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나리 오
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1 2013 년도한국철도학회추계학술대회논문집 KSR2013A092 경량전철시스템엔지니어링비용추정분석 Cost Estimate analysis of Light Rail Transit System Engineering 박진재 *, 이영재 *, 이재형 *, 박영원 ** Jin-jae Par *, Yeong-jae Lee *, Jae-hyoung Lee *, Young-won, Par ** Abstract In the field of system engineering of Light Rail Transit business, which operates and construction of the current domestic, foreign companies are organized, domestic enterprises, has made the system engineering business as a lower participating companies form, dependency of the ey technologies independence of the technology of system engineering is required reality. Is promoting the research project of "Development of systems engineering application technology for LRT system and advancement of LRT Operation" this is a national policy research agenda, as part of the commercialization of research business plan, light rail transit subject of ongoing four items of size driver COSYSMO(Construction Systems Engineering Cost Model) is an estimated model of the system engineering cost to procure grounds objective of the basis of calculation for the light rail transit system engineering costs by selected research and business is, you are trying to analyze the cost objective of light rail transit systems engineering through the analysis of requirements and difficulty level of light rail transit construction business and train parameters of 14 items cost driver. Keywords : Light Rail Transit, System engineering, COSYSMO, Size driver, Cost driver 초록현재국내건설또는운영중인경량전철사업의시스템엔지니어링분야는해외기업에서주관하고, 국내기업은하부참여기업형태로시스템엔지니어링업무를수행하고있어핵심기술에대한종속관계로시스템엔지니어링에대한기술자립이필요한실정이다. 이에국책연구과제인 경량전철시스템및운영고도화를위한시스템엔지니어링적용기술개발 연구사업을진행중에있으며, 연구사업의사업화계획의일환으로현재진행중에있는경량전철대상사업을조사및선정하여경량전철시스템엔지니어링비용산정기준에대한객관적인근거마련을위해시스템엔지니어링비용추정모델인 COSYSMO(Construction Systems Engineering Cost Model) 의크기드라이버 4 개항목, 비용드라이버 14 개항목에대한파라미터및경량전철건설사업의요구사항수준및난이도분석을통해경량전철시스템엔지니어링에대한객관적인비용을분석하고자한다. 주요어 : 경량전철, 시스템엔지니어링, COSYSMO, 크기드라이버, 비용드라이버 1. 서론 COSYSMO 는시스템엔지니어링이프로젝트에미치는경제적의미를추정시활용하기위하여계산결과를나타내는모델로조직정의, 시스템엔지니어링활동범위, 생명주기범위등이반영된다. 교신저자 : 대림산업토목사업본부차장 / 기술사 /PMP/CSEM (yousimjo@daelim.co.r) * 대림산업토목사업본부토목설계팀 ** 전아주대시스템공학과교수, 한국시스템엔지니어링학회장, 현 SE Technology 대표이사

2 반영된다. 파라미터적용방법을사용하여 Person Month (p/m) 로표현한시스템엔지니어링작업량을추정하는것으로대규모프로젝트의개념개발, 설계, 시험및배치등이포함된다. COSYSMO 모델사용자의사용목표는제안서작성, 투자결정, 예산수립, 절충분석, 위험관리, 전략수립, 프로세스개선측정이라할수있다. 이를위해사용자는 18 개드라이버에대한정의를이해하고, 크기드라이버관련계산규칙숙지, 모델산출물에대한이해, COSYSMO 와조직내시스템엔지니어링컨텍스트 ( 프로세스, 작업범주등 ) 와의연관성에대한이해를하여야한다. 2.1 COSYSMO 가정및알고리즘 COSYSMO 가정 (1) INCOSE 와모순되지않는 SE 정의 2. 본론 (2) 조직내시스템엔지니어링활동과생명주기단계존재 (3) 계약자관점에서시스템엔지니어링노력을추정하는모델사용 (4) 해당조직에서시스템엔지니어링업무직접수행 (5) 요구사항과인터페이스의재사용성은미미한것으로가정 COSYSMO 알고리즘 PM NS = A ( w E e, Φe, + w n, Φn, + w d, Φd, ) 14 j = 1 EM j (1) PM NS : 월당인시 (Person Months) 로나타낸시스템엔지니어링작업량 (2) A : 과거프로젝트데이터에서도출한보정상수 (calibration constant) (3) : 크기드라이버 ( 요구사항, 인터페이스, 알고리즘, 운용시나리오 ) (4) W x, : 각크기드라이버난이도, easy, nominal, difficult (5) Φ x : 크기드라이버 의수량 (6) E : 규모의비경제 (diseconomies of scale) (7) EM : j th 번째비용드라이버의노력가중치 (effort multiplier) 2.2 크기드라이버와비용드라이버 크기드라이버 1) 시스템요구사항수 : 시스템규격서에포함된 shalls/wills/shoulds/ mays 수 2) 인터페이스수 : ISO/IEC 15288에서정의한시스템구성요소중외부및내부시스템인터페이스수 3) 알고리즘수 : 시스템규격서또는모든설명서에서규정한요구사항구현에소요되는고유알고리즘수 ( 시스템관점에서의기능수 ) 4) 운용시나리오수 : 일련의시스템시험시나리오또는시작부터종료시까지수행하는고유의시험수, 비정상거동영역까지를포함한 Use Case 수

3 2.2.2 비용드라이버 (1) 요구사항이해수준 : 이해관계자들의요구사항이해수준을 Very Low, Low, Nominal, High, Very High 로구분 (2) 아키텍처이해수준 : 시스템아키텍처이해및관리난이도를 Very Low, Low, Nominal, High, Very High 로구분 (3) 서비스요구사항수준 : 총체적 ( 각종특수공학및효과성파라미터 ) 서비스요구사항을충족시키는난이도및중요도를 Very Low, Low, Nominal, High, Very High 로구분 (4) 마이그레이션작업의복잡성 : 기존시스템이마이그레이션작업의복잡성에미치는영향을 Nominal, High, Very High, Extra High 로구분 (5) 기술위험 : 구현기술의성숙도, 준비상태, 진부화의관점을 Very Low, Low, Nominal, High, Very High 로구분 (6) 생명주기단계별로필요한문서작업 : 시스템생명주기단계별로필요한문서화작업의형식과상세수준을 Very Low, Low, Nominal, High, Very High 로구분 (7) 설치또는플랫폼의수와다양성 : 시스템과시스템설치회수에관계된플랫폼의수를 Nominal, High, Very High, Extra High 로구분 (8) 설계순환수준의수 :ISO/IEC 에서정의한대상시스템에관계된설계수준 ( 설계의존성의복잡도 ) 과각수준에요구되는시스템엔지니어링노력의양을 Very Low, Low, Nominal, High, Very High 로구분 (9) 이해관계자팀결속력 : 팀워크와관계된여러속성파라미터를 Very Low, Low, Nominal, High, Very High 로구분 (10) 시스템엔지니어개인 / 팀역량 : 복잡한문제분석및해결책을종합하는시스템엔지니어의기본적인지적능력을 Very Low, Low, Nominal, High, Very High 로구분 (11) 직원의경험지속성 : 프로젝트초기에직원들을해당과업에일관되게운용할수있는수준을 Very Low, Low, Nominal, High, Very High 로구분 (12) 프로젝트수행능력 : 시스템엔지니어링을수행하는프로젝트팀의일관성과효과성을 Very Low, Low, Nominal, High, Very High, Extra High 로구분 (13) 문화적 언어적 지리적관점에걸친협조수준 : 이해관계자, 팀구성원, 자원, 기업의협력에존재하는장애요소 ( 문화적 언어적 지리적장벽 ) 수준을 Very Low, Low, Nominal, High, Very High, Extra High 로구분 (14) 도구지원 : 시스템엔지니어링환경에서사용하는도구의범위, 통합, 성숙도를 Very Low, Low, Nominal, High, Very High, Extra High 로구분 2.3 시스템엔지니어링 CASE 1 : 프로젝트요구사항수준및난이도가 LOW Case 1 의경우크기드라이버는국내경량전철사업에다년간의경험축적으로새로운요구사항이나인터페이스가거의없고, 기존경험을바탕으로사업수행이가능할것이라는전제하에 4 개파라미터에대한비율을각각 Easy : Normal : Difficult = 50%:30%:20% 순으로지정하였다. 비용드라이버에서는도구지원이없어통합에따른많은시스템엔지니어링노력이필요하다는기본적인전제하에시스템이새로운요구사항의수가적고구현이간단하며아키텍처에대한이해도는전체적으로국내경량전철사업에대한다년간의경험축적으로큰어려움없이수행할것으로정의하였으며, 설계반복수준의수는상호의존성이적어일부만조정하고, 해당엔지니어의역량이높고해당분야경험이많아큰어려움없이프로젝트수행이가능하며, 프로젝트팀의조직역량이좋고여러관계자들과조정이용이함에따라긍정적으로평가하였다. 나머지서비스요구사항, 이동복잡성, 기술의위험성과문서화요구사항

및운용환경의복잡성은기존프로젝트와같이평이한수준으로가정하였다. 다음은 COSYSMO 시뮬레이션을통한년간투입인원, 75 개월 ( 설계, 시공, 운영 ) 총비용, 월투입인원을산출한결과이다. Fig. 1 Case 1 시뮬레이션결과 2.3.

Normal : Difficult=34%:33%:33% 순으로지정하였다.

4 및운용환경의복잡성은기존프로젝트와같이평이한수준으로가정하였다. 다음은 COSYSMO 시뮬레이션을통한년간투입인원, 75 개월 ( 설계, 시공, 운영 ) 총비용, 월투입인원을산출한결과이다. Fig. 1 Case 1 시뮬레이션결과 CASE 2 : 프로젝트요구사항수준및난이도가 NOMINAL Case 2 의경우크기드라이버는국내경량전철사업에대한다년간의경험축적에도불구하고일반적으로난이도가비슷한수준으로 4 개의각파라미터가비슷한수준을보일것이라는전제하에 4 개의파라미터에대한비율을각각 Easy : Normal : Difficult=34%:33%:33% 순으로지정하였다. 비용드라이버에서는도구지원이없어통합에따른많은시스템엔지니어링노력이필요하다는기본적인전제하에시스템의새로운요구사항의수가적고팀원들간의역량이일반적인상태이며, 아키텍처에대한이해도, 서비스요구사항, 이동복잡성, 기술위험과문서화요구사항, 설치플랫폼의다양성, 설계반복횟수, 이해관계자들간에협조, 이해관계자들간에응집력과개인의경험과업무연속성, 프로세스역량과다지역협조등이보통의프로젝트와동일하거나난이도가그리높지않다고가정하였다. Case 1 과같이 Case 3 의 COSYSMO 시뮬레이션결과는다음그림과같다. Fig. 2 Case 2 시뮬레이션결과

2.3.3 CASE 3 : 프로젝트요구사항수준및난이도가 HIGH Case 3 의경우크기드라이버는국내경량전철사업에대한다년간의경험축적에도불구하고어려운요구사항과새로운시스템인터페이스와알고리즘및운용시나리오가많이있을것이라는가정하에 4 개의파라미터에대한비율을각각 Easy: Normal : Difficult = 30%:30%:40% 순으로지정하였다.

5 2.3.3 CASE 3 : 프로젝트요구사항수준및난이도가 HIGH Case 3 의경우크기드라이버는국내경량전철사업에대한다년간의경험축적에도불구하고어려운요구사항과새로운시스템인터페이스와알고리즘및운용시나리오가많이있을것이라는가정하에 4 개의파라미터에대한비율을각각 Easy: Normal : Difficult = 30%:30%:40% 순으로지정하였다. 비용드라이버에서는도구지원이없어통합에따른많은시스템엔지니어링노력이필요하고이에따른문서화작업이방대할것이라는전제를기본으로시스템요구사항은대부분정의되어있고, 아키텍처에대한이해도는보통, 서비스요구사항의복잡성또한높지않으며, 레거시시스템의문서화가잘되어있고, 다년간의기술축적으로어려움없이상용화된시스템을사용하여기술위험이적으며설치플랫폼은잘알려진운용환경으로구축에어려움이없고, 시스템엔지니어링노력을위한절충분석은상당히필요하며이해관계자들간에약간의조정이필요하고, 업무수행능력이보통인상황, 경험이높고설계프로젝트중심의업무접근성에대한효과도일반적이라고가정하였다. Case 1 과같이 Case 3 의 COSYSMO 시뮬레이션결과는다음그림과같다. Fig. 3 Case 3 시뮬레이션결과 경량전철시스템엔지니어링비용분석결과상기 3 가지경우를가정하여경량전철시스템엔지니어링비용을분석한결과연간투입인원은 1 인을기준으로하여산출한값으로고급또는특급인력이프로젝트에참여한다는가정하에기업의 Overhead 등을감안하여연간약 2 억을기준으로산출하였으며, 총비용은설계기간 12 개월, 공사기간 60 개월, 운영초기 3 개월로가정하여산출하였다. Table 2 경량전철시스템엔지니어링비용분석 구분연간투입인원 SE 수행기간총비용 Case 1 34 명 75 개월 127 억 Case 명 75 개월 207 억 Case 명 75 개월 428 억

6 3. 결론 도로 철도부문사업의예비타당성조사표준지침수정 보완연구 ( 제 5 판 ) 에는도시철도사업에서부대비용으로시스템엔지니어링비용을산출할수있다. 시스템엔지니어링비용은서로다른분야의기술을가진 20 여종의하부시스템들이복잡하게결합되어구성되는 E&M( 기계, 전기, 신호, 통신, 검수 ) 각기분야의기술을통합하고부문간기술적인터페이스를관리하며, 시스템성능과기능을확보함은물론시스템의안전과보증을위한제반기술업무를총괄관리하므로정확하고안전한시스템을구축하여설치하고운영하기위한것으로시스템공사비의 5% 를적용하는것으로표현되어있다. 그러나경량전철사업에서의시스템엔지니어링은기술적인인터페이스, 시스템성능및기능확보외시스템엔지니어링을수행하는팀의조직수행능력, 이해관계자들의요구사항이해수준, 도구지원등도포함되어야한다. 그러므로위 3 가지의사례에서 4 개의크기드라이버의파라미터는전체프로젝트수행의난이도를상중하로나누어 Easy : Normal : Difficult 의비율을크게 50:30:20, 34:33:33, 30:30:40 으로나누었고, 14 개의비용드라이버파라미터는국내실정에맞게적용하였다. 비용드라이버파라미터는전체적으로국내경량전철사업에서는전산도구를적용하지않았기때문에사업조건에대해서최대한동일한기준으로설정하는등파라미터는국내실정에맞게반영한결과이다. 모든시스템엔지니어링기준에맞게각각의파라미터를분해하고이에맞는값을설정하기에는어려운상황이지만기존의경량전철사업에대한성공과실패사례와더불어외국의사례를통하여국내에서도발생할수있는사례를평가하였다. 위와같은사례를기준으로국내에서발생하는여러가지기존경량전철의문제점들을비교하여유추한결과, 경량전철사업에서시스템엔지니어링노력에들어가는비용은최소 Case 2 이상은유지하여야위험부담이적고성공적인시스템엔지니어링노력을하였다할수있다. 이는사업초기단계에서부터시스템엔지니어링활동을통하여사업의개념설계와기본설계를통하여프로젝트후반부에발생할수있는설계변경으로인한비용증가와설계변경에따른품질문제를최소화할수있는노력이필요함을반증하는증거라할수있겠다. 후기 본연구는지식경제부에서실시한플랜트엔지니어링원천기술개발사업 경량전철시스템및운영고도화를위한시스템엔지니어링적용기술개발 사업의연구비지원에의해수행되었습니다. 참고문헌 [1] KS X ISO/IEC 정보기술 시스템및소프트웨어공학 시스템생명주기프로세스

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Microsoft Word - KSR2012A104.doc 2012 년도한국철도학회추계학술대회논문집 KSR2012A104 경량전철사업의시스템엔지니어링기술검토프로세스연구 A Study on the Technical Review Process of Systems Engineering for LRT Project 한석윤 *, 김주욱 *, 최요철 ** Seok Youn Han *, Joo Uk Kim *, Yo Cheol