Proses Desain Untuk Kehandalan Produk

(1)

Prosiding Pertemuan IImiah Nasional Rekayasa Perangkat Nuklir Serpong, 20 Nopember 2007

Proses Desain Untuk Kehandalan Produk

ISSN 1693-3346

Suryanto P2PN BATAN

Kawasan Puspiptek Serpong, Tangerang 15413, Tangerang

ABSTRAK

Proses desain mempunyai beberapa tahapan. Tahapan desain minimal terdiri dari kajian awal, desain konsep, desain dasar dan desain lengkap. Hasil kegiatan desain di atas berupa spesifikasi, konsep, sistem dan instruksi manufaktur. Kajian awal diperlukan untuk menerjemahkan kebutuhan pasar menjadi spesifikasi desain. Setelah spesifikasi desain ditetapkan, proses desain konsep dapat dimulai. Dalam tahap ini dilakukan pengembangan beberapa konsep yang mungkin, penilaian terhadap konsep-konsep diatas dan pemilihan satu konsep terbaik yang sesuai dengan spesifikasi desain. Dengan konsep ini, selanjutnya dilakukan proses desain dasar yang terdiri dari - identifikasi dan kalkulasi proses enjinering, fasilitas proses, kendali proses dan fasilitas pendukung proses. Desain dasar ini menghasilkan sistem yang sesuai dengan konsep yang ditetapkan. Selanjutnya dilakukan desain lengkap yang meliputi evaluasi bahan, komponen dan peralatan, melakukan perhitungan proses enjinering sesuai data terbaru serta membuat instruksi kerja manufaktur.

ABST ACT

Process design has several steps. Design step at least consist of preliminary study, concept design, basic design and detail design. Results of these activities are specifications, concept, system and manufacture instructions. Preliminary study is needed in order to convert market need into design specifications. As design specification is available, concept design can be started. In this step, a number of possible concepts are developed and evaluated and the best concept is chosen. With this concept, engineering design continues into basic design, which consists of identification and calculation process, facility process, control process and supporting facility of process. These activities will

(2)

ISSN 1693-3346

provide engineering system accordance with the concept and design specifications. The following step is detail design that included evaluation of materials, components and equipments, and engineering calculation based on the latest data and production of precise manufacture instructions.

I. PENDAHULUAN

Perekayasaan merupakan suatu kegiatan yang dilakukan untuk mengasilkan suatu prod uk guna memenuhi permintaan pasar. Kegiatan ini terdiri dari studi kelayakan, desain dan manufaktur. Studi kelayakan dilakukan untuk memastikan bahwa produk yang akan dibuat benar-benar layak berdasarkan berbagai faktor terrnasuk sumber daya manusia. Perekayasaan tanpa dukungan sumber daya manusia yang trampil dan berkualifikasi yang mempunyai pengetahuan dasar dan teknologi yang tepat hanya akan menghasilkan prod uk yang kehandalan fungsinya diragukan. Hal ini terjadi karena proses yang sesungguhnya tidak diketahui.

Selain studi kelayakan, jika perekayasaan mengabaikan proses desain yang merupakan langkah berikutnya maka produk yang dibuat tidak mempunyai karakteristik yang tetap. Suatu produk yang tidak mempunyai karakteristik yang tetap tidak dapat dikatakan produk yang handal. Jika kedua hal di atas diabaikan, masihkan pekerjaan yang dilakukan disebut perekayasaan?

Oalam makalah ini dibahas proses desain yang diperlukan agar produk yang dihasilkan mempunyai kehandalan yang tinggi dan perekayasaan yang dilakukan efektif dan efisien.

II. DESAIN

(3)

Prosiding Pertemuan I1miah Nasional Rekayasa Perangkat Nuklir Serpong, 20 Nopember 2007 ... Spesifikasi Desain ...~ Konsep Desain

...

1

System Desain Instruksi manufaktur

Gamoar 1: Tahapan desain dan hasilnya

ISSN 1693-3346

ILL Kajian Awal

Ini merupakan tahap awal proses desain. Dalam tahap ini akan dikaji segal a sesuatu yang diminta o\eh pengguna, disyaratkan o\eh peraturan dan dibatasi oleh kondisi. Dengan ketiga ini maka kajian awa\ dapat digambarkan sebagai berikut:

...~ Pernyataan Pengguna

...Persyaratan Desain

... Spesifikasi Desain

(4)

ISSN 1693-3346

11.1.1.Kajian Permintaan

Kajian permintaan dilakukan untuk memastikan masalah yang dihadapi atau permintaan pengguna yang sebenarnya. Hasil dari kajian ini adalah suatu pernyataan yang jelas dan bersifat umum tentang masalah yang dihadapi atau permintaan pengguna. Karena pernyataan ini bersifat umum maka hal-hal berikut ini harus dihindari:

Indikasi bagaimana suatu masalah diselesaikan

Persyaratan yang tidak berhubungan langsung dengan fungsi utama Pemyataan yang berbentuk kuantitatif

Batasan yang tidak diperlukan

Pemyataan masalah atau perm intaan pengguna yang bersifat umum tersebut memungkinkan adanya berbagai solusi. Contoh pemyataan yang bersifat spesifik:

Desain peralatan difraksi sinar-x jenis monokromator untuk meneliti mineral

Pernyataan ini sebaiknya diubah menjadi pernyataan umum: Peralatan sinar-x untuk penelitian

11.1.2.Kajian Peraturan

Kajian peraturan dilakukan untuk memastikan syarat yang harus dipenuhi sesuai standar dan peraturan yang berlaku. Jika suatu desain yang diajukan gagal memenuhi persyaratan ini maka desain tersebut ditolak. Faktor-faktor yang diperhatikan antara lain keselamatan, kesehatan dan keamanan dalam pengoperasian, perawatan dan perbaikan peralatan yang sedang didesain. HasH dari kajian ini adalah sejumlah persyaratan desain yang wajib dipenuhi.

(5)

ISSN 1693-3346

jika memenuhi seluruh persyaratan desain dan paling banyak memenuhi spesifikasi desain dengan skala prioritas tinggi. Dengan terpilihnya satu desain terbaik, maka proses desain memasuki tahap berikutnya, desain konsep.

Spesifikasi Desain Peralatan Sinar-x Untuk Penelitian

No

Uraian Nilai

1.

Keselamatan a.

Keselamatan dari bahaya nuklir _Wajib

b.

Keselamatan dari bahaya tegangan tinggi Wajib e.

Listrik otomatis padam saat darurat _Wajib d.

Listrik otomatis padam saat selesai Wajib e.

Ada indikator lampu saat operasi _Wajib

2.

Pengoperasian a.

Ada petunjuk pengoperasian _Wajib

b.

Mudah dioperasikan Prioritas 1

e.

Menggunakan komputer untuk mengoperasikan Prioritas 2 d.

Ada lndikator Suara saat selesai Prioritas 3 e.

Sampel mudah disiapkan Prioritas 3

f.

Hasil dapat ditayangkan pada monitor komputer Prioritas 3 3.

Perawatan / perbaikan a.

Ada petunjuk perawatan / perbaikan _Wajib b.

Mudah dirawat / diperbaiki Prioritas 1

4. Dimensi a. 100x80x 100 em _{Prioritas 1} b. berat 200 kg Prioritas 2 5. Teknologi a.

Diopeasikan dibawah program "window" Prioritas 1 b. Tabung sinar x dapat diganti-ganti

Wajib c.

Kolimator dapat dipasang _Wajib

d.

Perisai radiasi dapat divariasi Wajib

6.

Energy a.

Konsumsi listrik Rendah _{Prioritas I}

b.

Sumber Iistrik AC/ DC Prioritas 1

7.

Bahan a.

Bahan terbuat dari plat baja Prioritas 1 b.

Bahan tahan karat Prioritas 1

e.

Bahan kolimator terbuat dari baja Prioritas 2 d.

(6)

11.2. Desain Konsep

ISSN 1693-3346

Berdasarkan spesifikasi desain yang telah ditetapkan dan dengan memperhatikan fungsi utama peralatan yang sedang didesain, dibuat beberapa konsep penyelesaian masalah yang dihadapi. Tahap akhir dari desain konsep adalah melakukan evaluasi konsep konsep yang ada dan memilih konsep terbaik yang akan diproses lebih lanjut. Secara diagram urutan prosesnya adalah sebagai berikut:

Identifikasi Fungsi I ~ Pernyataan Fungsi

Pengembangan konsep I ~ Konsep konsep baru

Evaluasi Konsep I ~ Konsep terbaik

Gambar 3: Tahapan kajian awal dan hasilnya

11.2.1.Identifikasi Fungsi

Identifikasi fungsi dilakukan untuk memahami proses-proses yang terjadi pada sistem yang didesain tennasuk masukan dan keluaran sistem tersebut. Ada duajenis identifikasi fungsi - fungsi umum dan fungsi sistem. Untuk 'perekayasaan pesawat sinar-x untuk kesehatan', diagram fungsi umumnya diperlihatkan pada gambar 4. Energi (Listrik) 010 Pembangkit Sinar-X Energi (Sinar-x) 010

(7)

~ Prosiding Pertemuan I1miah Nasional Rekayasa Perangkat Nuklir ~ Serpong, 20 Nopember 2007 Energi (Sinar-x) (Signal) ISSN 1693-3346 (Status)

Gambar 5: Diagram Fungsi sistem dari proses pembangkitan Sinar-X.

Gambar 5 memperlihatkan dengan jelas bahwa pembangkitan sinar -x mempunyai 3 fungsi sistem: - Sistem Tegangan tinggi , Sistem Pembangkit Sinar-X, Sistem Kontrol. Setiap sistem umumnya mempunyai lebih dari satu solusi.

11.2.2.Pengembangan Konsep

Telah disebutkan diatas bahwa setiap sistem mempunyai satu atau lebih solusi. Dengan memilih satu dari solusi yang mungkin untuk setiap sistem, maka terbentuklah suatu konsep. Karena satu sistem dapat mempunyai lebih satu solusi, maka telah terjadi pengembangan konsep. Tabel berikut ini memperlihatkan kombinasi solusi untuk perekayasaan pesawat smar-x.

Fungsi Solusi Tegangan Tinggi PLN Disel Baterai Sinar-X Tembaga Kromium Molydenum Kontrol Otomatis Semi otomatisManual

Kombinasi I: PLN- Tembaga-Otomatis Kombinasi 2: PLN-Tembaga-Semi otomatis Kombinasi 3: Disel-Kromium-manual

(8)

Prosiding Pertemuan I1miah Nasional Rekayasa Perangkat Nuklir Serpong, 20 Nopember 2007

ISSN 1693-3346

11.2.3. Evaluasi Koosep

Evaluasi konsep dilakukan untuk memilih konsep yang terbaik berdasarkan spesifikasi desain. Tentu saja semua yang wajib sudah terpenuhi. Jika evaluasi ingin dijadikan kuantitatif maka skala prioritas dibah menjadi skala nilai.

Skala prioritas Nilai

Prioritas I 3

Prioritas 2 2

Prioritas 3 I

Seluruh aspek yang tercantum dalam spesifikasi desain dinilai. Konsep yang terbaik akan mempunyai nilai yang paling besar. Dengan didapatnya konsep yang terbaik maka desain konsep sudah terpenuhi.

11.3. Desaio Dasar

Setelah desain konsep selesai, desain dasar dilakukan dengan membuat perhitungan-perhitungan, gambar-gambar dan layout dari sistem sesuai spesifikasi desain. Untuk memudahkan desain dasar dibagi menjadi4 tahap:

...

· · ·1

Hitungan

&

Gambar proses

...~ Hitungan

&

Gambar Sarana

...~ Hitungan

&

Gambar Kendali

(9)

Prosiding Pertemuan I1miah Nasional Rekayasa Perangkat Nuklir Serpong, 20 Nopember 2007

11.3.1.Proses

ISSN 1693-3346

Proses merupakan bagian terpenting dari desain dasar. Untuk dapat memahami proses yang terjadi seringkali dibutuhkan pengetahuan yang cukup dalam bidang tertentu seperti :

I1mu dasar (Fisika, Kimia, Biologi), Matematika (Aljabar, Kalkulus, matriks), Teknik (Komputer, Mesin, elektronika). Proses utama dari peralatan yang didesain harus terjadi dengan spesifikasi desain yang membatasinya. Konsekuensi dari perhitungan ini adalah perlunya sarana yang memadai, kendali yang handal dan pendukung yang tersedia.

11.3.2. Sarana

Sarana diperlukan agar proses yang diharapkan terjadi dengan baik. Sarana dapat berupa tempat proses, tempat penyimpanan bahan baku, tempat penyimpanan hasil proses dan peralatan lain yang diperlukan yang berkaitan langsung dengan proses guna menjamin terjadinya proses.

11.3.3. Kendali

Agar proses yang diharapkan terjadi, maka diperlukan adanya kendali proses. Apa yang dikendalikan dan bagaimana mengendalikannya sangat tergantung pada proses yang terjadi. Pengendalian proses dapat dilakukan secara otomatis, semiotomatis maupun manual.

11.3.4. Pendukung

Bagian ini tidak berhubungan langsung dengan proses yang terjadi, namun diperlukan agar kegiatan yang dilakukan tidak terhambat. Bagian ini umumnya banyak sekali dan harus didesain dengan benar sesuai dengan fungsinya.

11.4. Desain Lengkap

Setelah hasil desain dasar didapatkan, desain lengkap dilakukan dengan melakukan evaluasi bahan, komponen dan peralatan, perhitungan proses-proses enjinering sesuai data terbaru serta membuat instruksi kerja manufaktur. Bahan,

(10)

ISSN 1693-3346

komponen dan peralatan yang tercantum dalam desain dasar umumnya berdasarkan data yang lama. Oleh karena itu spesifikasi yang tercantum belum tentu tersedia. Sebagai jalan keluarnya dilakukan perhitungan ulang untuk sistem yang bahan, komponen dan peralatan nya mengalami perubahan spesifikasi. Dengan tersedianya sistem enjinering yang telah dikoreksi dengan data terbaru yang tersedia, instruksi kerja manufaktur dapat dibuat. Dengan instruksi ini, prod uk yang dibuat akan berfungsi dengan baik serta mempunyai karakteristik yang tetap.

III. KESIMPULAN

Proses desain yang benar menghasilkan instruksi manufaktur yang benar dan jelas. Dengan instruksi tersebut, manufaktur yang dilakukan akan menghasilkan produk yang mempunyai kehandalan tinggi. Jadi, proses desain yang benar akan menghasilkan produk yang handal dan perekayasaan yang dilakukan menjadi efektif dan efisien.

IV. DAFTARPUSTAKA

1. K. Wallace

&

J. Clarkson, An Introduction To the Desain Process, University of Cambridge, Cambridge, Januari 1999

2. S. Kandhani, Engineering Design Process,nSME, New York, Agustus 2005

3. Idaho Tech Teams, Engineering Design Process, November 2007 (WWW.Idaho.edu/ idahotech / process.html)