Tekanan terus berlanjut, dan para insinyur desain di raksasa kedirgantaraan Amerika membutuhkan pendekatan baru untuk mengembangkan produk. Sementara pendekatan tradisional — desain, bangun, uji, dan ulangi — telah memenangkan serangkaian kesuksesan yang panjang, waktu telah berubah. Memang, seluruh perusahaan mereka berada di tengah-tengah transformasi digital di seluruh perusahaan untuk menanggapi realitas baru: produk harus sampai ke pasar lebih cepat. Dengan latar belakang ini, tim insinyur memutuskan untuk menggunakan simulasi untuk mencapai pendekatan yang lebih ramping: membuat model, menganalisis, lalu membangun dengan Ansys Indonesia.
Salah satu elemen penting dari pendekatan baru ini adalah rekayasa misi digital — dipelopori oleh AGI, sekarang Inisiatif Pemerintah Ansys Indonesia. Rekayasa misi digital adalah penggunaan pemodelan digital, simulasi berbasis fisika, dan analisis untuk menggabungkan lingkungan operasional dan mengevaluasi hasil dan efektivitas misi pada setiap fase siklus hidup. Dengan kata lain, Anda mensimulasikan produk Anda dalam model digital dari kondisi yang harus dijalankannya dan mengevaluasi seberapa baik kinerjanya.
Mission (Digitally) Accomplished
Bagaimana rekayasa misi digital membantu proyek tim ini? Tim perlu mengoptimalkan gerbang komunikasi udara, untuk digunakan oleh berbagai prajurit. Gerbang ini akan terdiri dari radio dan antena — beberapa di bawah sayap, yang lain di badan pesawat — ditambah tautan data dan sistem suara.
Tantangannya signifikan, dimulai dengan jutaan kombinasi saluran untuk dianalisis dan dipecahkan. Yang memperumit analisis ini adalah faktor lingkungan seperti interferensi co-site dari pemancar dan antena yang berbagi ruang terbatas. Dan, di luar potensi gateway untuk menghalangi dirinya sendiri, seluruh spektrum elektromagnetik (EM) adalah domain yang semakin padat dan diperebutkan.
Menerapkan rekayasa misi digital menggunakan Ansys Indonesia, tim mensimulasikan gateway dengan melakukan berbagai misi yang diharapkan dalam model lingkungan operasinya. Mereka menganalisis data dari simulasi ini untuk memahami interferensi pada gateway, mengalokasikan saluran yang akan digunakan secara efektif, dan menentukan penempatan dan pola antena. Karena pengujian ini disimulasikan, siklus penyesuaian dan evaluasi ulang hanya menunggu data baru — bukan prototipe baru.
Hasil? Para insinyur mencapai tujuan mereka dalam waktu sekitar setengah dari waktu yang biasanya dibutuhkan. Mari kita lihat lebih dekat bagaimana mereka melakukannya.
Prosesnya dimulai dengan merancang model misi dalam Ansys Systems Tool Kit (STK) yang mewakili lingkungan operasional gateway — apa yang perlu dilakukan, tetapi juga di mana dan kapan. Ini memungkinkan mereka mengevaluasi desain mereka untuk memahami bagaimana variabel dunia nyata dapat memengaruhi mereka, dan mengapa, sejak awal.
Langkah selanjutnya adalah mengintegrasikan Ansys Indonesia HFSS (3D, simulasi frekuensi tinggi) dengan STK untuk menentukan link budget, yang mengukur total daya yang dipancarkan dalam sistem radio, termasuk semua keuntungan dan kerugian. Sekarang tim dapat menggunakan gudang alat simulasinya untuk mengoptimalkan desain gateway, sambil mendapatkan wawasan penting tentang bagaimana setiap perubahan akan memengaruhi kesuksesan misi hanya dengan beberapa klik. Berikut adalah beberapa cara mereka menerapkan solusi simulasi dan model misi mereka terhadap tantangan yang mereka hadapi:
- Mengimpor file geometri desain berbantuan komputer (CAD) pesawat yang akan menjadi tuan rumah gateway ke HFSS untuk membuat desain antena nominal, memahami respons listrik yang terpasang di berbagai lokasi, dan kemudian memilih titik dan pola yang tepat untuk antena.
- Mengekspor informasi dari HFSS ke Ansys Emit, yang memprediksi interferensi dalam sistem kompleks yang terdiri dari beberapa emitor yang beroperasi secara bersamaan. Hasil analisis ini menunjukkan saluran atau radio mana yang memiliki efek merusak pada avionik atau sistem dan layanan lainnya.
- Mengurangi interferensi co-site dengan memfilter dan menggunakan perencanaan frekuensi untuk merealokasi saluran dan antena, kemudian menerapkan perubahan pada analisis di HFSS.
- Mengimpor respons antena saat terpasang, dan pemilihan saluran bersih, ke STK. Hal ini memungkinkan para insinyur untuk memvisualisasikan efek dari semua komponen di seluruh gerbang saat mereka mensimulasikan berbagai manuver dan rute.
Sebagai contoh rekayasa misi digital di ruang angkasa, Ansys STK memungkinkan Anda merancang arsitektur, misi, dan pesawat ruang angkasa, sambil menentukan persyaratan untuk muatan, komunikasi, dan infrastruktur darat.
Lebih Cepat, Lebih Cerdas, Lebih Baik
Melalui rekayasa misi digital, tim teknik dapat dengan cepat memahami kinerja gateway mereka dan mengidentifikasi persyaratan baru, tanpa pengujian fisik. Iterasi pemodelan dan analisis yang cepat secara dramatis mempercepat garis waktu proyek dan memungkinkan tim untuk menghasilkan bangunan pertama yang mendekati siap produksi daripada yang dapat dicapai oleh pendekatan lama. Di dunia di mana waktu ke pasar merupakan pembeda yang krusial, rekayasa misi digital memberikan keuntungan yang tak tertandingi.
The Meaning of Mission
Salah satu hal yang lebih sulit untuk dihadapi adalah pertanyaan sederhana, yang Anda anggap sudah tahu jawabannya sampai Anda menanyakannya: Apa yang kami maksud ketika kami mengatakan “misi”? Alasannya tidak sesederhana itu adalah karena orang menggunakan kata misi dalam banyak cara. Jadi, apa yang kita maksud ketika kita berbicara tentang misi dalam hal rekayasa misi digital? Mari kita uraikan.
Sebuah misi adalah:
- Hal-hal yang seharusnya dapat dilakukan oleh produk, sistem, atau platform
- Lingkungan tempat ia harus melakukannya — termasuk kekuatan alam dan aktivitas persaingan atau permusuhan
Apa saja contoh misi semacam ini?
Paling sederhana, Anda mungkin mengatakan bahwa sendok seharusnya memungkinkan Anda makan sup, dan semangkuk sup akan menjadi lingkungan operasionalnya. Atau pertimbangkan pompa panas untuk rumah Anda, yang harus dapat memanaskan dan mendinginkannya. Lingkungan pompa panas mencakup banyak faktor, mulai dari cuaca di luar rumah hingga aliran udara di dalamnya.
Sebuah misi juga dapat memiliki kondisi, seperti mobil yang harus dapat dengan aman mengangkut empat hingga enam penumpang manusia dan sejumlah kargo dengan rata-rata efisiensi bahan bakar tertentu, dan seterusnya. Jika Anda pernah mengendarai mobil, maka Anda sudah sangat paham dengan betapa dinamisnya lingkungan itu, dan bagaimana faktor dinamis tersebut dapat memengaruhi kondisi misi mobil dengan cara yang berbeda.
Terakhir, pertimbangkan radar yang mendeteksi pesawat terbang, yang mungkin tidak diinginkan orang lain. Ada peluang bagus bahwa lingkungannya mencakup aktivitas persaingan atau permusuhan — misalnya, pesawat terbang yang mencoba menghentikannya.
Jadi, sementara definisi misi dapat disuling secara sederhana, ekspresi penuh dari misi tertentu dapat beraneka segi dan rumit. Dan seperti yang bisa Anda bayangkan, semakin kompleks misinya, semakin besar keuntungan yang Anda peroleh dari rekayasa misi digital.
Diversifying Missions
Rekayasa misi digital pertama kali diterapkan di industri kedirgantaraan, dan penggunaannya di sana terus menyebar. Pada saat yang sama, Ansys — dan pelanggan kami — membuktikan bahwa pendekatan yang sama dapat berhasil diterapkan pada beragam rangkaian sistem lain, termasuk kendaraan otomotif, kapal laut, dan kota pintar.
Mari kita lihat contoh bagaimana rekayasa misi digital dapat diterapkan pada industri lain: telekomunikasi. Anda mungkin mengatakan bahwa misi ponsel adalah mempertahankan kecepatan data, tautan, dan komunikasi suara di mana saja dalam lingkungan perkotaan yang padat. Anda telah menentukan hal-hal yang harus dilakukannya dan lingkungan yang harus dilakukannya. Dengan cara apa rekayasa misi digital dapat memberikan wawasan tentang kemampuan ponsel ini untuk menjalankan misinya? Berikut beberapa hal yang dapat Anda analisis:
- Faktor lingkungan dinamis, seperti interferensi frekuensi radio alami (RF) pada jaringan komunikasi yang kompleks
- Interaksi sistem-sistem, seperti mengambil gambar saat streaming panggilan konferensi video, saat terhubung ke headset Bluetooth
- Bagaimana gerakan memengaruhi kinerja. Misalnya, ponsel mungkin bergantung pada informasi posisi dari satelit GPS, jadi penting untuk mempertimbangkan perbedaan penghalang seperti bangunan saat perangkat melewati kota.
Jelas, kami menjaga hal-hal sederhana di sini. Tapi begitu Anda memahami arti penuh misi dalam konteks rekayasa misi digital, Anda dapat mulai menghargai banyaknya aplikasi yang menunggu untuk direalisasikan.
Diterapkan dengan benar, rekayasa misi digital meningkatkan efisiensi dan mengurangi biaya, mulai dari awal desain produk hingga pengoperasian dan pemeliharaan. Dan dengan terus memvalidasi kinerja dunia nyata saat Anda maju melalui siklus hidup, Anda memulai setiap fase baru dengan keyakinan bahwa desain Anda siap untuk langkah berikutnya. Selain itu, begitu Anda melihat secara langsung, seberapa efisien pendekatan tersebut membuat tim Anda, Anda dapat mulai mempertimbangkan lompatan inovasi yang benar-benar luar biasa.
