To analyze a complex system, many researchers in the modeling and simulation (M&S) domain recently have performed a simulation-based analysis based on the system of systems (SoS) concept, and a representative example is the C3 systems, consisting of communication (C) and command and control (C2) system. This approach, based on the SoS, has the advantage that it enables the detailed analysis, but requires a prolonged simulation execution time per one trial, which has difficulties in analyzing various parameters. To solve this problem, this dissertation proposes a method for analysis of C3 SoS using a transformation of a federation into an integrated simulation. This transformation technique reduces the execution time while maintaining accuracy by abstracting the system other than the one to be analyzed, consisting of two phases: 1) model hypothesis and 2) behavior function identification. In the former, we can construct an abstracted model for the simulation through the proposed extended formalism; in the latter, the characteristics of the model influenced by other systems can be expressed. From the case study on C and C2 analysis, the experimental results show that this method shortened the time considerably while maintaining the accuracy within an acceptable error range and we expect that this method will enable the exploratory analysis of the complex systems other than C3.
복잡한 시스템을 분석하기 위해, 최근 모델링 및 시뮬레이션 분야에서는 복합 체계를 통해 시뮬레이션 기반 분석을 수행하고 있고, 대표적인 사례는 통신 시스템과 지휘통제 시스템으로 구성된 C3 복합 체계이다. 이와 같은 복합 체계에 기반한 접근은 상세한 분석이 가능하다는 장점을 지니지만, 한 번 수행하는데 긴 실행 시간을 요구하고, 이는 다양한 시나리오의 분석을 어렵게 한다. 이를 해결하기 위해, 본 학위논문에서는 페더레이션으로부터 단일 시뮬레이션으로의 변환 기법을 통한 C3 복합 체계 분석 방법에 대해 제안한다. 본 변환 기법은 분석하고자 하는 이외의 시스템을 추상하여, 정확성을 유지하면서 실행 시간을 단축하고, 이는 모델 가정 단계와 행동 기능 식별 단계로 구성된다. 모델 가정 단계에서는 제안하는 형식론을 통해 시뮬레이션 가능한 추상화된 모델을 구성할 수 있고, 행동 기능 식별 단계에서는 해당 모델이 타 시스템으로부터 받는 영향을 표현할 수 있다. 통신 및 지휘통제 시스템 분석에 대한 실험을 통해, 제안한 방법은 일정 오차 범위 이내에서 정확성을 보존하면서 시뮬레이션 시간을 단축하였고, 이를 통해 C3 이외의 다양한 복합 체계에 대한 탐색적 분석이 가능할 것으로 기대한다.
