[시스템 엔지니어링(137)] 인간 시스템 엔지니어링(1) / 상호작용 구체화
[시스템 엔지니어링(137)] 인간 시스템 엔지니어링(2) / 성능, 노동량 및 훈련 레벨 추정

상호작용 구체화

1. 업무 설계와 분석

 

일단 시스템 기능이 특정 시스템 구성품에 대해 지정되고 나면, 기능은 일반적으로 보다 상세하게 정의될 수 있다. 인간에게 할당된 기능은 일반적으로 업무로 불린다. 시스템 요구사항과 기능 구조의 제약사항이 주어진다면 인간공학 엔지니어는 인간이 시스템 내에서 어떻게 그들에게 할당된 업무를 수행할 것인지 명확하게 정의할 필요가 있다.

(1) 업무 목록 개발
인간이 수행하는 업무를 검토하기 전에, 고려되고 있는 업무의 완전한 목록을 종합할 필요가 있다. 그와 같은 분해가 유용하다면, 이 프로세스 또한 업무의 분해 과정이 포함된다. 거의 모든 인간공학 엔지니어에게 업무목록(task list)의 작성에 대한 책임이 주어지지만, 업무를 보다 잘 이해하기 위하여 시스템 엔지니어나 다른 설계자와 함께 일하기 원한다. 인간공학 엔지니어는 시스템 엔지니어와 다른 설계엔지니어로부터 얻은 정보를 평가하고 인적업무의 완전한 목록을 고안해 내게 될 것이다.

업무 목록 개발에 대한 부가적인 입력사항은 승인된 기능 할당과 인터페이스-특정 업무를 포함한다. 인터페이스-특정업무는 선택된 인터페이스의 기능들로 작성된다. 인터페이스-특정 업무는 통상적으로 업무 설계를 정의하지만, 설계프로세스의 반복적인 속성으로 인하여, 인간공학 엔지니어는 후반의 의사결정에 도움을 주기 위해 업무 목록을 다시 작성한다. 

업무 목록 개발과 연관된 두 가지 표준 항목은 <표 1>과 같다. 

표 1. 업무 목록 개발과 연관된 표준 항목

(2) 업무특성, 상호작용 및 결과에 대한 식별
업무 목록이 만들어지고 나면, 각 업무의 독특한 특성에 대한 윤곽이 그려져야 한다. 이러한 보다 자세한 정의는 각각의 업무에 대한 이해를 보다 용이하게 하며, 업무설계 및 분석프로세스상의 다른 단계에서 사용할 수 있다. 인간공학 프로세스의 업무설계 및 분석 부분은 매우 반복적이며, 이러한 식별 모두에 대한 결과는 각각에 대한 입력 데이터로 사용할 수 있다.

인간공학 엔지니어의 업무정의는 시스템설계와 밀접한 관계가 있다. 이것은 설계가 업무를 완성하는 가능한 방식에 영향을 미치기 때문이다. 인간공학 엔지니어는 시스템설계에 대한 정확한 이해를 나타내는 가장 유용한 일련의 업무특성을 만들어 낼 수 있다. 

시스템설계에 대한 가장 정확한 표현은 아마 시스템 엔지니어의 최신 물리적 아키텍처 대안으로부터 구체화된다. 시스템 엔지니어의 기능 분해 또한 분석 과정을 고찰하는 데 유용하게 사용될 것이다. 만약 분해가 인간공학 엔지니어가 요구하는 세부적인 수준이 아니라면 보다 기능적인 분석이 필요할 수 있다. 

업무특성, 상호작용 및 결과 식별에 연관된 두 가지 표준 항목은 <표 2>와 같다.

표 2. 업무특성, 상호작용 및 결과식별에 연관된  표준 항목

(3) 모델링 도구와 기법 선정
모델링 기법은 전형적으로 후보설계(candidate designs)를 평가하거나 비교하기 위해 사용된다. 만약 서로 다른 설계자에 의해 사용된 모델이 상호 호환성을 갖고 있다면, 특별히 모델링 기법과 실행모델의 효용성은 주목할 만큼 증가된다. 그다음 시스템 엔지니어는 다른 하부시스템을 위해 또는 다른 분야에서 개발된 모델을 결합함으로써 시스템의 상위레벨 모델을 만들어 낼 수 있다. 

업무설계 및 분석에서 인간공학 엔지니어에게 중요한 단계는 유용하고 적절한 모델의 결과를 가져올 적합한 업무 수준의 도구 및 기법을 선정하는 것이다. 도구와 기법은 업무 분석으로부터 얻어진 관련 정보가 확실히 포함되도록 지원하기 위하여 충분히 일찍 선정되어야 한다. 

이러한 모델링 도구와 기법은 업무 목록, 업무 특성, 그리고 업무 상호작용 및 결과가 업무 모델을 만들어 내기 위해 어떻게 사용할 것인지를 결정할 것이다. 시스템과 하부시스템 모델링을 지원하기 위해 자원할당의 중요성이 고려된다면, 전반적인 프로젝트 계획은 프로그램화 된 마일스톤으로서의 인간공학 모델링을 포함해야 한다.

모델링 도구 및 기법 선정에 연관된 두 가지 표준 항목은 <표 3>과 같다.

표 3. 모델링 도구 및 기법선정에 연관된  표준 항목

(4) 업무와 기능 감사
물리적 아키텍처를 조합하는 동안에, 인간과 기계 사이의 할당이 인터페이스 설계에 반영된다. 설계자는 기능아키텍처의 모든 기능이 인간이나 자동화에 의해 수행된 업무에 대해 추적될 수 있다는 것을 입증해야 한다. 그러므로 인터페이스 및 팀 기반의 특정 업무를 포함한 업무 목록 검토는 인터페이스의 기능할당 그리고 팀의 개념 및 설계로부터 생긴 모든 업무를 발견해야 한다. 이러한 검토는 분석과 시뮬레이션으로부터 모든 업무의 위임 고려사항과의 인터페이스에 대한 심사로 생각해도 좋다. 

업무와 기능 감사에 연관된 두 가지 표준 항목은 <표 4>와 같다.

표 4.  업무와 기능감사에 연관된  표준 항목

2. 인간 인터페이스와 팀 개발

인간과 소프트웨어, 하드웨어 그리고 다른 인간 사이의 인터페이스에 대한 설계 및 개념은 식별되고 개발될 필요가 있다. 이 프로세스의 3가지 서로 다른 단계는 인간이 상호작용하는 단일 인터페이스의 설계, 단일 운용자를 위한 사용자 인터페이스 전체 설계 그리고 다중운용자가 팀으로서 상호작용하는 방법을 생각할 수 있다.

인터페이스 개발에서 이러한 각각의 단계는 개념설계 및 상세설계 레벨에서 반복적이거나 동시적으로 생긴다. 인터페이스의 3가지 레벨은 성능 및 설계 요구사항뿐만 아니라 업무분석 기반의 특정 상호작용을 나타내는 개별 인터페이스의 시작과 개별 운용자 레벨에서의 인터페이스 결합으로 기술된다. 그다음 이러한 개인은 다중운용자 인터페이스 설계와 개념을 사용하는 조(crews)나 팀으로 모이게 된다. 각 레벨의 분리된 인터페이스 생성은 자원의 가용성과 개인 사용자 대 조/팀 개발의 우선순위에 따른 어떤 규칙에 의해 수행될 수 있다.

(1) 인간 인터페이스 요점
인간 인터페이스 요점은 인간 사이 또는 인간과 기계 사이에 전달될 수 있는 정보의 내용과 위치(근원과 목적지)로 생각할 수 있다. 또한, 시간과 이벤트를 기반으로 한  특정 조건과 같은 전송 데이터의 종류, 데이터 전송시간, 그리고 다른 인터페이스에 의해 구체화된 제약사항 사이의 노드 또는 요소가 포함된다. 이들은 인터페이스 개념 및 설계의 개발에 사용되고, 조/팀 수준에 이어 개별 수준에서의 인터페이스에 이르게 된다. 

인간공학 엔지니어는 전달될 모든 데이터와 위치, 또는 전달하거나 전달받는 모든 노드를 식별해야 한다. 이것은 기능 분해와 할당뿐만 아니라 (업무 특성과 상호작용 결과를 포함하는) 업무분석, 그리고 시스템 엔지니어에 의해 그 요점으로 개발된 가용한 내·외부 인터페이스 정보에 기초한다. 이러한 시스템레벨의 인터페이스는 자동화 레벨에 적용하기 위해 분해된다.

인간 인터페이스와 연관된 두 가지 표준 항목은 <표 5>와 같다.

표 5. 인간 인터페이스와 연관된  표준 항목

(2) 인간인터페이스와 팀 지침서 선정
인터페이스와 팀의 개발을 위해, 인간공학 엔지니어는 인간 또는 인간과 장비 사이에서 주고받은 정보 또는 자료에 적용할 수 있는 현 지침서를 숙지하고 있어야 한다. 지침서는 제약사항, 발견적 지도법(heuristics) 그리고 특정 엔지니어링이나 설계집단에 대한 사전연구에 따라 설계를 하는 데 도움이 된다. 지침서 제목은 제한되지는 않지만, 짧은 용어와 업무기억 제한, 전시와 통제양식, 물리적 또는 강도 제한사항 그리고 그룹 역동성(group dynamics)을 포함한다.

표준 및 지침서의 선정과 이행에 대한 시스템 엔지니어와 인간공학 엔지니어 사이의 협력은 시스템레벨 지침서를 어떻게 인간공학 설계에 적용할 수 있을지를 식별하는 데 도움이 된다. 시스템레벨 지침서의 완전한 적용은 종종 특정 하위레벨에서 상세지침서의 이행이 요구된다. 예를 들어, 특정 컴퓨터시스템 아키텍처가 선정되면, 그다음 이와 관련된 사용자 인터페이스 설계지침서를 충족시켜야 한다.

인간 인터페이스와 팀과 연관된 두 가지 표준 항목은 <표 6>과 같다.

표 6. 인간 인터페이스와 팀과 연관된  표준 항목

(3) 인터페이스와 팀 개념 또는 설계 개발
시스템 엔지니어에 의해 초기 물리적 아키텍처가 조합되고 승인되면, 인간, 하드웨어 그리고 소프트웨어와 같은 시스템 구성품 간의 인터페이스가 개발된다. 다른 시스템 구성품과 인간 간의 상호작용은 기능 아키텍처, 할당 결정 및 인간공학 입력을 기반으로 하게 된다. 

인간공학 엔지니어는 개인이 비인간적 시스템 구성품과 어떻게 상호작용하고 인간이 팀의 일원으로 어떻게 함께 활동하는지에 대한 설계와 최적화에 책임을 부여받게 된다. 인터페이스 개념과 설계는 인간과 초기에 특정화된 다른 시스템 구성품 간의 상호작용에 대한 요구사항을 기초하여 개발된다. 이 개념은 설계보다 덜 세분화되고 구체화되어 있지만, 서로 간에 주고받으면서 반복 과정을 통해 개발된다. 

팀과 개인의 인터페이스 설계는 사용되고 있는 하드웨어와 소프트웨어의 특정 부분이나 형태와 같은 다른 설계 관련 의사결정 때문에 매우 제한된다. 인간공학 엔지니어는 이러한 제약사항 내에서 최적 시스템 성능을 제공하는 인터페이스 설계와 팀을 개발하고자 노력한다. 

인간공학 엔지니어는 시스템레벨의 제약사항(특히 다른 설계 결정에 의해 부과된 것들), 프로젝트와 엔터프라이즈 제약사항, 상용 부품의 가용성(off-the-shelf availability), 제작 또는 구매 대안, 현 과학기술 능력의 상태, 그리고 설계 솔루션 대안 등에 대해 시스템 엔지니어로부터 입력을 요구한다. 어떤 경우, 사전에 결정된 제약사항과 설계 결정은 제안 설계의 실현 가능성을 보장하기 위해 다른 설계 부분과의 상호작용뿐 아니라 제약사항 내 인적성과 분석에 기초하여 재평가될 필요가 있다. 

인간 인터페이스와 팀의 설계개발과 연관된 두 가지 표준 항목은 <표 7>과 같다.

표 7. 인간 인터페이스와 팀의 설계개발과 연관된  표준 항목

민성기 박사 _ 시스템체계공학 원장 (sungkmin0@gmail.com)