현재 국내 자동차 산업의 환경은 국제표준인 ISO 26262의 등장으로 새로운 국면의 단계에 와있다. 자동차 설계의 전 단계에 있어서 차량의 안전성과 신뢰성을 만족 시 키기기 위해 세부 활동과 프로세스 단계별 수행에 따른 산출물을 요구하고 있다. 본 논문에서는 ISO 26262의 수행활동 중 개념설계 단계에서 요구되는 개발 환경을 모델 기반 시스템공학 기법을 적용함으로써 ISO 26262 대응에 관한 적용 기법안을 도출하 려고 한다. 특히, ISO 26262에서 제시하는 프로세스 중 하나인 개념 단계에서 요구되 는 활동과 산출물을 본 연구를 통해 추구하는 연구 결과를 기반으로 향후 추가 연구 를 수행하면, ISO 26262에 대응하지 못하고 있는 자동차 산업에서의 중소업체들이 자 동차 시스템 개발에서 전면적인 모델기반 시스템공학 방법론 기반으로 ISO 26262에 대한 대응하기 위한 발전과정에 도움이 될 것으로 기대된다.

The environment and requirements of modern war fields have been affected and thus changed by a variety of issues. To this end, the development of safety-critical weapon systems frequently need to meet those changes even in the operational phase. The necessity of the changes may be due to the preparation for mass-production or the request originated from the user military forces. To meet such a need can be even tougher in the development of safety-critical weapon systems since the integration of the requirements for both systems design and systems safety would make it troublesome. To handel the matter in this paper, utilization of architecture DB is proposed. Specifically, the situation in demand has first been analyzed and then a problem-solving process to accommodate the design changes has been constructed. In doing so, the concept of the aforementioned integration is particularly focused on the functional architecture, which could be a core concept of our approach to solving the problem. The result of a case study demonstrating the method studied using a computer-aided systems engineering tool is also presented.

Due to the recent advances in technology, the systems are becoming more demanding in terms of functionality and implementation complexity. Therefore, when system failures are involved in such complex systems, the effects of the related safety issues can also be more serious, thereby causing in the worst case irrecoverable hazards on both human being and properties. This fact can be witnessed in the recent rail systems accidents. In general, the accidents can be attributed to the systematic failure or the random failure. The latter is due to the aging or unsatisfied quality of the parts used in implementation or some unexpected external cause that would otherwise result in accidents whereas the former is usually related to incomplete systems design. As the systems are becoming more complex, so are the systematic failures. The objective of the paper is to study an approach to solving the systematic failure. To do so, at first the system design process is augmented by the functional safety activities that are suggested in the standard IEC 61508. Analyzing the artifacts of the integrated process yields the traceability, which satisfies the requirements for reduction of systematic failure as provided in ISO 26262. In order to reduce systematic failure, the results are utilized in the conceptual design stage of systems development in which systems requirements are generated and functional architecture is developed.

Due to the evolution of war fields to the net-centric one, weapon systems have become very complex in terms of both mission capability and implementation scales. In particular, the net-centric war field is characterized by a set of interconnected and independently operable weapon systems. As such, the individual weapon systems are required to meet the interoperability and thus, assuring it has been becoming more crucial even in the early stage of development. Furthermore, the ever-growing complexity of the weapon systems has attracted a great deal of attention on the safety issues in the operation and development of weapon systems. The objective of the study is on how to assure the interoperability for safety-critical weapon systems while maintaining system complexity. To do so, the approach taken in the paper is to consider the interoperability from the early stage of the development. Specifically, the required functions to satisfy the interoperability are developed first. The functions are then analyzed in order to link the safety requirements to the reliability evaluation, which results in the study of quantifying the effects of the safety requirements on the system as a whole. As a result, we have developed a methodology and procedure on how to assure interoperability while applying the safety requirements in the weapon systems development.

최근 산업기술의 비약적인 발전으로 인해 오늘날 우리가 개발하거나 사용하는 시스템은 기술적 완성도 측면에서 수준이 매우 높아지고 있다. 한편 고속열차, 첨단 신무기체계 등 대형복합 시스템의 경우, 새로운 시스템을 개발하기 위해서는 기존의 단일화된 개발 방법으로는 개발과정 및 개발 후에 많은 문제점이 잠재적으로 존재한다. 따라서, 기존의 시스템 개발방법인 순공학적인 방법뿐만 아니라 역공학, 동시공학 등을 고려한 통합 프로세스의 고려를 통한 접근이 필요한 시점에 와있다. 이러한 통합적인 접근법을 수행하기 위해서는 체계적인 관리가 필수적이다. 따라서 무수히 많은 설계 산출물이 파생되는 오늘날 산출 DB의 체계적 관리 및 접근을 통한 설계의 중요성이 강조되고 있다. 본 연구를 기반으로 향후 추가 연구를 수행한다면, 국내 대형복합시스템의 설계단계에서의 안전성을 동시 고려한 시스템 설계 신뢰성 확보를 위해 도움이 될 것으로 기대 된다.

오늘날 기술의 발전으로 시스템들은 점차 대형화 복잡화 되어가고 있다. 이처럼 점차 대형화 복잡화 되어가고 있는 시스템들은 더욱 커진 사고 및 고장에 대한 위험을 내재하게 된다. 또한 대형 복합 시스템에서 발생하는 사고 및 고장은 바로 큰 재산피해나 인명피해와 직결 될 수 있다. 따라서 체계적인 안전관리의 필요성이 점차 커지고 있다. 이에 대응하여 철도, 항공, 해양 등의 산업에서는 각 산업에 적합한 안전관리체계를 수립하려 노력하고 있으며, 표준 및 매뉴얼을 제정하여 보급에 앞장서고 있다. 또한 시스템에서 전장품 및 소프트웨어가 차지하는 비중이 커지면서 기능안전이 안전분야의 이슈가 되고 있다. 이에 따라 IEC 61508, ISO 26262, IEC 61511 등 기능안전 관련 표준들이 제정되어 기능안전을 달성하기 위한 기반을 제공하고 있다. 한편 국내 철도산업에서도 철도안전법의 재정을 기점을 철도 산업전반에 걸쳐 많은 환경변화가 이뤄지고 있고 이에 대응하기 위해 철도 안전시스템을 바탕으로 한 안전관리체계를 구축하였다. 한편 다양한 운영체계를 갖고 있는 철도시설 및 운영기관이 존재하는 국가 철도 안전관리체계의 안전규제를 체계화하기 위해서는 체계적인 요구사항의 분석에 따른 시스템 아키텍처의 설정이 요구되고 있다. 이러한 아키텍처의 설정은 현재에 대한 분석과 미래의 철도안전시스템의 특성을 구조화하여 향후 비전을 프레임워크로 표현함으로서 구현이 가능해진다. 본 논문에서는 현재의 안전관리체계의 도입 배경 및 도입 현황에 대해서 분석하고, 최근 기존의 안전관리체계와 더불어 최근에 안전분야에서 이슈가 되고 있는 기능안전 표준을 반영한 안전관리체계의 구축을 위해 안전관리체계에 대한 아키텍처를 구현하고자 하며 이때, 모델링을 바탕으로 한 접근을 제시한다.

According to ISO 26262 (the international standard on functional safety for automotive industry), the functional safety should be considered during the whole automotive systems life cycle from the design phase throughout the production phase. In order to satisfy the standard, the automotive and related industry needs to take appropriate actions while carrying out a variety of development activities. This paper presents an approach to coping with the standard. Analyzing the standard indicates that the safety issues of the automotive systems should be handled with a system's view whereas the conventional approach to solving the issues has been practiced with focus on the component's level. The aforementioned system's view implies that the functional safety shall be incorporated in the system design from both the system's life-cycle view and the hierarchical view for the structure. In light of this, the systems engineering framework can be quite appropriate in the functional safety development and thus has been taken in this paper as a problem solving approach. Of various design issues, the analysis and verification of the safety requirements for functional safety is a key study subject of the paper. Note, in particular, that the conventional FMEA (failure mode effects analysis) and FTA (fault tree analysis) methods seem to be partly relying on the insufficient experience and knowledge of the engineers. To improve this, a systematic method is studied here and the result is applied in the design of an ABS braking system as a case study.

With the recent changes in the environment of weapon systems acquisition, the systems development is becoming more susceptible to a variety of risks. To cope with this situation, US DoD has been emphasizing the importance of constantly applying the test and evaluation (T&E) process throughout the whole life cycle of the weapon systems. In particular, the safety requirements are called for attention while dealing with system risks. To this end, the present paper is aimed at studying the T&E process which incorporates the systems safety in weapon systems development. Analyzing and modeling the relevant processes has made it possible to achieve the objective. As a case study, the model results were applied to the development of unmanned aerial vehicles.

The recent trend in modern systems development can be characterized by the increasing complexity in terms of both the functionality and HW/SW scale that seems to be accelerated by the growing user requirements and the rapid advancement of technology. Among the issues of complexity, the one related to systems safety has attracted great deal of attention lately in the development of the products ranging from mass-transportation systems to defence weapon systems. As such, the incorporation of safety requirements in systems development is becoming more important. Note, however, that since such safety-critical systems are usually complex to develop, a lot of organizations and thus, engineers should participate in the development. In general, there seems to be a variety of differences in both the breadth and depth of the technical background they own. To address the problems, at first this paper presents an effective design process for safety-critical systems, which is intended to meet both the systems design and safety requirements. The result is then advanced to obtain the models utilizing the systems modeling language (SysML) that is a de facto industry standard. The use of SysML can facilitate the construction of the integrated process and also foster active communication among many participants of diverse technical backgrounds. As a case study, the model-based development of high-speed trains is discussed.

오늘날 기술의 발전으로 시스템들은 점차 대형화 복잡화 되어가고 있다. 이처럼 점차 대형화 복잡화 되어가고 있는 시스템들은 더욱 커진 사고 및 고장에 대한 위험을 내재하게 된다. 또한 대형 복합 시스템에서 발생하는 사고 및 고장은 바로 큰 재산피해나 인명피해와 직결 될 수 있다. 따라서 체계적인 안전관리의 필요성이 점차 커지고 있다[1]. 이에 대응하여 철도, 항공, 해양 등의 산업에서는 각 산업에 적합한 안전관리체계를 수립하려 노력하고 있으며, 표준 및 매뉴얼을 제정하여 보급에 앞장서고 있다. 국내 철도산업에서도 철도안전법의 재정을 기점을 철도 산업전반에 걸쳐 많은 환경변화가 이뤄지고 있고 이에 대응하기 위해 철도 안전시스템을 바탕으로 한 안전관리체계를 구축하였다. 한편 다양한 운영체계를 갖고 있는 철도시설 및 운영기관이 존재하는 국가 철도 안전관리체계의 안전규제를 체계화하기 위해서는 체계적인 요구사항의 분석에 따른 시스템 아키텍처의 설정이 요구되고 있다. 이러한 아키텍처의 설정은 현재에 대한 분석과 미래의 철도안전시스템의 특성을 구조화하여 향후 비전을 프레임워크로 표현함으로서 구현이 가능해진다. 본 논문에서는 현재의 안전관리체계의 도입 배경 및 도입 현황에 대해서 분석하고, 안전관리의 방식의 변화에 적절히 대응하는 안전관리체계의 구축을 위해 안전관리체계에 대한 아키텍처를 구현하고자 하며 이때, 모델링을 바탕으로 한 접근을 제시한다.

최근 현대 무기체계는 최첨단 기술로 인한 무기체계 개발 속도 증가와 획득환경의 다변화와 더불어 이에 대한 위험도 동시에 증가하고 있다. 이에 따라 미국방부는 무기체계의 수명주기를 고려하여 시험평가를 지속 적용토록 강조하고 있다. 따라서 기존의 무기체계 시험평가 프로세스에서 다루는 시스템 설계에 대한 단계별 안전 활동의 강화의 필요성 역시 강조되고 있다. 그 중에서도 무기체계 개발의 핵심 활동에 해당하는 체계개발 단계는 양산에 들어가기 전의 최종 활동으로서 제대로 수행되어야만 초기에 의도한 무기체계 개발의 목적을 달성할 수 있을 것이다. 본 논문에서는 시스템 안전성 요소를 고려한 시험평가 프로세스의 개선사항 도출과 모델링을 통해 무기체계 시스템인 무기체계를 대상으로 적용 및 조정 구축에 대한 내용을 기술하고 있다. 본 연구의 결과를 토대로 향후 시험평가 기간의 단축 및 비용 절감과 데이터의 관리 및 추적 기능을 개선함으로써 무기체계 개발 후의 안전사고 발생 가능성을 줄일 수 있을 것으로 기대된다.

산업기술의 비약적인 발전으로 인해 오늘날 우리가 개발하거나 사용하는 시스템은 보다 기술의 고도화 양상을 보이고 있다. 따라서, 기존의 시스템이 지니고 있어 제공하는 단일 특성에서 벗어나 다양한 학제간 결합된 기술로 기존 시스템이 지니고 있는 관념적인 기능에서 벗어나 다기능을 제공하고 있다. 이로 인해, 기존의 개발단계에서는 보다 높은 설계 신뢰성이 요구되고 있다. 특히, 오늘날 우리사회는 시스템의 개발성공이라는 안도에서 벗어나 시스템 운용·유지단계에서도 안전성 측면에서 매우 중요성을 인식하고 대비하고 있다. 따라서, 국내에서는 미흡한 상위 단계에서의 설계활동과 또한, 같은 시스템 수명주기 상에서의 시스템 안전활동을 동시에 고려한 동시공학적인 접근에 관한 연구를 본 연구팀은 지속적으로 수행해왔다. 따라서, 기존의 연구결과인 설계와 안전을 동시에 고려한 통합 설계 프로세스 모델에 대해, 시스템개발에 관련한 모든 이해당사자가 공통된 이해를 바탕으로 시스템설계와 안전 활동에 대해 상호 호완성과 공통된 인식을 갖고 접근할 수 있는 방안을 본 연구를 통해 수행하였다. 따라서, 본 연구는 모델기반 시스템공학 기법중 보편적인 언어인 공통 언어를 통해 기존 연구를 통해 제시한 통합설계 프로세스 모델을 구현에 관한 연구 수행을 통한 접근 방안에 관하여 논의하고 있다. 본 연구를 기반으로 향후 추가 연구를 수행한다면, 국내 대형복합시스템의 설계단계에서의 안전성을 동시 고려한 시스템 설계 신뢰성 확보를 위해 도움이 될 것으로 기대 된다.

As the human demand or desire on brand new systems otherwise equipped with new functions grows drastically, so does the complexity of the systems. With this trend, the systems are becoming bigger in scale and at the same time the safety requirements are more stringent in the development. Typical systems examples in such a situation may include high-speed railway systems, aero and space systems, marine systems, etc. Failure of those systems can cause serious damages on both the human being and wealth with social infrastructure. As such, it is quite necessary to ensure that the safety requirements be satisfied in the system development. To achieve this need, there could be a lot of solutions to take. In this paper, regarding safety, a special attention is given to the verification phase process, which is one of the intermediate phases of whole systems development process. More specifically, the ultimate concern is placed on how to carry out the design verification while ensuring the safety requirements. To do so, some improvements in the verification phase were proposed first. Then, the outcomes were combined with the systems safety process by generating an integrated process model to reach the goal. As a case study, application to a railway system was discussed, where strict safety requirements are usually necessary. It would be expected that the potential likelihood of failure with rail systems could be reduced if the results obtained are used effectively with some enhancement from further study.

The recent trend in the war fields on the globe may be characterized by the network-centric warfare, which would, in turn, make the concept of weapon systems be changed. To this end, the concept of system of systems (SoS) has been introduced in literature. An SoS is a collection of multiple systems, each of which is an independent system and can be interoperable with each other. Thus, in defense domain each SoS is a big weapon system as a whole operated in actual environment and each element of it is also an independent smaller weapon system, but they should be interoperable via network among each other. The safety results studied for each elementary system alone may not be fully applicable to the whole SoS. As such, the objective of this paper is to study how to make the SoS safety requirements be distributed down over the interoperable elementary systems. Since handling the interoperability requires a technique of systems architecture, a standard method called the DoD Architectural Framework (DoDAF) has been used here to derive a solution. Using DoDAF, the safety requirements were first analyzed in the operability environment. The results were then studied to be included in an integrated model of both the systems design and safety processes. A further study of present paper would facilitate ensuring safety in the development of SoS weapon systems in practice.

The issues raised so far in the development of safety-critical systems have centered on how effectively the safety requirements are met in systems design. The systems are becoming more complex due to the increasing demand on the functionality and performance. As such, the integration of both the systems design and systems safety processes becomes more important and at the same time quite difficult to carry out. In this paper, an approach to solving the problem is presented, which is based on an integrated data model. To do so, the data generated from the inputs and outputs of the systems design and systems safety processes are analyzed first. The results of analysis are used to extract common attributes among the data, thereby making it possible to define classes. The classes then become the cores of the interface data model through which the interaction between the two processes under study can be modeled and interpreted. The approach taken has also been applied in a design case to demonstrate its value. It is expected that the results of the study could play a role of the stepping stone in extending to the architecture development of the integrated process.

오늘날 기술의 발전으로 시스템들은 점차 대형화 복잡화 되어가고 있다. 이처럼 점 차 대형화 복잡화 되어가고 있는 시스템들은 더욱 커진 사고 및 고장에 대한 위험을 내재하게 된다. 또한 대형 복합 시스템에서 발생하는 사고 및 고장은 바로 큰 재산피 해나 인명피해와 직결 될 수 있다. 따라서 체계적인 안전관리의 필요성이 점차 커지고 있다. 이에 대응하여 철도, 항공, 해양 등의 산업에서는 각 산업에 적합한 안전관리체 계를 수립하려 노력하고 있으며, 표준 및 매뉴얼을 제정하여 보급에 앞장서고 있다. 예로써 가장 활발히 안전관리체계의 도입을 추구하고 있는 항공 분야에서는 국제민강 항공기구와 미 연방항공청의 주도로 안전관리체계에 대한 가이드와 매뉴얼을 만들어 각국의 사정에 맞는 안전관리체계를 도입할 수 있는 바탕을 제공 하고 있다. 이처럼 점차 중요해지고 있는 안전관리체계내에서도 위험원 식별 및 분석활동은 그 중요성이 크다. 이를 통해 도출되는 위험원 및 위험원의 영향 및 원인이 시스템 개발 및 운용에 서 수행하게 될 안전관리활동의 바탕이 되기 때문이다. 따라서 위험원 식별 및 분석 활동에 적용하기 위한 여러 기법에 대한 연구가 활발히 이뤄지고 있다. 본 논문에서는 여러 가지 위험원 식별 기법 중 HAZOP을 이용하여 고속철도시스템의 위험원 식별 및 분석을 수행 했다. 또한 HAZOP의 수행 및 위험원 식별 활동의 프로세스 모델을 제시함으로써 실질적인 위험원 식별 활동의 수행에 도움이 될 것으로 기대한다.

최근 현대사회는 자동차, 철도 및 항공 등 대형 복합 시스템의 체계 속에서 지내고 있으며, 고장 및 사고로 인한 시스템의 안전 설계에 대한 고려와 안전에 대한 인식이 증가하고 있다. 따라서 기존의 시스템공학 프로세스에서 다루는 시스템 설계에 대한 단계별 안전 활동의 강화의 필요성 역시 강조되고 있다. 그 중에서도 시스템 설계의 최종 활동에 해당하는 검증 단계 활동이 제대로 수행되어야만 초기에 의도한 시스템 설계의 안전도 향상을 바라볼 수 있을 것이다. 본 논문에서는 안전 활동을 고려한 시 스템공학 프로세스의 검증 단계의 개선사항 도출과 모델링을 통해 안전중시 시스템인 철도 차량 운전실 시스템을 대상으로 적용 및 조정 구축에 대한 내용을 기술하고 있 다. 본 연구의 결과를 토대로 향후 품질 향상 및 비용 절감과 데이터의 관리

오늘날 자동차 기술의 비약적인 발전으로, 단순히 이동수단으로만 여겨왔던 자동차 는 과거와는 비교 할 수 없을 정도의 안전성과 편의성을 제공하고 있다. 이러한 편의 와 안전을 제공하는데 있어서의 핵심은 전자제어 장치의 발달로 이뤄진 결과이다. 최 근 개발되는 전자제어 장치는 통합 모듈제어의 형태를 지니고 있어서 설계의 복잡성 을 지니고 있다. 따라서 이러한 특성으로부터 발생되는 문제를 기존에 준수해왔던 IEC 61508으로는 해결하지 못해, ISO 26262가 제정되었다. 따라서, ISO 26262의 국내 도입 에 따른 발생되는 문제들이 예측되고 있다. 이러한 문제에 대한 분석을 통해, 모델 기 반 시스템공학 적용을 통해 해결하고자 노력하였다. ISO 26262의 국내 적용에 따른 가장 유려되는 개발 전체 라이프사이클에 안전성과 신뢰성을 만족하기 위한 개발 프 로세스 도입에 대한 문제와 요구사항 분석 및 개발, 그리고 관리 측면에 대해 시스템 공학 전산지원도구 활용을 통한 모델기반 시스템 공학 접근 방법을 활용한 방안에 관 하여 논의하고 있다. 본 연구 결과를 기반으로 향후 추가 연구를 수행하면, ISO26262 의 국내 자동차산업 도입에 따른 문제에 해결하기 위한 과정에 도움이 될 것으로 기 대된다.

Recently, we have witnessed the definitely negative impacts of large-scale accidents happened in such areas as atomic power plants and high-speed train systems, which result in increased fear for the potential danger. The problems appear to arise due to the deficiency in the design of large-scale complex systems. One of the causes can be attributed to the design process that does not fully reflect the safety requirements in the early stage of the system development because of the substantially increased complexity. In this paper, to enhance the systems safety an integrated process is studied, which considers simultaneously both the system design process and system safety process from the beginning of the system development. In the conceptual system design phase an integrated process model is constructed by analyzing the activities of both the system design and safety processes. As a case study example, an inner city train system is described with the application of the developed process. The computer simulation of the example case is followed by the result discussed. The results obtained in the paper are expected to be the basis for the future study where a detailed process and its associated activities can be developed.

Modern systems become more complex and the demand for systems safety goes up sharply. Thus, the proper handling of the safety requirements in the systems design is getting greatly increased attention these days. Hazard analysis has been one of the active areas of research in connection with systems safety. In this paper, we study a subject on how the hazard analysis results can be incorporated in the systems design. To this end we set up a goal on how to systematically generate safety requirements that should reflect hazard analysis results and be implemented in the systems design and development. To do so, we first review the process for systems design and suggest the associated Model. Then the process and results of hazard analysis are analyzed and Modeled particularly with emphasis on the safety data. The resulting data Model incorporating both the hazard analysis and system life cycle is used in the generation of safety requirements. Based on the developed data Model, the generation of the requirements, the construction of requirements DB, and the change management later on is demonstrated through the use of a computer-aided software tool.