System of systems (SoS) vastly differs from conventional systems, both in structure and means of goal achievement. Structurally, SoS contains autonomous systems which are managerially and operationally independent. The autonomous systems composing SoS, commonly referred as constituent systems (CSs), interact each other to achieve common goals. With regard to means to goal achievement, SoS relies on each CSs role and assigned responsibilities. Despite the fact that it may not have full control over their interactions, SoS is entirely dependent on them to fulfill its goal. Due to the complex nature of SoS, which results in its main characteristics including evolutionary development and associated emergent behaviors, there still remains additional efforts to deal and address the challenges posed in the modeling and analysis of SoS’ properties. In this paper, we presented SoS behavior analysis approach via simulation. Some of the main reasons for choosing a simulation approach to this purpose are (1) it is infeasible and impractical to conduct an experiment on real SoS, and (2) simulation gives insight about the unique characteristics of SoS and helps to visualize them. A similar approach is used from the chaos engineering perspective to study and analyze the behavior of complex and distributed systems. Our simulation engine is based on discrete time multi-agent simulation. For our experimentation, to mimic the real-world phenomenon into the simulation, we identified the real-world events that occur in the real-world Mass Casualty Incident (MCI) response SoS. With the identified real-world events, we defined the stimulus which can represent the real-world events and issues in real-world MCI. The identified stimulus, then injected into the developed simulation to mimic the real-life MCI response case in practice. We evaluated the effectiveness of SoS behavior analysis through the MCI scenario.
시스템 오브 시스템즈(SoS)는 구조와 목표 달성 방법에서 기존의 시스템과 다르다. 구조적으로 SoS는 관리 및 운영의 독립성을 가진 구성 시스템(CS)으로 구성되며, 공통의 목표 달성을 위해 서로 상호 작용 한다. 목표 달성과 관련하여 SoS는 각 CS의 역할과 할당 된 책임에 의존한다. 점진적인 발전(evolutionary development)과 행동의 창발성(emergent behavior)을 포함하여 SoS의 복잡한 특성으로 인해, SoS를 모델링하고 분석하는 것은 여전히 큰 문제로 남아있다. 본 논문에서는 SoS의 사례 중 하나인 재난 대응 시스템의 행동 분석을 위한 시뮬레이션 기법을 제안한다. 시뮬레이션은 SoS의 실험 수행을 가능하게 하며, SoS의 고유한 특성에 대한 통찰력과 시각화를 제공한다. SoS의 행동 분석을 위해 복잡한 분산 시스템의 행동을 분석하는 카오스 엔지니어링 접근 방식을 사용한다. 실제 다중 손상사고(MCI) 대응 SoS에서 발생하는 사건과 문제들을 확인하고, 식별 된 사건과 문제들을 표현할 수 있는 자극들을 정의한다. 정의된 자극들은 실제 MCI 대응 사례를 모방한 이산 시간 다중 에이전트 시뮬레이션에 삽입한다. 시뮬레이션 결과 분석을 통해 시뮬레이션 기반 SoS 행동 분석의 효과성을 평가한다.
