Pada fase ini analisis yang telah dilakukan menjadi dasar konsep rancangan. Konsep perancangan merupakan kegiatan dimana berbagai konsep analisis secara berturut-turut, kemudian dieliminasi untuk mengidentifikasi konsep yang paling menjanjikan Spesifikasi perancangan berisi syarat-syarat teknis produk yang disusun dari daftar keinginan pengguna yang dapat diukur. Tahapan-tahapan mengkonsep adalah sebagai berikut:
1. Memperjelas pekerjaan 2. Membuat daftar tuntutan 3. Penguraian fungsi keseluruhan 4. Membuat alternatif fungsi bagian 5. Variasi konsep
6. Menilai alternatif konsep berdasarkan aspek teknis 7. Pengambilan keputusan alternatif konsep perancangan
Pada perancangan konsep produk, carilah beberapa (alternatif) konsep produk, yang semuanya memenuhi spesifikasi teknis produk. Pada penilaian
28 produk, dipilih konsep produk terbaik untuk dikembangkan lebih lanjut menjadi produk, berdasarkan kriteria pemilihan yang disusun berdasarkan spesifikasi teknis produk. Konsep produk masih berupa gambar skema atau gambar skets yang terdiri dari kerangka (skeleton) elemen-elemen produk.
Struktur fungsi disusun mulai dari keseluruhan produk atau overall product function. Kemudian diuraikan menjadi beberapa sub-fungsi dan seterusnya setiap sub-fungsi, jika mungkin diuraikan menjadi sub-sub fungsi. Tingkat pertama struktur fungsi adalah fungsi (overall product function).
Pada tingkat kedua (dibawahnya) adalah sub-fungsi, pada tingkat ketiga (dibawahnya) adalah sub-sub fungsi. Tidak semua sub-fungsi dapat diuraikan
menjadi beberapa sub fungsi. Dalam hal ini fungsi tersebut dinamakan sub-fungsi yang tak terurai.
Gambar 3.2 Black Box Sumber : Philip Kotler’s Black Box
Fungsi dan setiap sub-fungsi dan sub-sub fungsi direpresentasikan dengan sebuah blok fungsi, yang kemudian dialiri oleh aliran masuk dan keluar berupa : (1) energi (gaya), (2) material dan (3) informasi (sinyal) yang masuk dan keluar dari blok fungsi
Gambar 3.3 Fungsi keseruluhan sistem
29
(Sumber :Pahl, G and Beitz, W.2004. Enggineering Design : The Design Council;p30)
Struktur fungsi dalam hal ini mempunyai hubungan antara masukan (input) dan keluaran (output) dari sebuah sistem. Struktur fungsi dapat menyatakan dalam bentuk aliran energi, material dan sinyal.
Konsep kotak hitam menjadi dasar implementasi objek. Keputusan perancang dikendalikan oleh masukan data terakhir tentang masalah yang dihadapi, juga masukan dari kasus-kasus lain yang hampir sama, ditambah dengan masukkan dari pengalaman diri perancang.
Untuk melaksanakan pendekatan dengan metode kotak hitam, seorang perancang dituntut untuk memiliki pengalaman serta referensi yang telah banyak serta daya pikir yang tajam, meliputi kecepatan berpikir, fleksibilitas berpikir dan orientasi berpikir. Adapun langkah-langkah pemikiran perancang dalam proses eksplorasi kotak hitam antara lain berupa:
1. Analogi 2. Aplikasi 3. Spekulasi, dan 4. Intuisi
3.2.1 Daftar Tuntutan Rancangan
Daftar tuntutan rancangan merupakan data-data yang diperoleh berdasarkan keinginan konsumen dan patokan spesifikasi yang akan dirancang. Daftar tuntutan ini harus memenuhi fungsi, dimensi, dan operasional dari rancangan tersebut. Semakin rinci data tersebut, maka semakin jelas batasan suatu rancangan untuk memenuhi keinginan konsumen.
3.2.2 Penentuan Fungsi Keseluruhan
Pada fase ini dikumpulkan semua informasi tentang keinginan konsumen dan persyaratan (requirements) lain yang harus dipenuhi oleh produk dan tentang kendala-kendala yang merupakan batas-batas produk. Fungsi keseluruhan merupakan penggabungan dari beberapa alternatif yang dibuat sehingga membentuk beberapa fungsi bagian ini adalah membantu memperoleh gambaran global tentang rancangan tersebut.
30 3.2.3 Alternatif Fungsi Bagian
Alternatif atau pilihan terhadap fungsi yang dibuat dari pembagian fungsi sebagai bentuk lain dari fungsi yang telah ada. Tujua dari pembuatan alternatif fungsi bagian ini adalah membantu mencari jalan keluar untuk memperoleh hasil yang lebih baik karena jarang sekali didapatkan solusi yang cocok dalam semua aspek.
3.2.4 Variasi Konsep
Metode morfologi menggunakan struktur fungsi untuk menemukan variasi konsep produk dan metode yang dapat menemukan banyak variasi konsep produk. Setelah fungsi diuraikan menjadi sub-sub fungsi maka dengan metode morfologi bisa ditemukan variasi konsep produk. Metode morfologi menggunakan metode yang sistematik dan prosedur yang mudah diikuti. Langkah-langkahnya diuraikan sebagai berikut:
a. Untuk setiap sub fungsi tunggal (tak teruraikan) dicari solusi sebanyak-banyaknya. Solusi mekanisme yang dapat menjalankan sub-sub fungsi tersebut.
b. Untuk menentukan variasi konsep produk maka dibentuklah kombinasi-kombinasi solusi. Setiap kombinasi terdiri dari satu solusi yang tak teruraikan dari sub-sub fungsi.
c. Kombinasi dari solusi-solusi digambar pada matriks morfologi sehingga secara visual alternatif produk langsung terlihat.
Keterangan : F : Subfunctions S : Solutions
Combinations 1: S (11) + S (22) + ….. S (n2) Combinations 2: S (11) + S (21) + ….. S (n1)
31 Gambar 3.4 Metoda Morfologi
(Sumber :Pahl, G and Beitz, W.2004. Enggineering Design: The Design Council;p104)
Sub-fungsi pada diagram blok fungsi merupakan fungsi tingkat kedua. Untuk setiap sub-fungsi ini kita akan cari solusi-solusi yang dapat memenuhi setiap sub-fungsi. Solusi-solusi yang memenuhi sub-fungsi dan sub-sub-fungsi belumlah merupakan konsep produk, tetapi baru konsep elemen. Kombinasi konsep elemen barulah merupakan konsep produk 3.3 Merancang
Merancang merupakan fase dalam penggambaran wujud produk yang didapat dari hasil penilaian konsep rancangan. Konstruksi rancangan ini merupakan pilihan optimal setelah melalui tahapan penilaian teknis dan optimasi desain. Tahapan merancang adalah sebagai berikut:
1. Membuat pra desain
2. Mempertimbangkan bagian kritis 3. Membuat perbaikan pra desain
4. Menetukan pra desain yang telah disempurnakan 3.4 Penyelesaian
Setelah tahap merancang selesai dilakukan maka tahap penyelesaian akhir adalah:
1. Membuat gambar susunan
32 3.3.1 Draft Rancangan
Draft merupakan gambaran kasar atau rancangan awal dari sebuah objek, permasalahan, atau sebuah pembahasan. Ketika hendak mempresentasikan atau melakukan penyampaian secara lisan, seorang perancang memerlukan sebuah kerangka dasar atau pondasi untuk menuliskan sebuah rencana penelitian.
Draft penulisan merupakan kerangka dasar yang berisikan gambaran mengenai bentuk rencana penelitian. Tujuan dibuat sebuah draft terebut untuk memudahkan pihak lain untuk memahami/ mempelajari isi , arah, atau tujuan penelitian.
Draft rancangan terlampir
3.3.2 Gambar Kerja Susunan dan Detail
Pada tahap ini bentuk perancangan, dimensi, karakteristik bagian-bagian komponen, spesifikasi material, pengecekan ulang berdasarkan kelayakan teknik dan ekonomi, seluruh gambar serta dokumen-dokumen produksi telah dihasilkan. Dalam perancangan perlu diperhatikan juga adanya keterkaitan umum yang terdapat pada sistem benda teknik yaitu:
1. Kaitan fungsi (Functional Interrelationship), yaitu keterkaitan antara masukan dan keluaran dari suatu sistem untuk melakukan kerja tertentu yang berhubungan dengan lingkungan sekitar.
2. Kaitan kerja (Phisical Interrelationship), yaitu hubungan dimana kerja merupakan bagian dari proses fisika yang dipilih berdasarkan adanya efek fisika geometri seperti dimensi, struktur dan ciri-ciri material.
3. Kaitan bentuk (Form Interrelationship), realisasi bentuk dari bahan menjadi struktur yang dilengkapi penataan lokasi dan pemilihan gerak.
4. Kaitan sistem (System Interrelationship), dimana gambar teknik merupakan bagian dari suatu sistem yang menyeluruh dari perancangan akhir.
33 4. ANALISIS RANCANGAN
Dalam bab ini akan diuraikan mengenai langkah-langkah yang dilakukan dalam penyelesaian rancangan mesin yang meliputi konstruksi mekanik, spesifikasi yang diinginkan dan komponen-komponen yang digunakan. Kemudian akan dijelaskan beberapa alternatif yang akan dipilih.
Dalam metodologi VDI 2222, dijelaskan proses hingga penyelesaian, yaitu pembuatan gambar kerja dan perlengkapan dokumentasi produk. Pada karya tulis ini, hanya dibahas proses merencana, hingga proses merancang.
4.1 Identifikasi Masalah
Berdasarkan pemaparan yang sudah dijelaskan pada bab-bab sebelumnya, hal-hal yang perlu diidentifikasi dalam proses perancangan Mesin Pengemas Roti Otomatis ini adalah sebagai berikut:
4.1.1 Identifikasi Mesin
Mesin yang akan dikaji adalah sebuah mesin yang dapat mengemas roti secara continue dengan metode alir. Pemilik perusahaan ingin mengganti proses pengemasan yang sebelumnya dilakukan oleh tenaga kerja manusia, digantikan dengan investasi sebuah mesin.
Mesin ini harus bisa mengemas roti 20.000 buah per hari yaitu mengemas 60 buah roti dalam waktu 1 menit dan bekerja 6 jam/hari. Dari 8 jam kerja per hari, 2 jam digunakan untuk set up mesin dan penggantian former (pembungkus) untuk roti yang berbeda. Roti yang akan dikemas memiliki dimensi yang berbeda-beda dan mesin harus dapat menyesuaikan dengan ukuran roti yang diproses. Oleh karena itu, disediakan 3 buah former yang sesuai dengan ukuran masing-masing roti agar dapat digunakan untuk ketiga ukuran roti tersebut.
Mesin ini menggunakan pembungkus plastik berbahan polypropelane yaitu dengan bahan pembungkus roll film yang mudah didapatkan dan dapat dipesan sesuai ukuran. Plastik film tadi kemudian direkatkan dengan metoda sealing lalu dipotong di bagian akhir sambil direkatkan. Jenis mesin seperti ini sudah banyak terdapat di pasaran dengan harga yang tinggi.
34 4.1.2 Identifikasi Produk
Produk yang akan diproses oleh mesin hasil rancangan yaitu adalah roti yang memiliki variasi bentuk dan berat. Ada tiga jenis roti yang akan diproses. Data produk yang akan diproses adalah sebagai berikut:
Tabel 4.1 Data Spesifik Produk
Roti 1 Roti 2 Roti 3
Dimensi ∅80 𝑥 20 100 𝑥 100 𝑥 30 120 𝑥 70 𝑥 30
Berat 65 gr 60 gr 60 gr
4.1.3 Identifikasi mesin yang telah ada
Di industri pengemas roti menengah ke atas yang ada di indonesia, mesin seperti ini memang sudah menjadi sesuatu yang wajib dimiliki. Karena kapasitas produksi yang besar dan didukung dengan investasi yang besar, harga yang cukup tinggi tidak menjadi permasalahan. Harga mesin ini yaitu Rp. 95.000.000,-
Salah satu mesin yang telah digunakan di industri yaitu Hawk Horizontal Flow Wrapping Machine memiliki spesifikasi yang cukup tinggi. Dari sisi produktifitas, mesin ini dapat memproduksi 50-250 bungkus per menit. Ukuran produk yang dapat dibungkus yaitu lebar 20-85 mm, tinggi maksimal 40 mm, diameter roll film maksimal 320 mm. Mesin ini memiliki dimensi panjang 4850 mm, lebar 900 mm, dan tinggi 1600 mm. Dengan berat mesin 850 kg.
35 Gambar 4.1 CHM 250 Horizontal Packaging Machine