Systems engineering
Systems engineering adalah bidang interdisipliner dari manajemen teknik dan rekayasa yang berfokus pada bagaimana merancang, mengintegrasikan, dan mengelola sistem yang kompleks selama siklus hidupnya. Pada intinya, systems engineering menggunakan prinsip-prinsip pemikiran sistem untuk mengatur tubuh pengetahuan ini. Hasil individu dari upaya tersebut, sebuah sistem rekayasa, dapat didefinisikan sebagai kombinasi komponen yang bekerja secara sinergis untuk secara kolektif menjalankan fungsi yang bermanfaat.
Isu-isu seperti rekayasa persyaratan, keandalan, logistik, koordinasi tim yang berbeda, pengujian dan evaluasi, pemeliharaan, dan banyak disiplin ilmu lain yang diperlukan untuk desain sistem yang sukses, pengembangan, implementasi, dan penonaktifan akhir menjadi lebih sulit ketika berhadapan dengan proyek-proyek besar atau kompleks. Systems engineering berhubungan dengan proses kerja, metode optimasi, dan alat manajemen risiko dalam proyek-proyek tersebut. Hal ini tumpang tindih dengan disiplin ilmu teknis dan berpusat pada manusia seperti teknik industri, teknik sistem produksi, teknik sistem proses, teknik mesin, teknik manufaktur, teknik produksi, teknik kontrol, teknik perangkat lunak, teknik elektro, sibernetika, teknik kedirgantaraan, studi organisasi, teknik sipil, dan manajemen proyek. Systems engineering memastikan bahwa semua aspek yang mungkin terjadi pada suatu proyek atau sistem dipertimbangkan dan diintegrasikan ke dalam suatu keseluruhan.
Proses Systems engineering adalah proses penemuan yang sangat berbeda dengan proses manufaktur. Proses manufaktur difokuskan pada aktivitas berulang yang mencapai hasil berkualitas tinggi dengan biaya dan waktu minimum. Proses Systems engineering harus dimulai dengan menemukan masalah nyata yang perlu diselesaikan dan mengidentifikasi kegagalan yang paling mungkin atau berdampak paling tinggi yang dapat terjadi. Systems engineering melibatkan pencarian solusi untuk masalah-masalah ini.
Sejarah
Istilah Systems engineering dapat ditelusuri kembali ke Bell Telephone Laboratories pada tahun 1940-an. Kebutuhan untuk mengidentifikasi dan memanipulasi sifat-sifat suatu sistem secara keseluruhan, yang dalam proyek rekayasa yang kompleks dapat sangat berbeda dari jumlah sifat-sifat bagian-bagiannya, memotivasi berbagai industri, terutama industri yang mengembangkan sistem untuk militer Amerika Serikat, untuk menerapkan disiplin ilmu tersebut.
Ketika tidak mungkin lagi mengandalkan evolusi desain untuk meningkatkan sistem dan alat yang ada tidak cukup untuk memenuhi permintaan yang terus meningkat, metode baru mulai dikembangkan yang menangani kompleksitas secara langsung. Evolusi berkelanjutan dari Systems engineering terdiri dari pengembangan dan identifikasi metode dan teknik pemodelan baru. Metode-metode ini membantu pemahaman yang lebih baik mengenai desain dan kontrol perkembangan sistem rekayasa seiring dengan semakin kompleksnya sistem tersebut. Alat bantu populer yang sering digunakan dalam konteks Systems engineering dikembangkan pada masa ini, termasuk USL, UML, QFD, dan IDEF.
Pada tahun 1990, sebuah perkumpulan profesional untuk Systems engineering, National Council on Systems Engineering (NCOSE), didirikan oleh perwakilan dari sejumlah perusahaan dan organisasi di Amerika Serikat. NCOSE didirikan untuk memenuhi kebutuhan akan peningkatan praktik dan pendidikan Systems engineering. Sebagai hasil dari meningkatnya keterlibatan insinyur sistem di luar AS, nama organisasi ini diubah menjadi International Council on Systems Engineering (INCOSE) pada tahun 1995. Sekolah-sekolah di beberapa negara menawarkan program pascasarjana di bidang Systems engineering, dan pilihan pendidikan berkelanjutan juga tersedia untuk para insinyur yang berpraktik.
Konsep
Systems engineering hanya menandakan sebuah pendekatan dan, baru-baru ini, sebuah disiplin ilmu dalam bidang teknik. Tujuan pendidikan dalam Systems engineering adalah untuk memformalkan berbagai pendekatan secara sederhana dan dengan melakukan hal tersebut, mengidentifikasi metode baru dan peluang penelitian yang serupa dengan yang terjadi di bidang teknik lainnya. Sebagai sebuah pendekatan, Systems engineering bersifat holistik dan interdisipliner.
Asal-usul dan ruang lingkup tradisional
Ruang lingkup tradisional rekayasa mencakup konsepsi, desain, pengembangan, produksi, dan pengoperasian sistem fisik. Systems engineering, seperti yang dipahami pada awalnya, termasuk dalam ruang lingkup ini. "Systems engineering", dalam pengertian istilah ini, mengacu pada pembangunan konsep rekayasa.
Evolusi ke ruang lingkup yang lebih luas
Penggunaan istilah "insinyur sistem" telah berevolusi dari waktu ke waktu untuk merangkul konsep yang lebih luas dan lebih holistik tentang "sistem" dan proses rekayasa. Evolusi definisi ini telah menjadi subjek kontroversi yang sedang berlangsung, dan istilah ini terus berlaku untuk ruang lingkup yang lebih sempit dan lebih luas.
Systems engineering tradisional dipandang sebagai cabang dari rekayasa dalam pengertian klasik, yaitu hanya diterapkan pada sistem fisik, seperti pesawat ruang angkasa dan pesawat terbang. Baru-baru ini, systems engineering telah berevolusi untuk mengambil makna yang lebih luas terutama ketika manusia dipandang sebagai komponen penting dari suatu sistem. Peter Checkland, misalnya, menangkap makna systems engineering yang lebih luas dengan menyatakan bahwa 'rekayasa' "dapat dibaca dalam arti umum; Anda dapat merekayasa pertemuan atau kesepakatan politik."
Sejalan dengan cakupan systems engineering yang lebih luas, Systems Engineering Body of Knowledge/SEBoK telah mendefinisikan tiga jenis systems engineering:
- Systems Engineering Produk (PSE) adalah Systems engineering tradisional yang berfokus pada desain sistem fisik yang terdiri dari perangkat keras dan perangkat lunak.
- Systems Engineering Perusahaan (Enterprise Systems Engineering/ESE) berkaitan dengan pandangan perusahaan, yaitu organisasi atau kombinasi organisasi, sebagai sebuah sistem.
- Systems Engineering Layanan (SSE) berkaitan dengan systems engineering layanan. Checkland mendefinisikan sistem layanan sebagai sebuah sistem yang dipahami sebagai sistem yang melayani sistem lain. Sebagian besar sistem infrastruktur sipil adalah sistem layanan.
Pandangan holistik
Systems engineering berfokus pada analisis dan pemunculan kebutuhan pelanggan dan fungsionalitas yang diperlukan di awal siklus pengembangan, mendokumentasikan persyaratan, kemudian melanjutkan dengan sintesis desain dan validasi sistem sambil mempertimbangkan masalah secara menyeluruh, siklus hidup sistem. Hal ini termasuk memahami sepenuhnya semua pemangku kepentingan yang terlibat. Oliver dkk. menyatakan bahwa proses systems engineering dapat diuraikan menjadi:
- Proses Teknis Systems engineering
- Proses Manajemen Systems engineering
Dalam model Oliver, tujuan dari Proses Manajemen adalah untuk mengatur upaya teknis dalam siklus hidup, sedangkan Proses Teknis mencakup menilai informasi yang tersedia, mendefinisikan ukuran efektivitas, membuat model perilaku, membuat model struktur, melakukan analisis trade-off, dan membuat rencana pembuatan & pengujian secara berurutan.
Tergantung pada aplikasinya, meskipun ada beberapa model yang digunakan di industri, semuanya bertujuan untuk mengidentifikasi hubungan antara berbagai tahap yang disebutkan di atas dan memasukkan umpan balik. Contoh model tersebut termasuk model Waterfall dan model VEE (juga disebut model V).
Bidang interdisipliner
Pengembangan sistem sering kali membutuhkan kontribusi dari berbagai disiplin ilmu teknis. Dengan memberikan pandangan sistem (holistik) dari upaya pengembangan, systems engineering membantu membentuk semua kontributor teknis ke dalam upaya tim yang terpadu, membentuk proses pengembangan terstruktur yang berlanjut dari konsep ke produksi ke operasi dan, dalam beberapa kasus, ke penghentian dan pembuangan. Dalam akuisisi, disiplin integratif holistik menggabungkan kontribusi dan menyeimbangkan timbal balik antara biaya, jadwal, dan kinerja sambil mempertahankan tingkat risiko yang dapat diterima yang mencakup seluruh siklus hidup barang tersebut.
Perspektif ini sering kali direplikasi dalam program pendidikan, di mana mata kuliah systems engineering diajarkan oleh fakultas dari departemen teknik lain, yang membantu menciptakan lingkungan interdisipliner.
Mengelola kompleksitas
Kebutuhan akan systems engineering muncul dengan meningkatnya kompleksitas sistem dan proyek, yang pada gilirannya secara eksponensial meningkatkan kemungkinan gesekan komponen, dan oleh karena itu tidak dapat diandalkannya desain. Ketika berbicara dalam konteks ini, kompleksitas tidak hanya mencakup sistem rekayasa tetapi juga pengaturan data secara logis oleh manusia. Pada saat yang sama, sebuah sistem dapat menjadi lebih kompleks karena peningkatan ukuran serta peningkatan jumlah data, variabel, atau jumlah bidang yang terlibat dalam desain. Stasiun Luar Angkasa Internasional adalah contoh dari sistem semacam itu.
Pengembangan algoritme kontrol yang lebih cerdas, desain mikroprosesor, dan analisis sistem lingkungan juga termasuk dalam lingkup systems engineering. Systems engineering mendorong penggunaan alat dan metode untuk memahami dan mengelola kompleksitas dalam sistem dengan lebih baik. Beberapa contoh alat ini dapat dilihat di sini:
- Arsitektur sistem
- Model sistem, pemodelan, dan simulasi
- Optimalisasi matematis
- Dinamika sistem
- Analisis sistem
- Analisis statistik
- Rekayasa keandalan
- Pengambilan keputusan
Mengambil pendekatan interdisipliner untuk sistem rekayasa pada dasarnya kompleks karena perilaku dan interaksi di antara komponen sistem tidak selalu dapat didefinisikan atau dipahami dengan baik. Mendefinisikan dan mengkarakterisasi sistem dan subsistem serta interaksi di antara mereka adalah salah satu tujuan dari systems engineering. Dengan demikian, kesenjangan yang ada antara persyaratan informal dari pengguna, operator, organisasi pemasaran, dan spesifikasi teknis berhasil dijembatani.
Ruang Lingkup
Prinsip-prinsip systems engineering - holisme, perilaku yang muncul, batas, dll. - dapat diterapkan pada sistem apa pun, baik yang kompleks maupun tidak, asalkan pemikiran sistem digunakan di semua tingkatan. Selain pertahanan dan kedirgantaraan, banyak perusahaan berbasis informasi dan teknologi, perusahaan pengembangan perangkat lunak, dan industri di bidang elektronik & komunikasi membutuhkan insinyur sistem sebagai bagian dari tim mereka.
Sebuah analisis oleh INCOSE Systems Engineering Center of Excellence (SECOE) menunjukkan bahwa upaya optimal yang dihabiskan untuk systems engineering adalah sekitar 15-20% dari total upaya proyek. Pada saat yang sama, penelitian telah menunjukkan bahwa systems engineering pada dasarnya mengarah pada pengurangan biaya di antara manfaat-manfaat lainnya. Namun, belum ada survei kuantitatif dalam skala yang lebih besar yang mencakup berbagai macam industri yang dilakukan hingga saat ini. Studi semacam itu sedang dilakukan untuk menentukan efektivitas dan mengukur manfaat systems engineering.
Systems engineering mendorong penggunaan pemodelan dan simulasi untuk memvalidasi asumsi atau teori tentang sistem dan interaksi di dalamnya.
Penggunaan metode yang memungkinkan deteksi dini terhadap kemungkinan kegagalan, dalam rekayasa keselamatan, diintegrasikan ke dalam proses desain. Pada saat yang sama, keputusan yang dibuat di awal proyek yang konsekuensinya tidak dipahami dengan jelas dapat memiliki implikasi yang sangat besar di kemudian hari dalam kehidupan sebuah sistem, dan merupakan tugas insinyur sistem modern untuk mengeksplorasi masalah ini dan membuat keputusan penting. Tidak ada metode yang menjamin keputusan hari ini akan tetap valid ketika sebuah sistem mulai beroperasi bertahun-tahun atau puluhan tahun setelah pertama kali dibuat. Namun, ada beberapa teknik yang mendukung proses systems engineering. Contohnya adalah metodologi sistem lunak, metode dinamika sistem Jay Wright Forrester, dan Unified Modeling Language (UML) - semuanya saat ini sedang dieksplorasi, dievaluasi, dan dikembangkan untuk mendukung proses keputusan perekayasaan.
Pendidikan
Pendidikan dalam Systems engineering sering dilihat sebagai perpanjangan dari kursus teknik reguler,[31] yang mencerminkan sikap industri bahwa mahasiswa teknik membutuhkan latar belakang dasar dalam salah satu disiplin ilmu teknik tradisional (misalnya teknik kedirgantaraan, teknik sipil, teknik elektro, teknik mesin, teknik manufaktur, teknik industri, teknik kimia) -ditambah dengan pengalaman praktis dan nyata agar efektif sebagai insinyur sistem. Program-program universitas yang secara eksplisit mempelajari teknik sistem semakin banyak tetapi masih jarang, dan gelar yang mencakup materi seperti itu paling sering disajikan sebagai gelar BS di bidang Teknik Industri. Biasanya program (baik sendiri atau dikombinasikan dengan studi interdisipliner) ditawarkan mulai dari tingkat pascasarjana baik di jalur akademik maupun profesional, yang menghasilkan gelar MS/MEng atau Ph.D./EngD.
INCOSE, bekerja sama dengan Pusat Penelitian Systems engineering di Stevens Institute of Technology mengelola direktori program akademik di seluruh dunia yang diperbarui secara berkala di lembaga-lembaga yang terakreditasi dengan baik.[6] Pada tahun 2017, direktori ini mencantumkan lebih dari 140 universitas di Amerika Utara yang menawarkan lebih dari 400 program sarjana dan pascasarjana di bidang systems engineering. Pengakuan institusional yang luas terhadap bidang ini sebagai subdisiplin yang berbeda cukup baru; edisi 2009 dari publikasi yang sama melaporkan jumlah sekolah dan program semacam itu masing-masing hanya 80 dan 165.
Pendidikan dalam systems engineering dapat dianggap sebagai sistem-sentris atau domain-sentris:
- Program yang berpusat pada sistem memperlakukan systems engineering sebagai disiplin ilmu yang terpisah dan sebagian besar mata kuliah yang diajarkan berfokus pada prinsip-prinsip dan praktik systems engineering.
- Program yang berpusat pada domain menawarkan systems engineering sebagai pilihan yang dapat dilakukan dengan bidang utama lain dalam bidang teknik.
Kedua pola ini berusaha untuk mendidik insinyur sistem yang mampu mengawasi proyek-proyek interdisipliner dengan kedalaman yang dibutuhkan oleh seorang insinyur inti.
Disadur dari: en.wikipedia.org