ALTERNATIF MODEL PERANCANGAN PRODUK UNTUK MENGANTISIPASI KUALITAS LINGKUNGAN
Mokh Suef
Jurusan Teknik Industri, Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya 60111
e-mail: m_suef@ie.its.ac.id 1. Pendahuluan
Sebuah produk biasanya memiliki nilai guna semasa umur produktifnya yaitu memberikan pemenuhan terhadap kebutuhan manusia, akan tetapi setelah masa itu berlalu produk akan dibuang kesuatu tempat yang boleh jadi akan menimbulkan gangguan pada masyarakat maupun pada lingkungan. Manfaat produk dalam memenuhi kebutuhan manusia mungkin hanya berlangsung beberapa saat, namun dampak negatifnya bisa berlangsung sangat lama (Shouke, Zhuobin, & Jie, 2010). Tas plastik, misalnya, masyarakat menggunakan tas plastik hanya beberapa menit atau jam. Setelah dibuang, bekas tas plastik itu bisa jadi akan mengganggu masyarakat dan lingkungan hingga puluhan tahun. Demikian juga produk lain seperti roda kendaraan atau komputer sekalipun. Rata-rata umur roda kendaraan dan komputer personal bisa mencapai 3 hingga 5 tahun. Sepanjang masa hidupnya produk-produk itu, disamping memberikan manfaat kepada manusia, juga menghabiskan sumber energi. Lebih lanjut, setelah masa pakainya habis, roda kendaraan dan komputer tersebut akan menjadi sampah yang akan memberikan dampak negatif terhadap kehidupan masyarakat dan sekaligus mengganggu lingkungan. Untuk itulah sekarang semua industri manufaktur harus memperhatikan kedua aspek diatas, manfaat dan dampak negatif dari sebuah produk.
Dampak negatif sebuah produk semasa hidupnya diukur dari jumlah energi yang dikonsumsi dan jumlah material tak terbarukan yang digunakan. Produk dapat diklasifikasikan kedalam 2 golongan yaitu produk pasif dan produk aktif. Dampak negatif produk pasif diukur menggunakan jumlah material tak terbarukan. Semakin sedikit jumlah material tak terbarukan yang terkandung dalam sebuah produk akan semakin disuka. Sedangkan dampak negatif untuk produk aktif, selain diukur dengan jumlah material tak terbarukan yang terlibat, juga diukur dari konsumsi energinya. Semakin sedikit energi yang digunakan semakin baik produk tersebut. Pengukuran dampak negatif produk setelah masa hidupnya adalah lebih komplek. Pengukuran tersebut melibatkan lingkungan dan komunitas dimana sampah produk tersebut dibuang. Dampak negatif produk ditentukan oleh jenis sampah dan besaran lingkungan serta komunitas yang terkontaminasi.
Demikian serius dampak negatif sebuah produk, maka muncul upaya-upaya untuk mengatasi persoalan tersebut yaitu dengan meminimasinya. Dampak negatif
sebuah produk akan minimal bila produk tersebut memenuhi persyaratan-persyaratan lingkungan (Lindahl, 2006) . Fase perancangan sebuah produk sangat menentukan besarnya dampak negatif yang akan muncul dari produk itu (Sciences, 2008). Pada fase ini akan ditentukan fungsi produk, fitur yang akan disertakan, bentuk dan dimensi produk, kebutuhan jenis dan volume bahan, dan lain sebagainya. Yang tidak kalah penting adalah konsekwensi lingkungan baik dalam jangka pendek maupun jangka panjang dari produk yang sedang dirancang tersebut (Fuller & Ottman, 2004). Seorang perancang produk biasanya lebih memperhatikan persyaratan-persyaratan teknis dan ekonomis saja. Dia sangat memperhatikan performansi rancangan dan biaya yang harus dikeluarkan. Konsekwensi sebuah rancangan terhadap isu lingkungan (Carrano, Thorn, & Engineering, 2005) seperti persoalan sampah, menurunnya cadangan energi, terbatasnya sumber daya alam, terjadinya pemanasan global, dan lain sebagainya, masih belum mendapatkan perhatian yang cukup. Mungkin juga seorang perancang produk memang belum mengetahui konsep eco-design (Eckert, 2008) yang berpotensi dapat menghasilkan rancangan produk yang memenuhi persyaratan lingkungan sekaligus memenuhi persyaratan ekonomis. Oleh sebab itu perlu sekali upaya untuk menggabungkan persyaratan lingkungan pada persyaratan rancangan sebuah produk.
Tulisan ini menawarkan sebuah pendekatan dalam proses perancangan dan pengembangan produk dengan memadukan persyaratan lingkungan. Tujuan perancangan dan pengembangan produk adalah untuk mendapatkan rancangan produk baru yang dapat memberikan kepuasan baik pada customer maupun pada perusahaan. Persyaratan-persyaratan lingkungan dan peraturan-peraturan tentang lingkungan biasanya belum menjadi pertimbangan utama. Kondisi mendatang bisa jadi akan berubah. Persyaratan-persyaratan lingkungan dan juga peraturan-peraturan akan menjadi sebuah keharusan (wajib). Dapat kita lihat saat ini sudah mulai nampak usaha-usaha untuk memperkenalkan, melatih dan juga mengadopsi pendekatan-pendekatan baru dalam proses perancangan dan penembangan produk seperti sustainable design, eco-design, design for environment, environment conscious design, dan lain sebagainya. Metode, pendekatan dan alat (tool) yang mereka gunakan sangat bervariasi dari yang sederhana hingga yang sangat komplek (Carrano, Thorn, & Engineering, 2005). Tulisan ini juga bermaksud untuk menawarkan pendekatan formal yang terstandarisasi dan generic (dapat digunakan secara umum) dalam proses perancangan dan pengembangan produk yang harus dilaksanakan oleh seluruh perancang produk pada saat mereka sedang bekerja. Disamping itu tulisan ini juga mengusulkan adanya sebuah sistem informasi perancangan produk dan sistem pendukung pengambilan keputusan yang dapat membantu para perancang produk bekerja secara benar dan cepat sebagaimana dikehendaki pada sistem kerja perancangan produk yang disebut dengan Concurrence Engineering.
Pendekatan diatas adalah sangat penting mengingat dampak negatif sebuah produk pada lingkungan, secara prinsip, sebenarnya telah dimulai pada tahap perancangan. Memasukkan persyaratan lingkungan pada persyaratan rancangan adalah sangat menentukan. Kita harus mendapatkan jaminan bahwa persyaratan lingkungan telah dijadikan pertimbangan pada tahap perancangan produk disamping persyaratan-persyartan perancangan produk yang lain. Seorang perancang produk, utamanya para perancang muda, perlu dibekali dengan alat yang lengkap yang memungkinkan dia dapat bekerja secara lebih mudah dan mampu memberikan perkiraan besar dampak negatif yang akan ditimbulkan dari alternatif-alternatif rancangannya. Dengan demikian dia akan dapat memilih fitur-fitur produk yang memiliki dampak negatif yang paling kecil.
2. Kerangka Teori
Bagian ini akan menjelaskan 5 kelompok kerangka berpikir yang penulis perlukan dalam mengembangkan ide untuk memasukkan persyaratan lingkungan pada persyaratan rancangan produk (Howarth & Hadfield, 2006). Kelima tahap tersebut adalah :
(1) Perancangan dan Pengembangan Produk (2) Siklus Eco-design
(3) Langkah-langkah Implementasi Eco-design
(4) Model assessmen untuk sebuah rancangan produk (5) Concurrence Engineering
2.1 Perancangan dan Pengembangan Produk
Perancangan produk adalah aktivitas yang dilakukan untuk menghasilkan sebuah rancangan produk . Rancangan produk merupakan bentuk konkrit dari sebuah konsep produk. Rancangan produk yang dihasilkan dari sebuah kegiatan perancangan haruslah memenuhi persyaratan customer karena rancangan produk itu sebenarnya adalah merupakan respon manajemen terhadap kebutuhan customer. Ulrich (2003) menjelaskan bahwa perancangan produk secara generic akan mengikuti 6 tahap seperti ditunjukkan pada gambar 1, yaitu :
1. Product Planning
2. Concept Product development 3. System level design
4. Detail design
5. Testing and refinement 6. Production Ramp-Up
2.2 Siklus Eco-design
Eco-design adalah proses perancangan produk yang mengikuti pendekatan sustainable development. Dengan eco-design diharapkan akan didapatkan rancangan produk yang ramah terhadap lingkungan, dalam arti rancangan produk tersebut akan memiliki karakteristik pengaruh negatif terhadap lingkungan yang kecil. Siklus perancangan produk dengan eco-design bisa dimulai dari produk yang ada saat ini, atau berangkat dari sebuah proto tipe, konsep, atau juga masih berupa sebuah ide untuk memenuhi persyaratan-persyaratan (Sciences, 2008). Dalam rangka mengurangi dampak negatif produk terhadap lingkungan maka persyaratan-persyaratan lingkungan juga harus dimasukkan dalam bagian ini.
Sebuah rancangan produk yang baik adalah rancangan yang memenuhi seluruh persyaratan yang dikenakan padanya atau lazim disebut design criteria. Kriteria-kriteria itu bisa jadi datang dari faktor-faktor yang akan mempengaruhi performansi produk atau tingkat penerimaan (acceptance) produk tersebut oleh pihak-pihak yang berkepentingan, yaitu stake holder (Eckert, 2008). Faktor-faktor yang harus dijadikan pertimbangan selama proses perancangan produk seperti :
Harapan dan persyaratan customer
Pemenuhan terhadap peraturan-peraturan formal Permintaan pasar
Daftar hitam bahan baku Minimasi penggunaan bahan
Tingkat konsumsi energi, bagi rancangan produk aktif Recycling index
Strategi manajemen perusahaan Hasil benchmarking
Dan lain sebagainya
Siklus perancangan produk dengan mempertimbangan aspek lingkungan (eco-design) dapat dijelaskan dengan gambar 2 berikut :
2.3 Langkah-langkah Implementasi Eco-design
Untuk menghasilkan suatu gagasan yang baik biasanya harus menempuh banyak kesulitan. Walau demikian, implementasi dari suatu gagasan adalah jauh lebih sulit. Ide tentang eco-design, green design, environmental friendly design atau yang lain, telah banyak dikemukakan. Namun implementasi dari ide-ide tersebut belum sebanding dengan jumlah ide yang telah muncul tersebut (Vinodh & Rathod, 2010). Eckert, (2008), mengusulkan tahapan-tahapan implementasi eco-design yang diharapkan akan membantu mempermudah pelaksanaan perancangan produk dengan pendekatan eco-design tersebut.
Masukan untuk proses perancangan produk bisa datang dari designer atau bisa juga datang dari pesanan manajemen. Dari masukan-masukan tersebut akan ditentukan strategi produk yang eco-design. Alternative rancangan kemudian di generate dan dievaluasi terhadap kriteria-kriteria lingkungan. Iterasi perlu dilakukan hingga perancang merasa bahwa alternatif rancangan yang dihasilkan sudah memenuhi seluruh kriteria rancangan produk. Penjelasan lebih lanjut dapat dilihat pada gambar 3.
2.4 Concurrence Engineering
Permintaan customer tumbuh dari waktu ke waktu dengan cepat. Siklus hidup sebuah produk menjadi lebih pendek. Oleh sebab itu waktu yang tersedia untuk pelaksanaan proses perancangan produk menjadi semakin sempit. Para ahli mencari jalan keluar untuk dapat memperoleh rancangan produk dengan cara yang lebih cepat. Pugh, (1991) mengusulkan pendekatan perancangan total/simultan (concurrence design. Dalam pendekatan ini proses perancangan produk harus dilakukan secara serentak oleh sebuah tim yang berasal dari semua pihak yang terkait dengan proses perancangan produk. Pendekatan ini dapat menghilangkan waktu iterasi dan waktu tunggu yang signifikan. Ini dapat diperoleh akibat dari adanya informasi yang lancar dan proses pengambilan keputusan yang cepat. Komponen dari pendekatan Concurrence Engineering ada 4 yaitu
1. Cross functional Team work 2. Concurrence workflow
3. Early involvement 4. Information support
2.5 Pengukuran Kinerja Produk
Langkah penting untuk dapat mengevaluasi dampak positif dan negatif dari rancangan produk adalah melakukan pengukuran kinerjanya. Dengan pengukuran terhadap rancangan produk akan diketahui derajat pemenuhan kriteria dari sebuah rancangan. Berikut, pada tabel 1, adalah contoh sebuah worksheet yang dapat digunakan untuk mengukur dampak dari rancangan sebuah produk. Dampak tersebut akan diukur melalui 3 dimensi yaitu dimensi Sosial, dimensi Ekonomi, dan dimensi Lingkungan. Untuk setiap dimensi, setiap rancangan produk akan dinilai pada semua kriteria yang dapat dikenakan padanya. Hasil pengukuran tersebut kemudian dapat diplot seperti pada gambar 4. Dengan plot tersebut seorang perancang produk akan dapat dengan mudah mendapatkan informasi tentang pemenuhan seluruh persyaratan rancangan oleh rancangan produk yang sedang dikembangkan yaitu dengan cara membandingkan antara titik capaian dengan garis persyaratan. Dengan demikian evaluasi dapat dilakukan.
Walau demikian, adalah tidak mudah bagi seorang perancang untuk dapat meyakinkan bahwa seluruh persyaratan rancangan produk sudah dipenuhi atau belum. Perlu diciptakan mekanisme peringatan (warning) bila satu atau lebih persyaratan belum dipenuhi. Disamping itu adalah tidak mudah bagi seorang perancang produk untuk merespon setiap persyaratan rancangan. Perancang produk perlu dibantu dengan sebuah sistem informasi yang secara spesifik digunakan untuk merespon persyaratan-persyaratan rancangan produk. Pengambilan keputusan secara cepat dengan melibatkan banyak orang (tim) juga mendesak dibentuknya bantuan informasi yang akurat. Salah satu alternatifnya adalah dalam bentuk sistem pendukung keputusan perancangan produk.
Tabel 1. Worksheet Data Pengukuran Kinerja, (sumber : Eckert, 2008).
3 Usulan Kerangka Kerja
Berdasarkan kerangka teori diatas penulis mengusulkan satu model/ pendekatan baru yang bisa dipergunakan untuk melengkapi kelemahan dari praktek perancangan produk yang ada saat ini. Pada prinsipnya terdapat 3 bagian dari usulan tersebut, sperti yang ditampilkan dalam gambar 5 yaitu; (1) Product Design Requirements and its Deployment System, (2) Product Design Test and Assessment System; dan (3) Product Design Information and Decision Support System.
4 Tool dan Software
Tool yang digunakan dalam eco-design dan assessment lingkungan sudah banyak dan dikembangkan dari berbagai latar belakang. Walau demikian kita dapat membaginya kedalam 2 kelompok yaitu tool yang sederhana dan tool yang komplek. Tool yang sederhana meliputi : Checklists, Material Exclusion Lists and Performance Indicators (PIs), yang mana dengan alat tersebut kita dapat dengan mudah dan cepat memperoleh hasil walaupun hanya menggunkan sedikit data. Tool yang kompek meliputi :
Life Cycle (LCA) and Streamlined LCA, dan juga Material Intensity Per Unit of Service (MIPS), Cumulated Energy Demand, Ecological Footprint and Material Flow Analysis (MFA).
Demikian pula dengan software, sudah banyak dikembangkan software yang dapat membantu proses perancangan produk seperti : CAD, CAM, CAE, QFD, DFX, Configurator, dan lain sebagainya.
5 Riset Terkini
Riset bidang perancangan produk adalah riset multi disiplin. Peneliti dari berbagai disiplin ilmu bisa masuk dalam area riset ini. Oleh sebab itu riset bidang ini sangat dinamis. Perubahan bisa jadi sangat cepat dan isu yang diangkat bisa jadi akan sering berubah. Adapun isu-isu menarik yang sedang banyak diperbincangkan saat ini meliputi :
1. Environmental Friendly Product Innovation
2. Practically applicable methods and tools for product design and development 3. Standardization of eco-product design and development
4. Reducing emissions, non-renewable material and energy consumption, wastes generated during production and end of product life.
5. Dan lain sebagainya
6. Pros and Cons
Selalu ada kelemahan dibalik kekuatan dari suatu gagasan. Oleh sebab itu pada pengusulan ide ini juga akan menghasil pro dan kontra. Diantara yang pro akan beragumentasi :
Customer akan lebih mendapatkan kepuasan
Produk yang akan dibikin menjadi lebih berdaya saing (kompetitif) Memenuhi persyaratan lingkungan dan juga persyaratan peraturan Sedangkan yang kontra akan berargumentasi:
Terlalu banyak pertimbangan, jumlah persyartan rancangn produk bisa jadi akan selalu bertambah. Perancang produk sudah sibuk dengan tugas perancangan sebagaimana dia telah menggunakan cara lama. Kalau ditambah lagi bisa jadi seorang perancang produk akan menjadi demotivasi.
Kesulitan mengelola proses-proses perancangan. Sudah sangat jelas bahwa mengelola/ mengendalikan item yang lebih banyak adalah lebih sulit. Demikian juga pada kasus pengembangan produk yang memiliki persyaratan sangat banyak. Boleh jadi terdapat korelasi diantara persyaratan-persyartan tersebut yang mana akan semakin menyulitkan manajemen dalam memenuhi persyaratan itu
Over-design. Persyaratan adalah seperti fungsi pembatas dalam sebuah kasus optimisasi. Semakin banyak jumlah fungsi pembatas semakin kecil keberadaan solusinya. Perancangan produk dengan persyaratan yang semakin banyak boleh jadi akan sampai pada kondisi over-design yang biasanya akan menjadi sangat mahal.
7. Simpulan
Dari uraian diatas, beberapa simpulan yang dapat dicatat adalah sebagai berikut :
1. Setiap produk memiliki manfaat pada fase useful -nya dan sekaligus memiliki dampak negatif terutama setelah produk itu usang.
2. Mengatasi dampak negatif sebuah produk akan lebih baik bila dimulai sejak fase perancangan produk.
3. Dalam proses perancangan produk perlu dimasukkan persyaratan-persyaratan lingkungan yang harus menjadi dasar pertimbangan oleh tim pengembang produk.
4. Setelah proses perancangan produk selesai, sebelum rancangan tersebut direalisasi, terlebih dahulu perlu dilakukan Design Test and Assessment untuk meyakinkan bahwa rancangan produk sudah environmentally friendly.
5. Perlu dibuat sebuah Product Design Information and Decision Support System untuk membantu mempermudah proses perancangan produk yang mengantisipasi dampak buruk produk terhadap lingkungan.
8. Penetian Mendatang
Technologi informasi dan manajemen product knowledge akan memainkan peran yang sangat penting dalam upaya menterjemahkan persyaratan lingkungan dan persyaratan rancangan yang lain kedalam atribut-atribut produk secara cepat dan akurat. Dengan alasan tersebut maka penelitian-penelitian mendatang boleh jadi akan melibatkan :
Green product and process knowledge management
Information and decision support system for sustainable product design and development
Eco-configurator Etc.
Referensi :
Carrano, A. L., Thorn, B. K., & Engineering, S. (2005). A Multidisciplinary Approach to Sustainable Product and Process Design. Journal of Manufacturing Systems, 24(3).
Eckert, V. (2008). Strategy-based approach to eco-design : an innovative methodology for systematic integration of ecologic / economic considerations into product development process Francesco Schiavone * and Marco Pierini. Mechanical Engineering, 1(1), 29-44.
Fuller, D. A., & Ottman, J. A. (2004). Moderating unintended pollution : the role of sustainable product design. Assessment, 57, 1231 - 1238. doi: 10.1016/S0148-2963(02)00446-0.
Howarth, G., & Hadfield, M. (2006). Materials & Design Short communication A sustainable product design model. Design, 27, 1128-1133. doi:
10.1016/j.matdes.2005.03.016.
Lindahl, M. (2006). Engineering designers ’ experience of design for environment methods and tools e Requirement definitions from an interview study. Journal of Cleaner Production, 14, 487-496. doi: 10.1016/j.jclepro.2005.02.003.
Sciences, A. L. (2008). The development of an ecodesign product – the ecomouse case study Felicitas Schneider and Stefan Salhofer *. Progress in Industrial Ecology, 5, 102-123.
Shouke, C., Zhuobin, W., & Jie, L. (2010). Comprehensive evaluation for construction performance in concurrent engineering environment. International Journal of Project Management, 28(7), 708-718. Elsevier Ltd and IPMA. doi:
10.1016/j.ijproman.2009.11.004.
Vinodh, S., & Rathod, G. (2010). Integration of ECQFD and LCA for sustainable product design. Journal of Cleaner Production, 18(8), 833-842. Elsevier Ltd. doi:
