다고 말할 수 있다. 시스템 개발에 있어서 후반부로 갈수록 오류의 수정에 많은 노력이 소요된다. 따라서 개발 초기에 오류 발생을 사전 봉쇄 하거나 가능한 많은 오류를 수정하는 것이 바람직하다. 시스템 개발 초기에는 시스템의 모델을 구축하게 되며, SysML은 시스템의 최상위 모델 구축을 위한 표준 언어이다. 따라서 SysML 모델간의 일관성 검증은 시스템 개발 초기에 오류를 방지하기 위한 기본적인 활동이라고 말할 수 있다. SysML은 소프트웨어엔지니어링 산업계의 표준 모델링 언어인 UML을 시스템엔지니어링에 적합하도록 표기법과 제약 및 의미를 재사용하거나 확장하여 개발한 모델링 언어이다. UML은 표현력이 풍부한 반면 다이어그램간의 일관성에 대해 묵시적으로 표현하고 있다. 이러한 문제를 해결하고자 소프트웨어엔지니어링 분야에서 UML 다이어그램의 일관성 확보를 위한 연구가 진행되고 있으나 아직까지 모두 합의한 일관성 검증 규칙은 발표되지 않고 있다. SysML이 UML을 기반으로 개발되었으므로 SysML에서도 UML에서와 똑같은 일관성 검증 규칙이 필요하게 될 것이다. 이에 본 연구에서는 SysML의 모델간에 준수해야 할 일관성 검증 규칙을 제시하여 SysML 규격의 부족한 부분을 보완하고자 하였다. 본 연구에서는 메타모델 분석을 통해 일관성 검증 규칙을 도출하였다. 본 연구에서 사용한 메타모델 분석은 SysML과 UML에 존재하는 각 메타클래스간의 관계를 식별하여 각 다이어그램간에 중복되어 표시될 수 있는 엘리먼트 및 중복되는 내용을 찾아내어 각 다이어그램간에 지켜져야 할 일관성 검증 규칙을 명시적으로 나타내는 것이다. 본 연구에서는 총 14개의 일관성 검증 규칙을 도출하였다. 또한 도출한 일관성 검증 규칙의 유효성을 확인하기 위하여 각 규칙의 위반 사례를 예시하고, 규칙 적용에 따른 일관성의 회복사례를 예시하였다. 사례를 예시하기 위하여 용접로봇을 SysML로 모델링하였다. SysML의 일관성에 대한 연구는 본 연구가 최초로서 다른 연구와 직접 비교할 대상이 아직은 없으므로, UML 다이어그램의 일관성 검증 규칙을 도출한 기존 연구결과와의 비교를 통하여 누락된 규칙이 없는지와 차이점을 분석하였다. SysML에는 아직 부족한 표현이 존재할 수 있고, 일관성 검증 규칙을 명시적으로 나타낼 수 없는 부분도 있다. 이러한 부분은 SysML의 개정판을 통하여 보완될 수 있으리라 생각한다.
more초록/요약
This dissertation describes the consistency checking rules among the SysML Models. In developing a system, the cost and efforts needed to fix errors increases drastically as the development process progress. So it is desirable to fix errors in the system as early as possible. The system is represented as a model in the initial phase of the development of the system which the SysML is for. The SysML is a standard modeling language for systems engineering and is a profile of UML so that reuses or extends the syntax and semantics of the UML. The UML is very flexible in representation capability but implicitly expresses the consistency checking rules between the diagrams. Many researches have been executed on the consistency of the UML but not having widely agreed consistency checking rules yet. As in UML, the SysML may need consistency checking rules. This dissertation describes a solution for the consistency checking rules between the SysML diagrams for the reasons mentioned above. This dissertation used metamodeling approach to develop consistency checking rules. In metamodeling, the elements and the relationships between the elements that can be used in a diagram are represented by a class diagrams. This class diagram is the metamodel of a diagram. By analyzing the metamodel of each diagram the overlapping representations between the diagrams were identified and resulted in explicit consistency checking rules. In this study totally 14 consistency checking rules were developed. To show the validity of the consistency checking rules developed by this research, the examples of violation of the consistency checking rules and the recovery of consistency by applying the rules are presented by modeling a welding robot. This dissertation is the first research on the consistency checking rules between the SysML diagrams so that no other research can be directly compared. But some researches on the consistency rules between UML diagrams were meaningful in comparing with this study. Because the SysML is the profile of UML, SysML can not create metaclass that is not referenced in UML. So SysML needs some more representation capability and the consistency checking rules will revolve as the representation capability enhanced. Further studies about representing the consistency checking rules by formal language, how can the SysML be executable and the transformation of the diagrams that have been used but not included is SysML may be needed.
more목차
차례
국문요약 = ⅰ
차례 = ⅲ
그림차례 = ⅷ
표차례 = ⅹ
한글 용어의 원어 = xii
제 1 장 서론 = 1
제 1 절 연구 배경 및 목표 = 1
제 1 항 연구 배경 = 1
제 2 항 연구 목표 = 3
제 2 절 연구 범위 및 방법 = 4
제 1 항 연구 범위 = 4
제 2 항 연구 방법 = 4
제 3 절 논문 구성 = 6
제 2 장 기존 연구 및 현황 = 8
제 1 절 시스템엔지니어링에서의 일관성에 대한 현황 = 8
제 1 항 시스템엔지니어링 표준 프로세스 분석 = 9
제 2 항 INCOSE 시스템엔지니어링 핸드북 = 13
제 2 절 소프트웨어엔지니어링 분야에서의 일관성에 관한 연구 = 16
제 1 항 메타모델링 접근법 = 17
제 2 항 제약언어 접근법 = 18
제 3 항 정형언어 접근법 = 19
제 3 장 일관성의 정의 및 검증 규칙 도출 프로세스 = 21
제 1 절 일관성의 정의 = 21
제 1 항 일관성의 구분 = 22
제 2 항 본 연구에서의 일관성의 정의 = 23
제 2 절 일관성 검증 규칙 도출 프로세스 = 24
제 1 항 다이어그램 구성 엘리먼트 파악 = 24
제 2 항 각 엘리먼트 분석 = 26
제 3 항 SysML 각 다이어그램의 메타모델 작성 = 27
제 4 항 다이어그램간의 중복 분석 및 규칙 도출 = 29
제 4 장 SysML의 메타모델 분석 = 30
제 1 절 SysML 개요 = 30
제 2 절 각 다이어그램의 메타 모델 분석 = 34
제 1 항 클래스 다이어그램 = 35
제 2 항 어셈블리 다이어그램 = 51
제 3 항 파라메터 다이어그램 = 58
제 4 항 활동 다이어그램 = 65
제 5 항 시퀀스 다이어그램 = 81
제 6 항 상태기계 다이어그램 = 91
제 7 항 유스케이스 다이어그램 = 103
제 8 항 요구사항 다이어그램 = 109
제 9 항 타이밍 다이어그램 = 111
제 5 장 일관성 검증 규칙의 도출 = 112
제 1 절 다이어그램간의 연관관계 종합 = 112
제 2 절 각 다이어그램간 일관성 검증 규칙의 도출 = 114
제 1 항 어셈블리 다이어그램과 클래스 다이어그램간의 일관성 검증 규칙 = 115
제 2 항 어셈블리 다이어그램간의 일관성 검증 규칙 = 117
제 3 항 파라메터 다이어그램과 클래스 다이어그램간의 일관성 검증 규칙 = 118
제 4 항 활동 다이어그램과 클래스 다이어그램간의 일관성 검증 규칙 = 119
제 5 항 활동 다이어그램과 어셈블리 다이어그램간의 일관성 검증 규칙 = 121
제 6 항 활동 다이어그램간의 일관성 검증 규칙 = 121
제 7 항 시퀀스 다이어그램과 클래스 다이어그램간의 일관성 검증 규칙 = 122
제 8 항 시퀀스 다이어그램과 어셈블리 다이어그램간의 일관성 검증 규칙 = 125
제 9 항 상태기계 다이어그램과 클래스 다이어그램간의 일관성 검증 규칙 = 126
제 10 항 상태기계 다이어그램과 어셈블리 다이어그램간의 일관성 검증 규칙 = 127
제 3 절 일관성 검증 규칙의 종합 = 128
제 6 장 검증 규칙의 적용 사례 = 130
제 1 절 용접로봇 개요 = 130
제 2 절 일관성 검증 규칙의 적용 사례 = 130
제 1 항 일관성 검증 규칙 #1의 위반 사례 및 일관성 회복 사례 = 130
제 2 항 일관성 검증 규칙 #2의 위반 사례 및 일관성 회복 사례 = 135
제 3 항 일관성 검증 규칙 #3의 위반 사례 및 일관성 회복 사례 = 136
제 4 항 일관성 검증 규칙 #4의 위반 사례 및 일관성 회복 사례 = 140
제 5 항 일관성 검증 규칙 #5의 위반 사례 및 일관성 회복 사례 = 142
제 6 항 일관성 검증 규칙 #6의 위반 사례 및 일관성 회복 사례 = 146
제 7 항 일관성 검증 규칙 #7의 위반 사례 및 일관성 회복 사례 = 149
제 8 항 일관성 검증 규칙 #8의 위반 사례 및 일관성 회복 사례 = 151
제 9 항 일관성 검증 규칙 #9의 위반 사례 및 일관성 회복 사례 = 153
제 10 항 일관성 검증 규칙 #10의 위반 사례 및 일관성 회복 사례 = 156
제 11 항 일관성 검증 규칙 #11의 위반 사례 및 일관성 회복 사례 = 158
제 12 항 일관성 검증 규칙 #12의 위반 사례 및 일관성 회복 사례 = 160
제 13 항 일관성 검증 규칙 #13의 위반 사례 및 일관성 회복 사례 = 162
제 14 항 일관성 검증 규칙 #14의 위반 사례 및 일관성 회복 사례 = 165
제 7 장 기존 연구와의 비교 = 167
제 8 장 결론 및 향후 연구 = 173
제 1 절 결론 = 173
제 2 절 향후 연구 = 174
참고문헌 = 177
Abstract = 183
