OPTIMASI PROSES PEMESINAN

(1)

1

OPTIMASI PROSES PEMESINAN

Prosman - 05

2

TIK

Pokok Bahasan

• Faktor-faktor Pertimbangan dalam Proses Pemesinan • Komponen Waktu Produksi

• Komponen Ongkos Produksi • Ekonomisasi Peralatan Bantu

• Mahasiswa dapat memilih proses pemesinan yang optimum

OPTIMASI PROSES PEMESINAN

3

FAKTOR-FAKTOR PERTIMBANGAN DALAM PROSES

PEMESINAN

Faktor-faktor teknis :

1.

menetapkan mesin yang akan dipakai, •

menentukan jenis pahat yang akan digunakan (geometri dan material pahat),

•

menentukan kondisi pemotongan (v, f, a). •

Kecepatan waktu produksi :

2.

jenis mesin yang dipakai, •

pemakaian perkakas bantu, •

jenis pahat yang digunakan, • dan lain-lain. • 4

Faktor-faktor ongkos :

3.

ongkos material, • ongkos produksi. •

Ongkos produksi yang paling rendah, sehingga harga produk murah; a)

Tujuan Proses Produksi :

Kecepatan produksi yang paling tinggi; b)

Keuntungan yang sebesar-besarnya. c)

5

Komponen waktu yang dipengaruhi variabel proses, dan 1.

KOMPONEN WAKTU PRODUKSI :

Komponen waktu bebas (nonproduktif). 2.

Komponen Waktu Yang Dipengaruhi Variabel Proses :

1.

dimana : tc lt vf n f

= waktu pemotongan sesungguhnya = panjang pemesinan; mm = kecepatan makan; mm/min. = putaran poros utama; rev/min = gerak makan; mm/rev a) tc= = ; min/produk

lt vf

lt n.f

6 b) Waktu penggantian pahat rata-rata :

tc T td. ; min / produk dimana : td T = = =

waktu penggantian atau pemesinan pahat; min. umur pahat; min.

bagian dari umur pahat yang digunakan menyelesaikan satu produk.

tc T

tc T td.

Catatan : untuk mesin NC, = 0 (diabaikan).

(2)

7

ts

N

ta= tLW+ tAT+ tRT+ tUW+ ; min / produk

Komponen Waktu Bebas (Non-produktif) :

2.

ta tLW tAT tRT tUW = = = = = =

waktu non produktif (auxillary time)

waktu pemasangan benda kerja (time for loading the workpiece); min/produk

waktu penyiapan, yaitu waktu yang diperlukan untuk membawa/menggerakkan pahat dari posisi mula sampai pada posisi siap untuk memotong (advancing time); min/produk

waktu pengakhiran, yaitu waktu yang diperlukan untuk membawa/menggerakkan pahat kembali ke posisi mula (retracting time); min/produk

waktu pengambilan produk (time for unloading the workpiece); min/produk

bagian dari waktu penyiapan mesin (fixture & attachments) dibagi rata untuk sejumlah produk yang direncanakan untuk dibuat saat itu (N, lot size).

ts N

8

Jadi waktu pemesinan per produk rata-rata :

tm= ta+ tc+ ; min / produk tc

T td.

Cara Meningkatkan Produktivitas :

• Memperkecil waktu nonproduktif, ta • Menurunkan waktu pemotongan, t_c

• Mempercepat cara penggantian pahat, td

9

Memperkecil waktu nonproduktif,

ta

:

• memperbesar kecepatan makan, vf • menaikkan gerak makan, f • memperbesar putaran spindel, v.

• menggunakan perkakas bantu,

• mesin dilengkapi dengan automatic chacker,

• memperbaiki cara kerja (bagi produksi yang sedang berjalan).

Menurunkan waktu pemotongan,

tc

:

Mempercepat cara penggantian pahat,

td

:

• menyediakan pahat cadangan, • memakai jenis pahat sisipan.

10

Contoh soal :

Benda kerja baja paduan dengan diameter mula sebesar 80 mm dan panjang pemesinan sekitar 150 mm, dibubut kasar untuk kedalaman potong 3 mm dengan gerak makan 0,2 mm/r dan kecepatan potong 113 m/min, umur pahat sekitar 40 menit. Untuk mengganti pahat karbida sisipan diperlukan waktu 0,5 menit, sedang bila diasah diperlukan waktu 15 s/d 30 menit.

Komponen waktu nonproduktif :

• Waktu pemasangan benda kerja dengan menggunakan automatic chacker adalah 5 detik = 0,08 menit;

• Waktu untuk menggerakkan pahat ke posisi potong 0,08 min/produk; • Waktu untuk menggerakkan pahat kembali ke posisi semula 0,05 min/produk; • Waktu pengambilan produk 0,1 min/produk;

• Waktu penyiapan mesin dan peralatan bantu lainnya 60 min, sedang jumlah produk yang akan dikerjakan 100 buah.

Berapakah waktu pemesinan per produk rata-rata ?

11

Jawab :

1. Komponen waktu yang dipengaruhi oleh variabel proses :

n = = = 450 r/min.113 . 1000  . 80 v . 1000  . d tc = = = = 1,67 min/produk 150 450 . 0,2 lt vf lt n.f

Waktu untuk mengganti pahat :

• bila digunakan pahat karbida sisipan, td= 0,5 min. :

1,67 40 tc

T

td. = 0,5. = 0,02 min/produk

• bila digunakan pahat biasa, td= 30 min. :

1,67 40 tc

T

td. = 30 . = 1,25 min/produk

OPTIMASI PROSES PEMESINAN

12

2. Komponen waktu nonproduktif :

ts N ta= tLW+ tAT+ tRT+ tUW+ = 0,08 + 0,08 + 0,05 + 0,1 + 60 100 = 0,91 min/produk

Waktu pemesinan rata-rata produk : dengan pahat sisipan :

a)

dengan pahat yang diasah : b) tc T td. tm = ta+ tc+ = 0,91 + 1,67 + 0,02 = 2,6 min / produk tm = 0,91 + 1,67 + 1,25 = 3,83 min / produk

(3)

13

KOMPONEN ONGKOS PRODUKSI

Ongkos total perproduk (unit cost), dan 1.

Ongkos operasi (operating cost). 2.

Ongkos Total Perproduk :

1.

Rumus yang digunakan :

Cu = CM + Cplan +  Cp ; Rp / produk

dimana : Cu

CM

Cplan

Cp

ongkos total; Rp / produk ongkos material; Rp / produk ongkos perencanaan produksi; dapat

pula dimasukkan dalam ongkos

perancangan produk (bila produk

ybs. dirancang sendiri); Rp / produk ongkos salah satu proses produksi; Rp / produk

= = =

=

14

a) Ongkos material terdiri dari : • harga pembelian material,

• ongkos tak langsung (indirect cost / overhead cost) :

 biaya gudang,  pengangkutan,  bunga bank,  pajak,  asuransi,  pemeliharaan, dll. Rumus perhitungan : CM= CMo+ CMi ; Rp / produk dimana : CMo CMi

harga pembelian; Rp / produk ongkos tak langsung; Rp / produk

= =

15

b) Ongkos proses produksi terdiri dari : • ongkos penyiapan dan peralatan, • ongkos pemesinan, • ongkos pahat. Rumus perhitungan : Cp = Cr+ Cm+ Cc ; Rp / produk dimana : Cr Cm Cc

ongkos penyiapan dan peralatan; Rp / produk

ongkos pemesinan; Rp / produk ongkos pahat; Rp / produk

= = =

16

(1) Ongkos penyiapan dan peralatan (Cr) :

dimana : Cset

Cfix

Ccr

N

ongkos pengaturan/setting mesin; Rp

ongkos perkakas bantu cekam

(fixture); Rp

ongkos penyiapan program; Rp jumlah produk yang dibuat; produk

= = = = Cr= ; Rp / produk Cset+ Cfix+ Ccr N (2) Ongkos pemesinan (Cm) : Cm= cm. tm ; Rp / produk dimana : cm tm

ongkos operasi mesin; Rp/min waktu pemesinan; min/produk

= =

17

(3) Ongkos pahat (Cc) :

dimana : cc ongkos pahat per mata potong;

Rp/mata potong

Sebagian dari umur pahat (yang

berkurang akibat pemakaian setiap manghasilkan satu produk) merupa-kan rasio antara waktu pemotongan efektif tcdengan umur pahat T; mata

potong/produk = = tc T Cc= cc. ; Rp / produk tc T

18

2. Ongkos Operasi :

Rumus yang digunakan :

CJ = Cf + Cd + Ci ; Rp / tahun dimana : CJ

Cf

Cd

Ci

ongkos operasi pertahun; Rp / tahun ongkos tetap pertahun; Rp / tahun ongkos variabel langsung; Rp / tahun ongkos variabel tak langsung; Rp / tahun

= = = =

Ongkos tetap pertahunadalah ongkos yang dipikul

perusahaan atas pemilihan suatu mesin/alat pro-duksi yang secara tetap harus dibayar setiap tahun, seperti : a) • bunga pinjaman, • pajak, • asuransi, • dan lain-lain.

(4)

19

Ongkos variabel langsung pertahunadalah ongkos yang dipikul perusahaan pertahun akibat pengaruh langsung dari kegiatan pemesinan yang dilakukan, seperti :

b)

• ongkos bahan bantu (mis. cairan pendingin), • ongkos daya listrik,

• ongkos operator.

Ongkos variabel tak langsung pertahunadalah ongkos yang dipikul perusahaan pertahun akibat pengaruh tidak langsung dari kegiatan pemesinan yang dilakukan, seperti :

c)

• kontrol kualitas, • penjualan, • administrasi, dll.

20

EKONOMISASI PERKAKAS BANTU

Perkakas bantu adalah suatu alat yang dibuat untuk membantu pengerjaan benda kerja dalam menentukan lokasi, memegang benda kerja, dan menuntun perkakas potong.

Disebabkan ketelitian dan ketahanan yang harus dipunyai perkakas bantu, maka ongkos pembuatannya akan relatif tinggi.

Walaupun perkakas bantu dapat menghasilkan produk-tivitas yang lebih tinggi, perkakas tidak dapat diper-tanggung jawabkan bila ongkosnya tidak diimbangi oleh penghematan dalam ongkos produksi.

Faktor-faktor yang mempengaruhi analisa ekonomis perkakas bantu dan perumusan faktor-faktor ini dalam penentuan keseimbangan ekonomis adalah sebagai berikut :

a) Ongkos perkakas bantu;

b) Ongkos bunga dari ongkos perkakas bantu;

c) Penghematan dalam ongkos buruh akibat pemakaian perkakas bantu ini;

d) Penghematan dalam ongkos mesin produksi akibat produktivitas yang meningkat;

e) Jumlah benda kerja yang akan diproduksi dengan bantuan perkakas bantu tersebut.

21

22 Cpuf = (R + Rm) t ; Rp / produk

dimana : R

Rm

t

ongkos buruh per jam tanpa perka-kas bantu; Rp / jam

ongkos mesin per jam, termasuk

semua overhead; Rp / jam

waktu yang dibutuhkan untuk menye-lesaikan satu produk tanpa perkakas bantu; jam / produk

= = =

Hubungan antara

faktor-faktor di atas

dapat

dinyatakan dalam rumus berikut ini :

1) Ongkos produksi total/produk tanpa perkakas bantu (Cpuf ) :

23 Cpf = (Rt+ Rm) tt ; Rp / produk

dimana : Rt

tt

ongkos buruh per jam dengan perka-kas bantu; Rp / jam

waktu yang dibutuhkan untuk menye-lesaikan satu produk dengan per-kakas bantu; jam / produk

= =

3) Penghematan ongkos produksi/produk (Cps) :

Ongkos produksi total/produk dengan perkakas bantu (Cpf ), (tidak termasuk ongkos pembuatan perkakas bantu) :

2)

Cps = Cpuf - Cpf= (R + Rm) t - (Rt + Rm) tt; Rp / produk

24

4) Ongkos perkakas bantu/produk (Cfix) :

Cfix = (1 + ) ; Rp / produk Ct N n.i 2 dimana : Ct n i N

ongkos pembuatan perkakas bantu; Rp jumlah tahun perkakas bantu itu akan dipakai; tahun

suku bunga dari modal yang diinvestasi; %/tahun

jumlah produk yang akan dibuat

(selama n tahun); produk

= = = =

Bila waktu pemakaian perkakas bantu diperhitungkan lebih kecil dari satu tahun, maka pada umumnya suku bunga tidak diperhitungkan, sehingga :

Cfix = ; Rp / produk

Ct

N

(5)

25

Perkakas bantu dapat menguntungkan secara ekonomis, bila penghematan

ongkos produksi/produk lebih besar daripada ongkos perkakas

bantu/produk, jadi : 5) Cps > Cfix, atau (R + Rm) t - (Rt + Rm) tt > (1 + ) Ct N n.i 2

Titik impas yaitu jumlah produk minimum yang harus diproduksi oleh pabrik dengan perkakas bantu tersebut supaya penghematan ongkos produksi sama dengan ongkos pembuatan perkakas bantu, jadi : 6) Cps = Cfix, atau (R + Rm) t - (Rt + Rm) tt= (1 + ) Ct Nimpas n.i 2 (R + Rm) t - (Rt + Rm) tt Nimpas = = (1 + ) Ct n.i 2 Cps (1 + ) Ct n.i 2

26

Ongkos maksimum yang diperbolehkan untuk membuat perkakas bantu : 7) (R + Rm) t - (Rt + Rm) tt (1 + ) n.i 2 Cps. N (1 + ) n.i 2 Ct max = x N =

Contoh soal :

Pemakaian sebuah perkakas bantu dalam mendukung satu seri operasi pada sebuah mesin freis akan mengurangi waktu pengerjaan dari 45 menit/produk menjadi 24 menit/produk. Bila pekerjaan itu harus dilakukan tanpa perkakas bantu, maka penanganan harus dilakukan oleh seorang operator akhli (klasifikasi A) yang dibayar Rp. 10.000/jam. Dengan perkakas bantu, pekerjaan itu dapat diserahkan pada operator kurang akhli (klasifikasi B) yang pembayarannya Rp. 7.500/jam. Ongkos mesin/jam, terma-suk overhead, ditentukan sebesar Rp. 25.000/jam.

27 Ongkos pembuatan perkakas bantu termasuk Rp. 1.750.000 untuk perancangan, Rp. 950.000 untuk bahan-bahannya, dan memerlukan seorang pembuat perkakas bantu yang akhli. Pembuatan memerlukan waktu 50 jam dan diminta pembayaran Rp. 30.000/jam termasuk ongkos buruh, mesin, dan overhead. Suku bunga bank adalah 8 %. Telah diperkirakan bahwa perkakas bantu itu mempunyai umur ekonomis 2 tahun, dan bahwa perkakas bantu itu dapat dipakai untuk membuat 400 produk dalam jangka waktu itu.

Tentukan :

a) Apakah perkakas bantu itu dapat menguntungkan secara ekonomis? b) Berapa jumlah produk minimum yang harus diproduksi agar diperoleh

titik impas?

c) Berapa ongkos maksimum yang diperbolehkan untuk membuat sebuah perkakas bantu, bila jumlah produk yang dibuat/tahun 175 buah (= 350 produk/2 tahun)?

28

Jawab:

t = 45 menit/produk = 0,75 jam/produk tt = 24 menit/produk = 0,4 jam/produk R = Rp.10.000/jam Rt = Rp. 7.500/jam Rm = Rp. 25.000/jam Ct = Rp. 1.750.000+Rp.950.000+Rp. 30.000/jam x 50 jam = Rp. 4.200.000 i i = 8 % dan n = 2 tahun N = 400 produk Cps= (R + Rm) t - (Rt+ Rm) tt; Rp / produk a) = (10.000 + 25.000).0,75 – (7.500 + 25.000).0,4 = 13.250 Rp / produk

29 Cfix = (1 + ) ; Rp / produk Ct N n.i 2 4.200.000 400 2 . 0,08 2 = (1 + ) = 11.340 Rp / produk b) Nimpas = = (1 + ) Ct n.i 2 Cps (1 + ) 4.200.000 2 . 0,08 2 13.250 = 342 produk

Bila N = 350 produk / 2 tahun, maka :

c)

Cps> Cfix, jadi perkakas bantu ini secara ekonomis

dapat dipertanggung jawabkan.

Cps. N (1 + ) n.i 2 Ct max = = = Rp 4.293.981 13.250 . 350 1,08

30

Soal Latihan :

Pemakaian sebuah perkakas bantu dalam mendukung satu seri operasi pada sebuah mesin freis akan mengurangi waktu pengerjaan dari 50

menit/produk menjadi 25 menit/produk. Bila pekerjaan itu harus dilakukan tanpa perkakas bantu, maka penanganan harus dilakukan oleh seorang operator ahli (klasifikasi A) yang dibayar Rp. 15.000/jam. Dengan perkakas bantu, pekerjaan itu dapat diserahkan pada operator kurang ahli (klasifikasi B) yang pembayarannya Rp. 8.000/jam. Ongkos mesin/jam, termasuk overhead, ditentukan sebesar Rp. 30.000/jam. Ongkos pembuatan perkakas bantu adalah Rp. 1.800.000 untuk perancangan, Rp. 1.000.000 untuk bahan-bahannya, dan memerlukan seorang pembuat perkakas bantu yang ahli. Pembuatan memerlukan waktu 60 jam dan diminta pembayaran Rp. 35.000/jam termasuk ongkos buruh, mesin, dan overhead. Suku bunga bank adalah 8 %. Telah diperkirakan bahwa perkakas bantu itu mempunyai umur ekonomis 2 tahun, dan bahwa perkakas bantu itu dapat dipakai untuk membuat 500 produk dalam jangka waktu itu.

(6)

31

Soal Latihan :

Tentukan :

Apakah perkakas bantu itu dapat menguntungkan secara ekonomis? Berapa jumlah produk minimum yang harus diproduksi agar diperoleh titik impas?

Berapa ongkos maksimum yang diperbolehkan untuk membuat sebuah perkakas bantu, bila jumlah produk yang dibuat/tahun 200 buah (= 400 produk/2 tahun)?.

32

OPTIMASI PROSES PEMESINAN