시스템 안전 프로세스와 시험평가 프로세스의 모델기반 통합 및 DSM 방법을 활용한 통합 프로세스 개선
Model-Based Integration of System Safety Process and Test and Evaluation Process and Enhancement of the Integrated Process Using a DSM Method
- 주제(키워드) Model-Based Integration , System Safety , Test and Evaluation , M&S
- 발행기관 아주대학교
- 지도교수 이재천
- 발행년도 2019
- 학위수여년월 2019. 2
- 학위명 박사
- 학과 및 전공 일반대학원 시스템공학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/ajou/000000028755
- 본문언어 한국어
- 저작권 아주대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
초록/요약
최근의 무기 시스템 개발의 특징은 최첨단 기술의 적용, 신속한 개발 그리고 획득 환경의 다변화로 인해 여러 가지 위험에 노출되어 있다. 특히 무기시스템의 특성 상 시스템 운영 단계에서뿐만 아니라 개발 시험 단계에서도 예기치 못한 폭발 등 안전 문제가 큰 이슈로 취급되고 있다. 이에 따라 무기 시스템 개발 수명 주기의 각 단계에서 안전활동 강화의 필요성 역시 강조되고 있다. 무기 시스템 개발에서 적용되는 표준으로 시스템 설계 프로세스, 시스템 안전 프로세스, 및 시스템 시험평가 프로세스 등을 들 수가 있다. 3개의 프로세스 들은 직간접적으로 상호 연계 관계가 존재하는데, 활동 및 입출력물간의 관계를 명확하게 분석한 선행연구는 부족하다. 본 연구에서는 기존의 시스템 안전 프로세스에 영향을 미치는 시험평가 프로세스와 시스템 설계 프로세스의 상호 연계성을 분석해서 반영하는 것과 시스템 안전 프로세스의 개선을 통해 안전성 확보의 효율성을 달성하는 것을 연구 목표로 설정하였다. 연구 방법으로 전수명주기에 걸쳐 3개의 프로세스로 통합 모델 생성하고 생성된 모델을 DSM (Design Structure Matrix) 기법을 적용하여, 정제된 통합 프로세스 모델을 도출한다. 먼저, 3개의 프로세스 들을 면밀하게 분석한 후 시스템 안전 프로세스를 중심으로 상호 연계 활동의 식별을 통해 통합 모델을 생성함으로써 개선된 통합 프로세스 모델을 도출하였다. 구체적으로, 수명주기 프로세스 분석 결과를 바탕으로 시스템 안전 프로세스를 모델링하고, 또한 시스템 시험평가 프로세스를 모델링 한 후 상호간의 직간접적인 연계를 식별해서 인터페이스 모델을 생성하였다. 이 때 시스템 설계 프로세스를 매개로 하는 양 프로세스 사이의 연계도 식별되어 추가된다. 이 결과를 통합함으로써 시스템 안전 프로세스를 핵심으로 하는 전 수명주기 통합 프로세스 모델을 도출하였다. 다음으로, 시스템 통합 프로세스 모델에 DSM 기법의 적용을 통해 분석 및 복잡도 개선 연구를 수행하였다. 먼저 DSM 기법의 적용을 위해서는 통합 모델에 포함되어 있는 각 수명주기 단계별 활동 들을 DSM 행렬에 배치해야 하는데, 서로 다른 활동 배치 유형을 분석하였다. 이를 기반으로 DSM 적용을 효과적으로 수행하기 위한 활동 배치 유형을 선택하여 DSM 모델을 생성하였다. 그리고 나서 DSM Sequencing을 통해 통합 프로세스 모델의 재정렬을 수행하였다. Sequencing 결과를 토대로 상세 분석을 통해 불필요한 Feedback이나, Loop를 제거하기 위한 활동인 Tearing을 수행하였다. 최종적으로 활동들이 정리되어 복잡도가 감축된 시스템 통합 프로세스 모델을 도출하였다. 마지막으로 획득한 통합 프로세스 모델을 전투기 무기 시스템 개발 사례에 적용하여 효율성을 검토함으로써 검증하였다. 컴퓨터 시뮬레이션 수행 결과 본 연구에서 도출한 통합 프로세스 모델이 기존에 통합하기 이전보다 더 효과적임을 확인하였다. 결론적으로 본 연구의 결과는 시스템 안전 프로세스에 시스템 시험평가 활동이 반영됨으로써 통합 프로세스 모델을 통해 시스템 안전 확보를 위한 활동 들이 더욱 체계적이 되었고, 동시에 DSM 기법의 적용을 통해, 향후 무기 시스템 개발 및 운용에서 발생할 수 있는 안전 및 시험평가 활동 중 중복되는 것들을 피함으로써 개발 비용 및 시간을 절감시킬 수 있을 것으로 기대된다.
more초록/요약
Recent developments in weapon systems are exposed to various risks due to the application of cutting-edge technologies, rapid development, and diversification of the acquisition environment. Especially, due to the nature of the weapon system, safety issues due to unexpected explosions are treated as a big issue in the development stage as well as system operation stage. It also emphasizes the need to strengthen safety activities at each stage of the life cycle before the development of the weapon system. The standard for the development of the weapon system is including the system development process, the system safety process, and the system test evaluation process. These processes are directly or indirectly interrelated each other but lack clear studies. In this study, the main goal is to achieve safety efficiency by improving the system safety process by analyzing and correlating the test & evaluation process and the system design process that affect the existing system safety process. For the goal, an integrated model with three processes over the entire life cycle were created and derive a refined system safety process model by applying the DSM (Design Signature Matrix) technique to the generated model. First, after analyzing the three processes closely, we developed an improved system safety process model by creating an integrated model based on the identification of mutual link activities based on the system safety process. Specifically, the system safety process is modeled based on the lifecycle process phases, and the system test evaluation process is modeled, and then the interface model is created by identifying the direct and indirect mutual linkages. At this time, a link between the two processes that mediate the system design process is also identified and added. By integrating these results, we derive a whole lifecycle integration process model that focuses on the system safety process. Next, analysis and complexity improvement studies were conducted through application of the DSM method to the system integrated process model. To apply the DSM method, the activities of each lifecycle phase included in the integrated model should be arranged in the DSM matrix. Based on this, a DSM model was created by selecting an activity placement type to apply DSM effectively. Then, we rearranged the integrated process model through DSM Sequencing. Based on the results of sequencing, a detailed analysis is performed to remove unnecessary feedback or tearing. Finally, the system integration process model is derived, in which the activities are summarized and the complexity is reduced. Finally, we describe the case study results of the application of the integrated process model to the development of the fighter weapon system. As a result of computer simulation, we confirmed that the integrated process model derived from this study is more effective than before. In conclusion, the results of this study show that systematic safety assessment activities are reflected in the system safety process, thus ensuring the safety of the system, and at the same time, through the application of DSM technique, safety and test It is expected that development cost and time will be saved by avoiding duplication of evaluation activities.
more목차
제 1 장 서론 １
제 1 절 연구의 배경 １
제 1 항 DoD Acquisition Lifecycle Model １
제 2 항 시스템 안전 프로세스 및 시험평가 프로세스 ２
제 2 절 관련 선행연구 ５
제 1 항 관련 선행연구 ５
제 2 항 DSM 방법 １０
제 2 장 문제의 정의 １４
제 1 절 연구의 필요성 １４
제 1 항 프로세스 모델링의 필요성 １４
제 2 항 프로세스 통합의 필요성 １５
제 2 절 연구 목표 １６
제 3 절 연구 방법 １７
제 3 장 프로세스 모델링 및 통합 모델의 생성 １８
제 1 절 개별 프로세스 분석 및 모델링 １８
제 1 항 시스템 안전 프로세스 분석 １８
제 2 항 시스템 안전 프로세스 모델링 ２１
제 3 항 시험평가 프로세스 분석 ２１
제 4 항 시험평가 프로세스 모델링 ２３
제 5 항 시스템 안전 프로세스와 시험평가 프로세스 모델 분석 ２４
제 2 절 인터페이스 프로세스의 분석 및 모델링 ２５
제 1 항 시스템 안전 프로세스와 시험평가 프로세스간의 인터페이스 분석 ２５
제 2 항 인터페이스 타입 모델링 ２６
제 3 항 인터페이스 프로세스 모델링 ２７
제 4 항 인터페이스 프로세스 모델 분석 ２８
제 3 절 프로세스 모델 통합 ３０
제 4 절 통합 프로세스 모델의 분석 ３２
제 1 항 통합 프로세스 모델 분석 ３２
제 2 항 통합 프로세스 모델의 의의 ３３
제 4 장 DSM 방법을 활용한 통합 프로세스 모델의 효율성 개선 ３４
제 1 절 Raw DSM의 생성 ３４
제 1 항 도출된 통합 프로세스 모델의 Raw DSM 배치 방법 ３４
제 2 항 통합 프로세스 모델의 Raw DSM 표현 ３６
제 2 절 DSM의 Sequencing ３８
제 1 항 Raw DSM의 Sequencing 개요 ３８
제 2 항 Raw DSM의 Sequencing 수행 ３９
제 3 항 Sequenced DSM의 [가] Task 배치 방법에 따른 분석 ４１
제 4 항 Sequenced DSM의 [나] Task 배치 방법에 따른 분석 ４３
제 5 항 Sequenced DSM의 Task 배치 방법에 따른 비교 분석 ４５
제 3 절 DSM의 Tearing ４６
제 1 항 Sequenced DSM의 Tearing 개요 ４６
제 2 항 Sequenced DSM의 Tearing 수행 ４８
제 3 항 Torn DSM의 Task 배치 방법에 따른 비교 분석 ５０
제 4 절 통합 프로세스 모델의 효율성 개선 결과 및 분석 ５１
제 5 장 시뮬레이션을 통한 사례연구 ５２
제 1 절 대상 시스템 ５２
제 2 절 시뮬레이션 방법 ５４
제 3 절 시뮬레이션 결과 및 분석 ５６
제 1 항 [가] Task 배치 방법에 따른 통합 프로세스 모델의 시뮬레이션 ５６
제 2 항 [나] Task 배치 방법에 따른 통합 프로세스 모델의 시뮬레이션 ５８
제 3 항 통합 프로세스 모델의 시뮬레이션 결과 분석 ６１
제 6 장 결론 ６２
참고문헌 ６５
Abstract ７２
