개념설계를 위한 Process, Methods, Tools and Environment (PMTE) paradigm

한국철도기술연구원(KRRI) 초빙세미나
개념설계 PMTE Paradigm
PMTE paradigm for the warship concept design
2019. 6. 20.(목)
박 진 원

<Context diagram of a warship design>
(박진원, 2015)
!2

성공적 목적 달성을 위해서는
"Golden Circle"에 대한 정의와 공감 필요
진정한 영감을 주기 위해서는
명료한 '왜'로부터 출발해야 한다.
중요한 것은 '무엇을'과 '어떻게'가 '왜'와
일치하는 것이다. 모두가 일치 될때라야
실행한 일이 진실로 최선이 된다.
https://han.gl/90tUM !3

Why
(Purpose)
• 존재하지 않았던 새로운 무엇인가를,
새로운 방법으로 혁신적(charm)으로 그려내자.
"새로운 위협의 등장, 새로운 임무의 부여, 기존장비의 노후대체 등"
!4

How
(Process)
Why
(Purpose)
!4

How
(Process)
Why
(Purpose)
• 기존 공학을 대체(to replace)가 아닌 강화(to
enhance)하기 위해 SE의 절차와 방법론 접목
• Learning by doing이 아니라 Doing by learning
개념으로 새로운 시도와 조정 시도
• 모두가 참여하고 함께 책임지는 원팀(one-
team) 플레이
!4

What
(Result)
How
(Process)
Why
(Purpose)
team) 플레이
!4

What
(Result)
How
(Process)
Why
(Purpose)
team) 플레이
• 글로벌 수준(NATO, US 등)의 SE기반 설계방법론
개발 및 지속적 한국화
• 참여원에게 '우리도 할수 있다'라는 동기와 영감
촉진 (국내외 프로젝트에 확대적용 시도 등)
!4

’13년 차기항만경비정(YUB-P)
’14 고속수송선(HSV)
’15 고속전투주정 등
▸ 소요기획 : 건조가능성검토(Feasibility Study)
▸ 탐색개발 : 기본설계(Basic Design)
’16. 9 ~ ’18.12 장보고-III Batch-II : 대우조선해양(옥포)
’16.12 ~ ’19. 3 FFX Batch-III : 현대중공업(울산)
’16.12 ~ ’18.12 특수침투정(SAB) : 우남마린(김해)
’12-13 KDDX : 대우조선해양(DSME) / 옥포(거제)
’14 PKX-B Batch-II : 한진중공업(HHIC) / 부산
’14-’15 FFX Batch-III : 현대중공업(HHI) / 울산
’14-’15 차기소해함 : 강남조선 / 부산
▸ 선행연구 : 개념설계(Concept Design)
그 동안의 함정설계에 SE 적용노력
(박진원, 2018)
!5

PMTE Paradigm
Process, Methods, Tools, and Environment
!6

현재의 표준과 교과서 대부분은 이론 차원의 'What'만을 단순 나열할뿐,
실행차원의 'How'와 'by what' 등에 대한 구체적인 설명이 부족함
!8

현재의 표준과 교과서 대부분은 이론 차원의 'What'만을 단순 나열할뿐,
실행차원의 'How'와 'by what' 등에 대한 구체적인 설명이 부족함
J. Martin(1996)은 SE의 실행과 이론간의 간극을 채우기 위한
심성모형(mental model)으로서 PMTE 패러다임을 제안
!8

PMTE 패러다임: What, How, By what, With what
현재의 표준과 교과서 대부분은 이론 차원의
'What'만을 단순 나열할뿐,
실행차원의 'How'와 'by what' 등에 대한
구체적인 설명이 부족함
J. Martin(1996)은 SE의 실행과 이론간의
간극을 채우기 위한 심성모형(mental
model)으로서 PMTE 패러다임을 제안
What
How
Enable
Enhance
(Martin, J., 1997)
!9

How
Enable
Enhance
(Martin, J., 1997)
!9

Enable
Enhance
(Martin, J., 1997)
!9

Enhance
(Martin, J., 1997)
!9

(Martin, J., 1997)
!9

PROCESS
Three-pass:
Concept generation

Concept exploration

Concept development

Three-step:
Requirement analysis

Functional analysis and allocation

Design synthesis
!10

건조가능성 검토
Feasibility Design
개념설계
Concept Design
상세설계 및 함건조
Detail Design and Construction
후속함 건조
Following Ship Construction
기본설계 Basic Design
초기설계
Preliminary Design
계약설계
Contract Design
작전운용요구능력(안) 작전운용성능(ROC)(안) ROC, 함정건조기본지침서(TLR) 함정건조기술사양서(TLS)
합참/해군 방사청(기품원, 합참, 해군) / 조선소 조선소 / 방사청(합참, 해군)
소요기획 단계
(장기신규) (중기전환)
획득 단계
A CD/R1 D/R2
SRR SFR PDR CDR/DDR PRRORR ASR PRR
선행연구
Preliminary Study
탐색개발
Exploratory Development
체계개발
System Development
양 산
Production
소요기획
Requirement Process
사업착수
JCSC
DAB
기본설계 T&E DT/OT BT/AT
운용
단계
해군
B
•JCSC(합동참모회의): Joint Chiefs of Staff Council
•DAB(방위사업추진위원회): Defense Acquisition Board
•DT/OT(개발/운용시험평가): Development/Operational Test
•BT/AT(건조자/인수자시운전): Builder’s/Acceptance Trial
•ORR(운용자요구조건검토): Operational Requirement Review
•ASR(대안검토): System Definition Review
•ED T&E(기본설계 시험평가): Ex. Development Test and Evaluation
•SRR(체계요구조건검토): System Requirements Review
•SFR(체계기능검토): System Functional Review
•PDR(기본설계검토): Preliminary Design Review
•CDR(상세설계검토): Critical Design Review
•DDR(잠정형상결정): Design Decision Review
•PRR(생산준비검토): Production Readiness Review
•TRR(시험준비상태검토): Test Readiness Review
TRR
건조사양서(BS)
•D/R(설계검토): Design Review
•ROC(작전운용성능): Required Operational Capabilities
•TLR(함정건조기본지침서): Top Level Requirements
•TLS(함정건조기술사양서): Top Level Specification
•BS(건조사양서): Building Specification
* 잠정전투용 적합 * 전투용 적합
SE 검토(SETR)
1 2 3
ROC 및 TLR 결정 TLS 및 BS 결정
작전운용
요구능력 결정
ROC/TLR/TLS/BS 수정(필요시)
운용/유지
Operation and Sustainment
함정획득 및 설계 프로세스
PROCESSMETHODSTOOLSENVIRONMENT
(박진원, 2018)
!11

소요기획
(건조가능성검토)
선행연구
(개념설계)
탐색개발
(초기설계)
탐색개발
(계약설계)
체계개발
(상세설계/건조)
단계 진행에 따라 점진적으로 성능과 시스템 구체화
(박진원, 2017a)
!12

소요기획
(건조가능성검토)
선행연구
(개념설계)
탐색개발
(초기설계)
탐색개발
(계약설계)
체계개발
(상세설계/건조)
단계 진행에 따라 점진적으로 성능과 시스템 구체화
(박진원, 2017a)
!12
소요기획단계

Pass 1: 개념생성
• 위협 및 작전환경 분석
• 운용시나리오 개발
• 데이터베이스 개발
• 설계영역탐색(DSE)
CONOPS KPPs Design drivers
Pass 2: 개념탐색
• 시스템아키텍팅
• 설계옵션 정의
• 실험계획법(DOE)
• 설계영향 분석
• 설계조합(설계대안 생성)
• 다목적 최적설계(SBD)
Designoptions Impactstudy Synthesis Optimization
Pass 3: 개념개발
• 공학설계
(M&S, 도면/보고서 작성 등)
• 주요장비/설비목록 도출
• 수명주기비용 분석
• 사업추진전략 수립
• ROC(안), TLR(안) 도출
Reﬁnement Veriﬁcation Summary
and Deeper
Narrow
D
esign
goal
소요기획단계 설계프로세스: Three-pass/two-gate
ORR
(~2M.)
ASR
(2~3M.)
End
(3~5M.)
개념베이스라인(B.L.) 초기B.L. 성능B.L.
탐색
개발
(박진원, 2018)
!13

Pass 1: 개념생성
• 위협 및 작전환경 분석
• 운용시나리오 개발
• 데이터베이스 개발
• 설계영역탐색(DSE)
CONOPS KPPs Design drivers
Pass 2: 개념탐색
• 시스템아키텍팅
• 설계옵션 정의
• 실험계획법(DOE)
• 설계영향 분석
• 설계조합(설계대안 생성)
• 다목적 최적설계(SBD)
Designoptions Impactstudy Synthesis Optimization
Pass 3: 개념개발
• 공학설계
(M&S, 도면/보고서 작성 등)
• 주요장비/설비목록 도출
• 수명주기비용 분석
• 사업추진전략 수립
• ROC(안), TLR(안) 도출
Reﬁnement Veriﬁcation Summary
and Deeper
Narrow
D
esign
goal
소요기획단계 설계프로세스: Three-pass/two-gate
ORR
(~2M.)
ASR
(2~3M.)
End
(3~5M.)
개념베이스라인(B.L.) 초기B.L. 성능B.L.
탐색
개발
요구조건 분석
기능분석/할당
설계조합
설계조합
설계조합
(박진원, 2018)
!13

입력
(Input)
초기 ROC, 운용자 요구조건, 설계사양서(지침) 등
프로세스
(Process)
출력
(Output)
요구조건 검증표(RVM), 요구조건 다이어그램, 설계가능영역, 설계인자 등
요구조건 분석: 정확한 질문(right problem) ⇒ 정확한 해결책(right solution)
요구조건분석기능분석/할당설계조합
(박진원, 2016)!14

입력
(Input)
요구조건 분석결과
프로세스
(Process)
출력
(Output)
종합효과도(OMOE) 모델, 설계옵션, 시스템아키텍처 등
기능분석 및 할당: 누락없이, 중복없이(MECE)
(박진원, 2016)!15

입력
(Input)
요구조건 분석결과 및 기능분석/할당 결과물 일체
프로세스
(Process)
출력
(Output)
요구조건 종합 및 분석표(RAS), 설계대안(베이스라인), 획득방안 등
설계조합: 측정가능, 최적으로(measurable, optimum)
(박진원, 2016)!16

반복, 회귀적으로 SE 프로세스 적용
요구조건 분석
기능분석/할당
설계조합
시스템 분석 및 통제
(박진원, 2016)!17

Methods
Design Structure Matrix (DSM)

Modiﬁed Architecture Framework (AF)

System Architecting

Design Space Exploration (DSE)

Set Based Design (SBD)

Multidisciplinary Engineering Design

Pareto Optimization

!18

Design Structure Matrix: 설계프로세스 모델링, 리소스 최적할당 등
• 프로세스 복잡도 감소
(200→17)
• 최적 활동프로세스 재수립
• 투입 리소스의 최적할당
(Park, J., 2019)
!19

●: Mandatory
○: Optional
All view Operationalview System view Technical view
A
V
1
A
V
2
A
V
3
O
V
1
O
V
2
O
V
3
O
V
4
O
V
5
O
V
6
O
V
7
O
V
8
S
V
1
S
V
2
S
V
3
S
V
4
S
V
5
S
V
6
S
V
7
S
V
8
S
V
9
S
V
10
S
V
11
S
V
12
S
V
13
S
V
14
S
V
15
S
V
16
S
V
17
T
V
1
T
V
2
T
V
3
T
V
4
T
V
5
Feasibility study ● ● ● ● ○ ○ ● ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○
Concept design ● ● ● ● ○ ○ ● ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○
Basic design ● ● ● ○ ● ● ○ ○ ○ ○ ● ● ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○
Detail design ● ● ● ● ● ○ ○ ○ ● ○ ● ● ● ○ ○ ○ ● ○ ● ●
modified Architecture Framework: 운용개념, 시스템 구성/인터페이스 등
• AV1: 개요/요약정보

• AV2: 통합사전

• AV3: 아키텍처 원칙정의서

• OV1: 운용개념도
• SV2: 체계통신기술서
OV1 OV1 SV2
(Park, J., et. al., 2016)
(박진원, 2016)(박진원, 2017b)
!20

시스템아키텍팅(System Architecting): 운영-기능-논리-물리아키텍처
• 단일모델을 기반으로 일관적인 설계프로세스 및 산출물(FFBD, N2, IDEF, etc.) 관리
• 가시적/동적 모델 이용으로 원활한 의사소통 지원, 재사용성 보장 등
(박진원, 2013)
!21

체계공학 및 설계통합팀(SE & DIT)
요건루프
설계루프
검증
☞ 아키텍처 기반의 SE프로세스 수행
(박진원, 2013)
!22

통계학 기반 설계영역탐색(Design space exploration): 설계가능영역 도출
* 6Sigma 'DMAIC' 참고* 유사선박(함정) 데이터베이스
• 종속변수(Y): 만재톤수
• 외생변수(Y'): 길이, 폭, 흘수, 소요마력
• 독립변수(X): 최대속력, 선형, 주무장, 추진기 등
(Park, J., et. al., 2015)
!23

☞ 설계영역탐색 예)
* 변수별 분포분석 및 추세분석 * 상관분석
* 메타모델(통계모형) 정의
20
25
30
35
40
45
50
PredFormulaL
23.68402
5
5.5
6
6.5
7
PredFormulaB
5.273512
0
0.5
1
1.5
2
PredFormulaT
0.516809
0
50
100
150
200
250
PredFormula
FullDisp.
99.99806
0
2000
4000
6000
8000
10000
PredFormula
Power(HP)
5697.327
00.51
Desirability
1
30
35
40
45
50
30.000433
Max Speed
Hydrofoil
Displacement
Hull form
5
10
15
20
25
30
35
40
45
21.823301
Crew
20mm 57mm
57mm
Weapon
FPP Waterjet
FPP
Propulsor
AL GRP ST
ST
MAT
0
0.25
0.5
0.75
1
Desirability
• 종속변수(Y)에 대한 주영향을 주는 핵심독립변수(핵심성능변수) 식별
• 가용한 데이터품질에 따라 회귀분석 또는 인공신경망 이론을 이용하여 메타모델 정의
• 몬테카를로 시뮬레이터로 대안생성 후 변수별 사분위수 또는 표준편차를 이용하여 설계가능영역 도출
(Park, J., et. al., 2015)
!24

집합기반설계(Set-based design)
• 미룰수 있는 결정은 최대한 미룬다
• 설계탐색은 범위형으로 한다.
• 시각적 분석 도구를 활용한다.
SBD 핵심개념
(박진원, 2013; 박진원, 2016)
!25

집합기반설계(Set-based design)
• 미룰수 있는 결정은 최대한 미룬다
• 설계탐색은 범위형으로 한다.
• 시각적 분석 도구를 활용한다.
SBD 핵심개념
• 창의적 설계대안 도출
• 후반 추가/재작업 소요 최소화
• 유연한 요구조건 반영 가능
• 시각적/동적 의사결정 지원
SBD 적용효과
(박진원, 2013; 박진원, 2016)
!25

Design Driver Threshold/Goal Option Dimension Weight Remark
Crew
(3 level)
Threshold X Ref. Ref.
Middle X-30 -0.0m -000ton
Goal X-50 -0.0m -000ton
PSYS
(2 level)
Threshold Hybrid 00.0m 0000ton
Goal IPS 00.0m(-0.0m) 000ton(-000)
MFR
(3 level)
Threshold Small - 00ton
Middle Medium - 00ton(+00)
Goal Large - 00ton(+00)
SONAR
(3 level)
Threshold B0.0M - 000ton
Middle B0.0ML - 000ton(+000)
Goal B0.0ML - 000ton(+000)
Vulnerability
(3 level)
Threshold 1% - 000ton
0000ton basisMiddle 3% - 000ton(+000)
Goal 5% - 000ton(+000)
DHMat
(3 level)
Threshold AL - 000ton 100% AL
Middle STEEL-AL - 000ton(+00) 75% Steel, 25% AL
Goal STEEL - 000ton(+00) AL=0.7833xSteel
☞ Design driver 및 Design Impact analysis (크기, 중량): 6가지 design drivers
(박진원, 2013) !26

Design Driver Threshold/Goal Option Dimension Weight Remark
Crew
(3 level)
Threshold X Ref. Ref.
Middle X-30 -0.0m -000ton
Goal X-50 -0.0m -000ton
PSYS
(2 level)
Threshold Hybrid 00.0m 0000ton
Goal IPS 00.0m(-0.0m) 000ton(-000)
MFR
(3 level)
Threshold Small - 00ton
Middle Medium - 00ton(+00)
Goal Large - 00ton(+00)
SONAR
(3 level)
Threshold B0.0M - 000ton
Middle B0.0ML - 000ton(+000)
Goal B0.0ML - 000ton(+000)
Vulnerability
(3 level)
Threshold 1% - 000ton
0000ton basisMiddle 3% - 000ton(+000)
Goal 5% - 000ton(+000)
DHMat
(3 level)
Threshold AL - 000ton 100% AL
Middle STEEL-AL - 000ton(+00) 75% Steel, 25% AL
Goal STEEL - 000ton(+00) AL=0.7833xSteel
☞ Design driver 및 Design Impact analysis (크기, 중량): 6가지 design drivers
235 = 486개 대안
(박진원, 2013) !26

Time
Design Space
☞ Set-based user interaction: 실시간 인터렉티브 패널
(박진원, 2013)
!27

Time
Design Space
All Options
1) All options: 486개
(박진원, 2013)
!27

Time
Design Space
All Options
1) All options: 486개 2) Constraints: 233(-261)
(박진원, 2013)
!27

Time
Design Space
All Options
Must Criteria
3) Must Criteria: 109(-124)
(박진원, 2013)
!27

Time
Design Space
All Options
Must Criteria
Want Criteria
3) Must Criteria: 109(-124) 4) Want Criteria: 9(-100)
(박진원, 2013)
!27

Time
Design Space
All Options
Must Criteria
Want Criteria
Solution
3) Must Criteria: 109(-124) 4) Want Criteria: 9(-100)
(박진원, 2013)
!27

☞ 초기단계 함정설계 대안수렴 예)
“개념베이스라인” “초기베이스라인” “성능베이스라인”
(Park, J., et. al., 2016)
!28

다학제적 공학설계(Multidisciplinary Engineering design)
• 시스템성능파라미터(SPP): 중량(weight), 제원(dimension), 추진체계(PSYS), 추진마력 및 최대속력,
스텔스능력(소음/충격/IR 등), 성분작전능력(센서/무장 성능 및 조합 등)
• 핵심성능파라미터(KPP): 중량, 최대속력(항속거리 포함), 스텔스신호 기준, 대공/대잠 탐지/추적/교전능력 등
(박진원, 2013)
!29

“함 크기 추정” “중량 추정” “선체구조 설계”
“추진/전기체계 설계”
“의장계통설계”
“무장체계(센서, 무장) 설계”
“일반배치”
“통합생존성 및
특수성능 설계”
- 통합/동시공학적 설계 요구
☞ 조선공학-기계공학-전기/전자공학-신호공학 등 학문분야간 상호작용
(박진원, 2016)
!30

☞ 조선공학-기계공학-전기/전자공학-신호공학 등 학문분야간 상호작용
(박진원, 2016)
!30

최신 스텔스 적용 함정 외형 조사
함정별 부분화된 조각을 이용, Puzzling기법으로 복수 함 외형 조합
조합된 함 외형을 Silhouette화하여 포괄적으로 검토, 분석
설계 전문가 Workshop으로 1차 함 외형 대안 7개 선정
1차 선별 안 대상 요소 가중치 기법으로 준정량적 평가
우선순위가 높은 4개 안을 대상 3차원 모델링 평가
Case 1 Case 3 Case 4 Case 6
Case 7 Case 10 Case 11
평가기준
(Criteria)
가중치
(Weight)
평가결과
Case 1 Case 3 Case 4 Case 6 Case 7 Case 10 Case 11
생존성 2.15 S S S S S S S
세련미 0.69 + - S S - + +
해군관습 0.70 S - S - - - S
RCS 1.85 + + S + S + S
운용정비성 0.95 S S S S S - S
건조성 0.76 S S S S S - S
전투성능 2.35 + + S S S + +
거주성 0.81 S S + S + + S
총 점 4.89 2.81 0.81 1.15 -0.58 3.29 3.04
우선순위 1 4 6 5 7 2 3
• 통합마스트 및 보조마스트 • 통합 상부구조물
(FREMM 스텔스형 선수갑판 형태 준용)
• 통합마스트
(FREMM 스텔스형 선수갑판 형태 준용)
• 통합마스트 및 보조마스트
(ARLEIGH BURKE 상부구조물 준용)
CASE 1 CASE 2
CASE 3 CASE 4
초기 외형 4개안(3D)
☞ 함 외형 개발방법(Puzzling method) * DSME 특허출원
(박진원, 2013)
!31

구분(기능) 위 치 주요격실
1구역(전투) 함수끝~함포중심
• 함수소나 장비실
• 주포 RS Room
• Chain Locker
2구역(전투) 함수 VLS 구역 • 수직발사관
3구역(거주) VLS구역끝~기관구역시작점 • 승조원 거주격실
4구역(추진) 기관구역 • 주기실, 보기실
5구역(거주) 기관구역끝~헬기갑판시작점 • 승조원 거주격실
6구역(전투) 헬기갑판 구역
• 함미TASS Room
• 타기실
구 분 일반배치 결과 기관구역 길이
복합식추진체계
(Hybrid)
44.0m
통합전기추진체계
(IPS)
60.0m
overall
n
n LL =∑=
6
1
수직발사대
8cell 길이
양끝단 설치
필요길이
구조물과의
이격거리
2.1m 0.3m 3.0m
☞ 수상함 개략배치 및 제원 추정법(Functional block diagram)
(강기승, 강희진, 박진원, 2013)
!32

☞ 잠수함 개략배치 및 체적 추정법(Flunder diagram)
(Burcher, R. & Rydill L., 1995; Christopher R, et. al., 2008)
!33

Pareto optimization: Overall MOE (OMOE) + MAUT(w/ AHP)
Pareto
Optimal
Front
목적 2
(Objective 2)
목적 1
(Objective 1)
"비용, 기간, 중량 등"
"효과도"
(박진원, 2017c)
!34

☞ 종합효과도(OMOE) 적용 예)
(Park, J., et. al., 2015)
(박진원, 2016)(박진원 등, 2010)
!35

☞ Multi-Attribute Utility Theory (MAUT): 가중치 및 효용함수 기법
(박진원 등, 2010) (박진원, 2016)
(Sage, P. & Armstrong, J., 2000)
!36

Tools
Requirement Management

Statistical Analysis

System Architecting

Multi-Domain Matrix

Synthesis with optimization

Eﬀectiveness Analysis

Engineering (mathematics) Models

Miscellaneous
!37

요구조건 관리 : Core, Cradle, Excel
(박진원, 2016)
!38

통계분석 도구 : JMP, R, Python, etc.
시스템아키텍팅 도구 : CORE, OmmiGraffle, Powerpoint, Post-it
(박진원, 2016)
!39
(박진원, 2016)

설계조합 : multi-domain-matrix (MDM) / 기능(function)-장비(component)
"기능-기능"
"기능-장비"
"장비-장비"
• 주로 주요 요구조건과 탑재장비(센서, 슈터)간의
맵핑을 통한 누락과 중복 여부 확인
• 불안정한 ROC로 인해 중복기능-중복센서 및 무장
다수 발견 가능
(박진원, 2016)
!40
(Oliver L. de Weck, 2015)

최적화: Excel(macro), Model Center, ASSET, etc.
효과도 분석: Expert choice (AHP), AAW simulator, Signal analyzer
10095908580757065605550454035302520151050
Ebattery
BATtype
Ng
PSYS
Depth
Wfuel
SPW
D
C4I
B
Ndegaus
Cmanning
ASW
Lbow
Laft
Lmid
Npim
MCM
Ts
29%
29%
7%
5%
4%
4%
4%
4%
3%
2%
2%
2%
2%
1%
1%
1%
0%
0%
0%
임무 효과도 주효과 획득비용 주효과
(박진원, 2016)
!41
(박진원, 2016)

공학모델: MIT math model, VT math model
(Torkelson, K., 2005) (Brown, A., 2008)
!42

분석도구 : SWOT analysis, Gap analysis, TRIZ, Pugh matrix, etc.
Strength, Weakness, Opportunities and Threats
(박진원, 2016)
!43

Environment
Ship Design Database

Ship Systems Engineering Lecture Course

TSSE-centered Team Organization

Publications/Presentations/Lectures
!45

함형별 데이터베이스 개발 및 활용: Janes연감, Googling, 실적자료 등
(Park, J., et. al., 2015)!46

함정시스템엔지니어링 단기강좌 : 9일 과정(참여원 대상, 착수전/착수 초기)
(박진원, 2013)
!47

TSSE 관점 효율성/효과성 극대화 위한 팀 구성 및 운영
TSSE = ∫ ∫ ∫ SEM + SDM + CSM
Total Ship Systems Engineering
Systems Engineering Manager
Ship Design Manager
Combat Systems Manager
(Park, J., et. al., 2016)
!48

기록하고, 남기고, 발표하고, 전달하고: "축척의 길"이자 "축척의 방법"
• 학술지 게재 (5)
• 학술대회/세미나 발표 (16)
• 초빙강연 (40~)
• 발표대회 수상 (3)
- Park, J., 2019. Application of systems engineering based on design structure matrix methodology for optimizing the concept design process of naval ship. Journal of the

society of naval architects of Korea, 56-1. pp.1-10.

- Park, J., et. al., 2016. Recent early-phase naval ship systems engineering for the republic of Korea navy surface combatant design. Naval Engineers Journal, 128-3. pp.103-115.

- Park, J., et. al., 2015. Effective application of design space exploration in the very early naval ship design. Journal of the Korea society of systems engineering, 11(2). pp.61-73.
- Park, J., 2016. Re-engineering early naval ship systems engineering process, presented at naval ship technology seminar, KIMM, Daejeon, Korea, 21 October 2016.

- Park, J., et. al., 2013. Development of integrated design tool for naval ship concept design, presented at naval ship technology seminar, BEXCO in Korea, November 2013.

- Park, J., et. al., 2011. Investigation to the process integration and design optimization (PIDO) for early-phase naval ship design based on total ship system engineering

(TSSE) In: Joint conference of the Korean association of ocean science and technology societies. Jeju, Korea, 2 June 2011.
- 방위사업청 방위사업교육센터 함정사업실무과정(2015-2018): 함정 초기단계 시스템엔지니어링 소개(년 2회)

- 현대중공업(2017), 대우조선해양(2016), 우남마린(2017): 함정시스템엔지니어링 실무 워크샵

- 국방대학교 국방관리대학원(2017): 체계공학 기반 함정 연구개발 프로세스 소개

- 북대서양조약기구(NATO) 함정설계전문가그룹(SDCG) 컨퍼런스(2016): Naval Ship Systems Engineering Capability of ROK Navy

- 창원대학교 산업시스템공학과(2017, 2018, 2019) : 시스템엔지니어링 실무

- 합동참모본부 분석실험실(2017): 무기체계 연구개발 프로세스 소개

- 해군본부 전력분석시험평가단(2017): 함정획득사업에 적용되는 시스템엔지니어링 현황

- 창원대학교 조선해양공학과(2011): 잠수함 설계방법론 소개

- 서울대학교 조선해양공학과(2010, 2011): 프로세스통합 및 설계최적화(PIDO) 소개, 설계영역탐색법(DSE) 소개 등
- Best award, 2017. The scientific project management session of acquisition workforce development conference hosted by DAPA, Seoul, September 13, 2017

- Best award, 2016. The scientific project management session of acquisition workforce development conference hosted by DAPA, Seoul, November 16, 2016

- Best award, 2015. KOSSE fall conference, Seoul National University in Korea, October 2015
!49

NATO SDCG 컨퍼런스(거제, 25명)
2016년 3월 18~20일

대우조선해양 오션프라자(거제), 56명
2016년 11월 7일
https://goo.gl/o4oY3E

현대중공업 인재교육원(울산), 105명
2017년 1월 19일
http://goo.gl/YbyXF5

그래서 뭐? (So what)
• 시간이 지나가며 사람들은 사라졌지만 프로세스는 남았습니다.
2011~2015
2016~2018
2019~
(박진원, 2015)
(박진원, 2018)
!54

• 이해관계자간 공감과 협력을 위한 효과적 소통 도구(수단, 절차)가 되었습니다.
• 참여자, 이해관계자 모두 최소한의 SE언어를 공유함으로써
프로젝트의 목적과 비전을 공유할수 있었음
• 시간이 지남에 따라 점진적으로 이해관계자/참여자간 소통
폭이 넓어지고 깊이가 깊어짐
• 타 도메인(육, 공)과 다른 프로젝트에 Best practice 제공
(신승철, 박진원, 이재천, 2018)
!55

• 결과에 대한 만족을 확인하였고 미래에 대한 기대와 발전의 동기를 부여할 수 있었습니다.
<만족도> <기대도>
만족하지 않음
2.2%
보통
17.4%
만족함
45.7%
매우 만족함
34.8%
도움되지 않음
2.2%
보통
17.4%
도움됨
28.3%
매우 도움됨
52.2%
1) SE 적용에 있어 효율성과 성과 측면에서의 초기 기대치 대비한 만족도는?
2) 다른 사업 또는 신규 사업 수행시 금번 SE 적용 경험이 도움이 될까요?(기대도)
① 매우 만족 ② 만족 ③ 보통 ④ 불만족 ⑤ 매우 불만족
① 매우 도움 ② 도움 ③ 보통 ④ 도움안됨 ⑤ 전혀 도움안됨
(박진원, 2018)
!56
☞ 프로젝트 참여원: 46명, 방사청/해군/조선소 등 ☞ SE-Day 컨퍼런스 참석자: 105명

Brown, A., 2008. Ship Design-SC Ship Synthesis Model-Feasibility and Balance. Ship Design Course Note. Virginia Tech: VA, USA

Christopher R, et. al., 2008. Design Report Ballistic Missile Defense Submarine. Ocean Engineering Design Report. Virginia Tech: VA, USA

Burcher, R. & Rydill L., 1995. Concepts in Submarine Design. 1st Edition. Cambridge Ocean Technology Series: Cambridge, USA

Blanchard, B. & Fabrycky, W., 2010. Systems Engineering and Analysis. 5th Edition. Prentice Hall International Series in Industrial & Systems Engineering: NY

Oliver L. de Weck, 2015. Session 4 System Architecture Concdpt Generation, Course of Fundamentals of Systems Engineerin. MIT: MA, USA

Park, J., et. al., 2015. Effective application of design space exploration in the very early naval ship design. Journal of the Korea society of systems engineering, 11(2). pp.61-73

Park, J., et. al., 2016. Recent early-phase naval ship systems engineering for the republic of Korea navy surface combatant design. Naval Engineers Journal, 128-3. pp.103-115

Park, J., 2019. Application of systems engineering based on design structure matrix methodology for optimizing the concept design process of naval ship. journal of the
society of naval architects of Korea, 56-1. pp.1-10

Martin, J., 1997. Systems Engineering Guidebook: A Process for Developing Systems and Products. 1st Ed. CRC Press: Boca Raton, FL

Sage, P. & Armstrong, J., 2000. Introduction to Systems Engineering. 1st Edition. Wiley-interscience

Torkelson, K., 2005. Comparative Naval Architecture Analysis of Diesel Submarines. Master degree. Cambridge: MIT

강기승, 강희진, 박진원, 2013. A ROM prediction of a naval ship overall length by functional block approach. 2013년 함정기술세미나. BEXCO: 부산

박진원 등, 2010. Investigation to required operational capabilities (ROC) and overall measure of effectiveness hierarchy (OMOE) for early-phase naval ship design based
on total ship system engineering (TSSE). 2010년 대한조선학회 추계학술대회. 창원컨벤션센터: 경상남도 창원

박진원, 2013. Concept Design Lessons learned and Future Opportunities. 2013년 함정기술세미나. BEXCO: 부산

박진원, 2015. 초기단계 함정시스템엔지니어링. 방위사업전문교육 함정사업 실무과정. 방위사업청 방위사업교육센터: 서울 용산

박진원, 2016. 초기단계 함정시스템엔지니어링. 방위사업전문교육 함정사업 실무과정. 방위사업청 방위사업교육센터: 서울 용산

박진원, 2017a. 함정시스템엔지니어링 현황. 해군 전력분석시험평가단 세미나. 해군본부 전투실험실 대강당: 충남 계룡

박진원, 2017b. 국방아키텍처(MND-AF) 과정 전파교육-2017 국방 정보체계 사업관리. 해군 전평단 함정기술처: 서울 영등포

박진원, 2017c. 함정시스템엔지니어링 워크샵-Unit11 Design Implementation (Trade-off study). 현대중공업 초빙강연. 현대중공업 인재개발원: 울산광역시 동구

방위사업청, 2017. SE기반 기술검토회의 가이드북. 서울: 방위사업청.

신승철, 박진원, 이재천, 2018. SE 기반 기술검토 및 요구사항 관리 프로세스의 통합을 통한 잠수함 기본설계 프로세스의 개선. Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation
Society, 19(11). pp.96-104.

박진원, 2018. 함정시스템엔지니어링(Naval Ship Systems Engineering). 방위사업전문교육 함정사업 실무과정(1차). 방위사업청 방위사업교육센터: 서울 용산
REFERENCES
!58

개념설계를 위한 Process, Methods, Tools and Environment (PMTE) paradigm

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