군수지원시스템을 위한 에이전트 기반의 객체 지향 시뮬레이션 모델 아키텍처 설계 방법론 A Methodology for Creating a Simulation Model for a Agent Based and Object-oriented Logistics Support System원문보기
본 논문의 목적은 복잡한 군수지원시스템의 모델링과 시뮬레이션을 위한 방법론을 제안하는 것이다. 제안하는 군수지원시스템 시뮬레이션 모델을 구성하는 요소들은 세 가지가 있다 : Logistics force agent(static model), Military supplies transport manager(function model), Military supplies state manager(dynamic model). Logistics force agent는 main function agent와function agent로 구성된다. Function agent가 다른 Logistics force agent에도 적용할 수 있도록 설계되었으며, 이는 에이전트의 높은 조합성과 재사용성을 가진다. Military supplies transport manager는 보급로에 대한 정보를 가지며 military supplies state manager로부터 받은 결정변수를 기반으로 보급로를 결정하고 군수품을 수송하는 역할을 하는 에이전트이다. Military supplies state manager는 군수품 보급을 요청받고 보급량, 우선순위 따위의 결정 변수를 military supplies transport manager에게 알려주는 역할을 한다. 본 논문에서는 군수 시뮬레이션 모델의 설계를 위해 Discrete Event Systems Specification(DEVS) formalism을 이용하였다.
본 논문의 목적은 복잡한 군수지원시스템의 모델링과 시뮬레이션을 위한 방법론을 제안하는 것이다. 제안하는 군수지원시스템 시뮬레이션 모델을 구성하는 요소들은 세 가지가 있다 : Logistics force agent(static model), Military supplies transport manager(function model), Military supplies state manager(dynamic model). Logistics force agent는 main function agent와function agent로 구성된다. Function agent가 다른 Logistics force agent에도 적용할 수 있도록 설계되었으며, 이는 에이전트의 높은 조합성과 재사용성을 가진다. Military supplies transport manager는 보급로에 대한 정보를 가지며 military supplies state manager로부터 받은 결정변수를 기반으로 보급로를 결정하고 군수품을 수송하는 역할을 하는 에이전트이다. Military supplies state manager는 군수품 보급을 요청받고 보급량, 우선순위 따위의 결정 변수를 military supplies transport manager에게 알려주는 역할을 한다. 본 논문에서는 군수 시뮬레이션 모델의 설계를 위해 Discrete Event Systems Specification(DEVS) formalism을 이용하였다.
Proposed in the paper is an agent based and object-oriented methodology to create a virtual logistics support system model. The proposed virtual logistics support system model consists of three types of objects: the logistics force agent model(static model), the military supplies transport manager m...
Proposed in the paper is an agent based and object-oriented methodology to create a virtual logistics support system model. The proposed virtual logistics support system model consists of three types of objects: the logistics force agent model(static model), the military supplies transport manager model(function model), the military supplies state manager model(dynamic model). A logistic force agent model consists of two agent: main function agent and function agent. To improve the reusability and composability of a logistics force agent model, the function agent is designed to adapt to different logistics force agent configuration. A military supplies transport manager is agent that get information about supply route, make decisions based on decision variables, which are maintained by the military supplies state manager, and transport military supplies. A military supplies state manager is requested military supplies from logistics force agent, provide decision variables such as the capacity, order of priority. For the implementation of the proposed virtual logistics force agent model, this paper employs Discrete Event Systems Specification(DEVS) formalism.
Proposed in the paper is an agent based and object-oriented methodology to create a virtual logistics support system model. The proposed virtual logistics support system model consists of three types of objects: the logistics force agent model(static model), the military supplies transport manager model(function model), the military supplies state manager model(dynamic model). A logistic force agent model consists of two agent: main function agent and function agent. To improve the reusability and composability of a logistics force agent model, the function agent is designed to adapt to different logistics force agent configuration. A military supplies transport manager is agent that get information about supply route, make decisions based on decision variables, which are maintained by the military supplies state manager, and transport military supplies. A military supplies state manager is requested military supplies from logistics force agent, provide decision variables such as the capacity, order of priority. For the implementation of the proposed virtual logistics force agent model, this paper employs Discrete Event Systems Specification(DEVS) formalism.
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문제 정의
FA는 정비, 제고관리 등의 단일 기능을 가지며 시뮬레이션이 진행되면서 적절한 시기에 스스로 기능을 수행한다. 그리고 수행한 업무 결과를 MFA에게 보고한다. 그림 4는 위의 내용을 나타내는 상태 전이도(state transition diagram)이다.
이러한 연구들은 모두 특정 시나리오를 두고 분석을 하거나 군수분야의 한정된 분야에 치중되었다. 본 논문에서는 이러한 실험들을 가상환경에서 할 수 있도록 기반이 되는 아키텍쳐를 설계하여 불필요한 노력을 줄이고자 하는 것에 목적을 둔다.
본 논문의 목적은 복잡한 군수 시뮬레이션 모델을 설계하기 위한 방법론을 제시하는 것이다. Three phase modeling framework는 복잡한 시스템 설계를 위해 유용한 object-oriented modeling을 기반으로 한다.
또한 에이전트개념을 도입하여 사용자의 개입이 없는 모델을 구축하여 객관적이면서 불확실한 상황에서의 다양한 상황을 도출할 수 있도록 모델링 하였다. 본 논문의 목적은 복잡한 군수지원시스템의 모델링과 시뮬레이션을 위한 방법론을 제안하는 것이다. 제안된 군수지원시스템 모델의 설계를 위해 Zeigler의 DEVS formalism[10]을 이용하였다.
여러 기관들은 현실성 있고 신뢰성 있는 결과를 얻기 위해 에이전트 기반 M&S 기법에 대한 연구를 진행해왔다.
제안 방법
"본 논문에서는 OOM paradigm개념을 기반으로 하는 three phase modeling framework과 자율 지능형 객체의 개념을 가진 에이전트 개념을 이용하여 군수 시뮬레이션 모델 설계를 위한 방법론을 제안하였다."
"본 논문에서는 제안된 군수 시뮬레이션 모델의 유용성을 증명하기 위해 Zeigler의 DEVS를 이용하여 설계하였고, java를 기반으로 하는 Anylogic을 이용하여 구현하였다."
OOM 개념 외에도 국방 M&S는 객체의 자율성에 많은 연구를 하고 있다. 1960년대 이후로 가상 병력이 가상 장비를 사용하여 모의하는 워게임 모의(Constructive simulation)를 시작으로 보다 다양하고 사실적인 전투상황을 재현하기 위해 실 병력이 가상 장비를 사용하여 모의하는 가상 모의(Virtual simulation)을 발전시켰다. 최근에는 실기동 모의(Live simulation), 가상 모의(Virtual simulation), 워게임 모의(Constructive simulation)를 통합한 LVC(Live-Virtual-Constructive) 통합모의 기법에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다[1].
object model로부터 군수부대 에이전트(LFA, Logistics force agent)를 도출하였다. Function model로부터 군수품 수송 관리자(MSTM, military supplies transport manager)를 도출하였다. 그리고 dynamic model로부터 군수품 현황 관리자(MSSM, Military supplies state manager)를 도출하였다.
CNA(Center for Naval Analyses)는 ISSAC(Irreducible Semi-Autonous Adaptive Combat)을 개발하여 소규모 규칙을 포함하고 있는 모델을 만들었다.[3] 또한 대규모 행위를 모의하기 위해 사용자가 쉽게 복잡한 전투행위를 실험할 수 있도록 인공생명개념이 도입된 EINSTein을 개발하였다.[3] Worcester Polytechnic Institute는 개인병사의 훈련을 위해 CGF(Computer generated Force)를 사용한 튜터링 프로그램을 개발하였다[4].
그림 1은 three phase modeling framework를 이용해서 군수지원시스템을 위한 시뮬레이션 요소들을 도출한 결과이다. object model로부터 군수부대 에이전트(LFA, Logistics force agent)를 도출하였다. Function model로부터 군수품 수송 관리자(MSTM, military supplies transport manager)를 도출하였다.
. 그래서 본 논문에서는 OOM paradigm을 적용하여 시뮬레이션 모델을 설계하고 구현하였다. 또한 에이전트개념을 도입하여 사용자의 개입이 없는 모델을 구축하여 객관적이면서 불확실한 상황에서의 다양한 상황을 도출할 수 있도록 모델링 하였다.
Function model로부터 군수품 수송 관리자(MSTM, military supplies transport manager)를 도출하였다. 그리고 dynamic model로부터 군수품 현황 관리자(MSSM, Military supplies state manager)를 도출하였다.
그래서 본 논문에서는 OOM paradigm을 적용하여 시뮬레이션 모델을 설계하고 구현하였다. 또한 에이전트개념을 도입하여 사용자의 개입이 없는 모델을 구축하여 객관적이면서 불확실한 상황에서의 다양한 상황을 도출할 수 있도록 모델링 하였다. 본 논문의 목적은 복잡한 군수지원시스템의 모델링과 시뮬레이션을 위한 방법론을 제안하는 것이다.
이는 기존의 FMS 관련 연구에서 이미 검증된 바가 있다. 여기에 에이전트 개념을 도입하여 더욱 복잡하고 다양한 상황을 묘사하고 사용자의 개입이 없는 객관적인 모델을 설계하기 위한 아키텍처를 제안하였고 세 가지의 하위 모델로 구성된다 : static model, logistics model, manager model.
최근에는 실기동 모의(Live simulation), 가상 모의(Virtual simulation), 워게임 모의(Constructive simulation)를 통합한 LVC(Live-Virtual-Constructive) 통합모의 기법에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다[1]. 이러한 노력은 전투 상황을 좀 더 사실적으로 모의하기 위한 것이고, 이를 위해 군은 컴퓨터상에서 자율성을 가지는 인간행위를 모델링하기 위해 에이전트 기술을 도입하였다. 국방 M&S에 도입된 에이전트는 자동화된 병력을 모의함으로써 다양한 상황을 표현해 낼 수 있고, 사용자의 개입이 없기 때문에 객관적이고 신뢰성있는 결과를 도출해 낼 수 있다[16].
전투실험분야 외에, 군수분야에서도 여러 연구가 진행되었다. 이원호는 아레나 프로그램을 이용해 미래 군수지원시스템 구현을 위한 전투발전 소요 도출을 목적으로 보급지원체계 실험을 실시하였다[7]. 주현준은 정비성 시뮬레이션을 유도무기체계 개발에 적용하여 군수지원 개발에 적용한 효과를 기술하였다[8].
본 논문에서 구현한 군수 시뮬레이션 모델은 객체 지향 패러다임을 기반으로 하는 three phase modeling framework를 기반으로 하는 모델이다. 제안된 구조는 군수 시스템에서 가장 기본이 되는 기능들을 기본 모델로 정하였고, 이를 기반으로 구조를 설계 하였다. 따라서 새로운 기능들을 가질 때 마다 필요로 하는 기능의 모델을 생성하여 연결하면 된다.
이론/모형
Anylogic의 구현은 Anylogic 6 User’s Guide를 참고하였다.
OOM(Object-oriented modeling)은 실제 시스템의 구성개체들의 행동을 모델링하는 방법론이다. OOM은 복잡한 시스템을 모델링 하는데 효과적이기 때문에, 많은 연구들이 복잡한 시스템을 모델링하고 모의하기 위해 OOM 개념을 이용하였다. 마호명은 군수지원성 분석을 위한 지식기반 객체지향 시뮬레이션 모델을 개발하고 이를 이용하여 초기군수지원성 분석 예를 보였다[13].
DEVS 모델은 연결하여 커다란 시스템을 만들고, 또 그 시스템이 더 큰 시스템의 부품으로 사용될 수 있도록 하는 기능을 제공하기 때문에 확장성이 좋다. 그리고 이 군수지원시스템 모델의 구현을 위해 에이전트 기반 시뮬레이션 모델 구현 기능을 제공하는 Xj-technologies 사의 Anylogic을 이용하였다. 본 논문의 구성은 다음과 같다.
Three phase modeling framework는 복잡한 시스템 설계를 위해 유용한 object-oriented modeling을 기반으로 한다. 따라서 본 논문에서는 참조 모델로부터 도출된 군수 시뮬레이션 모델 요소들을 이용해서 군수 시뮬레이션 모델을 설계하기 위해 다시 three phase modeling framework을 이용하였다. 그림 2(a)에서 보는 것처럼 군수 시뮬레이션에서 object model은 static model로 표현하였으며 이것은 정비, 군수품 현황 보고 등의 LFA 고유의 기능을 가지며 물리적인 위치, 군수품 보유량 등의 LFA에 대한 정보를 가진다.
군수품 흐름에 대한 결정은 LFA의 현재 상태를 기반으로 한다. 본 논문에서는 군수 시뮬레이션 모델을 설계하기 위해 three phase modeling framework를 이용하였고, 이를 위한 시뮬레이션 요소들을 설계하기 위해 Zeigler의 Discrete Event Systems Specifications(DEVS) formalism[10]을 이용하였다. DEVS는 계층구조를 가지는 Discrete Event models을 표현 할 수 있다.
여러 군수 시뮬레이션에서 공통으로 가지고 있는 요소들을 나타내기 위한 참조모델이 필요하다. 본 논문에서는 시뮬레이션 요소들을 도출해 내기 위한 참조모델로써 FMS 관련 연구에서 제안된 three phase modeling framework[11]를 이용하였다. 이 모델링 프레임워크는 Rumbaugh의 OOM paradigm[12]에 기반을 둔다.
본 논문에서는 시뮬레이션 요소들을 도출해 내기 위한 참조모델로써 FMS 관련 연구에서 제안된 three phase modeling framework[11]를 이용하였다. 이 모델링 프레임워크는 Rumbaugh의 OOM paradigm[12]에 기반을 둔다. 그리고 3개의 하위 모델로 구성되어있다 : object model, function model, dynamic model.
본 논문의 목적은 복잡한 군수지원시스템의 모델링과 시뮬레이션을 위한 방법론을 제안하는 것이다. 제안된 군수지원시스템 모델의 설계를 위해 Zeigler의 DEVS formalism[10]을 이용하였다. DEVS 모델은 연결하여 커다란 시스템을 만들고, 또 그 시스템이 더 큰 시스템의 부품으로 사용될 수 있도록 하는 기능을 제공하기 때문에 확장성이 좋다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
군수지원이란?
군수지원은 부대 운영 유지 및 작전활동에 필요한 자원에 대한 보급, 정비, 수송, 근무를 제공하는 제반 활동이다[7]. 무기체계가 발달하여 고도화, 정밀화 됨에 따라서 무기체계에 대한 군수지원 문제도 복잡해지고 있다.
군수지원 분야는 무엇에 있어서 중요한가?
따라서 지원요소에 대한 적시적인 지원을 통해 전장의 주도권을 가져오고, 아군에 유리한 템포를 갖도록 하는 것이 전쟁에서의 승리를 가져오는 길일 것이다. 이처럼 군수지원 분야는 군사력을 건설하고, 유지하는데 있어서 매우 중요한 역할을 한다.
미래의 전장에서 승리를 가져오기 위해 무엇이 중요한가?
미래의 전장은 그 크기가 점점 확대되고 다양한 전투 개체들이 포함되며, 모든 상황들이 신속하게 전개될 것이다. 따라서 지원요소에 대한 적시적인 지원을 통해 전장의 주도권을 가져오고, 아군에 유리한 템포를 갖도록 하는 것이 전쟁에서의 승리를 가져오는 길일 것이다. 이처럼 군수지원 분야는 군사력을 건설하고, 유지하는데 있어서 매우 중요한 역할을 한다.
참고문헌 (16)
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