FTA와 BBN을 이용한 전투 시스템의 계층적 신뢰성 분석 방법론

Abstract

전투 시스템의 취약점을 분석하여 신뢰성을 높이기 위한 많은 연구가 있다. 전투 시스템의 신뢰성을 분석하기 위해서는 전투 시스템에 대한 다양한 위협 요인을 고려하여야 한다. 대부분의 전투 시스템 신뢰성 분석은 충돌에 관련된 위협을 토대로 신뢰성을 분석하였다. 하지만 충돌과 더불어 에너지, 충격, 진동 등의 다양한 위협이 존재한다. 최근 에너지, 충격, 진동 등의 각각의 위협에 대한 연구와 더불어 이러한 위협들을 동시에 고려해야할 필요성이 대두되었다. 하지만 다양한 위협을 동시에 고려하는 것에 대한 직접적인 방법은 연구되지 않았다. 이에 전투시스템의 신뢰성 분석을 위하여 충돌뿐만 아니라 에너지, 충격, 진동 등 다양한 위협을 동시에 고려하는 방법이 필요하다. 또한, 구성 요소간의 의존적인 관계를 모두 표현할 수 있는 분석 기법을 이용하여 전투 시스템의 신뢰성을 분석하여야 한다.

본 논문에서는 각 요소의 특징들에 따라 FTA 기법과 BBN을 사용하여 계층적으로 신뢰성을 분석하는 방법을 제안한다. 제안하는 방법은 2개의 계층으로 구성되어 있다. 하위 계층에서는 FTA 기법을 이용하여 전투 시스템의 각 구성 요소의 고장 확률을 도출한다. 구성 요소의 고장 확률은 구성 요소가 가질 수 있는 다양한 위협을 동시에 고려하여 분석된다. 상위 계층에서는 하위 계층에서 도출된 구성 요소의 고장 확률을 기반으로 기능 수준(function-level)의 상실 확률을 분석하여 전투 시스템의 신뢰성을 분석한다. 이때 구성 요소들의 고장에 대한 종속적 관계를 고려하기 위하여 BBN을 이용한다.

이러한 방법의 효용성을 검증하기 위하여 대상 시스템을 정의하고 제안하는 방법을 이용하여 사례 연구를 진행한다. 사례 연구에서는 제안하는 분석 방법에 대한 계산을 자동화하기 위해 개발한 프로그램을 이용한다. |There are many studies to analyze the vulnerability of combat system to improve reliability. To analyze the reliability of a combat system, various threats affecting the combat system should be considered. Most reliability analysis of the combat system analyzed reliability based on impact-related threats. However, there are various threats such as energy, shock, and vibration as well as impact. Recently, it is necessary to simultaneously consider the threats, in addition to studying various threats such as fire, shock, and energy. However, no method of integrating the threats has been studied. In order to analyze the reliability of the combat system, it is necessary to take an integrated approach to energy, shock, vibration, and impact. In addition, the reliability of the combat system should be analyzed using reliability techniques that can express all of the dependency relationships between components.

In this paper, we propose a method to analyze reliability using FTA and BBN hierarchically according to the features of each element. This method consists of two layers: a lower layer and a upper layer. In the lower layer, the failure probability of each component of the combat system is analyzed using the FTA. The failure probability of a component is analyzed considering the possible threats of the component. In the upper layer, the loss probability of function-level is analyzed based on the failure probability of the components derived from the lower layer. And the reliability of combat system is analyzed using loss probability of function. BBN is used to consider the dependence of the failure of components.

To verify utility of the proposed method, we defines the target system and analyzes reliability of the system through the case study. we uses a program developed to automate the calculation of the proposed analysis method.