Pengertian Cyber Physical System

Cyber Physical System (Sistem Fisik Siber) adalah sistem yang terdiri dari subsistem fisik , komputasi dan jaringan komunikasi

Pada sistem embedded, suatu mikroprosesor atau pengolah informasi lainnya dihubungkan dengan suatu system fisik. Keadaan dari system fisik dibaca oleh mikroprosesor, kemudian program di mikroprosesor mengatur system fisik. Pada system yang sederhana, kombinasi ini dapat diprogram dengan mudah. Namun pada system yang lebih kompleks, interaksi antara komputasi dan fisik ini cukup rumit. Pada tahun 2006, mulai muncul istilah ‘Cyber Physical System’, sebagai disiplin ilmu baru untuk membahas permasalahan ini.

Definisi Cyber Physical System

Berikut ini definisi Cyber Physical System pada beberapa literatur. Definisi pertama: cyber physical system is a system composed of physical subsystem together with computing and networking.

Definisi lain: A cyber-physical system consists of a collection of computing devices communicating with one another and interacting with the physical world via sensors and actuators in a feedback loop.

Jadi ada 3 elemen pada suatu CPS: cyber yaitu komputasi, physical yaitu system fisik yang diatur/dikendalikan, komunikasi yang menghubungkan antara beberapa komputasi yang terdistribusi dan menghubungkan antara komputasi dan physical.

• “A cyber-physical system (CPS) is a system composed of physical subsystem together with computing and networking”. (Lee & Seshia 2017, halaman 12)
• “A cyber-physical system consists of a collection of computing devices communicating with one another and interacting with the physical world via sensors and actuators in a feedback loop”. (Rajeev Alur, Principles of Cyber-Physical Systems, The MIT Press 2015, halaman xi)

Terjemahan bebasnya:

Cyber Physical System (Sistem Fisik Siber) adalah sistem yang terdiri dari subsistem fisik , komputasi dan jaringan komunikasi

Berikut ini ilustrasi system CPS dengan memasukkan elemen komunikasi.

Adanya komunikasi membuat perilaku system lebih kompleks, karena ada factor waktu jeda pada pengiriman data.

Komputasi dan komunikasi ini dipelajari dalam ilmu distributed systems atau distributed computing.

Pada kuliah ini kita tidak membahas aspek komunikasi ini.

Sistem Kendali Closed Loop

Berikut ini diagram sebuah system kendali . Pada system kendali ini ada benda physical yang dikendalikan, komputasi sebagai pengendali, input biasanya dari pengguna / manusia, dan output.

Pada system kendali diinginkan output mengikuti input. Pada system ini terdapat umpan balik dari output ke komputasi, sehingga system ini juga disebut system kendali umpan tertutup, atau closed loop control.

Perilaku system kendali seperti ini dipelajari secara detail di kuliah system kendali. Di kuliah system kendali titik beratnya di analisis matematis dari system kendali tersebut.

Sistem Kendali Open Loop

Berikut ini contoh system kendali tanpa umpan balik. Keadaan dari system fisik tidak dimasukkan lagi ke komputasi. Sistem ini dapat berfungsi baik jika perilaku physical diketahui dengan baik dan tidak ada gangguan dari luar.

Menurut definisi CPS, system ini tidak termasuk dalam CPS. Sistem ini masih termasuk system embedded karena ada elemen komputasi di dalamnya.

Sistem Monitoring

Ada juga system embedded yang tidak punya input, namun hanya mengolah sinyal keluaran dari suatu benda fisik. Contohnya adalah pada alat pengukur dan perekam data. Alat ini hanya mengukur besaran fisik suatu benda, kemudian mencatat , menganalisis, mengirim ke tempat lain atau menampilkan besaran tersebut. Contohnya misalnya IoT atau internet of things untuk mencatat parameter cuaca seperti temperature, kelembaban dan curah hujan.

Pada kuliah EL4121 ini kita hanya membahas terutama aspek komputasi dan physical saja. Aspek komunikasi tidak dibahas. Komunikasi dibahas antara lain di kuliah jaringan komputer.

Kombinasi komputasi dan komunikasi dibahas di kuliah Sistem Paralel dan Terdistribusi IF3230

Referensi

• E. A. Lee and S. A. Seshia, Introduction to Embedded Systems – A Cyber-Physical Systems Approach, Second Edition, MIT Press, 2017. (https://ptolemy.berkeley.edu/books/leeseshia/)
• Rajeev Alur, Principles of Cyber-Physical Systems, The MIT Press 2015