Daftar Isi:
Rekayasa sistem adalah bagian penting dari proyek apa pun di industri rekayasa; apakah itu membuat satu komponen sederhana atau merancang produk yang kompleks seperti mobil atau pesawat terbang. Organisasi mapan seperti NASA dan BAE Systems menekankan pentingnya rekayasa sistem untuk memenuhi persyaratan dan berhasil dalam misi dan proyek. Tapi apa sebenarnya rekayasa sistem itu, dan peran apa yang dimainkannya dalam industri Dirgantara?
Untuk menjawab pertanyaan ini, pertimbangkan apa itu sistem. Menurut MIL-HBK-338B Electronic Reliability Design Handbook, sebuah sistem adalah:
“Gabungan peralatan dan keterampilan dan teknik yang mampu melakukan atau mendukung peran operasional, atau keduanya.” (Departemen Pertahanan, 1998)
Sebuah sistem tidak harus serumit kendaraan atau komputer, dan dapat menjadi bagian dari sistem yang lebih kompleks dan lebih besar. Itu bahkan tidak harus buatan manusia; Tata Surya adalah contoh alami sebuah sistem, sedangkan rem pada mobil adalah sistemnya sendiri yang berkontribusi sebagai bagian dari sistem yang lebih besar. Sistem adalah kumpulan komponen yang bekerja sama untuk memproses masukan untuk menghasilkan keluaran.
Sistem dapat dipecah menjadi beberapa sistem dan subsistem yang lebih kecil yang mengkhususkan diri pada area berbeda untuk memastikan bahwa keseluruhan sistem sesuai dengan persyaratan dan spesifikasinya. Hierarki sistem ini dapat dibuat untuk membagi persyaratan sistem utama menjadi komponen yang lebih kecil dan lebih mudah dikelola yang dapat didistribusikan di antara subsistem khusus ini.
Gambar 1 - Contoh hierarki sistem. (Moir & Seabridge, 2013)
Untuk memastikan bahwa semua komponen akan bekerja sama dalam keseluruhan sistem, diperlukan banyak komunikasi dan integrasi antar subsistem. Di sinilah rekayasa sistem berperan. Rekayasa sistem dijelaskan oleh Dewan Internasional tentang Rekayasa Sistem (INCOSE) sebagai:
“Pendekatan interdisipliner dan sarana untuk memungkinkan realisasi sistem yang berhasil. Ini berfokus pada menentukan kebutuhan pelanggan dan fungsionalitas yang diperlukan di awal siklus pengembangan, mendokumentasikan persyaratan, lalu melanjutkan dengan sintesis desain dan validasi sistem sambil mempertimbangkan masalah lengkapnya. " (INCOSE)
Rekayasa sistem adalah "holistik dan integratif" dan menjembatani kesenjangan dalam komunikasi antara berbagai subsistem "untuk menghasilkan keseluruhan yang koheren" (NASA, 2009). Sementara subsistem berspesialisasi dan fokus pada satu area dari sistem utama, rekayasa sistem lebih digeneralisasi dan mengambil pendekatan yang lebih berpusat pada tujuan, melihat gambaran yang lebih besar untuk memastikan bahwa subsistem bersatu secara efektif untuk menghasilkan sistem utama akhir dalam tenggat waktu dan anggaran.
Rekayasa Sistem di Aerospace
Organisasi di sektor seperti otomotif dan kedirgantaraan menemukan rekayasa sistem sangat berguna untuk mengidentifikasi solusi alternatif, mencegah masalah yang tidak terduga, dan memastikan pelanggan puas dengan kualitas produk jadi. Lebih lanjut, INCOSE menyatakan bahwa “penggunaan rekayasa sistem yang efektif dapat menghemat lebih dari 20% anggaran proyek” (INCOSE, 2009). Perangkat lunak rekayasa sistem sekarang memungkinkan perusahaan untuk menguji model konsep terhadap persyaratan pelanggan melalui simulasi virtual, dan menghasilkan bukti keamanan yang terdokumentasi untuk penilaian dari badan sertifikasi seperti Civil Aviation Authority (CAA) (3dsCATIA, 2011). Ini membantu mengurangi pemborosan bahan dari pengujian prototipe, modifikasi dan kemungkinan pembongkaran, serta membuat proses dari konsep ke produk jauh lebih cepat dan lebih efisien.
Tujuan insinyur sistem adalah membantu pelanggan untuk memahami dengan benar masalah yang dihadapi dan menyiapkan solusi untuk masalah yang dapat dipilih pelanggan. Insinyur sistem kemudian dapat memimpin dan membimbing departemen yang berbeda dari tim proyek menuju tujuan penerapan solusi ini, dengan memulai dengan keluaran yang diinginkan untuk menentukan masukan yang diperlukan dan kemudian secara konstan mengacu kembali ke persyaratan pelanggan untuk memastikan sistem akhir sesuai dengan spesifikasinya. Untuk ini, seorang insinyur sistem perlu memiliki sejumlah keterampilan dan sifat yang berbeda termasuk:
- Kompetensi teknis yang luas: insinyur sistem memerlukan pemahaman mendasar tentang sebagian besar, jika tidak semua, subsistem yang berbeda, dan keinginan untuk mempelajari lebih lanjut tentang bidang ini;
- Apresiasi nilai proses dan tujuan keseluruhan yang perlu dipenuhi untuk mencapai tujuan akhir, dan kemampuan untuk menangani tujuan ini kepada tim subsistem;
- Seorang pemimpin yang percaya diri, tetapi juga anggota tim yang kuat dan tegas. Harold Bell dari Kantor Pusat NASA mengemukakan bahwa "seorang insinyur sistem yang hebat benar-benar memahami dan menerapkan seni kepemimpinan dan memiliki pengalaman serta jaringan parut dari upaya mendapatkan lencana pemimpin dari timnya" (NASA, 2009);
- Keterampilan pemecahan masalah dan berpikir kritis;
- Komunikasi yang luar biasa dan keterampilan mendengarkan aktif dan kemampuan untuk membuat koneksi di seluruh sistem;
- Kemampuan untuk mengambil pendekatan yang berpusat pada tujuan sebagai lawan dari wawasan teknis atau kronologis: seorang insinyur sistem melihat keluaran untuk menentukan masukan yang diperlukan untuk sebuah proyek dan perlu untuk dapat melihat gambaran yang lebih besar, hanya berfokus pada detail yang lebih kecil Saat dibutuhkan;
- Nyaman dengan perubahan dan ketidakpastian: menurut NASA, insinyur sistem perlu memahami dan mendorong kuantifikasi ketidakpastian dalam tim untuk merancang sistem yang mengakomodasi ketidakpastian ini (NASA, 2009);
- Kreativitas dan naluri rekayasa untuk menemukan cara terbaik untuk memecahkan masalah sambil menghargai risiko dan implikasinya;
- Paranoia yang tepat: mengharapkan yang terbaik, tetapi memikirkan dan merencanakan skenario terburuk sebagai tindakan pencegahan.
Beberapa karakteristik perilaku seorang insinyur sistem dapat diringkas menjadi satu atribut: pemikiran sistem. Pemikiran sistem pertama kali didirikan pada tahun 1956 oleh profesor MIT Jay Forrester, yang menyadari perlunya metode yang lebih baik untuk menguji ide-ide baru tentang sistem sosial, dengan cara yang sama di mana ide-ide di bidang teknik dapat diuji (Aronson). Berpikir sistem adalah seperangkat prinsip umum yang memungkinkan orang untuk memahami dan mengelola sistem sosial dan memperbaikinya.
Pendekatan pemikiran sistem pada dasarnya berbeda dengan analisis bentuk tradisional. Untuk satu hal, analisis tradisional berfokus pada reduksionisme — mengurangi bagian-bagian dari sistem utama (juga disebut sebagai holon) menjadi komponen yang terus menurun (Kasser & Mackley, 2008). Sebaliknya, pemikiran sistem melihat gambaran yang lebih besar dan bagaimana sistem atau bagian berinteraksi dengan holon lainnya, dan mengenali loop dan hubungan antara holon. Hal ini sering kali dapat menghasilkan kesimpulan yang sangat berbeda dengan kesimpulan yang dihasilkan dari penggunaan metode analitis tradisional, tetapi juga dapat membantu dalam menentukan perilaku holon yang muncul dan kemungkinan hasil yang tidak diinginkan - mengharapkan hal yang tidak terduga. Dengan mengambil langkah-langkah ini, menjadi lebih mudah untuk mengidentifikasi solusi baru dan lebih efektif untuk masalah yang kompleks dan berulang,sekaligus meningkatkan koordinasi dalam organisasi.
Dalam industri, insinyur sistem diminta untuk bekerja dengan sejumlah pemangku kepentingan yang berbeda, masing-masing dengan perspektif mereka sendiri untuk desain dan pengembangan produk yang diperlukan. Misalnya, jika organisasi kedirgantaraan akan melihat ke dalam konsep pengembangan pesawat sipil baru, akan ada berbagai pemangku kepentingan yang dipertanyakan, termasuk pemasok bahan dan layanan, penumpang dan awak pesawat, dan otoritas sertifikasi, serta tim teknik yang terlibat langsung dengan proyek tersebut. Gambar 2 menunjukkan pemangku kepentingan tipikal dalam sistem penerbangan sipil, membaginya menjadi empat antarmuka sistem utama: sosio-ekonomi, regulasi, teknik, dan manusia. Dengan mengidentifikasi antarmuka ini, insinyur sistem dapat merencanakan kapan interaksi dengan sistem tertentu diperlukan dan menyederhanakan pengembangan dan operasi,mendokumentasikan seluruh proses.
Gambar 2 - Pemangku kepentingan umum dalam sistem penerbangan sipil. (Moir & Seabridge, 2013)
Setiap pemangku kepentingan saling bergantung satu sama lain dalam antarmuka yang sama. Misalnya, saat mengajukan permohonan sertifikat tipe sejumlah prototipe harus diproduksi untuk menjalani pengujian yang berbeda dan program pemeliharaan harus disatukan untuk mendukung kelaikan udara yang berkelanjutan setelah disain disetujui. Ini diserahkan bersama dengan hasil uji prototipe kepada regulator yang - jika puas dengan aspek keselamatan, kesehatan dan lingkungan dari prototipe - menyetujui prototipe dan otoritas kelaikan udara memberikan sertifikat tipe (MAWA, 2014). Peraturan lebih lanjut kemudian harus dipatuhi agar pesawat tetap memiliki sertifikat tipe dan Sertifikat Kelaikan Udara atau dianggap tidak aman untuk terbang.Oleh karena itu, teknisi sistem harus memahami peraturan yang harus dipatuhi oleh pesawat sepanjang masa pakainya dan metode perencanaan untuk mempertahankannya pada standar laik udara.
Pekerjaan seorang insinyur sistem tidak selesai begitu konsep tersebut menjadi sebuah produk. Kemudian, mereka harus bekerja dengan tim pemeliharaan untuk menjaga produk tetap aman dan dapat digunakan hingga produk dihentikan dari layanan. Gambar 3 menunjukkan siklus hidup pesawat dari sudut pandang Otoritas Penerbangan Sipil (CAA) dan cara insinyur sistem dan manajer produk di bidang penerbangan harus bekerja dengan CAA selama siklus hidup.
Gambar 3 - Siklus hidup pesawat (The Civil Aviation Authority of New Zealand, 2009)
Membungkus Semuanya
Rekayasa sistem adalah "kompetensi inti yang penting" untuk sukses dalam industri dirgantara. Yang pertama dan terpenting adalah mengelola kompleksitas untuk mendapatkan desain yang tepat, dan kemudian memelihara dan meningkatkan integritas teknisnya (NASA, 2009). Menurut administrator NASA Michael D.Griffin dalam presentasinya tahun 2007, Rekayasa Sistem dan 'Dua Budaya' Teknik , rekayasa sistem membantu memberikan keseimbangan semua subsistem untuk digabungkan ke dalam sistem yang akan melewati tahap desain awal dan dengan demikian memenuhi persyaratan pelanggan yang dirancang untuk itu (Griffin, 2007).
Dengan melihat ke dalam konsep pengembangan pesawat sipil dan mempertimbangkan berbagai pemangku kepentingan dan antarmuka sistem yang terlibat dalam siklus hidup pesawat, baik secara langsung maupun tidak langsung, terbukti bahwa insinyur sistem memiliki beragam tanggung jawab dan perspektif untuk dikelola di luar sistem rekayasa yang terus ditangani dan dikelola bahkan setelah tahap desain awal selesai. Dengan memastikan bahwa mereka sepenuhnya memahami sejauh mana tujuan akhir dari produk akhir, dan menghargai pengaruhnya terhadap pemangku kepentingan yang berbeda, insinyur sistem dapat menentukan masukan yang diperlukan untuk mencapai target ini dalam tenggat waktu dan anggaran yang tersedia.
Meskipun rekayasa sistem dapat mengambil bentuk yang berbeda tergantung pada industri dan preferensi organisasi, metode yang digunakan tetap konsisten dan tujuannya tetap sama: untuk menemukan desain terbaik untuk memenuhi persyaratan. Dalam setiap proyek teknik akan ada sejumlah subsistem khusus yang perlu disatukan untuk memastikan bahwa hasil akhir dari proyek memenuhi spesifikasinya dengan kemampuan terbaiknya.
Referensi
3dsCATIA. (2011, 30 September). Apa itu "Rekayasa Sistem"? - Koleksi SD. Diambil dari YouTube:
Aronson, D. (nd). Tinjauan Sistem Berpikir. Diakses pada 2016, dari Thinking Page:
Departemen Pertahanan. (1998). MIL-HBK-338B Buku Pegangan Desain Keandalan Elektronik. Virginia: Kantor Kualitas dan Standardisasi Pertahanan.
MEMASUK. (nd). Apa itu Rekayasa Sistem? Diakses pada tahun 2016, dari INCOSE UK:
MEMASUK. (2009, Maret). zPanduan 3: Mengapa berinvestasi dalam Rekayasa Sistem? Diambil dari INCOSE UK:
Kasser, J., & Mackley, T. (2008). Menerapkan pemikiran sistem dan menyelaraskannya dengan rekayasa sistem. Cranfield: Joseph E. Kasser.
Moir, I., & Seabridge, A. (2013). Design and Development of Aircraft Systems (edisi ke-2nd). Chichester: John Wiley & Sons Ltd.
NASA. (2009). Seni dan Ilmu Teknik Sistem. NASA.
© 2016 Claire Miller