시스템공학(SE) 및 모델링 기법을 적용한 함정 기본설계 프로세스 개선
Improving Basic Design Process for Naval Vessels by Applying Systems Engineering and Modeling Methodology
- 주제(키워드) 시스템 공학 , 함정 기본설계
- 발행기관 아주대학교
- 지도교수 이재천
- 발행년도 2019
- 학위수여년월 2019. 8
- 학위명 박사
- 학과 및 전공 일반대학원 시스템공학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/ajou/000000029027
- 본문언어 한국어
- 저작권 아주대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
초록/요약
Naval Ship is an weapons system for the combined performance of various mounting equipment. In addition, the leading ship without the prototype is used, and it takes a long time from initial planning to delivery. Acquisition of a ship is a continuation of activities that identify, specify, reflect and implement and confirm the requirements, and are specified through documents such as reports, drawings, and specifications. However, this document-based design is a limiting factor in traceability managing of requirements. Since the basic design of the ship is an important step in determining the key performance, onboard equipment specifications, placement and interlocking, it is a time when a system engineering based design is very necessary. However, the system engineering process is not effectively integrated with the existing design process and act as a factor of delay. In this paper, we have studied the implementation method of the basic design of the ship based on the process improvement and modeling for the effective application of system engineering activities. First, the processes and technical reviews of the ship basic design stage were improved using the system engineering standard process. Second, system architecture design frameworks and model-based methods of performing basic design of ship were derived. Finally, the case application study of the proposed basic design process evaluated reliability verification and usability in actual tasks. The results of this study overcome the difficulties of system engineering based implementation of the current ship design by applying system engineering and modeling techniques, and propose a process for performing a more basic ship design. Through this study, it will be possible to reduce the cost and time and to design the effective ship by reducing the risk.
more초록/요약
함정은 함정 고유의 성능과 함께 다양한 탑재장비와의 통합 성능 발휘가 중요한 무기체계이다. 또한 시제품이 없이 선도함부터 전력화되며, 소요제기에서 전력화까지 약 10～15년 이라는 오랜 시간이 소요된다. 함정의 획득은 최초에 제시된 요구사항을 식별하고, 구체화하며, 설계에 반영시키고 확인하는 활동의 연속이며, 단계별로 작성하는 보고서, 도면, 사양서 등의 문서들을 통해 구체화된다. 함정의 문서 기반 획득 프로세스는 오랜 기간 사용되고 있지만 새로운 요구사항을 정의하고 적용하기 위한 설계 반영 및 추적성 관리에 제한요소로 작용한다. 함정은 기본설계를 통해 주요 성능, 장비 사양, 배치 및 연동 등이 결정되기 때문에 요구사항의 관리와 구현을 위해 기본설계 단계는 시스템공학(SE : Systems Engineering) 기반의 설계가 매우 필요한 시기이다. 그러나 SE 프로세스는 기존의 함정 획득 프로세스에서 효과적으로 적용되지 못하여 어려움이 있다. 본 연구에서는 함정의 기본설계 단계에서 SE 활동의 실질적인 적용을 위해 설계 프로세스 개선 및 모델링 기반의 함정 기본설계 수행 방안을 연구 목표로 설정하였고 다음과 같은 연구를 수행하였다. 첫째, SE 표준 프로세스를 활용하여 함정 기본설계 단계의 SE 활동 및 프로세스를 개선하였다. 그리고 SE 기반의 기술 검토 수행방안과 산출물 작성 방법을 연구하였다. 둘째, 이를 구현하기 위해 시스템 아키텍처 및 모델링 기반 함정 시스템 아키텍처 설계 프레임워크를 도출하고 모델기반의 함정 기본설계 수행방안을 도출하였다. 마지막으로 제안한 함정 기본설계 프로세스 성숙도를 확인하고 사례 적용 연구를 통해 개선된 프로세스의 신뢰성 확인 및 실제 업무에서의 활용성을 평가하였다. 본 연구결과는 SE 및 모델링 기법을 적용하여 현재 함정 기본설계 수행 시 SE 기반 수행의 어려움을 극복하고 보다 체계적인 함정 기본설계 수행을 위한 프로세스를 제시하였다. 향후 본 연구를 통해 요구사항의 추적성 확보, 주요 단계별 산출물 작성, 모델기반 설계 수행으로 비용 및 시간을 절감하고 위험감소를 통한 효과적인 함정 설계 수행이 가능할 것이다.
more목차
제1장 서 론 1
제1절 연구 배경 1
제2절 연구 범위 4
제3절 연구공헌 및 논문의 구성 6
제1항 연구 공헌 6
제2항 논문의 구성 7
제2장 선행연구 분석 및 문제정의 8
제1절 선행연구 분석 8
제1항 함정 기본설계 및 시스템공학(SE) 기반 설계 수행 연구 8
제2항 시스템공학(SE) 프로세스를 적용한 함정 설계 수행 연구 14
제3항 시스템 아키텍처 설계 프레임워크 및 모델 기반 설계 연구 16
제2절 문제정의 19
제1항 시스템공학(SE) 프로세스 활용의 필요성 19
제2항 시스템 아키텍처 및 모델링 기반 설계 필요성 20
제3절 적용 이론의 예비적 고찰 22
제1항 무기체계 획득을 위한 시스템공학(SE) 활용 22
제2항 시스템공학(SE) 표준 프로세스 25
제3항 모델링 기반 시스템 설계(SysML) 29
제4절 연구 목표 및 방법 33
제3장 시스템공학(SE) 표준을 반영한 함정 기본설계 프로세스 개선 36
제1절 함정 기본설계 단계 시스템공학(SE) 활동 및 프로세스 정립 36
제1항 시스템공학(SE) 기술 프로세스를 적용한 함정 기본설계 수행 36
제2항 함정 기본설계 단계 시스템공학(SE) 활동 도출 및 정립 44
제3항 시스템공학(SE) 활동을 통한 함정 기본설계 프로세스 개선 49
제2절 시스템공학(SE) 기술검토 단계별 산출물 작성방법 연구 52
제1항 시스템공학(SE) 기술검토 단계별 산출물 52
제2항 산출물 작성방법 연구 55
제4장 시스템 아키텍처 및 모델링 기반의 함정 기본설계 프로세스 구현 62
제1절 함정 기본설계 단계 시스템 아키텍처 설계 프레임워크 62
제2절 모델링 기반 시스템 아키텍처 설계 수행 66
제5장 개선된 함정 기본설계 프로세스 적용 연구 69
제1절 CMMI 모델을 통한 프로세스 성숙도 평가 69
제2절 사례 연구를 통한 함정 기본설계 적용 83
제1항 함정 기본설계 요구조건 가정 83
제2항 제안한 프로세스를 통한 함정 기본설계 수행 83
제3항 사례연구를 통한 함정 기본설계 수행 결과 98
제6장 결 론 100
참고문헌 102
Abstract 107
