[칼럼] MBSE의 모든 것

완벽은 덧붙일 것이 없을 때가 아니라 뺄 것이 없을 때 성취된다. (생텍쥐페리)

 

2016년 필자는 글로벌 벤더사에 근무할 당시 국내 자동차 회사에 유럽의 MBSE 전문가를 모셔와서 MBSE 워크샵을 진행한 적이 있었다. 그때 나온 얘기 중에 Model이라는 개념과 시기상조라는 두가지 큰 이슈의 벽을 만났었다. 그 후 2019년부터 주요 회사들에서 MBSE 가 인이셔티브로 자리잡고 활발히 논의되고 있다. 과거의 경험으로 토요타의 경우 1990년대 말 2D 설계만으로도 충분하다는 시절이 있었다. 그후 몇 년 있지 않아서 3D의 붐이 일었다. MBSE도 앞으로 몇 년이내에 핵심 프로세스로 자리 잡을 것 같다는 생각이 든다. 이유는 마치 전기차에 대항하는 내연기관차와 같은 처지이기 때문이다.

 

본 칼럼은 MBSE에 대한 자료를 수집, 정리하여 스터디 차원에서 정리한 내용이다.

 

MBSE 정의

‘개념 설계 단계부터 개발 및 이후의 라이프사이클 전반에 걸쳐 시스템 요구 사항, 설계, 분석, 검증(V&V) 활동을 지원하기 위해 모델링을 적용하는 것’ 라고 INCOSE에서 정의하였다.

SE(Systems Engineering)과의 차이점은 SE가 document 기준(문서기반 체계공학) 이라면 MBSE는 Model 기준(모델기반 체계공학) 이다.

 

목적 – 왜 필요한가? (Why)

LG전자가 냉난방 시스템 개발 혁신을 위하여 선행개발 성능 목표 및 개발 프로세스를 혁신할 수 있도록 MBSE를 추진한다고 발표하였다. LG전자는 MBSE를 도입함으로써 제품 개발에 필요한 요구사항에 따른 모델링, 추적성 확보, 업무효율 개선 등이 가능할 것으로 기대하고 있다. 이 외에도 시뮬레이션을 통한 다물리 해석, 제어능력 향상을 통한 변경대응 시간의 최소화 등 업무 효율성과 시스템 모델 및 품질을 개선할 수 있을 것으로 전망했다.7) 그리고, scienceon.kisti.re.kr 사이트에서 시스템엔지니어링학술지에 발표된 LIG 연구논문5) 에서 추출한 답변을 보면 기업에서 왜 필요한지 제시하고 있다.

 

MBSE 를 적용한 요구사항개발 프로세스 연구(scienceon.kisti.re.kr)

Document 위주로 SE(System Engineering)로는 한계가 있고, 시스템도 갈수록 복잡성이 늘어남으로 프로젝트의 성공을 위해서는 모델기반 시스템공학(MBSE)가 필요하다는 얘기다.

다음은 MBSE를 공급하는 주요 솔루션사에서 얘기하는 필요성(why)이다.

단위 시스템의 복잡도 증가와 함께 시스템 간의 통합 관련하여 점점 더 많은 이슈가 발생하고 있어, 이를 해결하기 위한 많은 고민과 노력이 필요 해진다.1) 한 시스템 엔지니어는 이렇게 말했다. “이것은 능력의 도약으로 볼 수 있습니다. 가장 주목해야 하는 것은 엔지니어링 해석 모델을 시스템 모델과 연계시킬 수 있다는 것입니다. 바로 그때, 엔지니어가 결정을 내릴 수 있는 때입니다.” 가치는 개념 설계(즉, 제안서 작성) 중에 회사가 설계 프로세스 초기에 실제 엔지니어링 및 비용 분석을 통합하여 요구 사항을 검증하고 시스템 설계를 최적화할 수 있다는 것이다. 이를 통해 프로젝트를 수주할 수 있는 기회와 비용 및 일정 등을 크게 개선할 수 있다. 성능과 비용의 절충을 검토하여 고객의 요구 사항을 충족하고 할 수 있다. 이상적으로는 고객에게 상향 판매(소규모의 비용 증가, 상당한 성능 증가)를 통해 경쟁업체와 차별화할 수 있다.2)

복잡성 문제 해결, 재사용 지원, 제품 라인 관리의 세가지 방식으로 도움을 준다. 3)

시스템 복잡성이 점차 심화되면서 비용과 시간, 품질을 제어할 수 있는 새로운 개발 방식이 필요한 상황이다. 문서 중심의 기존의 테스트 기반 방식은 현재의 다분야 및 분산 시스템 엔지니어링과 더 이상 호환되지 않다. 모델 기반 시스템 엔지니어링 (MBSE)은 모델 중심의 프론트 로딩 엔지니어링 방식으로, 이러한 복잡성을 해소한다. 궁극적으로, 컨셉화에서부터 실제 생산에 이르기까지 보다 효율적인 제품 개발을 가능하게 한다. 4)

 

안하면 뭐가 문제인가

기업의 시스템 개발 프로젝트에서 요구사항과 관련된 항목(명확한 요구사항, 불완전한 요구사항,요구사항의 변경)이 프로젝트의 성공 및 어려움을 겪게 하는 요인 중 많은 부분을 차지하고 있다.  MBSE는 이와 같은 문제점의 해결책으로 떠오르는 미래전략으로 부재시 적절하게 대응하기 어려워 프로젝트의 성공 확률이 낮아질 수 있기 때문이다.

 

 

미래는 “System thinking” 으로

전략은 수긍이 가나 풀어가는 과정이 어렵다는 것은 도전해 볼만한 가치가 있다. 나는 단연코 시도해 봐야 한다고 생각한다. MBSE를 기반으로 제품 개발하였다면 분명히 글로벌 경쟁력에서 월등히 앞설 가능성이 높다. 개인적으로 테슬라가 MBSE의 선구자라 생각한다. 그들은 “System thinking”을 체계적으로 잘 하지 않을까… Risk 감소를 넘어, Risk가 없는 환경을 꿈꾸지 않을까 추측해 본다. 스타트업이나 유니콘으로 가려는 기업은 반드시 해 봐야 한다. 그리고 기존 방식과 섞지 말고 독자적으로 해 봐야 한다. 솔루션사와 제휴해서 꼭 해 보길 바램이 있다. 왜냐하면 DT의 방향의 들어 있다. 자동차의 경우, SDV 기반에서 어느 한 곳이 바뀌면 알아 차릴 수 있어야 한다. 그런 복잡성을 엮어줄 열쇠가 MBSE라고 생각된다. 모델링 언어인 SysML의 수요는 인력시장에서  새롭게 포지셔닝 할 것으로 예상된다.

 

MBSE Study Step1 Map

개인적으로 관심히 많아 MBSE open source 로 만들어진 Modelio를 설치하여 열심히 Study 중이다. 우선 1차적으로 MBSE Study Step1 Map을 아래와 같이 정리해 보았다. 아직은 스터디 단계라서 정리한 내용 중에 오류도 있을 수 있다. 혹시 MBSE에 관심이 있어 참여를 희망하거나, 오류 발견시 피드백을 주면 같이 스터디 모임에 참여하여 공유 기회를 나누면 좋겠다.

 

MBSE Study Step1 Map (by 류용효)

 

[참고자료]

1.다쏘시스템, MBSE(모델 기반 시스템 엔지니어링), blogs.3ds.com/korea/mbse모델-기반-시스템-엔지니어링/

1.알테어, 기업에서 해석 모델과 연계된 MBSE를 원하는 이유, blog.altair.co.kr/55050

3.PTC, MBSE 사용에 따른 세가지 혜택, www.ptc.com/ko/blogs/plm/3-ways-model-based-systems-engineering-mbse-will-help-you

4. 지멘스, 모델 기반 시스템 엔지니어링 솔루션 확장, https://www.plm.automation.siemens.com/global/ko/our-story/newsroom/siemens-press-release/43921.

5. 모델기반 시스템 엔지니어링(MBSE)을 적용한 요구사항개발 프로세스 연구, 시스템엔지니어링학술지 = Journal of the Korea Society of Systems Engineering v.13 no.1 , 2017년, pp.51 - 56 

양환석 (LIG넥스원(주) ) ;  장재덕 ( LIG넥스원(주) ) ;  정호 ( LIG넥스원(주) ) ;  최상욱 ( LIG넥스원(주) ) ;  이혜진 ( LIG넥스원(주) ) ;  이수용 ( LIG넥스원(주))

6. 설계구조행렬(DSM)로 설계 복잡성을 해소하라, 박정규의 제조업책략(策略), 품질경영 2022년 4월호

7. 다쏘시스템, MBSE 통해 LG전자의 냉난방 시스템 개발 혁신, 캐드앤그래픽스, 2022년 5월호