BAB II DASAR TEORI. memungkinkan pertukaran bagian-bagian kerja saat penghematan biaya produksi.

Transkripsi

1 BAB II DASAR TEORI 2.1 Pengertian Jig dan Fixture Jigs dan fixtures adalah alat yang digunakan untuk memfasilitasi kerja produksi, memungkinkan pertukaran bagian-bagian kerja saat penghematan biaya produksi. Kedua cara ini sering dipakai secara keliru di perusahaan-perusahaan. Jig adalah alat panduan, dan fixtures adalah alat pengendali. Jigs dan fixtures digunakan untuk menempatkan dan mengendalikan pekerjaan yang seharusnya dikerjakan dengan mesin. Alat-alat ini dilengkapi dengan alat-alat tambahan/pelengkap untuk panduan, penyetingan, dan penunjang perkakas sedemikian rupa sehingga semua pekerjaan yang dihasilkan oleh Jig atau Fixture akan sama dalam cara apapun. Penempatan tenaga kerja yang tidak ahli akan menjadi mungkin saat Jig dan fixture digunakan saat proses produksi. Tidak akan ada susunan/pekerjaan yang berulang (kegiatan yang banyak menghabiskan waktu dan keahlian khusus dari pekerja). Juga, kegunaan dari alat-alat ini dapat menghasilkan tingkat ketelitian yang mana pekerjaan dapat dikerjakan/dirakit dengan perlengkapan (alat) yang minim. Jig atau fixture dapat dirancang untuk pekerjaan tertentu. Bentuk penggunaannya tergantung dari bentuk dan keperluan dari pekerjaan itu sendiri. Dua tipe Jigs yang sering digunakan adalah 1) Jig Apit/Jepit dan 2) Jig Kotak. Sedikit bentuk dasar dari Jigs akan ditunjukkan untuk menjelaskan design dan aplikasi 6

2 Jigs. Ada beberapa sebutan untuk Jigs menurut operasi yang dijalankan (misalnya: mengebor, melebarkan, dan pembesaran lubang) Jig Apit / Jepit Alat ini dinamakan seperti ini memang bentuknya yang mirip alat jepit/apit. Ini disesuaikan untuk model pekerjaan dimana arah center dari semua lubang yang dibor sejajar. Jigs apit/jepit biasanya disebut Jigs terbuka. Contoh simple dari Jigs jepit adalah desain untuk mengebor lubang dengan ukuran yang sama, contohnya lubang-lubang di cylinder head (gambar 2-1). Gambar 2-1 Tipe Jig Jepit tanpa bushing. Seperti yang telah digambarkan di 2-1, Jigs tersebut terdiri dari cincin/lingkaran dengan 4 lug untuk menjepit dan itu sering disebut Jig cincin. Jig tersebut dempet/terletak pada cylinder head dan ditahan oleh jepit-jepit U-bolt. Ketika digunakan sebagai pemandu untuk mengebor pada proses pengeboran, Jig tersebut akan 7

3 memastikan lubang-lubang berada di posisi yang tepat, karena lubang-lubang di Jig mula-mula sudah diletakkan dengan teliti. Oleh karena itu, rancangan tidak diperlukan. Kelemahan dari Jig jepit simple ini adalah lubang-lubang dengan satu ukuran dapat dibor. Fixed atau removable bushings tidak dapat digunakan untuk mengatasi kelemahan ini. Fixed bushings biasanya digunakan karena fixed bushings tersebut terbuat dari baja yang dikeraskan dimana akan mengurangi kerusakan. Removable bushings digunakan saat bor-bor dengan ukuran yang berbeda digunakan, atau ketika lubang-lubang bor diselesaikan dengan pelebaran atau percabangan. Jig jepit bushed dijelaskan di gambar 2-2 dalam mengebor lubang di sebuah papan, tentu saja bornya harus berukuran yang lebih kecil dibandingkan dengan diameter papan. Maka, dua ukuran bor spiral dibutuhkan untuk mengebor lubang di papan-papan. Bor yang lebih kecil (bor tap) dan bor yang sedikit lebih besar daripada diameter papan akan dibutuhkan untuk mengebor lubang-lubang di cylinder head. Bushing dapat digunakan untuk memandu bor tap. Gambar 2-2 Tipe Jig Jepit dengan menggunakan bushing sebagai pengarah bor tap. 8

4 Berbagai ketentuan (misalnya menghentikan) digunakan untuk membantu dalam menengahkan Jig dengan benar. Jig yang ditunjukkan gambar 2-2 dirancang dengan 4 lugs sebagai bagian dari Jig tersebut. Karena Jig ini di machining, bagian dalam lugs di bubut menjadi diameter dimana akan memungkinkan lugs masuk ke flens ketika Jig digunakan untuk bekerja. Jig clamp reversible ditunjukkan pada gambar 2-3. Perbedaan utama dari Jig tipe ini adalah metode menengahkan Jig di cylinder dan head. Posisi Jig untuk mengebor cylinder ditunjukkan gambar 2-3 paling atas. Proyeksi yang berbentuk cincin di Jig sesuai dengan counterbore cylinder, untuk menempatkan Jig terpusat dengan cylinder bore. Jig-nya di balik untuk mengebor cylinder head. Sisi yang berlawanan ditempatkan sehingga counterbore atau ceruk bundar yang termasuk bagian dari Jig bisa cocok dengan proyeksi yang berbentuk cincin dari cylinder head di gambar 2-3 bawah. Gambar 2-3 Tipe Jig Jepit Reversible 9

5 Jig dengan tipe ini sering dipakai dengan posisi memasang pin dengan akurat ke Jig dan ke lubang bor pertama. Pin tersebut mencegah Jig untuk berbalik ke cylinder ketika lubang-lubang lainnya dibor. Jig sederhana yang telah terpasang sekrup ditunjukkan pada gambar 2-4. Penempatan sekrup-sekrup sedemikian rupa sehingga penjepitan berlawanan dengan bantalan pada saat proses pengerjaan. Dua set digunakan di sepanjang pengerjaan, tapi dalam hal ini, karena proses pengerjaan relative pendek dan keras, single lug dan set skrup (B di gambar 1-4) sudah cukup. Ini biasanya disebut Jig plat karena biasanya hanya terdiri dari 1 plat yang berisi ring bor dan alat-alat jepit sederhana yang bekerja di Jig atau Jig ke proses pengerjaan. Gambar 2-4 Tipe Jig yang sederhana menggunakan baut ulir untuk menempatkan benda kerja Diameter Jigs menyediakan alat-alat sederhana dalam penempatan lubang yang dibor dengan tepat ke diameter lempengan yang berbentuk silinder atau berbentuk bola seperti pada gambar

6 Gambar 2-5 Diameter Jig Jig jepit sederhana yang lain disebut channel Jig dan nama tersebut berasal dari bentuk antar sekat dari anggota utama, seperti yang ditunjukkan di gambar 2-6. Ini hanya dapat digunakan jika bagian-bagiannya mempunyai bentuk sederhana yang wajar. Gambar 2-6 Channel Jig Jig Kotak Jig kotak (biasanya juga disebut Jigs tertutup) biasanya mirip seperti struktur kotak. Ini dapat digunakan dimana lubang-lubang dibor dari berbagai macam sudut/segi. Gambar 2-7 menunjukkan bentuk dari Jig kotak yang cocok untuk pengeboran lubanglubang yang dibutuhkan dalam hubungan mesin. Jig tersebut dibangun/dibuat dengan bentuk sebagian lubang/celah terbuka dimana link bergerak ke atas dan kemudian menempel dengan jepit baut A, B, dan C. 11

7 Gambar 2-7 Tipe Jig Kotak untuk pelubangan pada sambungan mesin. Bushings D dan E memandu pengeboran untuk mengebor sambungan batang eksentrik, dan bushing F memandu pengeboran untuk mencapai sambungan batang. Lubang terakhir, lubang untuk pelumasan di link paling atas, dibor dengan mengubah Jig 90, menempatkan bor di bushing G. Tipe Jig seperti ini cukup mahal jika dibuat dengan mesin, tapi biayanya dapat dikurangi dengan cara di las, menggunakan lempengan logam. Dalam proses produksi, potongan-potongan dapat diset dan dilepaskan dengan cepat. Jig kotak dengan sebuah penutup berengsel atau daun yang dapat dibuka untuk memungkinkan pengerjaan sisipan dan kemudian dapat menutup benda kerja sehingga berada pada posisinya biasanya disebut Jig Daun (gambar 2-8). Gambar 2-8 Jig Daun Pengeboran bushings biasanya berlokasi di daun. Tapi bagaimanapun juga, bushings dapat diletakkan di permukaan yang lain untuk memungkinkan Jig digunakan untuk mengebor lubang-lubang lebih dari satu sisi pengerjaan. Jig yang memerlukan 12

8 pemutaran untuk memungkinkan pekerjaan di lebih dari satu sisi, dikenal dengan Rollover Jig. Jig untuk pengeboran sudut (gambar 2-9) mudah dirancang dengan menyediakan Jig dengan lengan panjang yang tak sama, demikian miringkan Jig ke sudut yang diinginkan. Jig tipe ini digunakan ketika satu atau lebih lubang perlu dibor di sudut dengan poros pengerjaan. Seperti yang dapat dilihat di gambar 2-9, lubang-lubang dapat dibor pada proses pengerjaan dengan bor spiral di posisi vertikal. Gambar 2-10 menunjukkan Jig kotak untuk mengebor lubang di bola. Gambar 2-9 Tipe Jig Kotak yang menggunakan lengan yang tidak sama untuk pelubangan yang memerlukan sudut. Di beberapa contoh, pengerjaan dapat dipakai sebagai Jig (gambar 2-11). Di penjelasannya, bantalan dan sumbat digunakan untuk menunjukkan bagaimana pengejaan dapat disusun dan dapat digunkan sebagai Jig. Setelah sumbat diketam dan disesuaikan, lubang-lubang baut pada sumbat dikeluarkan dan di bor. Sumbatnya dijepit di posisi, dan bor spiral yang sama digunakan untuk lubang-lubang baut digunakan 13

9 untuk memotong bidang berbentuk kerucut yang ada di dasar. Operasi ini sebagai titik awal untuk saluran pengeboran yang lebih kecil. (A dan B pada gambar 2-11) Gambar 2-10 Tipe Jig Kotak untuk pelubangan bola Gambar 2-11 Menggunakan benda kerja sebagai Jig. Pada gambar A, bor yang sama yg digunakan untuk lubang-lubang baut adalah untuk memotong bidang kerucut di dasar. Cara ini adalah titik awal untuk saluran pengeboran yang lebih kecil, seperti ditunjukkan pada gambar B. Gambar C, sumbat dan bantalan dilekatkan satu dengan yang lain dan dibor dimana setelahnya bor tap dilepas dan sebuah counterbore digunakan untuk melebarkan lubang-lubang baut, seperti gambar D. Juga, kedua bagian dapat diapitkan satu sama lain dan dibor dengan tap drill (C di gambar 2-11). Kemudian tap drill dapat dilepas dan lubang-lubang baut dilebarkan dengan alat bor. (D pada gambar 2-11) 14

10 Berikut ini adalah beberapa faktor penting yang paling pokok tentang Jigs: pengapitan yang tepat pengerjaan dengan mesin persediaan chip ruang Ketika tekanan yang terlalu banyak digunakan untuk pengapitan, beberapa distorsi dapat berakhir. Jika distorsinya terukur, akan menghasilkan ketidaksamaan di akhir dimensi. Ini digambarkan pada gambar tenaga pengapitan seharusnya dipergunakan sedemikian sehingga tidak akan menghasilkan distorsi yang tidak diinginkan. Gambar 2-12 Dampak dari kelebihan tekanan pada Jig Penting juga merancang/membuat tenaga pengapitan sedemikian sehingga pengerjaan akan tetap di posisi yang diinginkan saat menggunakan mesin, seperti yang ditunjukkan gambar Gambar 2-13 Efek dari tenaga pengapitan Gambar 2-14 menunjukkan kebutuhan Jig untuk menyediakan cukup sandaran saat pekerjaan dikerjakan oleh mesin. Seperti contoh yang ditunjukkan di gambar 2-12, pemotongan tenaga seharusnya selalu beraksi melawan bagian tetap dan tidak melawan bagian yang dapat dipindah. Gambar 2-13 menggambarkan kebutuhan untuk menjaga poin-poin pengapitan sebisa mungkin sejalan dengan tenaga pemotongan alat. Ini akan 15

11 mengurangi kecenderungan dari tenaga-tenaga ini menarik pengerjaan dari jepitan. Sandaran dibawah pengerjaan sangat diperlukan untuk mencegah bagian membelok. Distorsi lainnya dapat berakhir tidak sama dan kemungkinan rusaknya alat. Gambar 2-14 Support benda kerja selama proses permesinan. Persediaan yang cukup harus dibuat untuk ruangan chip, seperti yang ditunjukkan pada gambar Masalah pertama adalah mencegah chip membalut alat. Ini dapat diakhiri dengan menjadikan terlalu panas dan kemungkinan kerusakan alat. Jika ruangan tidak terlalu besar, chips tersebut tidak dapat mengalir. Jika ada terlalu banyak ruangan/jarak ruangan, bushing tidak akan menuntun alat sebagaimana mesinya. Gambar 2-15 Persyaratan suaian chip. Faktor kedua di chip clearance (suaian chip) adalah untuk mencegah chips dari pertentangan dengan pondasi yang semestinya pada proses pengerjaan di Jig, seperti yang ditunjukkan pada gambar

12 Gambar 2-16 Persyaratan suaian chip. 2.2 Pengertian Fixture Seperti yang sudah dijelaskan, fixture adalah alat pengendali. Fixture menjangkar workpiece dengan kuat ditempat pengerjaan mesin, tapi fixture bukanlah petunjuk untuk membuat alat-alat. Biasanya sulit untuk membedakan antara Jig dan fixture, karena fungsi dasarnya dapat melengkapi pada rancangan paling rumit. Cara terbaik untuk membedakan antara kedua alat tersebut adalah memakai definisi dasar, seperti: Jig adalah alat panduan. Fixtures adalah alat pengendali. Contoh fixture adalah rancangan alat untuk menahan 2 atau lebih cylinder lokomotif pada posisi perencanaan (gambar 2-17). Fixture ini digunakan dalam merencanakan permukaan-permukaan pelana. Pada operasi perencanaan, dua atau lebih cylinder diletakkan pada 1 baris, fixturenya menjangkar cylinder-cylinder tersebut dengan kuat ke alas perencana. Gambar 2-17 Fixture penahan cylinder lokomotif. 17

13 Fixtures terdiri dari siku-siku yang berat atau sudut-sudut, dengan proyeksi kerucut yang memungkinkan kaliber-kaliber cylinder lurus antara 1 dengan yang lain. Siku-siku terakhir dibuat dengan 1 flens kerucut, siku-siku antara dibuat dengan 2 flens kerucut. Baut yang melalui tengah-tengah flens lurus dengan kaliber cylinder ketika diketatkan. Kaki dengan siku-siku 90 di akhir dibautkan dengan kuat di meja kerja. Indexing fixture dapat digunakan untuk proses pengerjaan mesin yang dijalankan dilebih dari 1 pesawat (gambar 2-18). Hal ini memfasilitasi lokasi sudut dengan tingkat ketelitian tertentu. Piringan di indexing fixture ditahan di posisi siku-siku dengan baut yang sesuai di lubang akhir di sudut besi dan di salah satu lubang di piringan. Piringan tersebut dikaitkan ke bagian siku dengan sekrup sementara pemotongan sedang terjadi. Karena lubang-lubang sudah menenpati dengan benar di piringan (lempengan index), pengerjaan yang disambungkan ke piringan dapat diputar ke arah manapun yang diinginkan. Operasi pengeboran radial dapat dilakukan ketika lempengan proyeksi disediakan dengan lubang Jig. Gambar 2-18 Indexing fixture 18

14 Prinsip umum yang sama yang berhubungan dengan pengepitan, support saat proses permesinan dan chip clearance yang telah dibahas pada Jig, juga berlaku pada Fixture. 2.3 Pengertian Tower dan Bagian-Bagiannya Pada bagian ini akan dipaparkan mengenai tower dan bagian-bagiannya khususnya untuk tower telekomunikasi dimana saat ini berkembang sangat pesat di Indonesia. Fokus bahasan adalah tower HCPT yang kebanyakan terbuat dari pipa sebagai tiang utamanya Pengertian Tower Tower adalah sebuah konstruksi besi yang digunakan untuk penyangga GSM antena, Microwave antena, kabel Coaxial, cable ladder, climbing ladder, work platform dan pada tipe yang khusus juga sebagai penyangga rest platform dan aviation lighting (lampu pengaman penerbangan). Bentuk tower dapat berupa Self-supporting tower (SST), Monopole, Guyed/Braced Pole dan Guyed/Braced Mast. Sistem wireless selular yang dipasang pada antena mounting baik yang dipasang pada konstruksi diatas tanah maupun yang dipasang pada konstruksi diatas gedung juga termasuk kedalam pengertian tower. Pada industri telekomunikasi, tower berperan penting untuk memenuhi kriteria ketinggian antena yakni untuk menentukan area yang mampu di cover oleh perangkat tersebut. Keefektifan dan optimalnya perangkat antena pada sistem komunikasi juga tergantung dari ketinggian antena yang ditentukan saat mendesain sistem komunikasi tersebut. 19

15 2.3.2 Jenis-Jenis Tower Tower telekomunikasi secara umum dibagi menjadi 6 jenis yaitu Self-supporting tower (SST), Monopole, Guyed Pole, Braced Pole, Guyed Mast dan Braced Mast Self-supporting tower (SST) Adalah jenis tower yang sangat umum dijumpai yakni kontruksi baja berbentuk jaring berupa bracing dalam arah horizontal maupun diagonal. Tiang utamanya (main post) berjumlah 3 kaki (berbentuk segitiga sama sisi) atau 4 kaki (berbentuk persegi) yang terbuat dari pipa atau siku. Seluruh bagian tower dihubungkan dengan menggunakan baut dan mur dan pada bagian bawahnya (base plate) di las di Workshops. Seluruh materialnya di galvanize untuk mencegah korosi karena biasanya untuk pemakaian lebih dari 10 tahun. Sumber: Dokumentasi QC Siemens Indonesia (a) SST Angular 4 Leg (b) SST Tubular 3 Leg Gambar 2-19 Self-suppoprting tower (SST) 20

16 Monopole Monopole adalah merupakan konstruksi baja berbentuk pipa atau poligon yang berdiri tunggal dan permukaannya berlapiskan galvanize. Base plates, flanges dan asesoris di las pada pipa di pabrik. Seluruh koneksi pada saat pemasangan di lokasi dengan menggunakan baut dan mur. Sumber: Dokumentasi QC Siemens Indonesia Gambar 2-20 Monopole Guyed Pole Guyed Pole merupakan tipe monopole yang menggunakan penopang berbentuk kawat baja dengan ddimensi dan usuran tertentu. Kawat baja ini dikencangkan dan dikaitkan ke equalizer plate (plat penyeimbang) yang ditempatkan di empat titik yang berbeda di sekeliling tower sedangkan monopole ditempatkan di tengah tengah sehingga posisinya tetap terjaga oleh kawat baja. Seluruh material dilapisi dengan galvanize begitu juga dengan kawat baja. 21

17 Sumber: Dokumentasi QC Siemens Indonesia Gambar 2-21 Guyed Pole Tower Braced Pole Berbeda dengan guyed pole tower, braced pole tower adalah monopole dengan penyangga berupa pipa yang juga berfungsi sebagai pengaku (bracing). Pengaku (bracing) ini dihubungkan ke base plate dan di angkur dengan radius tertentu dari posisi base plate tower. Letak tower terdapat di tengah dan dijaga posisinya dengan bracing. Seluruh bagian dari braced pole dilapisi dengan galvanize untuk mencegah korosi. Sumber: Dokumentasi QC Siemens Indonesia Gambar 2-22 Braced Pole Tower 22

18 Guyed Mast Guyed Mast Tower adalah tipe tower jaring (lattice) berbentuk lurus ditopang dengan pengarah kawat baja. Konsepnya sama dengan guyed pole tower yang berbeda hanya bentuk dari towernya saja. Kawat baja ini dikencangkan dan dikaitkan ke equalizer plate (plat penyeimbang) yang ditempatkan di empat titik yang berbeda di sekelil ing tower sedangkan monopole ditempatkan di tengah tengah sehingga posisinya tetap terjaga oleh kawat baja. Seluruh material dilapisi dengan galvanize begitu juga dengan kawat baja. Bahan dasar atau material yang digunakan dalam pembuatan guyed mast tower ini adalah besi pejal berbentuk tabung (round bar) yang sebelumnya telah diuji kekuatan tariknya di laboratorium. Seluruh bagian dari tower ini di las di pabrik termasuk pada bagian sambungannya yakni pada bagian flanges-nya. Namun, untuk menyatukan antara satu segmen dan segmen lainnya, digunakan baut dan mur. Sumber: Dokumentasi QC Siemens Indonesia Gambar 2-23 Guyed Mast Tower 23

19 Braced Mast Tower Braced mast tower adalah tipe tower jaring (lattice) berbentuk lurus ditopang dengan bracing pipa untuk memenuhi segala kebutuhan telekomunikasi dan non-telekomunikasi khususnya pada penempatan diatas gedung. Bracing ini dihubungkan ke base plate dan di angkur dengan radius tertentu dari base plate tower sedangkan mast tower diletakkan di center dan divaga posisinya oleh bracing. Bentuk dari mast dapat berupa segitiga maupun persegi dan tentu saja dilapisi dengan galvanize. Bentuk dan cara fabrikasi braced mast tower sama persis dengan guyed mast tower, hanya saja perbedaannya terletak pada bentuk, material dan sistem penopangannya. Guyed mast dengan menggunakan kawat baja galvanize sedangkan braced mast menggunakan pipa tabung baja yang disambung dengan baut dan mur ke body mast. Sumber: Dokumentasi QC Siemens Indonesia Gambar 2-24 Braced Mast Tower Bagian-Bagian Tower Kaki Tower (Tower Leg). 24

20 Bagian ini adalah bagian yang terpenting dari tower yang berfungsi untuk menyokong semua struktur tower dan untuk tempat memasang material-material yang lain secara horizontal dan diagonal. Kaki tower ini berada pada sudut tower dapat berbentuk pipa dan besi profil seperti siku, H-Beam dan I-Beam. Sumber: Dokumentasi QC Siemens Indonesia Gambar 2-25 Kaki tower berbentuk pipa Bracing. Bracing adalah bagian tower yang men-support dan menghubungkan antara kaki tower yang satu dan yang lainnya baik secara horizontal, diagonal dan juga pada bagian dalam dari tower. Diagonal Bracing Horizontal Bracing Sumber: Dokumentasi QC Siemens Indonesia Gambar 2-26 Diagonal dan horizontal bracing 25

21 Gusset plate Bagian ini adalah tempat untuk memasang bracing pada kaki tower sehingga keduanya terhubung dengan baik. Gusset plate bersinggungan/menempel dengan kaki tower. Pada kaki tower yang berbentuk profil seperti besi siku, gusset plate terpisah dengan kaki tower, sedangkan yang berbentuk pipa, gusset plate di las ke permukaan kaki tower. Banyaknya jumlah gusset plate sangat tergantung dari desain yang dibuat sehingga tidak dapat distandarkan antara tower yang satu dengan yang lain. Sumber: Dokumentasi QC Siemens Indonesia Gambar 2-27 Gusset Plate pada tower pipa Flanges Bagian yang terdapat pada kaki tower khususnya pada tipe tower pipa yang berfungsi untuk menyambung antara satu segmen dengan segmen lainnya sehingga membentuk tinggi tower. Karena keterbatasan panjang bahan mentah untuk kaki tower dipasaran, yaitu panjang standard material pipa dan profil adalah 6 meter dan agar memudahkan dalam pengiriman material tower ke lokasi, maka tower dibuat segmentasi umum dengan panjang 6 meter. Untuk tipe tower siku tidak terdapat flange sehingga kaki tower per segmen dihubungkan dengan plat penghubung, maka pada tipe ini, plat penghubung terpisah dari kaki towernya. Sedangkan untuk tipe tower pipa, flange-nya 26

22 di las dan menyatu dengan kaki tower. Pada saat pemasangan tower di lapangan, flange dihubungkan dengan menggunakan baut dan mur. Sumber: Dokumentasi QC Siemens Indonesia Gambar 2-28 Flanges pada tower pipa 2.4 Perancangan Teknik dengan menggunakan metode VDI 2221 Perancangan teknik (Engineering design) merupakan usaha untuk memenuhi persyaratan tertentu dari suatu alat dengan cara terbaik yang mungkin ada. Keinginan untuk membuat alat tersebut dimulai dari latar belakang sosiologis maupun perkembangan ilmu. Dengan demikian perancangan teknik merupakan interaksi dua arus teknologi dan budaya. Perancangan teknik merupakan proses kreatif yang memanfaatkan dasar-dasar teknik, seperti matematika, kinematika, dinamika, thermodinamika, elektronika dan lain-lain yang memerlukan juga pengetahuan praktis, pengalaman dan wawasan ekonomi dan lingkungan. Dalam perencanaan ini juga menggunakan metode yang secara sistematis lebih terperinci dari metode konvensional sehingga output yang dihasilkan akan lebih mampu untuk memenuhi permintaan dari pengguna. Metode ini juga dapat mengefisiensikan waktu dari perancangan sehingga diharapkan mampu 27

23 menekan ongkos produksi suatu rancangan sehingga mampu menghasilkan harga yang lebih kompetitif. Ilmu Poliktik Sosiologi-Psikologi Ilmu Ekonomi Ilmu Pengetahuan = Ilmu Teknik Teknik Perancangan Perancangan untuk Industri Arsitektur Seni Teknologi Produksi Gambar 2-29 Posisi perancangan dalam arus teknologi budaya Pada dasarnya metode perancangan sistematis adalah metode pemecahan suatu masalah teknik yang menggunakan tahap demi tahap analisis dan sintesis. Analisis adalah penguraian suatu sistem yang kompleks menjadi elemen-elemennya dan mempelajari karakteristik masing-masing elemen tersebut beserta korelasinya, sedangkan sintesis adalah penggabungan elemen-elemen yang telah diketahui karakteristiknya untuk menciptakan suatu sistem baru. Pada metode perancangan sistematis, suatu tahap merupakan kelanjutan dari tahap sebelumnya dan menjadi acuan bagi tahap berikutnya. Dengan tahap-tahap itu informasi yang bersifat kuantitatif diproses dengan data yang bersifat kuantitatif, dengan kata lain hasil suatu langkah baru selalu lebih nyata dari langkah-langkah sebelumnya. Dalam kenyataannya kondisi ini tidak selalu tercapai sehingga seringkali dibutuhkan pegangan kerja (literasi). Prosedur pemecahan masalah secara umum dapat ditunjukkan dalam skema pada gambar Merancang dapat dikatakan sebagai usaha untuk memenuhi suatu permintaan dengan cara yang dianggap paling baik memungkinkan untuk dilakukan. Merancang 28

24 merupakan kegiatan teknik yang meliputi berbagai segi kehidupan manusia, bergantung pada penemuan dan hukum-hukum dari ilmu pengetahuan dan teknologi. Selain itu dalam merancang perlu juga dipelajari adanya keterkaitan yang ada pada system benda teknik yang akan dirancang. Kaitan-kaitan tersebut pada umumnya dapat berupa: A. Kaitan fungsional (Funtional Interrelationship) Maksudnya adalah keterkaitan antara masukan dan keluaran dan suatu system untuk melakukan kerja tertentu yang berhubungan dengan lingkungan sekitarnya. Tugas 1. Penjelasan & Penepatan Tugas Daftar Kehendak 2. Menentukan Fungsi & Fase I Strukturnya Struktur 3. Mencari Prinsip Solusi Prinsip Solusi Fase II 4. Menguraikan menjadi modul yang dapat direalisasikan Struktur Modul 5. Memberi Bentuk Pada Modul Fase III Susunan Awal 6. Memberi Bentuk Pada Seluruh Produk Susunan Keseluruhan 7. Merinci Pembuatan dan Cara Fase IV Pembuatan Dokumentasi Produk Realisasi selanjutnya 29

25 Gambar 2-30 Langkah kerja perancangan dengan metode VDI 2221 B. Kaitan kerja (Physical Interrelationship) Maksudnya adalah hubungan dimana kerja yang dilakukan adalah bagian dari proses fisika. Proses fisika ini berdasarkan pada efek fisik. Adapun efek fisika dapat digambarkan secara kuantitatif artinya hukum fisika menentukan banyak efek fisika yang terlibat. Fenomena kimia dan biologi termasuk didalamnya. C. Kaitan bentuk (Form Interrelationship) Maksudnya adalah perwujudan nyata dari bentuk dasar dan bahan menjadi suatu struktur bangunan, lengkap dengan penataan lokasi serta pemilihan gerak kinematika. D. Kaitan system (System Interrelationship) Bentuk teknik hasil rancangan merupakan suatu system yang berinteraksi dengan system yang lebih menyeluruh yaitu lingkungan yan ada disekitarnya. Langkah-langkah dalam metode perancangan sistematis dapat dikelompokkan menjadi empat tahap utama, antara lain: Klasifikasi tugas (Classification of the task). Perancangan konsep (Conseptual design). Perancangan wujud (Embodiment design). Perancangan detail (Detail design). Tahap-tahap utama tersebut dibahas pada sub bab berikut beserta diagram alirnya. 30

26 Tugas Penjabaran Tugas Menguraikan Spesifikasi Spesifikasi Menentukan masalah-masalah yang penting Membuat struktur fungsi Mencari prinsip-prinsip solusi Mengkombinasikan ke dalam varian konsep Evaluasi terhadap kriteria teknis dan ekonomis Konsep Mengembangkan rancangan awal dan rancangan bentuk Memilih rancangan awal yang terbaik Evaluasi terhadap kriteria teknis dan ekonomis Rancangan Awal Mengoptimalkan dan melengkapi rancangan bentuk Memeriksa kesalahan dan harga efektif Menyiapkan daftar bawah dan dokumen produksi Rancangan yang pasti Detail akhir Melengkapi gambar-gambar detail dan dokumen Produksi yang lengkap Memeriksa seluruh dokumen Dokumentasi Perancangan Rinci Perancangan Wujud Perancangan Konseptual Perancangan Tugas Optimalisasi Rancangan dan Bentuk Solusi Gambar 2.31 Tahap-tahap perancangan sistematis menurut VDI Penjabaran Tugas (Clarification of the task) Tahapan ini meliputi pengunpulan informasi tentang syarat-syarat yang diharapkan dipenuhi oleh solusi akhir. Informasi ini akan menjadi acuan penyusunan spesifikasi. 31

27 Spesifikasi adalah daftar yang berisi persyaratan yang diharapkan dipenuhi oleh konsep yang sedang dibuat. Pada saat membuat daftar persyaratan, hal yang penting adalah membedakan sebuah persyaratan apakah sebagai suatu tuntutan (demand) atau keinginan (wishes). Demand adalah persyaratan yang harus dipenuhi pada setiap kondisi, atau dengan kata lain apabila persyaratan itu tidak terpenuhi maka perancangan dianggap tidak benar. Wishes persyaratan yang diinginkan apabila memungkinkan. Jadi, misalkan suatu persyaratan membutuhkan biaya yang cukup tinggi tanpa memberikan pengaruh teknik yang besar, maka persyaratan tersebut dapat diabaikan. Untuk mempermudah penyusunan spesifikasi, dapat dilakukan dengan meninjau aspek-aspek tertentu, seperti aspek geometri, kinematika, gaya, energi dan lain sebagainya. Selanjutnya dari aspek-aspek tersebut dapat diuraikan syarat-syarat yang bersangkutan. Daftar aspek-aspek beserta pengurainya ditunjukkan pada Tabel 2-1. Daftar spesifikasi sebaiknya ditulis dalam bentuk kuantitatif bila memungkinkan. Untuk produk yang membutuhkan perawatan, daftar spesifikasi perlu didokumentasikan untuk digunakan apabila ada kerusakan dan akan diperbaiki format dan daftar spesifikasi ditunjukkan pada table

28 Tabel 2-1 Pengecekan untuk Pedoman Spesifikasi Judul Utama Geometri Kinematik Gaya Energi Material Sinyal Keselamatan Ergonomik Produksi Kontrol Kualitas Perakitan Perawatan Biaya Jadwal Contoh-Contoh Lebar, Tinggi, Panjang, Diameter, Jarak, Jumlah. Tipe Gerakan, Arah Gerakan, Kecepetan, Percepatan. Arah Gaya, Besar Gaya, Frekuensi, Berat, Deformasi, Kekuatan, Elastisitas, Gaya Inersia, Resonansi. Output, Efisiensi, Kerugian Emerge, Gesekan, Vertilisasi, Tekanan, Temperatur, Pemanasan, Pendinginan, Pemasokan, Kapasitas, Konvensi. Aliran dan Transportasi Material, Pengaruh Fisika dan Kimia dari Material pada awal dan akhir Produk, Material Tambahan. Input, Output, Bentuk, Display, Peralatan Kontrol. Sistem Proteksi Langsung, Keselamatan Operasional dan Lingkungan. Hubungan Operator Mesin, Tipe Pengoperasian, Penerangan dan Keserasian Bentuk. Batasan Pabrik, Kemungkinan Dimensi Maksimum, Produksi yang Dipilih. Kemungkinan dilakukan kalibrasi dan standarisasi. Aturan Khusus, Instalasi, Pondasi. Jangka waktu servis, Penggantian dan reparasi, Pengecatan, Pembersihan. Biaya Maksimum Produksi. Tanggal Penyerahan Perancangan Konsep Perancangan konsep mencakup tahap-tahap yang diperlihatkan pada gambar 3.4 dan akan dibahas pada sub-sub bab berikut ini: 33

29 Spesifikasi Abstraksi untuk menentukan masalah-masalah yang penting Menetapkan struktur fungsi, fungsi keseluruhan sub-fungsi Mencari prinsip solusi untuk memenuhi prinsip solusi Mengkombinasikan prinsip solusi untuk menetukan fungsi keseluruhan Memilih kombinasi yang cocok Menyatukan menjadi konsep varian Mengevaluasi konsep varian terhadap kriteria teknis dan ekonomi Konsep Perancangan Konseptual Informasi Definisi Kreasi Evaluasi Analisa Keputusan Gambar 2.32 Tahap-tahap perancangan dengan konsep Abstraksi Tujuan abstraksi adalah mengetahui masalah utama yang dihadapi dalam perancangan. Prinsipnya adalah mengabaikan hal-hal yang bersifat khusus dan memberikan penekanan pada hal-hal yang bersifat umum dan perlu. Dengan demikian daftar spesifikasi yang sudah dibuat analisa dan dihubungkan dengan fungsi yang diinginkan serta kendala yang ada. Abstraksi dapat dilakukan dengan langkah-langkah: Menghilangkan pilihan diri sendiri (personal preference). Mengesampingkan syarat-syarat yang tidak mempunyai pengaruh besar terhadap produk. Mengubah data kuantitatif dan kualitatif. Generalisasi (pengambilan kesimpulan umum) atas langkah sebelumnya. Merumuskan masalah utama Pembuatan Struktur Fungsi Struktur Fungsi Keseluruhan (Overall Function) 34

30 Setelah masalah utama diketahui, kemudian dibuat struktur fungsi secara keseluruhan. Struktur fungsi ini digambarkan dengan blok diagram yang menunjukkan hubungan antara input dan output. Input dan Output berupa aliran energi, material atau sinyal Sub Fungsi Apabila fungsi keseluruhan cukup rumit, maka cara untuk mengatasinya adalah dengan membagi beberapa subfungsi pada gambar 2.33 dibawah ini. Pembagian ini akan memberi keuntungan : 1. Memberikan kemungkinan untuk melakukan pencarian solusi lebih lanjut. 2. Memberikan beberapa buah kemungkinan solusi dengan melihat kombinasi solusi subfungsi. Energi Material Sinyal OVERALL FUNCTION Energi Material Sinyal SUB FUNCTION SUB FUNCTION SUB FUNCTION SUB FUNCTION SUB FUNCTION SUB FUNCTION Gambar 2.33 Pembuatan Sub Fungsi 35

31 Pada saat pembuatan struktur fungsi, harus dibedakan antara perancangan murni (original design) dengan perancangan ulang (adaptive design). Pada perancangan murni yang menjadi dasar struktur fungsi adalah spesifikasi dan masalah utama, sedang pada perancangan ulang, perancangan dimulai dari struktur fungsi yang kemudian di analisis. Analisis ini akan memberiikan kemungkinan bagi pengembangan variasi solusi sehingga diperoleh solusi baru Pencarian dan Kombinasi Prinsip Solusi Dasar-dasar pemecahan masalah diperoleh dengan mencari prinsip-prinsip solusi dari setiap sub fungsi. Dalam tahap ini dicari sebanyak mungkin variasi solusi. Metode pencarian prinsip pemecahan masalah menurut Pahl-Beitz dibagi dalam tiga kategori yaitu: a. Metode Konvensional Pencarian dalam literatur, text book, jurnal teknik dan brosur yang dikeluarkan oleh suatu perusahaan. Menganalisa gejala alam atau tingkah laku mahluk hidup dengan membuat analogi atau membuat suatu model yang dapat mewakili karakteristik dari produk. b. Metode Intuitif Pencarian solusi untuk masalah yang rumit bisa pula diperoleh dan intuisi atau suara hati. Solusi ini datang setelah periode pencarian dan pemikiran panjang. Solusi ini kemungkinan dikembangkan dan diperbaiki. Ada beberapa cara yang dapat dilakukan untuk mengembangkan kemampuan intuisi ini, antara lain dengan cara berdiskusi dengan orang lain. 36

32 c. Metode Kombinasi Metode ini mengkombinasikan kemungkinan solusi yang ada. Metode yang dapat digunakan adalah metode bentuk matriks, dimana sub fungsi dan prinsip solusi dimasukkan kedalam kolom dan baris. Secara sistematis sesuai dengan struktur fungsi, jika ada sejumlah m1 prinsip solusi untuk fungsi F1, m2 prinsip solusi untuk sub fungsi F2 dan seterusnya mn prinsip solusi untuk Fn, maka setelah dilakukan untuk memenuhi fungsi keseluruhan (Overall funtion), prinsip-prinsip solusi harus dikombinasikan secara teoritis akan dapat diperoleh sejumlah n varian konsep solusi, dimana: N = m1 x m2 x x mn Pemilihan Kombinasi yang Sesuai Apabila kombinasi yang ada terlalu banyak, maka untuk memilih kombinasikombinasi terbaik menjadi lama. Agar tidak terjadi hal tersebut, maka apabila memungkinkan jumlah kombinasi harus dikurangi. Prosedur yang dilakukan adalah dengan mengeliminasi dan memilih yang terbaik. Dibawah ini adalah beberapa kriteria yang perlu diperhatikan diantaranya: Kesesuaian dengan fungsi keseluruhan. Terpenuhinya demand yang tercantum dalam daftar spesifikasi. Dapat dibuat atau diwujudkan. Pengetahuan atau informasi tentang konsep yang bersangkutan memadai. Kelaikan sistem kinerja dan kemudahan produksi. Faktor biaya. 37

33 Bila kombinasi yang ada masih cukup banyak, maka usaha selanjutnya adalah pemilihan kombinasi yang terbaik dengan mempeehatikan segi keamanan dan kenyamanan serta kemungkinan pengembangan lebih lanjut Pembuatan Varian Konsep Sebuah konsep apabila mungkion harus memenuhi beberapa persyaratan seperti keamanan, kenyamanan, kemudahan diproduksi, kemudahan dirakit, kemudahan perawatan dan lain sebagainya. Informasi lebih lanjut sangat diperlukan untuk pembuatan varian konsep yang akan dilakukan. Informasi ini dapat diperoleh dari: 1. Gambar atau sketsa untuk melihat kemungkinan keserasian. 2. Perhitungan kasar berdasarkan asumsi yang dipakai. 3. Pengujian awal berupa pengujian model untuk menentukan sifat utama atau pendekatan kuantitatif untuk persyaratan kualitatif mengenai kinerja dari suatu produk jadi. 4. Konstruksi model untuk visualisasi dan analisis. 5. Analogi model dan stimulasi yang sering dilakukan dengan bantuan komputer. 6. Penelitian lebih lanjut dari literatur Evaluasi Evaluasi berarti menetukan nilai kegunaan atau kekuatan yang kemudian dibandingkan dengan sesuatu yang dianggap ideal dalam metode perancangan dengan menggunakan metode VDI Secara garis besar langkah yang ditempuh sebagai berikut: 1. Menentukan kriteria evaluasi (Identification of Evaluation Criteria). 38

34 Dalam bidang teknik, kriteria evaluasi didasarkan pada daftar spesifikasi yang telah dibuat. 2. Pemberian bobot kriteria evaluasi (Weighting of Evaluation Criteria). Kriteria evaluasi yang dipilih mempunyai tingkat pengaruh yang berbeda terhadap varian konsep, sebaiknya evaluasi dititik beratkan pada sifat utama yang diinginkan evaluasi akhir. 3. Menentukan parameter kriteria evaluasi (Compiling Parameter). Agar perbandingan setiap variasi konsep dapat dengan jelas, maka dipilih suatu parameter atau besaran yang dipakai oleh setiap konsep. 4. Memasukkan nilai penaksiran (Assessing Value). 5. Menentukan nilai keseluruhan varian konsep (Determining Overall Weighted Value/OWV). Nilai keseluruhan untuk varian konsep dapat dihitung dengan rumus: I = Wn x Vn Dimana: W V = bobot nilai kriteria evaluasi ke n = nilai VDI untuk besaran parameter ke n 39

35 Tabel 2-2 Contoh Korelasi Harga Kuantitatif dengan Nilai Nominal Value Scale User Value Analysis VDI 2221 Fuel Consumptio n Pts Pts g/kwh Kg/kW Parameter Magnitudes Mass per Simplicity unit power OI component Extremly complicated Complicated Average Simple Extremly Simple Service Life 6. Membandingkan untuk setiap variasi konsep (Compacting Concept Variant). Untuk menentukan variasi konsep terbaik, maka harus dihitung perbandingan antar nilai keseluruhan dengan nilai maksimum yang mungkin dicapai dengan rumus berikut: WRj = OWV 7. Memperkirakan ketidakpastian evaluasi bisa disebabkan oleh beberapa hal antara lain: Kesalahan subyektif, seperti kurangnya informasi. Kesalahan perhitungan parameter. Apabila terdapat nilai OWV yang berdekatan dari dua varin konsep, maka akan dilakukan evaluasi titik lemah(weak Spot). Dengan menggunakan metode evaluasi diatas, maka diharapkan akan diperoleh solusi yang cukup memuaskan. 40

36 2.4.3 Perancangan Wujud (Embodiment Design) Tahap perancangan ini meliputi beberapa langkah perancangan, yaitu langkah p- modul (module structure), pembentukan lay out awal (preliminary lay out) dan penentuan lay out jadi (definity lay out). Perancangan wujud dimulai dari konsep produk teknik, kemudian dengan menggunakan kriteria teknik dan ekonomi, perancangan dikembangkan dengan menguraikan struktur fungsi ke dalam struktur modul untuk memperoleh elemenelemen pembangun struktur fungsi yang memungkinkan dapat dimulainya perancangan yang lebih terperinci. Hasil dari tahap ini berupa lay-out, yaitu penggambaran dengan jelas rangkaian dengan bentuk elemen suatu produk dan bahannya, pembuatan prosedur produksi, dan membuat solusi untuk fungsi tambahan. Hasil ini kemudian dianalisa untuk mendapatkan informasi lebih lanjut tentang kekuatan, getaran, kinematika, dinamika, pemilihan material, proses dan sebagainya. Langkah ini dapat menjadi umpan balik pada langkah sintesis untuk pencarian alternatif solusi yang lebih baik. Analisa diikuti evaluasi dimana dapat timbul kemungkinan perlu dibuatnya model atau prototype untuk dapat mengukur kinerja, kualitas, kemudahan dan beberapa kriteria lain dari hasil perancangan Perancangan Detail (Detail Design) Tahap ini merupakan akhir metode perancangan sistematis yang berupa presentasi hasil perancangan dalam bentuk gambar lengkap (susunan detail) daftar komponen, spesifikasi bahan, toleransi, perlakuan panas, pelakuan terhadap permukaan 41

37 bahan (heat and surface treatment) dan sebagainya yang secara keseluruhan merupakan dokumen lengkap untuk pembuatan mesin atau ssistem teknik lainnya. Pada akhir tahap ini dilakukan evaluasi kembali untuk melihat apakah produk mesin atau sistem teknik tersebut benar-benar sudah memenuhi spesifikasi dan semua gambar-gambar dokumen produk lainnya telah selesai dan lengkap. 42