SysML 기반 M&S 기법을 통한 시스템 고장 모델의 검증

조정호(Jeong Ho Jo),이재천(Jae-Chon Lee) 한국철도학회 2016 한국철도학회 학술발표대회논문집 Vol.2016 No.5

오늘날의 철도시스템을 비롯한 안전중시시스템은 그 복잡성과 전장구성품의 비중이 증가함에 따라, 시스템의 안전성 확보에 대한 필요성도 함께 증가하고 있다. 이를 반영하여 안전중시시스템에 대한 다양한 산업별 안전표준에서는 개념설계 단계에서부터 체계적인 위험원 분석을 수행하여 설계에 반영할 것을 요구하고 있다. 본 논문에서는 철도시스템의 개념설계 단계에서 수행되는 위험원 분석의 결과를 검증하기 위해서 SysML을 활용하여 시스템 고장 모델을 생성하고, 시뮬레이션을 통하여 검증하는 방법을 연구하였다. 구체적으로 먼저 대상시스템의 기능/물리 아키텍처를 SysML 기반으로 모델링하였다. 그리고 나서 시스템 모델에 대한 위험원 분석을 모델 기반으로 수행할 수 있도록 위험원 분석기법에서 공통적으로 다루는 고장 유형, 고장의 원인과 영향 등의 요소를 식별하여 시스템 모델에 추가하였다. 그 후 모델 기반 위험원 분석을 수행하고, 결과를 토대로 고장 모델을 정의하였다. 마지막으로 고장 모델이 반영된 시스템 모델을 시뮬레이션 함으로써 모델 기반 위험원 분석에 대한 검증을 수행하였다. 검증된 위험원 분석의 결과를 향후 효과적으로 안전 설계에 활용할 수 있다. There has been noticeable demand on safety assurance for the safety-critical systems such as rail systems as the underlying systems are getting more complex and using electronic/electrical components more frequently. As such, the functional safety standard and its variations have been developed and used in a variety of industrial domains. The standards are urging that hazard analysis be performed and the result incorporated in the systems design from the conceptual design phase. The objective of this study is to present a model-based approach to hazard analysis. Specifically, a system model including functional and physical models are developed first based on SysML. Those models are then used to construct systems failure models. Finally, to verify the model-based hazard analysis, simulation of the models developed are carried out. The verified results of hazard analysis would be useful in the design of corresponding safety systems.

문제기반학습모형에 근거한 공학회계의 웹기반 실습시스템 개발

김문수(Moon-Soo Kim) 한국공학교육학회 2011 공학교육연구 Vol.14 No.1

본 논문은 문제기반학습모형(Problem-based learning model) 접근방법을 공학회계라는 다분히 학제 간 성격(공학과 회계 학)을 갖는 교과에 어떻게 적용할 지를 다룬다. PBL 접근방 법은 급변하는 기업 환경에서 공학회계와 관련한 기업 문제를 제기하고 다룰 수 있을 것이며, 또한 이를 시스템적 관점해서 해결하려는 공학 측면에서도 적절할 것으로 판단된다. PBL 모형의 현실적인 적용을 위해서 학생들이 해결해야 할 문제를 생성하고, 해결하는 과정을 수행할 수 있도록 웹 기반 실습 시스템을 개발, 제안한다. This paper deals with how to apply PBL(Problem-based learning model) model to interdisciplinary field such as engineering accounting. The PBL approach can provide a solution about educational issue for engineering accounting with a systematic view. A web-based practice system, which is a core element of PBL model and a learning object and practical exercise for engineering students, is developed.

모델기반 통합 개발 플랫폼을 이용한 다기능 레이다 소프트웨어 개발의 타당성 연구

김승련,윤덕근,오선진,이의혁,민사원,오현수,김은희 한국시뮬레이션학회 2023 한국시뮬레이션학회 논문지 Vol.32 No.3

소프트웨어 개발에는 시스템 엔지니어링 프로세스와 유사한 요구 사항 분석, 설계, 구현, 단위 테스트 및 통합 테스트를 포함한 일련의 단계가 포함된다. 본 연구는 다기능 레이다 소프트웨어를 개발하기 위해 MathWorks사의 모델 기반 설계 플랫폼을 활용하고 타당성과 효율성을 평가하였다. 기존 레이다 소프트웨어의 개발은 통합적인 형태보다는 단일 알고리즘 단위로 이루어졌기 때문에, 요구 분석이나 통합 테스트가 별도로 이루어졌고, 이들에 대한 통합 관리를 위해 추가적인 도구나 노력을 요구하였다. 본 논문에서 적용한 모델 기반 플랫폼은 요구사항 분석 및 할당, 시뮬레이션을 통한 알고리즘 개발, 배포를 위한 자동 코드 생성, 통합 요구사항 테스트 및 결과 관리를 위한 통합 개발 환경을 제공한다. 이 플랫폼을 통해 다기능 레이다 소프트웨어의 다단계 모델을 개발하고, 테스트 하네스를 사용하여 검증하며, 요구 사항을 관리하고, 자동 코드 생성 툴을 사용하여 하드웨어 배포 가능한 언어로 변환하는 전과정을 수행하였다. 이러한 모델 기반 통합 개발을 통해 잘못된 의사소통이나 기타 인적 요인으로 인한 오류를 줄이고 개발 일정과 비용을 절감할 수 있을 것으로 기대한다. Software development involves a series of stages, including requirements analysis, design, implementation, unit testing, and integration testing, similar to those used in the system engineering process. This study utilized MathWorks’ model-based design platform to develop multi-function radar software and evaluated its feasibility and efficiency. Because the development of conventional radar software is performed by a unit algorithm rather than in an integrated form, it requires additional efforts to manage the integrated software, such as requirement analysis and integrated testing. The mode-based platform applied in this paper provides an integrated development environment for requirements analysis and allocation, algorithm development through simulation, automatic code generation for deployment, and integrated requirements testing, and result management. With the platform, we developed multi-level models of the multi-function radar software, verified them using test harnesses, managed requirements, and transformed them into hardware deployable language using the auto code generation tool. We expect this Model-based integrated development to reduce errors from miscommunication or other human factors and save on the development schedule and cost.

평가 공학을 활용한 고등학교 수학과 진단평가 모형 개발 사례: 다중 질문 유형 문항 모델을 중심으로

정진민,김성연 사단법인 한국융합기술연구학회 2023 아시아태평양융합연구교류논문지 Vol.9 No.11

시험 개발은 모든 교육 시스템의 기초로서 매우 중요하면서도 어렵고 시간이 오래 걸리는 부분이며, 학교 현장에서는 그 작업의 대부분은 종종 교사에게 맡겨진다. 평가 공학 시스템은 이러한 부담을 줄이고 테스트 개발을 보다 편리하고 정확하게 할 수 있어 최근 주목받고 있다. 평가 공학에 관한 다양한 이론적 학술 연구들은 존재하지만, 문헌에는 아직 교과 영역 전문가가 직접 문항 제작에 참여하여 구체적인 학습 과목 및 대상을 정하고 문항 모델을 기반으로 평가 모델을 만들어 학생들이 맞춤형 평가를 실시한 연구는 없었다. 본 연구는 현직 선생님들이 직접 평가 공학을 활용한 고등학교 1학년 수학과 진단평가 내용을 온톨로지 모형으로 전산화하여 평가 모델을 개발한 사례를 소개한다. 처음 문항 제작부터 학생들의 평가 결과 분석까지 아날로그에서 벗어나 전 과정이 전산화 되는 것이다. 기존의 평가 공학에 다중 질문 유형 문항 모델(Multi-Question-Format Item Model)을 접목하여 문항 형식의 다양성도 구현하였다. 또한 전산화한 온톨로지 모형의 지식을 CAFA 시스템을 활용하여 생성된 평가 모형이 실제 학생들에게 어떻게 전달되어 어떤 데이터를 수집할 수 있었는지 그 절차를 소개하고, 학생들은 어떤 피드백을 받게 되는지, 모든 과정에 관한 정보를 제공하였다. 이는 교사의 의도에 맞게 학생들을 위한 맞춤형 학습을 위한 디지털 지식을 생성한 것으로 이론적으로만 접하던 교육자 중심의 디지털 플렛폼의 시대가 열리는 것이다. 마지막으로 실제 평가 모델을 구현함에 있어 시사점도 제공하였다. Test development stands as a fundamental and vital component of every education system, albeit a challenging and time-consuming task, often delegated to educators in school settings. Assessment engineering systems have recently attracted attention as they can reduce this burden and make test development more convenient and accurate. Although there are a variety of theoretical academic studies on assessment engineering, there has yet to be a study in the literature in which subject matters experts directly participated in item writing, determined specific learning subjects and targets, created an assessment model based on the item model, and conducted customized assessments for students. This study introduces a case where current teachers developed an evaluation model by computerizing first-year high school mathematics and diagnostic assessment contents using assessment technology into an ontology model. From the initial creation of questions to the analysis of student's evaluation results, the entire process is being computerized, moving away from analog. Diversity in item format was also implemented by combining the Multi-Question-Format Item Model with existing assessment engineering. In addition, we introduce how the assessment model was created using the knowledge of the computerized ontology model using the CAFA system delivered to actual students, what data was collected, what kind of feedback students received, and information on all processes was provided. It creates digital knowledge for customized student learning according to the teacher's original intention, opening the era of an educator-centered digital platform that was previously only theoretically accessible. Lastly, the study also offers practical implications for implementing the assessment model.

모델기반 예측적고장결정 기법(AFD) 적용 연구

이철우 ( Cheolwoo Lee ),구기홍 ( Kihong Ku ),김대용 ( Daeyong Kim ),손명조 ( Joonyun Lee ),이중윤 ( Myeongjo Son ) 한국국방기술학회 2020 한국국방기술학회 논문지 Vol.2 No.4

종래 리스크 예측/식별 기법들이 과거 경험한 유사 사례가 없는 미지의 미래 체계에 리스크 요소를 예측/식별하는데는 많은 제한이 된다. 특히 실전 경험이 없는 미지의 미래 무인무기체계는 운용개념에 대해 예측하기가 매우 어려운데다가 유인에 의한 임기응변조차 제한되어 무인무기체계의 실전 배치시 그 임무 달성에 실패하거나 예기치 못한 사건/사고를 발생시킨 사례가 적지 않다. 이를 극복하기 위해 예측적 고장결정 기법을 모델기반 시스템 공학(MBSE)과 결합하여 최근 군에서 미래 무인 무기체계 개발사업의 일환으로 추진 중인 국방 무인OO차량개발사업의 리스크 해소방안에 적용한 사례를 소개하여 미래 무인무기체계 개발사업의 리스크 해소와 성공 가능성을 높이는데 기여하고자 하였다. Conventional risk prediction/identification techniques have many limitations in predicting/identifying risk factors in an unknown future system without similar cases experienced in the past. In particular, an unknown future unmanned weapon system with no practical experience is very difficult to predict about its operational concept, and even ad hoc response by manned is limited. There are not a few cases. In order to overcome this, we introduced a case where the predictive failure determination technique was combined with model-based system engineering (MBSE) and applied to the risk reduction plan of the defense unmanned OO vehicle development project, which is currently being promoted by the military as part of the future unmanned weapon system development project It aimed to contribute to solving the risk and increasing the possibility of success in the future unmanned weapon system development project.

ISO 26262 기능안전 대응을 위한 시스템 요구사항 명세 방법

김연호(Younho Kim),조선영(Sunyoung Cho),김현우(Hyunwoo Kim) 한국자동차공학회 2011 한국자동차공학회 학술대회 및 전시회 Vol.2011 No.11

차량에 탑재되는 E/E 시스템과 SW의 급속한 증가는 최근의 자동차 기술 발전 방향인 환경친화, 연비개선, 안전증대와 부합되어 지속적으로 이루어 질 것으로 예상된다. 그러나 차량의 전장화 확대에 따른 전자장치의 오류로 인한 사고 역시 이에 증가하는 추세를 보이고 있다. 이에 자동차 업체들은 자동차에 탑재되는 E/E 시스템 개발의 복잡성과 다양성을 극복하기 위해 AUTOSAR를 통한 개발 표준화 활동을 진행하는 동시에 자동차에 탑재되는 E/E 시스템의 기능안전 규격인 ISO 26262를 제정, 적용하여 자동차 E/E 시스템의 안전을 확보하려 하고 있다. ISO 26262 기능안전 규격을 준수한 차량 개발을 위해서는 차량의 개발 초기 단계부터 안전 관련 요구사항을 제시하고 식별된 요구사항들의 효율적 구현이 요청된다. 이에 본 논문에서는 요구사항 개발과 관련된 ISO26262의 컨셉 단계의 아이템 정의 항목을 살펴보고, 이를 고려한 자동차 OEM 관점에서의 시스템 요구사항 명세 방법에 대해 기술하며, 자동차 분야의 모델 기반 시스템 엔지니어링과의 연계에 대해서도 살펴본다.

SysML 모델 기반 플랜트 형상관리

이태경(Taekyong Lee),차재민(Jae-Min Cha),살림 셀리(Shelly Salim),김준영(Joon-Young Kim) 대한기계학회 2018 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2018 No.12

Configuration Management(CM) is a practice of keeping conformance among requirements, configuration information and physical configurations throughout a life cycle of a system. Due to its high complexity and long life cycle, the necessity of CM has highly demanded for plant systems. Nevertheless, it is hard to deploy CM in the field of plant engineering because plant engineering information mostly produced as documents require too much effort to trace and update. To overcome the limitations of documents-based CM, the study develops a concept of applying Model-based Approach(MBA) to CM and shows how SysML plant model works in a plant configuration management system.

무인항공기체계의 개념설계에서 SysML 모델의 활용에 관한 연구

김영민(Young-Min Kim),이재천(Jae-Chon Lee) 한국통신학회 2012 韓國通信學會論文誌 Vol.37 No.2

자동차 전자제어를 위한 교육과정 개발

이영옥(Youngok Lee),강창묵(Chang Mook Kang) 한국자동차공학회 2023 한국자동차공학회 부문종합 학술대회 Vol.2023 No.5

웹기반 정보시스템의 재구성을 위한 항해구조 및 사용자행동 모델링

박학수(Park Hark Soo),황성하(Hwang Sung Ha),이강수(Lee Gang Soo) 한국멀티미디어학회 2002 멀티미디어학회논문지 Vol.5 No.6