이 장에서는 시스템 개발 기간 동안 인간 요소 엔지니어와 시스템 엔지니어 사이에 발생되는 중요한 상호작용을 기술한다. 이러한 상호작용은 공유되어야 하는 정보, 결정해야만 하는 사항, 그리고 승인이 요구되는 활동이나 전반적인 의사결정 활동을 포함한다.
이러한 정보는 인간공학이나 인간 시스템 엔지니어링(HSE : Human Systems Engineering)에 관한 전반적인 내용 또는 인간공학 업무를 수행하는 ‘방법(how-to)’에 대한 지침으로서의 역할을 하고자 함에 있다. 따라서 인간공학 노력의 통합과 이해를 통해 시스템 엔지니어에 대한 지침을 제공하는 데 그 목적이 있다.
이 장에 포함된 모든 정보는 시스템 엔지니어링과 인간공학 양 분야에 대한 업무분석으로부터 시작된다. 이 업무분석은 인력 충원 가용성(MAF : Manning Affordability Initiative)에 대한 인간중심 설계환경(HCDE : Human Centered Design Environment)을 지원하기 위하여 수행된다.
특정한 시스템 엔지니어링이나 인간공학 프로세스에 대해 잘 알지 못하는 상호작용을 독자적인 방법으로 알아보려고 하는 노력이 계속되어 왔다. 그러나 일반적으로 시스템 엔지니어의 관점에서 수용된다는 사실을 받아들여야 한다. 이를 위해 ‘시스템 엔지니어’와 ‘인간요소 엔지니어’라는 용어가 사용된다. 연관된 내용이 비록 단순한 형태일지라도 여러 사람이 연관되어 있기 때문에 엔지니어링 팀에 의해 분석되고 수행되어야 한다.
이러한 업무를 수행하기 위하여 ‘시스템 엔지니어’로 분류된 사람에게 그 자격을 부여함에 있어서 여러 가지 측면에 정의하고 있으나, 여기서는 그림 1에서와 같이 연관된 콘텍스트 내에 있는 몇 가지의 특정 판단기준을 적용하고 있다.
그림 1. 시스템 엔지니어와 인간 요소 엔지니어 사이의 상호작용 콘텍스트
시스템 엔지니어의 과거 훈련과 경험 또는 개발 중인 시스템의 형태 때문에, 시스템 엔지니어의 활동은 소프트웨어공학 또는 소요분석과 같은 프로세스의 특별한 영역에 초점이 맞추어질 수 있다.
그러나 시스템 엔지니어는 전반적으로 시스템설계에 대해 책임을 진 사람이다. 시스템 엔지니어는 요구사항이나 시스템 기능정의에 매우 활동적인 역할을 하게 되나, 시스템 엔지니어의 책임은 시스템의 물리적 설계를 통해 보다 많은 활동을 수행하게 된다.
이 시점에서, 시스템 엔지니어의 목적은 통합하는 사람, 그리고 특별한 훈련으로 특화된 엔지니어에 의해서 제출된 설계제안에 대한 결합과 갈등을 해소하는 일 및 특별한 하부시스템 전반에 대하여 책임을 져야 한다.
인간 요소 엔지니어는 이러한 시스템 엔지니어의 여러 가지 역할 가운데 인간 요소 분야를 함께 수행한다. 인간 요소 엔지니어는 인간 요소 관련 업무와 해당 업무 설계를 전문으로 하며, 기기 사용에 따른 사람과의 상호작용과 설계 대상 시스템 내에서 인간 하부시스템에 대한 책임을 함께 담당하게 된다.
다음 절에서 시스템 엔지니어와 인간공학 엔지니어의 상호간에 어떠한 작용이 있는지에 대하여 무슨 방법이 가장 분명한지를 설명해 주고 있다. 또한, 보다 중요한 상호작용을 추가적으로 기술하고 있다.
각각의 상호작용에 대한 설명은 이러한 관계가 IEEE 1220-1998, 시스템 엔지니어링 프로세스의 적용 및 관리에 대한 표준, 그리고 EIA-632 시스템 엔지니어링 프로세스에서 어떻게 시스템 엔지니어링 프로세스에 관련되고 있는지에 대한 내용을 참고로 제시하고 있다.
중요한 상호작용
시스템 엔지니어링 활동에 근거한 상호작용에 기초하여, 인간 시스템 엔지니어링에서 다루어야 할 중요한 상호작용은 다음 네 가지 주제로 선정하고 있다.
• 시나리오 정의 및 사용자 검토(Scenario Definition and User Review)
• 기능 분석 참여(Participation in Function Analysis)
• 기능 할당 결정(Function Allocation Decisions)
• 모델 적합성(Compatibility of Models)
이러한 상호작용은 인간 요소 엔지니어의 업무량을 표현하는 것이 아니라 인간 요소 엔지니어가 시스템 엔지니어 또는 다른 설계자와 어떠한 상호작용이 발생하고 있는지를 알아내는 가장 중요한 방법을 제시하고 있다는 사실을 말한다.
상호작용이란 현재 계획되어 있거나 개발 중인 상태에서 수행되는 것만을 반드시 표현할 필요는 없다. 그러나 대신에 이들은 인간공학이 시스템 엔지니어링 내에서 보다 나은 방향으로 통합될 수 있는 핵심적인 상호작용을 표현하는 것이 바람직하다. 인간공학 참여의 수준이 설계 단계에 따라 다를지라도 인간공학 팀은 시스템 개발 프로세스에서 처음과 나중을 연결하는 연관성을 제시해야 한다.
1. 시나리오 정의와 사용자 검토
인간 요소 엔지니어는 종종 운용자와 사용자가 나머지 시스템과 어떻게 상호작용하는지에 대해 식별하고 구체화하기 위하여 이전의 시나리오를 확대하고 새로운 시나리오를 구축할 필요가 있다. 다른 단계나 운용방식이 기술될 수 있고, 시나리오가 전형적인 조건과 최악의 상황을 모두 포함하여 제시할 수도 있다. 반면에 시스템 개발이나 시험에 사용되는 많은 시나리오는 시스템에 대한 외부로부터의 조건과 이벤트만을 포함하여 작성한다.
인간 요소 엔지니어는 시스템이 어떻게 반응하고 운용될 것인가를 묘사하는 시나리오에 보다 더 관심이 높다. 시스템에 대한 외부로부터의 이벤트와 조건만 묘사하는 시나리오는 사용자 시각으로부터 시스템 운용과 기능성을 포함함으로써 더욱 그 범위가 확장된다.
이러한 시나리오는 운용자와 사용자에 대한 업무와 직무분석을 수립하고 설계와 절차를 시험하기 위하여 사용된다. 이러한 시나리오가 사용자와 운용자의 시각에서 만들어졌기 때문에, 시나리오는 사용자 검토 동안에 피드백을 유도함으로써 훌륭한 전달 수단이 될 수 있다. 시나리오는 서면기술서 또는 스토리보드(storyboard) 시퀀스로 간단하게 표현될 수 있기 때문에, 시스템 개발의 초기단계에서 유용하게 사용될 수 있다.
상세하게 기술된 하드웨어와 소프트웨어의 내부 작업은 그와 같은 상세함이 사용자의 시각과는 관계가 없기 때문에 정의될 필요는 없다. 이를테면 잠재적인 사용자와 같은 검토자는 전형적으로 요구사항 목록이나 기능적 기술서보다 기술적 시나리오로부터의 보다 좋고 상세한 피드백을 제공할 수 있다.
사용자대표나 다른 적절한 개인을 포함한 사용자 중심의 시나리오 검토는 시스템의 물리적 설계, 기능적 능력 또는 심지어 성능 요구사항에 대해 피드백을 제공할 수 있다. 이러한 검토의 정렬 없이, 시스템 엔지니어는 단지 시스템 요구사항이 사용자나 운용자의 소요 및 제한과 양립한다는 것을 가정할 뿐이다.
인간 요소 엔지니어는 전형적으로 시나리오와 시스템 설계에 대한 사용자 검토를 수행하는 데 가장 적합한 설계자이다. 이러한 방법으로 시나리오가 사용되게 하려면 인간 요소 엔지니어는 시스템의 운용을 정확하게 표현하는 시나리오를 가져야만 한다.
또한, 인간 요소 엔지니어는 이를테면 형상을 통제하고 전시하는 것에 추가하여 요구사항과 시스템 기능 등과 같은 이슈에 대한 피드백을 수집하기 위해 준비된다.
시스템이 어떻게 사용자와 운용자에 대하여 작업과 제안된 업무를 수행할 예정인지에 대한 이슈의 이해는 시스템의 전반적인 운용에서 인간의 역할을 이해하는 데 필수적이다. 인간공학 엔지니어와 시스템 엔지니어 사이의 적절한 상호작용으로 시나리오와 사용자 검토는 시스템 요구사항, 기능, 그리고 설계에 대해 조기에 빠른 피드백이 가능해진다.
2. 기능분석 참여
기능분해와 기능아키텍처에 대한 정의가 시스템의 기능할당에 상관없이 포괄적으로 수행되기 때문에, 인간공학 참여와는 무관한 영역으로 비춰질 수 있다. 그러나 여기에는 차후에 기능분석을 변경해야만 하는 경우를 줄일 수 있는 인간공학 참여에 대한 두 가지 뚜렷한 이유가 있다.
첫 번째로, 인간공학 엔지니어는 시스템 내에서 인간이 존재하기 때문에 포함되어야만 하는 기능을 식별하는 데 도움을 줄 수 있다. 생명유지 또는 의사소통 등과 같은 어떤 기능은 인간의 할당된 책임과는 관계없이 요구된다. 시스템의 초기 운용개념으로부터 가정된 할당을 포함하여, 일단 몇 가지 예비할당이 이루어지면 다른 기능이 명백해진다.
둘째로, 업무의 설계 및 분석에 있어 인간공학 엔지니어의 향후 작업의 대부분은 기능분석 결과에 의해서 좌지우지될 것이다. 타이밍, 시퀀스 또는 기능의 상호작용에 대한 어떤 정보는 인간의 업무와 직무 설계에 있어 매우 유용하다. 타이밍과 업무 중복은 작업부담(workload)에 영향을 미치며, 예상하지 못한 작업결과는 인식력 있는 수행력을 크게 증가시킬 수 있다.
인간공학의 참여 없이, 기능분석은 인간에게 최적으로 할당되는 기능과 하부기능에 대해 불충분하게 구체화 될 수 있다. 인간 요소 엔지니어는 정보에 대해 잠재적으로 부정확한 가정을 찾아내거나 기능분석을 계속하게 된다.
3. 기능할당 결정
시스템 요소에 대해 정확한 기능할당이 인간의 능력과 한계에 대한 고려사항을 필요로 하기 때문에, 인간공학 엔지니어의 참여가 필수적이다. 인간공학 엔지니어는 기능이나 기능의 일부분이 인간에게 할당되어야 하는지, 말아야 하는지에 대한 합리적인 평가가 가능토록 한다.
기능과 하부기능이 명백하게 구체적으로 정의될 때까지, 많은 기능이 ‘완전 수작업 (fully manual)’ 또는 ‘완전 자동화(fully automated)’가 아닌 ‘결합(combinations)’으로 할당된다. 그러나 인간 요소 엔지니어는 인간과 기술이 최적의 기능을 수행하기 위하여 어떻게 상호 작용할 수 있는지를 기술하는 데 도움을 준다.
기능 할당 프로세스에서 시스템 엔지니어와 다른 참여자는 일반적으로 인간의 능력과 한계를 가지고 있을지 모르겠지만, 인간공학 엔지니어는 사용자의 특별한 능력과 한계에 대해 더 많은 것을 알고 있다. 이러한 참여가 차후에 변경이 불가능하거나 비용이 많이 드는 부적절한 결정을 방지하기 때문에 참여가 더 일찍 이루어질수록 그 결과는 더욱 좋아진다.
인간공학 엔지니어는 인간적 또는 비인간적 할당을 하는 데 필요한 기능이나 기능의 일부를 식별하는 데 도움이 될 수 있다. 그와 같은 결정에 대한 이유는 예상되는 사용자의 능력, 시스템 초기개념의 일부로서 만들어진 가정, 그리고 직무설계에 유용한 기능의 그룹화를 벗어난 기능을 포함하기 때문이다. 이것을 가능한 한 일찍 위임 할당하는 것은 더욱 구체적인 시스템정의에 도움이 되며, 또한 이들 할당이 잘못된 시스템 요소로 만들어지는 것을 방지한다.
4. 모델의 적합성
제안시스템, 하부시스템 또는 구성품의 설계는 시스템이 정확한 모델링을 통하여 구축되기 전에 평가된다. 다른 분야의 모델과 비교했을 때 범위가 제한되고 구체적일지라도, 인간공학 모델은 인간이 서로서로 또는 시스템의 나머지와 어떻게 상호작용하는가에 대해 유용한 정보를 제공할 수 있다. 그러한 모델은 인간공학 엔지니어에게 시스템 내에서 인간의 수행을 최적화하는 데 도움을 줄 수 있다.
그러나 인간공학 엔지니어의 주요 목표는 전반적 시스템의 수행을 최적화하기 위하여 인간의 수행을 결정하는 것이어야 한다. 이것을 달성하기 위하여, 인간공학 모델은 시스템의 설계에 사용되는 다른 모델과의 호환이 필요하다.
호환성(compatibility)은 인간공학 엔지니어에 의하여 다른 모델과의 상호운용성(interoperability)과 현존 모델의 확장 모두에 대해 허용된다. 그러한 호환성 없이는, 인간공학 모델이 시스템의 하드웨어와 소프트웨어에 대한 정확한 표현을 포함할 수 없을 것이다.
모델의 호환성은 인간공학 엔지니어에 의한 인적 성과(human performance)에 대한 정확한 모델이 요구되며, 인적 성과가 전반적 시스템의 수행에 어떻게 영향을 미치는지에 대한 모델링을 필요로 한다.
상호작용 구체화
이 장에서는 두 프로세스의 업무분석(task analyses)에서 다루지 않는 시스템과 인간공학 상호작용의 모든 것을 개략적으로 설명한다. 각각의 상호작용은 상호작용 시 설계 프로세스를 특성화하기 위하여 콘텍스트 정보로 시작된다. 프로세스에 대한 암시뿐만 아니라 상호작용에 대한 추가적인 상세정보가 따른다. 마지막으로, IEEE 1220-1998과 EIA-632의 참고사항이 제공된다.
1. 임무분석
시스템 개발의 임무분석 단계는 전반적인 시스템 능력과 시스템의 임무 또는 목적에 대한 결정을 포함한다. 시나리오나 임무 프로필이 만들어진다. 시스템의 경계는 시스템 환경 및 다른 외부시스템과의 시스템 상호작용에서처럼, 식별될 필요가 있다.
(1) 비교시스템 선택
시스템 개발에서 자주 사용되는 접근방법은 선행 시스템에 대한 설계 하에서 시스템을 비교하는 것이다. 현재 시스템의 전부 또는 일부가 유사한 기능을 수행하고 유사한 목표를 가지고 있으며, 또는 유사한 구성품으로 이루어져 있는 몇몇 선행시스템의 전체 또는 일부와 비교할 수 있다. 비록 그것이 비공식적이고 심지어 우연한 것일 지라도, 개발자가 유사시스템의 개발이나 사용을 통해 얻어진 경험을 가지고 있을 때 약간의 비교가 이루어진다.
인간공학 담당자는 설계목표나 인적 성과 요구사항(human performance requirements)을 정립하기 위하여 비교시스템의 성과를 관찰하거나 분석하기도 한다. 수집될 수 있는 다른 여러 형태의 데이터는 역사데이터, 관측데이터, 사용자데이터 또는 피드백, 그리고 실험시제로부터의 데이터 등이 있다. 다중 비교시스템의 과거 성과정보는 설계에 대한 옵션을 선택하거나 제한하기 위하여 사용된다.
비교시스템이 임무 또는 구현에 있어 현재 시스템과 유사해야만 하는 반면, 인간공학 엔지니어에게 유용한 시스템이 전반적인 시스템 통합레벨에서 유용하지 않을 수 있다. 그러나 인간공학 엔지니어는 비교기준으로서 시스템 엔지니어나 다른 엔지니어에 의해 선택된 시스템을 중점적으로 다루어야 한다.
시스템 엔지니어가 인간공학 엔지니어에 대해 관련이 있다고 생각되는 시스템 또는 하부시스템은 설계 중에 있는 시스템에 대해 유사성과 적합성을 확고히 하기 위해서 인간공학 엔지니어에 의해 평가된다. 비교시스템에 대한 조기식별은 계속되는 권고가 설계결정에 보다 효과적인 영향을 미치도록 한다. 비교시스템 선택과 연관된 두 가지 표준에서의 항목은 다음 <표 1>과 같다.
표 1. 비교 시스템 선택과 연관된 표준 항목
(2) 시스템 사용시나리오
이를테면 시스템시나리오, 설계참고임무, 그리고 임무프로필 또는 시계열(time lines) 등과 같은 도구는 시스템 설계 동안 다양한 분야에서 사용된다. 이러한 소스로부터의 정보는 요구되는 외부시스템과의 상호작용을 식별하고, 시스템에 대한 기능 요구사항을 결정하며, 그리고 외부시스템과의 상호작용에 대한 성능 요구사항을 수립하는 데 사용된다. 일단 설계가 끝나면, 그러한 시나리오와 시계열 일정은 시스템 설계옵션을 평가하고 확인하기 위해 사용된다.
개발 중인 시스템의 사용자와 운용자를 적절하게 설명하기 위하여, 몇몇 시나리오는 이들의 시각에서 정의되어야 한다. 시스템은 임무단계, 임무 시간 스케일 및 시스템 외부이벤트 등의 식별을 포함하여, 시스템 임무의 상세한 이벤트를 사용자의 시각으로부터 기술한 시나리오를 사용한다. 사용자 시각으로부터의 시나리오는 설계 프로세스에서 조기에 사용자 또는 필요한 문제에 대한 전문가 피드백을 이끌어내기 위한 강력한 도구이다.
인간공학 엔지니어에 의해서 정의된 시스템 사용시나리오는 종종 시스템 엔지니어에 의해서 개발되거나 승인되는 시나리오의 확장 또는 부분집합일 것이다. 시스템 사용시나리오에 대한 정의는 전형적으로 시스템을 보다 심도 있게 정의하는 인간공학 엔지니어 영역이라는 가정이 요구된다. 그러므로 이러한 시나리오는 시스템 엔지니어에 의해 승인되거나 적어도 검증되어야 한다. 인간공학 엔지니어는 시나리오가 잠재적 또는 달성 가능한 설계를 정확하게 반영하도록 해야 한다.
실질적이고 확실한 시스템 사용시나리오 없이, 설계 프로세스에서 사용자와 운용자에게 책임을 지운다는 것은 어려운 일이다. 시나리오가 시스템설계에 대한 가정을 확장해 나갈 때, 그러한 가정은 다른 분야에 의해서 검증되고 받아들여져야 한다. 시스템 사용 시나리오와 연관된 두 가지 표준 항목은 <표 2>와 같다.
표 2. 시스템 사용 시나리오와 연관된 표준 항목
(3) 사용자 환경 특성과 영향
시스템설계는 시스템이 적용될 환경조건에 대해 책임져야 한다. 일단 조건이 식별되면, 이들 조건의 효과와 결과적으로 발생하는 설계 제약사항이 확인되어야 한다.
인간 요소 엔지니어는 환경조건을 평가하고 인간에게 크게 영향을 미치는 모든 조건이 식별됐는지 또는 그렇지 않은지를 결정할 필요가 있다. 인간공학 엔지니어는 인적 성과(human performance)에 대한 환경 특성의 영향을 정량화하고, 시스템 엔지니어와 설계 결정에 필요한 다른 설계 분야에 대한 데이터를 제공할 필요가 있다. 어떤 경우에, 인간공학 엔지니어는 환경영향을 완화, 제거, 또는 보상하는 방법을 결정할 필요도 있을 것이다.
보다 많은 시스템의 물리적 설계가 완성됨에 따라, 추가적으로 생기는 환경적 요인이 명확하고 뚜렷하게 정의된다. 그러므로 인간공학 엔지니어는 유발요소를 식별하고 또한 어떻게 외부환경 요소가 인간에게 영향을 미치는지 결정하기 위해 시스템 설계를 반복적으로 검토해야 한다.
일단 환경요소의 영향이 평가되면, 요망하는 시스템레벨 및 인적 성과가 달성될 수 있을지 없을지에 관해 결정해야 한다. 어떤 경우에는, 환경의 수행영향이 시스템이나 구성품 모델과 시뮬레이션에 포함될 필요가 있다. 시스템 환경 특성 및 영향과 연관된 두 가지 표준 항목은 <표 3>과 같다.
표 3. 시스템 환경 특성 및 영향과 연관된 두 가지 표준 항목
2. 소요분석
소요분석 동안, 소스 요구사항이 식별되고 분명해지며 그리고 우선순위가 결정된다. 요구사항은 보다 구체적으로 하향 분해된다. 각각의 하위레벨 요구사항은 상위레벨에 대하여 추적된다. 보다 구체적으로 요구사항이 정의됨에 따라, 요구사항은 계획된 시스템 구현에 대해 보다 구체화되며, 다른 전문 분야의 설계자가 포함된다.
(1) 인간공학 제약사항
제약사항은 시스템설계를 제한하는 암시적인 요구사항을 의미한다. 이들은 규격서로부터 직접 만들어지는 것이 아니며, 대신 외부제약의 결과이다. 어떤 제약사항은 인간공학 엔지니어에 의한 설계결정 또는 분석으로부터 생긴다. 많은 제약사항은, 이를테면 센서능력, 지구력 한계 및 강도 등과 같은 인간의 타고난 제한사항으로부터 온다.
일단 사용자 집단의 특성이 더욱 확실해지면, 다른 제약사항도 분명해질 수 있다. 특성이 구체화됨에 따라, 제약사항은 다른 설계분야에 대해 식별되고 반복된다. 어떠한 경우, 다른 전문 분야로부터의 제약사항은 설계분야 사이의 협력이 요구되며 병행하여 개발되고 문서로 제시되어야 한다. 인간공학 제약사항과 연관된 두 가지 표준항목은 <표 4>와 같다.
표 4. 인간공학 제약사항과 연관된 두 가지 표준항목
(2) 인적 성과 요구사항과 인간공학 설계 요구사항
소요분석 동안, 다양한 소스와 전문 분야로부터의 요구사항은 상충을 해결하기 위하여 분석되어야 한다. 인간공학 엔지니어는 근본적으로 2가지 형태의 요구사항, 즉 인적 성과 요구사항과 인간공학 설계 요구사항에 대해 책임이 있다. 인적 성과 요구사항은 인간에게 할당된 작업시간과 정확성을 포함한다.
인간공학 엔지니어는 제안된 요구사항이 예정된 운용자와 사용자에 의해 달성될 수 있도록 해야 한다. 인간공학 엔지니어는 어떤 경우에, 외부 요구사항, 다른 시스템 구성품의 규격서, 또는 유망한 운용자와 사용자의 능력과 제한사항에 기반한 인적 성과 요구사항을 정의한다.
인간공학 설계 요구사항은 그들의 지정된 업무를 운용자에게 맞추고 돕기 위해 필요한 하드웨어와 소프트웨어의 특정 관점에 관심을 갖는다. 이러한 요구사항은 운용자와 사용자가 서로 간에 그리고 시스템의 기타 분야와 상호작용하도록 하기 위해 무엇을 설계하고 구축해야 하는지를 정의한다.
인적 성과 요구사항은 종종 시스템의 다른 성능 요구사항으로부터 도출되거나 최소한 성능여건에 의해 제한된다. 운용자 작업의 정확도, 반응시간 및 다른 속성은 시스템레벨의 유사한 속성에 영향을 미친다. 그러므로 인간공학 엔지니어에 의해 만들어진 요구사항은 시스템레벨 요구사항과 유사한 형식을 가져야 한다.
시각적이며 전자적인 공통형식(common format)은 인적 성과 요구사항의 도출을 더욱 쉽게 한다. 또한, 이러한 요구사항의 검증이나 승인을 보다 단순한 작업으로 만든다. 동일한 방법으로, 인간공학 설계요구사항은 공통포맷을 공유해야 한다. 이러한 요구사항의 경우, 공통형식은 요구사항이 다른 분야의 시스템 설계자에 의해 검토되거나 수행됨에 따라 더욱 중요해진다.
설계가 보다 구체화됨에 따라, 인간공학 엔지니어와 다른 전문 분야 사이의 연속적인 상호작용은 더욱 더 유리해진다. 요구사항의 수행은 검증이 필요하며, 추가적인 설계 의사결정은 설계가 진행됨에 따라 만들어질 필요가 있다.
인적 성과 요구사항 및 인간공학 설계 요구사항과 연관된 두 가지 표준항목은 <표 5>와 같다.
표 5. 인적성과 요구사항 및 인간공학 설계요구사항과 연관된 표준항목
3. 기능분석
기능분석은 시스템이 요구사항을 어떻게 충족시킬 것인지를 정의하는 기능아키텍처로 시스템 요구사항의 전환을 포함한다. 기능아키텍처는 할당이나 구현에 대한 참고사항을 포함하지 않지만, 어떤 기능은 구현에 대한 의사결정 때문에 포함된다.
(1) 기능분해
각각의 기능은 종종 다양한 방법으로 분해될 수 있으며, 가장 좋은 분해는 기능파라미터의 적절한 정의로 결정된다. 기능이 세부적으로 분해됨에 따라, 기능이(하드웨어, 소프트웨어, 그리고 인간을 포함한) 시스템 구성품의 특정한 형태로 할당된다.
기능할당은 파라미터를 보다 상세하게 세분화시키며, 분해를 검증하는 역할을 수행한다. 비록 기능에 대한 정의와 분해가 할당과는 독립적이고 인간공학 엔지니어와 관계가 없는 것처럼 보일 수도 있지만, 분해와 분석의 결과는 차후 설계 활동에 사용된다.
인간공학 엔지니어에게 중대한 대부분 정보는 분해하는 일과 관련이 적을 수 있다. 타이밍 요구사항, 유효정보, 소요정보, 그리고 다른 입력은 연속적인 인간공학 설계의 의사결정을 위해 필요하다. 분해하는 동안 필요한 정보를 확실하게 정의하는 최적의 방법은 다른 설계자와 연계된 인간공학 엔지니어의 업무활동을 준비하게 된다. 기능분해 활동과 연관된 두 가지 표준 항목은 <표 6>과 같다.
표 6. 기능 분해 활동과 연관된 표준 항목
(2) 기능아키텍처 검토
기능 분해와 함께 기능아키텍처는 할당에 대한 의사결정을 명백히 나타내지 않는다는 사실에도 불구하고 인간공학 엔지니어와 매우 깊은 관계가 있다. 그러나 기능아키텍처는 할당에 대한 의사결정을 의미한다. 기능아키텍처를 검토하고 시스템과 계획된 역할에 사람을 포함시키는 것과 관련된 모든 관점이 포함되도록 하는 것이 인간공학 엔지니어의 책임이다.
최상위레벨 시스템 기능의 경우에 인간공학 엔지니어는 추가적인 상위레벨 기능이 시스템 개념에서 계획된 인간의 역할에 대한 설명을 위해 추가될 필요가 있는지 없는지에 대한 피드백을 준비할 수 있다. 이 정도의 레벨에 추가될 기능이 거의 없을 것 같지만, 추가 기능은 기능 분해 동안에 포함시키기 위해 분류하여 목록화할 수 있다.
시스템의 기능 흐름은 시스템에 인간을 포함시키는 것이 상충되지 않도록 평가할 필요가 있다. 보강된 분석은 보다 많은 할당 관련 의사결정이 이루어지고 보다 큰 레벨의 분해에 도달할 때 가능하다. 기능 아키텍처 검토 활동과 연관된 두 가지 표준 항목은 <표 7>과 같다.
표 7. 기능 아키텍처 검토 활동과 연관된 표준 항목
4. 기능 할당
기능 할당의 목표 가운데 하나는 인간과 기술 사이의 시스템 기능을 효과적으로 분배하는 것이다. 이러한 책임의 대부분은 인간공학의 영역에서 만나게 된다. 이 작업을 진행하는 인간공학 엔지니어의 한 가지 방법은 잠재적 운용자와 인간공학기술의 능력과 한계를 식별하고 그다음 가능한 할당을 결정하기 위하여 다양한 옵션을 평가하는 것이다.
먼저, 인간공학 엔지니어가 어떤 기능이 특별히 인간이나 기계에 할당되어야 하는지를 결정하고, 그 다음 추가적인 잠재적 할당을 개발하기 위해 절충을 수행한다.
(1) 인간 요소 공학기술의 고려사항
기술에 대해 어떤 기능이 할당되어야 하는지에 대한 가장 좋은 의사결정을 내리기 위해서는 가용한 기술의 형태, 그리고 고유능력과 제한사항을 아는 것이 중요하다. 시스템 엔지니어는 설계 중인 특정 시스템에 유용한 가용기술의 일반능력과 제한사항을 평가하기 위한 연구를 수행한다. 비슷하게, 인간공학 엔지니어는 인간공학에 특별하게 적용되는 기술을 식별하기 위해 연구와 분석을 수행하고 추가적으로 이들의 능력과 제한사항을 보다 구체적으로 정의한다.
관련 기술은 의사결정 지원시스템과 인적 성과 모델, 그리고 인간-컴퓨터 상호작용기술을 포함한다. 잠재적 인간공학 기술의 정확한 평가는 인간공학 엔지니어에게 이러한 요소를 운용자의 능력 및 제한사항과 절충하도록 한다. 인간 요소 공학기술과 연관된 두 가지 표준 항목은 <표 8>과 같다.
표 8. 인간 요소 공학기술과 연관된 표준 항목
(2) 의무 할당 초기식별
할당의 첫 단계 중 하나는 특별히 인간이나 특정기술에 할당해야 하는 기능에 대한 식별이다. 예를 들어, 매우 빨리 끝내야 하는 복잡한 수치계산이 있다면, 이것은 아마도 소프트웨어로 할당되어야 한다.
반면에, 잠재적인 적에 대한 사격 여부를 판단해야 하는 것과 같은 중요한 의사결정 사항이 있다면, 이 기능은 기계에 맡겨지지 않고 아마 운용자 고유의 책임으로 결정될 것이다. 시스템 엔지니어는 인간 엔지니어의 권고를 어느 정도 근거로 하여 의무 할당(mandatory allocation)을 결정한다.
위임 할당에 대한 의사결정이 이루어지는 동안 인간공학 엔지니어가 고려해야 할 많은 중요한 정보소스가 있다. 설계에 대한 외부정보는 설계영역에 적용할 수 있는 운용개념이나 인간공학 문헌 등과 같은 문서를 포함한다. 유용하게 쓰일 수 있는 인간공학 프로세스 내에서 도출된 정보소스에는 시스템 사용시나리오 또는 개략적인 요구사항, 제약사항, 그리고 능력/제한사항 등을 나타내는 다양한 문서들이 있다.
상위레벨 기능을 다룰 때, 특정한 수행레벨의 할당은 부적당할지 모르지만, 인간과 기술(예를 들어, 감독, 의사결정 지원 또는 자동화 지원) 사이의 상호작용 형태를 정의할 수 있다.
만약 위임 할당 결정이 초기에 완성된다면, 위임 요구사항과 맞지 않는 불필요한 설계상의 노력을 방지할 수 있다. 의무 할당 초기식별과 연관된 두 가지 표준 항목은 <표 9>와 같다.
표 9. 의무 할당 초기식별과 연관된 표준 항목
(3) 기능 할당 초안 작성과 승인
위임 기능 할당과 추가 할당은 시스템 엔지니어링 프로세스, 인간공학 프로세스 그리고 설계 프로세스의 외부소스로부터 많은 요소와 다양한 정보를 고려하여 개발된다. 이것은 비용과 이득의 주의 깊은 절충이 요구되는 경우 설계상에서 복잡한 단계가 될 수 있다. 할당 결정이 모호하면, 사용자 검토나 성과 그리고 작업량 추정과 같은 시스템 엔지니어링 절충연구 또는 인간공학 연구를 수행할 필요가 있다.
일단 기능 할당 초안이 작성되면, 시스템 엔지니어에 의하여 승인되어야 한다. 만약 시스템 엔지니어가 그 개발에 포함되게 된다면, 승인은 단순한 단계가 된다. 인간공학 엔지니어가 독자적으로 추천서를 개발하게 되면, 시스템 엔지니어는 변경사항에 대한 피드백이나 제안을 하게 된다. 더욱이, 시스템 엔지니어는 결정되었거나 고려되고 있는 다른 영향력이 큰 결정사항에 대하여 인지를 하고 있어야 한다.
그러므로 시스템 엔지니어는 인간공학 엔지니어에 의해 제안된 할당의 목적 그리고 분야별 전문가 활동의 목적과 제약사항을 고려할 수 있어야 한다. 이것은 시스템 엔지니어와 인간공학 엔지니어가 일련의 할당에 동의할 수 있을 때까지 정제(refinement)하는 반복적인 프로세스이다. 기능할당초안 작성 및 승인과 연관된 두 가지 표준 항목은 <표 10>과 같다.
표 10. 기능 할당 초안 작성 및 승인과 연관된 표준 항목
민성기 _ 시스템체계공학원장 (sungkmin0@gmail.com)
