시스템공학과

시스템 수명주기

System Life Cycle

요구분석-설계-구현-시험-운영-폐기까지 시스템이 태어나서 사라지기까지 거치는 전체 단계를 정의하고, 각 단계에서 무엇을 산출물로 남겨야 다음 단계로 넘어갈 수 있는지 체계적으로 관리하는 접근법. 초기 단계의 오류를 늦게 발견할수록 수정 비용이 기하급수적으로 커지므로, 단계별 검증이 핵심.

ex) 전투기 개발 프로젝트가 요구사항 정의부터 실전 배치, 퇴역까지 수십 년의 수명주기를 관리받는 것.

요구공학

Requirements Engineering

고객·사용자·규제기관 등 다양한 이해관계자가 원하는 바를 인터뷰·워크숍으로 수집하고, 모호함이나 상충을 제거해 명확하고 검증 가능한 문서(요구사항 명세)로 정리하는 과정. 개발이 다 끝난 뒤에야 "이게 아닌데"라는 걸 알게 되는 대형 프로젝트 실패의 상당수가 이 단계의 오류에서 비롯됨.

ex) 대형 IT 시스템 구축 실패 사례의 상당수가 초기 요구사항을 잘못 정의한 데서 비롯되는 것.

시스템 아키텍처 정의

System Architecture Definition

거대한 시스템을 한 번에 설계할 수 없으므로, 기능별로 관리 가능한 하위 시스템들로 나누고 그 하위 시스템들이 서로 정보를 주고받는 인터페이스(입출력 형식, 프로토콜)를 명확히 정의해, 여러 팀이 각자 하위 시스템을 독립적으로 개발해도 나중에 문제없이 통합되게 만드는 작업.

ex) 우주선의 추진·전력·통신·생명유지 시스템을 각각 다른 팀이 개발해도 정확히 맞물리게 인터페이스를 미리 정의하는 것.

프로젝트 위험 관리

Project Risk Management

대규모 프로젝트에서 일정 지연, 예산 초과, 기술적 실패로 이어질 수 있는 위험 요인을 사전에 식별하고, 그 발생 가능성과 영향도를 평가해 우선순위가 높은 위험부터 회피·완화·이전 등 대응 계획을 세우는 관리 기법.

ex) 대형 건설 프로젝트에서 자재 수급 지연, 설계 변경 같은 위험을 미리 파악해 일정에 여유를 두는 것.

요구사항 추적 및 검증

Requirements Traceability & Verification

초기에 정의한 각 요구사항이 설계, 구현, 시험의 어느 단계에서 어떻게 반영·검증되었는지 하나하나 연결해 추적표(traceability matrix)로 관리함으로써, 최종 시스템이 요구사항을 빠짐없이 만족하는지 체계적으로 확인하는 활동.

ex) 항공기 인증 심사에서 모든 안전 요구사항이 실제 설계·시험 결과와 정확히 대응되는지 문서로 증명하는 것.

모델기반시스템엔지니어링

Model-Based Systems Engineering (MBSE)

요구사항·설계·인터페이스를 방대한 문서로만 관리하면 문서 간 불일치나 누락이 생기기 쉬운데, 시스템 전체를 하나의 통합된 디지털 모델(SysML 등)로 표현해 요구사항부터 아키텍처, 검증까지 모두 그 모델 안에서 서로 연결·추적되게 관리하는 현대적 시스템공학 방법론. 모델 하나를 수정하면 관련된 모든 문서·다이어그램이 자동으로 일관성을 유지해, 대형 프로젝트의 문서 불일치 위험을 크게 줄임.

ex) 우주선 개발 프로젝트가 수만 페이지의 별도 문서 대신 하나의 통합 디지털 모델로 전체 설계를 관리하는 것.

시스템 검증과 확인(V&V)

Verification & Validation (V&V)

"시스템을 올바르게 만들었는가"를 확인하는 검증(요구사항 명세와 실제 결과물이 일치하는지 대조)과, "올바른 시스템을 만들었는가"를 확인하는 확인(실제로 사용자가 원하는 문제를 해결하는지)은 서로 다른 질문임. 명세대로 완벽히 만들어졌어도(검증 통과) 애초에 사용자가 원하던 게 아니면(확인 실패) 프로젝트는 실패한 것이라, 두 활동을 모두 독립적으로 수행하는 게 대형 시스템 개발의 원칙.

ex) 요구사항 명세서대로 정확히 만들었지만(검증 성공), 정작 사용자가 실제 원하던 기능이 아니었던(확인 실패) 프로젝트 실패 사례.

인터페이스 관리

Interface Management

여러 팀이 각자 하위 시스템을 개발할 때, 서로 주고받는 신호·데이터의 형식·타이밍을 정의한 인터페이스 제어 문서(ICD)를 명확히 합의해두지 않으면, 각 팀은 자기 부분을 완벽히 만들어도 전체를 조립할 때 서로 안 맞물리는 통합 실패가 발생함. 대형 시스템 개발 실패의 상당수가 개별 구성요소의 결함이 아니라 이런 인터페이스 불일치에서 비롯됨.

ex) 위성의 서로 다른 서브시스템 팀이 정의한 데이터 형식이 미세하게 달라 최종 통합 시험에서 통신이 안 되는 문제가 발견되는 것.