Objective-driven systems modeling

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혜경 삼
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1 LVC 체계란? 1 of 27 실제환경과최대한유사하게구축된모의 / 가상환경 L: 실기동훈련장 / 사격장 L: C4ISR 등실체계 연동체계 (2 개이상연동 ) 실제작전운용 실제작전과최대한근접한효과 C: 워게임 V: 가상시뮬레이터타군쳬게 ( 공군 ACMI, 타군 C4I 등 ) 가상적모의운용 LVC 목표 : 모의합성환경 실제작전환경

2 LVC 체계진화과정 2 of : STOW(Synthetic Theater of War) 체계 여단 / 대대전투모델 + 반자동모의부대 + SIMNET 연동 99 - : STE(Synthetic Training Environment) 체계 모의모델과 C4I 체계연동으로대대 / 여단 / 사단급훈련 02 - : L-V-C (Live-Virtual-Constructive) 체계 한개의공통기반구조 (HLA 혹은 TENA) 로 L-V-C 구성 10 - : L-V-C IA (Integrated Architecture) 체계 HLA 와 TENA 의통합구조로 L-V-C 구성

3 LVC 체계의기술적특징 I : 분산 System of Systems 3 of 27 L 체계 L: 실기동훈련장 / 사격장 L: C4ISR 등실체계 연동체계 (2 개이상연동 ) C: 워게임 V: 가상시뮬레이터체계체계타군쳬게 ( 공군 ACMI, C4I 등 ) C 체계 V 체계

4 LVC 체계의기술적특징 II: 연동체계들의연동 4 of 27 연동구조 I L 체계 L: 실기동훈련장 / 사격장 L: C4ISR 등실체계 연동구조 II C 체계 연동체계 (2 개이상연동 ) C: 워게임 V: 가상시뮬레이터체계체계타군쳬게 ( 공군 ACMI, C4I 등 ) 연동구조 III V 체계

5 LVC 체계활용 : 훈련, 분석, 획득, 전투실험 5 of 27 작전환경과동일한환경에서교육 / 훈련 교육 / 훈련 ( 가상훈련 = 실전 ) L: 실기동훈련장 / 사격장 L: C4ISR 등실체계 LVC 체계 작전환경과동일한환경에서전력분석 전력분석 ( 가상전력 = 실제전력 ) 연동체계 (2 개이상연동 ) 체계획득 ( 가상운용 = 실제운용 ) 작전환경과동일한환경에서체계설계검증및시험평가 C: 워게임 V: 가상시뮬레이터 타군쳬게 ( 공군 ACMI, C4I 등 ) 전투실험 ( 가상실험 = 실제실험 ) 작전환경과동일한환경에서미래전투발전요소제안및검증

6 훈련용 LVC 체계 : 미래훈련환경의인프라 6 of 27 현재훈련환경 제한적작전환경 미래훈련환경 작전환경 L V L V C 실체계 훈련환경혁신 왜바꾸어야하는가? 단독운용체계군 무엇을개선해야하는가? C 실체계 연동운용체계 어떻게하면되는가?!! 왜, 무엇을 이식별되지않으면 어떻게 할것인지를결정할수없다!!

7 단독훈련 연동훈련 : 왜, 무엇을식별예 7 of 27 실기동 (L) 시뮬레이터 (V)? 연동목적을설정한후데이터정의 왜 : C 모델검증 / 신뢰도향상 무엇을 : 실시간전장상황데이터제공 왜 : C 파라미터신뢰도향상 무엇을 : 실시간 Platform 파리미터제공 왜 : 실기동훈련의실전성향상 무엇을 : 실기동상급 / 인접부대모의 왜 : V 의실전적전술훈련능력배양 무엇을 : 다양한전장상황제공 워게임 (C)

8 육군 LVC 체계의논리적구조 8 of 27 자료 DB ( 무기체계등 ) 그래픽전시장치 분석도구 공군 ACMI 데이터연동체계 ( 예 : DDS) Live 군 Virtual 군 Constructive 군 조종시뮬레이터포술포술시뮬레이터포술시뮬레이터시뮬레이터 창조21 화랑21 전근지전투21 외부체계연동 해군실기동 타군 C4I 시뮬레이터연동체계 ( 예 : HLA) 지원알고리즘 ( 물리, 공학등 ) 기타필요체계 전장환경 C4I 실체계

H L A / R T I X ext S M ta Real int Y LVC

화랑21 포술전근지시뮬레이터포술시뮬레이터시뮬레이터 전투21 시뮬레이터연동체계 ( 예

기타필요체계 전장환경 C4I 실체계 개발 / 분석지원 / 관리도구 공유자원

0 데스크탑 공학분석도구 계획문서 도구사용메뉴얼, M&S 전문서적 호스트컴퓨터

프로그램관리도구 시스템 / 환경 DB DPD DoDJTA VV&A 국방부 /

9 H L A / R T I X ext S M ta Real int Y LVC 체계구축환경 = 자원 + 도구 + 기반구조 9 of 27 자료 DB ( 무기체계등 ) 그래픽전시장치 분석도구 공군 ACMI 데이터연동체계 ( 예 : DDS) Live 군 Virtual 군 Constructive 군 조종 시뮬레이터창조21 포술 화랑21 포술전근지시뮬레이터포술시뮬레이터시뮬레이터 전투21 시뮬레이터연동체계 ( 예 : HLA) 지원알고리즘 ( 물리, 공학등 ) 외부체계연동 해군실기동 타군 C4I 기타필요체계 전장환경 C4I 실체계 개발 / 분석지원 / 관리도구 공유자원 체계구성인프라 DEVSimHLA V3.0 데스크탑 공학분석도구 계획문서 도구사용메뉴얼, M&S 전문서적 호스트컴퓨터 네트워크 / 연동프로토콜 모델개발도구 워크플로우관리도구 시뮬레이션도구 프로그램관리도구 시스템 / 환경 DB DPD DoDJTA VV&A 국방부 / 각군표준 구성시뮬레이터 가상시뮬레이터 실기동 연동어댑터 모델 / 인터페이스자원 보안암호기 / 방화벽 RTI( 쳬계연동 ) DDS( 데이터연동 ) 웹 운영체제 개발프레임워크

10 신속한체계구축을위한재사용기술추이 10 of 27 미래 연동체계재사용 Gateway 기반 시뮬레이터 1 C 연동체계 시뮬레이터 N 시뮬레이터연동구조 ( 예 : HLA) 설비 / 장비 / 사격장 1 L 연동체계 설비 / 장비 / 사격장 N 실체계 / 장비연동구조 ( 예 :TENA) 재 사 용 현재 ~ 미래 - 시뮬레이터들의재사용 Plug-in 수준 시뮬레이터 1 시뮬레이터연동구조 시뮬레이터 N 동일 / 이기종연동구조를사용한연동체계들의연동을위한인터페이스표준화 (LVC-IA 등 ) 기 술 현재 모델재사용 모델 1 시뮬레이터 모델 N 연동구조표준화 (DIS, HLA, TENA 등 ) 추 Plug-in 수준 시뮬레이션엔진 이 과거 한번만들면타용도로변경불가능한모델 (Brute Force 기법 ) 모델 1 모델 N 모델 2 시뮬레이션엔진표준화 (DEVSim++ 등 )

11 LVC 체계구축을위한요구공학이론적접근 :W2H 정책운용기술 Why? What? How? 확인 / 검증확인 / 검증 ( 왜하는냐?) ( 무엇을할것인가?) ( 어떻게할것인가?) LVC 체계구축목적식별 ( 사업목적 ) 사업설명회 RFP 단계 LVC 체계목적에부합되는훈련시나리오와체계에포함될 L, V, C 식별및교환될정보 / 시간정의 우선자기술협상단계 11 of 27 LVC 체계구현에적용할기술적접근 ( 연동구조등 ) 및체계구현방안 이론적업무분장 군정책부서 군사업단 참여업체 ( 들 ) 사업진행시 3 팀간의 유기적업무협조가 사업성패를좌우함 최종사용자!! 쳬계구축사업의성공여부는적용기술의난이도가아니라사용자만족도에의해서판정된다.!!

12 HLA 기반 LVC 체계 : 목적지향적체계구성예 12 of 27 페드레이트자원 Fed i { L, V, C } FEDEP 절차 연동구현 FOM 1 Fed1 Fed3 Fed9 FOM 1 ACT 페드레이션 ( 훈련 1) Fed 1 Fed2 Fed3 연동목적 분석 12 FEDEP 절차 연동구현 FOM 2 Fed1 Fed2 Fed7 AMA 페드레이션 ( 분석 12) FOM 2 FedN LVC 체계구축한경 FEDEP 절차 연동구현 FOM 3 FOM 은연동목적에따라달라짐 Fed1 Fed3 Fed8 FOM 3 AWFE 페드레이션 ( 전투실험 5) 동일페드레이트의 SOM 도달라짐

13 연동체계구축절차 : 정책 / 운용 / 기술의공조 13 of 27 실제작전환경 LVC 체계구축목적설정 LVC 체계운용개념정립 왜 목적지향적운용개념정립 L: 실기동훈련장 / 사격장 L: C4ISR 등실체계 LVC 체계 LVC 체계설계 LVC 체계목적조정 / 재설정 무엇을 C: 워게임 연동체계 (2 개이상연동 ) V: 가상시뮬레이터 기술적 / 예산적 구현가능? 아니오 정책 어떻게 V 1 타군쳬게 ( 공군 ACMI, C4I 등 ) L 설계및구현 C 1 L-L 연동 2 V-V 연동 3 C-C 연동 4 L-V 연동 5 L-C 연동 6 V-C 연동 7 L-V-C 연동 아니오 예 LVC 체계구현 구축목적달성? ( 시험평가 ) 예 사업종료 운용기술정 + 운정 + 운 + 기

14 훈련용 LVC 체계 : L, V, C 입장에따라달라질수있음 C V L V L C 14 of 27 L C V L 기반훈련용 LVC 체계 C 기반훈련용 LVC 체계 V 기반훈련용 LVC 체계 3 가지의 LVC 체계를동일하게할것인가? 예 아니오 정책측면, 운용측면, 현재 / 미래기술측면, 비용측면에서의장. 단점분석 예 혹은 아니오 에대한추진전략및계획수립

15 연동운용의타당성분석을위한 W2H 식별표 15 of 27 현재운용 연동운용 L 추가 V 추가 C 추가실체계추가타군체계추가 L 기반훈련 왜필요한가? 무엇을개선하나? 왜필요한가? 무엇을개선하나? 왜필요한가? 무엇을개선하나? 왜필요한가? 무엇을개선하나? 왜필요한가? 무엇을개선하나? V 기반훈련 왜필요한가? 무엇을개선하나? 왜필요한가? 무엇을개선하나? 왜필요한가? 무엇을개선하나? 왜필요한가? 무엇을개선하나? 왜필요한가? 무엇을개선하나? C 기반훈련 왜필요한가? 왜필요한가? 무엇을개선하나? 무엇을개선하나? 왜필요한가? 무엇을개선하나? 왜필요한가? 무엇을개선하나? 왜필요한가? 무엇을개선하나? 총 15 가지각경우에대하여왜 ( 정책 ) 무엇을 ( 운용 ) 어떻게 ( 기술 ) 분석필수

16 L 기반훈련의 C- 실체계 - 타체계연동프로세스예 16 of 27 C( 전투 21) C( 전투 21) 실체계 (C4I) C( 전투 21) 실체계 (C4I) L(KCTC) L(KCTC) L(KCTC) L(KCTC) 현재훈련시나리오 무엇을 1 현재훈련 왜1? 시나리오 왜2? 개선된훈련시나리오 + 공유정보 / 교환시간 무엇을 2 현재훈련시나리오 개선된훈련시나리오 + 공유정보 / 교환시간 왜 3? 무엇을 3 타군체계 ( 공군 ACMI) 개선된훈련시나리오 + 공유정보 / 교환시간 어떻게 예 : 단일표준연동구조 HLA - 비계층적

17 L 기반훈련의 C 연동확장시 W2(L C) 테이블 17 of 27 [ W2(L C) 테이블형식 ] * 모든연동확장에대하여별도로작성 * 무엇을 (What)? ( 연동범위 ) 현재훈련시나리오 새로운훈련시나리오 연동객체의종류, 교환주기및방향 개선방안 1 시나리오 1: 시나리오 2: 시나리오 1 : 시나리오 2 : O1 / T1 / 공유 I2 / T2 / C L 왜 (Why)? ( 연동목적 ) 개선방안 2 시나리오 11: 시나리오 11 시나리오 24: 시나리오24 O11 / T11 / 공유 O24 / T24 / 공유 개선방안 3 시나리오 N: 시나리오 N I N / T N / C L I k / T k / L C 1. 시나리오작성은훈련준비단계에서부터종료시까지의절차를사건중심으로작성 2. 연동객체는공유데이터 ( 오브젝트 : O) 및명령어 (Interaction: I) 가포함되며꼭필요한최소정보만추출함. 3. 연동객체교환주기 Ti 는구현시실시간성보장의중요한요구사항이될수있다 [ 주의 ] LC 연동인경우라도 L 기반연동의 W2(L C) 와 C 기반연동의 W2(C L) 은다를수있음

LVC 연동체계어떻게?: 설계및구현예 18 of 27 설계 : 어떤조합으로연동할것인가? 1 L 4 5 2 7 3 V C 6 1 L-L 연동 2 V-V 연동 3 C-C 연동 4 L-V 연동 5 L-C 연동 6 V-C 연동 7 L-V-C연동 구현 : 연동구조?

18 LVC 연동체계어떻게?: 설계및구현예 18 of 27 설계 : 어떤조합으로연동할것인가? 1 L V C 6 1 L-L 연동 2 V-V 연동 3 C-C 연동 4 L-V 연동 5 L-C 연동 6 V-C 연동 7 L-V-C연동 구현 : 연동구조? 단일연동체계기반구현 복수연동체계기반구현 KCTC + 워게임제병협동보전협동 L L C C C C V V L L TENA LROM C C V V HLA FOM 단일연동체계 ( 예 : HLA) 단일객체모델 (FOM) 통합연동체계 ( 예 : LVC-IA) 통합객체모델 (JCOM or BOM)

19 국제표준연동구조및객체모델 19 of 27 DIS 응용체계 응용체계 응용체계 (L, V, C) PDU DIS M/W PDU DIS M/W 네트워크 PDU I/F HLA 응용체계 응용체계 연동아키텍처 FOM HLA M/W FOM 네트워크 HLA M/W FOM OM TENA 응용체계 응용체계 연동체계 LROM TENA M/W LROM TENA M/W 네트워크 LROM DIS(Distributed Interactive Simulation) PDU(Protocol Data Unit) HLA(High Level Architecture) FOM(Federation Object Model) TENA(Test and Training Enabling Architecture) LROM(Logical Range Objet Model) CTIA(Common Training Instrumentation Architecture) DOM(Domain Object Model) CTIA DOM 응용체계 응용체계 CTIA M/W DOM CTIA M/W 네트워크!!! 연동 M/W 가달라지면 OM 과 I/F 가달라진다.!!! DOM

20 LVC 체계구축을위한연동체계구성방안 20 of 27 사용된연동구조 단일연동구조 (HLA, DIS, TENA 중 1 개로통일 ) 복수연동구조 (HLA, DIS, TENA 임의사용 ) 연동체계구성 비계층구조 계층구조 단일연동체계 L 1 L 2 H( 혹은 T) L 3 V1 V 2 C1 C 2 H ( 혹은 T) H ( 혹은 T) L 1 L 2 V 1 H ( 혹은 T) L 3 V 2 C 3 다중연동체계 H ( 혹은 T) L 1 L 2 V 1 H ( 혹은 T) L 3 V 2 C 3 H ( 혹은 T) V 3 C1 C 2 H ( 혹은 T) V 3 C1 C 2 H ( 혹은 T) L 1 L 2 V 1 T( 혹은 H) L 3 V 2 C 3 T ( 혹은 H) H ( 혹은 T) L 1 L 2 V 1 T ( 혹은 H) D( 혹은 H) V 3 C1 C 2 D ( 혹은 H) V 3 C1 C 2 L 3 V 2 C 3!! 정책 / 운용적측면의결정사항 : 위의 5 가지구조중택 1 재사용성 vs 구성의용이성

21 LVC-IA (Integrated Architecture) 구조 LVC-IA 구조의목표 서로다른연동구조를사용한연동체계들사이의연동 예 : TENA 로연동된 L 체계와 HLA로연동된 C 체계의연동 LVC-IA 구조의목적 운용 / 훈련준비태세를한차원높이는것 합동훈련의가능성을끌어올리는것 지휘관훈련의시간 / 예산절감 LVC-IA 구조의구현의기술적접근 재사용을통한자원, 시간, 인력, 경비의효율적관리 필요한비용과노력의중복성제거 미래요구사항의진화적수용 하향식연동 서로다른연동체계가사용하는객체모델들의변환을통한연동 JCOM(Joint Composable Object Model), BOM(Base Object Model) 등사용 상향식연동 연동체계사이에 Gateway 를사용하여연동 ( 예 : HLA TENA Gateway) 21 of 27

22 미육군 LVC-IA 기반훈련체계 22 of 27 합동군체계 ( 지휘통제체계 ) JIIM JLVC-TE ( TENA ) 네트워크기반통제능력 (NECC) Live HITS 범례 : C4ISR Sim/Stim Joint LVC Linkage LVC Linkage 미래전투체계 LT2-FTS (CTIA) OneTESS Soldier CATT LVC-IA Virtual SE Core (LVC Integration) CCTT 육군전투지휘및 ISR 체계 CBS Constructive JLCCTC (HLA) WARSIM * 출처 : James W. Shufelt, Jr.(2006), A Vision for Future Virtual Training, in Proc of Virtual Media for Military Applications, RTO-MP-HFM-136, Keynote 2.

23 미육군 LVC-IA 에참여한부체계 (Systems) 들 LIVE LT2-FTS (Live Training Transformation Family of Training Systems) HITS (Homestation Instrumentation System) VIRTUAL SE Core (Synthetic Environment Core) Soldier CATT (Soldier Combined Arms Tactical Trainer) 23 of 27 CONSTRUCTIVE JLCCTC (Joint Land Component Constructive Training Capability) CBS (Corps Battle Simulation) OIS (Objective Instrumentation System) CTIA (Common Training Instrumentation Architecture) IMTS (Integrated MOUT Training System) OneTESS (One Tactical Engagement Simulation System) NGATS (Next Generation Air Transportation System) DMPRC (Digital Multi-Purpose Range Complex) CCTT (Close Combat Tactical Trainer) AVCATT (Aviation Combined Arms Tactical Trainer) Other Virtual Systems DBST (Digital Battlestaff Sustainment Trainer) WARSIM (Warfighters Simulation) OneSAF (One Semi-Automated Forces) JCATS (Joint Conflict and Tactical Simulation) NWARS (National Wargaming Simulation) LogFED (Logistics Federation) TACSIM (Tactical Simulation) CBCSE (Common Battle Command Simulation Equipment)

24 LVC 연동체계관련한. 미현실태비교 24 of 27 연동표준구조 한국 HLA 기반연동체계구성 미국 HLA, DIS, TENA, CTIA 등을사용하여연동체계구성 연동체계구성 연동체계구성방법 연동기술수준 C-C 연동체계구성위주및 L-C 의제한적구성 한개의연동구조 (HLA) 를사용한시스템연동체계 ( 비계층적구조 ) ( 예 : HLA 기반연동체계 ) HLA/RTI 적용수준 L-V-C 연동체계구성 시스템연동체계들을연동한연동체계의연동 ( 계층적구조 ) ( 예 : HLA 기반연동체계 + TENA 기반연동체계 + CTIA 기반연동체계 ) HLA, TENA, DIS, CTIA 적용 LVC-IA (2011 목표 ) 개발중 최종연동기술목표 LVC-IA 우리군에서필요한기술인가? 정책적준비는?

25 체계공학적 LVC 체계구축 : 기능 vs 예산 25 of 27 구축대상교육 / 훈련환경 운용개념? 책정된예산? 기술적결정 체계공학적실험설계 정책적결정 기능요구사항 성능요구사항 LVC 기능분석 여러개의방법대안들 LVC 구성방법 LVC 체계구성이현재 / 미래기술로구현가능한가? LVC 체게구성이현재 / 미래예산으로가능한가? 기술적가능성 여러개의기술대안들 비용분석 기술요구사항 예산요구사항 각실험대안에대한성능분석 가능 LVC 조합군탐색 각기술대안에대한소요예산분석 실험대안성능과소요예산의조합군 성능 / 가격최적화 LVC 체계결정 성능 / 예산절충요구사항 검증요구사항 LVC 체계구축사업실시

26 훈련용 LVC 체계구축을위한준비사항 26 of 27 LVC 체계구축을위한운용요구사항 W2H 테이블 모두체계구축은 W2H 식별이필수적으로선행되어야함 운용요구사항은최종사용자중심으로이루어져야함 L 기반훈련, C 기반훈련, V 기반훈련에따라달라질수있음 LVC 체계구축방안 정책적결정 방안 I: L, V, C 측의각각의요구사항을수용하는체계들의구축 ( 후통합 ) 방안 II: L, V, C 측의요구사항을모두수용하는한개의체계구축 2 방안의비교 : 예산, 적용기술발전추이, 사용 / 접근의편의성, 전력화시점등 구축절차 : 기술시범 ( 제한적예산 / 요구사항으로구현가능성검증 ) 체계개발인프라 ( 방안 I, II 무관하게재사용 ) 체계구축 LVC 체계구축에필요한연동구조결정 정책 / 운용 / 기술의공조 국제표준연동구조및체계구현구조의다양성 단일연동구조 vs 다중연동구조 / 계층적 vs 비계층적 연동구조결정 L, V, C 각체계개발시연동순응성요구사항이달라짐 연동구조결정에따른기술적준비 HLA, TENA, CTIA 들의개별및통합 (LVC-IA) 연동기술검증필요

가상모델 ( 운용교리 ) 체계 : 실제체계 ( 로봇 ) AL 시뮬레이션예 로보트 + 특수부대특수전시뮬레이션 UAV +

KCTC, 타군 C4I 등 ) LVC 체계 LVC-AL-G 연동체계 V: 가상시뮬레이터 컴퓨터게임 R.U.S.E.

적병력이쉽게후퇴하게함 모조건물 - 미끼건물을만듦 기만공격 - 기만부대를생성시켜서특정지역으로진격 스파이-

27 미래훈련환경 ( LVC++?) : LVC + AL + 컴퓨터게임 27 of 27 L: 실기동 / 훈련장 L: C4ISR 등실체계 AL 시뮬레이션 운용자 : 가상모델 ( 운용교리 ) 체계 : 실제체계 ( 로봇 ) AL 시뮬레이션예 로보트 + 특수부대특수전시뮬레이션 UAV + 전투기특수전시뮬레이션 AL: 기존시뮬레이션방법 (L,V,C) 에포함되지않음 AL 시뮬레이션 C: 워게임 타군쳬게 ( 육군 KCTC, 타군 C4I 등 ) LVC 체계 LVC-AL-G 연동체계 V: 가상시뮬레이터 컴퓨터게임 R.U.S.E. 전쟁게임내의묘사된책략 전격전 : 선택한구역내아군부대이동속도를 2배증가 광신 : 아군이후퇴하지않고죽을때까지싸움 공포 - 적병력이쉽게후퇴하게함 모조건물 - 미끼건물을만듦 기만공격 - 기만부대를생성시켜서특정지역으로진격 스파이- 적의확인되지않거나숨겨진부대들을보여줌 암호해독 - 구역안의모든적의움직임을보여줌 무선침묵 - 구역안의모든아군을적에게서숨김 위장막 - 구역내의모든아군건물을숨김 역정보 소부대를대부대로대부대를소부대로묘사 책략 : 기존워게임모델에는묘사되지않고있음 LVC++ 체계 책략기반전쟁게임 시뮬레이터게임 전투게임 현실감비용안전성절충형

한국방위산업학회제 17 권제 2 호 2010 년 12 월 한국군워게임체계의발전방안에관한연구 김시정 1 최봉완 2 내용목차 1. 서론 2. 국방과워게임체계 3. 한국군의워게임체계 4. 결론 1 해군제7기동전단소령 2 한남대학교국방전략대학원교수 논문접수일 : 2010 년

한국방위산업학회제 17 권제 2 호 2010 년 12 월 한국군워게임체계의발전방안에관한연구 김시정 1 최봉완 2 내용목차 1. 서론 2. 국방과워게임체계 3. 한국군의워게임체계 4. 결론 1 해군제7기동전단소령 2 한남대학교국방전략대학원교수 논문접수일 : 2010 년 10 월 28 일게재확정일 : 2010 년 12 월 22 일 논문수정일 (1 차 : 2010