MBSE (Model-Based Systems Engineering) — 시스템의 기능·구조·특성을 가시화하고 실행 가능한 디지털 모델로 표현하는 시스템 엔지니어링 방법론. 디지털 데이터 기반으로 엔지니어링 데이터의 정확성(correctness)과 일관성(consistency)이 보장된 시스템 규격서(System Specification) 정의가 가능하다.
등장 배경
현대 시스템은 AI·자동화·SW 정의 같은 다양한 기술 요소가 융합돼 복합 서비스를 제공하는 방향으로 발전 중. 자동차·항공처럼 높은 복잡성을 가진 시스템은 다양성(Diversity) 증가 → 복잡성(Complexity)·불확실성(Uncertainty) 증가 → 안전(Safety)·보안(Cybersecurity) 중요성 강조.
작은 요구사항 오류조차 치명적 결과를 초래할 수 있어, 시스템 엔지니어링 접근으로 개발 초기부터 위험 최소화·요구사항 명확 정의·검증에 노력.
모델 기반 검증·확인 (V&V)
MBSE 모델은 MBD(Model-Based Design)·Model-based V&V 활동에 활용:
| 방법 | 설명 |
|---|---|
| MIL (Model-in-the-Loop) | 시뮬레이션 환경에서 모델 검증 |
| SIL (Software-in-the-Loop) | 모델 + 실제 SW 코드 결합 검증 |
| HIL (Hardware-in-the-Loop) | 모델 + 실제 HW 결합 검증 |
| RIL | 시스템 요구사항 자체의 정형화·시뮬레이션 검증 |
기존 V&V는 정의된 요구사항 기준 적합성을 평가하므로 요구사항 자체의 불명확성·오류 사전 식별에는 한계. RIL이 이 공백을 메운다.
RIL과 MBSE의 관계
RIL은 MBSE의 확장된 형태. 시스템 기능(제어) 모델의 요구사항을 정형 언어(Formal Language) 형태로 정의해 요구사항 단계부터 반복 실행·검증으로 error-free 요구사항 정의를 목적으로 한다.
자연언어로 작성된 초기 요구사항의 본질적 모호성이 안전·보안 요구사항에 치명적 영향을 미칠 수 있으므로, MBSE처럼 실행 가능한 형태로 모델링해 검증하면 불명확·위험 요구사항을 초기에 발견·수정해 효율성·안전성을 크게 향상시킬 수 있다.
도구 사례
다쏘시스템 STIMULUS — RIL 기반 요구사항 검증 도구. SysML 기반 CATIA Magic, MathWorks Simulink 등과 FMI(Functional Mockup Interface) 기반 데이터 교환으로 연계.
지식 표현·온톨로지 통합
요구사항·기능안전·아키텍처를 기계 추론 가능한 지식 그래프로 통합하려는 흐름. OWL 온톨로지가 W3C 표준 기반으로 클래스·속성·인스턴스를 정형화하고 Reasoner로 모순 검출·자동 분류·암묵적 사실 도출을 지원한다. 자동차 분야에서는 ‘Safety Function Ontology’로 ISO 26262·SOTIF·UL 4600 안전 요구사항을 OWL 그래프로 표현해 시스템 모델과 안전 모델 간 추적성을 확보하려는 연구·도구가 등장하고 있다.