penelitian operasional i - · pdf filemahasiswa dapat melakukan analisis dan ......
TRANSCRIPT
1Penelitian Operasional II
(TKI 226)Teknik Industri
UNIJOYO
Teknik Industri
UNIJOYO
1Sistem Manufaktur
(TKI 152)
Perancangan Produk
Disampaikan oleh:
M. Imron Mustajib, S.T., M.T.
2Sistem Manufaktur
(TKI 152)Teknik Industri
UNIJOYO
1. Groover, M.P.,(2001), “Otomation, Production System
and Computer Integrated Manufacturing”, Prentice Hall.
2. Singh, N., (1996), “Systems Approach to Computer-
Integrated Design and Manufacturing”, John Wiley &
Sons.
Referensi
3Sistem Manufaktur
(TKI 152)Teknik Industri
UNIJOYO
Tujuan Instruksional
1. Memperkenalkan cara pikir sistemik terintegrasi
dan metoda keteknikindustrian dalam
memecahkan permasalahan dalam sistem
manufaktur
2. Mahasiswa dapat melakukan analisis dan
memodelkan sistem manufaktur
4Sistem Manufaktur
(TKI 152)Teknik Industri
UNIJOYO
Pendahuluan
• Perancangan merupakan aktivitas awal dalam
sistem manufaktur
• Inovasi produk dilakukan
• Konsep dan gagasan produk dibuat
• Rancangan produk direalisasikan
5Sistem Manufaktur
(TKI 152)Teknik Industri
UNIJOYO
Pengertian Perancangan Produk
• Pengertian perancangan (design) adalah:
– Design is primarily concerned with establishing the
geometrical shape of the parts which will make up
the product, the materials from which they will be
made and certain aspects of the manufacturing
and assembly process mandatory to ensure the
integrity of the design
6Sistem Manufaktur
(TKI 152)Teknik Industri
UNIJOYO
Proses Disain (1)
Define Problem
Problem Statement,
Benchmarking, QFD,
PDS, Project Planning
Gather
Information
Intern et, Patents, Trade,
Literature
Concept
Generation
Brainstorming,
Functional
Decomposition,
Morphology Chart
Evaluation of
Concepts
Pugh Concept. Selection,
Decision Matrices
Product
Architecture
Arrangement of Physical
Elements to Carry Out
Function
Configuration
Design
Preliminary Selection of
Materials &
Manufacturing,
Modeling & Sizing
Parametric
Design
Robust Design,
Tolerances, Final
Dimensions, DFM
Detail Design
Detailed Drawings and
Specifications
Conceptual Design
Embodiment Design
7Sistem Manufaktur
(TKI 152)Teknik Industri
UNIJOYO
Proses Disain (2)
8Sistem Manufaktur
(TKI 152)Teknik Industri
UNIJOYO
Aktivitas Perancangan
• Aktivitas perancangan meliputi tiga
kegiatan utama, yaitu:
– Perancangan
– Analisis rancangan (design analysis)
– Engineering test
• Aktivitas yang mendukung adalah
– Administrasi perancangan
– Design modification and engineering change
9Sistem Manufaktur
(TKI 152)Teknik Industri
UNIJOYO
Hasil Perancangan
• Konsep disain:
– Menentukan bentuk dasar (basic shape) dan penampilan produk
– Proposal disain
• Disain enjinering:
– Identifikasi dan rancangan asembli, sub-asembli dan komponen
– Informasi disain, geometri, part lists, dan rincian material
• Disain Rinci:
– Identifikasi secara lengkap tentang semua part dan spesifiksinya
yang memungkinkan untuk di-manufaktur
10Sistem Manufaktur
(TKI 152)Teknik Industri
UNIJOYO
Perancangan dalam
Computer Integrated Manufacturing (CIM)
• Tuntutan kompetisi memerlukan upaya
meningkatkan performansi secara terus-
menerus
• Market share dan profitabilitas meningkat
• Untuk mencapai hal tersebut biaya harus
ditekan, kualitas lebih baik, dan lead time
diperpendek
• Dilakukan baik pada proses disain, fabrikasi,
asembling, delivery
11Sistem Manufaktur
(TKI 152)Teknik Industri
UNIJOYO
Latar Belakang: Konsep CIM
• Untuk mewujudkan ini: integrasi seluruh fungsi
dalam sistem manufaktur (perusahaan)
• Dikenal konsep CIM: Computer Integrated
Manufacturing (Sistem Manufaktur Terintegrasi
Komputer = SMTK) atau sekarang disebut
Integrated Manufacturing
• Konsep CIM sendiri dikemukakan pertama kali
oleh Joseph Harington (1973)
12Sistem Manufaktur
(TKI 152)Teknik Industri
UNIJOYO
CIM: Integrasi Proses dalam Enterprise
• CIM mengintegrasikan
tiga proses utama dalam
enterprise
• Daerah irisan
menunjukkan shared
data and resources
13Sistem Manufaktur
(TKI 152)Teknik Industri
UNIJOYO
Pengertian Integrasi
• Integrasi dilakukan
baik untuk:
– Data
– Proses
• Terjadi proses yang
lebih sederhana
• Lebih efisien;
menghindari
pengkotakan fungsi
14Sistem Manufaktur
(TKI 152)Teknik Industri
UNIJOYO
Pengertian Integrasi
• Penyederhanaan tersebut membuat
rangkaian proses menjadi sederhana
• Tidak terjadi re-entry proses
• Data yang dipakai berulang dapat dibuat
sekali saja
• Membentuk CIM process chain
15Sistem Manufaktur
(TKI 152)Teknik Industri
UNIJOYO
Teknologi yang Mewujudkan CIM
Sistem Pemrosesan Data
Bisnis
Manajemen Keuangan
Costing
Pemasaran
Pengendalian Pembelian
Vendors
Subkontrak
Personalia
Computer Aided Design
(CAD)
Model feature dan solid
Model parametrik
Grafik
Standard grafik (IGES,
STEP, DXF, dll)
FEM, FEA, Simulasi
Pengujian
Alata bantu
perancangan
Sistem Manufaktur
Aktivitas produksi
Pemesinan, asembling
Penanganan material
Penyimpanan
Pengendalian produksi
Pembebanan, penjadwalan,
penyeimbangan
Perencanaan kapasitas
Pengendalian kualitas
Computer Aided
Manufacturing (CAM)
Pembangkitan informasi
manufaktur
Perencanaan proses
Perencanaan produksi
Pemrograman CNC
Pemrograman robot
Pemrograman CMM
Perencanaan produksi tingkat
pabrik
Manajemen produksi
JIP, MRPII, JIT, OPT
BOM
Perencanaan kapasitas
Pengendalian persediaan
KUNCI TEKNOLOGI CIM
Jaringan komputer
Analisis & disain sistem
Pemrosesan terdistribusi
Manajemen basis data
Pemodelan & simulasi
Sistem Pakar
Rekayasa kualitas
16Sistem Manufaktur
(TKI 152)Teknik Industri
UNIJOYO
Makna dari definisi CIM
CIM
Automation
Strategic
Integration
Manufacturing
Integration
Information
System
17Sistem Manufaktur
(TKI 152)Teknik Industri
UNIJOYO
Makna dari CIM ?
• CIM bukan sekedar otomasi
• Integrasi merupakan kata kunci
• CIM membutuhkan orang-orang dari engineering,
administrasi, dan operasi bekerja sebagai satu
tim yang terintegrasi
• Jika diperlukan (peningkatan kecepatan, menjaga
konsistensi, sulit dilakukan secara manual, dll)
otomasi dilakukan
• Integrasi untuk meningkatkan performansi sistem
manufaktur – lebih kompetitif (world class
manufacturer)
18Sistem Manufaktur
(TKI 152)Teknik Industri
UNIJOYO
18
World Class Manufacturing
• Becoming the best competitor
• Growing more rapidly and being more profitable
• Hiring and retaining the best people
• Being able to respond quickly and decisively to changing
market conditions
• Adopting a product and process engineering approach
• Continually improving
Making things better, cheaper, faster and being more agile
19Sistem Manufaktur
(TKI 152)Teknik Industri
UNIJOYO
Manfaat penerapan SMTK
Manfaat Tangible
Penggunaan tenaga kerja
langsung dapat ditekan
Scrap dan rework dapat ditekan
Tingkat persediaan rendah
Lead time produksi cepat
Due date dapat dipenuhi
Tingkat keuntungan tinggi
Manfaat Intangible
Fleksibilitas tinggi
Image baik
Moral pekerja tinggi
Tingkat keselamatan kerja yang
tinggi
Kesempatan meningkatkan skill
tenaga kerja
20Sistem Manufaktur
(TKI 152)Teknik Industri
UNIJOYO
Kelemahan Proses Disain Tradisional (1)
• Sering disebut sequential engineering; serial process
• Pengetahuan pada setiap tahap tersimpan dalam “silo” yang
terpisah-pisah
• Proses perancangan terjadi tahap demi tahap secara terisolasi
sehingga memerlukan proses “estafet”
21Sistem Manufaktur
(TKI 152)Teknik Industri
UNIJOYO
Kelemahan Proses Disain Tradisional (2)
• Apa yang mungkin terjadi dengan
cara ini ?
– Estafet mengakibatkan transfer
spesifikasi produk tidak jelas sehingga
terjadi proses konfirmasi ulang atau salah
disain yang dilanjutkan dengan perbaikan
serta modifikasi
– Berbagai isu yang tersimpan di setiap
silo, misalkan mengenai kemudahan
untuk di-manufaktur (manufacturability),
tidak bisa dipertimbangkan sejak awal
– Semua, menyebabkan panjangnya waktu
proses disain dan mahalnya produk.
22Sistem Manufaktur
(TKI 152)Teknik Industri
UNIJOYO
Concurrent Engineering (CE)
Kelemahan
tersebut dicoba
diatasi dengan
membuka semua
sekat sehingga
tidak ada silo dan
tidak perlu estafet.
Konsep Concurrent
Engineering;
Simultaneous
Engineering
23Sistem Manufaktur
(TKI 152)Teknik Industri
UNIJOYO
Pengertian CE (1)
• Definisi yang diberikan pada CE adalah:
– Pendekatan sistematis pada pengintegrasian dan pen-
simultanan perancangan produk dengan proses-proses yang
terkait termasuk manufaktur dan proses-proses pendukungnya.
• CE adalah filosofi manajemen dan rekayasa untuk
memperbaiki kualitas dan menekan biaya serta lead
times dari konsepsi produk sampai pengembangan
produk baik untuk produk baru maupun modifikasi
produk yang ada.
24Sistem Manufaktur
(TKI 152)Teknik Industri
UNIJOYO
Material Control
Quality
Planning Customer needs
Material
Handling
Marketing and
sales
Cost accounting
Purchasing
Engineering
Design
Manufacturing
Process
Data management
and communication
Concurrent Engineering
Pengertian CE (2)
25Sistem Manufaktur
(TKI 152)Teknik Industri
UNIJOYO
Tujuan CE
• Menurunkan lead time pengembangan produk
• Memperbaiki profitability
• Meningkatkan competitiveness
• Pengendalian biaya perancangan dan disain
yang lebih baik
• Meningkatkan kualitas produk
• Integrasi yang erat antar bagian
• Team spirit
26Sistem Manufaktur
(TKI 152)Teknik Industri
UNIJOYO
Perbandingan Tradisional vs CE
Tradisional Concurrent
Engineering
27Sistem Manufaktur
(TKI 152)Teknik Industri
UNIJOYO
Konsekuensi Pen-simultan-an (1)
Field
Returns
Ship to
Customer
Traditional
Methods
CE Methods
Number of
Engineering
Product
Changes
Processed
1 to 3
Months
14 to 17
Months
20 to 24
Months
+ 3
Months
FinalTest
28Sistem Manufaktur
(TKI 152)Teknik Industri
UNIJOYO
Konsekuensi Pen-simultan-an (2)
29Sistem Manufaktur
(TKI 152)Teknik Industri
UNIJOYO
Perwujudan CE
• Secara fisik dilakukan dengan
membentuk team atau task
force CE pada saat
pengembangan produk akan
dilakukan
• Tim bekerja secara bersama
dengan difasilitasi oleh:
– Kepemimpinan
– Lingkungan kerja sama
– Dukungan teknologi untuk
memudahkan group work
30Sistem Manufaktur
(TKI 152)Teknik Industri
UNIJOYO
CE Tools
31Sistem Manufaktur
(TKI 152)Teknik Industri
UNIJOYO
Manfaat Nyata yang Telah Diperoleh
20% 13% 22%
27% 55% 15%
3%
5%
40% Time Savings
TraditionalEnvironment
ConcurrentEnvironment
Design Revisionsand Iterations
ConceptDesign
InitialDesign
DataDissemination
32Sistem Manufaktur
(TKI 152)Teknik Industri
UNIJOYO
QFD
• Ide Dasar QFD adalah
bagaimana
menterjemahkan voice of
consumer menjadi
technical requirements
(voice of engineer)
• Tujuan utama adalah
agar yang diinginkan
end-user dapat terpenuhi
(kualitas)
33Sistem Manufaktur
(TKI 152)Teknik Industri
UNIJOYO
QFD: Proses
• Menggunakan matriks-matriks yang saling
berkaitan untuk mengubah kebutuhan
pelanggan menjadi langkah-langkah proses
pembuatan.
• Matriks QFD menghubungkan data yang
dihasilkan pada satu tahapan pada keputusan
yang harus dibuat pada proses tahapan
berikutnya.
34Sistem Manufaktur
(TKI 152)Teknik Industri
UNIJOYO
QFD: Proses
35Sistem Manufaktur
(TKI 152)Teknik Industri
UNIJOYO
QFD: House of Quality
• Metode QFD akan melibatkan semua
pihak yang berkepentingan dalam
merancang dan membuat produk.
• Matriks awal yang merupakan kunci
pengembangan matriks-matriks berikutnya
disebut House of Quality (HOQ)
36Sistem Manufaktur
(TKI 152)Teknik Industri
UNIJOYO
QFD: House of Quality
37Sistem Manufaktur
(TKI 152)Teknik Industri
UNIJOYO
TI5221 - Minggu 9: Perancangan
Produk
37
QFD:
House of
Quality
38Sistem Manufaktur
(TKI 152)Teknik Industri
UNIJOYO
Design for Manufacture (DFM)
• Banyak persoalan pada tahapan manufaktur
dan perakitan berasal dari disain yang tidak baik
• Jika pada saat disain pertimbangan kemudahan
dalam manufaktur dan perakitan sudah
dipikirkan terbukti mengurangi biaya sangat
signifikan
• Disain harus melibatkan semua bagian yang
terlibat dalam design-engineering-
manufacturing-assembly-marketing
39Sistem Manufaktur
(TKI 152)Teknik Industri
UNIJOYO
Lingkup DFM
• Isu manajemen dan organisasi:
40Sistem Manufaktur
(TKI 152)Teknik Industri
UNIJOYO
Lingkup DFM
• Metode yang
dipakai dalam
mewujudkan
DFM
41Sistem Manufaktur
(TKI 152)Teknik Industri
UNIJOYO
DFM guidelines
• Rancangan dengan kebutuhan part minimal
• Pengembangan disain secara modular
• Minimasi variasi part
• Rancangan part yang multi-functional dan multi-use
• Rancangan part yang mudah difabrikasi
• Hindarkan fastener yang terpisah
• Minimasi arah asembli: top-down assembly
• Minimasi handling
• Maksimasi compliance
• Kurangi atau sederhanakan adjustments
42Sistem Manufaktur
(TKI 152)Teknik Industri
UNIJOYO
Design Simplification
(c) Final design
Design for push-and-snap
assembly
(b) Revised design
One-piece base &
elimination of fasteners
(a) The original design
Assembly using
common fasteners
43Sistem Manufaktur
(TKI 152)Teknik Industri
UNIJOYO
Design for Assembly (DFA)
• Merancang sejak awal proses perakitan (assembly)
produk sehingga:
– Mudah dirakit (easy to assemble)
– Mudah dipegang, feed, join, baik secara manual maupun
otomatis
• Secara umum, DFA bertujuan untuk:
– Mengurangi jumlah part dalam perakitan
– Optimasi kemampu-rakitan (assemblability) dari part
– Optimasi penanganan (handlability) dari parts dan sub-
assemblies
– Memperbaiki kualitas, meningkatkan efisiensi, dan mengurangi
biaya perakitan
44Sistem Manufaktur
(TKI 152)Teknik Industri
UNIJOYO
Guidelines DFA
• Minimasi jumlah part
• Minimasi permukaan perakitan
• Perancangan perakitan secara
top-down
• Memperbaiki akses perakitan
• Maksimasi part compliance
• Maksimasi part symmetry
• Optimasi handling part
45Sistem Manufaktur
(TKI 152)Teknik Industri
UNIJOYO
Design Problem & Solution
46Sistem Manufaktur
(TKI 152)Teknik Industri
UNIJOYO
DFMA Lucas Technique
47Sistem Manufaktur
(TKI 152)Teknik Industri
UNIJOYO
Faktor Implementasi CE
48Sistem Manufaktur
(TKI 152)Teknik Industri
UNIJOYO
Kesulitan dalam CE
• Karakteristik dari proses perancangan:– Perancangan dilakukan secara bertahap yang sering
menimbulkan sub-optimalisasi
• Volume dan variasi life-cycle knowledge:– Yang dimaksud adalah knowledge untuk merancang. Banyak
dan sangat bervariasi sehingga menyulitkan penyelesaian secara holistik
• Pemisahan fungsi-fungsi dalam siklus hidup:– Terpisahnya fungsi disain, process planning, dan manufacturing
sering menyulitkan integrasi.
49Sistem Manufaktur
(TKI 152)Teknik Industri
UNIJOYO
An Effective Design Process
• Matches product characteristics with
customer needs
• Meets customer requirements in simplest,
most cost-effective manner
• Reduces time to market
• Minimizes revisions
50Sistem Manufaktur
(TKI 152)Teknik Industri
UNIJOYO
CE dalam CIM
• Team Approach
meningkatkan integrasi
• Tim dapat bekerja secara
tradisional
• Dapat juga secara on line
• Arsitektur di samping
menjelaskan hal itu
51Sistem Manufaktur
(TKI 152)Teknik Industri
UNIJOYO
Penutup
• Performansi proses perancangan juga mencakup waktu
(lead time proses perancangan)
• Kecepatan untuk menghasilkan rancangan produk yang
siap diproduksi dalam waktu singkat juga membantu
kecepatan respon pasar
• Upaya-upaya yang dilakukan dalam rekayasa simultan,
DFMA, dll merupakan upaya untuk mempercepat waktu
perancangan tersebut