Perancanaan Proses. Disampaikan oleh: M. Imron Mustajib, S.T., M.T. Teknik Industri UNIJOYO

Perancanaan Proses

Disampaikan oleh:

1. Groover, M.P.,(2001), “Automation, Production System and Computer Integrated Manufacturing”, Prentice Hall.

2. Singh, N., (1996), “Systems Approach to Computer-Integrated Design and Manufacturing”, John Wiley & Sons.

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

Apa perencanaan proses ?

• Perencanaan proses merupakan jembatan

antara disain dan proses manufaktur

• Perencanaan proses: menterjemahkan

spesifikasi disain menjadi rincian proses

manufaktur

• Pendefinisian:

Process planning is set of

rules and instructions to create products

Proses dalam Manufaktur

•

Material removal – “chip making”

•

Metal forming and sheet metalworking

•

Casting and molding

•

Joining and assembly

•

Cleaning and coating

Proses Material Removal Dasar

• Turning • Drilling • Milling • Grinding

• Masing-masing memiliki kemampuan tertentu dan dapat diestimasi parameter-parameter proses seperti:

– Waktu pemesinan

Turning(1)

Turning(2)

Drilling

• Boring: memperbesar lubang yang telah dibuat sebelumnya

• Counterboring: memperbesar hanya satu sisi dari lubang yang telah dibuat

• Reaming:menghasilkan ukuran yang sesuai dan penghalusan permukaan dari lubang yang telah ada

• Tapping: membuat ulir di bagian dalam

• Spot facing: finishing permukaan pada lubang yang telah dibuat

Milling

Grinding

Langkah Dasar dalam Perencanaan Proses

• Analisis kebutuhan part • Pemilihan material dasar

• Penentuan operasi manufaktur dan urutannya • Pemilihan pemesinan

• Pemilihan tools, workholding devices, inspection equipment

• Penentuan kondisi pemesinan (cutting speed, feed and depth of cut) dan waktu pemesinan (setup, waktu

Analisis kebutuhan part

• Mengenali feature dari part, contoh:plane, cylinder, cone, step, edge dan fillet

• Bentukan feature ini bisa dimodifikasi dengan

menambahkan: slots, pockets, grooves, dan holes

• Contoh: feature berbentuk plane dimodifikasi dengan menambah step, slot, side step, blind hole

Pemilihan material awal

• Jenis material dan bentuk awal yang

tersedia: rod, slab, dll.

• Dimensi

Penentuan operasi dan urutan manufaktur

• Penentuan urutan sangat penting

• Batasan dalam proses, cara perakitan, dll

menjadi perhatian dalam penentuan urutan

• Begitu pula surface

roughness dan tolerance

Pemilihan pemesinan

• Melakukan pemilihan mesin yang akan dipakai

• Dipengaruhi oleh:

– Atribut benda kerja: feature, dimensi,

toleransi, bentuk bahan baku

– Atribut mesin: kemampuan proses, ukuran,

kemampuan tooling, jenis mesin (manual,

otomatis, CNC, dll)

– Atribut volume produksi: jumlah yang harus

dibuat

Pemilihan Mesin

Pemilihan tools,

workholding devices

,

inspection

equipment

• Bergantung pada

part feature

• Tools terkait dengan toleransi dan

surface

roughness

•

Workholding

terkait dengan

jig-fixture

• Volume produksi mempengaruhi pula

pemilihan

workholding

Pemilihan Tools

Kondisi pemesinan

• Menyangkut penentuan:

–

Cutting speed

(

v

)

–

Feed rate

(

f

)

–

Depth of cut

(

d

)

CAPP: mengapa ?

• Bisa menghasilkan rencana proses yang akurat

dan konsisten

• Mengurangi biaya dan lead time perencanaan

proses

• Kebutuhan ketrampilan perencana proses dapat

dikurangi

• Peningkatan produktivitas perencana proses

• Memudahkan

interface

dengan program

Metode dalam CAPP

• Metode Variant:

– Rencana proses untuk part baru dibuat dengan

memanfaatkan rencana proses part yang mirip yang sudah tersimpan sebelumnya. Rencana proses baru merupakan modifikasi dari rencan proses part sejenis tersebut.

• Metode Generative:

– Rencana proses di-generate dengan logika, formula, algoritma dan data tertentu. Dikenal dua macam

Metode Variant (1)

• Langkah-langkah dalam metode ini:

1. Mendefinisikan skema peng-kode-an

2. Menglompokkan kelompok dalam part

families

3. Mengembangkan standard rencana proses

4. Menggunakan standard untuk membuat

rencana proses part yang baru dengan

memodifikasinya

Metode Variant (2)

Metode Generative

• Rencana proses dibuat berdasarkan

pengetahuan mengenai proses yang telah

dikumpulkan, seperti: – Geometric feature

– Proses manufaktur

• Dibuat dalam decision table

Knowledge Based Process Planning(1)

• Pengetahuan mengenai proses dapat dikumpulkan dalam sebuah knowledge base • Perencanaan proses dapat dilakukan

dengan lebih efisien • Salah satu contoh:

Knowledge Based

Process Planning(2)

• 3I-PP (Integrated, Incremental and Intelligent Process

Planner)

• Components:

– Knowledge base

– Feature completion module

– Process selector

Pengenalan Feature

• Data CAD dimanfaatkan untuk CAPP

• Tidak semua sistem CAD memiliki kemampuan mengenali feature dengan mudah

• Diperlukan proses mengenali feature sehingga CAPP dapat diintegrasikan dengan CAD

• Banyak pendekatan yang dilakukan. Secara garis besar dibedakan untuk:

– Prismatic part

Graph Based Approach

(1)

• Terdiri dari tiga langkah dasar:

1. Mengenerate

graph-based representation

dari obyek yang akan dikenali

2. Mendefinisikan feture dari part

3. Mencocokkan feature dalam representasi

graph

Graph Based Approach

(2)

• Definition of Attributed Adjacency Graph (AAG)

– An AAG can be defined as a graph G=(N,A,T) where:

• N: set of nodes

• A: set of arcs

• T: set of attributes to arcs in A such that:

– For every face f in F, there esxist a unique node n in N

– For every edge e in E, there esxist a unique arc a in A, connecting nodes n_i and n_j, corresponding to face f_i and face f_j, which share the common edge e.

Graph Based Approach

(3)

• The AAG is represented in the computer in the form of matrix, which defined as follows:

F₁ F₂ F_{3 ………..} F_n F₁ E_1,1 E_1,2 … …….. E_1,n

F₂ E_{2,1 .}

.

F_n E_n,1 E_n,n

Graph Based Approach

(4)

• e

₁

adalah convex

edge

• e

₂

adalah concave

edge

• f

₂

dan f

₁

adalah

convex face

• f

₁

dan f

₃

adalah

concave face

z

y

x

f

₂

f

₁

f

₃

e

₁

Graph Based Approach

(5)

• Untuk feature-feature berikut dapat dilihat representasi graph seperti di samping:

a. Step b. Slot

c. Three-side pocket d. Four-side pocket e. Pocket (blind hole) f. Through hole

Graph Based Approach

(6)

• Untuk mengenali feature dilakukan dengan memecah AAG menjadi beberapa sub-graph

• Dasar pemecahan adalah bahwa jika sebuah face (sisi) berhubungan dengan sisi-sisi yang berdekatan

membentuk bidang convex berarti tidak terbentuk feature

• Di dalam matriks AAG semua baris dan kolom yang tidak memiliki nilai 0 dihapus

Graph Based Approach

(7)

Graph Based Approach

(8)

Graph Based Approach

(9)

• Dari matriks tersebut:

– Baris ke 4 sampai baris ke 10 dicoret karena tidak memiliki nilai 0

– Baris ke 13 sampai baris ke 15 dicoret karena tidak memiliki nilai 0

– Kolom ke 6 sampai kolom ke 11 dicoret karena tidak memiliki nilai 0

– Kolom ke 14 dan kolom ke 15 juga dicoret

• Tersisa dua sub matriks yang tidak saling berhubungan:

– F₁-F₂; F₁-F₄; F₁-F₅; F₂-F₃; F₂-F₅; F₃-F₄; F₃-F₅ – F₁₁-F₁₂; F₁₂-F₁₃

Integrasi CAD-CAPP-CAM

workpiece

machining_feature S[0:?]

pocket plane hole region

1 S[0:?]

machining_operation workplan

machining_workingstep L[0:?]

plane_milling side_milling drilling 1 tool technology L[0:?] toolpath geometry geometry geometry

Penutup

• Integrasi

design-engineering-manufacturing dapat mengurangi biaya,

waktu dan meningkatkan produktivitas

• Masalah yang masih perlu diatasi:

– Pengenalan feature yang lebih efisien

– Penterjemahan langsung dimensi dan