복잡한 시스템들의 신규 개발 경험이 많은 선진국들은 우리나라에 “생산기술” 또는 “제조기술”이 발전해 있듯이 “개발기술”이 발전해 있다. 이는 ICT 기술의 발전과 함께 우주항공과 국방산업분야 에서 시작하여 여러 산업분야에 융합적 개발의 방법론으로 발전해 왔다. 1991년에 시작된 국제시스템엔지니어링협의회(INternational Council On Systems Engineering: www.incose.org)에서 정의하는 시스템엔지니어링은 “학제간 접근방법이며 성공적 시스템 개발을 가능하게 해 주는 방법” 이라고 정의하고 있다.

보다 구체화 하면, 고객과 이해관계자들의 필요와 요구되는 기능성을 개발수명주기 초반에 식별하고 분석하여 요구사항들을 문서로 만들고 전 수명주기 이해관계자들의 관심사를 고려한 개념설계와 기본설계의 방법을 제시한다. 또 이들이 구현된 결과물의 시험검증과 확인의 방법도 포함하며 전 개발공정에 걸친 비용, 일정 및 품질목표의 균형적 달성을 위한 조율, 통합과 통제, 그리고 관리 활동을 수행한다. 제품시스템 개발의 성공을 위해서는 제품을 활용해서 성취하고자 하는 임무시스템의 큰 그림을 분석해야 하며 임무시스템의 성공은 보다 큰 그림인 엔터프라이즈 시스템의 목표 달성에서 시작한다.

임무시스템을 성공하게 하기 위해 엔터프라이즈 시스템을 분석하게 되고 시스템적(systemic) 접근방법은 꼬리를 물고 더 큰 그림의 시스템 성공을 위한 응용으로 확산하고 있다. 이처럼 방위 산업과 우주항공 분야에서 복잡한 시스템 개발의 시행착오로부터 교훈이 쌓여 발전한 시스템엔지니어링은 "개발기술"의 공정과 기법을 이끌어 가며 그 응용 영역을 복합시스템(SoS)들과 사회기술적 시스템들의 개발과 진화의 방법론으로 발전하고 있다.

따라서 시스템엔지니어는 상충하는 여러 이해관계자들의 최종목표와 임무를 고려하여 시스템 생명주기 전체에 걸친 자원의 효과성과 효율성을 달성하도록 기술적 기획관리, 문제분석 및 정의, 해결책 정의, 인터페이스 조율, 대안 분석, 통제와 통합, 시험검증과 확인 업무 등을 성공적으로 수행해야 한다. 제품시스템 개발 초기 선행단계에서 수행하는 개념단계의 결과물은 총 개발예산의 8% 정도의 자원만을 소모하지만 개발예산 70% 이상을 결정하는 중요한 역할을 한다. (그림 1)

그림 1. 시스템 엔지니어링의 예방적 효과

개념단계 산출물의 품질이 개발사업 성공을 크게 좌우 할 뿐만 아니라 이 단계가 창의성을 유연하게 수용하며 전체 개발공정의 설계와 위험부담 식별을 통한 사업의 타당성 여부를 판단하도록 하는 필수적 단계임을 시사한다. 따라서 시행착오의 손실을 최소화 하며 새로운 창조적 모험을 더 많이 시도하기 위해서는 모든 산업분야에서 무수히 많은 개념단계 사업들을 수행 할 필요가 있음을 알 수 있다.

역 공학을 통한 시스템 개발이 주로 수행되는 후진국에서는 시도하는 모든 개발사업들이 본격적 개발사업으로 추진되고 또 되어야 하지만 미 국방부와 같이 대부분의 사업들이 창조적인 시스템 개발인 환경에서는 개념설계 단계 후에 소수의 사업들만 체계개발로 이어지고 많은 사업들이 필수 요소기술의 성숙도 문제 또는 예산과 일정위험요소를 내포하여 추후에 성공 사업을 위하여 미루거나 중단하는 경우가 보편적이다. 기술적 또는 비용적 타당성 문제 등으로 요소기술 개발과제들을 발생 시키거나 비용대비 운용타당성 문제가 해결 될 때 까지 체계개발 사업을 보류한다.

이와 같이 사업단계를 여러 단계로 나누어 수행하는 이유는 "관심사를 나누기(Separation of Concerns)"라는 지혜에 기반을 둔다. 철학 또는 신학으로 시작한 학문들이 여러 분야로 분화되어 점점 더 많은 전공분야들로 분화하는 현상이나 복잡한 일거리의 공정을 여러 단계로 나누어 자원 투입 손실을 최소화하는 공정최적화 관점에서 접근하는 방법들이 이에 기초한다. (그림 2)는 미국 NASA 사업들에서 전체 사업예산 대비 초기 시스템엔지니어링 예산 투입비율이 사업예산 초과에 미치는 영향을 미 연방예산청이 분석한 자료이다. 개발단계의 진척에 따른 설계오류 수정 비용이 기하급수적으로 커짐을 알 수 있고 개념단계의 품질 여부가 사업 성공을 담보하고 있음을 보여 준다.

그림 2. NASA 사업별 비용초과 대비 시스템 정의 예산

이렇게 중요한 시스템엔지니어링 지식 없이 개발사업을 수행한다면 결국 시스템을 난 개발하는 결과를 가져올 것이며 우리나라의 대부분 국책사업들과 복잡한 첨단 시스템 개발 사업들이 왜 반복적으로 예산/일정 목표 달성에 실패하고 있는 지를 대변해 주고 있다. 시스템엔지니어링은 실패를 예방하기 위한 개발 초기 활동과 수명주기에 걸쳐 단계별 위험부담을 항상 점검하고 사전에 완화하며 시스템 최상부에서 꼭 필요한 기능적 그리고 비 기능적 창발성이 얻어져 개발사업이 성공하는데 필요한 기술적 조율과 통합관리를 수행하며 전 수명주기에 걸쳐 시스템의 무결성(integrity)을 지속해서 검증하고 확인하는 역할을 한다.