BAB II 2 KAJIAN PUSTAKA

Transkripsi

1 BAB II 2 KAJIAN PUSTAKA 2.1 Sistem Produksi Produksi dapat didefinisikan sebagai suatu kegiatan untuk meningkatkan atau menciptakan nilai suatu benda [1]. Dalam kegiatan produksi diperlukan masukan berupa faktor-faktor produksi sehingga menghasilkan suatu keluaran berupa produk. Produksi sebagai suatu sistem ditunjukkan pada gambar 2-1. Gambar 2-1 Pengertian Umum Sistem Produksi [1] Tugas utama pengelolaan produksi yaitu menaikkan nilai tambah produksi setinggi mungkin. Hal tersebut dicapai dengan membuat produk sesuai fungsinya, dalam waktu produksi secepat mungkin, dan dengan ongkos produksi serendah mungkin. Untuk menghadapi tantangan berproduksi saat ini yaitu, kebutuhan produk yang semakin beragam dengan volume produksi semakin sedikit dan metode produksi harus ekonomis, efisien, mempunyai tingkat kehandalan tinggi, maka dibutuhkan optimasi dalam mengendalikan seluruh elemen produksi, sehingga bermacam-macam produk tersebut dapat diproduksi secara ekonomis dan efisien. Elemen-elemen produksi yang dimaksud meliputi: 1. Peralatan produksi, yang meliputi mesin produksi, perkakas potong dan perkakas bantu (jig & fixture). 2. Manusia/operator. 3. Material/benda kerja termasuk produk yang dihasilkan. 4. Informasi produksi, meliputi perencanaan proses, desain produk/gambar teknik, perencanaan operasi, kontrol operasi, manajemen produksi, manajemen kualitas dan operasi pengerjaan. Elemen-elemen produksi tersebut perlu dilihat sebagai satu kesatuan agar optimasi sistem secara keseluruhan dapat dilakukan. Hal inilah yang mendasari 5

2 munculnya konsep sistem produksi (production system, manufacturing system). Sistem produksi diartikan sebagai suatu sistem yang terdiri dari peralatan pemroses dan manusia/operator, proses atau operasi produksi, benda kerja/produk yang diproses dan informasi tentang produksi. Seiring dengan kemajuan teknologi yang semakin pesat, tuntutan pasar akan produk pun semakin bervariasi. Industri manufaktur saat ini bersifat produksi job shop. Kondisi ini menuntut perusahaan-perusahaan yang bergerak di bidang manufaktur untuk dapat memproduksi produk dengan variasi yang banyak namun jumlahnya sedikit dengan harga yang murah dan tanpa mengesampingkan faktor kualitas dan waktu produksi. Untuk mencapai kondisi tersebut diperlukan suatu integrasi yang baik antara proses produksi dengan informasi produksi. 2.2 Sistem Produksi Terdistribusi Mandiri Seiring perkembangan teknologi setiap perusahaan dituntut untuk dapat membenahi diri agar dapat bersaing di dalam pasar global. Maka dari itu perusahaan memerlukan suatu sistem yang maju dan fleksibel dimana dapat mengantisipasi perubahan-perubahan yang tidak diramalkan sebelumnya. Sistem produksi yang maju memiliki ciri utama yaitu pengintegrasian yang erat antara sistem informasi dan pengendalian proses produksi. Karakteristik yang harus dipenuhi oleh sistem produksi yang maju dan fleksibel ini adalah [1]: 1. Sistem harus dapat mengantisipasi dengan cepat terhadap perubahan pasar, perubahan produk dan perbaikan desain produk. 2. Sistem harus dapat memberikan respon terhadap adanya gangguan seperti kerusakan peralatan produksi, interupsi oleh pekerjaan berprioritas tinggi dan keterlambatan proses produksi. 3. Agar dapat memberikan respon seketika itu juga terhadap adanya gangguan. Sistem harus merupakan integrasi keseluruhan sub sistem yang ada. Database yang mendukung setiap fungsi tujuan harus didistribusikan, tetapi harus tetap mempunyai konsistensi. Seluruh pertukaran dan pemrosesan data bagi setiap tujuan harus dilakukan secara real time. 4. Sistem harus dapat memberikan respon terhadap adanya gangguan seperti kerusakan peralatan produksi, interupsi oleh pekerjaan berprioritas tinggi dan keterlambatan proses produksi. 6

3 5. Agar dapat memberikan respon seketika itu juga terhadap adanya gangguan. Sistem harus merupakan integrasi keseluruhan sub sistem yang ada. Database yang mendukung setiap fungsi tujuan harus didistribusikan, tetapi harus tetap mempunyai konsistensi. Seluruh pertukaran dan pemrosesan data bagi setiap tujuan harus dilakukan secara real time. 6. Perluasan sistem (penambahan dan peningkatan fungsi sistem) harus dapat dilakukan dan dikelola dengan mudah. 7. Perangkat lunak sistem harus dapat diintegrasikan dengan mudah, dikembangkan dengan mudah dan setiap bagian dapat dapat digunakan kembali dengan mudah. Salah satu sistem produksi yang dikembangkan untuk memenuhi kriteria tersebut adalah Sistem Produksi Terdistribusi Mandiri (SPTM). SPTM merupakan suatu sistem produksi dimana elemen-elemen produksinya merupakan elemen yang bersifat mandiri. Perencanaan dan pengendalian produksinya dilakukan secara terdistribusi oleh masing-masing elemen produksi mandiri. SPTM ini mampu menghindari terjadinya konflik di antara elemen produksi mandirinya karena terdapat koordinasi antar elemen produksi mandiri tersebut. Konsep SPTM dikembangkan berdasarkan tiruan terhadap tingkah laku makhluk hidup yang cenderung selalu bersifat dinamis dan memiiki kemampuan adaptasi yang cepat terhadap perubahan di lingkungannya. Penerapannya dalam sistem manufaktur memiliki tujuan agar sistem manufaktur dapat memenuhi tuntutan, antara lain [1]: 1. Fleksibel (mampu beradaptasi terhadap perubahan) 2. Stabil terhadap gangguan 3. Efisien dalam penggunaan sumber yang ada 4. Respon cepat terhadap perubahan yang terjadi (agile) Konsep dasar SPTM dapat dinyatakan [1]: 1. Pemberian otonomi pada elemen produksi Setiap elemen produksi diberi otonomi untuk melakukan fungsi: a. Monitoring: untuk mengetahui status dirinya. 7

4 b. Pengambilan keputusan: untuk menentukan proses produksi yang paling sesuai dilakukan berdasarkan kriteria yang dimiliki status dirinya. c. Pengendalian: untuk mengendalikan dirinya dalam melakukan operasi produksi. d. Komunikasi: untuk meminta atau memberikan informasi kepada elemen produksi lainnya tentang status dan hasil pengambilan keputusan. 2. Pendistribusian tugas pada elemen produksi Penyelesaian masalah yang dihadapi oleh sistem produksi dilakukan secara terdistribusi oleh elemen-elemen produksi yang masing-masing mempunyai otonom seperti yang dijelaskan dalam butir (1). Oleh karena SPTM merupakan sistem yang terdistribusi, maka tidak terdapat pusat pengendali yang secara langsung mengendalikan aktivitas elemen produksi. Masing-masing elemen produksi akan mendukung penyelesaian masalah produksi yang ada sesuai dengan kemampuannya. 3. Pengkoordinasian hasil pengambilan keputusan Setiap elemen produksi dapat melakukan pengambilan keputusan secara mandiri. Untuk menghindari adanya konflik dan menciptakan hubungan yang harmonis di antara elemen produksi, dibutuhkan mekanisme negosiasi untuk pengkoordinasian hasil pengambilan keputusan oleh masing-masing elemen produksi. Pada sistem produksi yang mempunyai peralatan produksi dengan tingkat otomasi tinggi, setiap peralatan produksi yang ada dilengkapi dengan pengendali (komputer) yang dapat melakukan perhitungan dan pengambilan keputusan yang diperlukan bagi pengendalian produksi itu sendiri. Agar konsep SPTM dapat dijalankan, maka diperlukan pemodelan obyek riil elemen produksi menjadi obyek virtual di komputer. Obyek virtual tersebut dapat diberi sifat-sifat yang sesuai dengan elemen produksi nyata sehingga aktivitas produksi dapat berjalan seperti yang diharapkan sesuai dengan konsep SPTM. Model yang diinginkan oleh konsep SPTM adalah model yang memiliki kedekatan sifat dengan obyek riil sesuai dengan fungsi yang dikembangkan. 8

5 Metode pemodelan yang sesuai dengan model yang diinginkan tersebut adalah metode pemodelan berorientasi obyek. Pemodelan Sistem Produksi Terdistribusi Mandiri dapat dilihat pada gambar 2-2 berikut: Gambar 2-2 Pemodelan SPTM [1] 2.3 Proses Pemesinan Proses pemesinan atau proses pemotongan logam dengan menggunakan pahat (perkakas-potong) pada mesin perkakas merupakan salah satu jenis proses pembuatan komponen mesin atau peralatan lainnya yang paling sering kita temukan di bengkel reparasi kecil maupun di industri peralatan besar. Pada dasarnya setiap proses pemesinan seharusnya direncanakan dengan baik dengan memperhitungkan segala faktor yang mempengaruhinya. Hal ini merupakan tugas dari Bagian Perencanaan dan Pengendalian Produksi untuk [2] : Membaca dan menganalisis gambar teknik untuk menentukan jenis proses yang diperlukan, memilih mesin perkakas yang sesuai serta menentukan garis besar urutan pekerjaan. Menentukan jenis pahat serta alat pemegang ataupun alat bantu dalam setiap urutan pekerjaan. Menetapkan langkah terinci dengan memilih berbagai variabel proses yang cocok sehingga produk (komponen mesin) dapat dihasilkan sesuai dengan gambar teknik dengan cara yang optimum sesuai dengan obyektif proses. 9

6 Memperkirakan ongkos proses pemesinan berdasarkan waktu pemesinan yang direncanakan beserta data ongkos (ongkos pahat dan ongkos operasi mesin beserta pendukungnya). Berdasarkan gambar teknik, dimana dinyatakan spesifikasi geometrik suatu produk komponen mesin, salah satu atau beberapa jenis proses pemesinan harus dipilih sebagai suatu proses atau urutan proses yang digunakan untuk membuatnya. Bagi suatu tingkatan proses, ukuran obyektif ditentukan dan pahat harus membuang sebagian material benda kerja sampai ukuran obyektif tersebut dicapai. Selain itu, setelah berbagai aspek teknologi ditinjau, kecepatan pembuangan geram dapat dipilih supaya waktu pemotongan sesuai dengan yang dikehendaki. Pekerjaan seperti ini akan ditemui dalam setiap perencanaan proses pemesinan. Untuk itu perlu dipahami lima elemen dasar proses pemesinan yaitu [2] : 1. Kecepatan potong (cutting speed) ; v (m/min), 2. Kecepatan makan (feeding speed) ; v f (m/min), 3. Kedalaman potong (depth of cut) ; a (min), 4. Waktu pemotongan (cutting time) ; t c (min), dan 5. Kecepatan penghasilan geram (MRR) ; Z (cm 3 /min) 2.4 Mesin Bubut Mesin bubut adalah salah satu mesin perkakas yang banyak digunakan di industri pemesinan. Mesin bubut dapat melakukan beberapa proses pemesinan. Proses - proses yang biasanya dilakukan pada mesin bubut adalah [2] : 1. Bubut silindrik luar (turning) 2. Bubut muka (facing) Gambar 2-3 Proses Turning [3] Gambar 2-4 Proses Facing [3] 10

7 3. Bubut alur luar (external grooving) Gambar 2-5 Proses External Grooving [3] 4. Bubut alur dalam (internal grooving) 5. Pemotongan (cutting) Gambar 2-6 Proses Internal Grooving [3] 6. Membuat lubang (drilling) Gambar 2-7 Proses Cutting [3] 7. Meluaskan lubang (boring) Gambar 2-8 Proses Drilling [3] Gambar 2-9 Proses Boring [3] 8. Bubut ulir luar (external threading) Gambar 2-10 Proses External Threading [3] 9. Bubut ulir dalam (internal threading) Gambar 2-11 Proses Internal Threading [3] 11

8 Gambar 2-12 Mesin Bubut Konvensional [4] Benda kerja dipegang oleh pencekam yang dipasang diujung poros utama (spindle). Dengan mengatur lengan pengatur, yang terdapat, pada kepala diam, putaran poros utama (n) dipilih. Harga putaran poros utama umumnya dibuat bertingkat, dengan aturan yang telah distandarkan, misalnya 630, 710, 800, 900, 1000, 1250, 1400, 1600, 1800, dan 2000 rpm. Pahat dipasangkan pada dudukan pahat dan kedalaman potong (a) diatur dengan menggeserkan peluncur silang melalui roda pemutar (skala pada pemutar) menunjukkan selisih harga diameter, dengan demikian kedalaman gerak translasi bersama-sama dengan kereta dan gerak makannya diatur dengan lengan pengatur pada rumah roda gigi. Gerak makan (f) yang tersedia pada mesin bubut bermacam-macam dan menurut tingkatan yang telah distandarkan, misalnya: 0.1, 0.112, 0.125, 0.14,. (mm/(r)). Kondisi pemotongan ditentukan sebagai berikut, Benda kerja : d o = diameter mula; mm, d m l t = diameter akhir; mm, = panjang pemesinan; mm, Pahat : κ r = sudut potong utama; o, r ε = radius ujung; mm Mesin bubut : a = kedalaman potong; mm, = (d o - d m )/2... (2.1) 12

9 f = gerak makan; mm/(r); n = putaran poros utama (benda kerja); (r)/min. Elemen dasar proses-proses bubut dapat dihitung dengan rumus-rumus berikut, 1. Kecepatan potong (v): π don v= ; m/min (2.2) Kecepatan makan (v f ): v = f n ; mm/min... f (2.3) 3. Waktu pemotongan (t c ): t l t c = ; m v f min Kecepatan penghasilan geram (Z): Z = f a v ; cm 3 /min (2.4) (2.5) Gambar 2-13 Elemen Dasar Proses Bubut [3] 2.5 Material Pahat dan Material Benda Kerja Untuk suatu jenis pekerjaan pemesinan yang tertentu diperlukann pahat dari suatu jenis material yang cocok. Proses pembentukan geram dengan cara pemesinan berlangsung, atau mempertemukan dua jenis material. Untuk menjamin kelangsungann proses ini maka jelas perlu diperlukan material pahat yang lebih unggul daripada material benda kerja. Material pahat dikelompokkan dalam 4 jenis yaitu Karbida, Keramik, Nitrida Boron, dan Intan. Jenis karbida dan keramik dirinci lagi menurut elemen utamanya atau jenis lapisannya. Untuk mempermudah pemilihan jenis material pahat, khusus untuk pahat karbida yang disemen (Cemented Carbides) maka ISO mengeluarkan suatu standar klasifikasi pahat karbida berdasarkan jenis pemakaiannya. 13

10 Setiap pabrik pembuat material pahat biasanya mengeluarkan klasifikasi pemakaian dan pada petunjuknya selalu mencantumkan kode spesifik yang mereka anut beserta penyesuaiannya dengan standar ISO. Dua pahat dari pabrik pembuat yang berbeda dapat dikelompokkan dalam satu kelas yang sama tetapi belum tentu mempunyai keandalan yang sama. Berikut adalah contoh klasifikasi material pahat yang dibuat oleh Sandvik Coromant. Pertama-tama material benda kerja diklasifikasikan terlebih dahulu. Material benda kerja dan material pahat diklasifikasikan menjadi 6 menurut standar ISO yaitu, kode huruf P untuk baja, kode huruf M untuk stainless steel, kode huruf K untuk besi tuang, kode huruf N untuk non-ferrous metals, kode huruf S untuk heat resistant dan super alloys, dan kode huruf H untuk hardened materials. Tabel 2-1 Klasifikasi Material Benda Kerja untuk Standar ISO P [3] Setelah benda kerja diklasifikasikan, maka berikutnya adalah menentukan grade material pahat berdasarkan standar ISO yang sesuai untuk melakukan pemesinan terhadap klasifikasi material benda kerja. Berikut adalah contoh grade material pahat Sandvik Coromant untuk proses general turning. 14

11 Gambar 2-14 Grade Material Pahat ISO P Sandvik Coromant [3] 2.6 Sistem Kelengkapan Perkakas Potong (Tooling System) Suatu mesin perkakas memerlukan beragam pahat baik jenis maupun ukurannya untuk menjamin fleksibilitas dan produktivitas mesin perkakas yang bersangkutan. Semakin beragam jenis pahat yang ada pada suatu mesin, semakin bervariasi kemampuan mesin perkakas tersebut. Hal ini memerlukan kemampuan atau fungsi untuk pemilihan sistem pemerkakasan atau sistem kelengkapan perkakas yang sesuai. Salah satu caranya adalah dengan memilihi sistem kelengkapan perkakas yang cocok dengan ciri-ciri sebagai berikut [2] : 1. Adanya kesesuaian antara pemegang pahat dengan mesin perkakas sejenis, sehingga suatu pemegang pahat dapat dipakai oleh beberapa mesin perkakas. 2. Adanya keluwesan (flexibility) yang cukup memadai tanpa terlalu mengorbankan kesederhanaan pengelolaan perkakas (rancangan/ desain yang cukup sederhana/simpel). 3. Kekakuan pemegang pahat tetap terjamin meskipun sesungguhnya pahat tersebut dirakit dari beberapa modul/adaptor (untuk tujuan keluwesan di atas). 4. Adanya beberapa jenis (tidak semuanya) pemegang pahat yang dapat diatur jarak mata potongnya terhadap satua atau beberapa garis referensi. 5. Harga sistem kelengkapan perkakas yang tidak terlalu tinggi dengan kecepatan dan kemudahan untuk memperolehnya. Berikut adalah contoh sistem pemerkakasan modular untuk mesin bubut konvensional jenis turret yang diperkenalkan oleh Sandvik Coromant: 15

12 Gambar 2-15 Modular Tooling System [3] Gambar 2-16 Modular Tooling System Sandvik Coromant [3] 16

13 Berdasarkan gambar diatas, maka komponen-komponen sistem kelengkapan perkakas terdiri dari 4 komponen utama yaitu: clamping unit, extension/reduction, adaptor, dan cutting unit. Namun, suatu tool set bisa saja hanya terdiri dari clamping unit, extension/reduction, dan cutting unit atau clamping unit, adaptor, dan cutting unit atau clamping unit dan cutting unit saja. Gambar 2-17 Clamping Unit [3] Gambar 2-18 Extension dan Reduction [3] Gambar 2-19 Adaptor [3] 17

14 Suatu cutting unit dapat terdiri dari pahat dengan sisipan ataupun pahat tanpa sisipan. Pahat dengan sisipan hampir dapat melakukan semua proses yang dapat dilakukan oleh mesin bubut. Namun pahat tanpa sisipan pun saat ini masih dipakai biasanya untuk proses drilling. Kodifikasi sisipan pahat dan pemegang sisipan pahat saat ini telah distandarkan oleh ISO, namun setiap pabrik pembuat pahat mempunyai kodifikasi tersendiri. Berikut adalah contoh kodifikasi sisipan dan pemegang sisipan pahat Sandvik Coromant serta contoh cutting unit untuk proses general turning. Gambar 2-20 Contoh Turning Cutting Unit Sandvik Coromant [3] Gambar 2-21 Kodifikasi Sisipan Pahat untuk Proses Turning [3] 18

15 Gambar 2-22 Kodifikasi Pemegang Sisipan Pahat untuk Proses Turning [3] 19

16 2.7 Gaya, Daya, dan Efisiensi Pemotongan Besarnya gaya dan daya pemotongan merupakan informasi yang amat diperlukan dalam perencanaan mesin perkakas, karena hal ini merupakan titik tolak setiap perhitungan dan analisis perencanaan bagi setiap jenis mesin perkakas. Demikian pula halnya dalam perencanaan proses pemesinan, dimana gaya dan daya pemotongan akan merupakan faktor kendala (constraint) yang perlu diperhitungkan. Gaya pemotongan yang bereaksi pada pahat dan benda kerja, yang selanjutnya diteruskan pada bagian-bagian tertentu mesin perkakas, akan mengakibatkan lenturan. Daya pemotongan juga diperlukan untuk memperkirakan kebutuhan energi dan juga ongkos produksi. Dengan menetapkan dan mengubah beberapa variabel proses pemotongan (geometri pahat, v, a, dan f) maka dapat dicari suatu korelasi antara gaya pemotongan dengan variabel proses pemotongan tersebut (rumus empirik gaya pemotongan). Cara yang sama dapat digunakan bagi kombinasi pahat dengan benda kerja yang lain serta beberapa jenis proses pemesinan sehingga dapat diperoleh data pemesinan (machining data) yang amat diperlukan baik untuk perencanaan mesin perkakas maupun bagi perencanaan proses pemesinan. Rumus empirik gaya potong dapat diperkirakan bentuknya sebagai berikut [2] : dimana, F y =F v = gaya potong; N, Fy = Fv = ks A... (2.6) k s = gaya potong spesifik (spesific cutting force); N/mm 2, A=a.f = penampang geram sebelum terpotong dimana, N c v Sedangkan daya pemotongan (N c ) dapat dicari dengan rumus berikut: N c Fv v =... (2.7) = daya pemotongan, kw = kecepatan pemotongan, m/min Berbeda dengan proses bubut lainnya, proses membuat lubang (drilling) menggunakan rumus korelasi sebagai berikut [3] : 20

17 M t D f ksfz a a = 1... (2.8) 2000 D dimana, M t D f k 0.4 sfz = ks0.4 f z sinκ r = momen puntir; Nm = diameter pahat gurdi; mm = gerak makan; mm/r (2.9) k sfz = gaya potong spesifik untuk gerak makan per gigi; N/mm 2 a = kedalaman potong, umumnya = D/2; mm f z = gerak makan per gigi; mm/z k s0.4 = gaya potong spesifik untuk f z = 0.4; N/mm 2 κ r dimana, N c D f = sudut potong utama Sedangkan daya pemotongan dapat dicari dengan persamaan berikut ini [3] : N c D f ksfz v =... (2.10) = daya pemotongan, kw = diameter pahat gurdi; mm = gerak makan; mm/r k sfz = gaya potong spesifik untuk gerak makan per gigi; N/mm 2 v = kecepatan pemotongan, m/min Karakteristik daya mesin perkakas dapat dinilai berdasarkan efisiensi mekanis (η m ), yaitu [2] : dimana, N mr N mn N mr η m =... (2.11) Nmn = daya tersedia, kw = daya nominal mesin, kw Sementara, efisiensi pemesinan (η c ) dapat didefinisikan sebagai berikut [2] : N c η c =... (2.12) N mr 21

18 2.8 Ongkos Pemakaian Mesin Perkakas Ongkos pemakaian mesin perkakas persatuan waktu proses dapat digunakan untuk menghitung ongkos produksi yang rinci (misalnya harga pokok produksi sebuah single part). Untuk suatu workshop yang melakukan proses pemesinan, ongkos pemakaian perkakas dapat merupakan gabungan dari ongkos tetap dan ongkos variabel, yang selanjutnya dapat dikelompokkan sebagai berikut [5] : 1. Ongkos tetap mesin, merupakan beban yang dipikul perusahaan atas kepemilikan suatu mesin atau alat produksi. 2. Ongkos langsung, merupakan komponen ongkos yang muncul akibat pemakaian mesin untuk berproduksi. 3. Ongkos tak langsung, adalah semua ongkos yang diperlukan untuk berusaha, yang tidak langsung dikaitkan dengan suatu mesin dan dibebankan kepada setiap mesin dengan cara pembagian tertentu. Suatu ongkos dipertimbangkan menjadi komponen ongkos mesin apabila memenuhi pertimbangan-pertimbangan [6] : 1. Komponen ongkos tersebut berhubungan dengan kepemilikan mesin perkakas. Yang termasuk di dalamnya antara lain beban penyusutan mesin, bunga pinjaman, pajak, asuransi, dan sebagainya. 2. Komponen ongkos tersebut timbul karena beroperasinya mesin perkakas. 3. Komponen ongkos tersebut merupakan pendukung beroperasinya mesin perkakas. 4. Komponen ongkos tersebut merupakan kompensasi atas nilai tambah yang diberikan oleh proses pemesinan kepada poduk. Kemampuan mesin untuk memberikan nilai tambah kepada produk ditentukan oleh jenis dan kualitas mesin tersebut. Mesin-mesin yang berkemampuan tinggi biasanya berharga mahal. Kualitas mesin dijaga dengan memberikan perawatan yang baik terhadap mesin tersebut. Berdasarkan pertimbangan-pertimbangan diatas, maka komponen ongkos yang membentuk ongkos pemakaian mesin perkakas adalah [6] : 1. Ongkos tetap atas kepemilikan mesin 2. Ongkos langsung, terdiri atas: 22

19 - Ongkos daya - Ongkos bahan habis - Ongkos perawatan yang terdiri dari ongkos suku cadang dan perawatan rutin. 3. Ongkos tidak langsung, terdiri atas ongkos tetap kepemilikan aset selain mesin produksi dan beban lain-lain seperti pembayaran-pembayaran dan utilitas yang dipakai (air, gas, dan lain-lain). Setiap mesin menerima beban ongkos tak langsung sebesar prosentase tertentu dari ongkos tak langsung total. Faktor yang digunakan untuk menentukan prosentase adalah machine hour mesin tertentu dibagi dengan jumlah machine hour semua mesin dalam jangka waktu tertentu, misalnya seminggu atau sebulan. Kesemua komponen-komponen ongkos diatas membentuk ongkos operasi mesin dalam satuan waktu (menit) [1]. dimana, c m c d c bh c main c fix c b K p dimana, cm = cd + cbh + cmain + K p c fix+ K p cb... (2.13) = ongkos operasi mesin (Rp/min) = ongkos daya (Rp/min) = ongkos bahan habis (Rp/min) = ongkos pemeliharaan mesin (Rp/min) = ongkos tetap kepemilikan mesin (Rp/min) = ongkos beban dari unit produksi (Rp/min) = konstanta pembagi = (jumlah kumulatif waktu operasi pemesinan)/ (jumlah total waktu operasi pemesinan seluruh mesin perkakas) Ongkos daya dapat dihitung dengan: Pm c = W E 60 P d tot up mt... (2.14) P m P mt W tot E up = daya nominal total mesin perkakas (kw) = jumlah daya nominal seluruh mesin perkakas (kw) = Jumlah daya listrik terpasang di Workshop (kw) = unit harga listrik (Rp/kWh) 23

20 dimana, c sp c pm Ongkos pemeliharaan dapat dihitung dengan: cmain = csp + c pm... (2.15) = ongkos suku cadang (Rp/min) = ongkos perawatan rutin (Rp/min) Ongkos suku cadang dihitung dengan: dimana, E sp T sp c sp Esp = 60 T sp = harga pembelian suku cadang (Rp) = umur suku cadang (jam) Ongkos perawatan rutin dihitung dengan: dimana, E pm T pm K m dimana, C o y c pm Epm = K T m... (2.16) pm = biaya perawatan (Rp) = periode pemberlakuan perawatan (bulan)... (2.17) = jumlah menit kerja workshop dalam sebulan (min/bulan) Ongkos tetap atas kepemilikan mesin dihitung dengan: c fix ( y+ 1) 1 co + I pti y y 2 =... (2.18) J = harga pembelian mesin (Rp) = umur mesin (tahun) I pti = besarnya bunga, pajak, dan asuransi yang dikenakan pada mesin (%) J = jumlah menit kerja perusahaan dalam setahun (menit) Dengan mengetahui ongkos operasi mesin per menit, maka ongkos pemesinan dapat dihitung dengan [2] : dimana, C m Cm = cm tc... (2.19) = ongkos pemesinan; Rp/produk 24

21 c m t c = ongkos operasi mesin; Rp/min = waktu pemesinan; min/produk 2.9 Optimisasi Proses Pemesinan Berdasarkan gambar teknik suatu produk/komponen mesin beserta bentuk dan ukuran bahan yang ada, maka dapat direncanakan langkah pengerjaan dengan urutan yang paling baik (logik). Kondisi pemotongan (v, f, a) ditentukan untuk memenuhi tujuan yaitu menghasilkan komponen sesuai dengan toleransi yang diminta dengan kecepatan pembentukan geram setinggi mungkin dengan memperhatikan berbagai faktor kendala (constraint) pada sistem pemotongan yang dimaksud (pahat, benda kerja, mesin). Pada dasarnya dalam setiap proses pemesinan ada tiga variabel proses yang perlu ditetapkan harganya yaitu kedalaman potong a, gerak makan f, dan kecepatan potong v, untuk menghasilkan produk sesuai dengan geometri dan toleransi yang diminta. Sesuai dengan urutan proses yang direncanakan, jelas perlu ditentukan terlebih dahulu jenis mesin perkakas dan pahatnya (material pahat disesuaikan dengan kondisi proses yang direncanakan). Kemudian ketiga variabel proses di atas harus dipilih supaya kecepatan penghasilan geram setinggi mungkin. Kecepatan penghasilan geram yang tinggi dapat dicapai dengan menaikkan ketiga variabel proses tersebut dengan urutan sebagai berikut: a, kedalaman potong, kemudian, f, gerak makan, lalu v, kecepatan potong. Kedalaman potong (sebesar mungkin) ditentukan terlebih dahulu, dengan memperhatikan dimensi bahan dan dimensi produk (dimensi akhir) dan dimensi mata potong pahat, sehingga langkah pemotongan sependek mungkin (mungkin diperlukan langkah akhir yang berupa penghalusan). Gerak makan ditentukan sebesar mungkin, tergantung pada gaya pemotongan maksimum yang diijinkan serta tingkat kehalusan permukaan yang diminta (tidak selalu harus halus). Dan terakhir kecepatan potong harus ditentukan supaya daya pemotongan (N c ) tidak melebihi daya tersedia (N mn ). Proses pemesinan harus direncanakan sebaik mungkin supaya kondisi pemotongan optimum teoritik dipenuhi/didekati. Perencanaan proses sebaiknya mengikuti prosedur tertentu (pertahap) seperti yang akan dibahas berikut. Pembubutan dilakukan secara berurutan sesuai dengan dimensi bahan (raw- 25

22 material) dan geometri akhir (produk). Sedapat mungkin posisi benda kerja tidak diubah atau diambil dari pencekamnya (jaw-chuck pada spindel mesin bubut). Hal ini dimaksudkan untuk menjaga ketelitian geometri produk (kesamaan sumbu beberapa elemen geometrinya). Kemudian berbagai jenis pahat digunakan sesuai dengan urutan proses. Untuk setiap langkah pemotongan, kondisi pemotongan direncanakan menurut prosedur berikut [2] : Tahap 1, Pemilihan jenis dan geometri pahat Pahat dipilih sesuai dengan pekerjaan yang akan dilakukan. Material pahat ditentukan berdasarkan material benda kerja dan kondisi pemotongan (pengasaran, adanya beban kejut, penghalusan). Bagi pahat Karbida dipilih jenis P, M, atau K dengan kode angka 10, 20, atau 30, atau yang lain seperti yang tersedia di bagian perkakas (Tools Crib). Dimensi mata potong harus disesuaikan dengan penampang geram yang direncanakan, demikian pula dimensi badan pahatnya. Tahap 2, Penentuan kedalaman potong a, dan gerak makan f Supaya proses pembentukan geram berlangsung dengan baik maka rasio kerampingan geram, δ, ditentukan sebagai berikut, untuk kedalaman potong a 2, maka 3 δ 8, sedangkan a > 2, maka 5 δ 20. Kedalaman potong ditentukan berdasarkan dimensi bahan relatif terhadap dimensi akhir. Ditinjau dari kemudahan pengumpulan dan pembuangan geram dari mesin perkakas, maka bentuk geram yang berupa serpihan lebih diinginkan. Oleh sebab itu, dipilih harga rasio kerampingan tersebut sebagai berikut: δ = 20, batas atas, δ = 5, harga terbaik, δ = 2, batas bawah. Pada langkah pengasaran (roughing) kedalaman potong diusahakan sebesar mungkin (a >2 mm), dalam hal ini sebagai kendala adalah panjang mata potong dan gaya pemotongan. Sementara itu untuk proses penghalusan (finishing) biasanya (a 2 mm). Umumnya pabrik pembuat pahat memberikan rekomendasi kedalaman potong maksimum yang diperbolehkan. Sementara itu, gerak makan ditentukan berdasarkan jenis proses, yaitu pengasaran atau penghalusan. Pada proses pengasaran, gerak makan dipilih 26

23 sebesar mungkin dan yang menjadi kendala adalah rasio kerampingan geram serta gaya pemotongan. Pada proses penghalusan, gerak makan bersama-sama dengan radius ujung pahat menentukan tingkat kehalusan permukaan. Gerak makan pada proses pengasaran (roughing) dapat ditentukan dengan rumus berikut: a f = 2 δ sin κ... (2.20) dimana, f = gerak makan, mm/r a = kedalaman potong, mm κ r δ r = sudut potong utama pahat = rasio kerampingan geram Sedangkan gerak makan pada proses penghalusan (finishing) dapat ditentukan dengan rumus berikut: f 8 Rt rε =... (2.21) C r dimana, f = gerak makan; mm/r R t = parameter kekasaran (peak to valey height); µm r ε = radius ujung pahat, mm (0,4; 0,8; 1,2; 1,6; 2,4) C r = konstanta dipengaruhi oleh kekakuan sistem pemotongan (benda kerja, pahat). = 2000; untuk sistem yang kaku = 2300; untuk sistem yang sedang = 3000; untuk sistem yang lemah Apabila gerak makan telah ditentukan maka harganya disesuaikan dengan tingkatan gerak makan yang ada pada mesin bubut. Gerak makan terpilih pun, harus ditinjau pula menurut gerak makan yang direkomendasikan oleh pabrik pembuat pahat. Berikut adalah harga ekuivalen dari R t, apabila tanda pada gambar teknik mencantumkan parameter kekasaran: 27

24 Tabel 2-2 Ekuivalensi Beberapa Parameter Kekasaran Permukaan [2] Tingkat kekasaran, ISO number Mean roughness index R a ; µm R z ; µm Peak to Valey Height R t ; µm Keterangan N12 50,0 163,0 120,0 Sangat kasar N11 25,0 84,0 63,0 N10 12,5 44,0 32,0 Kasar N9 6,3 23,0 18,0 N8 3,2 12,0 10,0 Normal N7 1,6 6,2 6,0 N6 0,8 3,2 3,0 N5 0,4 1,7 1,6 Halus N4 0,2 0,9 0,9 N3 0,1 0,4 0,5 Sangat halus Tahap 3, Penentuan Kecepatan Potong Umumnya pabrik pembuat pahat memberikan rekomendasi kecepatan potong yang optimum berdasarkan gerak makan terpilih. Berikut adalah contoh data pemesinan rekomendasi gerak makan dan kecepatan potong, berdasarkan material pahat dan material benda kerja oleh Sandvik Coromant untuk proses general turning [3]. Data ini berlaku untuk material benda kerja yang sesuai dengan tabel 2-1 dan material pahat pada gambar Data kecepatan potong ini akan memberikan umur pahat selama 15 menit. 28

25 Tabel 2-3 Data Pemesinan untuk Material ISO P dan Proses Turning [3] Apabila kecepatan potong telah ditentukan maka, putaran spindel dapat dihitung dengan: 1000 v n=... (2.22) π d dimana, n v d = putaran spindel, rpm = kecepatan pemotongan, m/min = diameter benda kerja, mm Kemudian putaran spindel dapat dipilih sesuai dengan tingkat putaran yang dimiliki oleh mesin bubut. Apabila putaran spindel telah terpilih, maka daya pemesinan perlu diperiksa dengan persamaan (2.7), (2.10), (2.11), dan (2.12). Kemudian waktu pemesinan dapat dihitung dengan persamaan (2.4) dan ongkos pemesinan dapat dihitung dengan persamaan (2.19). Berikut adalah gambaran umum prosedur penentuan kondisi pemesinan optimum: 29

26 Gambar 2-23 Prosedur Penentuan Kondisi Pemesinan Optimum [2] Dengan geometrinya yang khusus suatu ulir dibubut dengan menggunakan pahat bentuk yang mempunyai geometri yang serupa dengan ulirnya. Dalam hal ini gerak makan harus disesuaikan dengan pits ulir yang bersangkutan. 30

27 Pembubutan dilaksanakan secara bertahap dengan kedalaman potong harus diatur sedemikian rupa sehingga ketelitian geometri ulir dapat dicapai. Tabel berikut ini merupakan rumus-rumus ekuivalen parameter dalam proses membubut ulir: Tabel 2-4 Rumus Ekuivalen Parameter Proses Bubut Ulir [2] Elemen (parameter) Ulir Luar Ulir Dalam Kedalaman potong mula; a 1 = Kedalalaman potong berikut; a i = Kedalalaman potong ekuivalen; a eq,i = Lebar geram ekuivalen; b eq,i = (kedalaman potong, a) Tebal geram ekuivalen; h eq,i = (gerak makan, f) Diameter yang dicapai; d,i = Pada urutan terakhir; d,n = dimana, p = pits ulir 0 (5 / 8 p sin 60 ) n 0 (5 / 8 p sin 60 ) a1 i a1 2 0 a1+ p sin a eq, i sin a1+ p sin 60 8 i 0 a eq, i sin 60 ( ) a i a ( i ) a i a i d = D = diameter mayor ulirluar /dalam d 1 =D 1 = diameter minor ulir luar/dalam n = jumlah urutan pemotongan 2.10 Pemodelan Berorientasi Obyek d 2 a1 i 2 0 D1 + 2a1 i+ p sin 60 8 d 2a1 n= d D1 + 2a1 n+ p sin 60 = D 8 Model adalah suatu representasi atau perwakilan masalah dalam bentuk yang lebih sederhana dan mudah dikerjakan [1]. Semakin banyak variabel yang terlibat dalam model, maka model yang dibentuk akan semakin dekat dengan keadaan sebenarnya. Namun penyelesaian masalah pada model akan semakin sulit. Oleh karena itu, model yang baik adalah model yang mencakup variabel yang diperlukan dan menunjukkan penyelesaian yang sederhana. n 31

28 Pemodelan berorientasi obyek adalah suatu metoda pemodelan yang berusaha membuat model obyek secara natural sesuai dengan sifat sebenarnya. Sistem pada orientasi obyek disusun oleh sekumpulan obyek yang merupakan tempat yang berisi struktur data dan sekumpuan metoda yang dibutuhkan untuk memproses data. Metoda pemodelan berorientasi obyek memiliki ciri-ciri penting sebagai berikut [7] : 1. Pola pikir yang alami Pola pikir yang alami timbul dengan mengkategorikan obyek-obyek tersebut berdasarkan kebiasaan atau perilaku. 2. Dapat dipakai kembali Obyek yang telah ada dapat dibangun untuk suatu sistem sehingga hal yang telah ada dapat dimanfaatkan kembali. Dengan demikian akan menghasilkan penghematan biaya dan waktu pengembangan sistem, serta dapat meningkatkan keandalan sistem. 3. Kemudahan dalam membuat model dengan kompleksitas tinggi Kompleksitas obyek yang digunakan dapat terus meningkat karena obyek dibangun dari obyek yang lain. 4. Perancangan dan modifikasi mudah Kelas-kelas dalam pemodelan berorientasi obyek memiliki atribut masingmasing yang memudahkan untuk melakukan perancangan ataupun modifikasi. Kelebihan metoda pemodelan berorientasi obyek dibandingkan dengan metoda lainnya sebagai berikut [7] : 1. Kelas-kelas obyek dirancang untuk dapat digunakan kembali dalam berbagai sistem. 2. Kelas yang digunakan menjadi semakin stabil. 3. Memiliki sifat encapsulation yang dapat menyembunyikan detail obyek, sehingga kelas obyek yang kompleks mudah untuk digunakan. 4. Perancangan yang relatif lebih cepat. 5. Pemrograman yang lebih mudah. 32

29 6. Hasil yang diperoleh mendekati kenyataan karena batas antara analisis, perancangan mapun implementasinya tidak jauh berbeda melainkan langsung diterjemahkan. 7. Dapat diterapkan pada berbagai sistem, baik untuk sistem informasi maupun untuk sistem yang belum menggunakan orientasi obyek. 8. Mudah dimodifikasi sesuai dengan kebutuhan. Pada pemrograman berorientasi obyek atau Object Oriented Programming (OOP), kode pemrograman dan data disatukan sebagai suatu obyek yang tidak dapat dipisahkan. Ide OOP yaitu bahwa setiap obyek akan mengelola sendiri setiap data dan fungsi yang dimilikinya. Hal-hal yang dapat dilakukan obyek meliputi empat fungsi berikut [8] : 1. Penerimaan pesan, yang dilakukan menggunakan metoda yang dimiliki. 2. Pemrosesan data yang ada dalam dirinya sendiri. 3. Pengiriman pesan ke obyek lain atau dirinya sendiri. 4. Pengiriman obyek sebagai balasan pesan yang diterima. Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam pemrograman berorientasi obyek yaitu: 1. Obyek (Objects) Obyek merupakan suatu kotak hitam berisi kode pemrograman dan data yang dapat: a. Menerima pesan (message) dari obyek lain. b. Mengirimkan pesan (message) yang berupa pesan/pertanyaan kepada obyek lain atau jawaban ke obyek lain yang telah mengirimkan pesan. Pesan dapat dianggap sebagai pemanggilan prosedur atau metoda operasi. Obyek pengirim pesan menyebutkan operasi mana yang dikehendaki, bukan bagaimana obyek penerima pesan bekerja. Data yang ada dalam obyek penerima pesan hanya dapat diubah oleh fungsi atau prosedur yang dimiliki obyek itu sendiri. 2. Kelas (Classes) Kelas merupakan kumpulan obyek yang memiliki struktur dan perilaku yang serupa. Sebuah obyek yaitu contoh (instance) dari sebuah kelas. 33

30 Dalam mendefinisikan kelas baru ada dua hal penting yang perlu diperhatikan : a. Atribut Adalah tempat menyimpan data atau informasi. Atribut mempunyai nilai tunggal atau beberapa nilai yang digabungkan menjadi satu kelompok, misalnya nama jalan, nomor rumah, kota, dan kode pos dikelompokkan menjadi satu atribut address. b. Metoda Adalah pesan yang dimengerti oleh obyek yang menjabarkan proses pengolahan data yang ada dalam sistem. Alat yang dipergunakan untuk menjabarkan metoda contohnya: bagan alir (flow chart), tabel keputusan, dan lain-lain. 3. Pesan (message) Merupakan suatu bentuk komunikasi antar obyek. Obyek penerima pesan akan mengerti pesan yang diterima apabila pesan tersebut telah didefinisikan terlebih dahulu sebagai interface yang dimilikinya. 4. Penyembunyian (encapsulation) Adalah suatu prinsip penyembunyian informasi tentang nilai atribut dan layanan yang dimiliki sebuah obyek terhadap obyek yang lain. Ide yang mendasari prinsip ini yaitu bahwa setiap obyek akan mengelola tiap data dan fungsi yang dimilikinya sendiri. 5. Pewarisan (inheritance) Sub kelas mempunyai sifat turunan dari kelas induknya karena mewarisi segala atribut dan metoda kelas induk. Kelas induk sering disebut sebagai parent class atau super class dan merupakan generalisasi dari kelas-kelas turunannya. 6. Polimorfisme (polymorphism) Yaitu operasi yang sama dapat bersifat/dilakukan berbeda pada kelas yang berbeda pula. 7. Struktur Adalah bentuk ekspresi untuk menyederhanakan model masalah yang kompleks melalui suatu hubungan. 34

31 2.11 Java dan MySQL Java memiliki beberapa keunggulan bila dibandingkan dengan bahasa pemrograman lainnya. Ada beberapa aspek yang akan dibahas, antara lain : 1. Java bersifat sederhana dan relatif mudah Java dimodelkan sebagian dari bahasa C++, namun dengan memperbaiki beberapa karakteristik C++, seperti mengurangi kompleksitas beberapa fitur, penambahan fungsionalitas, serta penghilangan beberapa aspek pemicu ketidakstabilan system pada C Java berorientasi pada objek (Object Oriented) Java adalah bahasa pemrograman yang berorientasi objek (OOP), bukan seperti Pascal, Basic, atau C yang berbasis prosedural. Dalam memecahkan masalah, Java membagi program menjadi objek-objek, kemudian memodelkan sifat dan tingkah laku masing-masing. Selanjutnya, Java menetukan dan mengatur interaksi antara objek yang satu dengan lainnya. 3. Java bersifat terdistribusi Pada dekade awal perkembangan PC (Personal Computer), computer hanya bersifat sebagai workstation tunggal, tidak terhubung satu sama lain. Saat ini, system komputerisasi cenderung terdistribusi, mulai dari workstation client, server, database server, web server, proxy server, dan sebagainya. 4. Java bersifat Multiplatform Dewasa ini kita mengenal banyak platform Operating System, mulai dari Windows, Apple, berbagai varian UNIX dan Linux, dan sebagainya. Pada umumnya, program yang dibuat dan di-compile di suatu platform hanya bisa dijalankan di platform tersebut, yakni dapat di- terjemahkan oleh Java Interpreter pada berbagai sistem operasi. 5. Java bersifat MultiThread Thread adalah proses yang dapat dikerjakan oleh program dalam suatu waktu. Java bersifat Multithreaded, artinya dapat mengerjakan beberapa proses dalam waktu yang hampir bersamaan. 35

32 MySQL merupakan salah satu database yang paling digemari dengan alasan bahwa program ini merupakan database yang sangat kuat dan cukup stabil untuk digunakan sebagai media penyimpanan data [9]. Hal lain yang merupakan salah satu alasan kenapa memilih distro ini adalah karena MySQL merupakan software database yang bersifat free (gratis) karena MySQL dilisensi dibawah GNU General Public License. Sebagai sebuah database server yang mampu untuk memanajemen database dengan baik, MySQL terhitung merupakan database yang paling banyak digunakan dibanding database lainnya. Selain MySQL masih terdapat beberapa jenis database server lainnya yang juga memiliki kemampuan yang tidak biasa, database itu adalah Oracle dan PostgreSQL. Pada distro database ini, MySQL juga memiliki query yang telah distandarkan ANSI/ISO yaitu menggunakan bahasa SQL sebagai bahasa permintaannya, hal tersebut juga telah dimiliki oleh bentuk-bentuk database server lainnya seperti Oracle, PostgreSQL, MSSQL, dan SQL Server. Kemampuan lain yang dimiliki MySQL adalah mampu mendukung Relational Database Management System (RDBMS), sehingga dengan kemampuan ini MySQL akan mampu menangani data-data perusahaan yang berukuran sangat besar hingga berukuran gigabyte. MySQL pun dapat dikoneksikan dengan mudah ke Java melalui JDBC driver maupun JDBC-ODBC driver [10]. 36