Proses Desain Untuk Kehandalan Produk

Prosiding Pertemuan IImiah Nasional Rekayasa Perangkat NuklirSerpong, 20 Nopember 2007

Proses Desain Untuk Kehandalan Produk

ISSN 1693-3346

SuryantoP2PN 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.

ABSTACT

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

45


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

Sebagai bagian dari perekayasaan, desain didefinisikan sebagai proses konversi

dari kebutuhan pasar menjadi instruksi manufaktur. Untuk memudahkan proses

desain, dilakukan pentahapan proses desain yang secara unum diperlihatkan pada

gambar berikut :

46

Prosiding Pertemuan I1miah Nasional Rekayasa Perangkat NuklirSerpong, 20 Nopember 2007

.................. Spesifikasi Desain

..................~ Konsep Desain

...................1 System Desain

Instruksi manufaktur

Gamoar 1: Tahapan desain dan hasilnya

ISSN 1693-3346

ILL Kajian AwalIni 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

Gambar 2: Tahapan kajian awa\ dan hasilnya

47


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.

11.1.3. Kajian Batasan

Kajian batasan dilakukan untuk memastikan batasan yang diminta dalam

mendesain suatu produk. HasH kaj ian ini adalah spesifikasi desain yang jelas dan

lengkap. Spesifikasi desain sebaiknya dinyatakan secara kuntitatif dan bukan

kualitatif. Spesifikasi desain dibagi menjadi beberapa katagori - prioritas pertama,

prioritas kedua dan prioritas ketiga. Suatu desain yang ditawarkan dikatakan terbaik

48


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 DesainPeralatan Sinar-x Untuk PenelitianNo

Uraian Nilai

1.

Keselamatan

a.

Keselamatan dari bahaya nuklir Wajibb.

Keselamatan dari bahaya tegangan tinggi Wajibe.

Listrik otomatis padam saat darurat Wajibd.

Listrik otomatis padam saat selesai Wajibe.

Ada indikator lampu saat operasi Wajib2.

Pengoperasian

a.

Ada petunjuk pengoperasian Wajibb.

Mudah dioperasikan Prioritas 1e.

Menggunakan komputer untuk mengoperasikan Prioritas 2d.

Ada lndikator Suara saat selesai Prioritas 3e.

Sampel mudah disiapkan Prioritas 3f.

Hasil dapat ditayangkan pada monitor komputer Prioritas 33.

Perawatan / perbaikan

a.

Ada petunjuk perawatan / perbaikan Wajibb.

Mudah dirawat / diperbaiki Prioritas 14.

Dimensi

a.

100x80x 100 em Prioritas 1b.

berat 200 kg Prioritas 25.

Teknologi

a.

Diopeasikan dibawah program "window" Prioritas 1

b. Tabung sinar x dapat diganti-gantiWajib

c.

Kolimator dapat dipasang Wajibd.

Perisai radiasi dapat divariasi Wajib6.

Energy

a.

Konsumsi listrik Rendah Prioritas Ib.

Sumber Iistrik AC/ DC Prioritas 17.

Bahan

a.

Bahan terbuat dari plat baja Prioritas 1b.

Bahan tahan karat Prioritas 1e.

Bahan kolimator terbuat dari baja Prioritas 2d.

Bahan perisai terbuat dari timbal dan baja Prioritas 2

49


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

(Signal)

PembangkitSinar-X

Energi

(Sinar-x)

010

(Status)

Gambar 4: Diagram Fungsi Umum dari proses pembangkitan Sinar-X.

50

~ 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 -xmempunyai 3 fungsi sistem: - Sistem Tegangan tinggi , Sistem Pembangkit SinarX, 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

PLNDiselBateraiSinar-X

TembagaKromiumMolydenumKontrol

OtomatisSemi otomatisManual

Kombinasi I: PLN- Tembaga-Otomatis

Kombinasi 2: PLN-Tembaga-Semi otomatis

Kombinasi 3: Disel-Kromium-manual

Kombinasi 4: Baterai-Molybdenum-otomatis

51


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 NilaiPrioritas I 3Prioritas 2 2Prioritas 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

..................~ Hitungan & Gambar Pendukung I

Gambar 6: Tahapan desain dasar dan hasilnya

52


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,


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)

54

Documents

Proses Desain Untuk Kehandalan Produk