MBSE와 디지털 스레드 기반 시스템 개발
MBSE(Model-Based Systems Engineering)는 문서 중심의 시스템 개발 방식을 모델 중심으로 전환하는 시스템 엔지니어링 접근법입니다. 요구사항, 기능, 구조, 인터페이스, 시나리오, 검증 정보를 모델로 표현하고, 개발 전 과정에서 추적성과 일관성을 확보하는 것이 핵심입니다.
복잡한 국방·항공우주 시스템은 여러 사업부와 협력사가 함께 개발합니다. 이 과정에서 요구사항은 계속 변경되고, 설계와 해석, 시험 결과는 서로 영향을 주며, 인증과 검증 산출물도 함께 관리되어야 합니다.
MBSE는 이러한 복잡성을 줄이기 위해 요구사항 → 시스템 모델 → 해석 모델 → 시험 결과 → 인증 산출물을 연결합니다.
모아소프트는 디지털 융합 통합 툴체인을 통해 MBSE를 “모델 기반 시스템 엔지니어링 및 요구사항/모델 관리” 영역으로 정의하고, Ansys STK·SCADE·ModelCenter 등을 활용해 시스템 모델 통합, SysML 기반 모델링, 요구사항 추적성, 인터페이스 모델링, 모델 검증 리포트를 지원하는 구조로 정리하고 있습니다.
MBSE 도입의 필요성
기존의 문서 중심 개발 방식에서는 요구사항 문서, 설계 문서, 시험 문서, 해석 결과가 서로 분리되어 관리되는 경우가 많습니다. 이 경우 요구사항이 변경되면 어떤 설계와 시험에 영향을 주는지 파악하기 어렵습니다.
MBSE는 이 문제를 모델 중심으로 해결합니다.
| 기존 문서 중심 개발 | MBSE 기반 개발 |
| 요구사항·설계·시험 문서가 분리됨 | 요구사항·모델·시험이 연결됨 |
| 변경 영향 분석이 어려움 | 변경 시 영향 범위 추적 가능 |
| 인터페이스 오류가 늦게 발견됨 | 모델 기반 인터페이스 검증 가능 |
| 해석 결과와 요구사항 연결이 약함 | 해석·검증 결과를 모델과 연계 |
| 인증 산출물 작성 부담이 큼 | 추적성 기반 산출물 생성 가능 |
MBSE의 핵심은 모델을 예쁘게 그리는 것이 아니라, 개발 과정의 정보를 연결해 재작업을 줄이고 검증 가능성을 높이는 것입니다.
MBSE의 핵심 구성 요소
1. 요구사항 모델
시스템이 만족해야 할 기능, 성능, 안전성, 운용 조건을 구조화합니다.
2. 기능 모델
시스템이 어떤 기능을 수행해야 하는지 정의합니다.
3. 구조 모델
하위 시스템, 부품, 소프트웨어, 하드웨어 구성요소 간 관계를 표현합니다.
4. 인터페이스 모델
시스템 간 데이터, 전원, 통신, 기계적 연결 관계를 정의합니다.
5. 시나리오 모델
운용 시나리오, 임무 시나리오, 예외 상황, 고장 상황을 모델로 표현합니다.
6. 검증 모델
요구사항별 시험 방법, 해석 조건, 검증 결과를 연결합니다.
모아소프트의 MBSE 디지털 엔지니어링
모아소프트는 MBSE를 단독 모델링 도구가 아니라 Digital Thread의 출발점으로 봅니다.
요구사항과 시스템 모델이 해석, 시뮬레이션, 시험, 인증, 운용 데이터로 연결되어야 디지털 엔지니어링이 완성됩니다.
Ansys STK·SCADE·ModelCenter 시뮬레이션 결과를 요구사항과 연결해 임무 요구사항-설계-해석-시험-인증까지 하나의 Digital Thread로 관리하며, 또한 STK 임무 시나리오, SCADE 모델, ModelCenter 워크플로우, 시험결과를 요구사항과 양방향 추적하는 구조를 제시합니다.
MBSE 주요 솔루션
| 솔루션 | 역할 |
| ModelCenter | 시스템 모델 통합, 다분야 해석 워크플로우 연계, 설계 탐색·최적화 |
| Ansys STK | 임무 시나리오, 센서·통신·궤도 분석 |
| SCADE | 모델 기반 SW 설계 및 검증 |
| SDAS+AI | 산출물·형상·품질·V&V 추적 관리 |
모아소프트 툴체인에서는 MBSE 대표 산출물로 시스템 모델(SysML), 요구사항 추적 매트릭스, 인터페이스 명세서, 모델 검증 리포트를 제시하고 있습니다.
MBSE와 Digital Twin의 관계
MBSE와 Digital Twin은 서로 분리된 기술이 아닙니다. MBSE가 시스템 개발 초기의 요구사항과 구조를 모델로 정리한다면, Digital Twin은 실제 운용 데이터를 연결해 시스템의 현재와 미래 상태를 분석합니다.
즉, MBSE는 Digital Twin의 기반이 됩니다.
| 단계 | 핵심 기술 | 설명 |
| 개발 초기 | MBSE | 요구사항, 구조, 기능, 인터페이스 모델링 |
| 설계·검증 | Simulation / M&S | 구조·유동·전자기·임무 시뮬레이션 |
| 시험·인증 | V&V | 요구사항 기반 검증 및 인증 산출물 |
| 운용 단계 | Digital Twin | 운용 데이터 기반 상태 예측·최적화 |
MBSE 없이 Digital Twin을 구축하면 실제 시스템과 모델 사이의 연결성이 약해질 수 있습니다. 반대로 MBSE가 운용 데이터로 확장되지 않으면 개발 단계의 모델에 머무를 수 있습니다.
MBSE 도입 프로세스
1단계. 요구사항 구조화
고객 요구사항, 운용 요구사항, 인증 요구사항을 정리하고 모델과 연결합니다.
2단계. 시스템 아키텍처 모델링
시스템 구성요소, 기능, 인터페이스, 데이터 흐름을 모델링합니다.
3단계. 해석·시뮬레이션 연계
ModelCenter, STK, SCADE, 구조·유동·전자기 해석과 연결합니다.
4단계. 검증 계획 수립
요구사항별 시험, 해석, 검증 방법을 정의합니다.
5단계. 추적성 관리
요구사항 변경 시 설계, 해석 조건, 시험 케이스, 인증 산출물에 미치는 영향을 추적합니다.
모아소프트의 MBSE 지원 영역
모아소프트는 MBSE를 단순 모델링 도구 도입이 아니라 요구사항-모델-해석-검증-인증을 연결하는 플랫폼 구축으로 접근합니다.
지원 영역
- MBSE 도입 컨설팅
- 요구사항 구조화
- SysML 기반 시스템 모델링
- ModelCenter 기반 해석 워크플로우 연계
- STK 기반 임무 시나리오 연동
- SCADE 기반 SW 모델 연계
- 시험 결과와 요구사항 추적성 확보
- 인증 산출물 연계
결론: MBSE 기반 시스템 개발과 검증
MBSE는 문서 작성 방식의 변화가 아니라, 복잡한 시스템 개발을 모델 중심으로 연결하는 개발 체계입니다. 요구사항과 시스템 모델, 해석, 시험, 인증이 연결될 때 개발 리스크를 줄이고 재작업을 줄일 수 있습니다.
모아소프트는 ModelCenter, STK, SCADE, SDAS+AI를 연결해 국방·항공우주 시스템의 MBSE 기반 디지털 엔지니어링 플랫폼 구축을 지원합니다.
FAQ
Q. MBSE란 무엇인가요?
A. Model-Based Systems Engineering의 약자로, 요구사항·기능·구조·인터페이스·검증 정보를 모델 중심으로 관리하는 시스템 엔지니어링 방법입니다.
Q. MBSE와 SysML은 같은 말인가요?
A. 같지 않습니다. MBSE는 방법론이고, SysML은 시스템을 모델링하기 위한 대표적인 모델링 언어입니다.
Q. MBSE는 왜 필요한가요?
A. 요구사항 변경, 인터페이스 오류, 해석·시험 누락, 인증 산출물 불일치를 줄이기 위해 필요합니다.
Q. MBSE와 Digital Twin은 어떤 관계가 있나요?
A. MBSE는 시스템 구조와 요구사항을 모델화하는 기반이고, Digital Twin은 실제 운용 데이터를 연결해 상태 예측과 운영 최적화로 확장하는 기술입니다.
Q. 모아소프트는 MBSE에서 어떤 역할을 하나요?
A. 모아소프트는 MBSE 도입 컨설팅, 시스템 모델링, 요구사항 추적성, 해석 워크플로우 연계, 검증·인증 산출물 관리를 지원합니다.
문의 및 기술 협력
- 대표 문의: 02-420-3203
- 홈페이지: 기술 문의하기
