임무공간개념모델(CMMS, Conceptual Model of the Mission Spaces)은 실 군사 세계의 임무 수행과 관련한 전투요소 객체와 행위, 객체간의 상호 작용을 개념적 차원에서 나타낸 지식(임무영역) 참조모델로, 국방 M&S 시스템의 개발 및 상호 운용성, 재사용성을 제고시키는데 있어 기본이 되는 모델이다. CMMS의 완전성은 이에 기반을 둔 모든 M&S 체계의 품질을 보장함에 있어 중요한 요소인데, 이의 완성도를 높이기 위한 검증, 확인 및 인정(VV&A, Verification, Validation and Accreditation)과정은 매우 중요하다. 본 연구에서는 현재 국내에서 연구 진행 중인 한국형 CMMS에 대하여 소개하고 CMMS의 개발 및 관리시스템의 신뢰성을 보장할 수 있는 CMMS VV&A 적용 방법을 제안하고자 한다.
임무공간개념모델(CMMS, Conceptual Model of the Mission Spaces)은 실 군사 세계의 임무 수행과 관련한 전투요소 객체와 행위, 객체간의 상호 작용을 개념적 차원에서 나타낸 지식(임무영역) 참조모델로, 국방 M&S 시스템의 개발 및 상호 운용성, 재사용성을 제고시키는데 있어 기본이 되는 모델이다. CMMS의 완전성은 이에 기반을 둔 모든 M&S 체계의 품질을 보장함에 있어 중요한 요소인데, 이의 완성도를 높이기 위한 검증, 확인 및 인정(VV&A, Verification, Validation and Accreditation)과정은 매우 중요하다. 본 연구에서는 현재 국내에서 연구 진행 중인 한국형 CMMS에 대하여 소개하고 CMMS의 개발 및 관리시스템의 신뢰성을 보장할 수 있는 CMMS VV&A 적용 방법을 제안하고자 한다.
Conceptual Model of the Mission Spaces(CMMS) is a first abstraction model of the military real world and serves as a knowledge(mission spaces) reference models for development, interoperability and reusability of defense modeling and simulation(M&S) systems, by capturing basic information about enti...
Conceptual Model of the Mission Spaces(CMMS) is a first abstraction model of the military real world and serves as a knowledge(mission spaces) reference models for development, interoperability and reusability of defense modeling and simulation(M&S) systems, by capturing basic information about entities involved in any mission and their key actions and interactions. Therefore, the completeness of CMMS is the key to success for the quality of M&S systems based on it. To improve quality and credibility of CMMS, the Verification, Validation and Accreditation(VV&A) processes of CMMS is very important. This paper briefly describes the K-CMMS(Korean Conceptual Model of Mission Space) and the VV&A process.
Conceptual Model of the Mission Spaces(CMMS) is a first abstraction model of the military real world and serves as a knowledge(mission spaces) reference models for development, interoperability and reusability of defense modeling and simulation(M&S) systems, by capturing basic information about entities involved in any mission and their key actions and interactions. Therefore, the completeness of CMMS is the key to success for the quality of M&S systems based on it. To improve quality and credibility of CMMS, the Verification, Validation and Accreditation(VV&A) processes of CMMS is very important. This paper briefly describes the K-CMMS(Korean Conceptual Model of Mission Space) and the VV&A process.
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문제 정의
인정결정 옵션은 M&S VV&A에 대한 연구가 진행되어 왔으나 M&S VV&A에 적용되는 인정 결정 옵션은 M&S 모델에 대한 인정결정을 위한 옵션으로 분류되어 연구가 진행되어왔다. 따라서 본 논문에서는 K-CMMS의 특징에 맞는 인정결정 옵션을 제안한다. K-CMMS 인정결정 옵션은 완전 인정, 부분 인정, 추가 정보 필요, 인정 불가 등 총 4가지로 구성되어있으며 KCMMS를 구성하는 임무공간개념(지식)의 완성도와 신뢰성, K-CMMS를 통해 활용 가능성에 중점을 두고 분류하였다.
따라서 본 연구에서는 CMMS의 기본 개념 및 국내에서 연구 중인 한국형 CMMS 개발 및 관리시스템에 대하여 소개하고, 이 시스템의 신뢰성 보장을 위한 CMMS VV&A 적용 방안을 제시하고자 한다.
모델링 지식 V&V의 목적은 표현 지식에 대한 모델링 결과가 K-CMMS 레파지토리(Repository)에 저장되어 사용될 수 있도록 올바른 형태와 내용을 포함하면서 모델링 되었는지를 확인하고 검증하는 것이다.
제안 방법
(2003)이 OAV(Object Attribute Value)-KB(Knowledge Base)의 구조를 가지는 시스템에 OAV-VVT(Validation Verification Tool) Expert 시스템을 적용하여 표현의 일관성에 중점을 두고 V&V 프레임워크를 개발하여 개념모델에 적용하는 방법을 제안하였다.
따라서 본 논문에서는 K-CMMS의 특징에 맞는 인정결정 옵션을 제안한다. K-CMMS 인정결정 옵션은 완전 인정, 부분 인정, 추가 정보 필요, 인정 불가 등 총 4가지로 구성되어있으며 KCMMS를 구성하는 임무공간개념(지식)의 완성도와 신뢰성, K-CMMS를 통해 활용 가능성에 중점을 두고 분류하였다. 표 4는 K-CMMS VV&A의 인정결정 옵션에 대한 내용이다.
미국의 CMMS는 전 세계적인 규모 및 전장기능을 포함하고 있으나 K-CMMS는 한반도 전장 환경에 적합한 규모와 전장기능을 적용한다. 둘째, 미 CMMS의 개발 및 관리절차는 지식획득(KA)와 지식공학(KE)의 2단계로 적용하고 있지만 K-CMMS의 경우에는 지식획득(KA)의 절차는 동일하게 적용하되 지식공학 부분을 지식표현(KR), 지식모델링(KM)으로 세분화하여 표준화된 표현을 가능하게 할 수 있는 구체화된 절차로 적용하였다. 셋째, 미 CMMS는 구체적인 세부 자료를 공개하지 않기 때문에 한국군에 적용하기에는 제한이 있다.
셋째, 미 CMMS는 구체적인 세부 자료를 공개하지 않기 때문에 한국군에 적용하기에는 제한이 있다. 따라서 한국군에 적용할 수 있는 방법을 적용하여 실제 사용이 가능한 방법으로 정립하였다.
본 연구에서는 K-CM MS VV&A방법에 대하여 종합적인 상황 및 절차를 고려하여 획득지식 V&V, 표현지식 V&V, 모델링지식 V&V 그리고 인정결정의 4단계로 제시하였다.
의미상의 검증은 각 연결 간에 있어 구조상 문제는 발생하지 않지만, 일반적 상식에 어긋나는 오류를 검색하는 과정이다. 선언적인(Declarative) 지식과 절차상(Procedural) 지식의 의미적인 오류를 검증하기 위하여 의미적인 구성요소에서의 상호 연결된 절차상과 선언적 의미에서의 내용에 대한 검증을 실시한다. 수행된 결과는 모델링 지식 검증 및 확인 결과보고서의 형태로 유지되며 V&V 결과와 추후 방향 등에 대하여 구체적으로 기록된다.
선택된 알고리즘에 대하여 세부적인 확인 및 검증을 실시하면서 핵심 검토 기준은 구조상 검증, 의미상 검증으로 실시하고 구조상의 검증에 관한 내용은 크게 2가지 형태에서 발생 가능한 오류내용에 대한 검증을 실시한다. 첫 번째, 문장(Context)과 문장(Context)사이에서 내용을 검증하고 두 번째, 문장(Context)과 행동자(Function)의 연결에 있어 발생할 수 있는 일반적인 논리 오류를 검색하여 구조상의 내용에 대하여 검증한다.
확인 및 검증 과정을 통해 오류 및 수정사항에 대한 결과가 도출되고 도출된 결과를 토대로 결과를 분류하며 표현지식 확인 및 검증 결과를 바탕으로 각각의 검토 기준별 오류평가를 V&V 결과보고서에 작성한다. 요구사항 시나리오와 표현지식에 대한 비교 평가 결과를 오류가 발생한 위치와 내용, 오류사항의 수정 내용을 작성하여 이상 유무를 판단한다. 표현지식 V&V 결과보고서가 작성되면 최종 인정 결정에 필요한 근거자료로 제시된다.
이러한 모델링 지식의 확인 및 검증 과정은 다음과 같이 이루어진다. 우선 구조상 검증 및 의미상의 검증에 있어 발생할 수 있는 오류의 목록을 구성하고 각 목록마다 이를 검색할 수 있는 알고리즘을 개발한다. 마지막으로 이를 모델링 지식에 대해 수행함으로써 모델링 지식에 검증 과정이 완료되며 이에 대한 결과를 종합한 V&V 결과 보고서가 산출된다.
선택된 알고리즘에 대하여 세부적인 확인 및 검증을 실시하면서 핵심 검토 기준은 구조상 검증, 의미상 검증으로 실시하고 구조상의 검증에 관한 내용은 크게 2가지 형태에서 발생 가능한 오류내용에 대한 검증을 실시한다. 첫 번째, 문장(Context)과 문장(Context)사이에서 내용을 검증하고 두 번째, 문장(Context)과 행동자(Function)의 연결에 있어 발생할 수 있는 일반적인 논리 오류를 검색하여 구조상의 내용에 대하여 검증한다. 의미상의 검증은 각 연결 간에 있어 구조상 문제는 발생하지 않지만, 일반적 상식에 어긋나는 오류를 검색하는 과정이다.
획득된 지식에 대한 평가는 획득 지식에서 도입하고 있는 배경이론이 올바른지 즉, 실제 군사지식과 일치하고 의도된 용도와 목적에 부합하는지를 평가하는 것이며, 지식획득의 방법 평가는 지식엔지니어 중심 지식획득, 전문가 중심 지식획득, 기계중심 지식 획득의 절차와 방법이 올바르게 되었는지를 평가하는 것이다. 획득된 지식의 분류에 대한 평가는 각각의 지식이 대상으로 하고 있는 객체를 파악하고 파악된 객체가 현 분류체계에 적합한지를 평가한다. 획득지식 V&V 절차는 검토기준 설정, 알고리듬 생성, 획득지식 V&V, 획득지식 V&V 결과보고서 작성의 순서로 진행된다.
이론/모형
지식모델링(KM)단계는 획득되고 표현된 지식에 대하여 시스템을 구현하기 위해 언어형태로 구현하는 것을 말한다. 따라서 개발자에게 지식을 인식할 수 있도록 표준화된 형태의 방법이 필요하며 K-CMMS에서 지식모델링의 방법은 가장 범용적으로 많이 사용하면서 객체지향에 따른 표준으로서 사용되는 UML(Unified Modeling Language)을 이용한다. UML방법은 지식 습득 및 전달이 용이하고 다양한 개발공정에서 사용할 수 있으며 적용 영역의 청사진을 확인할 수 있기 때문에 시간과 자원을 평가하고 계획하는데 유용한 방법으로 평가 받고 있으며 적용 영역을 문서화하고 참여 인원의 의사소통을 원활하게 하는 특징을 가지고 있다.
지식표현(KR)단계는 획득한 지식에 대해 구조를 분석하고 체계화하여 인간과 기계가 불러 읽을 수 있는 것을 정의하는 단계이며, 표현 방법의 적합성, 추론의 적합성, 추론의 효율성과 지식 획득 관리의 효용성이라는 특징을 가진다. 지식 표현의 방법으로는 의미망 기법에서의 온톨로지(Ontologies)를 활용하고 스웨덴 국방과학연구소에서 적용하는 방법인 5W;s(Who, What, When, Where, Why)와 SPO(Subject, Predicate, Object)를 발전시킨 5W;s-PO(Who, What-Predicate, What-Object, Where, When, Why)를 사용한다. K-CMMS에서 사용하는 5W; s-PO방법은 발생가능한 모든 상황을 표현하고 필요한 내용을 확인, 검색하여 지식을 재사용하기 위한 방법으로 단어 중심의 표현방법을 사용한다.
성능/효과
국방M&S의 중요성이 부각되고 활용도가 증대됨에 따라 상호운용성과 재사용성의 문제를 해결하기 위해 CMMS는 국방 M&S 선진국의 적용사례를 통하여 필요성을 확인 할 수 있다. CMMS의 올바른 적용을 위하여 확인, 검증, 인정하는 절차는 시간과 비용 측면에서 낭비를 최소로 할 수 있는 효과적인 방법이 될 수 있다. 본 연구에서는 K-CM MS VV&A방법에 대하여 종합적인 상황 및 절차를 고려하여 획득지식 V&V, 표현지식 V&V, 모델링지식 V&V 그리고 인정결정의 4단계로 제시하였다.
K-CMMS와 미국의 CMMS의 차이는 다음과 같다. 첫째, K-CMMS는 한국군의 작전운용 개념 및 규모, 전쟁수행방식 등을 표현하고 있다. 미국의 CMMS는 전 세계적인 규모 및 전장기능을 포함하고 있으나 K-CMMS는 한반도 전장 환경에 적합한 규모와 전장기능을 적용한다.
후속연구
이러한 모델 간 상호운용성과 재사용성의 문제점을 해결하기위한 방안으로 미국과 스웨덴 등 국방 M&S 선진국에서는 임무공간개념모델(CMMS: Conceptual Model of the Mission Spaces)방법을 적용하여 노력하고 있으나 국내에서는 CMMS 개발 방법 및 적용에 대한 연구가 부족한 실정이다. 또한, 상호운용성과 재사용성에 관한 문제점을 극복하려는 측면에서 한국군에 적용할 수 있는 한국형 CMMS (K-CMMS) 방법을 개발하고 적용하기 위해서는 개발 및 진행 과정에서 객관적으로 신뢰성을 보장받을 수 있는 방법에 대한 연구가 동반되어야 한다. 하지만 이러한 개발과정 및 진행과정에 대한 객관성과 신뢰성을 분석하는 전통적인 방법은 CMMS 적용방법에 대하여 새롭게 적용되는 임무공간개념을 적절하게 평가하기에 제한적이므로 CMMS의 임무공간개념 구성요소에 대한 특성을 반영한 확인, 검증, 인정을 통한 신뢰성 확보 방법이 필요하다.
본 연구에서 제시한 K-CMMS VV&A 방법은 한국군의 상황을 반영하여 적용할 수 있으며 상호운용성과 재사용성을 증대 시킬 수 있는 K-CMMS 방법에 대하여 위험요소를 식별하고 문제점을 해결하여 신뢰성을 보장하면서 개발과정에서의 비용과 시간에 대한 문제점을 개선할 수 있는 방법이 될 것으로 기대한다.
둘째, 미 CMMS의 개발 및 관리절차는 지식획득(KA)와 지식공학(KE)의 2단계로 적용하고 있지만 K-CMMS의 경우에는 지식획득(KA)의 절차는 동일하게 적용하되 지식공학 부분을 지식표현(KR), 지식모델링(KM)으로 세분화하여 표준화된 표현을 가능하게 할 수 있는 구체화된 절차로 적용하였다. 셋째, 미 CMMS는 구체적인 세부 자료를 공개하지 않기 때문에 한국군에 적용하기에는 제한이 있다. 따라서 한국군에 적용할 수 있는 방법을 적용하여 실제 사용이 가능한 방법으로 정립하였다.
이러한 측면에서 임무공간개념이라는 군사지식의 특수성이 반영되고 초기 적용단계부터 CMMS 방법이 올바르게 적용되고 있는가를 확인, 검증하여 최종 단계까지 인정할 수 있는 종합적인 CMMS 개발 및 관리시스템의 VV&A 절차를 개발하는 연구가 필요하다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
국방 분야에서 국방 M&S를 적용하는 것의 장점에는 어떤 것들이 있는가?
국방 M&S를 적용하는 것은 국방 분야에서 소요결정의 합리화, 획득업무의 신속화, 부대 운용의 선진화, 교육 훈련의 과학화를 추구함에 따라 비용절감, 자원절약, 소요 시간 단축 차원에서 과학적 기법에 기초한 경제적, 합리적, 체계적인 효과를 얻을 수 있는 장점이 있다. 국방 M&S 분야는 교육훈련분야, 전력분석분야, 국방획득분야등 다양한 분야에 대하여 개발 및 적용되고 있으나 각 군 또는 사용 기관별로 개발절차 및 방법에 대한 표준화가 구축되어 있지 않은 상태에서 모델을 개발함으로써 모델의 개발, 운용, 개선에 많은 노력과 시간, 비용이 소요되고 있다.
VV&A 방법의 검증, 확인, 인정은 각각 어떤 과정인가?
VV&A 방법은 미 국방성 모의 분석국(DMSO)에서 M&S 개발에 따른 신뢰성(Credibility) 보장을 위해 채택한 방법으로 2007년 방위 사업청에 의해 검증, 확인, 인정 이란 용어로 정리되었다. 검증(Verification)은 모델의 구현과 관련 데이터가 개발자의 개념적 설명과 요구사항을 정확히 반영되었는지를 결정하는 과정이고 확인(Validation)은 개발된 모델이 현실세계(Real World)를 정확하게 반영하였는지를 결정하는 과정이며 인정(Accreditation)은 의도된 사용자의 관점에서 모델의 적합성에 관한 공식적인 결정을 의미한다. 이러한 활동을 통하여 VV&A가 적용된 산출물을 신뢰할 수 있다.
임무공간개념모델이란?
임무공간개념모델(CMMS, Conceptual Model of the Mission Spaces)은 실 군사 세계의 임무 수행과 관련한 전투요소 객체와 행위, 객체간의 상호 작용을 개념적 차원에서 나타낸 지식(임무영역) 참조모델로, 국방 M&S 시스템의 개발 및 상호 운용성, 재사용성을 제고시키는데 있어 기본이 되는 모델이다. CMMS의 완전성은 이에 기반을 둔 모든 M&S 체계의 품질을 보장함에 있어 중요한 요소인데, 이의 완성도를 높이기 위한 검증, 확인 및 인정(VV&A, Verification, Validation and Accreditation)과정은 매우 중요하다.
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