Language
Country/Area
No result found
Mengapa Desain Berbasis Model Menjadi Senjata Rahasia untuk Desain Dirgantara dan Otomotif
Desain Berbasis Model (MBD) adalah pendekatan matematis dan visual untuk memecahkan masalah dalam merancang kontrol yang kompleks, pemrosesan sinyal, dan sistem komunikasi. Metode ini banyak digunakan dalam kontrol gerak, peralatan industri, kedirgantaraan, dan aplikasi otomotif. Seiring dengan kemajuan teknologi, desain berbasis model secara bertahap menjadi strategi utama dalam proses desain industri ini.
Desain berbasis model menyediakan cara yang efisien untuk membangun kerangka kerja umum di seluruh proses desain dan mendukung siklus pengembangan.
Dalam desain sistem kontrol berbasis model, proses pengembangan dapat diringkas menjadi empat langkah utama: memodelkan pabrik, menganalisis dan mensintesis pengontrol, mensimulasikan pabrik dan pengontrol, dan akhirnya mengintegrasikan semua tahap ini untuk mengimplementasikan pengontrol. Pendekatan ini berbeda dari konsep desain tradisional. Desainer tidak perlu lagi menggunakan struktur yang kompleks dan kode perangkat lunak yang panjang. Sebaliknya, mereka dapat menggunakan blok penyusun waktu diskrit dan kontinu untuk menentukan model pabrik dengan fitur fungsional tingkat lanjut. Model-model tersebut, bila digunakan bersama dengan alat simulasi, tidak hanya memfasilitasi pembuatan prototipe cepat tetapi juga memungkinkan pengujian dan validasi perangkat lunak.
Dalam konteks desain berbasis model, simulasi perangkat keras dalam loop dapat digunakan untuk menguji efek dinamis suatu sistem dengan cepat dan efisien, yang tidak mungkin dilakukan dengan metode desain tradisional.
Latar Belakang Historis Desain Berbasis Model
Sejak tahun 1920-an, dua bidang teknik teori kontrol dan sistem kontrol bertemu untuk memungkinkan sistem terintegrasi yang besar. Sistem kontrol awal sebagian besar beroperasi di lingkungan industri. Misalnya, pabrik-pabrik besar mulai menggunakan pengontrol proses untuk mengatur variabel kontinu seperti suhu dan tekanan. Dengan perkembangan teknologi lebih lanjut, terutama selama perlombaan antariksa pada tahun 1950-an dan 1960-an, sistem kontrol tertanam secara bertahap menjadi penting.
Insinyur terus membangun sistem kontrol seperti unit kontrol mesin dan simulator penerbangan yang menjadi bagian dari produk akhir. Pada akhir abad kedua puluh, sistem kontrol tertanam ada di mana-mana, dan bahkan banyak peralatan rumah tangga seperti mesin cuci dan AC berisi algoritma kontrol yang kompleks, yang meningkatkan sifat "pintar" dari perangkat ini.
Langkah-langkah utama desain berbasis model
Langkah-langkah utama desain berbasis model meliputi: pertama, pemodelan pabrik, yang dapat berupa pemodelan berbasis data atau berbasis prinsip pertama. Pemodelan berbasis data biasanya melibatkan teknik identifikasi sistem, yang mengumpulkan dan memproses data mentah dari sistem dunia nyata untuk mengidentifikasi model matematika.
Melalui simulasi dan analisis, desain berbasis model dapat mengidentifikasi kesalahan sistem pada tahap awal desain, mengurangi waktu dan dampak finansial dari modifikasi selanjutnya.
Pemodelan prinsip pertama didasarkan pada persamaan aljabar diferensial yang diketahui untuk menetapkan model diagram blok yang sesuai. Selanjutnya, model matematika yang dihasilkan digunakan untuk menganalisis dan mensintesis pengontrol, yang kemudian disimulasikan secara offline dan on-the-fly, dan akhirnya diterapkan ke sistem aktual melalui pembuatan kode. Semua langkah ini dapat diselesaikan dalam lingkungan visual yang terpadu, sehingga meningkatkan efisiensi keseluruhan proses desain.
Keuntungan dan kerugian dari desain berbasis model
Meskipun desain berbasis model menawarkan banyak keuntungan, seperti memfasilitasi komunikasi dan analisis data antara berbagai tim pengembangan, desain ini juga menghadirkan beberapa tantangan. Misalnya, masih ada pertanyaan tentang penerapan dan efisiensi pendekatan cakupan untuk pengembangan sistem dan embedded umum, terutama dalam lingkungan produksi aktual. Selain itu, ketergantungan yang berlebihan pada rantai alat terkadang dapat memengaruhi seluruh proses rekayasa, yang merupakan sesuatu yang perlu dipertimbangkan dengan cermat.
Meskipun alat baru seperti three-way merge membantu mengelola kontrol versi, mengintegrasikan solusi ini secara efektif ke dalam alur kerja yang ada tetap merupakan tugas yang rumit.
Dalam lingkungan teknik kedirgantaraan dan otomotif yang sangat kompetitif, bagaimana desain berbasis model mengubah cara industri ini mendesain? Apakah ini masih menjadi pertanyaan yang perlu direnungkan?
