[시스템 엔지니어링(136)] 인간 시스템 엔지니어링(1) / 중요한 상호작용
[시스템 엔지니어링(136)] 인간 시스템 엔지니어링(2) / 상호작용 구체화

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.

 

민성기 박사 _ 시스템체계공학원장 (sungkmin0@gmail.com)