시스템 엔지니어링: 기본 원칙, 개념 원리

 

시스템 엔지니어링은 복잡한 시스템을 개발하기 위해 필수적입니다.

따라서 복잡함을 정리하기 위한 원칙과 개념이 존재하는데요.

이번 포스팅에서는 시스템 엔지니어링에 대한 기본 원칙과 개념 원리에 대해 살펴 보겠습니다.

 

 

 

모든 학문에는 그 학문을 근본적으로 특징짓는 기본 원칙이 있습니다. 학문 지식과 실천은 이러한 원칙에서 명시적이거나 암묵적으로 도출됩니다. 예를 들어, 물리학의 원칙 중 하나는 빛의 속도는 일정하다는 것입니다. 이 원칙은 수없이 검증되었으며, 우주가 작동하는 방식으로 널리 받아들여집니다. 경제학의 대표적인 원칙 중 하나는 “모든 선택에는 기회비용이 있다”는 것입니다. 또 다른 경제 원칙은 “공급의 원칙”으로, 이는 상품의 공급량은 시장 가격이 오르면 증가하고, 가격이 내리면 감소한다는 것을 의미합니다.

 

일반적으로 학문은 단일한 권위 있는 완전한 원칙 세트를 가지지 않습니다. 저자마다 학문의 다른 측면을 강조하고, 각자가 식별하고 설명하는 원칙도 다를 수 있습니다. 학문이 성숙해짐에 따라 새로운 원칙이 등장하고 기존 원칙은 변할 수 있습니다. 예를 들어, 아인슈타인의 상대성 이론은 뉴턴 물리학의 기본 원칙이 절대적으로 참이 아니었음을 밝혔습니다. 그럼에도 불구하고, 뉴턴 물리학의 원칙은 여전히 대부분의 경우 매우 유용합니다.

 

각 학문은 그 학문을 정의하는 기본 원칙이 있으며, 이러한 원칙은 시간이 지나면서 변화하거나 새로운 것이 추가될 수 있습니다. 이는 물리학과 경제학의 예를 통해 알 수 있습니다.

 

시스템 엔지니어링(SE)은 비교적 젊은 학문으로, 지난 30년 동안 SE의 개념 원리가 점진적으로 발전해왔습니다. 이 원리들은 경험 기반 휴리스틱, 사회학, 물리과학, 수학 등 여러 출처에서 발전했습니다. "INCOSE 시스템 엔지니어링 원리 행동 팀(SEPAT)"은 이 기간 동안 문헌에서 확인된 시스템 원리와 시스템 엔지니어링 원리의 다양한 출처를 검토했습니다. 이 글은 SE 원리들에 대한 검토를 바탕으로 SE 개념 원리 집합을 제시합니다.

 

시스템 엔지니어링 원리의 역할

SE 원리는 SE 프로세스를 적용하는 데 필요한 지침을 제공하며, 시스템 엔지니어링의 발전을 위한 기초가 됩니다. SE에는 다양한 종류의 지침들이 있으며, 이를 출처에 따라 다음과 같이 구분할 수 있습니다:

 

• 휴리스틱: 실무 경험에서 도출된 원리.

• 규범: 사회적 합의에 따른 원리.

• 가치: 문화적 관점에서 파생된 원리.

• 모델: 이론적 메커니즘에 기반한 원리.

 

SE 원리는 이들 다양한 출처에서 도출된 원리들의 집합입니다. 시스템 원리와 시스템 엔지니어링 원리는 중요한 방식에서 차이가 있습니다. 시스템 원리는 모든 종류의 시스템의 행동과 속성을 다루며, 시스템의 과학적 기반을 설명합니다. 반면, 시스템 엔지니어링 원리는 시스템의 실현, 사용, 폐기를 다루며, 시스템 원리에서 출발해 특정 컨텍스트에서 실제 시스템 엔지니어링 작업에 초점을 맞춥니다.

 

시스템 엔지니어링 원리의 기준

SE 원리에는 몇 가지 중요한 기준이 있습니다:

 

• 특정 생애 주기 모델이나 단계에 국한되지 않음.

• 시스템 유형을 초월함.

• 특정 시스템 컨텍스트에 국한되지 않음.

• SE에 대한 세계관을 제공함.

• “방법론”에 대한 지침이 아님.

• 문헌에서 지원되거나 커뮤니티에서 널리 수용됨.

• 명확하고 간결하게 표현됨.

 

따라서, 시스템 엔지니어링 원리는 시스템 특성이나 특정 생애 주기 단계에 국한되지 않으며, 시스템 엔지니어링 프로세스를 적용할 때 의사결정을 내리는 데 지침을 제공합니다.

 

문헌에는 다양한 시스템 원리와 SE 원리에 관한 논문들이 있습니다. 이들은 시스템의 과학적 기반을 설명하고, 복잡한 시스템과 "시스템 간의 시스템(SoS)"을 관리하는 방법에 대해 논의합니다. 복잡한 시스템 거버넌스(Keating et al., 2017), 시스템 이론의 7가지 공리(Adams et al., 2014), 시스템 병리학(Katina et al., 2016) 등의 연구가 그 예입니다. 또한, INCOSE는 1993년 8가지 원리와 61개의 하위 원리를 정리하여 SE 프로세스의 성공을 위한 기초를 마련했습니다.

 

시스템 엔지니어링 원리의 주요 내용 (SEPAT, 2022)

SEPAT는 최근 15개의 SE 원리와 3개의 가설을 개발하였으며, 이는 여러 전문가 단체에서 검토되었습니다. 이 원리들은 SE의 실무에서 일관성을 제공하고, 시스템 생애 주기와 복잡한 조직에서 SE의 역할을 명확히 합니다. 이 원리들은 교통, 헬스케어, 통신, 금융 등 다양한 분야에서 적용될 수 있으며, 특정 도메인에 구애받지 않습니다.

 

1. SE는 이해관계자 요구, 해결 공간, 시스템 해결책에 구체적으로 맞춰 적용됨.

2. SE는 시스템 요소, 상호작용, 시스템 환경을 포함하는 전체적 시스템 관점을 가짐.

3. SE는 내부 및 외부 자원, 정치, 경제, 사회, 기술적 요인에 의해 영향을 받고, 영향을 미침.

4. 정책 및 법률을 제대로 이해해야 시스템 구현에 대한 제약을 적절히 설정할 수 있음.

5. 실제 시스템은 시스템의 완벽한 표현이며, 모델은 시스템의 대표일 뿐임.

6. SE는 시스템 상호작용, 민감도, 행동에 대한 점진적이고 심층적인 이해를 목표로 함.

7. SE는 시스템 생애 주기 동안 변화하는 이해관계자 요구를 다룸.

8. SE는 예산, 일정, 기술 요구를 고려하여 이해관계자 요구를 충족함.

9. SE 의사결정은 불확실성 속에서 위험을 고려하여 이루어짐.

10. 의사결정의 질은 시스템 지식과 결정 과정에 참여하는 상호작용 시스템에 달려 있음.

11. SE는 시스템 생애 주기 전체를 포괄함.

12. 복잡한 시스템은 복잡한 조직에 의해 설계됨.

13. SE는 공학 및 과학 학문을 효과적으로 통합함.

14. SE는 조직 내 학문 간 상호작용을 관리함.

15. SE는 중범위 이론에 기반함.

 

시스템 엔지니어링 원리는 시스템 설계, 구현, 유지보수의 전체 생애 주기 동안 지침을 제공하는 중요한 기준입니다. 이 원리들은 다양한 도메인에서 적용될 수 있으며, SE의 발전과 함께 점차 성숙해져 가고 있습니다. SEPAT가 제시한 최신 SE 원리는 SE의 실무에 강력한 방향성을 제공하며, 시스템 특성이나 특정 생애 주기에 구애받지 않는 포괄적이고 유연한 지침으로서 역할을 합니다.