Isi kandungan:
Kejuruteraan sistem adalah bahagian kritikal dari sebarang projek dalam industri kejuruteraan; sama ada pembuatan satu komponen mudah atau merancang produk yang kompleks seperti kereta atau kapal terbang. Organisasi yang mapan seperti NASA dan BAE Systems menekankan pentingnya kejuruteraan sistem untuk memenuhi keperluan dan berjaya dalam misi dan projek. Tetapi apakah sebenarnya kejuruteraan sistem, dan apa peranannya dalam industri Aeroangkasa?
Untuk menjawab soalan ini, pertimbangkan apa itu sistem. Menurut Buku Panduan Reka Bentuk Kebolehpercayaan Elektronik MIL-HBK-338B, sistem adalah:
"Komposit peralatan dan kemahiran dan teknik yang mampu melaksanakan atau menyokong peranan operasi, atau keduanya." (Jabatan Pertahanan, 1998)
Sistem tidak semestinya kompleks seperti kenderaan atau komputer, dan sistem ini boleh menjadi sebahagian daripada sistem yang lebih kompleks dan lebih besar. Ia tidak semestinya buatan manusia; Sistem Suria adalah contoh semula jadi sistem, sementara brek pada kereta adalah sistem sendiri yang menyumbang sebagai sebahagian daripada sistem yang lebih besar. Sistem adalah kumpulan komponen yang bekerjasama untuk memproses input untuk menghasilkan output.
Sistem dapat dibahagikan kepada sejumlah sistem dan subsistem yang lebih kecil yang mengkhususkan diri dalam bidang yang berbeza untuk memastikan bahawa keseluruhan sistem memenuhi kehendak dan spesifikasinya. Hierarki sistem ini dapat dibuat untuk membagi keperluan sistem utama menjadi komponen yang lebih kecil dan lebih terkawal yang dapat diedarkan di antara subsistem khusus ini.
Gambar 1 - Contoh hirarki sistem. (Moir & Seabridge, 2013)
Untuk memastikan bahawa semua komponen akan bekerjasama dalam sistem keseluruhan, diperlukan banyak komunikasi dan integrasi antara subsistem. Di sinilah kejuruteraan sistem masuk. Kejuruteraan sistem digambarkan oleh Majlis Antarabangsa mengenai Kejuruteraan Sistem (INCOSE) sebagai:
“Pendekatan dan kaedah interdisipliner untuk memungkinkan merealisasikan sistem yang berjaya. Ia berfokus pada menentukan keperluan pelanggan dan fungsi yang diperlukan pada awal siklus pengembangan, mendokumentasikan keperluan, kemudian meneruskan sintesis reka bentuk dan pengesahan sistem sambil mempertimbangkan masalah yang lengkap. " (PENDAPATAN)
Kejuruteraan sistem adalah "holistik dan integratif" dan menjembatani jurang komunikasi antara subsistem yang berlainan "untuk menghasilkan keseluruhan yang koheren" (NASA, 2009). Walaupun subsistem dikhususkan dan fokus pada satu bidang sistem utama, kejuruteraan sistem lebih umum dan mengambil pendekatan yang lebih berpusat pada tujuan, melihat gambaran yang lebih besar untuk memastikan bahawa subsistem bersatu dengan berkesan untuk menghasilkan sistem utama terakhir dalam tarikh akhir dan belanjawan.
Kejuruteraan Sistem di Aeroangkasa
Organisasi dalam sektor seperti automotif dan aeroangkasa mendapati kejuruteraan sistem sangat berguna untuk mengenal pasti penyelesaian alternatif, mencegah masalah yang tidak dijangka, dan memastikan pelanggan berpuas hati dengan kualiti produk siap. Selanjutnya, INCOSE menyatakan bahawa "penggunaan kejuruteraan sistem yang berkesan dapat menjimatkan lebih dari 20% anggaran projek" (INCOSE, 2009). Perisian kejuruteraan sistem kini membolehkan syarikat menguji model konsep terhadap kehendak pelanggan melalui simulasi maya, dan menghasilkan bukti keselamatan yang didokumentasikan untuk penilaian dari badan pensijilan seperti Civil Aviation Authority (CAA) (3dsCATIA, 2011). Ini membantu mengurangkan pembaziran bahan daripada menguji prototaip, pengubahsuaian dan kemungkinan pembuangan, dan menjadikan proses dari konsep ke produk jauh lebih cepat dan lebih berkesan.
Tujuan jurutera sistem adalah untuk membantu pelanggan untuk memahami masalah yang dihadapi dengan betul dan menyediakan penyelesaian untuk masalah yang dapat dipilih oleh pelanggan. Jurutera sistem kemudiannya dapat memimpin dan membimbing pelbagai jabatan pasukan projek ke arah tujuan melaksanakan penyelesaian ini, dengan memulakan dengan output yang diinginkan untuk menentukan input yang diperlukan dan kemudian terus merujuk kepada keperluan pelanggan untuk memastikan sistem akhir sesuai dengan spesifikasinya. Untuk ini jurutera sistem perlu mempunyai beberapa kemahiran dan sifat yang berbeza termasuk:
- Kompetensi teknikal yang luas: jurutera sistem memerlukan pemahaman asas mengenai kebanyakan, jika tidak semua, subsistem yang berbeza, dan keinginan untuk mengetahui lebih lanjut mengenai bidang-bidang ini;
- Apresiasi terhadap nilai proses dan objektif keseluruhan yang perlu dipenuhi untuk mencapai tujuan akhir, dan kemampuan untuk menangani objektif ini kepada pasukan subsistem;
- Pemimpin yang yakin diri, tetapi juga ahli pasukan yang kuat dan tegas. Harold Bell dari Ibu Pejabat NASA menunjukkan bahawa "jurutera sistem yang hebat memahami dan menerapkan seni kepemimpinan sepenuhnya dan mempunyai pengalaman dan jaringan parut daripada berusaha mendapatkan lencana pemimpin dari pasukannya" (NASA, 2009);
- Kemahiran menyelesaikan masalah dan berfikir secara kritis;
- Komunikasi yang luar biasa dan kemahiran mendengar yang aktif dan keupayaan untuk membuat sambungan seluruh sistem;
- Keupayaan untuk mengambil pendekatan berpusat pada tujuan berbanding dengan pandangan teknikal atau kronologi: seorang jurutera sistem melihat output untuk menentukan input yang diperlukan untuk sebuah projek dan perlu dapat melihat gambaran yang lebih besar, hanya memfokuskan pada perincian yang lebih kecil apabila diperlukan;
- Selesa dengan perubahan dan ketidakpastian: menurut NASA, jurutera sistem perlu memahami dan mendorong pengukuran ketidakpastian dalam pasukan untuk merancang sistem yang menampung ketidakpastian ini (NASA, 2009);
- Kreativiti dan naluri kejuruteraan untuk mencari jalan terbaik untuk menyelesaikan masalah sambil menghargai risiko dan implikasinya;
- Paranoia yang betul: mengharapkan yang terbaik, tetapi memikirkan dan merancang untuk senario terburuk sebagai langkah berjaga-jaga.
Beberapa ciri tingkah laku seorang jurutera sistem dapat diringkaskan menjadi satu sifat: pemikiran sistem. Pemikiran sistem pertama kali didirikan pada tahun 1956 oleh profesor MIT Jay Forrester, yang menyedari perlunya kaedah yang lebih baik untuk menguji idea baru mengenai sistem sosial, dengan cara yang sama bahawa idea dalam bidang kejuruteraan dapat diuji (Aronson). Pemikiran sistem adalah sekumpulan prinsip umum yang membolehkan orang memahami dan mengurus sistem sosial dan memperbaikinya.
Pendekatan berfikir sistem pada asasnya berbeza dengan analisis bentuk tradisional. Untuk satu perkara, analisis tradisional menumpukan pada reduksionisme — mengurangkan bahagian sistem utama (juga disebut sebagai holon) kepada komponen yang semakin berkurang (Kasser & Mackley, 2008). Sebaliknya, pemikiran sistem melihat gambaran yang lebih besar dan bagaimana sistem atau bahagian berinteraksi dengan holon yang lain, dan mengenali gelung dan hubungan antara holon. Ini sering dapat menghasilkan kesimpulan yang sangat berbeza dengan kesimpulan yang dihasilkan daripada menggunakan kaedah analisis tradisional, tetapi juga dapat membantu dalam menentukan tingkah laku holon yang muncul dan kemungkinan hasil yang tidak diingini - mengharapkan yang tidak dijangka. Dengan mengambil langkah-langkah ini menjadi lebih mudah untuk mengenal pasti penyelesaian baru dan lebih berkesan untuk masalah yang kompleks dan berulang,di samping meningkatkan koordinasi dalam organisasi.
Dalam industri, jurutera sistem diminta untuk bekerja dengan sejumlah pemangku kepentingan yang berbeza, masing-masing dengan perspektif mereka sendiri untuk reka bentuk dan pengembangan produk yang diperlukan. Sebagai contoh, jika organisasi aeroangkasa ingin melihat pengembangan konsep pesawat sipil baru, akan ada berbagai pihak berkepentingan yang bersangkutan, termasuk pembekal bahan dan perkhidmatan, penumpang dan kru udara, dan pihak berkuasa perakuan, serta pasukan kejuruteraan terlibat secara langsung dengan projek tersebut. Gambar 2 menunjukkan pihak berkepentingan khas dalam sistem penerbangan sipil, membaginya menjadi empat antara muka sistem utama: sosio-ekonomi, peraturan, kejuruteraan, dan manusia. Dengan mengenal pasti antara muka ini, jurutera sistem dapat merancang bila interaksi dengan sistem tertentu diperlukan dan mempermudah pembangunan dan operasi,mendokumentasikan proses sepanjang.
Gambar 2 - Pemangku kepentingan khas dalam sistem penerbangan awam. (Moir & Seabridge, 2013)
Setiap pihak berkepentingan saling bergantung dengan yang lain dalam antara muka yang sama. Sebagai contoh, semasa memohon sijil jenis, sejumlah prototaip harus dihasilkan untuk menjalani ujian yang berbeza dan program penyelenggaraan harus disatukan untuk menyokong kelayakan udara yang berterusan setelah persetujuan reka bentuk. Ini diserahkan bersama dengan hasil pengujian prototaip kepada pengawal selia yang — jika berpuas hati dengan aspek keselamatan, kesihatan dan lingkungan prototaip — menyetujui prototaip tersebut dan pihak berwajib kelayakan memberikan sijil jenis (MAWA, 2014). Peraturan selanjutnya harus dipatuhi agar pesawat dapat menyimpan sijil jenisnya dan Sijil Kelayakan Udara atau akan dianggap tidak selamat untuk terbang.Oleh itu, jurutera sistem harus memahami peraturan yang harus dipatuhi oleh pesawat sepanjang hayatnya dan merancang kaedah untuk mengekalkannya pada piawaian yang layak.
Tugas jurutera sistem tidak akan selesai setelah konsep itu menjadi produk. Mereka kemudian harus bekerjasama dengan pasukan penyelenggaraan untuk memastikan produk selamat dan dapat digunakan sehingga tidak lagi digunakan. Gambar 3 menunjukkan kitaran hidup pesawat dari sudut pandang Penguasa Penerbangan Awam (CAA) dan cara di mana jurutera sistem dan pengurus produk di aeronautika perlu bekerjasama dengan CAA sepanjang kitaran hidup.
Gambar 3 - Kitaran hidup pesawat (The Civil Aviation Authority of New Zealand, 2009)
Membungkus Semuanya
Kejuruteraan sistem adalah "kecekapan teras penting" untuk berjaya dalam industri aeroangkasa. Yang pertama dan terpenting adalah untuk menguruskan kerumitan untuk mendapatkan reka bentuk yang tepat, dan kemudian mengekalkan dan meningkatkan integriti teknikalnya (NASA, 2009). Menurut pentadbir NASA Michael D. Griffin dalam pembentangan 2007, Kejuruteraan Sistem dan 'Dua Budaya' Kejuruteraan , kejuruteraan sistem membantu memberikan keseimbangan semua subsistem untuk digabungkan menjadi sistem yang akan berjalan melewati fasa reka bentuk awal dan dengan demikian memenuhi kehendak pelanggan yang dirancang secara eksplisit untuk (Griffin, 2007).
Dengan melihat pengembangan konsep pesawat awam dan mempertimbangkan pelbagai pihak berkepentingan dan antara muka sistem yang terlibat dalam kitaran hayat pesawat, sama ada secara langsung atau tidak langsung, terbukti bahawa jurutera sistem mempunyai pelbagai tanggungjawab dan perspektif untuk menguruskan di luar sistem kejuruteraan yang terus ditangani dan dikendalikan walaupun setelah fasa reka bentuk awal telah selesai. Dengan memastikan bahawa mereka benar-benar memahami sejauh mana tujuan akhir produk akhir, dan menghargai kesannya terhadap pelbagai pihak berkepentingan, jurutera sistem dapat menentukan input yang diperlukan untuk mencapai sasaran ini dalam tarikh akhir dan anggaran yang ditetapkan.
Walaupun kejuruteraan sistem boleh mengambil bentuk yang berbeza bergantung pada industri dan pilihan organisasi, kaedah yang digunakan tetap konsisten dan tujuannya tetap sama: untuk mencari reka bentuk terbaik untuk memenuhi keperluan. Dalam mana-mana projek kejuruteraan akan ada sejumlah subsistem khusus yang perlu disatukan untuk memastikan bahawa hasil akhir projek memenuhi spesifikasinya dengan sebaik mungkin.
Rujukan
3dsCATIA. (2011, 30 September). Apa itu "Kejuruteraan Sistem"? - Koleksi asas. Diperolehi dari YouTube:
Aronson, D. (nd). Gambaran Keseluruhan Pemikiran Sistem. Diperoleh pada 2016, dari Halaman Berfikir:
Jabatan Pertahanan. (1998). Buku Panduan Reka Bentuk Kebolehpercayaan Elektronik MIL-HBK-338B. Virginia: Pejabat Kualiti dan Standardisasi Pertahanan.
PENDAPATAN. (nd). Apa itu Kejuruteraan Sistem? Diakses pada tahun 2016, dari INCOSE UK:
PENDAPATAN. (2009, Mac). zGuide 3: Mengapa melabur dalam Kejuruteraan Sistem? Diperolehi dari INCOSE UK:
Kasser, J., & Mackley, T. (2008). Menerapkan pemikiran sistem dan menyelaraskannya dengan kejuruteraan sistem. Cranfield: Joseph E. Kasser.
Moir, I., & Seabridge, A. (2013). Reka Bentuk dan Pembangunan Sistem Pesawat (edisi ke-2). Chichester: John Wiley & Sons Ltd.
NASA. (2009). Seni dan Sains Kejuruteraan Sistem. NASA.
© 2016 Claire Miller