시스템공학 기법에 의한 전기안전시스템의 체계개선에 관한 연구
On Improving the Electrical Safety System based on the Systems Engineering Method
- 주제(키워드) 전기안전시스템 , 전기안전 , 전기안전시스템 체계
- 발행기관 아주대학교 대학원
- 지도교수 이재천
- 발행년도 2008
- 학위수여년월 2008. 2
- 학위명 박사
- 학과 및 전공 일반대학원 시스템공학과
- 본문언어 한국어
초록/요약
본 논문에서는 전기안전시스템의 체계개선에 대한 기존 접근방법의 문제점들을 분석하고, 이를 기반으로 시스템공학 기법의 적용을 통해 체계개선을 목표로 수행한 연구 내용과 결과들을 기술하였다. 이를 위해 먼저 전기안전시스템에 대한 현황분석을 수행하였고, 시스템공학 기법의 개념 정리를 통해 체계개선에 있어서의 적용 가능성을 제시하였다. 이를 바탕으로 시스템공학 기법에 의해 체계개선을 목표로 할 때의 구체적인 절차를 연구하였다. 구체적으로 이론적 배경으로서 전기안전시스템에서의 안전절차 및 안전아키텍처에 대해서 기술하고, 선진국 안전 체계에 대한 현황분석을 수행하였다. 또한 전기안전과 관련된 법령, 제도 및 이를 시행하기 위한 정부 조직, 기관 및 단체들 간에 이루어지는 유기적인 행정절차로서 설명할 수 있는 기존 전기안전시스템 체계에 대해서 정리 하였다. 이를 기반으로 전기안전시스템 체계에 따를 때 발생하는 문제점들을 분석하여 기존 체계의 개선을 본 논문에서의 연구 목표로 정립하였다. 전기안전시스템 체계개선에 대한 기존의 접근 방법에서 부족한 점은 최초 요구사항 수집단계에서 많은 노력을 하였으나, 개선안 도출 방법이 체계적이고 논리적이지 못하다. 이는 향후 유지보수, 확장, 개선 시 운용비용의 낭비를 초래하고, 전기안전시스템과 관련된 다양한 이해당사자의 식별이 고려되지 않아 전체시스템 관점에서 파악하기 어려웠다. 이에 유의하여 본 논문에서는 역공학 접근법에 의해 안전시스템 체계로부터 관련 요구 사항들을 도출함으로써 결과를 체계 개선 연구의 기초자료로서 활용할 수 있었다. 앞서 역공학 기법에 의한 도출된 요구사항을 기반으로 하고, 시스템공학 표준 프로세스에 의한 요구사항을 수집 및 분석 기법을 통해 모든 이해당사자 요구사항들을 보완해서 안전체계 개선의 바탕을 마련하였다. 이를 기반으로 표준 시스템공학 프로세스인 요구사항 분석, 운영시나리오 분석 및 기능 분석을 통해 예방적 시스템 안전체계를 위한 프레임워크를 개발하였다. 이 과정에서 전산지원 시스템공학 도구를 활용함으로써 데이터의 활용성을 높였다. 개발된 체계 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 시스템공학 기법을 적용한 새로운 체계에 대해서 검증을 실시하였다. 또한 시뮬레이션을 통해 기존 체계와의 비교해서, 새로운 체계가 추가로 보완된 절차로 인해 향상된 안전도와 함께 시간 단축도 얻어지는 개선된 결과를 얻을 수 있음을 보였다. 전기안전시스템 체계 개선에 국내 최초로 시스템공학 기법을 적용하여 체계개선 모델을 개발하였으며, 안전관련 표준 프로세스를 전산모델로 구축함으로써 향후 타 시스템의 안전체계 분야에도 적용될 수 있는 가능성을 제시하였다.
more초록/요약
The objective of this dissertation is to study how to improve the electrical safety system by analyzing the problems with the existing system and also by applying the systems engineering (SE) method to solve them. As a preliminary study, the safety procedure which is currently in use has been reviewed together with the use cases of safety architecture. We have also investigated the electrical safety systems of the countries whose systems turned to be better than Korea in terms of disaster rates in the accidents. Then, a standard approach that has been widely accepted for successful development of large-scale and complex systems in Systems Engineering field has been reviewed to setup a method to improve the safety system. Based on the results of the preliminary study, a set of requirements for the existing safety system has been extracted by applying the method of reverse engineering. The obtained requirements set has been further refined and complemented by applying the standard requirements analysis process from EIA-632. With the enhanced requirements, the analysis of operational scenarios, the functions and its architecture were further performed based the standard SE process, thereby producing a new safety architecture framework. The model obtained was verified by computer simulation. The results of computer simulation also indicated that the new safety system model has merits over the existing one in terms of both the speed(or execution time) and the obtainable safety level. This is because the new model exploits the concurrency of the activities regardless of the added activities to enhance the safety level. The model proposed in the dissertation was realized on a computer-aided systems engineering(CASE) tool. Thus, the model can easily be upgraded later when new or changed requirements are coming in. On the other hand, new proposals for advanced safety models can also be tested or verified readily using the developed model.
more목차
제1장 서론 = 1
제1절 연구배경 및 목표 = 1
제1항 연구배경 = 1
제2항 연구 필요성 및 목표 = 2
제2절 연구범위 및 구성 = 4
제2장 이론적 배경 = 6
제1절 안전(Safety) 절차 = 6
제1항 시스템 안전 특성 = 6
제2항 시스템 안전 절차 = 8
제2절 안전(Safety) 아키텍처의 사례 = 10
제1항 철도안전 아키텍처 = 10
제2항 항공 안전 아키텍처 = 15
제3절 선진국의 전기안전시스템 체계 분석 = 18
제4절 현행 전기안전시스템 체계 분석 = 25
제5절 시스템 공학 = 28
제1항 시스템 공학의 필요성 = 28
제2항 시스템적 공학 수명주기 = 29
제3항 전산지원도구의 특징 = 31
제4항 전기안전시스템 체계의 특징 = 33
제3장 전기안전시스템 쳬계의 시스템 공학적 개선 방안 = 34
제1절 역공학 기법에 의한 현행 전기안전시스템 개선 = 35
제1항 현행결과 데이터베이스 = 35
제2항 역공학 적용 = 35
제3항 역공학 결과에 시스템 공학 절차 적용 = 60
제2절 표준 시스템공학 절차에 의한 전기안전시스템 체계 구축 = 71
제1항 예방적 시스템 안전 계획을 위한 프레임워크 개발 = 71
제2항 요구사항 분석 = 74
제3항 운영시나리오 분석 = 78
제4항 기능분석 = 83
제4장 개선된 시스템 체계 타당성 검증 및 비교 = 84
제1절 시뮬레이션 분석 (통합시뮬레이션의 결과) = 84
제2절 제안된 시스템과 기존시스템을 표준항목에 의해 검증 = 89
제5장 결론 = 92
제1절 연구 내용 종합 = 92
제2절 연구의 활용방안 및 기대효과 = 93
참고문헌 = 94
Abstract = 98
부록 = 100
개선전 시나리오 상위블록 시뮬레이션 = 100
개선후 시나리오 상위블록 시뮬레이션 = 101
개선전 시나리오 상위블록 시뮬레이션 결과 = 102
개선후 시나리오 상위블록 시뮬레이션 결과 = 103
