한국 IT 아키텍처공모 실행아키텍처기반 전장임무능력평가 2015. 5. 29 한국국방연구원 국방획득연구센터정보화연구실 김의순 0
실행아키텍처적용시스템 / 솔루션에대한기본정보 대상업종 미국국방부의전장아키텍처 1990 년대초반부터실행아키텍처적용 한국군의전장아키텍처 향후실행아키텍처적용필요 금액 / 인력규모 전장임무당연간 15~20 억 /5~7 명 초기국외공동개발소요금액 : 5 억 / 년 개발 / 적용기간 전장임무당개발기간 : 3~5 년 전장임무당적용기간 : 영구 1
실행아키텍처의주요효과 비지니스적성과 아키텍처기반투자대안분석 아키텍처기반포트폴리오분석 아키텍처품질속성관련장점 아키텍처산출물 (OV/SV) 의일관성 / 완전성보장 아키텍처자체문제발견 : 구현과정의누락사항탐지 체계소요의능력기반평가 설계의타당성 : 성능과관련운용활동평가 능력달성여부판단 OV: Operational View, SV: Systems View 2
실행아키텍처구성 실행아키텍처개념 실행아키텍처의역할 실행아키텍처구현방법 로드맵 구축목표, 구축개념, 구축단계, 구축방법, 추진체계, 아키텍처관리 / 활용 수행방안 구축계획예시 3
실행아키텍처개념 [Zeigler] 의 M&S 프레임워크적용 Model: Source System 모델링 Simulator: 시뮬레이션프로그램 용어 / 분석모델의개념정립 ma = M R (ia) xa = xm xs 아키텍처 (A) xm = D R (ma), xs = S R (xm) 정적개념 통합아키텍처 (ia) Modeling Relation (M R ) 중간아키텍처 (ma) 출처 : [Zeigler] 실행모델 (xm) 동적개념 실행아키텍처 (xa) Simulation Relation (S R ) 실행모델시뮬레이션 (xs) Source System Model Simulator 동적변환 (D R ) D R : Dynamic Relation, ia: Integrated Architecture, ma: intermediate Architecture xm: executable Model, xs: executable Simulation 4
실행아키텍처의역할 아키텍처기반능력평가 운용활동의성과제시 체계와체계기능이운용활동에미치는영향판단 운용활동 =JCA능력 /JTL과제 임무수행능력 (C) C=f( 운용활동의성과 ) 비용산정 체계 / 인원 /TTP 영향반영 출처 : [Hartt] C: Capability, JCA: Joint Capability Area, JTL: Joint Task List TTP: Tactics, Techniques and Procedures 5
실행아키텍처구현방법 (1/3) M R, D R,S R 의연속적용 방법 1 CPN/DES BPM 연동 방법 2 SysML/UML MATLAB/DEVS MATLAB/DEVS 방법 3(D R 미적용 ) CPN/SysML 시뮬레이션 SW 실행아키텍처 (xa) 통합아키텍처 (ia) M R CPN DES SysML/UML 중간아키텍처 (ma) D R BPM MATLAB DEVS 실행모델 (xm) S R 연동 (federation) 시뮬레이션 SW MATLAB/Simulink DEVS 실행모델시뮬레이션 (xs) BPM: Business Process Model, CPN: Colored Petri-Net, DES: Discrete Event Simulation DEVS: Discrete Event System Specification, SysML: Systems Modeling Language UML: Unified Modeling Language 6
구현방법비교 방법 1 실행아키텍처구현방법 (2/3) 전투, 통신, 군수등기능을모델외부에구현 기능에대한상세한모의 기능모델에대한전문성필요, 연동에장기간소요 방법 2 & 3 전투, 통신, 군수등기능을모델내부에구현 방법 1 에비해상대적으로구현용이 변환기법구분구현형태 M R D R S R 방법 1 CPN BPM HLA 연동모델 방법 2 UML/SysML MATLAB/DEVS MATLAB/DEVS 방법 3 CPN/SysML - 시뮬레이션 SW 비연동모델 7
실행아키텍처구현방법 (3/3) 분석대상 분석목적에부합하는 MOP/MOE 요소정의 시간, 자원, 신뢰도의 3개영역에대해가능 시간 : 운용활동 / 정보전송소요시간, 병목에의한시간지연 자원 : 자원이용도, 추가자원의한계효용등 신뢰도 : 작전의연속성, 복구성등 아키텍처산출물이외추가데이터필요 요소별산출결과에대한통계적 / 수학적분석수행 What-if 분석을통하여다양한결과도출 MOE: Measure of Effectiveness, MOP: Measure of Performance 8
로드맵 (1/8) 구축목표 현행 / 미래아키텍처구현 재사용 / 재구성가능 상세정도의탄력적적용가능 모든임무에적용가능 아키텍처관리 / 활용 저장소 (repository) 구축 9
로드맵 (2/8) 구축개념 아키텍처기반 M&S 수행 새로운체계 ( 플랫폼 ) 는기존체계와통합, SoS로운용 아키텍처기반체계공학적용 SoS로운용되는전체맥락에서성능 / 효과평가 ROC 검증 / 식별, 운용개념재정립, CBA 수행 10
로드맵 (3/8) 구축단계 1 단계 상위수준의아키텍처구현 재사용이가능한수준의산출물선정 AV-1( 상위수준 ), OV-1, OV-4, OV-5, SV-1 상위수준의 MOP/MOE 설정과실행모델 (BPMN) 구현 합동임무흐름 (JMT) 작성 아키텍처기반, 운용활동과체계의합동임무수행과정 BPMN: Business Process Model and Notation 11
로드맵 (4/8) 구축단계 2 단계 특정한이슈를해결하는데필요한수준의아키텍처구현 해당이슈에관련된수준의산출물선정 AV-1( 특정수준 ), OV-2, OV-3, OV-4, OV-5, OV-6, SV-1, SV-3, SV-5, SV-6, SV-10 관련 MOP/MOE 설정과실행모델구현 고유한 JMT 작성 군고유 TTP 또는운용개념 (CONOPs) 적용 특정책임지역 (AOR) 설정 각노드에대한특정자원 ( 인력 / 체계 ), 메시지순서 / 내용, 시간 / 분포, 결심과정, 체계속성, 체계기능, IER 등설정 12
로드맵 (5/8) 구축방법 UML2/DEVS 적용 재사용, 재구성, 연동성용이 자동변환기법사용가능 아키텍처산출물을 UML2로모델화 UML2 DEVS 자동변환기법개발가능 (KAIST) 훈련모델과분석모델에적용 (KAIST) 해군 ( 청해 ), 공군 ( 창공 ), 해병대 ( 천자봉 ) 미군훈련모델과연동, 연합훈련에사용 장보고 -III 전투체계효과도분석, 해양전투실험 13
로드맵 (6/8) 추진체계 추진계획 구축단계와구축형태를고려하여추진계획수립 단기, 중 단기, 중 장기로구분하여추진 연동모델구축 특정이슈에적합한워게임모델선정 통신모델은 OPNET 선정 구분 구축단계 1 단계 : 재사용가능 2 단계 : 특정이슈해결 구축형태 1 단계 : 비연동단기중 단기 2 단계 : 연동 - 중장기 14
로드맵 (7/8) 추진체계 합참 (KIDA) 주관, 국내대학 / 연구소수행 필요시, 외국연구소와협력하여수행 국방부 / 합참차원의지원필요 대상임무선정 중기계획대상체계와연관된합동임무대상 개발방식판단 시범체계개발여부결정 15
로드맵 (8/8) 아키텍처관리 / 활용 저장소구축 아키텍처산출물, 실행모델, 분석결과저장 필요시, 재사용가능 연동모델구축시, 활용 실행모델 아키텍처산출물 저장 / 활용 활용 분석결과 출처 : Charles Chivis, DoD Architectures Supporting Joint Mission Threads, USJFCOM, Apr. 2010 16
수행방안 (1/3) 구축절차 절차 1: 새로운체계가수행할임무 / 운용시나리오설정 아군전력위치와수 ( 량 ), 대응개념 운용활동소요시간, 정보교환소요시간 ( 통계적분포 ) 조사 적전력운용시나리오설정 절차 2: 설정된수행임무에대한현행아키텍처선정 현행아키텍처가운용시나리오를반영할수있는지검토 필요시, 현행아키텍처수정 절차 3: 통합아키텍처 (ia) 의개념에부합하는지확인 필요시, 현행아키텍처수정 17
수행방안 (2/3) 실행아키텍처구축절차 절차 4: 현행아키텍처의실행모델 / 시뮬레이션구현 분석결과로요구되는 MOP와 MOE 설정 구현과정에서필요시, 현행아키텍처수정 절차 5: 새로운체계의유형판단 유형 A: 1개체계를추가로획득하는경우 유형 B: 기존 SoS의 1개체계를성능개량으로대체하는경우 유형 C: 기존 SoS의일부 / 모든체계의성능을개량하는경우 18
수행방안 (3/3) 실행아키텍처구축절차 절차 6: 해당유형에대한미래아키텍처선정 비가용시, 현행아키텍처를기반으로 OV/SV 산출물수정 절차 7: 미래아키텍처의실행모델 / 시뮬레이션구현 설정한 MOP/MOE 산정가능하도록구현 현행아키텍처의실행모델 / 시뮬레이션재사용 19
구축계획예시 대상임무 : 대화력전 구축계획 ( 안 ) 구분 X X+1 X+2 X+3~ 1 단계구축 ( 비연동모델 ) 대화력전운용시나리오 /JMT 작성 현행 AV-1, OV-1, OV-4, OV-5, SV-1 검토 / 수정 현행 ia 구현 현행 ma/ xa 구현 유형선정 미래 AV-1, OV-1, OV-4, OV-5, SV-1 검토 / 수정 미래 ia 구현 미래 ma/ xa 구현 2 단계구축 비연동모델 특정이슈설정 / JMT 작성 현행 A 검토 / 수정 현행 ia 구현 미래 A 검토 / 수정 현행 ma/ xa 구현 미래 ia 구현 미래 ma/ xa 구현 연동모델 연동모델선정 연동모델구현 20