국가연구개발프로젝트를 위한 시스템엔지니어링 적용 모델 : 철도분야 중심으로
Systems Engineering Application Model for the National R&D Project : Focusing on the railway systems domain
- 주제(키워드) 시스템엔지니어링 , SE , 국가연구개발프로젝트 , 철도분야 , National R&D Project
- 주제(KDC) 530
- 주제(DDC) 658
- 발행기관 아주대학교 일반대학원
- 지도교수 이재천
- 발행년도 2007
- 학위수여년월 2007. 2
- 학위명 박사
- 학과 및 전공 일반대학원 시스템공학과
- 본문언어 한국어
초록/요약
본 논문은 국가연구개발프로젝트를 위한 시스템엔지니어링 적용 모델을 개발하고, 이를 실제 철도분야의 국가연구개발프로젝트에 적용한 사례를 소개한 내용이다. 점차적으로 국가연구개발프로젝트가 대형화, 복잡화, 그리고 다학제간 융합의 형태를 보이는 상황에서 이를 효율적이고 효과적으로 수행하고 관리하는 방법론의 필요성이 대두되고 있다. 특히 철도분야의 국가연구개발프로젝트의 경우 철도에 대한 수송요구의 다양화와 철도기술의 진보에 따라 많은 이해관계자의 요구사항을 만족시키고, 비용, 일정, 그리고 성능 면에서 성공적인 철도시스템을 만들어내야 하는 상황에 이르렀다. 그러나 이러한 요구를 만족시킬 수 있는 체계적인 프로젝트 관리 기법 및 구체적인 수행 방법론이 명확하게 제시되지 못하고 있다. 이에 본 논문에서는 기존 시스템엔지니어링 표준에서 제시된 시스템엔지니어링 프로세스를 조정하여 국가연구개발프로젝트를 위한 시스템엔지니어링 적용 모델을 개발하였다. 개발된 시스템엔지니어링 적용 모델은 크게 국가연구개발프로젝트 생명주기 모델, 생명주기 단계에서 수행되는 2개의 세부 적용 모델, 그리고 시스템엔지니어링 전산지원 도구를 통해 구축된 통합 전산 모델로 구성되었다. 국가연구개발프로젝트를 위한 시스템엔지니어링 적용 모델을 개발하기 위해 생명주기 모델의 적용 사례를 분석하였으며, 기존 시스템엔지니어링 프로세스를 조정하여 국가연구개발프로젝트에 적용 가능한 프로세스를 도출하였다. 그리고 통합 전산 모델을 구축하기 위해 기존 시스템엔지니어링 전산지원 도구의 스키마를 조정하여 통합 스키마를 개발하고, 데이터를 자동 문서화할 수 있는 체계를 개발하였다. 본 논문의 연구 결과인 시스템엔지니어링 적용 모델은 국가연구개발프로젝트를 초기부터 완료 시점까지 효율적이고 효과적으로 계획하고 관리할 수 있는 생명주기 모델과 시스템엔지니어링 활동을 정의하고 실행하는데 있어서 필요한 2개의 세부 적용 모델로 개발되었다. 특히 2개의 세부 적용 모델은 시스템엔지니어링의 기법을 활용한 SE 기반의 프로젝트 관리 모델과 체계적으로 프로젝트를 수행하는데 필요한 시스템엔지니어링 수행 모델로 구성되었다. SE 기반의 프로젝트 관리 모델은 SE 기반의 프로젝트 관리 프로세스, 인터페이스 조정 및 관리 프로세스, 위험관리 프로세스, 요구사항 기반의 프로젝트 수행 프로세스, 그리고 형상 및 변경 관리 프로세스 등 5개의 세부 프로세스로 구성되었으며, 시스템엔지니어링 수행 모델은 SE 활동 정의 프로세스, 요구사항 및 아키텍처 적용 프로세스, Peer-Review 적용 프로세스, SE 기반 소프트웨어 개발 프로세스, 그리고 성과물 검증 프로세스 등 5개 세부 프로세스로 구성되었다. 개발된 10개의 세부 프로세스는 목적, 입력, 출력, 도구, 프로세스 상세화, 프로세스 적용 스키마, 프로세스 전산화, 그리고 프로세스 자동 문서화 등의 내용을 포함하여 작성되었으며, 각 세부 프로세스에 대한 이해도를 높이기 위해 IDEF0 모델링 다이어그램을 사용하여 상세하게 표현하였다. 국가연구개발프로젝트의 관리 및 시스템엔지니어링 활동을 수행하는 기간 중 많은 문서와 정보가 생성되는데 이를 체계적으로 관리하고 필요에 따라 자동 문서화하기 위해서는 전산지원 도구의 사용이 반드시 요구된다. 이를 위해 본 논문에서는 시스템엔지니어링 전산지원 도구인 Cradle？潁？ 채택하였다. 아키텍처 모델링을 통한 프로젝트 정의, 효율적인 요구사항 분석 및 관리, 체계적인 형상 및 변경 관리, 그리고 자동 문서화 템플릿을 활용한 신속한 문서 출력 등의 업무를 전산지원 도구를 활용하여 수행하였다. 그리고 개발된 국가연구개발프로젝트를 위한 시스템엔지니어링 적용 모델을 2004년부터 건설교통부가 국가연구개발프로젝트로 추진하고 있는 철도종합안전기술개발사업에 실제적으로 적용하였으며, 프로젝트 수행 과정에서 산출된 결과를 효율적이고 체계적으로 관리하기 위해 데이터 전산 모델을 구축하였다. 본 논문에서 개발된 국가연구개발프로젝트를 위한 시스템엔지니어링 적용 모델에 대한 검증은 3가지 방법을 활용하여 수행하였다. 첫째 시스템엔지니어링 능력모델(SECM)을 사용하여 초점 영역에서의 능력도를 평가하였다. 둘째로 시스템엔지니어링 성공의 핵심 고려사항 측면에서의 적합성을 평가하였다. 셋째로 개발된 시스템엔지니어링 적용 모델을 적용하여 실제 수행되고 있는 철도종합안전기술개발사업에 직접 참여한 연구원을 대상으로 적용성과 효과성을 측정하는 설문을 실시하였다. 세 가지의 평가 결과 본 모델은 시스템엔지니어링 능력모델 평가에서 4수준이상의 능력도를 보였으며, 시스템엔지니어링 성공의 핵심 고려사항들을 만족하고 있다. 그리고 설문 결과 적용성과 효과성 측면에서 만족스러운 수준으로 확인되었다. 본 논문은 시스템엔지니어링 적용 모델을 개발하여 실제 국가연구개발프로젝트에 직접 적용하고, 프로젝트의 생명주기와 프로세스를 동시에 고려하여 모든 과정을 전산화한 국내 최초의 연구이다. 개발된 모델은 시스템엔지니어링 표준 및 지침을 기반으로 개발되었으며, 제안한 생명주기 모델 및 세부 프로세스를 실제 국가연구개발프로젝트를 기반으로 적용성과 효과성을 확인하였으므로, 타 분야의 국가연구개발프로젝트에 이를 적절하게 조정하여 사용할 경우 프로젝트 관리 및 시스템엔지니어링 방법의 적용에 도움을 줄 것으로 사료된다.
more초록/요약
This dissertation is subject to develop the Systems Engineering Application Model for the National Research & Development(R&D) Project and to apply it to the practical National R&D Project in the Railway systems domain. A methodology to efficiently and effectively perform and manage the National R&D Project is urgently needed according as the National R&D Project has become bigger, more complex, and multi-disciplinary. Especially in case of the National R&D Project in the Railway systems domain, it has resulted in the situation to meet the numerous requirements of the Stakeholders, and make railway system successful as cost, schedule, and performance according to the diversification of transportation demand and the progress of railway technology. However, the systematic project management technique and the concrete performance methodology to meet this need have not been presented definitely. So in this dissertation, the Systems Engineering Application Model for the National R&D Project to tailor the systems engineering process presented the existing systems engineering standard was developed. The developed Systems Engineering Application Model is largely made up of the life cycle for the National R&D Project, two detailed- application models performing at the life cycle stages, and the Integrated Computerization Model constructed by a systems engineering computer-aided tool. To develop the Systems Engineering Application Model for the National R&D Project, The application cases of life cycle model was analyzed and the applicable process to tailor the existing systems engineering process for the National R&D Project was derived. Also to construct the Integrated Computerization Model, The Integrated Schema and the system to automatically document data was developed by tailoring the existing systems engineering computer-aided tool. This Systems Engineering Application Model is made up of the life cycle model to plan and manage effectively and efficiently the National R&D Project from beginning to end and two detailed- application models needed to define and perform the systems engineering activities. In particular, two detailed- application models are made up of SE-Based Project Management Model making use of the SE technique and the Systems Engineering Accomplishment Model to perform systematically a project. The SE-Based Project Management Model is composed of five processes that there are the SE based Project Management Process, Interface Control and Management Process, Risk Management Process, Requirement-Based Project Accomplishment Process, and Configuration and Change Management Process. Also the SE Accomplishment Model is made up of five processes that there are the Systems Engineering activities definition process, Requirement and architecture application process, Peer-Review application process, SE based software development process, and Product verification process. The developed 10 detailed-process are made out by contents of object, input, output, tool, process detail, process application schema, and process automation documentation, etc. included. Also to enhance the understanding of each detailed-process, They are expressed into detail by IDEF modeling diagram. There are lots of documents and informations to be created during the integrated project management and systems engineering activities. For it to systematically manage them and document automatically as occasion demands, a computer-aided systems engineering tool is to be positively necessary. With this in mind, this study adopted a systems engineering computer aided tool, Cradle？？. The computation model for the project definition by architecture modeling, a efficient requirement analysis and management, a systematic configuration and change management, and a prompt documentation print tasks was performed by the automatic documentation template. We have applied the developed the Systems Engineering Application Model for the National R&D Project to the Railway Total Safety Technology Development Project that the National R&D Project Being promoted by the Ministry of Construction and Transportation(MOCT) since 2004, and constructed data computerization model to efficiently and systematically manage the results produced under the project accomplishment. To verify the developed the Systems Engineering Application Model for the National R&D Project, this study performs the model evaluation using three different approaches. First, the capability was assessed at the focus area using the Systems Engineering Capability Model(SECM). Second, the compatibility was assessed using the guidelines for successful systems engineering applications. Third, the application and effectiveness of this model was assessed by a questionnaire survey of members who directly participate in the really performing the Railway Total Safety Technology Development Project applied the systems engineering application model. As results of assessment by three different approaches, this model was proved objectively to be effective and applicable as against three assessment criteria. This dissertation is the first study within the country that applied the Systems Engineering Application Model developed by this study to the practical National R&D Project and computerized all process and data concurrently with considering the life cycle and process of this project. This model will contribute to apply the project management and systems engineering methods in the National R&D Project of other field because the developed model is based on the systems engineering standards and guidances and has verified the application and effectiveness on the basis of the practical National R&D Project.
more목차
제1장 서론 = 1
제1절 연구 배경 및 목표 = 1
제1항 연구 배경 = 1
제2항 연구 목표 = 4
제2절 연구 범위 및 방법 = 5
제3절 논문 구성 = 6
제2장 연구 동향 및 기존 연구의 미흡한 점 = 7
제1절 연구 동향 = 7
제1항 시스템엔지니어링 적용 프레임워크 개발 사례 = 8
제2항 분야별 생명주기 모델 적용 사례 = 11
제3항 시스템엔지니어링 적용 프로젝트 사례 = 19
제4항 시스템엔지니어링 프로세스 표현 사례 = 25
제2절 기존 연구의 미흡한 점 = 29
제3장 이론적 배경 = 33
제1절 시스템엔지니어링 일반 = 33
제1항 시스템엔지니어링 프로세스 = 33
제2항 시스템엔지니어링관리계획서(SEMP) = 39
제3항 Peer-Review = 41
제4항 검증 프로세스[51] = 43
제5항 스키마(Schema) = 49
제6항 Technical Review(기술 검토회) = 52
제2절 프로젝트 관리 일반 = 55
제1항 프로젝트 관리 기법 = 55
제2항 업무분해구조(WBS)[61] = 60
제3항 인터페이스 조정 및 관리 = 62
제4장 국가연구개발프로젝트를 위한 시스템엔지니어링 적용 모델 = 64
제1절 철도분야를 중심으로 한 국가연구개발프로젝트 생명주기 개선 모델 = 64
제2절 국가연구개발프로젝트를 위한 시스템엔지니어링 적용 모델의 구조화 = 70
제3절 시스템엔지니어링 기반 프로젝트 관리 모델 = 73
제1항 SE 기반 프로젝트 관리 프로세스 = 73
제2항 인터페이스 조정 및 관리 프로세스 = 80
제3항 위험관리 프로세스 = 85
제4항 요구사항 기반 프로젝트 수행 프로세스 = 90
제5항 형상 및 변경 관리 프로세스 = 95
제4절 시스템엔지니어링 수행 모델 = 101
제1항 SE 활동 정의 프로세스 = 101
제2항 요구사항 및 아키텍처 적용 프로세스 = 107
제3항 Peer-Review 적용 프로세스 = 112
제4항 SE 기반 소프트웨어 개발 프로세스 = 116
제5항 성과물 검증 프로세스 = 122
제5절 데이터 통합 스키마 개발 = 129
제5장 시스템엔지니어링 적용 모델을 활용한 실제 국가연구개발프로젝트 수행 사례 = 130
제1절 철도종합안전기술개발사업[63] = 130
제1항 철도종합안전시스템의 필요성[63][64] = 130
제2항 위험도 기반의 선진 철도종합안전시스템 구축 = 131
제3항 철도종합안전기술개발사업의 특징 = 132
제4항 시스템엔지니어링 적용을 위한 총괄적 활동 정의 = 134
제2절 SE 기반 프로젝트 관리 모델 적용 사례 = 137
제1항 SE 기반 프로젝트 관리 프로세스 적용 사례 = 137
제2항 인터페이스 조정 및 관리 프로세스 적용 사례 = 140
제3항 위험관리 프로세스 적용 사례 = 146
제4항 요구사항 기반 프로젝트 수행 프로세스 적용 사례 = 147
제5항 형상 및 데이터 관리 프로세스 적용 사례 = 152
제3절 시스템엔지니어링 수행 모델 적용 사례 = 157
제1항 SE 활동 정의 프로세스 적용 예 = 157
제2항 요구사항 및 아키텍처 적용 프로세스 적용 사례 = 162
제3항 Peer-Review 적용 프로세스 적용 사례 = 170
제4항 SE 기반 소프트웨어 개발 프로세스 적용 예 = 174
제5항 성과물 검증 프로세스 적용 예 = 180
제6장 제안된 시스템엔지니어링 적용 모델 평가 = 183
제1절 시스템엔지니어링 능력평가모델을 통한 검증 = 183
제2절 시스템엔지니어링 성공의 핵심 고려사항 측면 = 188
제3절 실제 국가연구개발프로젝트에 참여한 연구원의 설문을 통한 검증 = 193
제7장 결론 = 197
제1절 연구 결론 = 197
제2절 연구의 기여 = 199
참고문헌 = 201
Abstract = 295
