데이터흐름도(DFD)의 SysML 다이어그램으로의 DFD)의 SysML 다이어그램으로의 변환에 관한 연구

윤석인(Yoon, Seok-In),왕지남(Wang, Ji-Nam) 한국산학기술학회 2013 한국산학기술학회논문지 Vol.14 No.11

과학기술의 발전으로 인해서 현대의 시스템은 과거에 비해 대형화되고 복잡화되었다. 복잡한 시스템 개발에 서 복잡도를 줄이기 위한 방법으로 모델기반 시스템엔지니어링(MBSE)이 다양한 분야에서 적용되고 있다. 하지만 다 양한 언어를 통하여 모델링이 이루어지고 있으므로, 개발 프로세스에 따른 산출물의 일관성 및 이해관계자간의 의사 소통에 문제가 발생하고 각 MBSE 도구의 지원 다이어그램의 차이에 따라 산출물의 표현이 제한되기 때문에 그 효과 성이 부족하다. 본 논문에서는 전통적 다이어그램의 하나인 데이터흐름도(DFD)를 SysML의 다이어그램으로 변환하는 법칙을 연구함으로써 이미 구축된 모델들을 재사용하여 SysML로 구축될 수 있도록 한다. 특히, 각 다이어그램의 메 타모델(Meta Model)을 분석하고, 이분그래프를 통해 각 구성요소의 연결 관계를 확인하여 변환의 근거를 마련하고 무 결성을 확인하며 보다 효과적인 변환 법칙을 제시하고 있다. 또한 위 내용을 함정전투체계설계에 적용해 봄으로써 그 효과성을 확인한다. 본 연구의 결과를 기반으로 향후 추가연구를 수행하면, 이미 구축된 시스템 개발과정에서 산출된 모델들을 SysML 을 이용하여 일관성 있게 표현할 수 있을 것 이다. 그리하여 산출물의 일관성을 높이고 이해관계자 간의 의사소통을 원활하게 함으로써, SysML을 이용한 효과적인 모델기반시스템엔지니어링(MBSE)에 도움이 될 것으 로 기대된다. Due to science and technology evolutions, modern systems are becoming larger and more complex. In developing complex systems, Model-Based Systems Engineering (MBSE), which is approach to reduce complexity, is being introduced and applied to various system domains. However, because of the modeling being made through a variety of languages, there is a problem with communication within the stakeholders and a lack of consistency in the models. In this paper, by investigating the rule explaining the transformation of one of the only traditional diagrams, DFD, to SysML and reusing the formerly built models, we attempt to implement by SysML. Analyzing each diagram’s Metamodel and validating the connection of each component through bipartite graph especially suggest an effective transformation rule. Also, by applying to naval-combat system, we confirm efficiency of this study. Establishing the results of this study as basis for conducting further study, we will be able to transform other previous models gained from formerly built system to SysML. In this way, the stakeholder’s communication can be improved and we anticipate that the application of SysML will be beneficial to the much efficient MBSE.

복합 무기체계 설계를 위한 엔지니어링 데이터 관리 프레임워크 개발

김경근,신장훈,한승보,서효원 (사)한국CDE학회 2015 한국 CAD/CAM 학회 학술발표회 논문집 Vol.2015 No.하계

Defense system is system of systems that is composed of complicated hardware and software. And defense R&D project is performed by regionally dispersed and hierarchically complex organizations. We propose OWS-R process model that is inter-related interaction of organization, task, deliverable and requirement decomposition. OWS-R process is systematic approach that can enable elaborate design process under complicated project environment. OWS-R process is reviewed from the perspective of well-know model based systems engineering, MBSE. And we propose web-based engineering data management framework that realizes OWS-R process model. Project customizing framework by introducing various new concepts for project setup environment is proposed. And we compare various characteristics of proposed framework with well-known commercial system engineering/requirement management tools.

MBSE 프로세스 기반 기능안전 분석 방법론

금기섭(Kiseop Geum),김종관(Jongkwan Kim),김성주(Sungju Kim) 한국자동차공학회 2016 한국자동차공학회 부문종합 학술대회 Vol.2016 No.5

시스템의 복잡도가 증가함에 따라 시스템 개발을 효율적으로 수행하기 위한 모델링 기반 시스템 엔지니어링 프로세스인 MBSE 개발방법론의 중요성이 부각되고 있다. MBSE 개발방법론은 툴 기반의 모델링 방식을 적용하여 시각화에 의한 영향성 분석, 요구사항과 설계내용간 추적성 관리, 이해관계자들 간 커뮤니케이션을 용이하게 함으로써 고전적 방식의 시스템 엔지니어링을 좀 더 효율적으로 수행할 수 있도록 한다. ISO26262에서도 기능안전 활동을 Top-down 기반의 시스템 엔지니어링 프로세스의 기본적인 틀 안에서 수행하도록 가이드하고는 있지만, 최근 그 중요성이 강조되고 있는 MBSE 프로세스와 기능안전 활동 프로세스간에 명확한 인터페이스를 정의하고 있지는 않다. 본 논문에서는 MBSE 기반의 시스템 설계 프로세스와 기능안전 활동간의 워크 플로우를 정의하고 설계 모델에 대한 기능 안전분석 방법론을 제시하고자 한다.

잠수함 개념설계에 모델기반 시스템 엔지니어링을 적용하기 위한 방법에 대한 연구

배정훈,김병목,김미희,신성철,김수영,안진우,Bae, Jeong-Hoon,Kim, Byung-Mok,Kim, Mi-Hee,Shin, Sung-Chul,Kim, Soo-Young,An, Chin-Woo 한국시스템엔지니어링학회 2013 시스템엔지니어링학술지 Vol.9 No.2

Because submarine is high-technology and very complex system, it takes a lot of time, cost and manpower for design. For efficient concept design, application of systematic method is required such as system engineering. In this study, we studied application method of MBSE for submarine concept design with SWBS (Ship Work Breakdown Structure). Components of submarine system from SWBS were classified and organized as system architecture with 'Vitech CORE'. Through the MBSE application for concept design, systematic, efficient and traceable concept design of submarine was considered.

전기자동차 모터 화인소음 저감을 위한 1D MBSE 모델 개발

박진환(Jinhwna Park),문재민(Jae min Moon),전경훈(Kyunghun Jeon),장혁균(HyukKyun Chang),김창완(Chang-Wan Kim) 한국자동차공학회 2021 한국자동차공학회 부문종합 학술대회 Vol.2021 No.6

최근 대기가스 배출량 및 연비 규제에 의해 전기자동차의 개발이 활발히 진행되고 있다. 기존의 화석 연료를 연소시켜 구동되는 내연기관차와는 다르게 전기자동차는 배터리의 전기에너지로 모터를 회전시켜 구동에너지를 얻는다. 전기자동차는 전기모터를 사용하기 때문에 내연기관 차량대비 소음과 진동이 낮아진 특징이 있다. 그러나 내연기관 대신 전기모터를 사용함으로써 전반적으로 낮아진 소음 환경으로 인해 기존에는 문제로 대두되지 않았던 소음 문제들이 대두되고 있다. 모터의 화인소음(Motor Whine Noise), 감속기의 화인소음(Reducer Whine Noise) 등이 있다. 주로 사용되는 전기모터 단품 단위의 해석 및 시험을 통한 개발은 전체 전기자동차의 주행상황에 의해 발생하는 모터의 화인소음을 고려하지 못한다는 한계가 있다. 따라서 본 연구에서는 전기자동차 전체 차량 시스템의 주행 및 구동상황을 고려하면서, 모터의 화인소음을 분석할 수 있는 1D MBSE(Model-Based System Engineering) 모델을 개발하고, 본 모델을 통해 모터의 화인소음을 저감할 수 있는 설계 방안을 제시한다.

SysML DSL 기반 플랜트 모델링 케이스

이태경,차재민,김준영,신중욱,김진일,염충섭,Lee, Taekyong,Cha, Jae-Min,Kim, Jun-Young,Shin, Junguk,Kim, Jinil,Yeom, Choongsub 한국시스템엔지니어링학회 2017 시스템엔지니어링학술지 Vol.13 No.2

Implementation of Model-based Systems Engineering(MBSE) depends on a model supporting efficient communication among engineers from various domains. And SysML is designed to create models supporting MBSE but unfortunately, SysML itself is not practical enough to be used in real-world engineering projects. SysML is designed to express generic systems and requires specialized knowledge, so a model written in SysML is less capable of supporting communication between a systems engineer and a sub-system engineer. Domain Specific Languages(DSL) can be a great solution to overcome the weakness of the standard SysML. A SysML based DSL means a customized SysML for a specific engineering domain. Unfortunately, current researches on SysML Domain Specific Language(DSL) for the plant engineering industry are still on the early stage. So as the first step, we have developed our own SysML based Piping & Instrumentation Diagram (P&ID) creation environment and P&ID itself of a specific plant system, using a widely used SysML authoring tool called MagicDraw. P&ID is one of the most critical output during the plant design phase, which contains all information required for the plant construction phase. So a SysML based P&ID has a great potential to enhance the communication among plant engineers of various disciplines.

ISO26262를 접목한 MBSE Process 도입 사례

장현섭(Hyunseop(Hanson) Jang),이성훈(Sunghun Lee),박선홍(Sunhong(Sean) Park),남궁주(James Namgung),Scott Wendling 한국자동차공학회 2016 한국자동차공학회 부문종합 학술대회 Vol.2016 No.5

Today, A vehicle system design is becoming more and more complex because of the bigger potion of electrical part than yesterday. And vehicle level customer wants the project schedule to be less and a plenty of variants for 1 project. ISO26262, Which is a critical requirement about functional safety, also be required by customers. To meet these all requirement, we need state-of-the-art optimized system design, functional safety validation and verification, and so on. In this paper, we introduce the process based on model based system engineering and ISO26262 development procedure. It is required to change not only existing processes but also organization to correspond to ISO-26262 standard requirements effectively. When we develop a system following MBSE process, system effective analysis is easy cause of visualization of system. By doing so, an error from design change can be decreased and a quality problem can be prevented. And also there is an advantage of managing the traceability between a requirement and a design. We can inspect the logical errors and human errors by using automation functional of a software tool comparing with the ordinary method of system engineering. Auto-generated documentation is plus. This methodology is applied on development of EPS.

유도무기 비행시험 시스템을 위한 모델 기반 운용절차의 설계 및 개선

박웅(Woong Park),이재천(Jae-Chon Lee) 한국산학기술학회 2019 한국산학기술학회논문지 Vol.20 No.4

비행시험 운용절차는 유도무기 비행시험 시스템 설계 및 구현을 위한 중요 산출물의 하나로서 비행시험 진행 단계별 임무계획, 수행방법, 안전대책 등을 포함한다. 유도무기체계 개발이 첨단화, 전략화 됨에 따라서 유도무기 비행시험은 점차 복잡화, 광역화 되고 있다. 이에 따라 시험안전을 확보하기 위해서는 비행시험 운용절차의 신뢰성 증대가 요구되었다. 특히, 새로운 개념의 비행시험 수행을 위해서 시험 전 불확실성을 예측하고 대비할 수 있도록 비행시험 운용절차 설계에서 M&S 기법의 적용을 통한 검증이 필요하게 되었다. 관련 연구로서 비행시험의 최적 프레임워크 개발 연구와 비행시험 프로세스 모델기반 개선 연구들이 발표되었지만, 상위 개념의 프로세스를 중심으로 한 결과로서 하위 수준의 비행시험 자원과 연동하는 비행시험 운용절차에 직접 적용하기에는 구체성이 부족하였다. 또한, 기존의 문서기반으로 구성된 비행시험 운용절차는 시험자원의 거동과 성능에 대한 분석능력의 한계로 시험자원의 중복과 누락, 직관적이지 않는 표현으로 운용자 간의 의사소통 저하, 그리고 다수의 비행시험에 적용하기 위한 확장성 부족 등의 문제가 발생하였다. 이를 개선하기 위해 본 논문에서는 모델기반 시스템공학(MBSE) 기법의 적용을 통한 유도무기 비행시험 운용절차의 설계 방법을 제안하였다. 구체적으로 이전의 비행시험 정보를 기반으로 비행시험 진행 단계와 수행방안을 정의한 후, 요구사항으로부터 시험자원의 임무수행을 SysML 모델 기반으로 구성한 템플릿으로 제공하였다. 또한 시뮬레이션 분석을 통해서 정상상황과 비상상황에 대한 최적의 수행절차를 도출하였으며, 사례 적용을 통해서 검증하였다. 본 연구를 통해서 시험자원의 거동과 성능에 대한 분석능력의 증대로 신뢰성이 향상되었고, 다수의 비행시험에 적용할 수 있는 확장성으로 효율성이 증대되었으며, 향후 개발 예정인 유도무기 비행시험에도 지속적으로 활용할 수 있다. The flight test operational procedure artifact includes mission planning, execution methods, and safety measures for each step of test progress. As the development of guided missiles has become more advanced and strategic, flight test has become increasingly complex and broadened. Therefore, increased reliability of the flight test operation procedures was required to ensure test safety. Particularly, the design of the flight test operational procedures required verification through M&S to predict and prepare for the uncertainty in a new test. The relevant studies have published the optimal framework development for flight tests and the model-based improvements of flight test processes, but they lacked the specificity to be applied directly to the flight test operational procedures. In addition, the flight test operational procedures, which consist of document bases, have caused problems such as limitations of analysis capabilities, insensitive expressions, and lack of scalability for the behavior and performance analysis of test resources. To improve these problems, this paper proposes how to design operational procedure of guided missile flight test system by applying MBSE(Model-based Systems Engineering). This research has improved reliability by increasing the ability to analyze the behavior and performance of test resources, and increased efficiency with the scalability applicable to multiple flight tests. That can be also used continuously for the guided missile flight tests that will be developed in the future.

모델기반 시스템엔지니어링을 활용한 해양플랜트 안전시스템(SIS, Safety Instrumented System)의 신뢰도 분석 및 안전설계 지식 모델링

배정훈(Jeong-hoon Bae),정민재(Min-jae Jung),신성철(Sung-chul Shin) 대한조선학회 2018 大韓造船學會 論文集 Vol.55 No.3

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.