안전중시 시스템의 설계에서 SysML기반 안전 메타모델의 활용

Abstract

기술의 급격한 발전으로 인해 시스템이 대형화되고 복잡화되면서, 시스템 설계 오류 등으로부터 발생할 수 있는 사고나 고장의 위험 또한 증가하고 있다. 사고나 고장의 발생은 많은 재산피해와 인명피해를 야기할 수 있는데 이런 시스템을 안전중시 시스템이라고 한다. 각 산업분야에서는 안전중시 시스템의 안전성을 확보하기 위해 안전과 관련된 표준을 제정하고 있고 이를 준수하도록 권장하고 있다. 안전 표준의 공통적인 특징은 시스템공학에서 제시하고 있는 시스템 개발 전 수명주기 관점에서 안전성 확보를 위한 안전 활동 및 방법을 제시하고 있다는 점이다. 시스템 개발 수명주기에 따라 시스템을 개발하게 되면 시스템을 체계적으로 설계할 수 있으며, 그 방법으로는 MBSE(Model Based System Engineering)가 제시되고 있다. MBSE에 시스템 모델링 표준언어인 SysML을 사용하면 시스템 설계 산출물을 모델로 표현함으로써 의사소통을 원활하고 명확하게 할 수 있다. 모델의 다양한 활용을 위해서 메타모델을 활용하는 방법이 제시되고 있는데 안전성을 확보하려는 시스템 설계에서도 메타모델이 활용되고 있다. 하지만 대부분은 메타모델을 모델기반 설계에 활용하기 보다는 개념을 정의하거나 안전 분석을 위한 전산지원도구 간의 정보 교환을 위해서 활용이 되고 있다. 본 논문에서는 시스템 설계에서 안전성 확보에 대한 개념을 안전 메타모델로 표현하는 것에서 끝나는 것이 아니라 모델기반 설계에서 사용하기 위해 구조화 하고 안전 메타모델 요소들을 모델기반 설계에 활용할 수 있는 모델요소로 확장하는 것을 목표로 설정했다. 특히, 안전 메타모델의 거동 요소들을 모델기반 시뮬레이션에서 활용해서 요구사항에 대한 검증을 수행하겠다. 그 결과로 SysML기반 안전 메타모델을 도출하고 자동차의 모델기반 설계와 모델기반 시뮬레이션에 활용함으로써 안전성을 확보한 모델기반 설계와 안전요구사항을 평가했다. 기존 모델기반 설계 방법에 메타모델을 활용하게 되면 모델의 구성을 확인하고 필요한 모델 요소들을 식별함으로써 일정한 모델링을 할 수 있기 때문에 모델에 대한 이해가 쉽고 명확해진다. 그리고 거동 모델요소를 포함한 안전 메타모델을 활용한 모델기반 시뮬레이션을 수행함으로써 안전 요구사항에 맞는 시스템을 설계를 시뮬레이션까지 체계적으로 수행할 수 있음을 제시했다.