PEMECAHAN MASALAH DENGAN PENDEKATAN ENGINEERING
LANDASA DESAIN ENGINEERING
Membuat desain engineering merupakan kegiatan-kegiatan memahami, membayangkan, memikirkan, dan merencanakan suatu alat, suatu struktur, suatu proses, atau sistem yang dapat memberikan manfaat bagi banyak orang
TIM ENGINEERING
Tim engineering diperlukan untuk membagi beban pekerjaan. Kelompok insinyur dengan disiplin ilmu yang sama akan menerima tugas-tugas pendesainan khusus dari ketua tim. Dalam kasus lain, beberapa insinyur memberikan kontribusi menurut disiplin ilmunya masing-masing sehingga melengkapi kompetensi organisasi untuk memecahkan masalah yang tidak dapat diselesaikan hanya oleh seorang insinyur saja.
Urutan langkah kerja metode desain engineering: 1.Pengidentifikasian masalah
2.Pengumpulan informasi 3.Pencarian solusi kreatif
4.Penuangan ide menjadi ide awal (termasuk pembuatan model)
5.Pengevaluasian dan pemilihan solusi terbaik
6.Penyiapan laporan, rencana kerja dan data teknis 7.Pengimplementasian desain
PENGIDENTIFIKASIAN MASALAH
Pendefinisian masalah yang tidak benar dan tidak tepat akan membuang-buang waktu dan mengarahkan kita pada solusi yang tidak cocok atau tidak tepat. Kebutuhan-kebutuhan yang perlu dipenuhi harus didefinisikan secara luas dan dikenali dari solusi-solusi yang mungkin. Pada tahapan ini, dibutuhkan kecermatan agar kita tidak terjebak dalam ritual tebak-menebak solusi yang dipicu oleh pendefinisian masalah yang tidak tepat.
PENGUMPULAN INFORMASI
Setelah masal tersebut teridentifikasi dan kebutuhan-kebutuhannya telah terdefinisi dengan benar, kita selanjutnya dapat mulai mengumpulkan informasi dan data-data yang dibutuhkan untuk memecahkannya. Jenis informasi tersebut tentu saja akan tergantung pada sifat masalah yang akan dipecahkan. Tahapan dari pemecahan masalah ini melibatkan pengumpulan dan pengevaluasian informasi yang tel;ah tersedia. Selanjutnya, informasi-informasi ini mungkin perlu dilengkapi lagi dengan pengukuran-pengukuran lanjutan atau eksperimen-eksperimen laboratorium tambahan, jajak pendapat, dan sejenisnya. Masih dalam tahapan ini studi literatur pun perlu dilakukan secara khusus guna memperoleh informasi mengenai apa yang telah dikerjakan.
Setelah menyelesaikan langkah-langkah persiapan dalam proses desain, kini kita siap untuk mulai mengidentifikasi solusi-solusi kreatif. Dalam prakteknya, pengembangan ide-ide, produk-produk, atau alat-alat baru, dapat dihasilkan melalui kreativitas, yaitu usaha dibawah sadar, atau melalui inovasi, yaitu usaha yang dilakukan secara sadar
Brainstorming
Pada dasarnya sesi Brainstorming ini dapat berupa 6 hingga 12 orang yang secara spontan mengemukakan semua ide atau gagasannya untuk membantu memecahkan masalah. Para peserta diminta berani mengkombinasikan atau memperbaiki ide-ide peserta lain. Selama sesi ini kita tidak diperkenankan melakukan penilaian dan evaluasi ide. Para peserta untuk sesi Brainstorming ini dipilah dari berbagai latar belakang disiplin ilmu dengan melibatkan juga orang-orang yang kurang berpengalaman dalam penanganan masalah yang tengah dihadapi saat ini. Teknik Brainstorming juga dapat digunakan secara individu. Seseorang dapat mengikuti aturan yang sama dengan aturan-aturan yang diterapkan pada sesi kelompok, yaitu: mengkombinasikan ide, menunda tahap evaluasi, dan menekankan pencapaian ide sebanyak mungkin.
Checklist
Salah satu cara paling mudah untuk membangkitkan ide-ide baru adalah membuat checklist. Checklist tersebut akan mampu membedayakan para peserta dalam melakukan kajian dari berbagai sudut pandang, cakupan, dan kemungkinan desain.
Daftar atribut
Dengan teknik ini, seluruh karakteristik atau atribut utama dari suatu produk, objek, atau ide, dipisahkan dan didata. Selanjutnya, untuk setiap atribut, ide-ide dipilah-pilah menurut bagaimana setiap atribut tersebut dapat diubah-ubah. Setiap data harus dicatat, tidak peduli betapa tidak realistisnya atau tidak praktisnya data tersebut. Setelah seluruh ide dicatat, masing-masing variasi ide tersebut dievaluasi agar kemungkinan-kemungkinan penyempurnaannya dapat lebih difokuskan pada desain produk atau sistem.
Teknik Hubungan Paksa
Beberapa teknik akan dipergunakan untuk memaksakan terjadinya hubungan antara dua atau lebih ide, atau produk, yang secara normal tidak saling memiliki relasi sehingga dapat menghasilkan proses pembangkitan ide. Salah satu teknik tersebut terdiri dari pemilihan elemen tertentu dalam hubungan paksa ini, yang menjadi produk atau alat yang akan didesain atau suatu ide yang berkaitan dengan pernyataan masalah. Selanjutnya, perhatian difokuskan pada beberapa elemen lain yang dipilih secara acak, kemudian dilakukan pembantukan suatu hubungan paksa atau hubungan yang tidak alami antara elemen tetap dengan elemen yang dipilih secara acak tersebut. Keadaan ini membentuk landasan bagi sebuah daftar hubungan yang mengalir bebas yang diharapkan akan memunculkan gagasan-gagasan baru dan orisinal. Jika teknik hubungan paksa yang digunakan ini nampaknya tidak mampu memberikan keuntungan,
kita dapat segera mencari elemen acak baru dan mengulangi proses tersebut
Analisis Morfologi
Suatu teknik penggalian ide yang dihubungkan dengan Fritz Zwicky (3) melibatkan pendataan setiap kemungkinan solusi teroritis. Teknik ini terdiri dari pendefinisian awal masalah menurut kerangka dimensi-dimensi atau parameter-parameter masalah dan membuat suatu model untuk memvisualisasikan setiap kemungkinan solusi. Untuk solusi yang hanya memiliki dua parameter, model tersebut mengambil bentuk kubus besar yang terbagi-bagi menjadi kelompok kubus kecil-kecil. Sumbu horizontal menunjukkan beberapa kemungkinan pilihan untuk sebuah parameter, sedangkan sumbu vertikal menunjukkan kemungkinan pilihan untuk parameter-parameter lainnya. Untuk masalah-masalah yang memiliki lebih daripada satu parameter, modelnya berupa matriks yang setiap parameternya diberikan satu sumbu array tersebut.
PENUANGAN IDE MENJADI DESAIN AWAL
Pada tahap ini, ide-ide yang mustahil untuk dikerjakan akan dikesampingkan. Dan ide-ide yang menjamin akan dijadikan acuan dan dimodifikasi menjadi sebuah rencana dan desain yang akan dikerjakan. Persuasi desain dapat dikembangkan menjadi analisis atau sintesis. Analisis meliputi pemisahan keseluruhan desain menjadi beberapa bagian kecil untuk keperluan pengamatan yang lebih seksama. Sintesis melibatkan penyerapan fakta-fakta, prinsip-prinsip, atau
hukum-hukum ke dalam ide atau gagasan menyeluruh yang akan memenuhi solusi masalah. Pada kasus-kasus tertentu, sketsa awal alat atau analisis yang sederhana terhadap suatu proses akan menunjukkan bahwa sebuah ide tidak bermanfaat untuk mempertimbangkan lebih lanjut.
Tiga jenis model yang biasa digunakan untuk memudahkan solusi masalah-masalah engineering adalah:
1.Model analitika atau matematika 2.Model simulasi
3.Model fisik
Model Analitika atau Matematika
Suatu model matematika terdiri dari sebuah persamaan atau kelompok persamaan yang mewakili suatu sistem fisik. Secara umum dapat kita katakan bahwa model-model matematika hanya dapat menjelaskan fenomena fisik yang relatif sederhana.
Model Simulasi
Ketika mempelajari sistem-sistem kompleks, kita seringkali memanfaatkan model-model simulasi komputer.
Model Fisik
Model-model fisik telah lama digunakan oleh para insinyur untuk memahami dengan baik fenomena-fenomena kompleks. Manfaat terbesar dari penggunaan model fisik adalah di dalam kemungkinan
untuk mempelajari alat, struktur, atau sistem tersebut tanpa perlu terlebih dahulu mengetahui perilakunya atau membuat asumsi-asumsi sederhana.
PENGEVALUASIAN DAN PEMILIHAN SOLUSI TERBAIK
Cara yang paling tepat untuk mengevaluasi produk adalah dengan mengembangkan sebuah prototipe dan melakukan operasi pengujian. Para pendesain perlu melakukan identifikasi terhadap seluruh kelemahan prototipe sebelum memutuskan menerima atau menolak ide desain tersebut. Janganlah mengevaluasi sebuah gagasan hanya berdasarkan satu prototipe atau satu pengujian.
Analisis Ekonomi
Selama 50 tahun, analisin ekonomi telah digunakan oleh para insinyur sebagai alat pengambilan keputusan dalam pembangunan bendungan, jembatan, jalan raya, dan fasilitas-fasilitas umum lainnya.
Ilmu ekonomi dapat digunakan untuk: 1.Menentukan kelayakan proyek
2.Membandingkannya dengan desain-desain alternatif 3.Menentukan prioritas pengerjaan proyek
4.Mengevaluasi fitur-fitur tertentu pada desain Teknik-Teknik evaluasi lain
Selama beberapa tahun terakhir, terjadi peningkatan kesadaran masyarakat akan dampak yang ditimbulkan oleh pekerjaan-pekerjaan di bidang engineering terhadap manusia dan lingkungan.
PENYIAPAN LAPORAN, RENCANA KERJA, DAN DATA TEKNIS
Setelah menentukan desain yang paling memenuhi syarat, desain tersebut harus disampaikan kepada para pengambil keputusan, penyandang dana, dan pelaksana lapangan. Penyampaian informasi ini dapat menggunakan bentuk laporan teknis, rencana kerja, maupun data-data teknis. Laporan teknis biasanya ditujukan kepada pemakai jasa atau supervisor. Rencana-rencana kerja dan data-data teknis merupakan alat bantu para insinyur untuk menjelaskan kepada divisi manufaktur atau kepada kontraktor perihal detail-detail desain sehingga sebuah produk dapat diproduksi atau dibangun.
IMPLEMENTASI DESAIN
Tahapan terakhir proses desain adalah implementasi, yaitu proses memproduksi atau membangun secara fisik alat, produk, atau sistem. Tahap ini merupakan puncak dari proses desain dan bagi seorang insinyur, ini merupakan tahap yang paling memberikan kepuasan.
Hak Paten
Hak paten atas suatu penemuan memberikan hak atas kekayaan dari pemerintah kepada para penemu atau ahli warisnya. Hak ini menjaga agar orang lain tidak membuat, memakai, atau menjual penemuan tersebut. Syarat agar suatu penemuan dapat dipatenkan adalah
bahwa penemuan tersebut harus baru seperti didefinisikan di dalam hukum paten. Untuk mengajukan hak paten, seorang penemu harus menyertakan persyaratan-persyaratan sebagai berikut:
1.Spesifikasi teknis, berisi deskripsi yang jelas, singkat, dan eksak mengenai penemuan tersebut dan diperkenalkan dengan cara sedemikian rupa sehingga dapat membedakannya dari penemuan-penemuan terdahulu lainnya.
2.Sumpah atau pernyataan yang dibuat oleh penemu yang menegaskan bahwa ia adalah penemu pertama dan yang sesungguhnya atas subjek materi yang tengah diajukan patennya.
3.Biaya admisistrasi, referensi 10 menampilkan daftar biaya tersebut, diawali dengan biaya pokok sebesar $630.
4.Gambar pelengkap sesuai spesifikasi dari Kantor Paten manakala dibutuhkan untuk membantu memahami penemuan tersebut.
Persiapan dan proses pengajuan hak paten mambutuhkan pemahaman akan hukum paten seperti halnya pemahaman mengenai materi-materi ilmiah atau teknis yang terkandung didalam penemuan-penemuan tertentu.
Desain Berbantuan Komputer (Computer-Aided Design) Penggunaan komputer sebagai alat bantu untuk memecahkan masalah-masalah engineering telah menjadi sesuatu yang lumrah. Alat-alat bantu tersebut dikenal sebagai Computer-Aided Engineering (CAE). Computer-Aided Design (CAD), atau Computer-Aided
Design and Manufacturing (CAD/CAM). Sistem-sistem ini membuat proses pemecahan masalh-masalah engineering menjadi lebih efisien dan membebaskan para insinyur dari tugas-tugas yang monoton dan tidak imajinatif, sehingga memberikan lebih banyak kesempatan kepada mereka untuk menghasilkan inovasi. Dengan bantuan sistem-sistem CAD, tampilan-tampilan interaktifnya memudahkan para insinyur untuk berkomunikasi dengan komputer melalui gambar-gambar di layar komputer. Sistem-sistem CAD awalnya lebih banyak digunakan untuk memudahkan proses menggambar terutama untuk menggambar rancangan dua dimensi sederhana.
Belajar dari Kesalahan
Kegagalan-kegagalan teknis dapat ditimbulkan oleh berbagai macam sebab, antara lain:
1.Kecerobohan dan keteledoran pendesain dalam melakukan penghitungan.
2.Cacat pada material-material yang digunakan.
3.Ketidakhati-hatian para pekerja dalam mengimplementasikan desain.
4.Komunikasi yang lemah antara pimpinan proyek, para insinyur, para teknisi, dan para pekerja yang mengimplementasikan desain.
Salah satu ironi dari sejarah engineering adalah bahwa kesuksesan akhirnya mengakibatkan kegagalan. Ketika terjadi kegagalan teknis, hal terpenting yang biasa dilakukan adalah menentukan penyebab kegagalan dan merencanakan langkah-langkah perbaikan yang perlu diambil untuk mencegah atau memperkecil
kemungkinan kegagalan tersebut terjadi lagi. Langkah-langkah investigasi seperti ini dapat dilakukan oleh:
1.Badan-badan dan dewan-dewan pemerintah
2.Lembaga swadaya masyarakat atau organisasi profesi
3. Komisi-komisi yang dibentuk khusus (Tim Pencari
