SysML 모델간의 일관성 검증 규칙 도출에 관한 연구

Abstract

본 논문은 SysML 모델의 일관성 검증 규칙의 도출에 관한 연구이다. SysML은 시스템엔지니어링 프로세스를 이용하여 시스템의 모델을 구축할 때 사용하는 다이어그램에 포함될 수 있는 엘리먼트의 표기법과 의미 및 제약사항을 정의하고 있으나, 각 다이어그램간에 준수해야 할 일관성 규칙은 명확히 기술하지 않고 있다. SysML에 정의된 각 다이어그램이 나타내고자 하는 관점은 고유하지만, 각 다이어그램간에는 중복되는 부분이 있을 수 있다. 이러한 중복되는 내용을 두 다이어그램이 서로 다르게 표현하고 있다면 이 다이어그램들간에는 일관성이 없다고 말할 수 있다. 시스템 개발에 있어서 후반부로 갈수록 오류의 수정에 많은 노력이 소요된다. 따라서 개발 초기에 오류 발생을 사전 봉쇄 하거나 가능한 많은 오류를 수정하는 것이 바람직하다. 시스템 개발 초기에는 시스템의 모델을 구축하게 되며, SysML은 시스템의 최상위 모델 구축을 위한 표준 언어이다. 따라서 SysML 모델간의 일관성 검증은 시스템 개발 초기에 오류를 방지하기 위한 기본적인 활동이라고 말할 수 있다. SysML은 소프트웨어엔지니어링 산업계의 표준 모델링 언어인 UML을 시스템엔지니어링에 적합하도록 표기법과 제약 및 의미를 재사용하거나 확장하여 개발한 모델링 언어이다. UML은 표현력이 풍부한 반면 다이어그램간의 일관성에 대해 묵시적으로 표현하고 있다. 이러한 문제를 해결하고자 소프트웨어엔지니어링 분야에서 UML 다이어그램의 일관성 확보를 위한 연구가 진행되고 있으나 아직까지 모두 합의한 일관성 검증 규칙은 발표되지 않고 있다. SysML이 UML을 기반으로 개발되었으므로 SysML에서도 UML에서와 똑같은 일관성 검증 규칙이 필요하게 될 것이다. 이에 본 연구에서는 SysML의 모델간에 준수해야 할 일관성 검증 규칙을 제시하여 SysML 규격의 부족한 부분을 보완하고자 하였다. 본 연구에서는 메타모델 분석을 통해 일관성 검증 규칙을 도출하였다. 본 연구에서 사용한 메타모델 분석은 SysML과 UML에 존재하는 각 메타클래스간의 관계를 식별하여 각 다이어그램간에 중복되어 표시될 수 있는 엘리먼트 및 중복되는 내용을 찾아내어 각 다이어그램간에 지켜져야 할 일관성 검증 규칙을 명시적으로 나타내는 것이다. 본 연구에서는 총 14개의 일관성 검증 규칙을 도출하였다. 또한 도출한 일관성 검증 규칙의 유효성을 확인하기 위하여 각 규칙의 위반 사례를 예시하고, 규칙 적용에 따른 일관성의 회복사례를 예시하였다. 사례를 예시하기 위하여 용접로봇을 SysML로 모델링하였다. SysML의 일관성에 대한 연구는 본 연구가 최초로서 다른 연구와 직접 비교할 대상이 아직은 없으므로, UML 다이어그램의 일관성 검증 규칙을 도출한 기존 연구결과와의 비교를 통하여 누락된 규칙이 없는지와 차이점을 분석하였다. SysML에는 아직 부족한 표현이 존재할 수 있고, 일관성 검증 규칙을 명시적으로 나타낼 수 없는 부분도 있다. 이러한 부분은 SysML의 개정판을 통하여 보완될 수 있으리라 생각한다.