시스템분석(3) - 추상적인 시스템 레벨과 어휘
민성기 박사 시스템체계공학원 원장 (sungkmin@hanafos.
[ 개요 ]
모든 인공과 자연 시스템은 더 높은 순위 시스템의 한 부분이다. 예를 들어, 우주란 시스템 계층구조로 나타낼 수 있다. 이러한 계층구조 내에 속한 어느 시스템도 더 낮은 레벨의 시스템으로 구성될 수 있다. 이러한 의미에서 SoS(System of Systems) 복합시스템 이라 할 수 있다. 그 계층구조 내에서의 시스템은 사람의 생각과 지식을 초월 하는 대형 복합시스템으로부터 가장 적은 물리적 입자에 이르기까지 걸쳐 있다.
시스템 분석가와 시스템 엔지니어가 시스템 계층구조 내에서 시스템을 구 상할 때에 그들의 관점과 부여하는 의 미가 중요한 이슈 사항이 된다. 영어가 언어적으로 매우 광범위하게 표현하고 있을지라도 이를 시스템 엔지니어링에 적용하는 데는 한계가 있다. 따라서 수 많은 시스템 레벨에 제한된 의미로 시 도할 때 혼란을 가져오기가 쉽다.
엔지니어링 개발조직으로부터 나오 는 일상적인 코멘트는“당신은 누구의 시스템을 구상하고 있는가?”라는 질문 이다. 이러한 질문은 사용자, 획득자 및 개발자가 모여서 서로 토의할 때 종종 발생한다. 엔지니어링 부서는 시스템 에 대한 각 개인의 의미와 관점을 이해 하려고 노력해야 한다. 이러한 문제는 1)OJT, 2)개인적인 노력, 3)팜플렛, 4) 공교육으로부터 얻어진 어휘의 차이 때문에 시스템 엔지니어와 대화 시 더 증폭되게 된다.
이 장은 참고사항을 조성하는 어휘 에 관한 추상적 시스템 레벨 개념을 소 개한다. 이를 위해 각 추상적 레벨에 대 한 콘텍스트를 정의한다. 시스템 규모 와 복잡도는 시스템에 따라 다르지만, 이러한 레벨을 대상 시스템, SOI (System Of Interest)로 짜 맞추는 방 법을 제시한다. 이를 통해 시스템 분해 와 통합을 다루는 지침을 알아본다.
1. 얻고자 하는 내용
• 추상적이란 의미는 무엇인가?
• 6차 레벨 시스템의 경우, 추상적 레벨이란 무엇인가?
•구상하고 있는 시스템에 추상적 레벨을 어떻게 짜 맞출 수 있는가?
•레벨 0 또는 계층 0의 시스템 범 위와 영역을 기술하는가?
• 레벨 1 또는 계층 1의 범위와 속성 관계를 기술하는가?
•레벨 2 또는 계층 2의 범위와 속 성 관계를 기술하는가?
•레벨 3 또는 계층 3의 범위와 속 성 관계를 기술하는가?
•레벨 4 또는 계층 4의 범위와 속 성 관계를 기술하는가?
•레벨 5 또는 계층 5의 범위와 속 성 관계를 기술하는가?
•레벨 6 또는 계층 6의 범위와 속성 관계를 기술하는가?
•레벨 7 또는 계층 7의 범위와 속성 관계를 기술하는가?
• 레벨 8 시스템에 대하여 다양한 추상적 레벨 상호 간에 속성 관계를 식별하라.
• 레벨 8 시스템에 대하여 시스템 통합에 대한 속성 관계를 식별하라.
2. 주요 용어 정의
제품구조(Product Structure)란 분해 가능한 물리적 속성 관계를 나타내는 물리적 시스템의 계층구조를 말한다. 최상위 어셈블리 도면, 규격서 트리, BOM(Bill of Materials)은 시스템제품구조를 나타내는 가장 중요한 문서이다.
[ 참조구조 설정 ]
시스템 분석가 또는 시스템 엔지니어로서 첫 번째 수행해야 할 일은 구상 중인 대상 시스템의 참조구조를 설정하는 것이다. 대부분 사람들이 시스템을 생각할 때, 그들이 일상적으로 접하는 관측자 처지에서의 참조구조로부터 시스템을 이해한다. 나아가 사용자, 획득자, 시스템 개발자와 만나 예기하게 되면한 사람의 시스템이 다른 사람의 하부 시스템과 같다는 사실을 알게 된다.
1. 시스템 콘텍스트와 통합관점
시스템이 납품될 때, 가장 중요한 이슈는 대상 시스템이나 시스템 콘텍스트가 사용자의 운용환경 내에 적합해야 한다는 것이다. 계층적 복합 SoS 시스템 콘텍스트로부터 시스템 개발자 계약납품 시스템은 시스템의 속성이 추상적 시스템 차상위 개념 내에 속해야 한다. 납품 시스템은 통합 포인트(IP)에서 통합되는 차상위 시스템 내에
위치해야 한다.
2. 누가 시스템 사용자인가?
대상 시스템을 정의함에 있어서 중요한 부분은 누가 사용자인가를 식별함에 있다. 대개 시스템은 직접과 간접 사용자를 지니고 있다. 다음 예제를 생각해 보자.
<예제 1>
컴퓨터는 다음과 같은 여러 사용자를 가지고 있다.
• 컴퓨터 시스템에 대한 일상적인 운용자
• 유지보수자
• 컴퓨터 시스템에 의해 생성된 각종 매뉴얼을 받은 사람
• 운용자에게 사용지침을 제공해 주는 훈련생
• 전자 메일 수령자
따라서 사용자를 위해 시스템을 개발한다고 하면 과연 이 중 누구를 위한 시스템인가?
3. 문제점 해소 방안
이러한 문제를 해결하는 방법의 하나는 시스템 엔지니어가 모든 연관 분야 종사자로부터 공통언어를 사용할 수 있는 표준 용어집을 설정하는 길이다. 표준화 컨벤션을 설정할 필요가 있다. 한번 이러한 토론장이 마련되면 각
조직부서 요원을 훈련시키는 조직의 정책과 절차를 나타내는 적절한 미디어를 업데이트해 나가야 한다.
[ 추상적 개념 레벨의 이해 ]
납품 시스템 콘텍스트를 생각할 때, 내장된 추상적 레벨을 소통할 수 있는 표준 방법이 필요하다. 모든 시스템이 계층으로 이루어져 있기 때문에 사용 자 시스템은 차상위 시스템의 지원요 소가 된다. 여러 직접과 간접 사용자가 주어지기 때문에 어떠한 방법으로 추 상적 레벨을 소통할 수 있을 것인지 단 순한 방법을 설정해야 한다. 일차적으 로 그 내용을 살펴보자.
기초적으로 이 장에서의 논의를 학 구적으로 접근해 보도록 하자. 실제로 는 당신과 당신의 고객(사용자, 획득자 등) 그리고 벤더가 대상 시스템이나 납 품 시스템에서 해야 할 것과 하지 말아 야 할 것을 분명하게 서로 의견의 일치 를 보아야 한다.
당신의 계약 또는 동의 내용이 납품 시스템의 분명한 영역이 제시되어 있 는가? 결국, 시스템이 검증되고 확인될 때 납품 시스템에 포함된 할 것과 하지 말아야 할 것에 대한 어떠한 마찰도 없 어야 한다.
계약 용어로 목표기술서(SOO), 시스 템 성능 규격서(SPS), 계약 업무 분해 구조(CWBS), 기간과 조건(Ts&Cs)과 같은 문서가 주어진 영역 내에서 수행 해야 할 일과 시스템 영역에 관한 양 부 서 간에 상호 이해 가능한 문서적 절차 를 밟게 된다.
이렇게 할 때, 계획적이고 기술적인 이슈에 대한 참조구조를 제시할 수 있 다. 일반적으로 시스템 영역에 대한 문 서화되지 않은 의도와 가정은 수락 곤 란하다. 추상적이라는 용어가 구체적으로 나타난 예는 그림 1과 같다.
그림 1의 왼쪽 위 보면, 시스템, 제품 또는 서비스는 아이디어, 목표, 개념 및 부분(예를 들면, A에서 N까지)과 같은 서로 헐겁게 연결된 초기 속성 세트로 구성되어 있다. 만일 이러한 속성이나 대상을 분석할 경우, 그림 1의 왼쪽 아 래에서와 같이 목표, 특성, 산출물 등의 세트로 구성된 다양한 그룹으로 제시 하게 된다. 그 그룹은 다음과 같다.
• 속성 10은 속성 A와 E로 구성된다.
• 속성 20은 속성 C, F와 I로 구성 된다.
• 속성 30은 속성 D, J, H와 M으로 구성된다.
• 속성 40은 속성 B, K, L, N과 O 로 구성된다.
각 속성은 대상이나 추상적 개념에 대한 부류를 나타낸다. 추상적 개념 또 는 대상의 부류는 그림 1의 우측에서처 럼 실질적인 계층구조 그룹을 세부적 인 하위 레벨로 나타낸다. 바로 이것이 시스템과 추상적 개념 레벨 요소에 대 한 계층구조 또는 분류로 나타낸 구조 이다.
추상적 레벨에 대한 계층적 개념은 단순 시스템에 대한 유용한 정보가 된 다. 그러나 대형 복합시스템은 다중 복 합 추상적 레벨로 구성된다. 어디에 이 러한 경우가 있든지 상관없이 시스템 분석가와 시스템 엔지니어가 한 추상적 개념으로부터 하나의 추상적 레벨을 도 출하는 방법을 알아야 한다. 기본적으 로 이는 관측자의 참조 프레임을 설정 함으로써 알 수 있다. 계약적 관점에서 계약사항이 그 관점을 제시해 준다.
1. 참조 프레임 설정방법
대부분 조직은 시스템 내에서 특정 속성에 대한 소통을 위하여 개념적인 참조 프레임을 설정한다. 이는 납품 시 스템에 대한 참조 포인트를 지정하려는 의도에서 비롯된다. 하나의 예로써 그 림 2에 나타난 레벨 0, 레벨 1, 레벨 2 및 하위 레벨 등의 순서로 이루어진다.
다른 예는 계층 1, 계층 2 및 하위 계 층으로 이루어진다. 그러나 레벨 또는 계층 0에서 X까지 내용은 더욱 분명한 설명이 필요하다. 표 1이 그 상세한 내 용을 보여주고 있다. 주요 논의 대상은 예를 들면, 레벨 0 또는 계층 0과 같이 사용자 시스템에 대한 상대적인 참조 프레임에 대한 공통적으로 소통할 수 있는 설명을 제시해야 한다. 시스템의 추상적 레벨을 이해한 상태에서 이를 어떻게 그래픽으로 나타낼 수 있는지 를 알아보자. 
2. 시스템 레벨 추상적 개념과 시스템 아키텍처와의 관계
지금까지 계층적 레벨 및 속성과 각 레벨 속성 관계를 살펴보았다. 이러한 관계는 시스템 설계 및 개발과 연관된 논리적, 물리적시스템아키텍처를정의함에 기초적인 구조를 보여주고 있다.
3. 추상적 레벨 개념을 구상 시스 템으로 적용하는 방법
나아가 이러한 추상적 개념을 대형 복합시스템에 어떻게 적용할 것인지 그 방법을 소개했다. 대상 시스템이 레 벨 8 이상 또는 이하 레벨과 관계없이, 추상적 체계 레벨 개념으로 적용하면 된다. 이를 이해하기 위해 표준 시스템 레벨을 보여주고 있는 그림 3을 참조 하라. 
왼쪽 그림은 표준 시스템 레벨을, 오른쪽 그림은 대상조직에서 구상하는 시스템 레벨을 보여주고 있다. 이러한 경우에 사용자 체계, 체계, 하부체계, 어셈블리, 부품 레벨과 같은 구상을 하 고 있다. 레벨 1, 레벨 2 등과 같은 참조 레벨 번호는 순차적으로 부여된다.
[시스템 분해와 통합설계 지침 ]
SE 관점에서 시스템 체계 구조는 다음 두 가지 특성이 있다.
• 분석적 관점 : 하향식 계층분해 또는 확산
• 물리적 관점 : 상향식 속성의 수직 통합 세트
시스템 분해 속성 관계(ER, Entity Relationship)는 분석적으로 계층체계 복잡성을 관리 가능한 설계 규모의 크
기로 분해할 수 있다. 그림 4는 표 2에 나타난 구조형성 원칙에 따른 방법을 제공해 주고 있다.
계층분해도 이와 동일한 절차를 밟는다. 최상위 레벨 품목만 유일하게 나타내는 경우를 회피토록 하라. 좋은 시스템이란 최소 2 또는 3 이상의 종속 하부체계로 나누어진 체계를 말한다. 이러한 체계의 경우, 종속된 속성이 동
일한 추상적 레벨로 있어야 함을 뜻하진 않는다.
예를 들어, 제품 구조 면에서 상위 레벨 어셈블리에 대한 부품 목록을 나타내는 BOM(Bill of Materials)이 하나 또는 그 이상의 하부체계, 하나 또는 그 이상의 어셈블리, 하나 또는 그 이상의 부품 킷(예, 볼트와 너트)으로 구성되어있다.
만일 BOM을 부품 목록으로 사용한다면, 하부체계와 어셈블리로 통합하기 위해 부품을 기계적 및 전기적으로
조립하기 위해 부품 킷을 사용함으로써 하부체계 및 어셈블리와 동일한 레벨의 추상적 개념으로 나타난다.
[ 요약 ]
여기서 시스템 레벨의 추상적 개념과 그 의미를 살펴보았다. 이와 같은 계층구조는 시스템 엔지니어로 하여금
대상 시스템(SOI)에 대한 분석과 소통을 표준화한다. 이와 같은 목적을 수행하는 의도는 시스템 개발팀, 획득자, 사용자가 복잡한 계층구조를 공통된 관점으로 볼 수 있는 기준을 제시해 준다.
이는 시스템 개발자로 하여금 레벨 0 또는 계층 0과 같은 기준을 사용함으로써 사용자의 대형 시스템을 벤치마킹
할 수 있는 메커니즘을 제공해 준다. 당신이 어떠한 시스템을 다루고 있든지, 이는‘누구의 시스템에 관한 것인가’에 대한 답변을 쉽게 해준다.
1. 일반적인 예제
1) 이 장을 통해 처음 시기에 식별되고 생각했던 점에서 무엇을 배웠는지를 예기해 보라.
2) 앞서 제시된 시스템 중 하나를 선정하여 여기서 논의된 내용을 한 번 적용해 보라.
• 선정된 물리적 체계에 대하여 다중레벨 속성으로 추상적 체계레벨 개념을 제시해 보라.
• 물리적 속성 관계를 식별할 수 있는 속성 관계 도표(ERD)를 개발해 보라.
2. 조직에 관한 예제
1) 프로그램 조직과 협의하여 몇 레벨의 추상적 개념을 사용하고 있는지를 발견해 보라.
2) 추상적 개념 레벨을 식별함에 당신 조직의 지휘계통 매체에 관한 지침을 연구해 보라.
• 무슨 지침이 사용되고 있는가?
• 각 프로그램은 어떠한 지침을 설정하고 있는가?
