[논문]미국방성의 전력개발 프로세스를 활용한 스마트 시티 개념설계 방안

이중윤

doi:10.14248/jkosse.2019.15.2.098

미국방성의 전력개발 프로세스를 활용한 스마트 시티 개념설계 방안
Concept Design Method of Smart City using Defense System Development Process of DoD 원문보기

시스템엔지니어링학술지 = Journal of the Korean Society of Systems Engineering, v.15 no.2, 2019년, pp.98 - 107

Abstract ▼ AI-Helper

The defense system development process is a process of developing various systems that perform functions in various functional areas such as battlefield awareness, command control, force application, and logistical support. In other words, the defense system development process is a process of developing many systems simultaneously in various functional areas. Various systems developed through this process should be interoperable so that they can be integrated and operated in a joint warfighting environment. To successfully implement this, the US Department of Defense uses the Joint Capability Integrated Development System(JCIDS) for the defense system development, and within this JCIDS processes the Capability Based Assessment(CBA) methodology as its core technology. This CBA methodology transforms the mission activity requirements to functional capability requirements logically and transforms the functional capability requirements to system requirements logically also. Smart City is a city that improves the convenience and quality of life of the citizen by integrates various systems that perform various functions of the city and smarties various functional systems with smart services by using IT technology. In other words, defense system development and smart city development have a common feature of the process of developing many systems simultaneously in various functional areas. In order to address the problem of having to develop many systems simultaneously in each functional area, it is important to logically transform the various mission scenarios into functions and logically transform the functions into systems. Therefore, a joint capability integrated development system and its core methodology, Capability Based Assessment(CBA), can be applied to smart city development. This paper proposes a method for performing a smart city concept design method using the capability based evaluation (CBA) method.

주제어

표/그림 (14)

그림 [Figure 1] Concept of Smart City
그림 [Figure 2] Traditional operating model: where cities have come from
그림 [Figure 3] The Integrated Processes of DoD's JCIDS, DAS and PPBE
표 Characteristics of Smart city concept related to the interoperatble Warfighting Systems of Systems Concept
표 Concept Design Process of Smart City Based on DoD's JCIDS Process
그림 [Figure 4] An example of vision and strategy of smart city
그림 [Figure 5] Future Citizen Life Scenario Matrix
표 Example of Future Smart City Environment
그림 [Figure 6] Smart City service delivery target example
그림 [Figure 7] DoD's Capability Based Assessment Process
표 Example of Scenario items
그림 [Figure 8] DoD's Capability Mission Lattice
그림 [Figure 9] Mission - Capability Lattice for Smart City
표 Characteristics of Smart city development concept after CBA methodology applied

AI 본문요약
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문제 정의

이는 관련 전문가 그룹이 별도 연구를 통해 공식화 할 필요가 있다. 또한 스마트 시티 개념설계에서 복합시스템 요구사항 관리 항목 및 복합시스템 개발 활동에 적용할 수 있는 방안을 제시하였다.
이를 달성하기 위해서는 각종 기능 분야의 복합시스템을 동시에 통합적으로 개발할 수 있어야 한다. 본 논문에서는 미국방성의 전력개발 프로세스 및 방법론을 활용하여 스마트 시티와 같은 복합시스템(SoS)을 체계적으로 개발하는 방법을 스마트 시티 개념설계상부 프로세스 및 능력기반평가(CBA) 방법론을 적용한 스마트 시티 개념설계 방안을 제시하였다. 본 논문에서 제시한 방법을 스마트 시티 개념설계에적용하기 위해서는 내용 관점에서 도시의 미래전략, 미래환경, 미래 생활 시나리오가 개발되어야 하며, 추가적으로 표준화된 도시능력영역(City CapabilityArea, CCA)이 개발되어야 한다.
본 논문에서는 이 능력기반평가 방법을 스마트시티 아키텍처 설계에 적용하는 방안을 제안한다.
본 절에서는 능력기반평가(CBA) 방법론을 활용한 스마트 시티 개념설계 방안에 대해 설명한다. 이방법론을 적용하기 위해서는 3장에서 서술한 스마트 시티의 미래 개념을 입력 자료로 활용한다.

제안 방법

그 후 미래 시민 생활 시나리오를 모델의각 활동을 표준도시능력영역(CCA)에 추적하여‘스마트 시티 능력기반평가 아키텍처 모델(Smart CityCBA-AM)’를 개발한다.
이 필요 평가 단계에서는 미래의 각종 시민생활 편의성과 삶의 질에 대한 필요를충족 시키기 위한 요구사항을 식별한다. 그 후 이 요구사항을 능력 영역별로 종합하여 능력 관점에서현재와 미래의 차이를 해결하는 능력 요구사항을 도출한다.
이 단계에서는 ‘도시능력영역(City Capability Area,CCA)’에 분석에 필요한 데이터를 입력한 후, 다수의 개념이 각 시민생활 편의성 및 삶의 질의 관점에서 목적을 달성할 수 있는지 분석한다. 또한 다수의 시민생활 편의성 및 삶의 질을 종합적으로 최대화할 수 있도록 능력 관점에서 영역별로 분석한다. 그림 9에서는 횡방향으로 ‘시민생활 편의성 및 삶의 질 관점 분석’을 표현하였고, 종방향으로 ‘능력 관점분석’을 표현하였다.
이 단계에서는 ‘능력기반평가 아키텍처 모델(CBAAM)’에 분석에 필요한 데이터를 입력한 후, 다수의 개념이 각각의 임무 목적을 달성할 수 있는지 임무효과 관점에서 분석한다. 또한 다수의 임무 효과를종합적으로 최대화할 수 있도록 능력 관점에서 영역별로 분석한다. 그림 8에서는 횡방향으로 ‘임무관점 분석’ 활동을 표현하였고, 종방향으로 ‘능력 관점 분석’ 활동을 표현하였다.
이 단계에서는 ‘능력기반평가 아키텍처 모델(CBAAM)’에 분석에 필요한 데이터를 입력한 후, 다수의 개념이 각각의 임무 목적을 달성할 수 있는지 임무효과 관점에서 분석한다.
이 단계에서는 ‘도시능력영역(City Capability Area,CCA)’에 분석에 필요한 데이터를 입력한 후, 다수의 개념이 각 시민생활 편의성 및 삶의 질의 관점에서 목적을 달성할 수 있는지 분석한다.
이 스마트 시티 개념설계 상부 프로세스 4단계 중에서 4번째 단계인 능력요구사항 개발 단계에서능력기반평가(CBA) 방법론을 적용하는 상세 프로세스를 제시한다.
이러한 방법으로 개발된 모델을 본 논문에서는 편의상 ‘능력기반평가 아키텍처 모델(CBA-AM)’이라 하였다.
이러한 합동능력통합개발체계(JCIDS)의 상부 프로세스를 스마트 시티 개념설계 프로세스의 내용으로 변환하여 표 2에 수록하였다. 이 합동능력통합개발체계(JCIDS)의 상부 프로세스는 4단계로 구성되어 있으며, 이 중 3단계까지는 스마트 시티의 미래청사진을 내용 관점에서 개발하는 것이다.
즉 제한된 비용 한계내에서 능력 요구사항을 최적으로 충족시키는 타당한 포트폴리오를 개발한다. 이를 위해 능력 영역별로 대안을 생성하고 대안별 타당성 분석을 수행하여 최적의 포트폴리오를 구성한다.
이를 참조하여 본 논문에서는 스마트 시티 능력영역의 첫 번째 계층 목록을 다음에 예시하였다.
이 단계는 식별한 능력 요구사항을 충족시키는 최적의 대안을 찾는 단계이다. 즉 제한된 비용 한계내에서 능력 요구사항을 최적으로 충족시키는 타당한 포트폴리오를 개발한다.

대상 데이터

이방법론을 적용하기 위해서는 3장에서 서술한 스마트 시티의 미래 개념을 입력 자료로 활용한다. 즉, 스마트 시티 미래 비전 및 전략, 미래 환경 그리고 미래 시민 생활 시나리오를 입력 자료로 준비한다.

후속연구

본 논문에서는 미국방성의 전력개발 프로세스 및 방법론을 활용하여 스마트 시티와 같은 복합시스템(SoS)을 체계적으로 개발하는 방법을 스마트 시티 개념설계상부 프로세스 및 능력기반평가(CBA) 방법론을 적용한 스마트 시티 개념설계 방안을 제시하였다. 본 논문에서 제시한 방법을 스마트 시티 개념설계에적용하기 위해서는 내용 관점에서 도시의 미래전략, 미래환경, 미래 생활 시나리오가 개발되어야 하며, 추가적으로 표준화된 도시능력영역(City CapabilityArea, CCA)이 개발되어야 한다. 이를 바탕으로 본 논문이 제시한 방법론을 적용하면 동시다발로 복합구분 국방전력 개념 스마트 시티 개념서비스 초점 전투원 시민효과성측정지표(MOE)임무수행 성과 생활의 질능력 영역 합동능력영역(규격화 됨)건강, 교육, 운송, 에너지공급 등 (정형화되지 않음)복합시스템 요구사항 관리임무 중심능력 통합능력 중심포트폴리오 관리시민생활의 질 중심능력 통합 및 능력중심 포트폴리오 관리(스마트 시티 개념설계 상부 프로세스중심)복합 시스템을 개발해야 하는 스마트 시티 개념설계를 효과적으로 수행할 수 있을 것이다.
본 논문에서 제시한 방법을 스마트 시티 개념설계에적용하기 위해서는 내용 관점에서 도시의 미래전략, 미래환경, 미래 생활 시나리오가 개발되어야 하며, 추가적으로 표준화된 도시능력영역(City CapabilityArea, CCA)이 개발되어야 한다. 이를 바탕으로 본 논문이 제시한 방법론을 적용하면 동시다발로 복합구분 국방전력 개념 스마트 시티 개념서비스 초점 전투원 시민효과성측정지표(MOE)임무수행 성과 생활의 질능력 영역 합동능력영역(규격화 됨)건강, 교육, 운송, 에너지공급 등 (정형화되지 않음)복합시스템 요구사항 관리임무 중심능력 통합능력 중심포트폴리오 관리시민생활의 질 중심능력 통합 및 능력중심 포트폴리오 관리(스마트 시티 개념설계 상부 프로세스중심)복합 시스템을 개발해야 하는 스마트 시티 개념설계를 효과적으로 수행할 수 있을 것이다.
종합하여 요약하면, 제한된 비용으로 최고의 임무 효과를 달성하기 위하여 능력 관점에서 최적화된 시민 서비스 제공 시스템 포트폴리오를 개발한다.
종합하여 요약하면, 제한된 비용으로 최고의 임무 효과를 달성하기 위하여 능력 관점에서 최적화된 포트폴리오를 개발한다.
이러한 방법으로 개발된 모델을 본 논문에서는 편의상 ‘능력기반평가 아키텍처 모델(CBA-AM)’이라 하였다. 즉, 문서로 서술된 합동작전운영개념이 표준화된 활동목록 및 기능목록을 활용하여 분석 가능한 모델 형태로 최초 개발됨으로써 평가 준비를 완료한다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	스마트 시티란 무엇인가?	이 중 스마트 시티에는 스마트 공장,스마트 에너지, 스마트 교통, 스마트 의료 등의 각종 스마트 시스템들을 포함하고 있다. 즉 스마트 시티는 각종 스마트 시스템을 포함하고 있는 복합시스템(System of Systems, SoS)로 볼 수 있다.

참고문헌 (13)

ISO/IEC/IEEE 21840, Systems and software engineering - Guidelines for the utilization of ISO/IEC/IEEE 15288 in the context of System of Systems (SoS), p.1, 2019.
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CJCSI 5123.01H, Charter of the Joint Requirements Oversight Council (JROC) and Implementation of the Joint Capabilities Integration and Development System (JCIDS), p.D1-p.E3, 2018.
Heeje Lee, Joong Yoon Lee, Development Concepts of Smart Service System-based Smart Factory (4SF), INCOSE IS, 2018.
Narmeen Z. Bawany, Jawwad A. Shamsi, "Smart City Architecture: Vision and Challenges", IJACSA, Vol. 6, No. 11, 2015.

상세보기
BSI PAS 181:2014, Smart city framework, p.4.
한국토지주택공사 토지주택연구원, LH 스마트 시티 미래비전 및 추진전략, 2018.
백남철, 스마트시티 인프라 건설 전략. 월간교통, p.13-20, 2017.
JCS J-8, CBA User's Guide V.3, March 2009.
DoD, JCIDS Manual, Manual for the Operation of the Joint Capabilities Integration and Development System, p.C-4, 2018.

저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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