국방성의 기회
국방부(DoD)의 획득 프로세스는 빠르게 진화하는 현대 전쟁의 요구를 충족하는 데 있어 심각한 어려움에 직면해 있습니다. 기존의 획득 방법은 느리고 번거로운 경우가 많아 중요한 기능의 제공이 지연되고 비용이 증가합니다. 현대 국방 시스템의 복잡성과 상호 의존성으로 인해 설계, 개발, 검증 및 유지에 대한 보다 통합되고 전체적인 접근 방식이 필요합니다.
국방부는 기술 발전에 보조를 맞추고 최첨단 혁신을 활용하여 군사적 우월성을 유지하고 적보다 더 나은 성능을 발휘해야 하는 필요성과 씨름하고 있습니다. 그러나 현재의 획득 프로세스는 새로운 기술을 효과적으로 통합하는 데 어려움을 겪는 경우가 많으며, 이로 인해 진화하는 위협에 적응하거나 획기적인 기능을 최대한 활용할 수 없는 오래된 시스템이 탄생하게 됩니다. 더욱이 DoD의 획득 프로세스에는 필요한 수준의 커미션 슬롯화 및 표준화가 부족하여 데이터 조각화, 의사소통 격차 및 이해관계자 간 협업 제한으로 이어집니다. 이러한 단편적인 접근 방식은 정보에 입각한 결정을 내리고, 중요한 정보를 공유하고, 방어 시스템의 전체 수명주기를 효율적으로 관리하는 능력을 방해합니다.
국방부의 획득 프로세스 내에서 커미션 슬롯 엔지니어링 원칙을 구현해야 하는 긴급한 필요성이 있습니다. DoD 커미션 슬롯 엔지니어링 전략에 설명된 대로 커미션 슬롯 엔지니어링은 이러한 과제를 해결하기 위한 혁신적인 솔루션을 제공합니다. DoD 커미션 슬롯 엔지니어링 전략은 커미션 슬롯 모델, 시뮬레이션 및 데이터 중심 의사결정을 사용하여 획득 관행을 강화하고 수명주기 전반에 걸쳐 시스템 성능을 향상시키는 것을 강조합니다. 궁극적으로 SE&I(시스템 엔지니어링 및 통합)에는 여전히 기본 프로세스가 있습니다. 즉, 요구 사항을 캡처, 검증 및 개선하기 위한 사용 사례 및 환경을 통한 요구 사항 분석입니다. 기능적 솔루션은 여전히 개발되어 요구 사항을 분해하고 성능 및 기능적 인터페이스의 흐름을 통해 기능적 아키텍처를 정의합니다. 또한 대체 시스템 물리적 개념, 구성 항목 및 시스템 요소를 정의하는 물리적 솔루션이 여전히 개발되고 있습니다. 대안에 대한 평가와 최적화를 활용한 가장 효과적인 대안의 선택이 여전히 수행됩니다. 그럼 무엇이 다른가요?
차이점은 문서 기반 SE&I 또는 기존 SE가 텍스트 사양 및 설계 문서 생성에 중점을 둔다는 것입니다. 하드카피 또는 전자 파일은 사용자, 개발자 및 테스터 간의 교환의 기초입니다. 시스템 요구 사항은 텍스트 설명, CAD에서 생성된 그래픽 설명, 그리기 도구 및 표 형식 데이터가 포함된 문서로 표현됩니다. 이로 인해 데이터가 통합되지 않은 다양한 엔지니어링 그룹의 다양한 모델과 분석이 이루어집니다. 우리가 관찰한 바에 따르면 문서를 통제하고 문서의 유효성, 완전성, 일관성 및 규정 준수를 보장하는 데 중점을 두고 있습니다. 반면 커미션 슬롯 엔지니어링의 주요 아티팩트는 시스템 또는 시스템 시스템의 일관된 모델입니다. 공동 심의 환경을 통해 엔지니어링팀은 주요 데이터 측면과 신뢰할 수 있는 정보 소스(ASoT) 생성에 대한 분석 노력을 통합할 수 있습니다.
커미션 슬롯 엔지니어링은 고급 모델링 및 시뮬레이션 도구를 활용하여 방어 시스템의 설계, 개발 및 유지에 대한 보다 효율적이고 민첩하며 비용 효율적인 접근 방식을 제공합니다. 이는 위험의 조기 식별 및 완화를 촉진하고, 가상 프로토타입 제작을 가능하게 하며, 이해관계자 간의 협업을 촉진하고, 전반적인 의사 결정 프로세스를 개선합니다.
커미션 슬롯 엔지니어링 원칙을 수용하고 DoD 커미션 슬롯 엔지니어링 전략에 따라 커미션 슬롯 혁신을 촉진하여 DoD 획득 프로세스의 과제를 해결하는 것이 중요합니다. 이를 통해 새로운 위협과 기술 발전에 적응할 수 있는 최첨단 방어 역량을 시기적절하고 비용 효율적으로 제공하여 궁극적으로 전투원의 효율성과 준비 상태를 향상할 수 있습니다.
우리는 커미션 슬롯 엔지니어링 분야의 업계 리더이며 DoD의 가장 복잡한 시스템에 커미션 슬롯 엔지니어링 방식을 배포하고 적용했습니다.
우리의 솔루션 - 파슨스 커미션 슬롯 엔지니어링 프레임워크(PDEF)
우리는 설계, 엔지니어링, 소프트웨어, 제조, 테스트 및 유지 노력을 포함하여 시스템 획득 프로세스의 모든 측면에 커미션 슬롯 엔지니어링(DE)을 적용하여 다음을 실현합니다.고속 혁신, 위험 감소, 프로그램 비용 감소,그리고빠른 전달.이는 모델 기반 시스템 엔지니어링(MBSE), 커미션 슬롯 엔지니어링, 애자일 프로세스 및 DoD의 모듈형 개방형 시스템 접근 방식(MOSA), 센서 개방형 시스템 아키텍처(SOSA), 무기 시스템 개방형 아키텍처(WOSA) 및 모듈형 개방형 무선 주파수 아키텍처(MORA)에 맞춤화된 개방형 아키텍처를 통합하는 다분야 접근 방식을 통해 달성됩니다. 우리는 Parsons Digital Engineering Framework(PDEF)를 통해 커미션 슬롯 생태계를 구현합니다.
PDEF는 가속화되고 기술적으로 신뢰할 수 있는 분석과 빠르고 민첩한 프로토타입 제작 기능을 제공하여 실험실에서 전투원으로의 신속한 기능 전환을 지원합니다. PDEF는 MBSE와 모델링 및 시뮬레이션 도구의 혁신적인 도구 모음으로, 필요에 따라 COTS/GOTS 및/또는 고객 파생 도구를 혼합할 수 있습니다. 제품군의 도구 조합은 각 고객 프로젝트의 요구 사항에 맞게 조정되어 최적의 비용 효율적인 리소스 사용을 제공합니다. PDEF 접근 방식의 결과는 다음과 같습니다.
- 설계, 분석 및 검증까지 커미션 슬롯 방식으로 추적되는 요구사항
- 주요 시스템 구성요소와 해당 인터페이스를 보여주는 구조 모델
- 물리 기반 모델로 표현되는 구성 요소 특성
- 사용자 작업, 시스템 성능 및 운영 제약에 대한 통찰력을 설명하는 행동 모델
- 초기 개념화부터 개발, 테스트, 배포 및 유지 관리에 이르는 전체 수명주기와의 원활한 통합으로 모든 단계에서 일관성을 보장합니다.
- 이해관계자 간의 명확한 의사소통을 촉진하고 상세한 요구사항 정의 및 시스템 구성요소의 시각적 표현을 가능하게 하여 인수 중 실질적인 지원
아래 그림 1에 표시된 커미션 슬롯 엔지니어링 아키텍처는 신속한 요구 사항 및 기능 분석을 지원하여 포괄적인 설계 통합으로 이어지는 PDEF 접근 방식을 보여줍니다. 도구에 구애받지 않는 PDEF 엔터프라이즈 아키텍처는 COTS(Commercial-Off-The-Shelf) 시뮬레이션, 최적화, 보고, 시각화 및 그래픽 도구를 활용하여 로컬 리소스로 사용하거나 엔터프라이즈 리소스로 배포된 표준/공용 및 타사 독점(블랙 박스) 모델과 시뮬레이션을 수용할 수 있는 통합 플랫폼을 구축합니다. 또한 요구 사항 관리를 위한 DOORS®, 모델링을 위한 Cameo®와 같은 기존 고객 도구 및 제품을 원활하게 통합하여 일관되고 효율적인 엔지니어링 워크플로우를 보장함으로써 적응성을 입증합니다. 우리의 접근 방식은 시스템-중-시스템 접근 방식에 내재된 복잡한 상호 작용의 관리를 크게 향상시킵니다. 이러한 전체적인 통합은 전체 엔지니어링 라이프사이클에 걸쳐 이루어지며 효율적인 분석, 설계 합성 및 구성 제어를 촉진합니다. PDEF를 사용하여 우리는 복잡하게 상호 연결된 시스템 전반에 걸쳐 보다 효과적인 의사 결정과 포괄적인 솔루션을 위한 길을 열었습니다.
사용 사례 예: 극초음속 센서 추적 분석
극초음속 센서 추적 분석은 복잡한 문제에 커미션 슬롯 미션 엔지니어링을 적용한 방법의 한 예입니다. 커미션 슬롯 임무 엔지니어링은 커미션 슬롯 모델링, 시뮬레이션 및 분석을 사용하여 운영 환경을 통합하고 수명주기의 모든 단계에서 임무 결과와 효율성을 평가합니다. 커미션 슬롯 미션 엔지니어링 접근 방식을 적용하면 전체 제품 또는 시스템 수명 주기 전반에 걸쳐 개발 및 테스트를 가속화하는 지속적인 커미션 슬롯 스레드를 생성할 수 있습니다.
이 사용 사례는 주어진 도메인 내에서 시스템 엔지니어링, 운영 및 임무 간의 일관성을 허용하는 정의된 아키텍처에서 실행 가능한 속성과 설계 참조 임무 모델을 통합하는 것이 특징입니다. 구조화된 엔지니어링 프로세스를 통해 Parsons는 임무 및 환경 요구 사항을 평가하고 기능 요구 사항을 식별하며 성능 및 설계 제약 경계를 정의하여 기술 요구 사항 저장소 및 아키텍처 설명 모델을 생성하는 초기 요구 사항 분석 블록을 개발합니다. 그런 다음 계속해서 성능 요구 사항을 할당하고, 내부 및 외부 인터페이스 요구 사항을 정의/정제하고, 유스 케이스 다이어그램, 시퀀스 다이어그램 및 활동 다이어그램 개발을 통해 하위 수준 기능으로 분해합니다. 마지막으로, 설계 합성을 통해 아키텍처를 기능적 표현에서 물리적 표현으로 변환하여 대체 시스템 개념과 요소를 정의하고, 선호하는 제품 및 프로세스 솔루션을 선택하고, 물리적 인터페이스를 정의하여 전투원에 대한 임무 수행 및 유용성을 정의합니다.
이 커미션 슬롯 생태계 내에서 이 프로세스는 진화적이며 전체 시스템 또는 시스템 수명주기의 엔지니어링 및 분석을 지원합니다.커미션 슬롯 임무 엔지니어링은 의도한 임무가 달성될 것이라는 확신을 제공합니다. 임무 매개변수의 정의와 요구 사항의 개선이 실현되어 불확실성이 줄어들고 설계에 대한 신뢰도가 높아집니다.
PUMA/RTS 팀은 일정한 받음각(AoA)을 갖는 간단한 MATLAB 극초음속 차량과 궤적을 개발했습니다. 분류되지 않은 대표 데이터 세트를 사용하여 북한에서 CONUS(캘리포니아)까지 50개의 발사 지점이 생성되었습니다. 임무 관점에서 구축된 커미션 슬롯 아키텍처(극초음속 차량, 잠재적 궤적, 방어 영역)를 실행하여 전투원의 임무 요구 사항과 새로운 위협을 기반으로 최고의 센서 위치 지정 및 추적 솔루션이나 심지어 최고의 미사일 유형 및 교전 조정 솔루션을 평가할 수 있습니다. 이 커미션 슬롯 기반 표현의 개발을 통해 우리는 기능을 에뮬레이션하고 위협을 표현하는 수단을 확립하여 임무 목표와 결과에 대한 완전한 엔드투엔드 평가를 가능하게 했습니다. 이 사용 사례는 MBSE 환경에서 이후에 평가할 수 있는 아키텍처 개발, 요구 사항 도출, 수행 및 최적화, 확률 분석을 위한 수단을 설정합니다.
MBSE 환경을 사용하면 요구사항 추적 및 커미션 슬롯 미션 엔지니어링 거래 공간 분석을 수행할 수 있습니다. 커미션 슬롯 솔루션 세트의 모든 임무와 기술적 대안을 문서화합니다. ASoT(Authoritative Source of Truth)를 저장소로 사용합니다(사람이 해석할 수 있는 서면 문서가 아님).
우리의 접근 방식은 시스템 또는 시스템 시스템의 일관된 모델을 개발하여 사양 개발, 설계 품질을 향상시킵니다. "가상 모델"은 ASoT의 기준이 됩니다. 문서 기반 SE&I는 텍스트 사양 및 설계 문서 생성에 의존합니다. 사양은 텍스트 설명, CAD/도면 도구에서 생성된 그래픽 묘사, 표 형식의 데이터 및 도표를 포함하는 문서로 표현됩니다. ASoT를 사용한 데이터 통합은 커미션 슬롯 엔지니어링 협업 환경에서 "대단한 서류 추적"을 제거합니다. 시스템 모델에는 요구 사항 결정 프로세스, 사용 사례 및 상호 관계가 내재되어 있으며 통합 의사 결정 분석을 위한 공통 기반을 제공합니다. 그 결과, 자동 문서 생성, 요구 사항 추적, 중앙의 통합된 권위 있는 소스를 통한 데이터의 일관성 및 요구 사항 추적을 포함하는 M&S 프로세스를 통해 설계 요구 사항을 충족할 수 있는 학제간 DE 기능이 탄생했습니다. 이를 통해 MBSE 모델, 커미션 슬롯 트윈, 커미션 슬롯 미션 엔지니어링 사용 사례/워크플로의 재사용, 복제, 재배포가 가능해지고 프로젝트 수명 주기(요람에서 무덤까지) 관리가 용이해지며 내부 비즈니스 절차를 이해하기 위한 그래픽 표기법(비즈니스 프로세스 관리 표기법 또는 BPMN)을 사용할 수 있습니다.
Parsons Digital Engineering Framework는 기존 모델링 방법을 뛰어넘는 패러다임 전환으로, 모델 시스템뿐만 아니라 의사 결정 권한을 부여하고 거래 분석을 수행하며 생산 수명 주기 관리(PLM) 영역 내에서 강력한 기준선을 설정하기 위한 다양한 도구의 포괄적인 통합을 수용합니다. 도구에 구애받지 않는 당사의 아키텍처는 적응성을 촉진하여 정부 조직이 혁신, 건전한 의사 결정, 세심한 PLM 관행을 조율할 수 있도록 지원하여 기술이 혁신과 정확성, 운영 속도를 촉진하는 미래를 형성합니다.
커미션 슬롯 엔지니어링에 대한 우리의 투자는 복잡한 시스템과 시스템의 시스템 분석을 수행하는 모델 기반, 시뮬레이션 중심 기능의 혁신적인 개발을 촉진했습니다.
그 결과 커미션 슬롯 혁신이 고려되고 커미션 슬롯 생태계가 실현되었으며 고객을 위해 MBSE가 구현되었습니다.