DoDI 5000.97부터 MBSE·MOSA까지

미국 국방 디지털 엔지니어링을 이해하는 4가지 핵심 개념

미국 국방 분야의 무기체계 개발을 살펴보다 보면 DoDI 5000.97, Systems Engineering Guidebook, MBSE, MOSA라는 용어가 반복해서 등장합니다.

 

처음 보면 서로 다른 기술이나 표준처럼 보이지만, 실제로는 미국 국방부(DoD)의 무기체계 획득과 시스템 엔지니어링을 하나의 흐름으로 연결하는 개념들입니다.

 

쉽게 정리하면 다음과 같은 구조로 이해할 수 있습니다.

정책 → 가이드북 → 방법론 → 설계 원칙

 

즉,

DoDI 5000.97 → SE Guidebook → MBSE → MOSA

라는 관점에서 보면 각각의 역할이 훨씬 명확해집니다.

1. DoDI 5000.97은 무엇인가?

DoDI 5000.97은 미국 국방부가 무기체계 획득과 시스템 개발 과정에서 디지털 엔지니어링을 적용하기 위한 정책적 방향을 제시하는 문서입니다.

 

핵심적인 개념은 기존의 문서 중심 개발 방식에서 벗어나 시스템과 관련된 데이터를 디지털 환경에서 연결하고 관리하는 것입니다.

쉽게 표현하면,

 

"무기체계를 문서만으로 관리하지 말고, 디지털 모델과 데이터를 중심으로 개발하라."

 

는 방향이라고 이해할 수 있습니다.

 

여기서 중요한 개념이 바로 Digital Engineering과 Digital Thread, Digital Twin입니다.

요구사항, 시스템 아키텍처, 설계, 시험, 검증, 운용 데이터 등이 서로 단절되지 않고 연결되도록 만드는 것이 핵심입니다.

 

따라서 DoDI 5000.97의 역할은 직접 시스템을 설계하는 것이 아니라, 국방 획득 및 엔지니어링 환경에서 디지털 엔지니어링을 적용하기 위한 상위 정책적 방향을 제시하는 데 있습니다.

2. Systems Engineering Guidebook은 무엇인가?

그렇다면 정책만으로 실제 무기체계를 개발할 수 있을까요?

그렇지는 않습니다.

 

정책을 실제 사업에 적용하기 위해서는 구체적인 시스템 엔지니어링 활동과 절차가 필요합니다.

이때 참고하는 것이 Systems Engineering Guidebook과 같은 시스템 엔지니어링 지침입니다.

 

SE Guidebook은 시스템 개발 과정에서 요구사항을 어떻게 정의하고, 아키텍처를 어떻게 설계하며, 검증과 시험을 어떻게 수행할 것인지에 대한 실무적인 지침을 제공합니다.

 

쉽게 말하면,

DoDI 5000.97이 "무엇을 지향해야 하는가"를 제시한다면, SE Guidebook은 "시스템 엔지니어링을 어떻게 수행할 것인가"를 구체화하는 역할을 합니다.

 

예를 들어 시스템 개발 과정에서는 다음과 같은 활동들이 필요합니다.

• 요구사항 분석
• 기능 분석
• 시스템 아키텍처 설계
• 인터페이스 관리
• 위험 관리
• 설계 검토
• 검증 및 확인
• 시험 및 평가
• 수명주기 데이터 관리

SRR, PDR, CDR과 같은 기술 검토 역시 이러한 시스템 엔지니어링 활동과 연결됩니다.

따라서 SE Guidebook은 디지털 엔지니어링 정책을 실제 사업과 엔지니어링 활동으로 연결하는 실무적인 가이드 역할을 합니다.

3. MBSE는 어디에 들어가는가?

이제 실제 엔지니어가 시스템을 설계하는 단계로 내려가 보겠습니다.

 

여기에서 등장하는 것이 MBSE입니다.

MBSE(Model-Based Systems Engineering)는 시스템 엔지니어링 활동의 중심에 모델을 사용하는 방법론입니다.

 

기존 시스템 엔지니어링에서는 요구사항 문서, 인터페이스 문서, 설계 문서, 시험 문서 등이 서로 다른 문서로 관리되는 경우가 많았습니다.

MBSE에서는 이러한 시스템 정보를 모델을 중심으로 연결합니다.

 

예를 들어 다음과 같은 관계를 모델 안에서 표현할 수 있습니다.

Requirement → Function → Architecture → Component → Interface → Verification

이렇게 하면 특정 요구사항이 어떤 기능과 연결되고, 그 기능이 어떤 시스템 구성요소로 구현되며, 최종적으로 어떤 시험을 통해 검증되는지를 추적할 수 있습니다.

 

이것이 MBSE가 Digital Engineering의 중요한 구현 수단으로 활용되는 이유입니다.

4. MBSE의 핵심은 '모델' 자체가 아니다

MBSE를 단순히 "SysML로 그림을 그리는 기술"이라고 이해하면 부족합니다.

중요한 것은 모델을 통해 시스템 정보를 서로 연결하고 추적할 수 있도록 만드는 것입니다.

 

예를 들어 항공전자 시스템을 개발한다고 가정해 보겠습니다.

 

하나의 요구사항이 다음과 같이 연결될 수 있습니다.

운용 요구사항 → 항법 기능 → 항법 컴퓨터 → 소프트웨어 기능 → 데이터 인터페이스 → 하드웨어 구성품

→ 시험 항목 → 시험 결과

 

이러한 연결 구조가 만들어지면 설계 변경이 발생했을 때 영향을 받는 요구사항, 기능, 하드웨어, 소프트웨어, 시험 항목 등을 보다 체계적으로 추적할 수 있습니다.

 

결국 MBSE는 디지털 엔지니어링 환경에서 시스템 정보를 연결하는 실무적인 방법론이라고 볼 수 있습니다.

5. 그렇다면 MOSA는 무엇인가?

여기서 또 하나의 중요한 개념이 등장합니다.

바로 MOSA입니다.

 

MOSA(Modular Open Systems Approach)는 무기체계를 모듈화하고 개방형 인터페이스와 표준을 활용하여 특정 업체나 특정 기술에 대한 종속성을 줄이려는 접근 방식입니다.

 

쉽게 설명하면,

"무기체계를 하나의 거대한 덩어리로 만들지 말고, 교체 가능한 모듈들의 집합으로 설계하자."

는 개념입니다.

 

예를 들어 항공전자 시스템을 생각해 보겠습니다.

기존에는 특정 업체가 개발한 하드웨어와 소프트웨어가 강하게 결합되어 있을 수 있습니다.

이 경우 일부 기능을 교체하려고 해도 전체 시스템에 영향을 줄 수 있습니다.

MOSA에서는 이를 기능 또는 구성품 단위의 모듈로 분리하고, 모듈 사이에는 표준화된 인터페이스를 적용합니다.

따라서 특정 모듈을 교체하거나 새로운 기술을 추가하기가 상대적으로 쉬워집니다.

6. MOSA에서 중요한 것은 '모듈'보다 '인터페이스'

MOSA를 이해할 때 가장 중요한 부분 중 하나가 인터페이스입니다.

모듈을 분리하는 것만으로는 진정한 개방형 시스템이 만들어지지 않습니다.

 

각 모듈이 서로 정해진 방식으로 통신할 수 있어야 합니다.

이 때문에 국방 분야에서는 다양한 개방형 표준이 활용됩니다.

대표적으로 다음과 같은 사례를 들 수 있습니다.

• FACE
• SOSA
• OpenVPX
• CMOSS
• OMS
• UCI

각 표준은 서로 다른 영역과 목적을 가지고 있지만, 공통적으로 개방형 인터페이스와 모듈화라는 MOSA의 방향성과 연결됩니다.

즉,

 

MOSA = 모듈화 + 개방형 인터페이스 + 표준화 + 교체 가능성

이라는 구조로 이해하면 쉽습니다.

7. MBSE와 MOSA는 경쟁 관계가 아니다

여기서 자주 발생하는 오해가 있습니다.

"MBSE와 MOSA 중 무엇을 적용해야 하는가?"

라는 질문입니다.

 

사실 두 개념은 경쟁 관계가 아닙니다.

역할 자체가 다릅니다.

MBSE는 시스템을 어떻게 모델링하고 분석하며 관리할 것인가에 관한 방법론입니다.

반면 MOSA는 시스템을 어떤 구조와 원칙으로 설계할 것인가에 관한 접근 방식입니다.

 

예를 들어 자동차를 생각해 보면 이해하기 쉽습니다.

MBSE는 자동차의 설계 정보를 디지털 모델로 관리하는 방법에 가깝고,

MOSA는 자동차의 주요 기능을 모듈화하고 표준화된 연결 방식을 사용하여 필요한 부품을 교체할 수 있도록 설계하는 방식에 가깝습니다.

따라서 두 개념은 함께 적용될 수 있습니다.

8. 네 가지 개념을 하나의 흐름으로 보면

이제 네 가지 개념을 하나로 연결해 보겠습니다.

① DoDI 5000.97

디지털 엔지니어링을 국방 획득 및 시스템 개발에 적용하기 위한 정책적 방향을 제시합니다.

② SE Guidebook

시스템 엔지니어링을 실제 사업에서 수행하기 위한 절차와 활동을 제시합니다.

③ MBSE

시스템 요구사항, 기능, 아키텍처, 인터페이스, 검증 정보를 디지털 모델로 연결하고 관리합니다.

④ MOSA

그 디지털 시스템 아키텍처를 모듈화하고 개방형 인터페이스와 표준을 활용하도록 설계합니다.

 

이를 하나의 문장으로 표현하면 다음과 같습니다.

DoDI 5000.97의 디지털 엔지니어링 방향을 시스템 엔지니어링 절차에 반영하고, MBSE를 활용해 시스템을 디지털 모델로 구축하며, MOSA 원칙을 적용해 개방형·모듈형 아키텍처를 구현하는 것입니다.

9. 실제 무기체계 개발에서는 어떻게 연결되는가?

예를 들어 차세대 항공전자 시스템을 개발한다고 가정해 보겠습니다.

먼저 상위 정책과 획득 지침에 따라 디지털 엔지니어링 환경을 구축합니다.

 

그다음 시스템 엔지니어링 프로세스를 통해 요구사항과 기능을 정의합니다.

엔지니어는 MBSE 환경에서 요구사항과 기능, 시스템 아키텍처, 하드웨어와 소프트웨어 구성요소, 인터페이스, 검증 항목을 모델로 연결합니다.

 

그리고 시스템 아키텍처를 설계할 때 MOSA 원칙을 적용합니다.

예를 들어 특정 기능을 하나의 모듈로 분리하고, 다른 모듈과의 연결에는 개방형 표준 인터페이스를 적용합니다.

 

그 결과는 다음과 같은 구조가 됩니다.

정책, DoDI 5000.97 → 시스템 엔지니어링, SE Guidebook → 디지털 모델, MBSE → 개방형 시스템 아키텍처,
MOSA → 표준 인터페이스, FACE / SOSA / OpenVPX / 기타 개방형 표준 → 실제 무기체계

 

이러한 구조를 이해하면 미국 국방 분야에서 Digital Engineering, MBSE, MOSA가 왜 함께 언급되는지 쉽게 이해할 수 있습니다.

10. 한눈에 보는 4개념 비교

성격	정책·지침	시스템 엔지니어링 가이드	엔지니어링 방법론	시스템 아키텍처 접근법
핵심 질문	무엇을 지향할 것인가?	어떻게 시스템을 개발할 것인가?	어떻게 시스템 정보를 모델로 연결할 것인가?	어떻게 개방형·모듈형으로 설계할 것인가?
핵심 개념	Digital Engineering	Systems Engineering	Model-Based Engineering	Modular Open Architecture
주요 대상	국방 획득·개발 체계	시스템 개발 프로세스	요구사항·기능·아키텍처·검증 모델	하드웨어·소프트웨어·인터페이스
대표 결과	디지털 엔지니어링 적용 방향	SE 활동 및 검토 체계	디지털 시스템 모델	개방형·모듈형 시스템
관계	상위 방향	실행 프레임워크	실무 방법론	설계 접근법

11. 핵심은 '정책 → 프로세스 → 모델 → 아키텍처'

결국 네 가지 개념을 복잡하게 따로 이해할 필요는 없습니다.

 

다음 네 단계를 기억하면 됩니다.

1단계 — 정책, DoDI 5000.97, "디지털 엔지니어링을 적용한다."

2단계 — 프로세스, SE Guidebook, "시스템 엔지니어링을 이러한 절차와 활동으로 수행한다."

3단계 — 방법론, MBSE, "시스템 정보를 디지털 모델로 연결하고 관리한다."

4단계 — 설계, MOSA, "시스템을 모듈화하고 개방형 인터페이스와 표준을 적용한다."

 

이렇게 보면 DoDI 5000.97, SE Guidebook, MBSE, MOSA는 서로 대립하는 기술이 아니라 서로 다른 계층에서 하나의 무기체계 개발 생태계를 구성하는 요소라는 것을 알 수 있습니다.

마무리

미국 국방 분야의 디지털 전환을 이해하려면 특정 기술 하나만 보는 것보다 정책부터 실제 설계까지 이어지는 전체 구조를 보는 것이 중요합니다.

 

DoDI 5000.97은 디지털 엔지니어링이라는 방향을 제시하고, SE Guidebook은 시스템 엔지니어링 활동을 구체화하며, MBSE는 시스템 정보를 디지털 모델로 연결하고, MOSA는 그 시스템을 모듈형·개방형 구조로 설계하는 데 활용됩니다.

 

따라서 다음과 같이 기억하면 가장 쉽습니다.

DoDI 5000.97 = 정책적 방향

SE Guidebook = 시스템 엔지니어링 실행 지침

MBSE = 디지털 시스템 모델링 방법론

MOSA = 개방형·모듈형 시스템 설계 접근법

 

결국 이 네 가지가 연결되면서

Digital Engineering → Systems Engineering → MBSE → MOSA → Open Architecture

라는 하나의 흐름이 만들어집니다.

 

이 구조가 바로 미국 국방부가 추진하는 차세대 무기체계 개발에서 디지털 모델, 개방형 아키텍처, 표준 인터페이스가 함께 강조되는 이유입니다.