[논문 리뷰] The Need to Reconcile Concepts that Characterize Systems Withstanding Threats

Stephanie Galaitsi, Benjamin D. Trump외 2명|arXiv (Cornell University)|2019. 12. 22.

Infrastructure Resilience and Vulnerability Analysis참고 문헌 23인용 수 4

한 줄 요약

이 논문은 언어적 및 수학적 분석을 통해 상호연관된 아홉 가지 시스템 성능 개념—내성, 강건성, 민첩성, 적응성, 신뢰성, 보안성, 안전성, 지속 가능성, 저항성—을 통합하는 개념적 프레임워크를 제안한다. 전문가 인터뷰, 문헌 고찰 및 형식적 모델링을 통합함으로써 명확한 정의와 비교 가능한 시각화를 가능하게 하여, 시스템 기획자들이 시스템 고유의 동적 특성에 기반해 위협 완화에 최적의 전략을 선택할 수 있도록 구조화된 접근법을 제공한다.

ABSTRACT

Desirable system performance in the face of threats and disruptions has been characterized by various management concepts. Through semi-structured interviews with editors of journals in the fields of emergency response and systems management, a literature review, and professional judgment, we identified nine related and often interchangeably-used system performance concepts: adaptability, agility, reliability, resilience, resistance, robustness, safety, security, and sustainability. We analysed expert responses and reviewed the linguistic definitions and mathematical framing of these concepts to understand their applications. We found a lack of consensus on their usage between interview subjects, but using a mathematical framing enriched the linguistic definitions and enabled formulating comparative visualizations and system-specific definitions for the concepts. We propose a conceptual framing to relate the concepts for management purposes. A better understanding of these concepts will allow system planners to pursue management strategies best suited to their unique system dynamics and specific objectives of 'goodness' that all these concepts bring.

연구 동기 및 목표

• 위협에 대한 저항력 및 교란 관리 분야에서 사용되는 아홉 가지 핵심 시스템 성능 개념을 식별하고 분석하는 것.
• 응급 대응 및 시스템 관리와 같은 분야에서 용어 사용과 적용에 대한 합의 부족 문제를 해결하는 것.
• 이 개념들 간의 차이점과 관계를 명확히 하여 실무적 관리에 활용 가능한 통합 개념적 프레임워크를 개발하는 것.
• 시스템 고유의 동적 특성과 '우수성'의 목표에 기반해 최적의 전략을 선택할 수 있도록 지원하는 것.

제안 방법

• 응급 대응 및 시스템 관리 분야의 저널 편집자들과의 반구조화된 인터뷰를 수행하여 일반적으로 사용되는 시스템 성능 개념을 식별하는 것.
• 식별된 개념의 언어적 정의와 수학적 수식을 분석하기 위해 종합적인 문헌 고찰을 수행하는 것.
• 전문가의 의견과 개념의 일관성에 기반해 전문가의 판단을 적용하여 개념을 정밀화하고 분류하는 것.
• 수학적 프레임워크를 활용해 언어적 정의를 풍부하게 하고, 개념 간 관계의 형식적 비교 및 시각화를 가능하게 하는 것.
• 실무적 응용을 위한 아홉 개념 간 상호의존성과 차이점을 맵핑하는 개념 모델을 개발하는 것.
• 복잡한 시스템 설계 및 운영을 위한 의사결정 지원을 위해 시스템 특화 정의와 비교 가능한 시각화를 제작하는 것.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 응급 대응 및 시스템 관리 분야의 전문가들은 아홉 가지 핵심 시스템 성능 개념을 어떻게 정의하고 적용하는가?
• RQ2 내성, 강건성, 민첩성 등의 개념 간 언어적 및 수학적 차이점은 무엇이며, 이들 간의 관계는 어떻게 되는가?
• RQ3 문헌과 전문가들 사이에서 이러한 개념의 사용 및 경계에 대해 어느 정도의 합의가 이루어져 있는가?
• RQ4 수학적 프레임워크는 시스템 설계 및 관리에서 이러한 개념의 명확성과 실용성을 어느 정도 향상시킬 수 있는가?
• RQ5 어떤 개념적 프레임워크가 이러한 개념들을 통합하여 시스템 기획에서 더 나은 의사결정을 지원할 수 있는가?

주요 결과

• 적응성, 민첩성, 신뢰성, 내성, 저항성, 강건성, 안전성, 보안성, 지속 가능성 등 아홉 가지 시스템 성능 개념이 자주 사용되지만, 정의가 일관되지 않게 사용되고 있음을 확인하였다.
• 전문가 인터뷰 대상자들 사이에서도 용어 사용에 대한 합의 부족이 확인되었으며, 이는 개념의 중요성은 공감대를 이루고 있음에도 불구하고 그렇다.
• 수학적 프레임워크는 언어적 정의를 크게 풍부하게 하여 정밀한 차이점과 비교 분석을 가능하게 하였다.
• 제안된 개념적 프레임워크는 시스템 고유의 정의와 시각화를 가능하게 하여 개념 간 관계를 명확히 하였다.
• 이 프레임워크는 시스템 고유의 동적 특성과 위협 프로파일에 기반해 시스템 성능 목표를 전략적으로 선택하는 데에 기여하였다.
• 본 연구는 이러한 개념들을 통합함으로써 시스템 기획 및 위협 완화에서 의사결정의 질이 향상됨을 입증하였다.