KR102225449B1

KR102225449B1 - 사이버-물리 시스템의 상호 작용 명세 작성 및 협업간 안정성 검사 시스템 및 방법

Info

Publication number: KR102225449B1
Application number: KR1020190056424A
Authority: KR
Inventors: 홍장의; 윤유상
Original assignee: 충북대학교 산학협력단
Priority date: 2019-05-14
Filing date: 2019-05-14
Publication date: 2021-03-09
Also published as: KR20200131604A

Abstract

사이버-물리 시스템의 상호 작용 명세 작성 및 협업간 안정성 검사 시스템 및 방법이 개시된다. 각 사이버-물리 시스템(cyber-physical system, CPS)의 FMEA(failure mode and effect analysis) 수행 결과를 입력받는 위협 분석 모델 입력 모듈; 상기 각 사이버-물리 시스템의 임무 수행과 관련한 명세(specification)를 입력받는 기능 명세 입력 모듈; 상기 기능 명세 입력 모듈에서 입력받은 명세를 이용하여 협업을 수행하는 다수의 사이버-물리 시스템의 상호 작용을 도출하기 위한 통합 명세를 생성하는 통합 명세 생성 모듈; 상기 통합 명세 생성 모듈에서 생성된 통합 명세를 이용하여 상기 다수의 사이버-물리 시스템 간의 공통 임무에 대한 행위 명세에 관한 임무 시나리오를 생성하는 시나리오 정의 모듈; 상기 시나리오 정의 모듈에서 생성된 임무 시나리오를 단계별로 실행하여 상기 통합 명세 및 상기 FMEA 수행 결과를 기반으로 이벤트를 추적하는 시나리오 실행 모듈을 구성한다. 상술한 사이버-물리 시스템의 상호 작용 명세 작성 및 협업간 안정성 검사 시스템 및 방법에 의하면, 사이버-물리 시스템 간의 협업 수행 시 발생할 수 있는 결함이나 위험성을 미리 분석하여 판단할 수 있도록 구성됨으로써, 사이버-물리 시스템들 간의 협업 안전성을 미리 예측할 수 있는 효과가 있다.

Description

사이버-물리 시스템의 상호 작용 명세 작성 및 협업간 안정성 검사 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR WRITING INTERACTION SPECIFIATION AND FOR VERIFICATING SAFETY OF COLLABORATING CYBER-PHYSICAL SYSTEMS}

본 발명은 사이버-물리 시스템 간의 협업에 관한 것으로서, 구체적으로는 본 발명에서 제공하는 언어(language)를 이용하여 사이버-물리 시스템들의 상호 작용을 명세(specification)하고, 이를 통해 사이버-물리 시스템들의 협업간 안정성 검사를 하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.

미래 스마트 시티(smart city)에서는 대부분의 소프트웨어 응용 시스템이 사이버-물리 시스템(Cyber-Physical Systems, CPS)의 형태로 존재할 것으로 예상된다.

사이버-물리 시스템은 물리 세계와 사이버 세계의 융합을 추구하는 새로운 패러다임(paradigm)으로서, 다수의 센서(sensor), 액츄에이터(actuator) 등의 물리 세계 정보를 수집하고 가공하여 물리 세계에 다시 적용하도록 구성된다.

그런데, 물리-사이버 시스템들은 단일의 시스템으로서 동작하는 것은 물론이며 각각의 시스템 간에 상호 협업을 통해 임무를 수행하는 경우가 많다.

다수의 물리-사이버 시스템들 간의 협업이 본래의 의도대로 이루어지지 않는다면 큰 인명 손해와 재산상 손해를 초래할 수 있다.

그러나, 현재까지는 다수의 물리-사이버 시스템들 간의 안전한 협업 수행을 위한 상호 작용을 명세(specification)할 수 있는 언어(language)는 물론 그러한 시스템이 존재하지 않는다.

다수의 물리-사이버 시스템들 간의 상호 작용을 실시간 파악하여 안전성 여부를 미리 분석하여 위험을 예측할 수 있는 수단이 요구되고 있다.

등록특허공보 10-1645019 공개특허공보 10-2017-0140753

본 발명의 목적은 사이버-물리 시스템의 상호 작용 명세 작성 및 협업간 안정성 검사 시스템을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 사이버-물리 시스템의 상호 작용 명세 작성 및 협업간 안정성 검사 방법을 제공하는 데 있다.

상술한 본 발명의 목적에 따른 사이버-물리 시스템의 상호 작용 명세 작성 및 협업간 안정성 검사 시스템은, 각 사이버-물리 시스템(cyber-physical system, CPS)의 FMEA(failure mode and effect analysis) 수행 결과를 입력받는 위협 분석 모델 입력 모듈; 상기 각 사이버-물리 시스템의 임무 수행과 관련한 명세(specification)를 입력받는 기능 명세 입력 모듈; 상기 기능 명세 입력 모듈에서 입력받은 명세를 이용하여 협업을 수행하는 다수의 사이버-물리 시스템의 상호 작용을 도출하기 위한 통합 명세를 생성하는 통합 명세 생성 모듈; 상기 통합 명세 생성 모듈에서 생성된 통합 명세를 이용하여 상기 다수의 사이버-물리 시스템 간의 공통 임무에 대한 행위 명세에 관한 임무 시나리오를 생성하는 시나리오 정의 모듈; 상기 시나리오 정의 모듈에서 생성된 임무 시나리오를 단계별로 실행하여 상기 통합 명세 및 상기 FMEA 수행 결과를 기반으로 이벤트를 추적하는 시나리오 실행 모듈을 포함하도록 구성될 수 있다.

여기서, 상기 시나리오 실행 모듈은, 상기 이벤트 추적 결과에 따라 상기 임무 시나리오가 최종 상태에 도달할 수 있는지 여부를 판단하여 협업간 안정성을 검사하도록 구성될 수 있다.

그리고 상기 사이버-물리 시스템은, 지능형 로봇 시스템 또는 자율 주행 차량 시스템이 될 수 있다.

상술한 본 발명의 다른 목적에 따른 사이버-물리 시스템의 상호 작용 명세 작성 및 협업간 안정성 검사 방법은, 위협 분석 모델 입력 모듈이 각 사이버-물리 시스템(cyber-physical system, CPS)의 FMEA(failure mode and effect analysis) 수행 결과를 입력받는 단계; 기능 명세 입력 모듈이 각 사이버-물리 시스템의 임무 수행과 관련한 명세(specification)를 입력받는 단계; 통합 명세 생성 모듈이 상기 기능 명세 입력 모듈에서 입력받은 명세를 이용하여 협업을 수행하는 다수의 사이버-물리 시스템의 상호 작용을 도출하기 위한 통합 명세를 생성하는 단계; 시나리오 정의 모듈이 상기 통합 명세 생성 모듈에서 생성된 통합 명세를 이용하여 상기 다수의 사이버-물리 시스템 간의 공통 임무에 대한 행위 명세에 관한 임무 시나리오를 생성하는 단계; 시나리오 실행 모듈이 상기 시나리오 정의 모듈에서 생성된 임무 시나리오를 단계별로 실행하여 상기 통합 명세 및 상기 FMEA 수행 결과를 기반으로 이벤트를 추적하는 단계를 포함하도록 구성될 수 있다.

여기서, 상기 시나리오 실행 모듈이 상기 이벤트 추적 결과에 따라 상기 임무 시나리오가 최종 상태에 도달할 수 있는지 여부를 판단하여 협업간 안정성을 검사하는 단계를 더 포함하도록 구성될 수 있다.

상술한 사이버-물리 시스템의 상호 작용 명세 작성 및 협업간 안정성 검사 시스템 및 방법에 의하면, 사이버-물리 시스템 간의 협업 수행 시 발생할 수 있는 결함이나 위험성을 미리 분석하여 판단할 수 있도록 구성됨으로써, 사이버-물리 시스템들 간의 협업 안전성을 미리 예측할 수 있는 효과가 있다.

재난 구호 현장의 지능 로봇 간 협업이나 자율 주행 자동차의 주행 중 협업, 병원 치료에서의 환자 치료 간의 협업 등에 있어서 안전한 협업을 보장함으로써, 협업 사고로 인한 인명과 재산의 피해를 미리 방지할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 사이버-물리 시스템의 상호 작용 명세 작성 및 협업간 안정성 검사 시스템의 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 사이버-물리 시스템의 상호 작용 명세 작성 및 협업간 안정성 검사 방법의 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 사이버-물리 시스템의 상호 작용 명세 작성 및 협업간 안정성 검사 절차에 대한 세부 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 사이버-물리 시스템의 상호 작용 명세 언어의 예시도이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.

제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 사이버-물리 시스템의 상호 작용 명세 작성 및 협업간 안정성 검사 시스템의 블록 구성도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 사이버-물리 시스템의 상호 작용 명세 작성 및 협업간 안정성 검사 시스템(100)은 위협 분석 모델 입력 모듈(110), 기능 명세 입력 모듈(120), 통합 명세 생성 모듈(130), 시나리오 정의 모듈(140), 시나리오 실행 모듈(150)을 포함하도록 구성될 수 있다.

사이버-물리 시스템의 상호 작용 명세 작성 및 협업간 안정성 검사 시스템(100)은 사이버-물리 시스템(cyber-physical system, CPS) 간의 상호 작용 명세(specification) 언어를 새로이 제공하고 이러한 언어를 통해 상호 작용 명세를 작성하여 협업 시 안전성을 미리 분석할 수 있도록 구성된다.

이를 통해 재난 구호 현장의 지능 로봇 간 협업이나 자율 주행 자동차의 주행 중 협업 등에서 협업 시 발생 가능한 결함을 파악하여 사고를 미리 방지할 수 있다.

이하, 세부적인 구성에 대하여 설명한다.

위협 분석 모델 입력 모듈(110)은 물리-사이버 시스템 간의 협업이 아닌 그 단일의 물리-사이버 시스템 자체의 위협 분석 모델을 입력받기 위한 구성이다.

위협 분석 모델 입력 모듈(110)은 위협 분석 모델로서 각 사이버-물리 시스템의 FMEA(failure mode and effect analysis) 수행 결과를 입력받도록 구성될 수 있다.

FMEA는 사이버-물리 시스템을 구성하는 각 구성품들에 대해 발생할 수 있는 고장 유형과 고장 원인을 분석한 결과이다.

기능 명세 입력 모듈(120)은 각각의 물리-사이버 시스템의 각각의 임무 수행에 대한 체계화된 기능 명세를 입력받기 위한 구성이다.

즉, 기능 명세 입력 모듈(120)은 각 사이버-물리 시스템의 임무 수행과 관련한 명세를 입력받도록 구성될 수 있다. 단일의 CPS 명세는 정형 명세 언어인 포뮬라(Formula) 언어로 작성될 수 있다.

기능 명세 입력 모듈(120)은 사이버-물리 시스템을 구성하는 각 컴포넌트(component)와 그 컴포넌트의 연결자(connector) 등의 대표적인 요소들을 정의하도록 구성될 수 있다. 여기서, 컴포넌트는 기능 컴포넌트(functional component)와 안전 컴포넌트(safety component)로 구분될 수 있으며, 연결자는 기능 간 정보 흐름을 나타내는 데이터 연결자(data connector)와 외부 환경과의 상호 작용을 나타내기 위한 물리 연결자(physical connector)로 구분될 수 있다.

이때, 물리 연결자는 하나의 사이버-물리 시스템이 외부와 상호 작용하는 모든 정보 및 자원에 대한 데이터를 포함할 수 있다. 예를 들면, 정보 및 자원은 카메라의 영상 정보, 센서의 온도 정보나 습도 정보 등이 그 예가 될 수 있다.

통합 명세 생성 모듈(130)는 다수의 물리-사이버 시스템 간의 협업 기능에 관한 통합 명세를 생성하기 위한 구성이다.

즉, 통합 명세 생성 모듈(130)은 기능 명세 입력 모듈(120)에서 입력받은 명세를 이용하여 협업을 수행하는 다수의 사이버-물리 시스템의 상호 작용(interaction)을 도출하기 위한 통합 명세를 생성하도록 구성될 수 있다.

통합 명세 생성 모듈(130)은 각각의 사이버-물리 시스템마다 작성된 기능 명세들에서 공통적으로 존재하는 컴포넌트들과 커넥터들을 먼저 식별하고, 그 식별된 컴포넌트들과 커넥터들을 상호 작용의 후보로 설정하여 통합 명세서를 생성하도록 구성될 수 있다. 여기서, 통합 명세서를 CPSIMS(Cyber-Physical System Integration Model Specification)라고 정의한다.

시나리오 정의 모듈(140)은 다수의 사이버-물리 시스템 간의 협업에 관한 통합 명세를 시나리오 형태로 표현하기 위한 구성이다.

즉, 시나리오 정의 모듈(140)은 통합 명세 생성 모듈에서 생성된 통합 명세를 이용하여 다수의 사이버-물리 시스템 간의 공통 임무에 대한 행위 명세에 관한 임무 시나리오를 생성하도록 구성될 수 있다.

이러한 임무 시나리오는 임무 수행을 위한 초기 상태로 시작하여 중간 이벤트를 거쳐 최종 상태인 임무 종료 상태에 도달하는 일련의 과정이다. 중간 이벤트는 사건이나 단위 기능의 수행 등을 의미한다.

시나리오 실행 모듈(150)은 위 임무 시나리오를 단계별로 실행하여 협업 안정성을 검사하기 위한 구성이다.

먼저 시나리오 실행 모듈(150)은 시나리오 정의 모듈(140)에서 생성된 임무 시나리오를 단계별로 실행하여 통합 명세 및 FMEA 수행 결과를 기반으로 이벤트를 추적하도록 구성될 수 있다.

시나리오 실행 모듈(150)은 통합 명세서인 CPSIMS와 각 단위 사이버-물리 시스템에 대한 FMEA 자료를 근간으로 공통의 컴포넌트와 커넥터를 연결하여 추적을 수행할 수 있다.

여기서, 시나리오 실행 모듈(150)은 통합 명세를 시나리오 형태로 실행하면서 이벤트 추적을 한 결과 FMEA 수행 결과에 대응되는 결과가 나올 때에는 협업 시 사고나 고장이 발생할 수 있다고 볼 수 있다.

그리고 시나리오 실행 모듈(150)은 이벤트 추적 결과에 따라 임무 시나리오가 최종 상태에 도달할 수 있는지 여부를 판단하여 협업간 안정성을 검사하도록 구성될 수 있다. 즉, 시나리오 최종 상태에 도달하면 협업간 안정성이 있는 것으로 판단할 수 있으며, 시나리오 최종 상태에 도달하지 못하면 협업간 안정성이 보장되지 못하는 것으로 판단할 수 있다.

이러한 시나리오 실행을 통해 사이버-물리 시스템 협업의 안전성을 미리 파악할 수 있다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 사이버-물리 시스템의 상호 작용 명세 작성 및 협업간 안정성 검사 방법의 흐름도이다.

도 2를 참조하면, 위협 분석 모델 입력 모듈(110)이 각 사이버-물리 시스템(cyber-physical system, CPS)의 FMEA(failure mode and effect analysis) 수행 결과를 입력받는다(S101).

여기서, 사이버-물리 시스템은 지능형 로봇 시스템 또는 자율 주행 차량 시스템이 될 수 있다.

다음으로, 기능 명세 입력 모듈(120)이 각 사이버-물리 시스템의 임무 수행과 관련한 명세(specification)를 입력받는다(S102).

다음으로, 통합 명세 생성 모듈(130)이 기능 명세 입력 모듈(120)에서 입력받은 명세를 이용하여 협업을 수행하는 다수의 사이버-물리 시스템의 상호 작용을 도출하기 위한 통합 명세를 생성한다(S103).

다음으로, 시나리오 정의 모듈(140)이 통합 명세 생성 모듈(130)에서 생성된 통합 명세를 이용하여 다수의 사이버-물리 시스템 간의 공통 임무에 대한 행위 명세에 관한 임무 시나리오를 생성한다(S104).

다음으로, 시나리오 실행 모듈(150)이 시나리오 정의 모듈(140)에서 생성된 임무 시나리오를 단계별로 실행하여 통합 명세 및 FMEA 수행 결과를 기반으로 이벤트를 추적한다(S105).

다음으로, 시나리오 실행 모듈(150)이 이벤트 추적 결과에 따라 임무 시나리오가 최종 상태에 도달할 수 있는지 여부를 판단하여 협업간 안정성을 검사한다(S106).

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 사이버-물리 시스템의 상호 작용 명세 작성 및 협업간 안정성 검사 절차에 대한 세부 흐름도이다.

도 3을 참조하면, 먼저 2개의 단일의 사이버-물리 시스템인 CPS_1과 CPS_2의 임무 수행을 위한 협업이 요구되면, 통합 명세 생성 모듈(130)이 각 CPS의 기능을 명세한 2개의 기능 명세에서 공통의 컴포넌트 목록(CC_List)과 공통 정보 자원을 포함하는 커넥터 목록(CR_List)를 생성하도록 구성될 수 있다(S201).

여기서, 공통의 컴포넌트 목록인 CC_List는 {식별자, 컴포넌트 타입, 컴포넌트 명칭, {연결된 커넥터}}와 같이 정의될 수 있다.

그리고 커넥터 목록 CR_List는 식별자, 커넥터 명칭, 자원 명칭, 구분으로 정의될 수 있다.

그리고 통합 명세 생성 모듈(130)이 위 2개의 리스트를 이용하여 협업 과정에서 발생할 수 있는 상호 작용에 대한 CPSIMS 명세를 생성하도록 구성될 수 있다(S202).

그리고 통합 명세 생성 모듈(130)이 임무 시나리오의 초기 상태에 해당되는 CPSIMS 컴포넌트와 FMEA 항목을 식별하도록 구성될 수 있다(S203). 즉, 식별된 컴포넌트를 시작으로 시나리오에 제시된 일련의 이벤트들을 이용하여 CPSIMS와 FMEA의 상호 연결 정보를 기반으로 임무 수행 과정을 추적할 수 있다(S207, S208).

이러한 추적 과정에서 임무 시나리오의 임의 이벤트가 FMEA 결함 모드와 맵핑(mapping)되는 경우(S209), 임무 시나리오는 정상적으로 완료되지 못하고 결함이 발생될 수 있다(S210). 그러나, 임무 시나리오가 FMEA의 결함 상태와 맵핑되지 않고 CPSIMS의 명세를 기반으로 시나리오의 최종 상태까지 도달되는 경우 임무 수행이 정상적으로 종료될 수 있다고 판단할 수 있다(S206).

상호 작용 실패로 인한 결함 발생인지(S210), 상호 작용 임무가 정상 수행되었는지를 판단하면(S206), CPS_1과 CPS_2의 협업 임무 시나리오가 종료된다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 사이버-물리 시스템의 상호 작용 명세 언어의 예시도이다.

다수의 사이버-물리 시스템의 협업 임무에 대한 상호 작용은 도 4의 COLLABORATION과 COMPLEDTED 사이에 기술하도록 구성되어 있다.

도 4에서 PARTICIPANT 절(phrase)은 협업에 참여하는 CPS 시스템의 목록을 포함하며, COMMON COMPONENT 절과 COMMON RESOURCE 절은 각각의 CPS 기능 명세에 나타난 공통의 컴포넌트와 정보 자원에 대한 명세를 나타낸다.

그리고 CONSTRAINT 절은 임무 시나리오 상에 주어지는 제약 조건들을 표현하며, STATE 절은 시나리오 초기 상태와 최종 상태를 의미한다.

TIME 절에는 커넥터를 이용하여 발생하는 자원 접근에 대한 시간 제약 사항을 최대 및 밀리 초(mili-second)까지 허용 가능한지를 표현한다.

COMPUTATION 절은 특정 인터페이스의 활성화로부터 종료될 때까지의 순서화된 동작을 정의한다.

CONFIGURATION 절은 협업에 참여하는 사이버-물리 시스템 간의 물리적 연결을 정의한다.

이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

110: 위협 분석 모델 입력 모듈
120: 기능 명세 입력 모듈
130: 통합 명세 생성 모듈
140: 시나리오 정의 모듈
150: 시나리오 실행 모듈

Claims

각 사이버-물리 시스템(cyber-physical system, CPS)의 FMEA(failure mode and effect analysis) 수행 결과를 입력받는 위협 분석 모델 입력 모듈;
상기 각 사이버-물리 시스템의 임무 수행과 관련한 명세(specification)를 입력받는 기능 명세 입력 모듈;
상기 기능 명세 입력 모듈에서 입력받은 명세를 이용하여 협업을 수행하는 다수의 사이버-물리 시스템의 상호 작용을 도출하기 위한 통합 명세를 생성하는 통합 명세 생성 모듈;
상기 통합 명세 생성 모듈에서 생성된 통합 명세를 이용하여 상기 다수의 사이버-물리 시스템 간의 공통 임무에 대한 행위 명세에 관한 임무 시나리오를 생성하는 시나리오 정의 모듈; 및
상기 시나리오 정의 모듈에서 생성된 임무 시나리오를 단계별로 실행하여 상기 통합 명세 및 상기 FMEA 수행 결과를 기반으로 이벤트를 추적하는 시나리오 실행 모듈을 포함하며,
상기 시나리오 실행 모듈은 상기 통합 명세와 각 단위 사이버-물리 시스템에 대한 FMEA 자료를 근간으로 공통의 컴포넌트와 커넥터를 연결하여 추적을 수행하고,
이벤트 추적 결과에 따라 상기 임무 시나리오가 최종 상태에 도달할 수 있는지 여부를 판단하여 협업간 안정성을 검사하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 사이버-물리 시스템의 상호 작용 명세 작성 및 협업간 안정성 검사 시스템.
삭제
제1항에 있어서, 상기 사이버-물리 시스템은,
지능형 로봇 시스템 또는 자율 주행 차량 시스템인 것을 특징으로 하는 사이버-물리 시스템의 상호 작용 명세 작성 및 협업간 안정성 검사 시스템.
위협 분석 모델 입력 모듈이 각 사이버-물리 시스템(cyber-physical system, CPS)의 FMEA(failure mode and effect analysis) 수행 결과를 입력받는 단계;
기능 명세 입력 모듈이 각 사이버-물리 시스템의 임무 수행과 관련한 명세(specification)를 입력받는 단계;
통합 명세 생성 모듈이 상기 기능 명세 입력 모듈에서 입력받은 명세를 이용하여 협업을 수행하는 다수의 사이버-물리 시스템의 상호 작용을 도출하기 위한 통합 명세를 생성하는 단계;
시나리오 정의 모듈이 상기 통합 명세 생성 모듈에서 생성된 통합 명세를 이용하여 상기 다수의 사이버-물리 시스템 간의 공통 임무에 대한 행위 명세에 관한 임무 시나리오를 생성하는 단계;
시나리오 실행 모듈이 상기 시나리오 정의 모듈에서 생성된 임무 시나리오를 단계별로 실행하여 상기 통합 명세 및 상기 FMEA 수행 결과를 기반으로 이벤트를 추적하는 단계; 및
상기 시나리오 실행 모듈이 상기 이벤트 추적 결과에 따라 상기 임무 시나리오가 최종 상태에 도달할 수 있는지 여부를 판단하여 협업간 안정성을 검사하는 단계를 포함하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 사이버-물리 시스템의 상호 작용 명세 작성 및 협업간 안정성 검사 방법.
2개의 단일의 사이버-물리 시스템인 CPS_1과 CPS_2의 임무 수행을 위한 협업이 요구되면, 통합 명세 생성 모듈이 각 CPS의 기능을 명세한 2개의 기능 명세에서 공통의 컴포넌트 목록(CC_List)과 공통 정보 자원을 포함하는 커넥터 목록(CR_List)를 생성하는 단계(S201);
상기 통합 명세 생성 모듈이 위 2개의 리스트를 이용하여 협업 과정에서 발생할 수 있는 상호 작용에 대한 CPSIMS 명세를 생성하는 단계(S202);
상기 통합 명세 생성 모듈이 임무 시나리오의 초기 상태에 해당되는 CPSIMS 컴포넌트와 FMEA 항목을 식별하도록 구성되는 단계(S203);
식별된 컴포넌트를 시작으로 시나리오에 제시된 일련의 이벤트들을 이용하여 CPSIMS와 FMEA의 상호 연결 정보를 기반으로 임무 수행 과정을 추적하는 단계(S207, S208);
이러한 추적 과정에서 임무 시나리오의 임의 이벤트가 FMEA 결함 모드와 맵핑(mapping)되는 경우, 임무 시나리오는 정상적으로 완료되지 못하고 결함이 발생되는 단계(S210);
만약에 임무 시나리오가 FMEA의 결함 상태와 맵핑되지 않고 CPSIMS의 명세를 기반으로 시나리오의 최종 상태까지 도달되는 경우 임무 수행이 정상적으로 종료될 수 있다고 판단하는 단계(S206); 및
상호 작용 실패로 인한 결함 발생인지(S210), 상호 작용 임무가 정상 수행되었는지를 판단하면(S206), CPS_1과 CPS_2의 협업 임무 시나리오가 종료되는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 사이버-물리 시스템의 상호 작용 명세 작성 및 협업간 안정성 검사 방법.
제 5항에 있어서,
상기 공통의 컴포넌트 목록인 CC_List는 {식별자, 컴포넌트 타입, 컴포넌트 명칭, {연결된 커넥터}}와 같이 정의되고,
상기 커넥터 목록 CR_List는 식별자, 커넥터 명칭, 자원 명칭, 구분으로 정의되는 것을 특징으로 하는 사이버-물리 시스템의 상호 작용 명세 작성 및 협업간 안정성 검사 방법.