참조: NASA SYSTEMS MODELING HANDBOOK FOR SYSTEMS ENGINEERING, NASA-HDBK-1009A (Approved: 2025-03-12)
NASA는 MBSE를 적용할 때, SysML의 4개 Pillar(Requirements, Behavior, Structure, Parametrics)를 기반으로 시스템 모델을 어떻게 구축해 나가야 하는지 22단계 절차로 설명한다. 메타모델(metamodel) 기반으로 각 요소와 관계를 연결하여 일관된 시스템 모델을 만들고자 한다.
Metamodel
NASA의 기술 프로세스는 다음과 같은 9개 흐름을 가진다:
1. Stakeholder Expectations Definition – 이해관계자 기대 정의
2. Technical Requirements Definition – 시스템 요구사항 정의
3. Logical Decomposition – 논리적 분해
4. Design Solution Definition – 설계 해법 정의
5. Product Implementation – 제품 구현
6. Product Integration – 제품 통합
7. Product Validation – 제품 검증
8. Product Verification – 제품 확인
9. Product Transition – 제품 전환(운용 단계로)
4Pillars와 매핑하면 다음과 같다:
| SysML Pillar | 주요 적용 프로세스 | 설명 및 사용 다이어그램 |
|---|---|---|
| Requirements (요구사항) | 1, 2 | 이해관계자 기대와 시스템 요구사항 정의. Requirement Diagram, Requirement Table |
| Behavior (행위) | 2, 3 | 시스템 기능, 시나리오, 상태 모델링. Use Case Diagram, Activity Diagram, State Machine Diagram |
| Structure (구조) | 3 ~ 6 | 시스템, 서브시스템, 컴포넌트 구조 및 인터페이스 정의. Block Definition Diagram (BDD), Internal Block Diagram (IBD) |
| Parameters (제약조건/성능) | 4 ~ 8 | 성능 지표(MoE, MoP, TPM) 정의 및 분석. Parametric Diagram |
모델 구축 절차 (8. BUILDING THE MODEL)
메타모델에 따라 SysML 다이어그램과 표를 통해 모델을 점진적으로 구축하는 과정을 보여준다.
모델링은 요구사항 → 구조/행위 → 성능/제약조건 → V&V로 구체화된다.
8.1 ~ 8.4 시스템 경계와 이해관계자
- 8.1 Stakeholder Expectations
- 이해관계자(actor)와 기대/요구를 BDD 및 표로 모델링
- 8.2 NGO Requirements Diagram
- Needs → Goals → Objectives 추적 관계를 요구사항 다이어그램으로 표현
- 8.3 System Context BDD
- 시스템 경계(SoI, 사용자, 외부 시스템) 정의
- 8.4 System Context IBD
- SoI와 외부 요소 간 인터페이스와 흐름을 IBD로 구체화
- SoI (System of Interest): 모델링 하려는 시스템
8.5 ~ 8.9 기능적 관점 모델링
- 8.5 Use Case Diagram : 시스템 기능과 액터의 상호작용 표현
- 8.6 Activity Diagram : Use Case 내부 동작을 활동 다이어그램으로 상세화
- 8.7 Structural Decomposition BDD : 시스템을 서브시스템 단위로 분해
- 8.8 Structure Interconnections IBD : 구조 요소 간 인터페이스와 연결 관계 정의
- 8.9 Functional Decomposition BDD : 활동(기능) 분해를 BDD 형태로 재표현
8.10 ~ 8.13 요구사항과 성능 지표
- 8.10 System Requirements Diagram : 시스템 요구사항 분해 및
derive관계 표현 - 8.11 Requirements Table with Traceability : 요구사항·속성·관계를 표로 정리
- 8.12 MOE/MOP Traceability Diagram : 효과성(MOE), 성능(MOP) ↔ 목표/요구사항 추적
- 8.13 Structural BDD with MOP & TPM : 구조 분해와 MOP, TPM(기술 성능 측정치) 연결
8.14 ~ 8.17 Verification 모델링
- 8.14 Verification Requirements Diagram : 검증 요구와 시스템 요구를
verifies관계로 연결 - 8.15 Verification Traceability Diagram : 검증 요구 ↔ 케이스/절차 연결
- 8.16 Requirements Verification Matrix (RVM) : 요구사항 기준으로 검증 매트릭스 작성
- 8.17 Verification Compliance Spreadsheet (VCS) : 검증 요구 기준의 매트릭스/스프레드시트
8.18 ~ 8.22 Validation 모델링
- 8.18 V&V Use Case Diagram : 검증·검증 케이스를 유스케이스로 표현
- 8.19 V&V Configuration BDD : 시험 장비, 인력, 시설 등 V&V 자원 구조화
- 8.20 V&V Activity Diagram : 특정 검증 케이스의 절차를 활동도로 상세화
- 8.21 Validation Requirements Diagram : Validation 요구와 성공 조건(
constraint) 표현 - 8.22 Validation Compliance Spreadsheet (VCS) : Validation 요구 기준의 매트릭스 작성
- 모델 구축은 이해관계자 기대 → 요구사항 정의 → 구조·행위 모델링 → 성능/제약조건 → V&V 흐름을 따른다.
- NASA SE Engine의 9개 프로세스와 SysML 4Pillar를 연결하여 일관된 MBSE 절차를 제공한다.
