DEPARTEMEN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2013

Ukuran: px

Mulai penontonan dengan halaman:

Download "DEPARTEMEN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2013"

Hamdani Atmadja
6 tahun lalu
Tontonan:

1 OPTIMASI PEMESINAN PADA MESIN BUBUT TIPE M-300 HORRISON DENGAN METODE OPTIMASI ALGORITMA GENETIKA SKRIPSI Skripsi Yang Diajukan Untuk Melengkapi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik FICKY HAMDHANI NIM DEPARTEMEN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2013 i

2 ii

3 iii

4 iv

5 v

6 vi

7 vii

8 viii

9 ix

10 KATA PENGANTAR Puji syukur penulis panjatkan kehadiran Tuhan Yang Maha Esa karena atas rahmat dan karunia-nya lah penulis akhirnya dapat menyelesaikan skripsi ini dengan judul OPTIMASI PEMESINAN PADA MESIN BUBUT TIPE M-300 HORRISON DENGAN METODE OPTIMASI ALGORITMA GENETIKA. Skripsi ini disusun untuk memenuhi syarat menyelesaikan pendidikan Strata-1 (S1) pada Departemen Teknik Mesin Sub Bidang Proses produksi, Fakultas Teknik,. Dalam menyelesaikan skripsi ini tidak sedikit kesulitan yang dihadapi penulis, namun berkat dorongan, semangat, doa dan bantuan baik materiil, moril, maupun spirit dari berbagai pihak akhirnya kesulitan itu dapat teratasi. Untuk itu sebagai manusia yang harus tahu berterima kasih, degan penuh ketulusan hati penulis mengucapkan terima kasih kepada : 1. Bapak Ir. Alfian Hamsi, M.Sc selaku dosen pembimbing, yang dengan penuh kesabaran telah memberikan bimbingan dan motivasi kepada penulis. 2. Bapak Dr. Eng. Himsar Ambarita, ST., MT. dan Bapak Burhanudin Sitorus, ST., MT. selaku dosen pembanding I dan II yang telah memberikan masukan dan saran dalam menyelesaikan skripsi ini. 3. Bapak Dr. Ing. Ir Ikhwansyah Isranuri selaku Ketua Departemen Teknik Mesin. 4. Bapak Ir. M. Syahril Gultom MT. Selaku Sekretaris Departemen Teknik Mesin. 5. Bapak Rahmad Fauzy ST. MT yang telah memberikan masukan dan saran dalam menyelesaikan skripsi ini. 6. Kedua orang tua penulis, Suyono. M. Yunus dan Erma Suriani yang tidak pernah purus-putusnya memberikan dukungan, doa serta kasih sayangnya yang tak terhingga kepada penulis. 7. Seluruh staf pengajar dan staf tata usaha Departemen Teknik Mesin yang telah membimbing serta membantu segala keperluan penulis selama penulis kuliah. 8. Bapak Terang. UHSG. Manik, ST. MT. selaku dosen wali. 9. Kedua saudara penulis, Gustia Veny dan Fahmy Firmansyah yang saling membantu demi mencapai cita-cita. i

11 10. Rekan-rekan satu tim kerja, Ramadhan, Gio Syahputra, Rudi Martin dan Robby Mulyadi yang telah meluangkan waktunya untuk memberikan saran dan kritik. 11. Seluruh rekan mahasiswa angkatan 2008, Putra Setiawan, Munawir, Ikram, Daniansyah, Ismail Husin Tanjung, Aldiansyah Leo, Fahrul Rozzy, Felix Asade, Parulian Siahaan, Ferdinan Lubis, Joshua Surbakti, Daniel Ortega panjaitan, Indra Gunawan Purba, Fransiscus Sitompul, rekan-rekan mahasiswa 2008 yang tidak mungkin disebutkan satu-persatu, para abang senior dan adik-adik junior semua yang telah mendukung dan memberi semangat kepada penulis. Penulis menyadari bahwa masih banyak kesalahan dan kekeliruan dalam penulisan skripsi ini. Oleh karena itu penulis akan sangat berterima kasih dan dengan senang hati menerima saran dan kritik yang membangun demi tercapainya tulisan yang lebih baik. Akhir kata penulis berharap semoga tulisan ini dapat memberi manfaat kepada pembaca. Terima kasih. Medan, 07 Juli 2013 Ficky Hamdhani i

12 ABSTRAK Pengoptimasian sangat diperlukan dalam suatu pemesinan. Dengan optimasi suatu pemesinan akan lebih menghemat tenaga, waktu dan biaya. Karena susahnya mencari suatu optimasi yang membutuhkan trial and error yang akan membutuhkan waktu yang lama maka dibutuhkan suatu optimasi algoritma genetika. Optimasi ini meniru prinsip evolusi dimana individu terbaik yang akan dipilih. Pengujian optimasi ini algoritma genetika dilakukan dengan mencari variabel untuk spesiman St 60 dan jenis pahat HSS yang ditetapkan oleh EMCO yaitu kecepatan potong (V) dari 22 rev/min sampai 44 rev/min, gerak makan (f) dari 0,1 mm sampai 0,8 mm dan menurunkan rumus waktu pemesinan (tc) sebagai fungsi optimasi. Variabel yang telah ditetapkan selanjutnya akan melakukan evolusi seperti seleksi, crossover dan mutasi. Individu terbaik dapat dilihat dari nilai fitness dan fungsi optimasi yang digunakan adalah waktu pemesinan (tc) maka dipilih pengerjaan dengan waktu paling singkat, sehingga didapat hasil optimasi pemesinan Gerak makan (f) 0,1, Kecepatan potong (v) m/min Kata kunci : Algoritma genetika, fitness, pemesinan, optimasi ii

13 ABSTRACT Optimizing indispensable in a machining. With the optimization of the machining will reduce the effort, time and cost. Cause to difficulties in finding an optimization that requires trial and error that will take a long time then it takes a genetic algorithm optimization. This optimization imitating the principle of evolution in which the best individuals to be selected. Testing genetic algorithm optimization is performed to find variables to spesiman St 60 and HSS cutting tool types defined by EMCO namely cutting speed (V) of 22 rev / min to 44 rev / min, feed motion (f) from 0.1 mm to 0.8 mm and reduce machining time formula (tc) as a function of optimization. Predefined variables will further evolution such as selection, crossover and mutation. Individuals can best be seen from the fitness value and the optimization function is machining time (tc) then selected work with most short time, so we got the result optimization main feed (f) 0, 1 mm, cutting speed (v) m / min Keywords : algorithm optimization, fitness, machining, optimization iii

14 DAFTAR ISI KATA PENGANTAR... i ABSTRAK... ii ABSTRACT... iii DAFTAR ISI... iv DAFTAR TABEL... v DAFTAR GAMBAR... vi DAFTAR SIMBOL... vii BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Tujuan Penelitian Batasan Masalah Manfaat Penelitian Sistematika Penulisan... 2 BAB II TINJAUAN PUSTAKA Menejemen Pemeliharaan Pabrik Sistem Menejemen Pemeliharaan Elemen Dasar Pemesinan Mengenal Proses Pemesinan Klasifikasi Proses Pemesinan Proses pembubutan (Turning) Parameter yang dapat Diatur pada Proses Bubut Geometri Pahat Bubut Perencanaan dan Perhitungan Proses Bubut Material Pahat Pemilihan Mesin Penentuan Langkah Kerja Algoritma Genetika Sejarah Permasalahan yang Membutuhkan Algoritma Genetika Aplikasi Algoritma Genetika iv

15 2.7 Prosedur Algoritma Genetika Pengertian Individu Teknik Penyandian (Pengkodean) Prosedur Inisialisasi (Membangkitkan Populasi Awal) Evaluasi Nilai Fitness Seleksi Orang Tua Rekombinasi Mutasi Elitism Evaluasi Tingkat Keseragaman Unsur Kromosom Editor Algoritma Genetika di Matlab BAB III METODOLOGI PENELITIAN Waktu dan Tempat Penelitian Peralatan Pengujian Bahan Pengujian Experimental Set-Up Model Optimasi Pemesinan Prosedur Pengujian BAB IV ANALISA DATA Algoritma Genetika Manual Fungsi Optimasi Membangkitkan Populasi Awal Seleksi Crossover Mutasi Optimasi Proses Pemesinan Komponen Waktu Produksi Komponen Ongkos Produksi BAB V KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan iv

16 5.2 Saran DAFTAR PUSTAKA... LAMPIRAN 1... viii xi iv

17 DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Jenis Pahat HSS Tabel 2.2 Skema Binary Encoding Tabel 4.1 Populasi awal Tabel 4.2 Nilai fitness relative (Pk) Tabel 4.3 Nilai fitness kumulatif (qk) Tabel 4.4 Bilangan acak untuk seleksi (r) Tabel 4.5 Kromosom baru hasil seleksi Tabel 4.6 Bilangan acak untuk crossover Tabel 4.7 Kromosom kromosom yang akan di-crossover Tabel 4.8 Kromosom setelah dilakukan crossover Tabel 4.9 Bilangan acak untuk mutasi Tabel 4.10 Kromosom dan posisinya yang terkena mutasi Tabel 4.11 Kromosom setelah dilakukan mutasi Tabel 4.12 Populasi awal generasi kedua Tabel 4.13 Nilai fitness masing masing generasi v

18 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Beberapa proses pemesinan Gambar 2.2 Proses bubut rata, bubut permukaan dan bubut tirus Gambar 2.3 Skematis mesin bubut dan nama bagian - bagiannya Gambar 2.4 Panjang permukaan benda kerja yang dilalui setiap putaran Gambar 2.5 gerak makan (f) dan kedalaman (a) Gambar 2.6 Proses pemesinan yang dapat dilakukan pada mesin bubut Gambar 2.7 Geometri pahat HSS Gambar 2.8 Geometri pahat bubut sisipan (insert) Gambar 2.9 Pahat kanan dan pahat kiri Gambar 2.10 Pemegang pahat HSS Gambar 2.11 Proses bubut Gambar 2.12 Kekerasan material pahat dan sifat material pahat Gambar 2.13 Benda kerja dipasang di antara dua senter Gambar 2.14 alat pencekam benda kerja Gambar 2.15 Beberapa contoh proses bubut dengan pencekaman/pemegangan benda kerja yang berbeda - beda Gambar 2.16 Cara pemasangan pahat bubut Gambar 2.17 Tempat pahat (tool post) Gambar 2.18 Siklus algoritma genetika Gambar 2.19 Ilustrasi representasi penyelesaian permasalahan dalam algoritma genetika Gambar 2.20 Kemungkinan jalur dalam TSP dan representasi dalam individu 35 Gambar 2.21 Ilustrasi seleksi dengan mesin roulette Gambar 2.22 Proses crossover Gambar 2.23 Proses mutasi Gambar 2.24 ToolBox Optimasi Gambar 2.25 kolom Problem Gambar 2.26 kolom Constraints Gambar 3.1 Notebook ACER aspire 2930Z Gambar 3.2 Mesin bubut Harrison M vi

19 Gambar 3.3 Pahat high speed steel HSS Gambar 3.4 Kunci chuck Gambar 3.5 Kunci pas Gambar 3.6 Stopwacth Gambar 3.7 Jangka sorong Gambar 3.8 Baja St Gambar 3.9 Ukuran spesimen Gambar 3.10 Prosedur pemesinan Gambar 3.11 Spesimen akhir Gambar 3.12 Pemasangan spesimen Gambar 3.13 Pemasangan pahat Gambar 3.14 pengaturan kedalaman pemotongan dan pemakanan Gambar 3.15 Pemesinan spesimen Gambar 3.14 Pelepasan spesimen dari mesin Gambar 3.15 Flow chart dari metodologi penelitian Gambar 4.1 Grafik hasil algoritma genetika vi

20 DAFTAR SIMBOL Simbol Arti Satuan a Kedalaman pemotongan mm d Diameter rata rata spesimen mm d o Diameter awal spesimen mm d m Diameter akhir spesimen mm f Gerak makan mm rev F Fitness total - K Kromosom - n Putaran poros utama Rev/min l t Panjang pemesinan mm P c Probabilitas crossover - P k Fitness seleksi - P m Probabilitas mutasi - Qk Fitness Kumulatif r Nilai random - Ra Batas atas - Rb Batas bawah - St 60 Baja karbon rendah - t c Waktu pemesinan min V Kecepatan potong m min V f Kecepatan makan mm min X 1 Variabel pertama - X 2 Variabel kedua - Xj Nilai rill - Xr Sudut potong utama 0 Y(x) Persamaan optimasi - Z Kecepatan penghasilan geram cm 2 min Huruf Yunani Simbol Arti Satuan vii

21 π Konstanta - vii

dokumen-dokumen yang mirip

DEPARTEMEN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2013

DEPARTEMEN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2013 ANALISA OPTIMASI PEMESINAN PADA MESIN BOR BREDA TIPE R-35 DENGAN MENGGUNAKAN ALGORITMA GENETIKA SKRIPSI Skripsi Yang Diajukan Untuk Melengkapi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik GIO SAPUTRA NIM. 080401021