Apa itu rekayasa sistem berbasis model (MBSE)?

Proses rekayasa sistem berbasis model memiliki beberapa keunggulan dibandingkan pendekatan rekayasa tradisional ketika merancang sistem dan subsistem yang kompleks:

Ada tiga komponen utama MBSE: pertama adalah model arsitektur sistem (SAM), yang berfungsi sebagai sumber kebenaran tunggal untuk proyek. Kedua adalah perangkat lunak simulasi teknik yang menentukan apakah yang ada di dalam SAM sesuai dengan persyaratan dan apakah SAM akan beroperasi sesuai rencana. Terakhir, pusat komputasi terpusat, yang bisa berbasis cloud atau fisik, melakukan semua fungsi dan menyimpan hasil. Bersama-sama, semua bagian ini membentuk benang digital, yang memastikan bahwa apabila pembaruan dilakukan pada satu model, maka pembaruan tersebut akan diperbarui pada semua model lainnya dalam sistem.

Proses rekayasa sistem berbasis model adalah serangkaian fase yang saling berhubungan yang memandu pengembangan sistem dari konsep hingga selesai.

Pertama, para pemangku kepentingan mendefinisikan tujuan sistem dan konteks di mana sistem tersebut akan beroperasi. Kebutuhan tersebut kemudian diterjemahkan ke dalam kebutuhan sistem yang spesifik dan terukur. Alat bantu MBSE dan pemodelan data memungkinkan pembuatan model terperinci yang menangkap persyaratan ini, sehingga konsisten dan selaras dengan tujuan keseluruhan. Melalui desain arsitektur sistem, struktur keseluruhan sistem dikembangkan.

Setelah arsitekturnya siap, desain yang lebih rinci dari masing-masing komponen dimulai. MBSE memfasilitasi simulasi perilaku sistem, yang memungkinkan para insinyur untuk menguji dan menyempurnakan desain mereka dalam lingkungan virtual. Hal ini membantu dalam mengidentifikasi dan menyelesaikan masalah sebelum prototipe fisik dibuat.

Dari sini, sistem dibangun dan dirakit, menggunakan model sebagai referensi untuk memastikan konsistensi. Proses verifikasi, pengujian, dan validasi dilakukan untuk memastikan sistem berfungsi sebagaimana mestinya. Setelah diterapkan, model MBSE dapat digunakan untuk mendukung aktivitas pemeliharaan dan peningkatan di masa mendatang, memastikan sistem terus memenuhi kebutuhan yang berubah selama siklus hidupnya.

Sebagai pendekatan rekayasa sistem, MBSE mengandalkan berbagai alat dan bahasa, mulai dari aplikasi diagram sederhana, spreadsheet, alat bantu pemodelan, dan platform alur kerja hingga perangkat lunak yang canggih. Beberapa contohnya antara lain:

• SysML (Systems Modeling Language): SysML adalah bahasa pemodelan grafis yang memperluas UML (Unified Modeling Language) dan dirancang untuk rekayasa sistem. Ini menyediakan cara standar untuk merepresentasikan sistem dengan berbagai diagram yang membantu memvisualisasikan komponen dan perilaku sistem.

• Alat bantu perangkat lunak MBSE: Alat bantu perangkat lunak yang dirancang khusus untuk MBSE menawarkan lingkungan untuk membuat, mengedit, dan mengelola model SysML. Mereka memfasilitasi kolaborasi, kontrol versi, dan integrasi dengan alat bantu teknik lainnya.

• Alat simulasi dan analisis: MBSE sering menggunakan alat simulasi untuk pengujian dan analisis sistem. Kembaran digital, atau representasi virtual dari objek atau sistem yang mencakup siklus hidup mereka, berfungsi sebagai salinan dinamis untuk pengujian guna melihat bagaimana sistem berperilaku dalam kondisi yang berbeda; hal ini membantu mengidentifikasi potensi masalah dan mengoptimalkan kinerja.

• Alat bantu manajemen persyaratan: Melacak persyaratan sistem adalah hal terpenting dalam proyek yang kompleks, sehingga alat bantu digunakan untuk memastikan semua persyaratan tersebut ditangkap, dilacak, dan kompatibel dengan desain sistem.

MBSE sangat bermanfaat untuk proyek-proyek besar dan kompleks karena kemampuannya untuk mengelola kompleksitas dan memfasilitasi komunikasi di antara tim yang besar. Tetapi juga dapat diadaptasi untuk proyek-proyek yang lebih kecil, sehingga menghasilkan komunikasi yang lebih baik dan pengurangan kesalahan. MBSE juga dapat diimplementasikan secara bertahap, sehingga mudah untuk melacak dan mengatur proyek seiring perkembangannya. Hal ini dapat bermanfaat di seluruh bidang teknik digital dan disiplin ilmu teknik lainnya.

Dengan memungkinkan alokasi sumber daya yang lebih efisien, mengurangi limbah, dan memfasilitasi desain sistem yang lebih hemat energi, MBSE dapat membantu mencapai tujuan pembangunan berkelanjutan. Penekanannya pada pemikiran sistem yang holistik dan terintegrasi membantu dalam mengembangkan solusi yang tidak hanya baik secara teknis tetapi juga bertanggung jawab terhadap lingkungan.

Melalui MBSE, para insinyur dapat memodelkan dan mensimulasikan dampak lingkungan dari desain mereka sebelum dibangun. Hal ini membantu dalam mengidentifikasi dan memitigasi potensi risiko lingkungan di awal proses pengembangan. Hal ini juga memfasilitasi integrasi sumber energi terbarukan dan material berkelanjutan ke dalam desain sistem, mempromosikan solusi ramah lingkungan. Dan dengan mengoptimalkan efisiensi desain dan operasional, MBSE membantu membatasi jejak lingkungan dari proyek-proyek baru dengan memastikan bahwa proyek-proyek tersebut mengkonsumsi lebih sedikit energi dan sumber daya, sehingga berkontribusi pada pengurangan emisi karbon dan dampak lingkungan lainnya.