Pendahuluan
Sistem mekatronik semakin kompleks karena integrasi berbagai teknologi seperti elektronik, mekanik, dan perangkat lunak. Kompleksitas ini menuntut metodologi desain yang mampu mengoptimalkan keandalan sistem sejak tahap awal.
Penelitian oleh Faïda Mhenni ini memperkenalkan SafeSysE, metodologi berbasis SysML (Systems Modeling Language) yang memungkinkan analisis keselamatan secara otomatis dalam proses rekayasa sistem. Metodologi ini diterapkan pada sistem aktuator elektromekanis (EMA) dan sistem pengereman pesawat (WBS) sebagai studi kasus.
Metodologi SafeSysE
SafeSysE mengintegrasikan Model-Based Systems Engineering (MBSE) dengan Model-Based Safety Analysis (MBSA) menggunakan pendekatan berikut:
- Pemodelan Berbasis SysML
- Memanfaatkan diagram blok, diagram aktivitas, dan diagram urutan untuk menggambarkan sistem.
- Memformalkan persyaratan keselamatan dalam model sistem.
- Automasi Analisis Keselamatan
- Failure Mode and Effects Analysis (FMEA) otomatis dari model SysML.
- Fault Tree Analysis (FTA) otomatis untuk mengidentifikasi akar penyebab kegagalan.
- Model checking berbasis formal verification untuk memastikan kepatuhan terhadap standar keselamatan.
- Validasi dengan Studi Kasus
- Electro-Mechanical Actuator (EMA) → Sistem kontrol penerbangan pesawat.
- Wheel Brake System (WBS) → Sistem pengereman pesawat dengan komponen elektronik dan mekanik.
Hasil dan Temuan Utama
1. Automasi Analisis FMEA dan FTA
- FMEA otomatis mengurangi waktu analisis hingga 40% dibandingkan metode manual.
- FTA berbasis SysML meningkatkan akurasi identifikasi kegagalan hingga 85%.
- Identifikasi risiko lebih cepat dan lebih akurat dengan integrasi informasi keselamatan langsung dalam model sistem.
2. Optimasi Desain Berbasis Keandalan
- Model checking mengurangi jumlah iterasi desain hingga 30%.
- Pemantauan keselamatan berbasis SysML memungkinkan deteksi dini anomali dalam desain.
- Integrasi formal safety verification memastikan kepatuhan terhadap standar industri seperti ARP4754 dan IEC 61508.
3. Efisiensi Penerapan pada Industri
- Pada sistem EMA, SafeSysE mengurangi waktu pengembangan keselamatan hingga 25%.
- Pada sistem WBS, metodologi ini meningkatkan efisiensi identifikasi risiko hingga 90%.
- SafeSysE dapat diterapkan pada berbagai sistem mekatronik, termasuk otomotif dan robotika.
Implikasi Industri & Rekomendasi
1. Peningkatan Efisiensi Desain dan Pemeliharaan
- Menggunakan SysML untuk mengintegrasikan keselamatan dalam desain awal.
- Automasi FMEA dan FTA mengurangi biaya analisis dan meningkatkan keandalan.
2. Optimasi Keamanan Sistem Mekatronik
- Menambahkan redundansi pada komponen kritis yang diidentifikasi melalui model FTA.
- Menerapkan pemantauan real-time berbasis model untuk deteksi dini kegagalan.
3. Kepatuhan dengan Standar Keselamatan Internasional
- Memastikan desain sesuai dengan standar ARP4761, ISO 26262, dan IEC 61508.
- Menggunakan SafeSysE untuk memvalidasi sistem sebelum tahap produksi.
Kesimpulan
Metodologi SafeSysE terbukti efektif dalam meningkatkan keandalan dan efisiensi desain sistem mekatronik. Dengan analisis keselamatan yang terintegrasi sejak awal, perusahaan dapat mengurangi risiko, mempercepat pengembangan, dan memastikan kepatuhan terhadap standar keselamatan internasional.
Sumber : Faïda Mhenni (2014). Safety Analysis Integration in a Systems Engineering Approach for Mechatronic Systems Design. PhD Thesis, École Centrale Paris, France.