40 Prinsip TRIZ

Analisis-akar-masalah (Root Conflict Analysis; Analysis; RCA+) RCA+) 1 Petunjuk pembuatan diagram analisis-akar-masalah dan rekomendasi pemilihan kontradiksi Root Conflict Analysis (RCA+) Analysis  (RCA+) merupakan satu metoda baru sebagai tambahan pada set (sejumlah) metoda/teknik yang digunakan dalam TRIZ untuk menangani masalah invensi (temuan). Metoda tambahan ini bermanfaat dalam membantu menciritemukan (mengidentifikasikan) berbagai kontradiksi (konflik, pertentangan) dan k eterkaitan di antara beberapa kontradiksi tersebut sehingga bisa dianalisis lebih lanjut untuk menetapkan akar masalah. RCA+ ini dilaksanakan untuk tiga macam kategori yaitu, 1 Penyelesaian suatu masalah spesifik, yang berkaitan dengan suatu produk, jasa, atau proses, yang dihadapi/dialami suatu organisasi (perusahaan, biro jasa, pabrik, perorangan; swasta atau pemerintah), 2 Penyelesaian suatu masalah umum yang berkaitan dengan suatu produk, jasa, atau proses, yang dihadapi/dialami masyarakat umum, 3 Pencegahan timbulnya masalah bagi produk, jasa, atau proses yang berpotensi sebagai sumber  masalah di masa datang. Metoda ini dikemas menjadi dua bagian, 1 Algoritma RCA+, pemodelan dan pembuatan diagram RCA+, 2 Rekomendasi dan seleksi/pemilihan kontradiksi dari diagram RCA+. 2 Proses dalam RCA+ Proses yang dilakukan untuk menyelesaikan masalah, dengan menggunakan metoda RCA+ dalam cakupan TRIZ TRIZ untuk mendefinisikan dan m emilih kontradiksi, diperlihatkan pada gambar 1 berikut. Proses dimulai dengan mem memakai akai RCA+ untuk menciritemukan menciritemukan dan menyeleksi menyeleksi kontradiksi, k emudian jalur proses dibagi menjadi dua yaitu, - jalur yang menggunakan metoda-dasar TRIZ ( Altshuller Matrix, 40 Inventive Principles Principles)) dan, - jalur yang menggunakan metoda-lanjut TRIZ ( ARIZ, ( ARIZ, Inventive Standards, etc.). etc.). Satu dari dua jalur di atas bisa dipilih, bergantung pada kemampuan pengguna dalam m emahami TRIZ dan objek permasalahan.

Gambar 1 Jalur 1 Jalur penyelesaian masalah dengan metoda TRIZ

1

Catatan: meskipun RCA+ pada mulanya dibuat untuk membantu pengguna dalam memakai metodametoda dalam TRIZ, namun banyak yang beranggapan bahwa metoda RCA+ ini pun juga sudah merupakan alat yang cukup handal untuk digunakan secara mandiri dalam menyelesaikan masalah. 3 Algoritma RCA+ untuk pemodelan dan pembuatan diagram RCA+ 3.1 Langkah 1: 1: Uraikan efek negatif yang utama/umum hal yang dimaksud, lalu mulailah membuat diagram RCA+ dengan alur cerita dari atas ke bawah. Misalnya: Dengan sikat gigi mempermudah pembersihan gigi namun dapat membuat gusi berdarah. Jadi, efek negatif dari proses menyikat gigi adalah membuat gusi berdarah. Pada diagram dinyatakan:

Gambar 2 Efek 2 Efek negatif proses menyikat gigi 3.2 Langkah 2: 2: Amati semua aspek yang mungkin menjadi penyebab efek negatif di atas. Masingmasing penyebab potensial ini diuraikan dengan kalimat singkat dan objektif (bermanfaat bagi uraian pada langkah selanjutnya). 3.2.1 Uraikan suatu penyebab dengan memakai kalimat pendek sbb., 1 Bentuk kalimat biasa dengan subjek-predikat-objek, yang menjelaskan hubungan (fungsi, proses, sifat/karakter) antara subjek (komponen sistem, peralatan; yang aktif, sebagai penyebab) dengan objek (komponen sistem, peralatan lain; yang menanggung/menahan/menderita). Contoh: kawat menghantarkan arus listrik, medan elektromagnetik menarik serbuk feromagnetik, pisau memotong roti, bulu sikat mengenai gusi. 2 Parameter/sifat objek atau medan dengan harganya/tingkatannya relatif terhadap harga yang diinginkan. Bila memang demikian halnya sila sisipkan kata “terlalu” yang menggambarkan hal yang berlebihan. Contoh: temperatur terlalu tinggi, kecepatan terlalu rendah, terlalu rendah, gesekan terlalu tinggi, terlalu tinggi, bulu sikat terlalu kaku/keras. terlalu kaku/keras. 3 Perubahan keadaan/sifat objek atau medan dengan harganya/tingkatannya relatif terhadap harga yang diinginkan, misalnya dalam menjaga tingkat perubahan (penurunan, peningkatan) yang tidak sesuai dengan yang diharapkan. Contoh: penurunan temperatur terlalu cepat, penaikan voltase terlalu tinggi, pembekuan air terlalu lama, penyikatan terlalu kuat, penyikatan terlalu lama, gerakan penyikatan terlalu berlebihan. 4 Perubahan kondisi objek atau m edan yang terlalu berlebihan (radikal, yang yang mengkhawatirkan). Contoh: air (mulai) mencair, medan magnetik menghilang, persediaan barang habis, bulu sikat (mulai) melukai gusi. 5 Ketiadaan sesuatu, hal, atau k ondisi yang dibutuhkan. Contoh: kekurangan/ketiadaan dukungan, ketiadaan air, gusi tak kuat, gusi tak terlindungi. 3.2.2  3.2.2  Tambahkan pada diagram RCA+ penyebab dari efek negatif dengan memakai garis hubung dengan ujung panah  panah  yang menggambarkan arah dari penyebab ke efek yang terjadi (sebabakibat). akibat).

2

Catatan: 1 Hindari pemakai kata pertanyaan (mengapa?, pertanyaan (mengapa?, untuk apa?, apa penyebabnya?, dsb.). Tujuan utama dari pembuatan diagram dalam RCA+ ini adalah untuk menciritemukan secukup dan secocok (serelevan) mungkin hal-hal mungkin hal-hal yang menjadi sebab dan akibat yang akan dianalisis lebih lanjut untuk menemukan akar permasalahan. Pertanyaan mengundang usaha penjawaban, yang dalam tahapan analisis pencarian akar permasalahan ini, malah akan menam bah hal-hal yang tak perlu yang hanya membuat diagram menjadi rumit sehingga akar permasalahan yang dicari malah tidak tertemukan. Jadi, fokuskan perhatian pada: 1 Objek dan sifatnya yang sifatnya yang manakah yang menjadi penyebab efek negatif, 2 Parameter (fisik/kimiawi) objek, proses, proses, atau medan (gerakan, medan (gerakan, gaya fisik/kimiawi,) serta harganya yang manakah yang menjadi penyebab efek negatif, dan 3 Ketiadaan/kekurangan Ketiadaan/kekurangan yang  yang manakah yang menjadi penyebab efek negatif. 2 Penyebab nyata (objektif, nyata (objektif, terlihat, terbukti) dan penyebab perkiraan (subjektif). perkiraan (subjektif). Penyebab yang yang nyata maupun perkiraan boleh dinyatakan dalam diagram RCA+ tahap mula (versi mula), namun nam un penyebab perkiraan harus dituliskan pada kotak dengan garis tepi putus-putus. Penyebab perkiraan harus dikonfirmasikan kebenarannya setelah pembuatan RCA+ tahap mula. Setelah dikonfirmasikan barulah penyebab berstatus perkiraan ini menjadi penyebab berstatus nyata, yang bisa digunakan pada revisi diagram RCA+, atau dihilangkan bilamana terbukti tidak benar. Berdasarkan contoh di atas, bisa digambarkan diagram RCA+ misalnya: Bulu sikat yang keras menjadi keras menjadi penyebab sikat gigi membuat gusi berdarah, berdarah,

Gambar 3 Penyebab 3 Penyebab digambarkan dalam kotak yang dihubungkan dengan garis berujung panah dengan kotak efek negatif  3.3 Langkah 3: 3: Periksa apakah objek/parameter/kekurangan tersebut memang hanya satu-satunya penyebab yang mencukupi sehingga sehingga terjadi efek negatif ybs. Pada umumnya diperlukan lebih dari satu penyebab yang secara bersamaan atau sendiri sendiri menimbulkan efek negatif. 1 Bila beberapa penyebab harus ada bersama-sama supaya efek negatif terjadi mak a dua atau lebih penyebab ini digambarkan dengan menggunakan garis hubung dengan tanda panah menempel pada simbol lingkaran kecil yang dihubungkan dengan kotak efek negatif ybs. dan dinamakan sebagai simbol AND. AND. Jadi, bila salah satu penyebab dengan hubungan AND ini dihilangkan maka efek negatif  tak terjadi. 2 Bila salah satu penyebab bisa dihilangkan dan efek negatif masih terjadi, berarti hubungan penyebab ini dengan penyebab lainnya di katakan memiliki hubungan OR, OR, dan pada diagram RCA+ tanda panah dari penyebab ybs. bisa ditempelkan langsung pada kotak efek negatif. Untuk contoh permasalahan gusi berdarah ini jelas bahwa bulu sikat yang keras saja tidak mencukupi. Jadi, perlu penyebab lain seperti yang digambarkan pada diagram RCA+ dengan hubungan AND berikut,

3

Gambar 4  Empat penyebab yang bersama-sama harus ada guna menimbulkan efek negatif. Bila salah satu penyebab dihilangkan efek negatif pasti tak terjadi. Inilah contoh dari hubungan AND antara beberapa penyebab. 3.4 Langkah 4: Penyebab tidak selalu menimbulkan efek negatif, namun sebaliknya suatu penyebab bisa menimbulkan efek positif. Pada diagram RCA+ hubungan sebab-akibat dapat memiliki kategori salah satu di antara empat kemungkinan berikut, 1 Efek negatif (-); berarti penyebab ini harus dihilangkan. 2 Efek positif (+); berarti penyebab ini harus dipertahankan. Namun, biasanya penyebab positif   jarang bisa berada sendirian pada diagram RCA+. Umumnya penyebab ini juga menjadi penyebab negatif bagi hal lainnya dalam rantai sebab-akibat dalam diagram RCA+. Kalau pun memang muncul penyebab dengan kategori sepenuhnya positif (+), berarti penganalisis salah memilih penyebab ybs. sebab penyebab ybs. diturunkan untuk memperlihatkan penyebab efek negatif yang ditunjukkan pada diagram. “Diagram RCA+ bukanlah diagram yang menggambarkan sesuatu yang baik, namun justru harus menggambarkan sesuatu yang kurang baik dalam usaha mencari akar permasalahan supaya bisa diperbaiki”. 3 Efek kombinasi (+/-); menjadi penyebab efek positif bagi satu hal, dan sekaligus juga menjadi penyebab efek negatif pada hal lainnya. Dalam hal ini berarti terjadi kontradiksi. 4 Efek negatif-negatif (- -); sepenuhnya menjadi sumber penyebab efek negatif untuk satu dan hal lainnya. Berarti penyebab ini merupakan suatu hal yang sebenarnya tidak menjadi bagian dari sistem yang dipelajari. Penyebab ini berada di luar sistem ( milik super  sistem; yang tidak bisa dijangkau atau dikontrol lebih lanjut dengan cara mengembangkannya dalam diagram RCA+). 3.5 Langkah 5: Melanjutkan pengembangan diagram RCA+ dengan meneruskan mencari penyebab pasangan-nya atau penyebab pada rantai berikut-nya. 1 Penyebab dengan kategori (-) harus dicarikan alasannya supaya bisa juga menjadi penyebab dengan kategori (+) untuk suatu hal lain yang dianggap masih dalam konteks sistem yang dipelajari. Bila penyebab pasangan dengan kategori (+) ini tak ditemukan diagram dilanjutkan dengan mencari penyebab pada rantai berikutnya. 2 Penyebab dengan kategori (+) harus dicarikan alasannya supaya bisa menjadi penyebab dengan kategori (-) bagi hal yang dianggap masih dalam konteks sistem yang dipelajari. Bila penyebab pasangan dengan kategori (-) ini tidak ditemukan, berarti salah satu alur  diagram RCA+ berakhir pada ujung tersebut (lihat pada 3.4 di atas, uraian no. 2). 3 Penyebab dengan kategori kombinasi (+/-) menandakan bahwa suatu kontradiksi sudah ditemukan, alur pada diagram RCA+ berakhir di ujung tersebut. Ujung ini menjadi satu calon (kandidat) akar permasalahan yang dicari. 4 Penyebab dengan kategori (- -) menandakan bahwa penyebab ini termasuk sebagai bagian dari super sistem yang tak bisa diselesaikan lebih lanjut. Alur pada diagram RCA+ berakhir di ujung yang dimaksud. Bagi contoh sikat gigi tsb. di atas diagram RCA+ dapat dinyatakan dengan kategori masing-masing penyebab bagi efek negatif gusi berdarah, sebagai berikut,

4

Gambar 5 Pengkategorian masing-masing penyebab efek negatif gusi berdarah. Pada contoh di atas pada mulanya empat penyebab (dengan hubungan AND) dikategorikan sebagai penyebab (-). Diagram dilanjutkan dengan mencari penyebab pasangan bagi bulu sikat yang kaku dan ternyata ditemukan pasangannya yakni bulu sikat kaku mampu m embersihkan gigi dengan lebih baik. Berarti bulu sikat kaku tergolong sebagai berkategori (+/-). Sementara itu, bagi penyebab sikat mengenai gusi (-) ternyata memiliki penyebab pada rantai berikutnya yakni sikat digerakkan relatif terhadap semua gigi (+/-) akan memberikan efek positif yakni semua gigi terbersihkan (+) Penyebab gusi terlalu lunak (-) tidak bisa dicarikan pasangan positifnya maupun dicarikan penyebab pada rantai berikutnya, karena masalah gusi tidak bisa dicakup dalam sistem sikat gigi. Gusi dalam hal sikat gigi ini menjadi milik super sistem (sikat gigi tak akan mampu memperkuat gusi milik manusia). Pada contoh diagram di atas penyebab (-) yakni tekanan sikat pada gusi terlalu kuat, perlu dicarikan penyebab pasangannya (+) atau penyebab turunan berikutnya, lihat gambar 6. 3.6 Langkah 6: Memeriksa apakah ada penyebab (-) yang harus dijadikan penyebab pasangan (+) untuk hal lain, atau dicari penyebab pada tingkat di bawahnya. Bagi contoh sikat gigi penyebab gusi berdarah gambar 5 di atas hanya tinggal satu penyebab (-) yaitu: - Tekanan sikat pada gusi terlalu kuat (-); hal ini disebabkan oleh penekanan sikat terlalu kuat yang menjadi berkategori (+/-) karena penekanan tersebut juga diperlukan untuk menghilangkan kotoran pada gigi (+). Sementara itu, sikat akan mengenai gusi (-) k arena gusi berada dekat dengan gigi (-). Sebab-akibat ini dinyatakan pada diagram RCA+ seperti gambar 6 berikut.

Gambar 6 Diagram RCA+ bagi sistem pemakaian sikat gigi. Alur pada diagram dihentikan pada ujung penyebab berkategori (+/-) atau penyebab berkategori (-) yang menjadi milik super-sistem.

5

3.7 Langkah 7: Membuat tabel daftar penyebab, yang terdiri atas empat kolom yaitu Penyebab, Kategori penyebab, penjelasan atas Efek positif, dan Efek negatif. K ategori penyebab ada empat macam yaitu N (penyebab negatif), N+P (penyebab negatif dan positif), dan NC (penyebab yang tak bisa diubah, Non Changeable), serta P (penyebab positif; yang secara mandiri tak perlu dicantumkan pada tabel). Bagi contoh RCA+ untuk sistem sikat gigi ini dapat dibuat tabel daftar penyebab sbb., Tabel 1 Daftar penyebab sebagai hasil pembuatan diagram RCA+ bagi sistem sikat gigi. Penyebab

1 Bulu sikat terlalu keras 2 Tekanan bulu sikat pada gusi terlalu kuat

Kategori penyebab

Efek positif

Efek negatif  

Kotoran pada gigi Sikat gigi membuat gusi berdarah dihilangkan

N+P

N

-

Sikat gigi membuat gusi berdarah

NC

-

Sikat gigi membuat gusi berdarah

4 Bulu sikat berada di daerah gusi

N

-

Sikat gigi membuat gusi berdarah

5 Bulu sikat mengenai gusi

N

-

Tekanan bulu sikat pada gusi terlalu kuat

3 Gusi terlalu lunak

6 Tekanan pada sikat terlalu kuat

N+P

7 Gusi berdekatan dengan gigi

NC

8 Bulu sikat digerakkan relatif terhadap semua gigi

N+P

Kotoran bulu sikat pada gusi terlapada gigi Tekanan lu kuat dihilangkan -

Bulu sikat mengenai gusi

Semua gigi Bulu sikat bergerak relatif pada gusi dibersihkan

3.8 Langkah 8: Penentuan cara penyelesaian akar permasalahan. Ada dua macam cara yaitu, 1 Bila pada diagram RCA+ terdapat penyebab negatif yang tidak memiliki penyebab pasangan positif, masalah ini diselesaikan dengan menghilangkan penyebab negatif tsb. Namun, sebagaimana yang diuraikan dalam pembuatan diagram RCA+ penyebab negatif selalu diusahakan memiliki penyebab pasangan positif sehingga menjadikan adanya kontradiksi, yang tak bisa diselesaikan secara langsung. 2 Bila pada diagram RCA+ terdapat penyebab (+/-), berarti ada kontradiksi yang harus diselesaikan dengan mengikuti petunjuk pada bab 4 berikut (Rekomendasi bagi pemilihan kontradiksi dalam diagram RCA+) - Bagi beberapa penyebab yang bersama-sama saling berhubungan m enjadi penyebab efek negatif (AND), menyelesaikan salah satu penyebab saja sudah cukup untuk menyelesaikan masalah efek negatif ybs. - Bagi beberapa penyebab yang secara sendiri-sendiri menimbulkan efek negatif (OR), maka semua penyebab ini harus diselesaikan secara mandiri, guna menghilangkan efek negatif dan mencegahnya untuk tidak muncul kembali.

3.9 Langkah 9: Gunakan metoda TRIZ untuk m enghilangkan kontradiksi guna menyelesaikan permasalahan secara tuntas. Pada setiap kontradiksi ada dua hal yang harus diketahui yaitu kontradiksi teknik dan sumber kontradiksi fisik, lihat gambar 7 berikut,

6

Gambar 7 Kontradiksi teknik yang terdiri atas dua efek yaitu efek positif dan efek negatif (diselesaikan dengan memakai matriks kontradiksi TRIZ) dan kontradiksi fisik yang menjadi penyebab efek positif dan negatif sebagai kontradiksi teknik (diselesaikan dengan memakai standar invensi yang merupakan prinsip pemisahan konflik fisik atau dengan ARIZ;  Algorithm for Solving Inventive Problems). Diperlihatkan contoh yang merupakan bagian diagram RCA+ untuk sistem sikat gigi, lihat gambar 6 (tekanan sikat terlalu kuat sehingga menyebabkan sikat menek an gusi terlalu kuat (-), namun tekanan kuat ini akan membersihkan gigi (+)) 4 Rekomendasi bagi pemilihan kontradiksi dalam diagram RCA+ Diagram RCA+ memperlihatkan rangkaian hubungan antara beberapa penyebab dan efeknya yang menjadi penyebab efek negatif akhir bagi sistem yang dipelajari. Umumnya rangkaian sebab-akibat ini memiliki konfigurasi tertentu yang bisa menjadi petunjuk pemilihan cara penyelesaiannya. Ada lima konfigurasi rangkaian sebab-akibat yang bisa diciritemukan pada diagram RCA+ yaitu, 1 Konfigurasi sebab-akibat bebas (hubungan penyebab OR); beberapa penyebab yang secara sendiri-sendiri membuat efek negatif. Setiap penyebab memiliki pengaruh yang cukup untuk menghasilkan efek negatif. Konfigurasi sebab-akibat bebas diselesaikan dengan teknik pemeringkatan (compara-  tive ranking ). 2 Konfigurasi sebab-akibat tak bebas (hubungan penyebab AND); beberapa penyebab yang secara bersamaan membuat efek negatif. Ketiadaan salah satu penyebab membuat penyebab lainnya tidak cukup untuk menimbulkan efek negatif. Konfigurasi sebab-akibat tak bebas diselesaikan dengan kriteria idealisasi (ideality-  based criteria) 3 Konfigurasi sebab-akibat berantai; suatu penyebab menjadi penyebab berikutnya. Konfigurasi sebab-akibat berantai diselesaikan dengan kriteria idealisasi (ideality-  based criteria) 4 Konfigurasi sebab-akibat kompleks; kombinasi sebab-akibat berantai dengan sebab-akibat tak bebas. Konfigurasi sebab-akibat kompleks diselesaikan dengan kriteria idealisasi (ideality-  based criteria) 5 Konfigurasi sebab-akibat berbagi; dua atau lebih penyebab berbagi menjadi penyebab satu efek negatif. Konfigurasi sebab-akibat berbagi diselesaikan dengan teknik kontradiksi (root  contradiction).

7

4.1 Kriteria seleksi (selection criteria) Tabel 2 Tiga jenis kriteria (aturan) untuk menentukan urutan penyelesaian kontradiksi. Nama 1 Pemeringkatan (Comparative ranking )

2 Kriteria idealisasi (Idealitybased criteria)

Dipakai untuk menyelesaikan konfigurasi sebabakibat:

Keterangan

 - bebas (Independent )

Beberapa penyebab yang masing-masing mampu mengakibatkan suatu efek negatif yang sama (konfigurasi sebab-akibat bebas) harus diselesaikan untuk setiap penyebab. Penyebab-penyebab ini bisa diperbandingkan dan diperingkatkan mulai dari yang paling dominan pengaruhnya s.d. yang kurang berpengaruh.

- tak bebas (dependent ) - berantai (causally related ) - kompleks (complexly related )

Konfigurasi sebab-akibat tak bebas, berantai, maupun kompleks menyuguhkan situasi yang rum it dalam menentukan sebab-akibat manakah yang paling cocok untuk dipilih dan diselesaikan. Namun, sebenarnya penganalisis dapat menggunakan kemampuan bernalar dasar (heuristic, commonsense rule) untuk memperbesar peluang dalam menemukan jawaban, yakni dengan menggunakan aturan/kriteria idealisasi. Pada dasarnya kriteria idealisasi ini mengusahakan pengubahan seminim mungkin namun mendapatkan efek (positif) sebesar  mungkin. Penyelesaian sebab-akibat yang memenuhi kriteria ini pada umumnya bisa dicermati pada bagian diagram RCA + yang terjadi konflik/pertentangan/kontradiksi atau pada bagian yang berinteraksi dengan super-sistem (pada batas sistem), dan sementara itu elemen penyebab kontradiksi  memungkinkan untuk diubah atau dimodifikasi.

Kriteria idealisasi: 1 Jumlah elemen yang sedikit; bila ada beberapa kontradiksi pilihlah yang memiliki  jumlah elemen yang paling sedikit. 2 Hindari elemen super-sistem; pilihlah kontradiksi yang hanya melibatkan elemen milik sistem. Bila hal ini tak bisa dilakukan, pilihlah kontradiksi yang mengandung elemen super-sistem yang boleh diubah atau bisa dipengaruhi (sehingga berubah). 3 Mudah diubah; cermati semua elemen yang terlibat sehingga bisa dipilih kontradiksi mana yang mengandung elemen-elemen yang mudah diubah (sesuai dengan kemampuan dan teknologi yang dikuasai serta kerjasama yang bisa dilakukan dengan organisasi yang memiliki kemampuan yang dimaksud). Catatan: kadang elemen milik super sistem malah lebih mudah diubah dpd. milik sistem bila karakter elem en super-sistem bisa dipengaruhi untuk berubah (melalui pengubahan persyaratan/batasan pemakaian, namun bukan setara dengan “kompromi”; misalnya dalam analisis RCA+ untuk suatu subrakitan, memicu analisis RCA+ untuk induk rakitan). 4 Pengubahan yang cerdas, seirama dengan program pengembangan; usahakan untuk mengubah elemen sebab-akibat (kontradiksi) pada tingkat atas sehingga otomatis tidak menimbulkan sebab-akibat turunannya atau setidaktidaknya “mengubah penyebab sehingga penyebab turunannya mudah diubah”. Bila analisis penyelesaian konflik ini dilakukan tidak hanya untuk pengembangan produk melainkan juga berkaitan dengan pengembangan kemampuan organisasi, maka dipilih pengubahan elemen kontradiksi yang sejalan dengan program pengembangan yang dimaksud. Misalnya yang dikembangkan organisasi, melalui analisis nilai ( values wise analyses sesuai dengan jadwal pengembangan).

8

Nama

Dipakai untuk menyelesaikan konfigurasi sebabakibat:

Keterangan

Bila ada beberapa penyebab yang harus diselesaikan dengan kriteria idealisasi, biasanya akan mempermudah penganalisis bila elemen-elemen yang terlibat ditulis ulang sebagai baris-baris dalam bentuk tabel dengan 6 kolom yang menyatakan: Kolom pada tabel rangkuman untuk setiap kontradiksi (yang diselesaikan dengan teknik kriteria idealisasi) 1 Penyebab. 2 Efek positif yang dihasilkan. 3 Efek negatif yang dihasilkan. 4 Bagian dari sistem dan super-sistem yang berperan sebagai penyebab. Dianjurkan untuk menyatakan secara jelas bagian khas/spesifik manakah yang berperan Misalnya elemen geometrik: permukaan, alur, dinding, dsb., termasuk ruang di antaranya bila memang ruang inilah yang berperan. 5 Karakter atau parameter (fisik, non fisik) elemen sistem atau super-sistem yang berperan sebagai penyebab. 6 Saat (dan durasinya) konflik terjadi. 3 Kriteria - berantai akar  (causally related ) (Root criteria)

Bila ada penyebab yang menjadi penyebab satu atau beberapa penyebab tingkat atas berikutnya, maka penyebab ini dinamakan sebagai penyebab-akar . Penyebab-akar harus diselesaikan terlebih dahulu sebab menyelesaikan penyebab ybs. otomatis akan menyelesaikan beberapa penyebab tingkat di atasnya (kecuali bila ada penyebab-bebas, pada tingkat/rantai tertentu yang bersama-sama ikut menjadi penyebab efek negatif akhir; yang secara terpisah harus diselesaikan). Bila penyebab-akar ini ternyata milik super-sistem yang tak mungkin/bisa diubah maka tindakan berikutnya adalah menyelesaikan kontradiksi lainnya. Bila ada dua atau lebih penyebab-akar maka pemilihan dilakukan dengan menggunakan teknik kriteria idealisasi seperti nomor 2 di atas.

Bila salah satu kontradiksi telah dipilih namun ternyata tak bisa diselesaikan, maka dipilih kontradiksi berikutnya sesuai dengan kriteria pemilihan yang berlaku (kriteria 1, 2, atau 3 di atas).

9

5 Contoh pemilihan prioritas penyelesaian kontradiksi untuk lima macam konfigurasi Konfigurasi 1: Sebab-akibat bebas (hubungan penyebab-bebas, hubungan OR) Contoh dua penyebab-bebas (dengan hubungan OR) yang menghasilkan satu efek negatif  seperti diagram RCA+ berikut.

Gambar 8 Dua penyebab-bebas, masing-masing memiliki pengaruh yang mencukupi bagi terjadinya satu efek negatif. Masing-masing penyebab memiliki efek positif/bermanfaat sehingga terjadi dua kontradiksi yang harus diselesaikan secara mandiri. Pada contoh penyedot debu seperti di atas, pem ilihan penyebab C1 atau C2 untuk diselesaikan terlebih dahulu bergantung pada alasan penganalisis. Bila ukuran penyedot debu yang kompak menjadi tujuan utama maka kontradiksi penyebab C1, yang menimbulkan efek negatif berupa kurang efektifnya penyedot debu, dapat diselesaikan lebih dahulu. Sebaliknya bila pasokan energi yang kecil lebih diutamakan mak a kontradiksi penyebab C2 yang dipilih lebih dahulu untuk diselesaikan. Karena mereka termasuk dalam kategori penyebab bebas, berarti kontradiksi lainnya harus juga diselesaikan sesuai urutan prioritas.

Konfigurasi 2: Sebab-akibat tak-bebas (hubungan penyebab tak-bebas, hubungan AND) Contoh dua penyebab-tak bebas (dengan hubungan AND) yang menghasilkan satu efek negatif  seperti diagram RCA+ berikut.

Gambar 9 Dua atau lebih penyebab tak-bebas yang harus ada secara bersamaan untuk m enghasilkan pengaruh yang mencukupi bagi terjadinya satu efek negatif. Masing-masing penyebab juga dapat menghasilkan pengaruh positif untuk aspek yang lain sehingga terjadi dua kontradiksi tak bebas. Bila salah satu kontradiksi diselesaikan, otomatis kontradiksi lainnya tak perlu diselesaikan. Bagi konfigurasi seperti ini pemilihan kontradiksi mana yang harus diselesaikan dilakukan mengikuti kriteria idealisasi (elemen paling sedikit, bukan milik super-sistem, paling mudah diubah, atau sejalan dengan prinsip yang dianut). Pada contoh komputer seperti di atas, C2 ak an lebih mudah diselesaikan karena hanya menyangkut komputer ybs. Sementara itu, C1 mungkin sulit diselesaikan karena m enyangkut benda/peralatan lain, termasuk manusia yang menggunakan ruang yang sama (dalam hal ini penyebab C1 memang milik super-sistem yang tak bisa diubah oleh elemen sistem).

10

Konfigurasi 3: Sebab-akibat berantai (hubungan penyebab-berantai) Contoh dua penyebab-berantai yang menghasilkan satu efek negatif akhir seperti diagram RCA+ berikut.

Gambar 10 Suatu penyebab bisa menjadi penyebab berikutnya yang secara berantai menghasilkan efek negatif akhir. Karena dalam pembuatan diagram RCA+ setiap penyebab efek negatif diusahakan untuk menjadi penyebab efek positif/bermanfaat maka terwujudlah rantai kontradiksi. Bagi konfigurasi sebab-akibat berantai seperti ini setiap mata rantai penyebab bisa dipilih untuk diselesaikan yang akibatnya memutus rantai dan otomatis meniadakan efek negatif akhir. Pada contoh sistem jaringan kereta, suatu efek negatif (k eterlambatan kereta) seperti di atas bisa diselesaikan dengan menggunakan kriteria idealisasi yaitu tidak memilih penyebab C2 sebab elemen “banyaknya penumpang yang akan naik pada kereta lain” adalah milik super-sistem (bukan elemen milik sistem yakni elemen stasiun kereta). Dalam contoh ini berarti penyebab C1 (kereta berhenti menunggu kereta lain berangkat) yang menghasilkan kontradiksi efek negatif (k ereta terlambat) dan efek positif (membiarkan kereta lain menyelesaikan pengangkutan penumpang) merupakan pilihan untuk diselesaikan. Konfigurasi 4: Sebab-akibat akar (hubungan penyebab-akar) Contoh dua penyebab-bebas yang menghasilkan satu efek negatif akhir, sementara dua penyebab ini merupakan efek (+/-) dari penyebab berikutnya seperti diagram RCA+ berikut.

Gambar 11 Dua penyebab-berantai bisa berasal dari satu penyebab yang sama (satu mata rantai-akar) dengan efek negatif yang sama (satu mata rantai efek negatif akhir) merupakan contoh dari konfigurasi sebab-akibat akar. Dengan konfigurasi seperti ini penyebab akar harus diselesaikan terlebih dahulu sehingga seluruh kontradiksi di atasnya otomatis akan terhapus. Pada contoh truk kapasitas besar di atas, kesulitan pengemudian truk akan muncul (efek negatif  akhir) bila penyebab akar (C3; kapasitas truk yang besar) dimanfaatkan untuk mengangkut barang volume besar (efek positif), namun barang yang diangkut ternyata menjadi terlalu berat (efek negatif), maka C3 sebagai penyebab-akar merupakan satu-satunya kontradiksi yang harus diselesaikan (yang otomatis akan menghilangkan kontradiksi di atasnya sampai pada efek negatif  akhir yang pada contoh ini adalah membuat truk sulit dikemudikan).

11

Konfigurasi 5: Sebab-akibat kompleks (hubungan penyebab-kompleks) Contoh dua penyebab-tak bebas yang menghasilkan satu efek negatif akhir, sementara salah satu penyebab merupakan efek negatif dari penyebab ke tiga berikutnya seperti diagram RCA+ berikut.

Gambar 12 Dua penyebab (C1 & C2) dengan hubungan-tak bebas (AND) menyebabkan efek negatif  akhir, dan salah satu penyebab (C1) adalah merupakan efek negatif dari penyebab turunannya C3. Konfigurasi sebab-akibat seperti ini dapat dikatakan sebagai konfigurasi kontradiksi kompleks. Pada contoh sistem penandaan tas/koper (RFID; Radio Frequency Identification) di atas, dua penyebab -tak-bebas (C1; detektor terlalu jauh dari tas/koper, dan C2; tanda (yang ditempelkan) pada koper kurang jelas sinyalnya) secara bersamaan membuat efek negatif akhir berupa kegagalan pembacaan RFID. Sementara itu detektor yang terlalu jauh (C1) memiliki turunan penyebab yakni diperlukan ruang yang besar saat pembacaan tanda (C3). Bagi konfigurasi sebab-akibat kom pleks seperti ini bisa digunakan kriteria idealisasi, sehingga yang dipilih untuk diselesaikan terlebih dahulu adalah kontradiksi C1. Kontradiksi C3 dianggap sebagai milik super-sistem karena ukuran dan bentuk tas/koper bergantung pada penumpang (super-sistem). Sementara itu dari satu aspek, kontradiksi C2 juga sulit diselesaikan sebab tanda ditempelkan pada tas/koper penumpang (super-sistem), dan dari aspek lain C2 sebenarnya tak perlu diselesaikan bilamana C1 bisa diselesaikan (C1 & C2 berhubungan tak-bebas (AND) dalam menciptakan efek negatif akhir).

12

Gambar 13 Diagram RCA+ memperlihatkan kaitan antara beberapa penyebab sehingga menimbulkan efek negatif untuk suatu sistem yang dipelajari. Dimulai dari efek negatif umum, diagram dibuat mengikuti alur dari atas ke bawah dengan cara menciritemukan penyebab untuk suatu efek negatif. Suatu penyebab selain menimbulkan efek negatif bisa juga menimbulkan efek positif  sehingga terjadi kontradiksi (pada diagram diberi tanda (+/-). Ketika dibuat, suatu alur pada diagram RCA+ dihentikan penurunan penyebabnya bilamana telah ditemukan penyebab kontradiksi (+/-), penyebab dengan kategori minus dua tingkat berurutan, atau penyebab yang dianggap sebagai milik super-sistem ( penyebab ybs. tidak termasuk dalam sistem yang dipelajari, sehingga sistem tidak memiliki kekuasaan untuk mengubahnya). Dari diagram RCA+ dapat dibuat tabel rangkuman yang mem perlihatkan beberapa penyebab, kategori penyebab, efek positif dan efek negatif yang dihasilkan oleh masing-masing penyebab. Dengan menggunakan tabel ini, penganalisis dapat menciritemukan dengan cepat penyebab kontradiksi (+/-) untuk diselesaikan dengan salah satu metoda yang dikembangkan TRIZ. Pada contoh diagram RCA+ untuk sistem sikat gigi (khususnya elemen bulu sikat) yang menyebabkan gusi berdarah (efek negatif umum/akhir) ditemuk an tiga kontradiksi yakni C1, C2, dan C3. Pada bab berikut diulas salah satu metoda penyelesaian kontradiksi yakni dengan memakai matriks kontradiksi Altshuller.

13

6 Empat puluh prinsip invensi (40 Inventive Principles) Dengan diagram RCA+ suatu efek negatif bagi suatu sistem dipelajari dan diuraikan menjadi diagram sebab-akibat yang bermanfaat untuk menciritemukan satu atau beberapa kontradiksi yang perlu dipilih dan diprioritaskan untuk diselesaikan. Seperti yang telah diuraikan, kontradiksi (teknik) terdiri atas dua efek yaitu efek positif dan efek negatif. Satu di antara metoda yang dikembangkan TRIZ adalah penyelesaian kontradiksi ini dengan memakai matriks kontradiksi TRIZ (matriks Altshuller ). 6.1 Matriks kontradiksi (Matriks Altshuller) Matriks Altshuller terdiri atas 39 parameter   dan 40 prinsip. Parameter adalah elemen sistem yang dipakai untuk menyatakan efek negatif atau positif yang menjadi kontradiksi yang harus diselesaikan. Sementara itu, prinsip adalah cara/metoda/teknik untuk menyelesaikan kontradiksi parameter. Dalam bentuk matriks, 39 parameter disusun menjadi 39 parameter baris yang mewakili efek positif , dan 39 parameter kolom yang mewakili efek negatif . Kecuali pada baris dan kolom yang sama (I = j) , setiap sel matriks (pertemuan baris ke I dan kolom ke j; I = 1-39, j = 1-39), diisi dengan satu atau beberapa angka (maks. 4 angka) yang menyatakan nomor urut 40 prinsip yang disusun oleh Altshuller . Bila suatu nomor prinsip dinyatakan paling awal berarti prinsip dengan nomor tersebut memiliki peluang tertinggi untuk dipakai (sering dipakai) dalam menyelesaikan kontradiksi. Sebaliknya, bila nomor prinsip dinyatakan pada urutan paling akhir dalam sel matriks ybs., berarti prinsip tersebut bisa dipakai untuk menyelesaikan kontradiksi namun pada urutan/prioritas akhir. Catatan; pada dasarnya semua prinsip yang dinyatakan nomornya pada sel matriks k ontradiksi ybs. bisa seluruhnya dimanfaatkan penganalisis dalam rangka mewujudkan perbaikan sistem yang dipelajari. Pada kenyataannya belum tentu suatu prinsip bisa diwujudkan karena keterbatasan sumber daya yang dimiliki atau yang bisa dimanfaatkan penganalisis pada masanya untuk menyelesaikan masalahnya. Prosedur analisis perbaikan sistem diperlihatkan pada gambar berikut. Dimulai dari suatu kontradiksi dalam diagram RCA+ , setelah efek positifnya dicocokkan dengan salah satu parameter , maka parameter ybs. menjadi parameter baris  (positif) dan efek negatifnya  menjadi parameter kolom (negatif). Pada matriks kontradiksi, pertemuan antara baris dan kolom ybs. adalah sel matriks yang berisi 1 s.d. 4 angka pilihan sebagai nomor prinsip penyelesaian kontradiksi (“Prinsip Invensi”).

Gambar 14 Penyelesaian kontradiksi dengan memakai matriks kontradiksi Altshuller . Misalkan padanan efek positif adalah baris 2 (parameter baris/positif) dan padanan efek negatif adalah kolom 4 (parameter kolom/negatif). Pada pertemuan antara baris dan kolom ybs. diperlihatkan sel matriks yang berisi 4 nomor urut prinsip. Pada contoh di atas, prinsip nomor 10 adalah prinsip yang memiliki peluang tertinggi untuk dipakai sebagai prinsip penyelesaian kontradiksi. Sementara itu, prinsip nomor 35 memiliki peluang terendah. Penjelasan parameter Altshuller dikemas pada tabel 6, dan tabel 7 berisikan uraian mengenai prinsip invensi Altshuller berikut contoh penerapannya.

14

6.2 Pencocokan efek kontradiksi dengan parameter standar Altshuller  Pencocokan atau pencarian padanan antara efek negatif/positif dengan 39 parameter standar  (lihat tabel 6) yang disusun Altshuller mungkin sulit dilakukan. Bergantung pada penguasaan materi sistem yang dipelajari dan pengalaman penganalisis dalam memakai matriks kontradiksi, satu-satunya padanan yang benar-benar sesuai mungkin bisa ditemukan. Dalam banyak kasus, dua atau tiga padanan parameter baik untuk yang positif maupun yang negatif lebih sering dimunculkan oleh penganalisis sehingga perlu pengulangan pemakaian matriks kontradiksi beberapa kali sesuai dengan kombinasi parameter positif dan negatif yang dipilih. Seluruh hasil pengulangan pemakaian matriks kontradiksi dicatat dalam bentuk tabel yang menggambarkan kombinasi padanan parameter baris (positif) dan padanan parameter kolom (negatif). Setiap sel tabel berisi nomor-nomor prinsip seperti yang diperlihatkan matriks kontradiksi untuk setiap kombinasi baris dan kolom padanan parameter ybs., lihat contoh tabel berikut. 6.3 Pemilihan dan pengurutan prinsip invensi Altshuller  Tabel 3 memperlihatkan hasil pemakaian matriks kontradiksi bagi setiap padanan antara efek dengan parameter Altshuller   Tabel dirancang bagi kombinasi 3 padanan parameter baris, dan 3 padanan parameter kolom. Tidak semua baris/kolom harus diisikan parameter padanannya, bergantung pada kemampuan penganalisis mengimajinasikan keterkaitan antara makna efek dengan makna parameter. Padanan parameter yang dianggap paling sesuai dinyatakan sebagai baris/kolom pertama, diikuti dengan padanan parameter lainnya yang dianggap kurang sesuai s.d. yang paling kurang sesuai. Contoh untuk analisis RCA+ bagi sistem sikat gigi yang menghasilkan efek negatif gusi berdarah, lihat gambar 13. Bagi kontradiksi C1, dengan penyebab bulu sikat terlalu keras: Efek positif: Kotoran pada gigi dihilangkan, bisa dicarikan padanan parameter (positif): Padanan 1: 27: Kehandalan; sikat gigi berfungsi seperti yang diharapkan. Padanan 2: 6: Luas objek diam; kotoran pada seluruh permukaan gigi dihilangkan. Padanan 3: 39: Produktivitas; kotoran pada gigi bisa dibersihkan dengan cepat. Efek negatif: Sikat gigi membuat gusi berdarah, dengan 1 padanan parameter (negatif): Padanan 1: 30: Bahaya mengancam objek; faktor yang membahayakan gusi. Tabel 3 Nomor prinsip invensi sebagai hasil pemakaian matriks kontradiksi bagi kombinasi padanan parameter baris dan kolom. Padanan 1

Padanan 2

Padanan 3

-

-

(parameter positif):

30: Bahaya mengancam objek

Padanan 1

27: Kehandalan

27, 35, 2, 40

-

-

Padanan 2

6: Luas objek diam

27, 2, 39, 35

-

-

Padanan 3

39: Produktivitas

22, 35, 13, 24

-

-

Kontradiksi C1

Padanan kolom: (parameter negatif):

Padanan baris:

Pengurutan nomor prinsip sesuai dengan pemunculannya:

35, 27, 2, 40 , (39, 22, 13, 24)

( 4 nomor terpilih serupa dengan 4 nomor pada baris padanan 1)

Pada contoh kontradiksi C1 bagi sikat gigi di atas, dimunculkan alternatif penyelesaian kontradiksi berupa prinsip-prinsip yang dianjurkan oleh matriks kontradiksi bagi kombinasi padanan parameter positif dan negatif. Prinsip-prinsip ini kemudian diurutkan dengan metoda pengurutan sbb., - nomor pertama yang paling banyak muncul dalam semua sel tabel, diikuti dengan nomor ke dua terbanyak, dst., - mulai dari baris pertama, kolom pertama, dipilih nomor pada urutan lebih depan s.d. nomor  terakhir, dilanjutkan ke kolom berikutnya. - diteruskan ke baris berikutnya. Hasil dari pengurutan prinsip untuk contoh sikat gigi ini adalah seperti yang ditunjukkan pada baris akhir  tabel di atas. Urutan prinsip ini kemudian dipakai untuk memunculkan ide perbaikan sistem seperti yang diperlihatkan pada contoh tabel berikut.

15

6.4 Ide perbaikan dipicu oleh prinsip invensi yang terpilih Pada umumnya untuk satu kontradiksi cukup diperlukan beberapa prinsip (maksimum 4 prinsip) yang harus ditafsirkan  untuk memunculkan ide perbaikan. Demikian pula halnya dengan penyelesaian kontradiksi yang lain. Dari beberapa kontradiksi hasil diagram RCA+ bila digabungkan akhirnya akan diperoleh ide perbaikan yang cukup banyak. Catatan: serupa halnya dengan pencarian padanan antara efek fisik (negatif/positif) dengan parameter  standar Altshuller , diperlukan kecerdasan dan pengalaman penganalisis dalam menafsirkan prinsip invensi Altshuller  menjadi tafsir  yang mengait dengan elemen kontradiksi sehingga mempermudah penyusunan ide perbaikan. Penjelasan mengenai makna 40 prinsip invensi diperlihatkan pada tabel 7. Tabel 4 Penafsiran prinsip dan ide perbaikan untuk kontradiksi C1; bulu sikat terlalu keras menyebabkan kotoran pada gigi dihilangkan (positif) dan sikat gigi membuat gusi berdarah (negatif). Prinsip invensi 35 Transformasi 27

Murah sekalipakai

2 Ekstraksi

40 Komposit

Tafsir

Ide perbaikan

Bulu sikat berubah menjadi lunak ketika mengenai gusi

Tak ada ide

Mengganti bagian yang mahal de- Bagian bulu sikat bisa dicopot dan ngan yang murah diganti Membuat bulu sikat yang berbeda-beda kekerasannya, bulu keras hanya boleh Memisahkan bulu sikat keras mengenai gigi, bulu lunak boleh mengenai gusi. Catatan: Membuat bulu sikat yang berbeda- Ide ini berasal dari gabungan tafsir dua prinsip (2 & 40) dan mengarah pada beda kekerasannya perwujudan tafsir prinsip no. 35 di atas.

Penafsiran prinsip 39, 22, 13, dan 24 sementara tidak dilakukan, menunggu hasil analisis kontradiksi lainnya (C2 & C3) yang mungkin memunculkan satu atau beberapa nomor prinsip yang sama. Catatan: - Bila ide memang tak bisa dimunculkan, pada kolom ide perbaikan cukup dituliskan “tak ada ide”. - Dua atau lebih tafsir bisa digabung untuk memunculkan satu ide perbaikan. - Pada tahap ini cukup dituliskan garis besar ide, yang nanti bisa dipadukan dengan ide lain yang muncul dari hasil penafsiran prinsip yang ditemukan pada penyelesaian kontradiksi lainnya. 6.5 Penyelesaian kontradiksi lainnya untuk menyempurnakan perbaikan Dengan cara yang sama, tabel serupa dengan tabel 3 & 4 dapat dibuat untuk menyelesaikan kontradiksi lainnya. Hasilnya bisa dirangkum seperti yang diperlihatkan pada tabel 5 berupa kumpulan ide-ide perbaikan untuk menyelesaikan masalah bagi sistem yang dipelajari. Bagi kontradiksi C2, dengan penyebab tekanan pada sikat terlalu kuat, menghasilkan kontradiksi: Efek positif: Kotoran pada gigi dihilangkan, serupa dengan efek positif untuk kontradiksi C1 dengan tiga padanan parameter 27, 6, dan 39. Efek negatif: Tekanan bulu sikat pada gusi terlalu kuat, bisa dicarikan padanan parameternya yakni: Padanan 1: 11: Tekanan; bulu sikat menekan gusi terlalu kuat Tabel 3B Hasil pemakaian matriks kontradiksi bagi kombinasi padanan parameter baris dan kolom. Kontradiksi C2 Padanan baris:

Padanan kolom: (parameter negatif): (parameter positif):

Padanan 1

27: Kehandalan

Padanan 2

6: Luas objek diam

Padanan 3

39: Produktivitas

Pengurutan nomor prinsip sesuai dengan pemunculannya:

Padanan 1

Padanan 2

Padanan 3

11: Tekanan

-

-

6, 28, 32

-

-

10, 15, 36, 37

-

-

10, 37, 14

-

-

10, 37, 6, 28, (32, 15, 36, 14)

16

(6, 28 adalah nomor prinsip yang dianjurkan pada baris padanan 1)

Tabel 4B Penafsiran prinsip dan ide perbaikan untuk kontradiksi C2; tekanan pada sikat terlalu kuat menyebabkan kotoran pada gigi dihilangkan (positif) dan tekanan bulu sikat pada gusi terlalu kuat (negatif). Prinsip invensi

Tafsir

Ide perbaikan

10 Penyiapan

Diberi pembatas tekanan?

Tak ada ide

37 Pemuaian

Tekanan berkurang dengan perubahan suhu?

Tak ada ide

Bulu keras sebagai pembersih gigi, bulu 6 Multiguna/standar  Tekanan bisa diubah/disesuaikan lunak sebagai pembersih gusi

28

Sistem non mekanik

Bulu sikat diganti dengan cairan pembersih

Bulu sikat sebagai saluran cairan pembersih. Cairan pembersih disimpan pada gagang sikat gigi dalam bentuk kaset (ide dipicu oleh prinsip 10 Penyiapan)

Penafsiran prinsip (32, 15, 36, 14) sementara tidak dilakukan, menunggu hasil kontradiksi C3 Bagi kontradiksi C3, dengan penyebab bulu sikat digerakkan relatif pada semua gigi menghasilkan kontradiksi: Efek positif semua gigi dibersihkan dapat dipadankan dengan parameter: Padanan 1: 27: Kehandalan; sikat gigi berfungsi seperti yang diharapkan Padanan 2: 8: Volume objek diam; seluruh gigi yang ada dalam mulut Padanan 3: 39: Produktivitas; kotoran pada semua gigi dibersihkan Efek negatif bulu sikat bergerak relatif terhadap gusi dapat dipadankan dengan parameter: Padanan 1: 3: Panjang objek bergerak; panjang bulu sikat berpengaruh pada keterkenaannya dengan gusi Tabel 3C Hasil pemakaian matriks kontradiksi bagi kombinasi padanan parameter baris dan kolom. Padanan kolom:

Padanan 1

Padanan 2

Padanan 3

-

-

(parameter positif):

3: Panjang objek bergerak

Padanan 1

27: Kehandalan

15, 9, 14, 4

-

-

Padanan 2

8: Volume objek diam

19, 14

-

-

Padanan 3

39: Produktivitas

18, 4, 28, 38

-

-

Kontradiksi C3

(parameter negatif): Padanan baris:

Pengurutan nomor prinsip sesuai dengan pemunculannya:

(empat nomor terpilih ternyata hasil14, 4, 15, 9 nya serupa dengan seluruh nomor  (19, 18, 28, 38) prinsip bagi padanan 1)

Tabel 4C Penafsiran prinsip dan ide perbaikan untuk kontradiksi C3; bulu sikat digerakkan relatif pada semua gigi menyebabkan semua gigi dibersihkan (positif) dan bulu sikat bergerak relatif  terhadap gusi (negatif) Prinsip invensi 14 Pelengkungan

4 Ketaksimetrikan 15

Pendinamikan/ pengadaptasian

9 Pencegahan

Tafsir

Ide perbaikan

Gerakan sikat dari linear bolakbalik diganti berputar (bisa diubah putarannya)

Gerakan putaran lebih efektif dalam hal menyikat gigi (bulu sikat tak terdefleksi ketika harus masuk pada celah antar  gigi)

Bulu sikat keras dan lunak dibuat berseBulu sikat tak simetrik bentuknya lang seling dengan jarak sesuai jarak antar gigi sepanjang gigi geraham Sikat gigi berfungsi juga sebagai sikat gusi dan sikat lidah

Bulu keras sebagai pembersih gigi, bulu lunak sebagai pembersih gusi dan lidah

Bulu sikat keras dijaga jangan mengenai gusi dan lidah

Membuat bulu sikat lunak lebih panjang daripada bulu sikat keras sehingga ketika dipakai bulu sikat lunak melentur melindungi gusi dan lidah dari terkena bulu sikat keras

17

Tabel 5 Rangkuman ide perbaikan dan kombinasi ide untuk menambah ide baru. Contoh bagi penyelesaian 3 kontradiksi (C1, C2, C3) dalam diagram RCA+ (lihat gambar 13) untuk sistem sikat gigi (spesifik: bulu sikat gigi) yang menghasilkan efek negatif umum yakni gusi berdarah. Kombinasi No.

Ide perbaikan

1234 5 678

1

Bagian bulu sikat bisa dicopot dan diganti

2

Membuat bulu sikat yang berbeda-beda kekerasannya, bulu keras hanya boleh mengenai gigi, bulu lunak boleh mengenai gusi

3

Bulu keras sebagai pembersih gigi, bulu lunak sebagai pembersih gusi

4

Bulu sikat sebagai saluran cairan pembersih. Cairan pembersih disimpan pada gagang sikat gigi dalam bentuk kaset (ide dipicu oleh prinsip 10 Penyiapan)



Gabungan ide (ide baru) 1&5: Modul bulu sikat memiliki konfigurasi bulu sikat melingkar. 1&6: Panjang modul bulu sikat sama dengan panjang deretan geraham. 2&4: Bulu sikat keras sebagai saluran cairan pembersih. 2&5: Jumlah deret bulu sikat keras bisa lebih sedikit dpd. bulu sikat lunak.



ide no. 3 sudah tercakup dalam ide no. 7

5

Gerakan putaran lebih efektif dalam hal menyikat gigi (bulu sikat tak terdefleksi ketika harus masuk pada celah antar gigi)

6

Bulu sikat keras dan lunak dibuat berselang seling dengan jarak sesuai jarak antar gigi sepan jang gigi geraham

7

Bulu keras sebagai pembersih gigi, bulu lunak sebagai pembersih gusi dan lidah

8

Membuat bulu sikat lunak lebih panjang daripada bulu sikat keras sehingga ketika dipakai bulu sikat lunak melentur melindungi gusi dan lidah dari terkena bulu sikat keras



5&6: Pengguna sikat gigi hanya perlu menempelkan modul bulu sikat dengan sumbu sejajar permukaan deretan gigi geraham sambil digerakkan translasi maju-mundur supaya bulu sikat keras menyikat permukaan geraham dan celah antar gigi sambil menghantarkan cairan pembersih.

Catatan: Nama produk diubah: Sikat Gigulid (Gigulid brush) (Sikat Gigi, Gusi, dan Lidah)

Ide tambahan: 1 Sikat Gigulid memerlukan pemutar modul bulu sikat. Poros pemutar bisa dirancang dengan motor penggerak dengan tenaga baterei atau AC. Atau dengan penggerak mekanik dengan memanfaatkan gerakan genggaman tangan pada batang penggenggam poros pemutar. 2 Penggenggam batang poros berisikan kaset cairan pembersih (penyegar mulut, pemutih gigi, pelindung dan pencegah ngilu bagi yang memiliki gigi sensitif, pencegah sariawan). 3 Pada penggenggam dilengkapi dengan tombol pemijat (dengan ibu jari) untuk menekan kaset sehingga cairan pembersih dikeluarkan sesuai dengan keinginan pengguna sikat. 4 Bentuk, warna, dan tekstur, serta bahan produk sikat Gigulid harus dirancang dengan cermat dengan memperhitungkan aspek ergonomik proses penyikatan gigi, gusi, dan lidah. 5 Sikat Gigulid akan memiliki wujud dan cara pemakaian yang berbeda dengan sikat gigi biasa. Pada mulanya orang akan menganggap sebagai barang aneh (ciri produk kreatif: “berbeda”). Oleh sebab itu perlu usaha pemasaran yang kreatif!

18

7 Parameter standar, matriks kontradiksi, dan prinsip invensi Altshuller  Parameter standar   yang disusun Altshuller dimaksudkan untuk menyederhanakan berbagai macam permasalahan yang muncul sebagai konflik  (pertentangan/perbedaan) dalam dunia nyata, menjadi konflik imajiner   yang hanya menyangkut pertentangan antara beberapa parameter saja sehingga memungkinkan untuk ditangani. Altshuller membuat model penyelesaian konflik ini dalam bentuk matriks, di mana baris dan kolom merupakan parameter-parameter yang telah disusun dan diberi nomor urut yang dinamakan sebagai 39 parameter standar , lihat tabel 6 dengan penjelasan makna setiap parameter. Tabel 6 memberikan penjelasan untuk setiap param eter. Dalam buku ini dicoba untuk mengembangkan penjelasan yang dimaksud dengan memerincikan ragam parameter yang dimaksud, misalnya untuk parameter no. 17 Temperatur diuraikan tidak hanya bagi besaran suhu dalam satuan [ K] melainkan berlaku pula bagi parameter turunannya seperti kapasitas panas ( heat capacity ; [J.K-1]), kapasitas panas  jenis (specific heat capacity ; [J.kg-1.K-1]), dsb. Khusus untuk parameter no. 28 dan 29 yakni mengenai ketepatan ( precision) dan ketelitian (accuracy ) dalam proses pengukuran dan pembuatan dijelaskan dengan uraian yang cukup panjang untuk menghindari kerancuan makna yang masih sering terjadi dan sulit untuk diperbaiki karena kecerobohan kita dalam memakai istilah tsb. dalam berbagai pelaporan ilmiah, teknis, maupun umum di Indonesia. Sebenarnya kedua istilah ini (ketepatan & ketelitian) mudah dimengerti dan dibedakan bila tidak dirancukan dengan istilah lain yakni kecermatan (resolution). Elemen penyebab konflik dalam dunia nyata harus bisa diciritemukan pada sistem yang dipelajari, dan dinyatakan dengan khas/spesifik. Misalnya, bila elemen yang dimaksud adalah karet sebagai bahan ban roda mobil penumpang, maka yang menjadi objek konflik bukanlah mobil penumpang, roda, atau ban melainkan karet (sebagai bahan ban). Demikian pula halnya dalam mendefinisikan efek negatif dan efek positif dari konflik yang dimaksud, harus dinyatakan dengan khas/spesifik. Dengan pendefinisian yang khas seperti ini penganalisis (satu orang, atau beberapa orang dalam suatu pokja) akan menjadi mudah dalam menyepakati penyetaraan atau penetapan padanan antara suatu efek (positif/negatif) dengan salah satu parameter standar Altshuller. Setelah padanan parameter negatif   dan padanan parameter positif   ditemukan, maka dilakukan pencocokan dengan baris dan kolom Matriks Kontradiksi. Pertemuan antara baris dan kolom yang dimaksud adalah pada sel m atriks yang berisikan 1 s.d. 4 nom or dari 40 nomor prinsip invensi. Altshuller  menyusun 40 prinsip invensi (40 inventive principles) seperti yang diperlihatkan pada tabel 7. Prinsip invensi ini merupakan prinsip imajinatif yang harus ditafsirkan  oleh pengguna sesuai dengan permasalahan yang dihadapi. Dengan dipandu oleh prinsip invensi ini biasanya dapat dimunculkan ide bagi penyelesaian masalah kontradiksi seperti yang dihadapi pengguna dalam perm asalahan nyata. Selain dengan nomor urut, setiap prinsip diberi nama. Nama asli dalam bahasa Rusia yang dibuat oleh  Altshuller telah diterjemahkan dalam bahasa Inggris oleh beberapa penulis. Beberapa nam a memang asing meskipun oleh penerjemah Inggris digunakan nama Inggris, misalnya bagi prinsip no. 15 “dynamicity”  yang jarang dipakai sebagai istilah teknis/umum dalam bahasa Inggris. Dalam buku ini digunakan terjemahan bebas dalam bahasa Indonesia dengan menurunkan dari istilah terjemahan bahasa Inggris dan/atau disarikan dari penjelasan makna prinsip ybs. Misalnya, prinsip 15 diberi nama Pendinamikan/pengadaptasian, karena dalam penjelasan prinsip 15 pendinamikan adalah membuat objek yang semula statik, kaku, tak mudah diubah menjadi objek yang “dinamik” dengan memecah menjadi beberapa bagian (segmentasi) kemudian mengubah atau menambahkan elemen gerak, elemen lentur, dan elemen pengubahan untuk memungkinkan adaptasi. Contoh lain misalnya prinsip no 7 Nesting/Nested Doll, Russian Doll, Matrioshka tidak diterjemahkan sebagai “Boneka Rusia” melainkan Persarangan, karena makna prinsip 7 ini adalah membuat objek bisa “disarangkan” ke tempatnya sehingga menjadi ringkas. Contoh berikutnya adalah prinsip 26 Copying  tidak kita terjemahkan dengan “fotokopi” atau “peniruan” melainkan Foto-Model karena penjelasan prinsip 26 ini adalah mengukur  karakteristik benda tiruan dalam bentuk model, misalnya model pesawat yang dipasang di terowongan angin atau data gambar (foto) hasil penginderaan jarak jauh. Beberapa contoh yang dimunculkan di Tabel 7 dalam buku ini selain merupakan contoh penafsiran pr insip invensi yang sederhana, umumnya difokuskan dalam bidang teknis/rekayasa/ engineering . Untuk beberapa prinsip invensi diberikan contoh pada urutan akhir mengenai penerapan prinsip invensi  Altshuller di bidang Sumber Daya Manusia (SDM) sebagai pola yang dikembangkan oleh kelompok Teknik Produksi FTMD-ITB. Diharapkan format generik penjenjangan tenaga kerja ini bisa diadopsi secara luas oleh berbagai macam organisasi menjadi format baku pengembangan SDM Nasional.

19

Tabel 6 Parameter standar Altshuller  No.

Judul Objek bergerak (Moving objects)

Penjelasan Objek mudah berubah posisinya dalam ruang dengan tenaganya sendiri atau tenaga dari luar, m isalnya kendaraan atau objek yang mudah dibawa ( portable).

Objek yang tak berubah posisinya dalam ruang menggunakan Objek diam dari dalam maupun dari luar, dengan memperhatikan saat (Immobile/stationary objects) gaya objek dipakai/diaktifkan. 1

Berat objek bergerak (Weight of moving object )

Massa objek dalam pengaruh medan gravitasi. Gaya objek yang bereaksi pada tumpuan, atau bantalan; [kg].

2

Berat objek diam (Weight of immobile object )

Massa objek dalam pengaruh medan gravitasi. Gaya objek yang bereaksi pada tumpuan, bantalan, atau di atas permukaan di mana objek diam; [kg].

3

Panjang objek bergerak (Length of moving object )

Setiap dimensi (ukuran) linear bagian objek, tidak harus yang terpanjang; [m].

4

Panjang objek diam (Length of immobile object )

5

Luas objek bergerak ( Area of moving object )

6

Luas objek diam ( Area of stationary object )

(sama dengan nomor 3) Karakteristik geometrik bagi bidang (rata dan/atau lengkung; luar dan/atau dalam) yang dibatasi oleh garis-garis (lurus dan/ atau lengkung), atau bagian permukaan yang dikuasai objek, yang memiliki ukuran luas; [m 2]. (sama dengan nomor 5) Isi ruang yang dikuasai objek dengan satuan panjang berpangkat-tiga. Secara matematik isi ini bisa dihitung sesuai dengan geometri benda terbesar (geometri ruang yang dikuasai objek); [m 3].

7

Volume objek bergerak (Volume of moving object )

8

Volume objek diam (Volume of stationary object )

9

Kecepatan (Speed )

Kecepatan objek; satuan panjang per satuan waktu; [m.s-1].

10

Gaya (Force)

Interaksi yang dimaksudkan untuk mengubah kondisi objek. Jadi bukan hanya gaya seperti definisi fisik (F= m a; [N; kg.m.s-2] ).

11

Tekanan atau tegangan (Pressure or stress)

Gaya yang bereaksi pada permukaan atau penampang per  satuan luas; [kg.m -1.s -2]

12

Bentuk (Shape)

Rupa bagian luar objek.

(sama dengan nomor 7)

Kesatuan/keutuhan/integritas bagian-bagian (elemen-elemen) Kestabilan komposisi objek yang bersinergi membentuk sistem. 13 (Stability of the object's com- Kestabilan komposisi objek menurun bila terjadi keausan,  position) dekomposisi/pemisahan elemen, menjalankan proses; (penurunan entropi; äq rev / T=  ÄS; [ J/K ; kg.m2.s-2. K -1]). Kekuatan (Strentgh)

Kemampuan objek untuk bertahan terhadap perubahan akibat gaya atau interaksi yang berlangsung padanya.

15

Keawetan objek-bergerak (Durability of moving object )

Waktu keterfungsian atau keterpakaian objek, yang menggambarkan keawetan/“kebandelan” objek (durability ). Rata-rata waktu objek berfungsi sebelum diperbaiki (MTBF; Mean Time Between Failures), atau umur guna (service life; waktu yang ditetapkan untuk menggunakan objek ketika objek mulai digunakan/dibeli; satu atau beberapa kali harga MTBF).

16

Keawetan objek-diam (Durability of non moving  object )

14

(sama dengan nomor 15)

20

Tabel 6 Parameter standar Altshuller  No.

Judul

Penjelasan

Temperatur  (Temperature)

Kondisi termal (suhu, panas) suatu objek/sistem. Mencakup semua parameter termal yaitu temperatur [K], kapasitas panas (heat capacity ; [J.K-1]), kapasitas panas jenis (specific heat capacity ; [J.kg-1.K-1]), kapasitas panas volumetrik (volumetric heat capacity ; [J.m -3. K-1]), difusifitas panas (thermal  diffusifity ; [m2.s-1]), konduktivitas panas (thermal conductivity ; [W.m-1.K-1]), konduktan/saluran panas (thermal conductance; [W.K-1]), resistan/tahanan panas (thermal resistance; [W -1.K]).

Intensitas penerangan (Luminous intensity )

Intensitas penerangan dengan satuan dasar cd (candela) beserta satuan turunannya yaitu berkas penerangan; luminous flux :lumen= [ lm = cd.sr], penerangan; luminance [nits= cd.m-2], keterangan/kecemerlangan; Illuminance: lux [ lx= lm.m -2 ], energi penerangan: luminous energy : [talbots = lm.s], densitas/kerapatan penerangan; luminous energy density  [ lm.s.m -3], paparan penerangan; luminous exposure=[ lx.s ], efikasi penerangan; luminous efficacy  [ lm.W -1]. Berkaitan dengan persepsi manusia atas cahaya yang menerangi objek, termasuk “kualitas penerangan”.

19

Energi objek bergerak (Use of energy by moving  object )

Energi yang dilakukan objek dalam melaksanakan fungsinya. Menurut mekanika klasik: energi=kerja=gaya x jarak [ J = N.m = kg.m2.s-2] Termasuk energi yang diberikan super-sistem kepada sistem (objek). Ragam energi: mekanik, kinetik, potensial, panas, elektrik, kimiawi, dsb.

20

Energi objek diam (Use of energy by stationary  object )

21

Daya, tenaga (Power )

Energi yang dilakukan/dikonversikan objek per satuan waktu [W = J s-1 = N.m.s-1 = kg.m 2.s -3]. Pengertian yang lebih luas: kemampuan sistem untuk melakukan perubahan.

22

Kerugian energi (Loss of Energy )

Pemakaian energi yang tak ada kaitannya dengan pekerjaan yang dilakukan objek (lihat no. 19). Memperbaiki/meningkatkan energi belum tentu bisa mengurangi kerugian energi, barangkali perlu penggantian teknologi yang diterapkan sistem.

23

Kerugian substansi (Loss of substance)

Kehilangan material, substansi, komponen, atau sub-sistem yang sifatnya permanen atau sementara, sebagian atau keseluruhan.

Kerugian informasi (Loss of Information)

Kehilangan data atau data tak bisa diakses, pada atau oleh sistem yang sifatnya permanen atau sementara, sebagian atau keseluruhan. Termasuk data panca indera dan persepsinya (misalnya aroma, tekstur).

25

Kerugian waktu (Loss of Time)

Waktu adalah durasi (lama) suatu kegiatan. Memperbaiki kerugian-waktu berarti mengurangi durasi kegiatan, atau mengurangi siklus-waktu kegiatan (untuk kegiatan yang berulang secara periodik).

26

Jumlah substansi/zat (Quantity of substance/the matter )

Jumlah material, substansi, komponen, atau sub-sistem yang dimiliki sistem yang bisa diubah secara permanen atau sementara, sebagian atau keseluruhan.

27

Kehandalan (Reliability )

Kemampuan sistem untuk melakukan fungsi yang diinginkan pada berbagai cara dan kondisi yang diharapkan/dirancang.

17

18

24

(sama dengan nomor 19)

21

Tabel 6 Parameter standar Altshuller  No.

28

Judul

Ketelitian pengukuran (Measurement accuracy )

Penjelasan “Kedekatan” harga yang terukur dengan “harga sebenarnya” bagi suatu karakter terukur milik objek/sistem. Menaikkan ketelitian pengukuran berarti memperkecil “kedekatan” (memperkecil “kesalahan”, atau “memperbesar  kebenaran”) proses pengukuran. Catatan: “Harga sebenarnya” alias benar absolut tidak bisa diketahui, sebagai gantinya digunakan harga acuan yakni harga yang ditetapkan sesuai dengan standar  dalam proses kalibrasi.  Alat ukur memiliki kecermatan (resolution) yaitu harga satuan terkecil yang mampu diperlihatkannya dan kebenaran harga terkecil tsb. disahkan melalui proses kalibrasi. Proses pengukuran melibatkan alat ukur, benda ukur, pengukur, metoda pengukuran, dan lingkungan yang masing-masing berpotensi sebagai sumber kesalahan. Oleh sebab itu proses pengukuran harus dilakukan sebaik/sesempurna mungkin untuk menjamin ketelitian (“kebenaran”) pengukuran. Kemampuan proses untuk mengulang pembuatan produk (objek) sehingga hasilnya (karakter terukur ) sesuai dengan persyaratan. Catatan: Persyaratan merupakan sasaran (objektif) dinyatakan dengan suatu harga nominal beserta daerah toleransinya. Daerah toleransi memiliki jangkauan toleransi yakni selisih antara harga maksimum dan minimum.

29

Ketepatan dan ketelitian pembuatan (Manufacturing precision and accuracy )

Ketepatan pembuatan (manufacturing precision/repeat-  ability ) adalah kewajaran proses pembuatan untuk mengulang pembuatan objek sehingga seluruh hasilnya memiliki harga karakter-terukur yang terletak (tersebar) dalam  jangkauan toleransi. Menaikkan ketepatan pembuatan berarti memperkecil sebaran harga karakter-terukur objek relatif terhadap jangkauan toleransi. Hal ini bisa dicapai dengan menggunakan mesin produksi yang lebih presisi (ketepatan tinggi, keterulangan tinggi), atau memperbesar jangkauan toleransi (“memperlonggar persyaratan”). Ketelitian pembuatan (manufacturing accuracy ) adalah pengusahaan sebaran ukuran produk sehingga masuk dalam daerah toleransi (jangkauan toleransi dengan harga nominal sebagai sasaran). Untuk mencapai ketelitian seperti yang dipersyaratkan di atas selain harus menggunakan mesin dengan ketepatan yang memadai juga memerlukan perencanaan, pengaturan, pengoperasian, dan pemantauan (proses pemeriksaan dan/atau pengukuran; menggunakan metoda periksa, dan/atau alat ukur  dengan kecermatan yang memadai) oleh personil dengan tingkat kebisaan yang setara dengan tingkat kesulitan penanganan pekerjaan.

30

Bahaya yang mengancam objek (External harm affects the object )

Kerentanan sistem terhadap efek/pengaruh luar yang membahayakan dirinya.

22

Tabel 6 Parameter standar Altshuller  No.

Judul

31

Objek menghasilkan hal/ faktor yang membahayakan (Object-generated harmful  factors)

Hal yang membahayakan muncul saat objek/sistem difungsikan/dijalankan/dioperasikan. Hal yang membahayakan ini akan mengurangi efisiensi atau menurunkan kualitas keberfungsian objek/sistem.

32

Kemudahan pembuatan (Ease of manufacture)

Tingkat kemudahan dalam hal mendapatkan/melaksanakan sumber daya (fasilitas, bahan, orang, informasi), pengerjaan, pengukuran, dan/atau penjaminan kualitas pembuatan objek/ sistem.

Kemudahan pengoperasian (Ease of operation)

Kesederhanaan pemakaian objek/sistem. Ragam dan jumlah informasi, mesin/stasiun proses, perkakas, dan/atau orang yang dilibatkan relatif kecil/sedikit. Kemudahan dalam menghasilkan yang benar (dan dalam jumlah yang besar).

Kemudahan perbaikan (Ease of repair )

Kesederhanaan prosedur perbaikan ketika objek/sistem mengalami kesalahan, kerusakan, atau kegagalan saat dioperasikan. Kesederhanaan prosedur perbaikan mencakup kesederhanaan perkakas, kesederhanaan keterampilan, dan kecepatan perbaikan.

 Adaptasi atau ketergunaan ( Adaptability or versatility )

Kemampuan sistem untuk bereaksi positif terhadap perubahan lingkungan. Dapat juga dikaitkan dengan sistem yang dirancang untuk beroperasi pada berbagai modus pengoperasian sesuai dengan kondisinya.

Kerumitan peralatan (Device complexity )

Ragam dan jumlah elemen serta keterkaitannya yang membentuk sistem menentukan tingkat kerumitan dalam mempelajari, menangani/mengoperasikan, memantau, dan memelihara sistem.

33

34

35

36

37

38

39

Kesulitan pemeriksaan dan pengukuran (Difficult in inspecting and  measuring )

Penjelasan

Pemeriksaan (kualitatif) dan pengukuran (kuantitatif) bagi beberapa aspek sistem bisa mengalami kesulitan karena melibatkan prosedur, peralatan, persiapan, dan persyaratan (kalibrasi) yang menyita waktu dan biaya. Namun, pemeriksaan dan pengukuran harus tetap dilakukan sesempurna mungkin untuk memperoleh data yang akurat (teliti, benar, tak salah) dan objektif (bermanfaat) seperti yang dibutuhkan untuk keperluan pemantauan dan pengontrolan sistem.

Derajat otomatisasi (Extent/level of automation)

Tingkat otomatisasi ditentukan oleh kedalaman dan keluasan aspek penanganan sistem tanpa campur tangan manusia. Tingkat terendah masih memerlukan personil/operator yang menangani seluruh kegiatan dalam suatu unit produksi. Tingkat berikutnya mulai digunakan peralatan yang perlu disiapkan programnya guna melaksanakan bagian pekerjaan. Selanjutnya tingkat otomatisasi makin banyak dan beragam, sampai pada tingkat akhir otomatisasi yang merupakan suatu sistem yang tak ada manusianya, kecuali tindakan reparasi, modifikasi, koordinasi, dan pengontrolan tingkat tertinggi yang masih harus dilakukan manusia (bisa jadi secara jarak jauh, remote).

Produktivitas (Productivity )

Produktivitas bisa dinilai dari beberapa aspek, - jumlah produk/jasa yang dihasilkan, atau jumlah fungsi atau pekerjaan yang dilaksanakan per satuan waktu, - waktu yang diperlukan oleh satu unit produksi untuk menyelesaikan pekerjaan, - ongkos yang dialokasikan per satuan keluaran.

23

TRIZ Contradiction Matrix 1 2 3 Undesired result Weight Weight of  Length of  nonof  (Conflict) moving moving moving Feature to object object object Change of  15, 8, 1 Weight moving object 29, 34 of non2 Weight moving object 8, 15, of  3 Length 29, 34 moving object of non4 Length moving object of  5  Area moving object of non6  Area moving object

2, 17, 29, 4

of  7 Volume moving object

2, 26, 29, 40

10 Force 11 Tension, pressure 12 Shape

30, 2, 14, 18

35, 10, 19, 14 2, 28, 13, 38 8, 1, 37, 18, 13, 1, 18 28 10, 36, 13, 29, 37, 40 10, 18 8, 10, 15, 10, 29, 40 26, 3

15 16 17

18 Brightness Energy spent 19 by moving ob ject Energy spent 20 by non-moving object

29, 17, 38, 34 10, 1, 29, 35 15, 17, 4

26, 7, 9, 39 1, 7, 4, 35 19, 14 35, 8, 2, 14 13, 14, 8 17, 19, 28, 10 9, 36 35, 10, 35, 1, 36 14, 16 29, 34, 13, 14, 5, 4 10, 7

21, 35, 26, 39, 1, 13, 15, 2, 39 40 1, 28 1, 8, 40, 40, 26, 1, 15, 8, Strength 15 27, 1 35 19, 5, 2, 19, Durability of  34, 31 moving object 9 Durability of 6, 27, 19, immobile object 16 36, 22, 22, 35, 15, 19, Temperature 6, 38 32 9

37 15, 14, 28, 26

1, 10, 35 15, 19, 9

19, 1, 32 2, 35, 32 19, 32, 16 12, 18, 12, 28 28, 31

1, 7, 4, 17

3, 35, 39, 18

35, 38

19, 32, 26 15, 19, 25

Force

11

34, 39, 40, 18

13, 28, 15, 19 2, 36, 18, 37 35, 24 7, 2, 35 34, 28, 35, 40 9, 14, 17, 15

35, 34, 38 35, 6, 4

2, 13, 10

13, 28, 15, 12 6, 35, 36, 35, 36 21 35, 15, 35, 10, 34, 18 37, 40

35, 10, 3, 21

10, 13, 26, 19, 19 6 8, 15, 16, 26, 35 21, 2

35, 13, 18

15, 2, 30, 24, 29 14, 5 29, 14, 35, 18 15, 9, 15, 29, 14, 4 28, 11 28, 26, 32, 28, 5, 16 3, 16 10, 28, 2, 32, 29, 37 10 17, 1, 1, 18 39, 4 17, 15, 16, 22

26, 4, 5, 16 15, 14, 29 17, 10, 14, 16 26, 28, 32, 3 28, 33, 29, 32 22, 1, 33, 28 17, 2, 18, 39

32 Manufacturability of  33 Convenience use

1, 27, 36, 13 6, 13, 1, 25 2, 27, 35, 11 19, 15, 29, 16 2, 36, 35, 39 6, 13, 28, 1 28, 26, 35, 10 28, 27, 15, 3

1, 29, 15, 17, 13, 17 27 1, 17, 13, 12 1, 28, 3, 18, 10, 25 31 35, 1, 1, 35, 29, 2 16 1, 19, 26 26, 24 16, 17, 26 26, 24 14, 13, 23 17, 28 18, 4, 30, 7, 28, 38 14, 26

13, 1, 26, 12 1, 17, 13, 16 15, 13, 32 35, 30, 29, 7 14, 1, 13, 16 2, 13, 15, 17 17, 14, 13 10, 26, 34, 31

17, 32, 35, 6, 38 30, 6, 25 13, 38 17, 7, 7, 18, 23 7 30, 18 10, 18, 1, 29, 30, 3, 39, 39, 31 36 18, 31 30, 16 2, 22 10, 35, 17, 4 2, 18, 40, 4 32, 35, 40, 4 26, 28, 32, 3 2, 29, 18, 36 27, 2, 39, 35 22, 1, 40

2, 5, 34, 35, 16, 10 32, 18 15, 20, 29 3, 10, 14, 2, 35, 24 24 32, 13, 6 32, 28, 2 25, 10, 35 22, 23, 34, 39, 37, 35 19, 27 17, 2, 40 30, 18, 35, 4

16, 40 13, 29, 1, 35 40 18, 16, 1, 16, 35, 4, 18, 15, 39 15 39, 31 16, 25 25, 2, 35, 1 11 15, 16 15, 35, 29 6, 36 34, 25, 6 1, 16 2, 39, 30, 16

10, 35, 17, 7

24

29, 1, 4, 16 35, 13, 16 2, 6, 34, 10

2, 18, 26, 31

35, 37, 10, 2

13

Stability Tension, of object pressure Shape 10, 14, 1, 35, 35, 4 19, 39 13, 10, 26, 39, 29, 14 1, 40 1, 8, 10, 1, 8, 15, 29 24 13, 14, 15, 7 5, 34, 29, 4

39, 37, 35 11, 2, 13, 39 2, 38

1, 15, 28, 4

28, 10, 1, 39

24, 35

7, 2, 35 6, 18, 38, 35, 15, 40 18, 34 18, 21, 10, 35, 11 40, 34 35, 4, 15, 10 34, 15, 10, 14

33, 15, 10, 35, 2, 35, 40 28, 18 21, 16 8, 13, 10, 18, 10, 3, 18, 26, 14 3, 14 40 3, 35, 19, 2, 19, 3, 27 16 5

2, 28, 36, 30

12

35, 39, 19, 2

34, 28, 35, 40 28, 33, 1, 18 35, 10, 21 35, 33, 2, 40 33, 1, 18, 4

22, 1, 18, 4 10, 30, 13, 17, 35, 40 35 14, 26, 13, 3, 35 28, 25 39, 3, 35, 23 14, 22, 1, 35, 32 19, 32 32, 30 32, 3, 27

23, 14, 25

12, 2, 29

36, 37

10, 20, 26, 5 27, 26, 18, 35 3, 10, 8, 28 28, 35, 25, 26 28, 35, 27, 9 2, 22, 13, 24 35, 22, 1, 39

39 Productivity

Volume of nonmoving Speed object

10

2, 8, 15, 8, 10, 10, 36, 38 18, 37 37, 40 35, 30, 5, 35, 8, 10, 13, 29, 13, 2 14, 2 19, 35 10, 18 7, 17, 4, 13, 4, 10, 17, 1, 8, 35 4 8 35 17, 7, 35, 8, 2, 28, 10 1, 14, 35 10, 40 14 7, 14, 17, 29, 30, 19, 30, 10, 15, 4 4, 34 36, 2 36, 28 1, 18, 10, 15, 35, 36 36, 37 29, 4, 15, 35, 6, 35, 36, 38, 34 36, 37 37

2, 11, 39 28, 10, 13 19, 39 3, 34, 9, 40, 28 10, 15, 40, 29 14, 7 3, 17, 10, 2, 19, 19 30

1, 10, 19, 38 35, 37 7, 2, 6, 38, 15, 26, 6, 13 7 17, 30 14, 29, 10, 28, 35, 2, 10, 39 24 10, 31 1, 26 26 30, 26

28, 29, 15, 16 25, 2, 13, 15 2, 27, 35, 11 1, 6, 15, 8 26, 30, 34, 36 27, 26, 28, 13 28, 26, 18, 35 35, 26, 24, 37

9

29, 2, 40 28

29, 30, 7, 29, 34 34 19, 10, 1, 18, 15, 9, 12, 15 36, 37 37 10, 15, 10, 15, 6, 35, 10 36, 25 35, 37 5, 34, 4, 14, 4, 15, 10 22

19, 26, 17, 27 19, 6, 18, 9 35, 6, 22, 32 10, 35, 5

of  36 Complexity device of  37 Complexity control of auto38 Level mation

8

2, 18, 37

8, 36, 38, 31 of en15, 6, 22 Waste ergy 19, 28 of sub35, 6, 23 Waste stance 23, 40 of infor10, 24, 24 Loss mation 35 10, 20, 25 Waste of time 37, 35 of 35, 6, 26  Amount substance 18, 31 3, 8, 10, 27 Reliability 40  Accuracy of  32, 35, 28 measurement 26, 28 of  28, 32, 29  Accuracy manufacturing 13, 18 Harmful factors 22, 21, 30 acting on object 27, 39 19, 22, side31 Harmful 15, 39 effects

35 Adaptability

7

19, 9, 6, 27

21 Power 

34 Repairability

6

Length  Area of  of non-  Area of  non- ofVolume moving moving moving moving object object object object

14, 15, 18, 4

of  13 Stability object 14

5

35, 28, 40, 29

of non8 Volume moving object 9 Speed

4

19, 13, 17, 24 27, 4, 29, 18

15, 35, 26, 2, 22, 10, 29, 14, 2 36, 35 35 2, 40 16, 35, 36, 38 38 10, 13, 14, 15, 3, 36, 37, 29, 35, 28, 38 18, 40 10 3, 5 26, 32

35, 32, 15, 31 14, 2, 39, 6 2, 14, 30, 40

10, 37, 37, 36, 4 36, 5 35, 29, 35, 14, 10, 36, 34, 28 3 14, 3 21, 35, 8, 28, 10, 24, 11, 28 10, 3 35, 19 28, 13, 32, 2 6, 28, 32 32, 24 10, 28, 28, 19, 3, 35 32 34, 36 21, 22, 13, 35, 22, 2, 37 35, 28 39, 18 35, 28, 35, 28, 2, 33, 27, 3, 23 1, 40 18

35, 3, 22, 5 15, 2, 17, 40

4, 10, 34, 17 35, 14 35, 1, 16, 11 6, 28, 32 32, 30, 40 22, 1, 3, 35 35, 1

35, 13, 35, 12 35, 19, 1, 1, 28, 8, 1 37 13, 27 18, 13, 28, 13, 2, 32, 12 15, 34, 34 35 29, 28 34, 9 1, 11, 13 1, 13, 2, 10 4 35, 10, 15, 17, 35, 16 15, 37, 14 20 1, 8 34, 10, 26, 16 19, 1, 35 29, 13, 28 28, 15 3, 4, 36, 28, 35, 36, 27, 13, 16, 35 40, 19 37, 32 1, 39 28, 10 2, 35 13, 35 15, 32, 1, 13 28, 15, 10, 37, 14, 10, 10, 36 14 34, 40

32, 35, 13 30, 18 35, 24, 30, 18 35, 40, 27, 39 11, 13, 1 32, 35, 30 2, 35 35, 30, 14 2, 22, 17, 19 11, 22, 39, 30 18, 1 35, 3, 22, 39

TRIZ Contradiction Matrix 14 Undesired result Stre(Conflict) ngth Feature to Change

15

17

18

19

20

21

22

Energy Durabi- DurabiEnergy spent of  Temper- Bright- spent by Waste lity of  lity by nonnonPower  of  moving moving ature ness moving moving energy object object object object

of  1 Weight moving object

28, 27, 5, 34, 18, 40 31, 35

of non2 Weight moving object

28, 2, 10, 27

of  3 Length moving object

8, 35, 29, 34

of non4 Length moving object

15, 14, 28, 26

of  5  Area moving object

3, 15, 40, 14

of non-mov6  Area ing object

16

2, 27, 19, 6 19

6, 20, 4, 38

19, 1, 32

28, 19, 32, 22

19, 32, 35

10, 15, 19

32

38, 12, 34, 31 18, 19, 28, 1 8, 35, 24

1, 40, 3, 35, 38, 3, 25 35 18 32, 2, 15, 16 15, 19, 13

6, 3 2, 10, 19, 30

40 6, 35, 4

19, 32

35, 39, 38

of  7 Volume moving object

9, 14, 15, 7

34, 39, 10, 18

of non8 Volume moving object

9, 14, 17, 15

9 Speed

8, 3, 26, 14

3, 19, 35, 5

28, 30, 36, 2

10 Force

35, 10, 14, 27

19, 2

35, 10, 21

19, 17, 10

11 Tension, pressure

9, 18, 3, 40

19, 3, 27

35, 39, 19, 2

14, 24, 10, 37

12 Shape

30, 14, 14, 26, 10, 40 9, 25

22, 14, 19, 32

13, 15, 2, 6, 34, 32 14

of  13 Stability object

17, 9, 15

35, 34, 38

2, 13, 10

35

35, 6, 4

1, 16, 36, 37

24

25

26

Waste Loss of  of  of  Waste  Amount infor- of subssubs- mation time tance tance

12, 36, 18, 31

6, 2, 34, 19

5, 35, 3, 31

10, 24, 10, 35, 3, 26, 18, 35 20, 28 31

15, 19, 18, 22

18, 19, 28, 15

5, 8, 13, 30

10, 15, 10, 20, 19, 6, 18, 35 35, 26 26

1, 35

7, 2, 35, 39

4, 29, 23, 10

1, 24

15, 2, 29

12, 8

6, 28

10, 28, 24, 35

24, 26

30, 29, 14

19, 10, 32, 18

15, 17, 30, 26

10, 35, 2, 39

30, 26

26, 4

17, 32

17, 7, 30

10, 14, 18, 39

30, 16

10, 35, 2, 18, 40, 4, 18 4

35, 6, 13, 18

7, 15, 13, 16

36, 39, 34, 10

2, 22

2, 6, 34, 10

29, 30, 7

35, 16, 32, 18

35, 3

10, 39, 35, 34

30, 6 10, 13, 8, 15, 35, 19 38

23

29, 35

29, 30, 6, 13

19, 35, 38, 2

14, 20, 19, 35

10, 13, 28, 38

18, 19, 29, 38

19, 35, 18, 37

14, 15

8, 35, 40, 5

10, 37, 36

10, 35, 14

2, 36, 25

10, 36, 3, 37

37, 36, 10, 14, 36 4

4, 6, 2

14

35, 29, 3, 5

14, 10, 34, 17

13, 26

14, 29, 18, 36

36, 22

13, 27, 10, 35

39, 3, 32, 3, 35, 23 35, 1, 32 27, 15

13, 19

27, 4, 29, 18

32, 35, 27, 31

14, 2, 39, 6

2, 14, 30, 40

35, 27 15, 32, 35

27, 3, 26

30, 10, 40

35, 19

19, 35, 10

35

10, 26, 35, 28

35

35, 28, 31, 40

29, 3, 28, 10 29, 10, 27

of mov- 27, 3, 15 Durability ing object 10

19, 35, 39

2, 19, 28, 6, 35, 4, 35 18

of im16 Durability mobile object

19, 18, 36, 40

14 Strength

17 Temperature

10, 30, 19, 13, 19, 18, 22, 40 39 36, 40

18 Brightness

35, 19

2, 19, 6

spent by 19 Energy moving object

5, 19, 9, 35

28, 35, 6, 18

Energy spent by 20 non-moving ob ject

35

21 Power  22 Waste of energy of sub23 Waste stance

32, 35, 19

32, 1, 19

32, 35, 1, 15

19, 24, 3, 2, 15, 14 19

28, 27, 3, 18

10

20, 10, 3, 35, 10, 28, 18 40

16

27, 16, 18, 38

10

28, 20, 10, 16

2, 14, 17, 25

21, 17, 35, 38

21, 36, 29, 31

32

19, 16, 1, 6

13, 1

6, 19, 37, 18

12, 22, 15, 24

35, 24, 18, 5

19, 2, 35, 32

26, 10, 19, 35, 28 10, 38

16

2, 14, 17, 16, 6, 16, 6, 19, 25 19 37

10, 35, 38

35, 28, 28, 27, 27, 16, 31, 40 3, 18 18, 38 10

21, 36, 39, 31

10

25 Waste of time

29, 3, 20, 10, 28, 20, 28, 18 28, 18 10, 16

of 26  Amount substance

14, 35, 3, 35, 34, 10 10, 40

27 Reliability

11, 28

1, 6, 13

3, 38 35, 18, 24, 5

28, 27, 12, 31

19

19, 1, 26, 17

1, 19

35, 38, 19, 18

34, 23, 16, 18 3, 35, 31

28, 27, 18, 38

10, 19

35, 20, 10, 6

4, 34, 19

35, 27, 2, 37

19, 10

10, 18, 32, 7

7, 18, 25 6, 3, 10, 24

28, 27, 18, 38

35, 27, 2, 31

15, 18, 35, 10

10, 19

19, 10

24, 26, 24, 28, 35 28, 32

1

35, 20, 10, 6

10, 5, 18, 32

35, 18, 24, 26, 10, 39 28, 32

3, 17, 39

34, 29, 16, 18

3, 35, 31

35

7, 18, 25

6, 3, 10, 24

24, 28, 35, 38, 35 18, 16

2, 35, 3, 25

34, 27, 3, 35, 10 11, 32, 6, 40 13

21, 11, 27, 19

36, 23

21, 11, 26, 31

10, 11, 35

10, 35, 29, 39

10, 28

of m ea- 28, 6, 28  Accuracy surement 32

28, 6, 32

10, 26, 6, 19, 28, 6, 1, 24 24 32

3, 6, 32

3, 6, 32

26, 32, 27

of m an- 3, 27 29  Accuracy ufacturing

3, 27, 40

32, 2

32, 2 10, 2, 22, 37

2, 35, 6 28, 26, 27, 1

17, 1, 40, 33

1, 19, 26, 17

1, 6

35, 38, 19, 18

3, 35, 31

35, 29, 21, 18

19, 26

3, 32

22, 33, 35, 2

1, 19, 1, 24, 6, 32, 13 27

factors 30 Harmful acting on object

18, 35, 22, 15, 37, 1 33, 28

side-ef31 Harmful fects

15, 35, 15, 22, 21, 39, 22, 35, 2, 19, 24, 22, 2 33, 31 16, 22 24 39, 32

21, 28, 40, 3

10, 16, 31, 28

24, 34, 28, 32

2, 6, 32

13, 32, 2

35, 31, 10, 24

32, 26, 28, 18

32, 30

19, 22, 31, 2

21, 22, 35, 2

33, 22, 22, 10, 35, 18, 19, 40 2 34

35, 33, 29, 31

19, 22, 18

2, 35, 18

21, 35, 2, 22

10, 1, 34

1, 4

27, 1, 12, 24

19, 35

15, 34, 32, 24, 35, 28, 35, 23, 1, 33 18, 16 34, 4 24

27, 1, 4

35, 16

27, 26, 18

28, 24, 27, 1

of  33 Convenience use

32 40, 3, 28

29, 3, 8, 25

1, 16, 25

26, 27, 13

13, 17, 1, 13, 24 1, 24

35, 34, 2, 10

2, 19, 13

28, 32, 2, 24

34 Repairability

11, 1, 2, 9

11, 29, 28, 27

1

4, 10

15, 1, 15, 1, 28, 13 16

15, 10, 32, 2

15, 1, 32, 19

35 Adaptability

35, 3, 32, 6

13, 1, 35

2, 16

27, 2, 3, 35

6, 22, 26, 1

19, 1, 29

of  36 Complexity device

2, 13, 28

10, 4, 28, 15

of  37 Complexity control

27, 3, 19, 29, 25, 24, 3, 27, 35, 2, 24, 15, 28 39, 25 6, 35 16 26

of automa38 Level tion

25, 13

39 Productivity

29, 28, 35, 10, 20, 10, 10, 18 2, 18 16, 38

6, 9

19, 35, 29, 13

2, 29, 2, 17, 13 24,1317, 27, 28 19, 35, 16

32, 2, 32, 13 26, 2, 19 8,19 35, 21, 28, 10

26, 17, 19, 1

35, 10, 38, 19

25

35, 38, 18, 16

10, 30, 4

1, 3, 32 Manufacturability 10, 32

35, 38

3, 35,31

35, 28, 3, 17, 30, 21, 18 39

28, 27, 18, 31

1, 13, 19, 38, 7 32, 15

26

of informa24 Loss tion

32, 30, 19, 15, 3, 21, 16 17

19, 10, 35, 38

1

10, 21, 29

4, 10, 27, 22

1, 22

3, 24, 39, 1

4, 28, 10, 34

12, 35

2, 35, 34, 27

32, 1, 10, 25

2, 28, 10, 25

18, 15, 1

15, 10, 2, 13

35, 28

3, 35, 15

20, 19, 30, 34

10, 35, 13, 2

35, 10, 28, 29

6, 29

13, 3, 27, 10

19, 1, 16, 10

35, 3, 15, 19

1, 13, 10, 24

35, 33, 18, 28, 3, 27, 29, 27, 22 32, 9 18

28, 2, 27

23, 28

35, 10, 18, 5

35, 33

35, 20, 10

28, 10, 29, 35

28, 10, 13, 15, 35, 23 23

24, 28, 35, 30

35, 13 35, 38

TRIZ Contradiction Matrix 27

28

29

30

31

32

33

34

35

Undesired  Accu-  Accu- Harmful result of  Manufac Convenof  factors Harmful  Adapt(Conflict) Relia- racy mea- racy side- turabili- ience of  Repairbility manuacting on ability ability sure- facturing object effects ty use Feature to ment Change Weight of  1 moving object

3, 11, 28, 27, 28, 35, 1, 27 35, 26 26, 18

of non2 Weight moving object

10, 28, 18, 26, 8, 3 28

2, 19, 22, 35, 22, 37 1, 39

28, 1, 9

of  3 Length moving object

10, 14, 28, 32, 10, 28, 1, 15, 17, 17, 15 29, 40 4 29, 37 24

of non4 Length moving object

15, 29, 32, 28, 2, 32, 10 28 3

of  5  Area moving object

10, 1, 35, 17

22, 21, 18, 27

22, 35, 27, 28, 35, 3, 2, 31, 39 1, 36 24

1, 18

36

37

38

Compl- Compl- Level of  Productexity of  exity of  autoivity device control mation

2, 27, 28, 11

29, 5, 15, 8

26, 30, 28, 29, 26, 35, 35, 3, 24, 36, 34 26, 32 18, 19 37

6, 13, 1, 32

2, 27, 28, 11

19, 15, 29

1, 10, 26, 39

25, 28, 17, 15

2, 26, 35

1, 29, 17

15, 29, 35, 4

1, 28, 10

14, 15, 1, 16

1, 19, 26, 24

35, 1, 26, 24

17, 24, 14, 4, 28, 26, 16 29

15, 17, 27

2, 25

3

1, 35

1, 26

26

2, 32

22, 33, 28, 1

17, 2, 18, 39

13, 1, 26, 24

15, 17, 13, 16

15, 13, 10, 1

15, 30

14, 1, 13

2, 36, 26, 18

of non-mov- 32, 35, 26, 28, 6  Area ing object 40, 4 32, 3

2, 29, 18, 36

27, 2, 39, 35

22, 1, 40

40, 16

16, 4

16

15, 16

1, 18, 36

2, 35, 30, 18

15, 13, 30, 12

10

15, 29

26, 1

29, 26, 35, 34, 4 16, 24

1, 31

2, 17, 26

Volume of  7 moving object

14, 1, 25, 26, 25, 28, 40, 11 28 2, 16

22, 21, 27, 35

17, 2, 40, 1

29, 1, 40

of non8 Volume moving object

2, 35, 16

34, 39, 19, 27

30, 18, 35, 4

35

9 Speed

11, 35, 28, 32, 10, 28, 1, 28, 35, 2, 24, 27, 28 1, 24 32, 25 23 35, 21

35, 13, 8, 1

10 Forc Force e

3, 35, 35, 10, 28, 29, 1, 35, 40, 13, 3, 13, 21 23, 24 37, 36 18 36, 24

15, 37, 1, 28, 3, 18, 1 25

Tension, 11 pressure

10, 13, 6, 28, 19, 35 25

12 Shap Shape e

10, 40, 28, 32, 32, 30, 16 1 40

of  13 Stability object 14 St S trength

13 11, 3

of mov- 11, 2, 15 Durability ing object 13

32, 28, 13, 12

15, 1, 11

15, 17, 18, 20

26, 35, 36, 37, 10, 18 10, 19

2, 35

2

35

19, 1, 35

2, 36, 37

35, 35, 24 10, 14, 37

2, 13, 1, 15, 29 16, 29, 15, 13, 1 1, 28 39

15, 1, 17, 26, 34, 32 10

35, 1

1, 32, 17, 28

32, 15, 26

18, 35, 35, 40, 24, 30, 27, 39 18

35, 19; 32, 35, 30

2, 35, 10, 16

35, 30, 2, 35, 22, 35, 22, 34, 2 26 39, 23

3, 27, 16

3, 27

18, 35, 37, 1

15, 35, 22, 2

11, 3, 10, 32

32, 40, 28, 2

27, 11, 15, 3, 32 2, 13, 3 28

27, 3, 15, 40

3

3, 27, 16, 40

22, 15, 33, 28

21, 39, 16, 22

27, 1, 4

12, 27

29, 10, 1, 35, 13 10, 4, 27 29, 15

19, 29, 39, 35

17, 1, 40, 33

22

35, 10

1

24

22, 33, 35, 2

22, 35, 2, 24

26, 27

3, 32

15, 19

11, 15, 32

1, 8, 3

23, 35, 40, 3

3, 27, 35, 31

26, 2, 19, 16 15, 28, 35

35, 19, 19, 35, 32, 39 28, 26

28, 26, 19

15, 17, 15, 1, 19 6, 32, 13, 16 13

32, 15

2, 26, 10

2, 25, 16

2, 35, 6

19, 35

17, 2, 29, 1, 15, 15,16 2, 27, 28 17, 28 13,29,

35, 38

32, 2

12, 28, 35

10, 36, 23

10, 2, 22, 19, 22, 37 18

21 Power 

19, 24, 32, 15, 26, 31 2

28, 26, 30

1

2, 35, 18

32

21, 22, 35, 2

21, 35, 2, 22

of sub23 Waste stance

10, 29, 16, 34, 35, 10, 39, 35 31, 28 24, 31

33, 22, 30, 40

10,1, 34, 29

of informa24 Loss tion

10, 28, 23

25 Waste Waste of of time time

10, 30, 24, 34, 24, 26, 4 28, 32 28, 18

35, 18, 34

35, 22, 35, 28, 4, 28, 10, 18, 39 34, 4 34

32, 1, 10

of 26  Amount substance

18, 3, 13, 2, 28, 40 28

35, 33, 28, 31

3, 35, 40, 39

2, 32, 3, 13, 10, 25 15, 3, 29 27, 10

22, 10, 1 10,3221,

32, 3, 27, 35, 2, 3,5 2, 11, 23 11, 32, 1 40 40, 26

of m ea- 5, 11, 28  Accuracy surement 1, 23

28, 24, 22, 26

3, 33, 39, 10

of m an- 11, 32, 29  Accuracy ufacturing 1

26, 28, 10, 36

4, 17, 34, 26

27, 24, 28, 33, 26, 28, 2, 40 23, 26 10, 18

side-ef31 Harmful fects

24, 2, 3, 33, 40, 39 26

32 Manufactura Manufacturability bility

35, 2, 10, 34

35, 22, 1

2, 19

19, 17, 34

32

29, 1, 35, 27

27, 22

39, 29, 25, 10

35, 33

27, 17, 1, 1113, 13, 35, 40 25, 8, 24 1

35, 28

27, 40, 28

1, 32, 35, 23

2, 25, 28, 39

34 Repair Repairabi ability lity

11, 10, 10, 2, 1, 16 13

25, 10

35, 10, 2, 16

35 Adapta Adaptabili bility ty

35, 13, 35, 5, 8, 24 1, 10

of  36 Complexity device

13, 35, 2, 26, 1 10, 34

of  37 Complexity control

27, 40, 26, 24, 28, 8 32, 38

18, 10, 32, 1

1, 32, 35, 25, 10 23

2, 5, 12

11, 13, 27

28, 2, 17

28, 35, 34

2

28, 10, 29, 35

35, 11, 22, 31

1, 35, 1, 12, 26, 11, 10 15

27, 26, 27, 9, 26, 1, 13 24

22, 19, 29, 28

2, 21

5, 28, 11, 29

2, 33

2

2, 5

3, 27, 29, 18 1, 35, 29, 38

26, 28, 10, 18, 32, 18, 23 39

22, 19, 22, 19, 29, 40 29, 40

33, 3, 22, 35, 13, 34 24

26

2, 21, 27, 1

2

22, 35, 18, 39

6, 28, 11, 1

8, 28, 1

35, 1, 10, 28

7, 1, 4, 16

35, 1, 13, 11

34, 35, 7, 13

1, 32, 10

15, 29, 37, 28

1, 15

1, 32, 10, 25

28, 2, 10, 34, 28, 10, 34 32

15, 1, 28

12, 26

35, 22, 35, 28, 1, 28, 7, 18, 39 2, 24 19

13, 29, 3, 27

1, 34, 12, 3

29, 15, 28, 37

1, 35, 13

8, 35

32, 26, 12, 17

1, 13

1, 26, 1, 12, 34, 13 3

13, 23, 15

15, 34, 1, 16

1, 13, 15, 34, 1, 1, 16, 7, 31 16 4 19, 1

35

26, 2, 18

35, 1, 2, 13, 15 27, 26, 11, 9 1 12, 26, 1, 32

22, 19, 29, 40

22, 35, 13, 24

1, 6

18, 28, 24, 28, 32, 10 35, 30

6, 35, 1, 13, 17, 1, 32, 13, 35, 2 27, 35, 26, 24, 25, 18 34 13, 11 10, 34 32, 38

2, 5, 13, 16

35, 11, 32, 31

of automa- 11, 27, 28, 26, 28, 26, 38 Level tion 32 10, 34 18, 23

6, 29

19, 1, 31

17, 27, 25, 13, 8, 40 2, 34

35, 3, 15, 23

10, 20, 16, 38

15, 34, 32, 28, 2, 2, 35, 15, 10, 2 35, 10, 35, 18, 35, 10, 28, 35, 10, 33 24 34, 27 28, 24 10, 13 18 23

24, 2

26, 24, 32

20, 19, 19, 35, 30, 34 16 7, 23

4, 17, 34, 26

1, 35, 12, 18

1, 35, 1, 10, 10, 38 34, 28

26, 35, 18

24, 35, 2, 25, 28, 35, 10, 2 39 2

of  33 Convenience use

39 Product Productivit ivity y

26, 10, 34

1

19, 35, 16, 25

1, 4

19, 22, 31, 2

Harmful factors 30 acting on object

14, 6, 10 35, 17, 19

4, 10, 2, 18, 27 2, 17, 16 16

Energy spent by 20 non-moving ob ject

27 Reliab Reliabilit ility y

29, 35, 10, 14

26, 27

1, 35, 6, 27

33, 30

15

25, 34, 6, 35

19, 21, 3, 1, 11, 27 32

22 Waste of of energy energy 11,3510,

3, 28, 35, 37

2

spent by 19 Energy moving object

32, 2

35, 37, 10, 2 10, 18

22, 2, 1, 35

19, 35, 32, 19, 3, 10 24

10, 6, 2, 34

3, 34, 27, 16

11

17 Tempera Temperatur ture e

10, 15, 17, 7

10, 28, 4, 34

1, 35, 16

34, 27, 10, 26, 6, 40 24

23

15, 10, 26

2, 33, 27, 18

3, 35

14, 30, 10, 26, 34, 28, 23 2

34, 2, 28, 27

22, 2, 37

Durability of im16 mobile object

18 Brightn Brightness ess

1

1, 28, 15, 35

30, 14, 7, 26

28, 29, 9 26, 32, 3

35, 10, 25

39

1 15, 10, 37, 28

15, 10, 37, 28

27, 34, 35, 28, 6, 35 37 15, 1, 24

12, 17, 28

34, 21

35, 18

27, 4, 1, 15, 24, 34, 27, 35 10 25 1, 35, 28, 37

12, 17, 35, 18, 28, 24 27, 2

5, 12, 35, 26 5, 12, 35, 26

Tabel 7

40 Prinsip Imajinatif-Invensi (40 Inventive Principles) Principles)

1 Segme Segment ntas asii (Segmentation) Segmentation)

21 PencepatanPencepatan-perla perlakuan kuan (Rushing through, Skip-

2 Ekstr Ekstraks aksii (Extraction, Taking Out, Taking Away )

22 Pemanfa Pemanfaata atan-ke n-kerug rugian ian (Convert harm into bene-

3 Optimi Optimisas sasii lokal lokal (Local Quality )

23 Umpan Umpan-b -bal alik ik (Feedback )

4 Ketaksi Ketaksimetr metrika ikan n ( Asymmetry   Asymmetry )

24 Pera Perant ntara ara (Mediator, “Intermediary” )

5 Pengga Penggabun bungan gan (Combination, Merging, Consolidation) Consolidation )

25 Swal Swalay ayan an (Self-service) Self-service)

6 Multi Multigun guna/S a/Stan tandar dar (Universality )

26 Foto Foto-M -Mod odel el (Copying )

7 Pers Persar aran anga gan n (Nesting/Nested Doll, Russian Doll,

27 Murah Murah sekali-p sekali-pakai akai (Inexpensive short life, Cheap

8 Penye Penyeimba imbanga ngan n (Counterweight, Counter force )

28 Penggantia Penggantian n sistem/t sistem/teknik eknik (Replacement of a

9 Penc Penceg egah ahan an (Prior Counteraction, Preliminary Anti-

29 Pemakaian Pemakaian sistem sistem pneumatik atau atau hidrolik hidrolik

 ping )

fit, “Blessing in disguise” or “Turn Lemons into Lemonade” )

Matrioshka) Matrioshka)

short-living objects, Disposable) Disposable)

mechanical system, Mechanics substitution)

 Action)  Action)

(Use pneumatic or hydraulic systems) systems )

10 Peny Penyia iapa pan n (Prior Action, Preliminary Action) Action)

30 Pemakaian Pemakaian membran/lapisa membran/lapisan n (Flexible film

11 Peng Pengama amana nan n (Cushion in Advance, Beforehand cush-

31 Pemakaian Pemakaian material material ber-pori/r ber-pori/rongga ongga ( porous  porous

12 Penye Penyelar larasa asan n (Equipotentiality )

32 Pengu Pengubah bahan an warna warna (Changing the colour ) colour )

13 Pemba Pembali likan kan (Inversion, the other way round ) round )

33 Homogen Homogenita itas s (Homogeneity )

14 Peleng Pelengkung kungan an (Spheroidality, Curvature) Curvature)

34 Penghilan Penghilangan-pe gan-pemuncul munculan an (Rejecting and re-

15 Pendinamikan Pendinamikan/peng /pengadapta adaptasian sian (Dynamicity, Dy-

35 Transfo Transformas rmasii (Transforming physical or chemical 

16 Pelebihan/ Pelebihan/pengu pengurangan rangan (Partial, overdone or excessive action)

36 Trans Transis isii (Phase transition) transition)

17 Penamba Penambahan han-di -dimens mensii (Moving to a new/another di-

37 Pemu Pemuai aian an (Thermal expansion) expansion)

18 Pengge Penggetar taran an (Mechanical vibration) vibration)

38 Oksid Oksidat ator or (Use strong oxidizers, Strong oxidants) oxidants )

19 Periodisasi Periodisasi/pulsa /pulsasi-aksi si-aksi (Periodic action) action)

39 Lingku Lingkunga ngan n netral netral (Inert environment/ atmosphere) atmosphere )

(shell) or thin membranes, films) films )

ioning )

materials) materials)

generating parts, Discarding and recovering ) recovering )

namic )

states, Parameter changes) changes )

mension) mension)

20 Pemberlanjuta Pemberlanjutan-manfa n-manfaat at (Continuity of useful action) 40 Kompo Komposi sitt (Composite materials) materials) Penjelasan masing-masing prinsip di atas diuraikan dalam beberapa halaman berikut. Untuk setiap setiap prinsip diberikan beberapa contoh penafsiran yang diterapkan dalam bidang teknik. Bila cocok, sebagai contoh terakhir diberikan contoh penafsiran prinsip yang dimaksud bagi bidang pengembangan SDM (HRD; Human Resource Development ). ). Bagi setiap prinsip, prinsip, buku ini memperkenalkan simbol dengan gambar panah dengan panah dengan tiga macam bentuk dasar yakni yang mengait dengan ruang, waktu/proses, dan kondisi seperti yang diperlihatkan pada gambar 15 berikut. Berdasarkan bentuk dasar panah tersebut gambar panahnya dimodifikasi sesuai dengan makna prinsip yang dimaksud.

Gambar 15 Tiga 15 Tiga macam bentuk dasar simbol panah

27

1 Segmentasi (Segmentation  (Segmentation)) Segmentasi mengusahakan suatu objek untuk diubah menjadi bagian-bagian yang lebih kecil (komponen, modul). Dengan segmentasi mem ungkinkan bagian-bagian ini dirakit menjadi objek seperti kegunaan/bentuk awal atau kegunaan/bentu kegunaan/bentuk k lain sesuai dengan jenis dan jumlah k omponen/modul yang dipilih. Dengan bentuk yang ringkas segmentasi mempermudah pengiriman sebelum objek dirakit di tempat. Segmentasi mempermudah perawatan karena komponen bisa dijadikan sebagai suku-cadang. Segmentasi membuat objek/ pek erjaan besar menjadi bagian- bagian yang kecil yang akan tertangani dengan lebih baik. Derajat segmentasi bisa ditingkatkan mulai dari skala makro menjadi skala mikro (objek  subrakitan  bagian  komponen; masif  butiran  serbuk  cair   gas) sesuai kebutuhan. Contoh: - Pisau dengan mata potong lurus diubah menjadi berlekuk-lekuk dan bergerigi sehingga bisa dipakai untuk memotong roti tawar dengan lebih mudah dpd. dengan pisau bermata-potong lurus. - Nampan aluminium dengan alas rata diubah menjadi berlekuk-lekuk membentuk 3 atau 4 bagian berbeda luasnya sehingga bisa dipakai sebagai tempat nasi, sayur, dan lauk-pauk secara terpisah (tak perlu memakai piring, mangkok dan nampan secara terpisah; memudahkan pelayanan mandiri di cafetaria swalayan). - Dengan gula cair  yang   yang diberi pewarna makanan, sebagai ganti dari gula pasir , memungkinkan penjual es-bola (“es-gandul”) memaniskan kepalan es-serut yang diberi tusuk (atau tali) menjadi jajanan yang disukai anak-anak jadul (jaman dulu). - Balok (“permen”) coklat akan mudah dipatah-patahkan bila permen tersebut dicetak dengan bentuk balok yang disegmentasikan menjadi beberapa segmen terpisahkan dengan alur-alur. - Tongkat dengan penyapu dari alat penyedot debu dibuat dari bagian-bagian terpisah yang bisa dipersambungkan sesuai dengan pemakaiannya. - Furniture yang besar/masif dirancang ulang dengan memisahkan menjadi bagian-bagian tertentu dengan bentuk ringkas dan bisa dikirimkan dan dirakit di tempat menjadi berbagai bentuk/kegunaan seperti yang diinginkan pelanggan. - Kubus disegmentasikan menjadi m enjadi 9 kubus kecil di setiap sisinya menjadi mainan yang menarik untuk uji keterampilan menyamakan warna pada setiap sisi kubus setelah posisi setiap kubus dipindah-pindahkan secara acak dengan cara memutar satu persatu segmen terhadap sumbu putar yang merupakan sumbu kubus gabungan ( Scrambled Rubik’s Cube; Magic Cube). Cube ). - Mainan “Transformer  “Transformer ” dirancang dengan mensegmentasikan bagian-bagian objek dan menyatukannya secara cerdik dengan elemen pemersatu (engsel, pena-geser, dsb.) sehingga bisa diubah bentuknya dari robot menjadi pesawat atau mobil dan sebaliknya. - Alat bantu posisi-cekam (fixtures ( fixtures)) dirancang dengan prinsip modular  sehingga   sehingga bisa dirakit dari komponen-komponen standar (digabung dengan prinsip 6 Standar/Multiguna) yang dipilih sesuai dengan bentuk dan ukuran benda kerja yang akan dikerjakan di ruang kerja mesin perkakas. - Banyak hal yang telah dipraktekkan masyarakat mengenai prinsip 1 Segmentasi ini untuk berbagai keperluan yang intinya menaikkan nilai kegunaannya, misalnya kamar kecil untuk Pria & Wanita, tempat merokok & tempat bebas rokok, bagian anak-anak & orang cacat di tempat umum (bus, kereta api), toko besar dibagi-bagi menjadi bagian-bagian yang memudahkan pelanggan mencari barang yang dibutuhkan, dsb. - Satu jalur karir dengan teknisi di jenjang bawah, insinyur di jenjang menengah, dan manajer di  jenjang atas dapat disegmentasikan menjadi 3 jalur yang yang setara ( jalur kemitraan) kemitraan) yaitu jalur  yaitu jalur  teknisi ( teknisi (operator  operator ), jalur ), jalur insinyur ( insinyur (pemanfaat), pemanfaat), dan jalur dan jalur manajer ( manajer (pengelola). pengelola). Masing-masing jalur dijenjangkan dengan kesetaraan yang adil (di antara ke tiga jalur) sesuai dengan tingkat kesulitan dan ragam pekerjaan. Merupakan dasar dari pola pengembangan sumber  daya manusia P3JJ ( P3JJ (Profesi Profesi dengan 3 Jalur ber-Jenjang). ber-Jenjang). - Setiap pekerjaan dapat disegmentasikan menjadi 8 unsur yaitu (1) perencanaan, (2) sarana, (3) informasi/data, (4) perkakas/metoda, (5) penggairah/katalisator, (6) prasyarat, (7) pemantauan/ penilaian, dan (8) pemeliharaan. Berdasarkan unsur unsur tersebut dapat dibuat acuan yang dipakai untuk menafsirkan tingkat kesulitan beragam pekerjaan yang harus sesuai dengan tingkat kebisaan (profesi) personil yang menanganinya. Merupakan perwujudan nyata dari perintah “serahkan urusan/pekerjaan kepada ahlinya” sebagai dasar dari pola P3JJ. P3JJ.

28

2 Ekstraksi (Extraction, Taking Out, Taking Away ) Ekstraksi merupakan usaha untuk memisahkan bagian atau sifat tertentu (satu/beberapa) milik objek semula dan menempatkannya di lokasi lain masih dalam satu kegunaan atau untuk keperluan lain. Bergantung pada penilaian, bagian/sifat dengan nilai negatif (mengganggu bagian lain objek atau lingkungan objek) dipisahkan dengan memindahkan sumber pengganggu, dan yang bernilai positif diambil untuk dimanfaatkan, yang bisa menjadi hal yang khusus/spesial. Contoh: - Kompresor & kondensor AC (bagian-bagian objek AC) yang berisik dipisahkan dan ditempatkan di luar kamar sementara evaporator dan kipas udaranya tetap ditempatkan dalam kamar untuk mengalirkan udara dingin. - Panas yang dihasilkan CPU diambil dengan memakai bahan konduktor panas dan disalurkan ke sirip-sirip di dinding PC untuk disebarkan ke luar dengan/tanpa bantuan kipas. - Cahaya lampu disalurkan dengan memakai serat optik untuk dimanfaatkan sehingga panas lampu tidak akan menjadi sumber pengganggu. - Cahaya matahari yang menyilaukan disaring dengan gelas/lensa warna gelap menyamankan mata pemakai kacamata saat berjemur di pantai. Gelas/bahan transparan dengan warna tertentu banyak digunakan sebagai penyaring (f ilter ) pada peralatan optik (foto, microscope; lihat prinsip 32 Pengubahan warna/Changing colour). - Tukang batu mengatur kemiringan saringan (kawat kasa diberi rangka papan persegi-panjang; ditegakkan di lantai dan dimiringkan dengan pengganjal papan). Selanjutnya, pasir yang dikirim dari “toko material” diserok dan ditaburkan (“dilemparkan”) dari arah depan untuk mendapatkan pasir “homogen” dengan besar butir tidak lebih besar dari ukuran tertentu yang terpisah (terjatuh ke bawah kawat saringan) dari pasir lain yang tak homogen dengan ukuran yang lebih besar yang melorot dari sisi depan saringan. Kapan tukang batu tsb. lebih memiringkan dan kapan ia m engatur saringan lebih tegak posisinya? Bagaimana halnya kalau pasir tersebut ditaburkan dari atas? - Pemantauan jarak jauh (remote sensing ) adalah contoh penerapan prinsip 2 Ekstraksi, untuk mengambil data yang diperlukan saja dari peralatan ukur/pemantau yang berada jauh dari pengamat di lokasi di mana proses/kejadian berlangsung. Hal ini dilakukan untuk mempermudah, mempercepat, atau memungkinkan pengambilan data tanpa mem bahayakan pengamat. - kamar kontrol di suatu pabrik kimia atau pembangkit listrik dirancang pada lokasi tertentu serta diamankan dari dampak buruk akibat kegagalan (kebakaran, ledakan) pabrik/pembangkit. Berbagai sensor dan elemen pengatur dipasang pada lokasi tertentu dan datanya dikirimkan lewat kabel atau radio ke kamar kontrol. - robot Cassini diluncurkan (1997) oleh manusia bumi untuk mengorbit di sekitar planet Saturnus. Data pengamatannya (foto, dan data ilmiah lainnya) dikirimkan ke bumi untuk mempelajari fenomena yang terjadi di planet Saturnus antara lain mengenai badai dan aurora di atmosfir Saturnus, cincin di sekitarnya serta 3 bulan (Io, Titan, Dione) dari 30 bulan planet Saturnus. - robot Spirit A (MER-A; Mars Exploration Rover A), setelah menghabiskan waktu sekitar 7 bulan sejak diluncurkan, akhirnya mendarat di planet Mars pada tanggal 4 Januari 2004. Tiga minggu kemudian, saudaranya Spirit B (MER-B) mendarat di bagian lain dari planet Mars. Robot tsb. dirancang untuk bekerja selama 3 bulan, namun ternyata mereka bisa bertahan sampai lebih dari 5 tahun. Pada tanggal 26 November 2011 robot Curiosity juga telah didaratkan di planet Mars yang memiliki berbagai instrumentasi untuk mempelajari fenomena di planet merah tsb. Komunikasi dengan bumi dilakukan lewat tiga satelit yang mengorbit planet Mars yaitu 2001 Mars Odyssey, Mars Reconnaissance Orbiter  dan ESA's Mars Express satellite. - Industri jamu herbal berusaha memisahkan zat-zat yang bermanfaat dari berbagai macam bagian tanaman untuk diramu menjadi berbagai macam jamu yang memiliki nilai ekonomis. - Bila toko besar yang dibagi-bagi menjadi bagian-bagian yang memudahkan pelanggan mencari barang yang dibutuhkan adalah penerapan prinsip 1 Segmentasi, maka membuat toko khusus/spesial untuk menjual mainan anak-anak merupakan contoh penerapan prinsip 2. - Cabang spesialis bagi setiap jalur (teknisi, pemanfaat, atau manajer) bisa dengan mudah dibentuk yang merupakan pencabangan pohon kebisaan  untuk menangani segmen tertentu dari lapangan kerja (pohon pekerjaan). Pohon kebisaan dan pohon pekerjaan harus serasi dan ini merupakan salah satu dasar dari pola pengembangan sdm P3JJ.

29

3 Optimisasi lokal (Local Quality ) Optimisasi lokal mengusahakan peningkatan kegunaan/mutu objek dengan mengubah atau menempatkan satu atau beberapa bagian objek pada lokasi/ lingkungan yang lebih sesuai, yang mempercepat/mempermudah proses (sebagai katalisator ). Mengubah bentuk, atau sifat bagian objek, atau lingkungan objek yang seragam menjadi bervariasi dapat membuat bagian tersebut berfungsi lebih baik sehingga menaikkan mutu objek. Contoh: - Lemari es dengan satu ruang diubah menjadi beberapa ruang dengan temperatur tak seragam guna menyimpan berbagai jenis makanan masing-masing sesuai dengan temperaturnya yang optimum. - Bahan tungsten yang dipakai sebagai kawat spiral lampu pemanas dibuat tak seragam berat  jenisnya. Kawat spiral dengan bagian dalam yang lebih ringan membuat panas yang dihasilkan lampu menjadi lebih seragam. - Proses perlakuan panas (heat-treatment ) sering dipakai untuk mengeraskan permuk aan baja supaya tahan gesekan namun bagian dalam tetap liat sehingga mampu m enahan beban ketika baja tersebut dipakai sebagai komponen m esin/peralatan sesuai dengan kondisi pembebanannya (kombinasi gaya: tarik, tekan, puntir, geser, gesek). Berbagai macam teknik pemanasan (dapur gas/listrik; electric/gas furnace, garam cair; salt  bath furnace) dipakai sesuai dengan komposisi bahan, hasil akhir, volume benda serta ongkos proses perlakuan panas. Pemanasan lokal bisa dilakukan dengan teknik pemanasan induksi (induction heating ) dengan menggunakan induktor berupa tabung tembaga yang dibentuk spiral atau berlekuk-lekuk melingkari bagian benda yang dipanaskan. Tabung induktor  didinginkan dengan aliran air/minyak pendingin ketika arus searah dialirkan padanya. Berdasarkan rancangan tabung induktor, jarak ke permukaan benda, dan temperatur yang diinginkan, kuat arus ditentukan beserta waktu induksi. Ketika permukaan benda telah mencapai temperatur transisi martensitik, benda didinginkan dengan cepat ( quenching ) membuat struktur permukaan dengan komposisi martensit dan secara berangsur angsur  berubah menjadi perlit sesuai dengan kedalamannya (daerah yang dipengaruhi oleh proses perlakuan panas; HAZ; Heat Affected Zone). - Dalam proses ekstraksi (prinsip 2) minyak mentah ( crude oil ) digunakan teknik cracking   yakni pemecahan untaian hidro karbon yang panjang menjadi untaian hidro karbon yang pendekpendek dengan cara pemanasan kemudian didinginkan secara bertahap. Minyak mentah yang diuapkan (dengan memakai uap air super panas 800 C) dimasukkan pada tabung destilasi yang diatur temperaturnya mulai dari dasar (sekitar 600 C) sampai dengan puncak tabung (sekitar 20C). Sesuai dengan temperatur k ondensasinya bagian-bagian dari minyak mentah tsb. diambil dari tabung destilasi yakni minyak residu (500 C), parafin/lilin (300 C), oli/minyak pelumas (250C), solar/diesel (200C), kerosine/minyak tanah (150 C), bensin (120C), naftan (40C), dan gas/ petroleum gas (20C). Selain dengan memainkan temperatur seperti proses di atas, proses cracking  bisa dipercepat dengan menggunakan katalis (catalytic cracking ) misalnya dengan memakai zeolite, aluminum hydro silicate, bauxite, atau silica-alumina seperti pada proses fluid-catalytic  cracking  atau dengan katalis gas hidrogen seperti pada proses hydro cracking . Selain proses ekstraksi seperti di atas, dapat digunakan proses kebalikannya yaitu penggabungan (unification), misalnya proses catalytic reforming   yang memakai katalis platinum atau platinum-rhenium, untuk menggabung naftan menjadi produk aromatik sebagai bahan baku industri kimia. Proses pengubahan (alteration) struktur hidro karbon bisa dilakukan dengan memakai proses alkylation  dengan memakai katalis hydrofluoric acid dan sulfuric acid yang menggabung propylene dan butylene menjadi high octane hydrocarbons yang dipakai sebagai pencampur  bensin untuk menaikkan nilai oktan supaya bensin tidak mudah terbakar dengan sendirinya (bukan karena percikan listrik busi) ketika mengalami kompresi dalam ruang bakar, mencegah mesin “ngglitik” (engine knocking ). - Tiga jalur karir hasil segmentasi (prinsip 1) akan memudahkan pengembangan SDM karena untuk setiap jalur bisa dioptimumkan sesuai dengan karakteristiknya. Jalur teknisi dioptimumkan keterampilannya dalam mengoperasikan mesin/peralatan, jalur insinyur (pemanfaat) dioptimumkan kecakapannya dalam memanfaatkan sumber daya, sementara jalur manajer  dioptimumkan kebijakannya dalam mengelola pekerjaan.

30

4 Ketaksimetrikan ( Asymmetry ) Manusia cenderung menyukai bentuk yang simetrik, tak heran bila rancangannya pun cenderung simetrik. Kesimetrikan bisa menguntungkan terutama yang menyangkut pembuatan. Namun, kesimetrikan bukanlah hal yang absolut tak boleh diubah. Mengubah rancangan simetrik menjadi tak simetrik bisa mencegah kesalahan pemakaian, menaikkan kegunaan, mengefisienkan, memperindah, atau bahkan memungkinkan perwujudan objek. Simetrik dalam hal ini tidak hanya mengait dengan aspek bentuk/geometri saja melainkan juga dengan aspek lain; sifat, fungsi, kegunaan. Bila objek memang sudah tak simetrik, menaikkan tingkat ketaksim etrikannya mungkin bisa menyelesaikan permasalahan. Catatan: - Seragam dan simetrik memang memiliki konotasi serupa yaitu kesamaan. Dua kata ini kadang digunakan dengan rancu. Untuk menghindari kerancuan pakailah satuan/bentuk geometrik (garis/sumbu, bidang, atau bentuk lainnya) sebagai pembatas sehingga objek-objek yang dimaksud terbagi dua (kiri & kanan, atas & bawah, muka & belakang, dalam & luar bagi simetri-putar) untuk menyatakan derajat kesimetrikannya. Sementara bagi kata seragam tak harus ada pemisah seperti pada kata simetrik. Kata seragam lebih sering dipakai pada penjelasan prinsip 3, sedangkan kata simetrik lebih sering dipakai pada pr insip 4. Bagaimana halnya dengan kata seragam dan kata homogen? Contoh: - Dengan membuat geometri tak simetrik akan mencegah kekeliruan dalam perak itan komponen yang serupa namun berbeda penempatan (kiri dan kanan). Pernah dengar prinsip Poka-Yoke? - Bentuk silinder palu besi yang simetrik kiri dan kanan diubah menjadi tak simetrik. Sebelah kiri menjadi berbentuk setengah bola dengan ujung semi rata untuk memukul paku atau menempa dan melengkungkan plat. Sebelah kanan berbentuk limas dengan ujung pipih untuk menekan dan menekuk plat, dan ujung tersebut diberi celah untuk menarik paku keluar dari papan. Dengan prinsip ini palu besi tersebut dinaikkan k egunaannya. Namun palu godam yang besar dengan bentuk yang simetrik tak pernah diubah menjadi tak simetrik, mengapa? - Sirip-sirip pada silinder pengaduk campuran semen, batu, dan pasir tidak dibuat simetrik putar  letaknya. Dengan mengubah penempatannya menjadi tak simetrik akan mengefisienkan proses pengadukan bahan dalam pembuatan beton. - Bentuk atap yang tak simetrik bisa memperindah bentuk rumah, demikian pula halnya prinsip ketaksimetrikan dalam perancangan mode pakaian wanita. - Lensa yang dibuat bentuknya simetrik putar mampu memfokuskan berkas sinar monokromatik (panjang gelombang yang sama) yang datang sejajar sumbu optik. Namun, berkas sinar yang tak sejajar sumbu optik dibiaskan di pinggir atas/bawah tidak akan difokuskan pada lokasi yang sama dengan yang dibiaskan di pinggir kiri/kanan. Ketidaksempurnaan fungsi pemfokusan lensa seperti ini dinamakan abrasi astigmatik. Untuk mengatasi hal ini lensa tersebut harus dirancang tidak simetrik putar bentuknya. - Penampang sayap dibuat dengan bentuk tak simetrik antara bagian atas dan bawah, membuat sayap memiliki sifat aerodinamik mampu memberikan daya angkat pada pesawat. - Kombinasi pasangan kunci dan anak kunci dapat diperbanyak lagi jumlahnya dengan menaikkan derajat Ketaksimetrikan dan/atau ketakseragaman geometri (dimensi, bentuk, posisi) anak kunci.

31

5 Penggabungan (Combination, Merging, Consolidation) Penggabungan bertujuan untuk menggabung dua atau lebih objek untuk menyatukan dua atau lebih fungsi atau sifatnya semula menjadi satu kesatuan (ruang) sehingga memudahkan pemanfaatannya sesuai dengan kebutuhan (waktu: satuan, berurutan/serial, atau serentak/parallel). Fungsi dan/atau sifat yang digabung ini bisa saling mempengaruhi secara positif  sehingga menaikkan kegunaan masing-masing objek semula atau memiliki kegunaan/sifat baru sebagai hasil gabungannya. Contoh: - Mesin pencuci dan mesin pengering disatukan (dua fungsi yang berbeda) sehingga ringkas (ruang) dan bisa digunakan sesuai dengan keinginan, mencuci atau mengeringkan saja (waktu: satuan), atau mencuci dan mengeringkan (waktu: serial). - Pengait kiri dan kanan kacamata-baca dirancang dengan menambahkan lampu LED ( Light Emitting  Diode; hemat energi) di ujung kiri dan kanan rangka lensa kacamata untuk memungkinkan pengguna membaca tulisan atau tanda di tempat yang relatif gelap. Dua keping pipih baterei selain cukup untuk memberi tenaga lampu LED dalam waktu yang lama, juga hanya memerlukan tempat penyimpanan yang sempit. Jadi, pengait kacamata tsb masih bisa dirancang dengan bentuk pipih sehingga tidak menjadi kendala perancangan model kacamata. - Dengan semakin cermatnya teknologi pengukuran dan pembuatan, unit pemroses komputer (CPU) dapat diperkecil bentuk fisiknya sehingga mereka bisa digabung m enjadi satu unit yang terdiri atas 4 atau lebih pemroses (fungsi yang sama) yang bisa bekerja secara parallel. Hasilnya, PC terbaru saat ini mampu melakukan berbagai pekerjaan, yang meskipun semakin rumit, namun dapat dilakukan dengan semakin cepat. - Contoh penggabungan fungsi yang terjadi sebagai evolusi adalah telepon genggam (hp) yang Anda pakai. Dahulu alat komunikasi dikategorikan sebagai “menulis jarak jauh” (telegram) dan “bicara jarak jauh” (telepon). Semula “pesan” disampaikan dengan media listrik lewat kabel, lalu lewat radio. Dulu pesan hanya mungkin diolah secara analog, sekarang dikombinasikan dengan cara digital sehingga media penerus pesan tidak hanya diolah secara elektro-m agnetik saja melainkan bisa juga dikombinasikan dengan elektro-optik. Supaya bisa diteruskan ke mana-mana pada mulanya hanya dimanfaatkan jaringan kabel kemudian dikombinasikan dengan jaringan radio lalu dilanjutkan dengan pemanfaatan satelit, jaringan kabel optik, sampai dengan jaringan radio seluler seperti yang sekarang dimanfaatk an oleh hp Anda. Bila hp Anda tergolong “canggih” fungsi apa lagi yang ada padanya? - Vitamin B Kompleks, adalah gabungan dari beberapa jenis vitamin B (B1 (thiamine), B2 (riboflavin), B3 (niacin / niacin amide), B5 (pantothenic acid), B6 (pyridoxine, pyridoxal / pyridoxamine / pyridoxine hydrochloride), B7 (biotin), B9 (folic acid), B12 (cobalamins; cyanocobalamin supplements) yang dibuat karena ternyata laku dijual. Vitamin B ini berguna dalam membantu metabolisme sel. - Dua perusahaan kamera Jepang Konica dan Minolta pada thn. 2004 melakukan merger   menjadi Konica Minolta Holding Inc. Bersama Sony mereka melakuk an kerjasama ( joint venture) dalam pembuatan sensor cahaya CCD (Charge-Coupled Device) dan CMOS (Complementary-MetalOxide Semiconductor ). Tahun 2006 seluruh kegiatan kerjasama di atas diserahkan sepenuhnya kepada Sony. Berkat teknologi transfer tsb. Sony mampu membuat kamera digital SLR pertamanya yaitu seri Alpha, yang kemudian diikuti dengan peluncuran seri NEX yang merupakan kamera digital mirror-less interchangeable lens  berukuran kecil (hampir sama dengan kamera saku dengan lensa standar), dan seri RX (RX1 dengan sensor CMOS berukuran sama dengan ukuran film 35 mm, dengan kecermatan/resolusi 24.3 mega pixels) Catatan; Pada kamera SLR (Single Lens Reflex ) citra difokuskan oleh lensa ke pengintip (view-finder ) pada bagian atas kamera lewat cermin miring 45 . Saat tombol shutter  ditekan cermin terangkat dan citra difokuskan ke sensor citra untuk direkam. Pada kamera mirror-less citra ditayangkan lewat monitor AMOLED ( Active Matrix Organic  Light Emitting Diode) di belakang kamera dan juga bisa lewat electronic view finder . - Pokja (kelompok kerja; working- group) bisa dibentuk (dikonsolidasikan) untuk menyelesaikan pekerjaan dalam kurun waktu tertentu (singkat atau lama). Berdasarkan analisis pekerjaan (jenis, kompleksitas, dan volumenya) ragam dan jumlah anggauta pokja ditentukan dengan memanfaatkan basisdata SDM yang dimiliki organisasi. Kombinasi yang cocok mengenai kebisaan para personil anggauta pokja yang berasal dari tiga jalur (teknisi, pemanfaat, dan manajer) dan jenjang serta pohon k ebisaannya akan menentukan keefektifan dan keefisienan penyelesaian pekerjaan yang dimaksud.

32

6 Multiguna/Standar  (Universality ) Multiguna membuat satu objek memiliki beberapa kegunaan sesuai dengan kegunaan masing-masing objek yang ditiru (diinginkan). Berkat objek baru multiguna seperti ini semua objek lama yang digantikan fungsinya menjadi tak diperlukan lagi. Catatan: - Prinsip 6 Multiguna ini serupa dengan prinsip 5 Penggabungan, perbedaannya terletak pada pemicu pemakaian ke dua prinsip ini. Prinsip 6 Multiguna umumnya dipicu oleh kebutuhan, sementara prinsip 5 Penggabungan lebih dipengaruhi oleh adanya peluang untuk menggabung. - Secara lebih luas, prinsip multiguna juga dimaksudkan untuk membuat suatu objek (tek nik, metoda) lebih diterapkan oleh banyak pengguna (nasional, regional, global), misalnya dengan menerapkan keharusan melalui standardisasi. Contoh: - Pisau lipat multiguna (Swiss Knife) memang dirancang memiliki beberapa kegunaan praktis (memotong, menggunting, membuka botol minuman, membuka kaleng makanan, dsb.) dalam bentuk yang ringkas. Berkat pisau lipat m ultiguna seperti ini para pendaki-gunung/pecinta-alam tidak perlu lagi repot membawa seluruh objek yang digantikan objek multiguna tsb. selama pendakian/perjalanan. Catatan: Pisau lipat multiguna ini dapat juga dianggap sebagai penerapan prinsip 5 Penggabungan (bila aspek menggabung ingin ditonjolkan), atau prinsip 7 Persarangan (bila aspek penyimpanan yang ditonjolkan). - Bagi rumah kecil, beberapa peralatannya dirancang dengan kegunaan ganda, misalnya sofa yang bisa diubah menjadi tempat tidur, meja belajar yang bisa dipanjangkan menjadi meja makan, papan setrika yang diubah menjadi pembagi ruang (partisi), dsb. - Dahulu setiap PC memiliki berbagai macam konektor guna menyambungkan PC dengan berbagai macam peralatan di luar PC seperti keyboard, mouse, printer , external hard-disk , DVD player , network adapter , modem, dsb. Pengguna masih bisa menambah konektor lain dengan cara memasangkan peripheral card/board  pada slot  di motherboard PC. Setiap konektor memiliki bentuk fisik yang unik yang berbeda dengan yang lain sehingga tidak bisa dipertukarkan (ketertukarannya rendah). Kerepotan seperti ini mendorong orang untuk membuat suatu konektor yang bisa dipakai untuk semua peralatan, sehingga diperkenalkan konektor baru yang memiliki ciri universal. Pada mulanya pengguna harus membeli card/board yang dipasang di slot  yang tersedia di motherboard  dan diberi nama USB (Universal Serial Bus). Berkat standarisasi IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) saat ini semua motherboard PC sudah memiliki “peralatan standar” USB sehingga mempermudah pengguna PC dalam memanfaatkan berbagai macam peralatan yang ingin disambungkan ke PC (dan semua konektor kuno seperti yang disinggung di atas tidak lagi terdapat pada motherboard  PC model baru). - Jaringan kabel telepon analog (PSTN; Public Service Telephone Network , POTS;  Plain Old  Telephone Service) bisa diubah menjadi jaringan multiguna yakni penyampai pesan suara dan data digital. Melalui peralatan ADSL ( Asymmetric Digital Subscriber Line) data suara dan data digital dipisahkan dengan memakai Low Pass Filter, dan High Pass Filter . Data digital (internet) disampaikan dalam bentuk paket-paket menggunakan saluran upstream  (dari pelanggan ke kantor induk) dan downstream (dari kantor induk ke pelanggan) yang berbeda kapasitasnya (tidak simetrik; penerapan Prinsip 4, karena pada umumnya pengguna internet hanya menyampaikan data ukuran kecil, sementara dari internet provider data yang disampaikan berukuran besar). - Konsep pengembangan SDM dapat dirancang dengan membuat setiap personil berpotensi untuk menjadi personil multiguna. Meskipun ybs. terekam pada basisdata SDM sebagai personil dengan kebisaan pada jalur dan jenjang tertentu, bila dibutuhkan organisasi dapat m enugaskan ybs. pada jalur lain selama masih pada satu pohon kebisaan yang sama. Hal ini dimungkinkan karena model pengembangan SDM tsb. dirancang dengan fokus pada penanganan pekerjaan sesuai dengan tiga jalur (teknisi, pemanfaat, dan manajer) secara sistematik untuk membuat acuan kebisaan, acuan penugasan, dan acuan pembelajaran yang seirama dan runut (mudah dipelajari, diamalkan, dan dikembangkan). Dengan demikian, organisasi tidak memerlukan lagi “training need analyses” , dan kebisaan setiap personil bisa menjadi acuan yang dibakukan oleh perusahaan, nasional, atau bahkan regional/internasional.

33

7 Persarangan (Nesting/Nested Doll, Russian Doll, Matrioshka) Persarangan adalah membuat objek dapat disatukan dengan objek lain (sama, serupa/sejenis, atau tak sejenis). Mereka bisa “dikembalikan ke sarangnya” dengan cara disatukan, ditumpuk, dan/atau dimasukkan ke dalam yang lain, sehingga menjadi sangat ringkas, mengefisienkan penyimpanan, pengiriman, pencarian, dan pengambilan/pembongkaran. Elemen pemersatu objek dan sarangnya dirancang dengan teknik statik (persesuaian bentuk geometrik) dan/atau kinematik untuk mempermudah pemasangan dan pelepasan. Persarangan bisa diperluas maknanya, tidak hanya dari aspek bentuk/geometri saja namun juga untuk aspek lain seperti metoda, perencanaan, tayangan, dsb. Catatan: - Prinsip 5, 6, dan 7 kelihatannya serupa (aspek ringkas) namun mereka berbeda. Prinsip 5 Penggabungan berfokus pada peluang untuk menggabung, prinsip 6 Multiguna berfokus pada kebutuhan, sementara prinsip 7 Persarangan berfokus pada penyimpanan. Contoh: - Rantang; tempat nasi & lauk pauk yang diminati siswa di tempat kos. - Kursi dirancang bentuknya supaya mereka bisa ditumpuk ke atas, sementara kursi lipat dirancang mekanisme pelipatannya supaya mereka bisa ditumpuk ke atas atau ke samping sehingga memudahkan penyingkiran dan penyimpanan serta penempatannya di ruang pertemuan. - Kereta dorong toko swalayan dirancang dengan prinsip persarangan, sila perhatikan bagaimana kereta belanja ini dirancang! - Bagaimana membuat kotak-kotak kecil yang disatukan sehingga seperti kotak besar bentuknya. Ketika dibuka, semua kotak kecil ikut terbuka sehingga memudahkan montir mobil memilih, mengambil dan menyimpan perk akas yang dibutuhkannya. - Benda bisa diperpanjang dan diperpendek dengan merancang bagian yang satu terletak di dalam/samping bagian yang lain, dan dilengkapi dengan fasilitas untuk penggeseran serta pengunci/stopper , misalnya teleskop kapal selam, antena telescopic , pena penunjuk telescopic , endoscope  yang dipakai dokter bedah, dan tangga geser pada mobil pemadam kebakaran. - Perusahaan pengiriman barang memakai k otak untuk menaruh barang-barang pelanggan dan setiap kotak diberi identitas. Ukuran k otak ini diperhitungkan supaya mereka bisa ditumpuk ke atas dan berjajar sehingga memenuhi kontainer dengan pas. Kontainer diberi identitas lalu dimuat di atas bak truk-kontainer untuk dikirimkan ke pelabuhan. Di pelataran parkir pelabuhan sejumlah kontainer ditumpuk ke atas berjajar-jajar menunggu pemuatannya di kapal samudera. Di atas kapal kontainer-kontainer ini ditumpuk dan dipersandingkan dengan tumpukan kontainer lainnya sehingga memenuhi lambung kapal dengan pas. Inilah contoh prinsip persarangan yang mengacu pada ukuran kontainer dan bentuk geometri delapan pojok kontainer yang distandarkan (prinsip 6 Standar ) sebagai acuan bagi semua sarana yang dilibatkan dalam usaha seperti ini. - Berkat ukuran dan bentuk geometri standar pada sisi atas dan bawah, setiap balok “Lego” bisa dipasangkan dengan balok lainnya dengan kokoh namun mudah dilepas. Beragam uk uran dan bentuk balok Lego, yang dibuat dari plastik dengan warna-warna cerah, dijual dalam bentuk paket dari berbagai tema model. Misalnya, model pesawat yang disukai anak dalam merangkai model tsb. namun sering tak diminati orang tua (mahal!, karena cetakan proses injeksi plastik bagi balok Lego tersebut harus dibuat dengan sangat presisi! Dan proses injeksi plastiknya pun dilakukan dengan sangat cermat; dengan memperhatikan dan mengontrol semua parameter proses; temperatur, tekanan, waktu). - Teknik Nesting sering dipakai pembuat program aplikasi untuk menyingkat penulisan baris-baris program pelaksanaan prosedur. Suatu prosedur (”prosedur anak”) dapat diaktifkan oleh satu baris program milik prosedur lain (”prosedur induk”; yang mengandung baris-baris program yang serupa atau tak serupa dengan baris-baris program milik “prosedur anak”). Pemrogram harus memperhatikan dengan cerm at persyaratan persarangannya supaya program aplikasinya bisa berfungsi tanpa “error”. Pemrogram yang kreatif dapat menuliskan pr osedur yang bisa dimanfaatkan dengan teknik nesting untuk menyelesaikan berbagai permasalahan yang serupa dengan hanya sedikit modifikasi baris-baris programnya atau menggunakan teknik parameter sebagai masukan (input) untuk mengubah hasil akhir. - Sistem operasi berbasis grafis (Microsoft Windows, Apple, Unix) bisa sukses antara lain karena tampilan tayangan dengan pola “jendela dalam jendela” ( parent & child windows).

34

8 Penyeimbangan (Counterweight, Counter force) Bila terjadi gangguan keseimbangan diperlukan penyeimbang yang merupakan bagian dari objek dan/atau lingkungannya. Penyeimbang memberikan reaksi yang berlawanan dengan penyebab gangguan dengan memanfaatkan sifat atau fungsi yang sepadan, misalnya gaya berat sepadan dengan gaya apung (statik) atau gaya angkat (dinamik: hidrodinamik, aerodinamik), penonjolan sifat positif untuk mengeliminir atau menutupi sifat negatif. Sistem yang seimbang m udah digerakkan, dikontrol, atau diatur, dan prinsip ini menjadi satu dasar penting dalam analisis/pertimbangan perancangan objek. Contoh: - Pemberat dari besi atau beton masif sering dimanfaatkan sebagai penyeimbang misalnya pada lift, menara derek putar, pintu air, palang lintasan KA untuk memperkecil gaya penggerak dan memperlancar gerakan objek/bagian objek. Masa penyeimbang dihitung sesuai dengan kondisi pembebanan objek ketika dipakai. Penyeimbang bisa menyesuaikan dengan beban kerja objek misalnya pada contoh menara derek putar. Dengan memindahkan masa penyeimbang di salah satu ujung lengan putar mendekati/menjauhi sumbu menara, disesuaikan dengan beban yang diangkat yang bertumpu pada roda kabel-beban di ujung yang lain lengan putar. Dengan demikian, beban yang ditahan menara tetap terjaga yaitu hanya beban tekan, karena beban momen akibat ketakseimbangan bisa merobohkan menara. - Gaya apung dapat dimanfaatkan untuk memindahkan objek yang berat misalnya pemakaian balon (diisi gas yang lebih ringan daripada udara sehingga objek mengapung atau hanya berkurang saja beratnya sehingga bisa mudah didorong). Selain gaya apung dapat pula digunakan gaya angkat misalnya dengan memakai bantalan udara seperti pada hovercraft. - Bantalan luncur ( journal bearing ) dapat diefektifkan dengan memberikan tekanan pada oli pelumas bersamaan dengan putaran poros yang cukup tinggi akan memberikan gaya angkat hidrodinamik yang selain menaikkan umur juga menaikkan kekakuan bantalan poros guna memperkecil lenturan akibat kenaikan beban yang dialami poros. - Spoiler  adalah sayap dengan penampang airfoil  yang memberikan gaya tekan ke bawah (kebalikan daripada sayap pesawat terbang) pada mobil balap F1. Dalam hal ini lingkungan objek (udara) dimanfaatkan sebagai penyeimbang ketika mobil balap melaju kencang terjadi efek aerodinamik yang menekan spoiler  ke bawah yang membuat ban m obil balap lebih menekan permukaan jalan sehingga m enaikkan gaya gesek (menaikkan gaya traksi oleh roda belakang, memantapkan pengemudian oleh roda depan). - Bahan bakar pesawat penumpang supersonik Concorde yang disimpan di sayap dipindah-pindahkan di antara ruang-ruang penampung oleh pompa bahan bakar untuk menjaga lokasi titik berat pesawat supaya terjadi keseimbangan dengan gaya angkat aerodinamik pada sayap ketika terbang dengan kecepatan mach 2. - Gerakan kapal selam naik-turun selain diatur dengan memakai sirip (ef ek hidrodinamik) juga diatur  dengan mengisikan dan mengosongkan ruang-ruang pada dinding luar kapal dengan air laut untuk membuat keseimbangan antara gaya apung dan gaya berat total supaya badan kapal selam memiliki orientasi tertentu. Yakni, ketika akan m uncul (halauan diarahkan ke atas) atau menyelam (halauan diarahkan ke bawah) dengan cepat dengan bantuan gaya dorong baling-baling. - Pemanfaatan efek perpindahan kalor secara konveksi karena pemanasan/pendinginan udara/ fluida dalam pengkondisian ruang pabrik atau ruang pendingin/lemari es untuk membuat keseimbangan atau mengurangi daya bagi aliran paksa dengan menggunakan kipas, atau sama sekali tidak memerlukan aliran paksa seperti yang digunakan dalam sistem pemanas air tenaga surya. - Bila volume pekerjaan meningkat dapat diimbangi dengan menambah jam kerja (lembur atau mengaktifkan giliran kerja/work-shift ). Bila kompleksitas pekerjaan meningkat perlu diimbangi dengan menambah personil dengan kemampuan (kebisaan) yang memadai atau menambah kebisaan personil melalui program pelatihan/pembelajaran sesuai dengan penaikan tingkat kesulitan/ kerumitan pekerjaan ybs. Bagi organisasi/industri/pabrik yang besar, menjaga keseimbangan antara perubahan volume dan/atau tingkat kerumitan pekerjaan dengan kemampuan personil yang harus menanganinya menjadi persoalan sentral yang dihadapi bagian personalia/SDM. Teknik penyiapsediaan/pengalokasian tenaga kerja untuk menangani pekerjaan secara sistematik, k onsisten (taat azas), efektif (sasaran tercapai) dan efisien (tidak boros) merupakan unggulan yang ditawarkan oleh pola pengembangan sdm P3JJ.

35

9 Pencegahan (Prior Counteraction, Preliminary Anti-Action) Pencegahan dimaksudkan supaya objek memiliki kemampuan mempersiapkan diri dari efek negatif yang terjadi k etika objek diaktifkan. Persiapan dini pencegahan efek negatif ini diwujudkan dengan teknik perlindungan, perlawanan, atau peredaman sesuai dengan jenis & intensitas gangguan. Contoh: - Beragam teknik perlakuan permukaan (surface treatment ) dimanfaatkan untuk melindungi permukaan objek ketika dipakai misalnya, - Pengerasan (hardening), dengan perlakuan-panas (heat-treatment ) supaya permukaan baja memiliki ketahanan keausan, - Pelapisan (coating ) dengan CVD (Chemical Vapour Deposition) atau PVD (Physical Vapour  Deposition) dengan lapisan karbida atau nitrida untuk melindungi objek dari gesekan pada temperatur tinggi. - Baut-baut pengencang pada penutup bejana tekan dik encangkan dengan beban tertentu (pemutar  baut/mur dengan tensiometer) supaya baut-baut tersebut tertekan/termampatkan. Tekanan ini merupakan energi yang disimpan baut yang akan dipakai menjadi gaya perlawanan ketika menahan beban tarik akibat penutup harus menahan tekanan bejana sehingga tidak terjadi kebocoran. - Kekuatan balok beton bisa dinaikkan tanpa harus memperbesar penam pangnya jika besi beton yang berada di dalamnya diberi beban mula yang akan melawan beban kerja. Pelaksanaannya bisa dilakukan dengan dua cara yakni pretension atau posttension. Pretension; palang beton bisa dibuat di pabrik ( prefabricated ) dengan menyiapkan cetakan yang mana pada bagian bawahnya disiapkan dua pelat/balok baja sebagai pengikat ( tandon) yang dikunci pada lantai pabrik di dua ujung cetakan. Beberapa kabel/batang direntangkan di antara dua tandon masing-masing diikat dengan baut dengan mur pengencang/penarik. Kemudian, setiap kabel ditarik s.d. tegangan tertentu di bawah batas mulur. Selanjutnya, adukan beton dituang pada cetakan menyelubungi kabel, tandon, dan mengisi ruang cetakan. Setelah adukan beton mengeras, kunci tandon pada lantai pabrik dilepas, dan kabel akan melepaskan energi yang disimpannya sehingga seluruh permukaan kabel akan m emberikan tekanan pada beton dengan merata melalui gaya gesek (friksi). Hasilnya, balok beton pratekan ini mampu menahan beban lentur ak ibat beban lantai yang ditopangnya. Bagian atas balok mampu menahan beban tekan dan bagian bawah balok mampu menahan beban tarik karena dilawan dengan energi tekanan yang disimpannya. Posttension; cetakan palang beton disiapkan di tempat beserta tandon serta kabel/poros bajanya diregangkan secukupnya di antara dua tandon yang ditahan oleh rangka cetakan.  Adukan beton dituang, seminggu kemudian setelah beton mulai mengeras, mur penarik kabel dikencangkan. Selanjutnya, setiap hari kekuatan torsi pemutaran mur diperiksa dan dijaga sampai dengan hari ke dua puluh delapan saat beton dianggap sudah “mati” tidak terjadi pengerutan lagi. - Proses sand blasting  atau shot peening memberikan tegangan-tekan-sisa (residual compressive stress) pada permukaan poros baja. Ketika poros dengan beban momen lentur diputar, permukaannya akan mengalami perubahan tegangan (tarik-tekan) secara berkala (siklik). Dalam hal ini pemberian tegangan-tekan-sisa pada permukaan poros akan membuat poros memiliki daya tahan kelelahan (fatigue strength), sehingga meninggikan umur (service life). - Untuk memperbesar lubang dapat digunakan batang boring ( boring bar ) sebagai perkakas potong (cutting tool ) pada proses pemesinan (machining ). Jika lubang relatif dalam (   6 ö) biasanya akan terjadi getaran eksitasi mandiri ( self excited vibration), meskipun batang-boring ini dibuat masif dan dicekam kuat pada tool post  mesin perkakas. Untuk mengatasi masalah ini batang boring dirancang mampu meredam  getaran yakni dengan memakai teknik peredaman dinamik (dynamic damping ). Bagian tengah batang-boring dibuat berongga (silindrik dan tirus di dua ujungnya) untuk mem asang massa berupa poros yang ditumpu dengan cincin tirus dari karet. Jika terjadi getaran eksitasi mandiri, getaran akan diteruskan ke m assa, dan massa akan bergetar sementara batang boring tidak bergetar. Dengan demikian, mata pahat di ujung batang-boring akan tetap mampu melakukan tugasnya meskipun proses pemesinannya tergolong berat dengan kecepatan penghasilan geram yang tinggi (produktif). - Beberapa barang dibuat untuk mencegah terjadinya efek negatif ketika memakai atau mengerjakan sesuatu, misalnya celemek ketika menyuapi balita, sarung tangan untuk mengangkat panci panas, kacamata-renang untuk m elindungi mata dari air asin yang memedihkan, kacamata/topeng pelindung las (welder helmet ) untuk melindungi mata dari sinar las yang menyilaukan.

36

10 Penyiapan (Prior Action, Preliminary Action) Persiapan adalah melaksanakan aktivitas sebelum objek atau bagiannya diaktifkan. Aktivitas tersebut m enyangkut bagian objek atau lingkungannya untuk memberikan efek positif atau mengurangi efek negatif sebelum kegiatan yang menyangkut bagian objek dilakukan. Bila memungkinkan, objek yang terdiri atas bagian-bagiannya dapat dipisah (ruang, dan/atau waktu), masing-masing disiapkan kemudian digabung pada saat yang cocok/pas. Pekerjaan serial bisa dipecah-pecah menjadi gabungan beberapa pekerjaan parallel dan serial yang masing-masing bisa disiapkan sehingga bisa diselesaikan dengan lebih cepat. Contoh: - Banyak barang yang dibuat dengan menambahkan elemen yang merupakan persiapan untuk memudahkan pemakaian misalnya, - Bahan makanan setengah jadi/matang untuk memudahkan juru masak menyiapkan hidangan, - Bahan bangunan siap pakai untuk mempercepat pembangunan rumah, apartemen,  jembatan, - Pisau ujung tajam (”cutter” ) dengan guratan yang disiapkan untuk memudahkan pengguna mematahkan ujung yang telah tumpul untuk mendapatkan ujung tajam baru (tidak perlu diasah). - Takikan atau guratan pada tutup botol atau pada tepi bungkus untuk memudahkan pembukaannya, - Obeng dengan ujung diberi sifat magnetik untuk memudahkan pemasangan baut di lubang yang sempit/sulit dijangkau. - Seluruh perkakas potong yang diperlukan untuk memesin benda kerja pada mesin perkakas NC disiapkan oleh Bagian Perkakas. Dengan memakai kereta perkakas ( tools carriage) set perkakas potong ini dikirimkan ke lokasi mesin NC ybs. sesuai jadwal. Di pabrik pembuatan kendaraan bermotor, seluruh perkakas yang dipakai operator disiapkan pada kotak atau kereta dorong yang mereka sebut dengan nama Skillets. - Pada saat mesin perkakas NC sedang sibuk mengerjakan pekerjaan secara otom atik (sesuai dengan program NC), operator dapat melakukan aktivitas bongkar pasang benda kerja yang dicekam di atas alat bantu pencekam (fixture) yang dipasang pada pallet di dekat mesin perkakas NC (pemisahan ruang). Pallet-pallet bisa dimasukkan/dikeluarkan dari ruang kerja mesin perkakas NC secara bergantian (pemisahan waktu). Dengan sistem pallet seperti ini akan menghilangkan waktu nonproduktif sebab aktivitas bongkar muat benda kerja dilaksanakan parallel dengan aktivitas mesin NC memesin benda kerja. Gabungan mesin-mesin NC dengan sistem pallet dan transportasi benda kerja serta perkakas seperti contoh di atas, termasuk pemakaian robot untuk melakukan aktivitas produksi dan bongkar muat, adalah merupakan contoh kegiatan produksi pada sistem Flexible Manufac-  turing  yang sarat dengan beragam kegiatan persiapan. - Penempatan berbagai objek yang digunakan dalam aktivitas produksi menurut prinsip Kanban dan pemanfaatan teknik pengelolaan “just in time”  merupakan contoh penerapan prinsip 10 Penyiapan yang efektif (target tercapai) dan efisien (tidak boros dalam pemakaian sumber  daya). - Untuk membuat corak warna kayu lebih mencolok bisa dipersiapkan sejak masih berupa pohon dengan cara memberikan infus zat pewarna yang disuntikkan pada lapisan dalam pohon (lapisan kayu di sebelah dalam dekat dengan lapisan kambium-dalam). Akibat daya kapiler, zat pewarna ini akan disebarkan ke seluruh serat kayu, termasuk serat k ayu yang baru yang ditumbuhkan oleh lapisan kambium-dalam, sampai tiba saatnya pohon ditebang. - Penyiapsediaan/pengalokasian (allocation) anggauta kelompok kerja (working-group) untuk menangani suatu pekerjaan/projek dimulai dengan menganalisis elemen pekerjaan menurut pola jam-dinding (8 unsur pekerjaan, lihat contoh penerapan Prinsip 1 Segmentasi). Berdasarkan ragam elemen pekerjaan dan tingkat kesulitannya ditentukan kesesuaiannya dengan personil yang akan menanganinya dengan menggunakan matriks pengalokasian yang dikembangkan dalam pola pengambangan sdm P3JJ. Selanjutnya, dengan memakai basis data personil yang dimiliki organisasi, ditetapkan anggauta pokja yang dimaksud beserta penjadwalan penugasan masing-masing anggauta.

37

11 Pengamanan (Cushion in Advance, Beforehand cushioning ) Pengamanan adalah tindakan mula sebelum objek diaktifkan (sebelum kegiatan utama dilakukan). Prinsip ini serupa dengan prinsip 10 Penyiapan, atau prinsip 9 Pencegahan, namun prinsip 11 ini dimaksudkan sebagai tindakan pengamanan bila terjadi kegagalan ( ”gagal-teramankan”; “fail-safe” ). Segala hal yang ditambahkan pada objek sebagai cadangan (backup) bisa dianggap sebagai pengamanan ketika bagian objek gagal berfungsi, termasuk penambahan prosedur, aktivitas, dan/atau peralatan yang berfungsi melindungi atau mengurangi dampak buruk (mitigasi; mitigation) pemakai objek dan bagian objek yang berharga saat terjadi kecelakaan/bencana. Contoh: - Petunjuk keselamatan seperti yang dipajang di gedung/fasilitas umum merupakan k ewajiban dasar  yang harus dipenuhi pengelola gedung untuk memberikan informasi dini bagi pengunjung ketika terjadi musibah (memberikan informasi antara lain mengenai tempat berkumpul yang aman, jalan, pintu, dan tangga keselamatan dalam kondisi darurat). Demikian pula halnya peragaan prosedur keselamatan yang dilakukan oleh pramugari pesawat penumpang, merupakan kewajiban yang harus dipenuhi oleh m askapai penerbangan dan wajib diperhatikan penumpang. - Untuk mengantisipasi terjadinya kebakaran, gedung bertingkat dirancang dengan memperhatikan beberapa hal sbb., - Bahan bangunan dipilih dari bahan-bahan yang tidak mudah terbakar, kotak yang berisi beberapa pemutus arus (circuit breaker ) disesuaikan dengan beban daya listrik untuk setiap ruang dan lantai serta pemakaian kabel listrik sesuai dengan standar, sebagai tindakan pencegahan (prinsip 9), - Setiap lantai dan ruangan-ruangannya dilengkapi dengan sistem pemadam kebakaran yang terdiri atas sistem pendeteksian asap ( smoke detector ), dan sistem pemancaran air  (sprinkle system). Di beberapa tempat, dekat dengan jalan masuk/keluar, dekat dengan sumber berpotensi kebakaran, disediakan alat pemadam api ( fire extinguisher; class A, B, C ), sebagai tindakan pengamanan ketika terjadi kebakaran. - Dalam hal mengatasi masalah pencurian, menurut Anda memasang kamera pemantau (CCTV; Closed Circuit TV ) di tempat yang mudah terlihat oleh semua orang adalah sebagai penerapan prinsip 2 Ekstraksi, prinsip 9 Pencegahan, atau prinsip 11 Pengam anan/Gagal-teramankan? Bagaimana halnya kalau kamera tersebut disembunyikan penempatannya? - Peralatan cadangan seperti, - UPS (Uninterrupted Power Supply ) yang dipakai oleh PC (server jaringan PC) adalah cadangan tenaga listrik yang otomatis menggantikan pasokan PLN ketika listrik mendadak padam. - Backup system pada PC yang terdiri atas hard-disk  cadangan dan perangkat lunak yang berfungsi untuk merekam data secara simultan antara hard-disk  utama dan cadangan untuk melindungi data ketika terjadi kerusakan pada hard-disk  utama. - Parasut cadangan yang diaktifkan penerjun ketika parasut utama gagal terbentang. - Pemain cadangan untuk menggantikan pemain utama jika pemain utama cedera. Jika pelatih sengaja menaruh pemain unggulan sebagai pemain cadangan menurut Anda pelatih tersebut menggunakan prinsip 11 Pengamanan atau prinsip yang lain? - Kantong udara (air-bags) untuk melindungi pengemudi dan penumpang m obil dari benturan fatal saat terjadi tabrakan. - Persediaan bahan diperlukan supaya pabrik bisa melaksanakan pekerjaan sesuai jadwal. Dari aspek ongkos, persediaan ini dianggap sebagai beban yang sedapat mungkin diminimum kan, namun meminimumkan persediaan akan menaikkan risiko kegagalan produksi karena kehabisan bahan. Cara orang menanggapi persoalan ini bisa beraneka ragam, oleh sebab itu ISO (International Standard Organization) mengeluarkan standar no. 31000 mengenai Manajemen Risiko (Risk Management ) yang merupakan petunjuk umum (generik) dalam merancang, menerapkan, dan memelihara sistem pengelolaan pekerjaan dengan memasukkan aspek risiko akibat dari ketidakpastian akan terjadinya sesuatu (gangguan). - Pemetaan kebisaan personil yang dimiliki organisasi merupakan suatu keharusan dalam rangka pengembangan usaha (prinsip 10 Penyiapan) atau pengamanan usaha (prinsip 11) bilamana harus dilakukan penutupan salah satu kegiatan organisasi untuk mengurangi dampak buruk pemberhentian pegawai. Teknik ini juga menjadi bahan pembahasan dalam pengembangan SDM berpolakan P3JJ.

38

12 Penyelarasan (Equipotentiality ) Penyelarasan adalah tindakan mula sebelum objek diaktifkan untuk menyamakan kondisi pemakaian (pengaktifan objek). Perbedaan kondisi selain memerlukan usaha lebih, bisa juga menjadi sumber gangguan bagi pengaktifan objek. Sekilas prinsip ini serupa dengan prinsip 8 Penyeimbangan, prinsip 9 Pencegahan, prinsip 10 Penyiapan, atau prinsip 11 Pengamanan, namun prinsip 12 Penyelarasan lebih dimaksudkan untuk menyelaraskan kondisi pemakaian sehingga terjadi kesamaan. Sesuai dengan konteksnya, kesamaan bisa berupa kesamaan energi (potensial, termal, kinetik, dsb.), kesamaan waktu (sinkronisasi, frekuensi, harmoni), kesamaan tempat/ruang (dengan melakukan penggeseran, pemutaran, pembalikan), kesamaan lingkungan (tekanan, temperatur, kelembaban, ph/kesadahan), dan kesamaan cara pandang (paradigma). Dengan kesamaan (peniadaan perbedaan) muncul peluang untuk membuat ikatan dan sinergi. Contoh: - Prinsip Ergonomik adalah bagian dari prinsip Penyelarasan, perhatikan hal berikut, - Kursi yang dirancang dengan prinsip ergonomik akan menyamankan pemakai, - Beragam komponen diletakkan pada kotak-kotak di depan, kiri, dan kanan perakit supaya mudah dijangkau, - Tombol dan tuas pada panel kontrol (mesin perkakas, kabin derek) harus dirancang dengan saksama supaya selain mudah dijangkau juga dikelompokkan dengan lokasi yang sesuai (kesamaan fungsi) dan diberi tanda untuk memudahkan pemakaian dan mencegah kekeliruan pemakaian/pengaktifan fungsi, - Meja putar yang diletakkan di atas meja makan akan memudahkan kita memilih dan mengambil makanan (kesamaan tempat) yang disajikan pada beberapa piring yang ada di atas meja putar. - Lantai gudang yang dibuat setinggi bak truk pengangkut, memudahkan pemindahan barang saat penerimaan/pengiriman, - Meja benda kerja, yang dilengkapi mekanisme untuk penggeseran, pemutaran, dan/atau pembalikan, yang berjalan dari suatu stasiun ke stasiun berikutnya (sama ketinggiannya) memperlancar  proses produksi/perakitan. - Ruang tunggu disamakan temperaturnya dengan ruang ukur supaya produk yang relatif besar, yang dibawa dari bagian produksi, memiliki temperatur yang sama dengan temperatur peralatan ukur, untuk menghindari terjadinya kesalahan sistematik akibat pemuaian/penyusutan (menjamin ketelitian pengukuran). - Ruang penghubung dari luar menuju ruang bebas debu ( clean-room) pada pabrik IC chips selain sebagai kamar pakai penutup kepala, pakaian, dan sepatu khusus juga berfungsi untuk menyamakan tekanan udara (tekanan udara di dalam ruang bebas debu sengaja dibuat lebih tinggi daripada tekanan udara luar;  positive pressure ) dan penghilang listrik statik dengan metoda ionisasi udara. - Teknisi produk elektronik diwajibkan memakai gelang penghilang/penyalur listrik statik, untuk menghindari kerusakan komponen elektronik yang peka terhadap perbedaan potensial listrik statik. - NKRI dapat terwujud antara lain berkat Sumpah Pemuda yang memunculkan peluang untuk membuat ikatan dan sinergi karena peniadaan perbedaan di antara kita. - Untuk memudahkan pengembangan SDM secara nasional diperlukan penyamaan cara pandang (paradigma). Diperlukan suatu format pengembangan SDM yang generik yang diberlakukan secara nasional (umum) dalam  jangka panjang (strategis). Namun, pola ini harus bisa ditafsirkan sesuai dengan ragam profesi (kebisaan) untuk menangani berbagai pekerjaan dengan tingkat kesulitan yang berbeda-beda, sesuai dengan kebutuhan dan kemampuan kita (daerah, organisasi) untuk mengembangkannya. Pola ini pun bisa diberlakukan dalam jangka pendek (taktis) untuk mengantisipasi perubahan kondisi (lingkungan, ekonomi, teknologi, kebutuhan masyarakat).

39

13 Pembalikan (Inversion, the other way round ) Pembalikan adalah mengubah arah, orientasi, prinsip kerja, cara pemakaian, urutan pengaktifan objek sehingga menjadi kebalikannya dengan yang semula (maju-mundur, tegak-terbalik, atas-bawah, awal-akhir, diambergerak, statik- dinamik, positif-negatif, panas-dingin, hitam-putih, dsb.) Prinsip ini dapat dipakai bila ada masalah yang muncul ketika objek dipakai seperti wajarnya (”normalnya”), atau untuk membuat objek baru sebagai alternatif pilihan objek lama. Contoh: - Tangga berjalan (escalator ) disediakan di lobby hotel/mall/super market  untuk mengajak pelanggan mau naik ke lantai atas tanpa harus jalan ke atas lewat tangga biasa. - Sambungan kerut (suaian paksa, interference fit ) biasanya dilaksanakan dengan memanaskan lubang sehingga poros bisa masuk. B ila pemanasan bagian yang berlubang tidak dimungkinkan (pemanasan bisa mengubah geometri bagian objek) maka porosnya yang didinginkan (dengan memakai “dry-ice” ). - Untuk melaksanakan gerak-makan (feeding ) mesin freis meja ( planner/bridge type milling machine) memiliki meja, tempat benda kerja dipasang, yang bergerak relatif terhadap tiang/kolom (column; 2 kolom dengan batang melintang tempat spindel pemutar pahat freis) yang diam. Dengan konfigurasi seperti ini, meja dan kolom dapat dirancang dengan kokoh sehingga produktivitasnya tinggi. Namun, mesin freis  planner   seperti ini menyita ruang untuk mengakomodasikan gerakan meja yang berlangsung sepanjang meja. Untuk mengatasi masalah ini diperkenalkan mesin freis gantri ( gantry type milling machine) yang hanya memerlukan luas lantai sedikit lebih besar daripada mejanya sebab gerak-makannya dilakukan oleh kolom. Namun rancangan dengan kolom bergerak tidak sekokoh dibandingkan dengan kolom yang diam. - Terowongan angin (wind tunnel ) dirancang demi “kepraktisan”, daripada menggerakkan model pesawat atau mobil (ukuran sebenarnya atau diperkecil) akan lebih “praktis” (mudah diwujudkan) menggerakkan udara dalam terowongan sehingga kita bisa mempelajari pengaruh bentuk model terhadap sifat aerodinamiknya. Perhatikan contoh serupa berikut, - Treadmill ; daripada jalan/lari di jalanan yang panas dan semrawut lebih baik jalan/lari-ditempat di ruang ber AC, - Static bike, serupa dengan sepeda namun hanya “jalan-di-tempat”. Catatan: dua alat olah raga ini dipilih sebagai penjaga kesehatan para astronaut di stasiun angkasa internasional. Bagaimana astronaut bisa berjalan di ruang tanpa gravitasi? - Gaya dorong arah kebalikan ( retrograde) digunakan untuk memperlambat atau mengerem gerakan: - setelah roda pesawat mengenai landasan, pilot mengaktifkan pem balikan semburan mesin  jet ke depan untuk memperlambat laju pendaratan sebelum roda direm. - ISS (International Space Station) pada orbit rendah (410-417 km) memiliki kecepatan ratarata sekitar 28 000 km/h. Untuk kembali ke bumi, Soyuz (reenter module milik Rusia) yang membawa 3 astronaut melepaskan diri dari ISS, kemudian memosisikan retrorocket  ke arah depan lintasan orbit dan mengaktifkannya untuk m engurangi laju pengorbitan sehingga gravitasi bumi menariknya turun ke atmosfir. - Untuk bertahan dalam persaingan yang semakin ketat ada beberapa “cara kreatif” yang ditawarkan oleh usaha rumah makan antara lain “selain mendekatkan pelanggan ke pelayanan juga mendekatkan pelayanan ke pelanggan” yakni selain memberikan pelayanan prima di rumah makannya juga melayani pesanan lewat telepon kemudian pesanan tsb. diantar ke tempat pelanggan. - Banyak manfaat yang bisa diraih hanya dengan mem ikirkan kebalikannya lalu diamalkan, misalnya: - memberi daripada meminta, - menanya daripada menjawab, - menyongsong daripada menunggu, - melakukan segera daripada menunda-nunda, - menjalankan tugas daripada memperjuangkan hak, - menghilangkan masalah daripada menyelesaikan masalah, - mengoptimumkan keberagaman daripada menghilangkan perbedaan, - berani di depan memberi contoh daripada hanya berani di belakang menjadi penonton, - membuat banyak orang berkeahlian daripada hanya menyerahkan urusan kepada ahlinya (merupakan satu di antara 16  premises  sebagai dasar pemikiran pola pengembangan SDM P3JJ).

40

14 Pelengkungan (Spheroidality, Curvature) Pelengkungan mengubah objek yang tak lengkung (linear) menjadi lengkung, atau bagi yang sudah melengkung ditingkatkan derajat kelengkungan dan cakupannya (lengkung, bagian lingkaran, radius diubah, bagian silinder, silinder, bagian bola, bola). Pelengkungan memberikan banyak manfaat sesuai dengan konteks objek dan lingkungannya, misalnya mengenai keindahan (bentuk), kekuatan (sifat), dan kegunaan (fungsi). Contoh: - Bentuk-bentuk dengan lengkungan sering k ita jumpai di banyak bangunan. Sesuai dengan mode/ aliran/gaya arsitektur yang dianut elemen lengkungan dipakai untuk keindahan. Dari aspek konstruksi elemen lengkungan akan memberikan kekuatan. - Untuk menghindari timbulnya pemusatan/konsentrasi tegangan ( stress concentration) perubahan bentuk yang drastis (misalnya perubahan diameter poros) diamankan dengan memberikan lengkungan dengan radius tertentu. Semakin besar radius kelengkungan, daya tahan kelelahan poros akan semakin tinggi, namun radius yang besar bisa menjadi kendala ruang dalam hal perakitan. - Bantalan rol/silinder, tirus (tapered), dan bola digunakan untuk mengurangi gesekan. - Roda kursi yang semula berbentuk silinder dapat diubah menjadi berbentuk bola untuk memudahkan penggeseran kursi ke arah yang diinginkan orang yang duduk di kursi tsb. - Meja mesin perkakas yang luas tidak dibuat rata benar melainkan sedikit cekung sehingga benda kerja yang besar dapat diletakkan di atasnya tidak akan mudah bergerak. - Dial test indicator  yang dipasang pada dudukan pemindah ( transfer stand ) mudah dipindah-pindahkan (digeserkan) di atas meja rata (surface plate) untuk melaksanakan proses pengukuran geometrik benda ukur. Ketika sensor dial test indicator  mulai disentuhkan di permukaan objek ukur, dudukan pemindah tidak boleh berubah posisinya, guna menjamin ketelitian pengukuran geometri benda ukur. Dudukan pemindah, dengan permukaan bawah yang rata dan cukup luas, yang diletakkan di atas permukaan rata sedikit cekung tidak mudah bergerak (sentuhanringan pada dudukan pemindah tidak membuat jarum dial test indicator  bergoyang). - Pressure gage/manometer  jenis Bourdon menggunakan pipa yang dilengkungkan. Akibat perubahan tekanan dalam pipa keleng1 Berpikir kritis 2 Berpikir kreatif  (Critical Thinking ) (Creative Thinking ) kungannya berubah. Bagaimana membuat mekanisme pengubahan gerakan ujung analitik generatif  pipa menjadi gerak putar jarum penunjuk? (analytic ) (generative) Tangki bensin mobil sedan tidak dibuat sebagai mengerucut menyebar  kotak dengan sisi rata melainkan sisi atas(convergent/ f ocused ) (divergent/diffuse) nya dibuat berlekuk-lekuk mengikuti tonatas-bawah kiri-kanan  jolan/bagian bawah mobil (supaya volume (vertical ) (lateral ) tangki cukup besar tanpa harus merendahpeluang  jalan kan posisinya di bawah mobil). Sementara ( probability ) ( possibility ) itu, sisi bawahnya dibuat beralur-alur  (berpenuh pertimbangan penundaan gelombang; beads) untuk memberikan ( judgment ) pertimbangan kekuatan bagi tangki yang dibuat dari bahan (suspended judgment ) pelat baja. objektif  subjektif  - Mesin bubut NC (NC Lathe) menggunakan turret  (objective) (subjective) yang berupa segi banyak beraturan dengan suatu jawaban! hanya sebuah jawaban  jumlah sisi yang tertentu sesuai dengan (answer) (an answer)  jumlah maksimum pahat yang bisa dipaotak kiri otak kanan sang padanya (misalnya 8, 16, atau 32 (left brain) (right brain) pahat). Dengan memutar turret , salah satu diperdengarkan diperlihatkan pahat yang akan dipakai bisa disiapkan (verbal) (visual) pada daerah kerja di mana benda kerja linear/satu alur pikir  keterkaitan beberapa dicekam pada spindle mesin. Dengan ran(linear ) alur pikir (associative) cang an seperti ini menjadikan mesin bubut fokus pada alasan mencari yang lebih NC lebih produktif daripada mesin bubut (reasoning ) kaya dan/atau berbeda konvensional. (richness, novelty ) - Bila pemikiran kritis (linear) tak membawa hasil ya, namun... ya, dan... cobalah dengan pemikiran kreatif (tak lin(yes but ) (yes and ) ear). Perhatikan tabel di samping.

41

15 Pendinamikan/pengadaptasian (Dynamicity, Dynamic ) Pendinamikan membuat objek yang semula statik, kaku, tak mudah diubah menjadi objek yang “dinamik” dengan memecah menjadi beberapa bagian (segmentasi) kemudian mengubah atau menambahkan elemen gerak, elemen lentur, dan elemen pengubahan untuk memungkinkan adaptasi. Prinsip pendinamikan diperlukan bila objek mengalami gangguan atau perubahan lingkungan sehingga karakter dan/atau fungsinya bisa diadaptasikan. Contoh: - Supaya tidak memakan tempat saat dibuka, pintu garasi dirancang tidak hanya memiliki dua daun pintu yang besar melainkan terdiri atas empat atau lebih daun pintu yang disatukan dengan engsel dan digantung pada rel sehingga menjadi pintu geser yang bisa disimpan pada sisi/tembok samping garasi, atau pintu lipat yang disimpan di pojok kiri/kanan depan garasi. - Lampu meja belajar yang bisa diubah posisi penerangannya (digeser maju-mundur, dan/atau digeser  atas-bawah, dan/atau diputar ke kiri-kanan) dengan menggunakan dua mekanisme 4 bars linkage yang dikombinasikan dengan poros putar yang dipasang pada dudukan yang diklem pada tepi meja, akan lebih menyamankan pemakai daripada lampu duduk. - Mobil dapat “dinaikkan kelasnya” atau dibuat lebih menarik (atraktif) dengan merancang bagianbagiannya yang semula statik menjadi dinamik (kursi-atur, kemudi-atur, spion-atur di kiri & kanan, sandaran-atur untuk kepala). - Derajat pengaturan kursi-atur mobil bisa “dinaikkan kelasnya” secara bertahap misalnya mulai dari pengaturan posisi kursi relatif terhadap kemudi (maju-mundur), kemiringan sandaran punggung (tegak-condong), sampai dengan pengubahan lekukan alas dan lekukan sandaran kursi untuk memberikan kenyamanan bagi pengemudi, sesuai dengan postur tubuh dan keinginan pengemudi di saat-saat tertentu dalam perjalanan jauh (kalau perlu dirancang sebagai kursi-pijat; penaikan derajat pendinamikan!) - Bentuk airfoil penampang sayap pesawat terbang dirancang sesuai dengan ketinggian dan kecepatan  jelajah pesawat penumpang sehingga optimum dalam pemakaian bahan bakar. Gaya dorong mesin mencukupi dalam melawan gaya tahanan udara ( drag ) pada keseimbangan gaya berat pesawat dan gaya angkat sayap. Pada ketinggian dan kecepatan rendah, saat ak an mendarat atau tinggal landas, bentuk airfoil penampang sayap ini tidak akan mampu menghasilkan gaya angkat aerodinamik untuk mengangkat pesawat. Oleh sebab itu, bentuk airfoil statik harus dapat diadaptasikan dengan memberi sayap tambahan disertai mekanisme pelebaran dan pelengkungan sisi belakang dan depan sayap ( takeoff-landing flap),sehingga gaya angkat aerodinamik mampu mengimbangi gaya berat (mesin harus bekerja keras melawan drag ). - Mesin perkakas NC dirancang dengan konsep keteradaptasian (adaptability ) dengan mengubah rancangan mesin perkakas konvensional dengan penambahan: - sumbu NC (NC axes); sistem kontrol gerakan siklus tertutup ( closed loop control system; penerapan prinsip 23 Umpan-balik) yang merupakan perpaduan servo motor  dan transducer   posisi, untuk menggerakkan bagian mesin (pada mana pahat dicekam) relatif terhadap bagian lain (pada mana benda kerja dicekam), - perpaduan beberapa sumbu NC (penerapan prinsip 17 Penambahan dimensi); misalnya 2 axes sebagaimana yang diterapkan pada mesin bubut NC ( Turning Center ), dan 5 axes seperti yang dipakai pada mesin freis NC ( Machining Center ), - beberapa pahat yang akan digunakan sekaligus bisa disiapkan pada mesin NC (penerapan prinsip 10 Penyiapan) yakni dengan memakai turret  seperti pada Turning Center , atau memakai carousel   dengan ATC ( Automatic Tool Changing ) seperti pada Machining Center , - beberapa benda kerja sekaligus bisa disiapkan pada pallet seperti pada Machining Center  yang dilengkapi dengan APC ( Automatic Pallet Changing ). Operator dapat melakukan aktivitas bongkar-muat benda kerja pada pallet  di luar ruang kerja mesin sehingga tak mengganggu pekerjaan yang sedang berlangsung secara otomatik ( prinsip 20 Pemberlanjutan-manfaat), dan Catatan: ATC & APC di atas bisa dianggap juga sebagai penerapan prinsip 25 Swalayan, atau prinsip 34 Penghilangan-Pemunculan. - program NC yang dibuat oleh pengguna (NC programmer ) sesuai dengan perencanaan proses. Pemrogram/operator yang terampil dan kreatif  bisa memanfaatkan mesin NC sesuai dengan sifat mesin yakni produktif, fleksibel, dan  adaptabel sesuai dengan ragam dan kompleksitas pekerjaan pemesinan.

42

16 Pelebihan/pengurangan (Partial, overdone or excessive action) Jika objek sulit/tak mungkin dipenuhi dengan target 100%, penuhilah (dengan cepat/mudah) meskipun sedikit kurang atau bahkan sedikit melebihinya, kemudian lakukan penyesuaian terhadap kekurangan atau kelebihannya dengan menerapkan teknik/prinsip lain (dengan hati-hati/cermat). Contoh: - Membubut poros dari berdiameter awal sehingga berdiameter akhir yang bertoleransi sempit tidak mungkin dilakukan sekali jalan. Untuk itu diterapkan teknik berikut. Pertama, dilakukan pembubutan kasar (produktif : kedalaman-potong dan gerak makan yang besar, kecepatan potong sewajarnya) sampai dengan diameter mendekati/sedikit lebih besar daripada diameter sasaran. Berikutnya, dilakukan pembubutan halus sampai dengan diameter yang diinginkan (efektif : kedalaman-potong yang pas, gerak-makan rendah, kecepatan potong tinggi). Hal serupa juga dilakukan untuk proses gerinda (grinding ) dan proses asah ( polishing ) yang dimulai dengan proses pengasaran ( roughing ) dengan produktivitas tinggi dan dilanjutkan dengan proses penghalusan (finishing ) dengan ketelitian tinggi (penyimpangan terhadap sasaran/target relatif kecil dibandingkan dengan besarnya toleransi yang diizinkan; accurate). Proses bubut, gerinda, dan asah  bisa digunakan secara mandiri atau secara berurutan bergantung pada dimensi awal dan dimensi akhir yang menjadi sasaran dengan kecermatan tertentu (kecermatan harga diameter akhir dalam satuan 0.1 mm, 0.01 mm, atau 0.001 mm; target resolution). Besarnya toleransi dirancang mengikuti kecermatan sasaran. Dengan demikian, bila mesin bubut, mesin gerinda dan mesin asah tersebut digunakan secara wajar & benar (oleh operator  dengan keterampilan yang memadai) mereka dapat mengulang pembuatan produk yang sama dengan keterulangan yang tinggi (ketepatan tinggi;  precise) sesuai dengan kecermatannya. - Proses cat ( painting ) dapat dilakukan dengan cara mencelup (dipping ) benda kerja ke dalam larutan cat. Kemudian produk diangkat dan kelebihan cat dibiarkan menetes, atau produk diputar  supaya cat yang berlebih terlempar ke luar meninggalkan produk dengan lapisan cat, yang telah mulai mengering, dengan k etebalan seperti yang diinginkan. - Mengecat gambar/simbol dengan warna tertentu pada permukaan yang telah dicat sebagai warna dasar (background ) sulit dilakukan. Kecuali bila ditempelkan dulu pelindung, dari karton yang telah dilubangi sesuai dengan garis tepi gambar ybs. ( masking ). Dengan cat semprot pekerjaan pengecetan simbol tsb. dapat dilakukan dengan cepat. Setelah kering, pelindung bisa diangkat. Inilah contoh penerapan prinsip 16 Pelebihan/pengurangan (digunakan cat yang melebihi dari yang dibutuhkan sebab sebagian karton pelindung ikut terkena cat) yang dikombinasikan dengan prinsip 9 Pencegahan (persiapan untuk melindungi background  dari terkena cat warna gambar) dan prinsip 2 Ekstraksi (setelah pelindung karton diambil muncul gambar yang diinginkan). - Penjaja warung beras menggunakan takaran (literan; 1 atau 2 lt) untuk mengambil sambil menakar  beras yang diminta pembeli. Takaran dipakai sebagai penyendok beras, kemudian diratakan permukaannya sampai sebatas tepi takaran dengan memakai papan atau silinder kayu. Hal yang serupa juga dilakukan oleh toko material (bahan bangunan). Pasir biasanya dijual dengan harga per meter kubik. Bak truk pengangkut diukur terlebih dahulu panjang, lebar, dan tingginya, kemudian bak diisi penuh dengan pasir dan permukaannya diratakan sampai ketinggian tertentu sesuai dengan volume pasir yang dibeli. - Teknik memenuhi botol dengan cairan (produk) sampai tumpah dapat diterapkan pada mesin pengisian botol otomatik kecepatan tinggi. Tumpahannya dikumpulkan dan disalurkan kem bali ke bak pengisian. Dengan prinsip 16 Pelebihan/pengurangan seperti ini, mekanisme penyiapan volume cairan yang akan diisikan, yang sebelumnya merupakan bagian utama mesin, tidak diperlukan lagi. Fungsi ini digantikan dengan merancang volume botol pada kondisi penuh (sampai luber) sesuai dengan volume produk yang dimaksud (dikombinasikan dengan prinsip 10 Penyiapan).

43

17 Penambahan-dimensi (Moving to a new/another dimension) Suatu objek bisa dinaikkan nilai/gunanya dengan mengubah/menambah dimensi. Bila objek memiliki aspek satu dimensi saja usahakan untuk m engubah atau menambah aspek dimensi lain. Misalnya gerakan  lurus (majumundur) ditambah dengan gerakan lurus lain (kiri-kanan, atas-bawah, sejajar) dan/atau gerakan putar. Bentuk/ruang arah memanjang ditambah arah atas-bawah dan/atau melingkar. Permukaan bisa dimanfaatkan ke dua sisinya (depan-belakang, atas-bawah, kiri-kanan). Prinsip ini bisa diterapkan dengan menganalogikan dimensi untuk aspek lain seperti karakter/sifat, parameter, variabel, interaksi, dan medan. Contoh: - Gambar warna-warni pada lembaran buku bisa dibuat menjadi gambar tiga dimensi. Ketika anak membuka suatu halaman akan muncul beberapa objek gambar (bunga, pohon, binatang, rumah) dengan posisi tegak berjajar dari depan-belakang, kiri-kanan. Objek-objek ini akan rebah, terlipat kembali ketika anak membuka halaman berikutnya. Membuat buku yang menarik seperti ini akan membuat anak mulai menyenangi membaca! - Satu perkakas potong yang diperlukan mesin NC beratnya sekitar 5 s.d.15 Kg. Untuk m engerjakan satu produk tertentu mesin perkakas NC mem butuhkan sekitar 5 s.d.15 bahkan s.d. puluhan perkakas untuk pekerjaan sangat kompleks. Bila pabrik memiliki puluhan mesin perkakas NC akan membuat operator penyiap perkakas kewalahan jika tempat penyimpanan perkakas tersebut tidak direncanakan dengan baik.  Prinsip 17 Penambahan dimensi menganjurkan untuk menaruh lemari perkakas tidak hanya berjajar ke samping melainkan juga berjajar ke atas, jelas hal ini tidaklah praktis. Untuk itu, hanya laci-perkakasnya saja yang dirancang bisa bergerak ke atas-bawah; dari lantai s.d. atap pabrik. Laci-laci ini dipasang berurutan seperti kursi-kursi pada Karosel  (komedi-putar-vertikal, vertical carousel ). Setiap laci diberi tanda untuk menyimpan perkakas sesuai kelompoknya. Dengan memasang sensor penanda laci, lokasi setiap perkakas dapat direkam, dan datanya dikelola dengan memakai komputer  basisdata perkakas. Melalui papan tombol di samping pintu Karosel, operator dapat memanggil perkakas yang dibutuhkan, atau memanggil laci untuk menyimpan perkakas pada tempatnya. - Mesin freis NC 3 sumbu ( 3 axes NC milling machine) tidak akan mampu mengerjakan permukaan berkontur (geometri kompleks), Untuk itu harus digunakan mesin freis NC 5 sumbu, yang memiliki 3 sumbu translasi (X, Y, Z) dan 2 sumbu putar (A, B). Berkat gerakan bagian-bagian mesin yang dikontrol sesuai dengan program NC, pahat potong ak an mampu bergerak relatif  terhadap bahan benda kerja sehingga terbentuk permukaan akhir yang diinginkan. Konfigurasi sumbu putar menentukan jenis benda kerja yang bisa dikerjakannya. Untuk pengerjaan permukaan kontur, misalnya permukaan cetakan (die-press) digunakan jenis dengan spindel yang berputar pada 2 sumbu (A, B). Sementara untuk pengerjaan benda k erja simetri putar, misalnya sudu turbin aksial, perlu digunakan jenis dengan meja putar  (A, B). - Untuk merencanakan suatu program kerja (sistem) perlu pemikiran secara kritis yang kemudian dikembangkan secara kreatif. Perhatikan aspek pemikiran berikut (lihat contoh prinsip14). - perincian pelaksanaan pekerjaan dikem as menjadi bentuk dasar yang bisa dimodifikasi dan diterapkan untuk menyelesaikan pekerjaan lain, - pemikiran tajam suatu aspek pekerjaan (mikro, bagian sistem) perlu diimbangi dengan pemikiran dengan wawasan yang lebih luas (makro) sehingga diketahui keterkaitan antara bagian-bagian sistem, - pemikiran kesinambungan antara suatu tahap dengan tahap berikutnya pada suatu bagian sistem harus disertai dengan pemikiran mengenai keserupaan suatu tahap antara bagian sistem dengan bagian sistem lainnya. - peluang untuk menyelesaikan pekerjaan perlu dikembangkan dengan pemunculan ide untuk memperluas ragam pekerjaan. - Pola pengembangan SDM dibuat dengan mengubah satu jalur karir ( career ) menjadi tiga jalur yakni Jalur Teknisi/Operator (Technician), Jalur Pemanfaat (Utilizer/Engineer ), dan Jalur Manajer/ Pengelola (Manager ). Tiga jalur ini sederajat dan bisa dinamakan 3 Jalur Kemitraan, karena personil dari jalur yang sama maupun dari jalur lain dapat bekerjasama, bersinergi menyelesaikan pekerjaan. P3JJ merupakan sistem pengembangan SDM yang lebih manusiawi dibandingkan dengan sistem pengembangan SDM satu jalur (teknisi di jenjang bawah, insinyur di jenjang menengah, lalu manajer di jenjang atas bak raja dengan segala atribut kebangsawanannya).

44

18 Penggetaran (Mechanical vibration) Getaran mekanik  dapat dimanfaatkan untuk meneruskan energi  pada objek. Saat objek tergetark an dapat dilakukan tindakan lain sesuai dengan tujuan yaitu memindahkan, memecahkan, merontokkan, atau untuk menentukan karakteristik objek. Sumber getaran (penggetar) biasanya merupakan sistem mekanik, bisa juga sistem elektrik (kristal piezoelektrik yang dapat mengubah energi listrik menjadi getaran atau sebaliknya), gelombang suara ultrasonik (tak terdengar oleh telinga kita), atau medan elektromagnetik (sumber energi pada pemanas microwave oven). Variabel getaran yaitu frekuensi dan amplitudo penggetar diatur dengan memperhitungkan sifat dan reaksi objek terhadap getaran. Contoh: - Mekanisme alat pengisi (feeder ) memanfaatkan getaran mekanik untuk mengatur orientasi sejum lah komponen/produk supaya teratur (seragam orientasinya) dan bergerak membentuk antrian mengikuti saluran dan pada gilirannya siap untuk diproses lanjut. Geometri dan massa komponen/produk menentukan modus getar (cara objek bergetar) sesuai dengan frekuensi, amplitudo, dan modus getaran yang diberikan penggetar. Dikombinasikan dengan geometri saluran, objek-objek yang tergetar akan tergerakkan dan “mengalir” dengan cara tertentu. - Getaran digunakan untuk merontok kan debu yang menempel pada lensa/sensor di dalam kamera, atau pembersihan permukaan (cleaning apparatus) dengan memakai gelombang suara ultrasonik sebelum produk diproses lanjut. - Pukulan ringan akan menggetarkan batu-gerinda dengan modus getar tertentu. Frekuensi pribadi (natural frequency ) diukur dengan sensor transducer. Berdasarkan rumus empirik yang diperoleh dari pengamatan beberapa model geometrik batu gerinda dapat dicari korelasi antara frekuensi pribadi dan modulus elastisitas batu gerinda. Modulus elastisitas ini dapat dijadikan parameter untuk menentukan kualitas batu gerinda dalam aspek kekerasannya (tidaklah praktis mengukur kekerasan batu gerinda dengan memakai hardness tester  seperti halnya pada permukaan material lain m isalnya logam, kayu, lapisan cat). Cara sederhana untuk menentukan apakah ada keretakan (retak-mikro; micro-crack ) pada benda antik dari porcelain atau gelas adalah dengan memberikan pukulan ringan lalu didengarkan suara getarannya (nada tinggi dengan waktu getar yang lama menandakan kebagusan/keantikan objek). Teknik serupa bisa diterapkan untuk menilai kualitas produk hasil pengecoran. Demikian pula halnya untuk mengecek sambungan kerut (suaian paksa; interference fit ) antara poros dan roda gerbong KA. Pada saat berhenti di stasiun, dimulai dari gerbong belakang/depan dengan memakai palu petugas memukul setiap roda gerbong. Suara yang nyaring menandakan roda masih terpasang pada poros dengan baik. Bila terdengar suara yang teredam menandakan sambungan yang kurang baik, dan gerbong ybs. harus diganti untuk mencegah terjadinya kecelakaan. - Peleburan metal dapat menggunakan k ombinasi energi bersumber dari loncatan elektron (“semburan api listrik” ) dari anode-katode, atau induksi listrik dengan energi getaran elektromagnetik. - Pukulan pada kristal piezoelektrik akan menghasilkan perbedaan potensial listrik di dua permukaan kristal (muka-belakang). Dengan kawat konduktor perbedaan potensial listrik ini didekatkan di antara ujung konduktor dan ujung katup saluran gas sehingga timbul loncatan elektron (“api listrik”) yang akan menyulut gas yang dilepaskan bersamaan dengan pemukulan kristal. Inilah prinsip pemantik yang diterapkan pada korek api gas atau pada kompor gas.

45

19 Periodisasi/pulsasi-aksi (Periodic action) Suatu tindakan/aksi yang tetap dapat diubah menjadi tak tetap dengan memberi jeda secara beraturan, berulang secara periodik, atau berpulsa (hentakan periodik). Dengan adanya jeda, energi yang kontinyu dapat ditampung untuk kemudian dikeluarkan sebagai pulsa, membuat tindakan menjadi lebih efektif. Contoh: - Melubangi tembok beton dapat dilakukan dengan lebih efektif memakai hammer drill , serupa dengan mesin bor (gurdi) listrik dengan tambahan aksi pemukulan secara periodik pada poros pemutar gurdi. Karena beton memiliki sifat getas (brittle), mata gurdi akan meretakkan per mukaan beton akibat pukulan arah aksial. Pada saat yang sama, putaran gurdi membuat mata-potong radial memotong permukaan beton arah tangensial dengan lebih mudah. Teknik ini tak efektif bila diterapkan pada penggurdian baja, sebab baja memiliki sifat ulet ( ductile). - Mengendorkan sekrup yang sulit dibuka (berkarat) dapat dilakukan dengan obeng-pukul ( impact  wrench), berbentuk obeng dengan tambahan mekanisme ulir (pengubah gerakan linear  menjadi putar; penerapan prinsip 17 Penambahan-dimensi). Bila bagian belakang obeng dipukul (memberikan hentakan/pulsa) akan terjadi hentakan-putar di ujung obeng. - ABS ( Automatic Breaking System) adalah sistem pengereman dengan menggantikan tekanan tetap kanvas-rem (breaking pad ) pada cakram rem (breaking disc ) menjadi tekanan periodik. Pada kondisi basah, berlumpur, atau bersalju, akan terbentuk lapisan kontak antara permukaan jalan dan permukaan ban mobil. Karena permukaan ban berprofil membuat ikatannya dengan lapisan kontak relatif kuat. Sementara itu, permukaan jalan dengan lapisan kontak pada kondisi ini relatif lemah, sehingga mudah slip. Dengan adanya jeda pengereman membuat ban berputar sekejap sehingga terbentuk  hubungan baru antara permukaan ban, lapisan kontak, dan permukaan jalan . Dalam saat yang pendek ini, bila orientasi roda berubah (kemudi diputar pelan), roda akan menggelinding ke arah lain sebelum lapisan kontak kehilangan ikatannya dengan permukaan  jalan. Dengan demikian, pengemudi masih mungkin mengerem sambil sedikit memutar kemudi supaya mobil tidak tergelincir lurus melainkan berbelok mencegah terjadinya tabrakan frontal. - Nyala lampu yang berkedip akan lebih menarik perhatian orang daripada yang tak berkedip. Oleh sebab itu lampu ini banyak dipakai misalnya pada tempat keramaian, pada mobil (lampu: rem, arah belok, parkir), atau pada mobil polisi dan ambulance. - Untuk membuat suara sirine lebih menarik perhatian dilakukan pengubahan frekuensi dan amplitudonya sehingga sirine mengaum dengan nada yang berbeda-beda. -ESWL (Extracorporeal Shock Wave Lithotripsy ) merupakan alat (prosedur kedokteran) untuk memecah (tripter ) batu (litho) yang ada di dalam rongga ginjal (renal pelvis) yang dinamakan batu-ginjal (renal stones; nephrolithiasis), di saluran dekat ginjal ( renal proximal stones; ureterolithiasis), atau di kandung kemih (midureteral stones; cystolithiasis. ) dengan memakai gelombang kejut (gelombang suara berpulsa; pulsed sonic wave). Gelombang kejut difokuskan pada batu-ginjal (atau batu empedu; gallstones; cholelithiasis: pengkristalan cholesterol atau bilirubin dan kalsium) dengan pulsasi 80 s.d. 120 ppm selama beberapa saat (15 s.d. 30 menit) sehingga batu pecah menjadi serpihan kecil yang dapat dikeluarkan melalui saluran air-seni/air-kemih/ urine atau saluran empedu yang bermuara di usus dua-belas jari (duodenum) bagi serpihan batu empedu. Catatan mengenai ESWL: Komposisi batu ginjal ada beberapa jenis bergantung pada kelainan yang diderita pasien mengenai kejenuhan urine  (kurang asupan air, dehidrasi, pola makan, dan metabolisme tubuh) dengan zat pembentuk kristal (calculi; crystal-forming calculogenic ). Umumnya batu ginjal dari jenis kristal kalsium oksalat (calcium oxalate; pH rendah), kristal kalsium fosfat ( calcium phosphate; pH tinggi) atau kristal asam urat (uric acid ; pH rendah). Struvite adalah kristal dengan ujung-ujung sangat tajam sehingga bisa melukai selaput, menyebabkan perdarahan, dan infeksi. Mekanisme pemecahan batu ini belum diketahui secara pasti, namun diduga karena tegangan tekantarik yang dialami batu kristal saat gelombang merambat padanya, atau karena erosi di permukaannya akibat proses kavitasi (cavitation; pemunculan gelembung pada cairan kemih karena energi gelombang kejut yang terfokuskan diikuti dengan pengecilan gelembung secara mendadak di permukaan yang menimbulkan konsentrasi tekanan). Untuk mem udahkan pemecahan batu, biasanya pasien diberi penenang atau anastesi supaya jangan banyak bergerak (batuk , reflek, atau gerakan lainnya)

46

sehingga batu yang terjepit dalam saluran tidak bergerak. Batu yang mengambang dalam kandung kemih sulit disasar sebab mudah berubah posisinya (memerlukan proses penargetan ulang). ESWL terdiri atas tiga bagian utama, yakni sumber gelombang kejut sebagai pemecah batu (lithotripter ), monitor penarget (targeting & monitoring ), dan meja pemosisi pasien. 1 Lithotripter ; sumber gelombang kejut pemecah batu dapat berupa: - Electrohydraulic ; menggunakan loncatan elektron/listrik dalam media air yang membentuk gelembung dan pecah mendadak menimbulkan gelombang kejut yang diarahkan (dengan cerobong parabolik) ke pinggang pasien yang direndam dalam air. Penggetar ini, merupakan  jenis pertama yang ditemukan Dornier (perusahaan pesawat terbang di Amerika, thn. 1980), belum mampu memfokuskan gelombang kejut secara lebih cermat (sasaran kecil). - Electromagnetic ; menggunakan kumparan konduktor  yang diberi tegangan berpulsa. Pulsa tegangan ini menginduksi membran silinder  yang mengelilingi kumparan menimbulkan arus Eddy pada membran. Membran akan terdesak (membesar) dan kem udian mengecil kembali dengan mendadak sehingga menimbulkan gelombang tegak (standing wave) dengan muka gelombang berupa silinder yang bergerak membesar menjauhi sumbu silinder pada medium air yang mengelilinginya. Gelombang dipantulkan oleh parabolic reflector  (diameter terbesarnya sekitar 300 mm dengan sumbu yang sama dengan sumbu silinder membran) menjadi lingkaran-lingkaran konsentrik sehingga membentuk permukaan setengah bola yang bergerak mengecil menuju titik fokus (sekitar 180 mm dari membran penutup Lithotripter  yang terbuat dari karet silicone). Gelombang kejut merambat melalui media air, karet silicone, lapisan jeli yang dioleskan di kulit pasien, kulit pasien, jaringan tubuh, jaringan ginjal, urine, dan menggetarkan sasaran batu ginjal. Pemfokusan gelombang kejut ini cukup cermat sehingga efektif dalam meremukkan batu ginjal. - Piezoelectric ; keping-keping kristal piezoelektrik disusun konsentrik pada permukaan parabolik dan diatur pemberian energinya berupa pulsa voltase listrik sehingga menghasilkan gelombang tegak (standing wave) dengan permukaan setengah bola yang bergerak mengecil menuju fokus. Pemfokusan dengan penggetar jenis ini relatif lebih cermat, namun memerlukan piring parabolik yang cukup besar supaya jumlah keping piezoelektrik cukup banyak untuk menghasilkan gelombang kejut yang cukup kuat. 2 Targeting & monitoring system; untuk menentukan posisi batu ginjal yang disasar serta memantau hasilnya. Dapat dilakukan dengan salah satu cara atau kombinasi cara berikut, - Ultrasonography ; adalah alat pencitraan dengan memakai gelombang suara ultra ( ultra sonic ; frekuensinya di atas 20 KHz). Digunakan untuk pencitraan organ tubuh yang lunak ( soft  tissues) dengan sumber suara berfrek uensi 2 s.d. 18 MHZ. Citra yang dihasilkan kurang tajam,  jadi hanya cocok untuk memecahkan batu ginjal berukuran besar. Lihat penjelasan pada contoh prinsip 26 Foto-Model mengenai sumber suara ultra dan teknik pencitraan organ tubuh dengan ultrasonografi. - Fluoroscopic X Ray Imaging System; pencitraan dengan sinar Roentgen. Batu kalsium serupa dengan tulang akan terlihat dengan jelas pada film atau layar monitor. Batu ginjal dengan komposisi asam urat dalam hal ini akan tembus sinar x sehingga tidak mudah terdeteksi. Bila kurang jelas, perlu disuntikkan zat pengkontras (“pendar”) bagi sinar x (barium sulfate, gastrografin) untuk “memetakan” (antegrade pyelogram) dari ginjal (renal ), saluran kemih (ureter ) ke kandung kemih (bladder ), atau kebalikannya (retrograde pyelogram; bladder  ureter  renal ). Pencitraan dengan sinar x tak dianjurkan bagi pasien anak-anak dan wanita hamil. 3 Patient positioning table; meja untuk menidurkan pasien yang bisa diatur posisinya (naik-turun, kirikanan, maju mundur) untuk memosisikan dan menekankan pinggang pasien relatif terhadap lithotripter . Batu ginjal yang terlihat pada layar monitor pencitraan diatur posisinya (dengan mengatur posisi pasien) sampai pada titik perpotongan garis silang yang merupakan fokus dari lithotripter . Dalam hal ini lithotripter , ultrasoner  dan/atau x-ray imaging system dapat berputar  beberapa derajat pada satu sumbu tegak lurus sumbu pasien guna mempermudah pemfokusan gelombang kejut pada salah satu dari beberapa batu ginjal/empedu yang ada pada pasien. Bila ESWL tak berhasil dalam melokalisir dan memecahkan batu ginjal, dokter spesialis dapat melakukan endoscopy   (pipa lentur yang dimasukkan pada saluran tubuh, melalui mana dapat disalurkan kabel fiber optic  untuk menyalurkan cahaya dan kabel peralatan untuk keperluan lainnya) dari jenis cytoscope, ureteroscope, atau pyeloscope. Dengan fiber optic  dokter bisa melihat, dan melokalisir batu, sehingga bisa diambil dengan pengait atau dipecahkan dahulu dengan teknik resonansi memakai gelombang suara ultra ( Ultrasonic Lithotripsy ) atau dengan teknik kavitasi memakai laser (LISL; Laser Induced Shock Wave Lithotripsy ). 



47

20 Pemberlanjutan-manfaat (Continuity of useful action) Usahakan suatu proses terdiri atas sebanyak mungkin bagian-bagian bermanfaat dengan cara m enghilangkan sebanyak mungkin bagian bagian yang tak bermanfaat. Bagian tak bermanfaat adalah bagian yang sebenarnya tidak menambah nilai hasil kegiatan (produk) namun diadakan karena menjadi bagian proses sebagaimana proses dahulu dirancang (memerluk an persiapan, atau menggunakan teknik yang saat itu umum dilakukan) dan dipilih karena alasan tertentu. Contoh: - Line balancing   adalah teknik perancangan dan pengelolaan pabrik yang bertujuan untuk mencari keseimbangan pembebanan setiap mesin/peralatan/unit produksi untuk meminimumkan waktu menganggur (idle time) dan mengoptimumkan kegiatan dalam setiap unit produksi. - Pallet system yang diadaptasikan bagi Mesin Perkakas NC bertujuan untuk memanfaatkan waktutunggu operator ketika mesin sedang menyelesaikan pekerjaannya secara otomatik berdasarkan program NC dengan menyibukkan operator untuk melakukan bongkar pasang benda kerja di luar ruang kerja mesin. Bila  pallet system tidak digunakan berarti mesin NC harus berhenti (idle) menunggu operator melakukan bongkar-muat di ruang kerja mesin. - Mesin sekrap (shaping ) dengan gerakan khas pahat maju-mundur ( reciprocating ) tidak lagi digunakan karena memiliki langkah kerja non-produktif yakni ketika pahat bergerak mundur  tidak bisa dimanfaatkan untuk memotong. Saat ini tugas mesin sekrap tsb. diambil alih oleh mesin freis (milling ) yang mampu melakukan pemesinan permukaan benda kerja secara kontinyu. Demikian pula halnya dengan mesin power hack saw  dengan gergaji berbentuk plat panjang dengan ciri khas gerakan menggergaji maju-mundur, digantikan oleh mesin circular saw  dengan gergaji berbentuk piring/cakram dengan gerakan putar, mesin band saw   dengan gergaji berbentuk pita yang disambungkan sehingga bisa melakukan gerakan translasi berkesinambungan, atau chain saw  dengan gergaji berbentuk mata rantai yang dipersambungkan (hanya cocok untuk menggergaji kayu). - Interupsi pemakaian energi akan membebani sumber energi dengan beban lebih yang tak bermanfaat setiap kali dinyalakan (start) kembali. Ketika proses sedang tidak memerlukan energi, sumber energi sebenarnya tidak perlu dimatikan melainkan energinya kalau mungkin disalurkan untuk keperluan lain atau disimpan (sehingga menjadi lebih banyak/besar; accumulator ) untuk digunakan ketika proses memerlukannya secara periodik. Contoh penerapannya adalah, - Pemakaian kondensator untuk menyimpan energi listrik dari jaringan listrik, pada mesin las listrik. - Pemakaian tangki tekanan (accumulator ) untuk menyimpan energi mekanik dari pompa fluida pada mesin press hidrolik. - Pemakaian flywheel  untuk menyimpan energi mekanik dari sumber m otor penggerak, pada mesin press mekanik. Menurut Anda apakah pemakaian flywheel   pada motor-bakar sebagai penggerak mobil juga merupakan penerapan prinsip 20 Pemberlanjutan-manfaat, prinsip 12 Penyelarasan, atau prinsip 8 Penyeimbang?

48

21 Pencepatan-perlakuan (Rushing through, Skipping ) Bila suatu kondisi yang tak menguntungkan harus dilalui/dilakukan maka laksanakan dengan cepat sebelum efek negatifnya menyebar/membesar. Contoh: - Proses pemotongan/pengguntingan/pemesinan adalah aplikasi gaya di ujung mata potong pahat sehingga material terdeformasi dan terpisahkan menjadi geram. Nam un dari aspek lain, gaya potong ini merugikan karena dapat mendeformasikan material terutama di bagian tepi benda kerja akan terjadi proses pelengkungan material bukannya pemotongan. Untuk mengatasi hal ini, pada saat pemesinan di tepi benda kerja digunakan kecepatan potong yang sangat tinggi. Kecepatan-potong yang tinggi akan meninggikan temperatur  material di lokasi pemotongan, material akan lemah sehingga hanya diperlukan gaya-potong yang rendah, deformasi tak terjadi, dan tepi benda-kerja hasil pemesinan akan mulus. Tentu saja, dalam hal ini diperlukan pahat potong yang tahan temperatur tinggi misalnya pahat karbida, atau keramik. - Proses pengelasan (pemotongan atau penyambungan) akan memanaskan benda kerja di lokasi pengelasan. Pemanasan akan menyebabkan pemuaian, sem entara itu bagian lain benda kerja yang agak jauh dari daerah pengelasan masih dingin sehingga terjadi tegangan akibat perbedaan temperatur yang akan mendeformasikan benda-kerja. Deform asi ini bisa merupakan deformasi permanen terutama pada proses penyambungan. Ketika bagian yang dilas mulai mendingin terjadi keseimbangan tegangan dan bagian yang tersambungkan (dilas pada saat posisinya berubah karena pemanasan) tidak ak an teliti orientasi geometrinya. Oleh sebab itu pengelasan sebaiknya dilakukan secepat mungkin sebelum muncul permasalahan deform asi. - Setiap benda memiliki karakteristik yang tertentu ketika digetarkan. Bila frek uensi penggetar diubah benda akan ikut bergetar dengan cara getar tertentu (modus getar). Modus getar ini terutama dipengaruhi oleh geometri dan dimensi (massa) benda. Pada frekuensi penggetaran yang tertentu benda akan tergetarkan dengan modus getar tertentu disertai amplitudo yang besar  yang dinamakan  resonansi. Frekuensi penyebab terjadinya resonansi ini dinamakan frekuensi pribadi (natural frequency ). Benda memiliki beberapa frekuensi pribadi, dan pada umumnya frekuensi pribadi yang terendah akan menyebabkan resonansi dengan amplitudo tertinggi. Misalkan suatu poros penggerak mesin/peralatan/mobil harus berputar pada beberapa kecepatan putar tertentu. Bila pada suatu kecepatan putaran ternyata bersesuaian dengan frekuensi pribadi poros, kemungkinan besar ak an terjadi resonansi yang dipicu oleh getaran akibat ketidaksempurnaan keseimbangan dinamiknya. Poros tidak boleh berlama-lama pada harga putaran ybs sebab akan terjadi getaran yang merusakkan. Oleh sebab itu, jangan ditunda-tunda, segera perbesar kecepatannya, supaya daerah resonansi dapat dilalui dengan cepat.

49

22 Pemanfaatan-kerugian (Convert harm into benefit, “Blessing  in disguise” or “Turn Lemons into Lemonade” ) Baik atau buruk, untung atau rugi adalah hal yang relatif, bergantung pada kondisi kejadian dan cara kita melihatnya. Misalnya, limbah dari suatu industri bisa menjadi bahan mentah industri lain. Matematik mengajari kita bahwa untuk mengubah yang negatif menjadi positif adalah dengan mengalikannya dengan yang negatif. Hal yang merugikan di suatu aspek bisa dikombinasikan dengan hal yang merugikan di aspek lain sehingga kita bisa meraih manfaat dari penggabungan ini. Contoh: - Limbah panas yang dikeluarkan bersama asap m elalui cerobong-asap pabrik masih bisa dimanfaatkan untuk menghasilkan listrik, misalnya dengan memakai mesin nasdem (panas-adem). Mesin Sterling adalah mesin konversi energi yang dapat mengubah daya panas menjadi daya mekanik atau sebaliknya. Panas dari cerobong ditangkap dengan penangkap panas ( heatcollector ) disalurkan ke ruang/tabung pemanasan yang berisi fluida kerja (udara, nitrogen, helium). Akibat pemanasan fluida kerja berekspansi dan mengalir ke ruang/tabung pendinginan sambil mendorong torak (melakukan kerja). Tabung pendinginan didinginkan dengan air atau oleh lingkungan (udara) membuat fluida kerja mendingin, dilanjutkan oleh desakan torak pada langkah balik, fluida kerja mengalir kembali menuju ruang/tabung pemanasan. Langkah balik torak memerlukan daya yang diberikan oleh sistem pendorong (pegas, elektromagnetik, atau flywheel ). Gerakan bolak balik torak ini diubah menjadi tenaga listrik dengan memakai generator linear, atau generator putar setelah diubah dahulu menjadi gerakan putar (sistem kinematik: slider-crank , atau wobble mechanism). Sterling engine juga dipakai sebagai sumber energi listrik oleh robot Cassini  yang dikirim untuk melakukan eksplorasi mengorbit planet Saturnus. Sumber panasnya dibawa dari Bumi yaitu limbah plutonium (bahan radioaktif yang meluruh mengeluarkan panas dalam jangka lama) sementara sumber pendinginnya adalah angkasa luar ( Advanced Stirling Radioisotope Generator ;  power : 140 W, mass: 20 kg, efficiency : 30%, fuel : 0.8 kg Pu238, life time: 14 years). - Beragam pipa sering kita lihat di industri k imia yang digunakan untuk mengalirkan cairan, ada yang bersifat basa dan ada yang bersifat asam. Dalam jangka lama pipa untuk cairan basa akan mengalami penyumbatan karena pengendapan, sem entara pada pipa untuk cairan asam akan mengalami kebocoran akibat korosi. Jik a secara berkala bisa dilakukan penggantian cairan, pengendapan yang diakibatkan oleh cairan basa akan melindungi pipa yang sudah mulai berkarat karena sebelumnya yang dialirkan pada pipa tersebut adalah cairan asam. Sementara itu, cairan asam pada pipa yang lain akan mengikis endapan yang ada pada pipa yang sebelumnya dipakai untuk mengalirkan cairan basa. - Hambatan merupakan suatu bentuk kerugian, namun bisa juga kerugian ini kita manfaatkan untuk proses pengukuran, misalnya: - Menghambat aliran fluida dalam pipa dengan pipa venturi (atau dengan plat berlubang di tengah, orifice). Kemudian, diukur perbedaan tekanan fluida di bagian yang sempit dan bagian yang lebar dari pipa venturi (dengan m emakai tabung cairan yang akan menunjukkan perbedaan ketinggian permukaan) sebagai ukuran kecepatan aliran fluida. - Menghambat aliran elektron dengan resistor, lalu diukur perbedaan voltase ke dua ujung resistor untuk menentukan arus listrik. - Oksidasi merupakan kerugian bagi baja, namun proses Blackening  adalah proses pengoksidasian lapisan luar yang bermanfaat dalam m elindungi material di lapisan dalam dari proses ok sidasi ketika baja tersebut dipakai di lapangan (dipandang dari aspek lapisan, hal ini serupa dengan prinsip 30 Pemakaian membran-lapisan). - Menggunakan bau yang tak kita sukai sebagai tanda peringatan bahwa ada kebocoran gas di dapur  kita (kombinasi dengan prinsip 9 Pencegahan, prinsip 10 Penyiapan, atau prinsip 11 Pengamanan?).

50

23 Umpan-balik (Feedback ) Umpan-balik adalah informasi mengenai keluaran (out put ; satu atau beberapa sifat, kondisi, jumlah objek/produk) di saat/sisi-akhir (pengakhiran). Umpan balik digunakan untuk melakukan tindakan koreksi di saat/sisi-mula (pemulaian) guna menjaga hasil akhir dari pengaruh gangguan pada sistem. Tindakan koreksi bisa merupakan pengubahan kondisi masukan ( input ; satu atau beberapa sifat, kondisi, jumlah objek) atau penambahan objek yang akan menghilangkan, mengeliminir (memperkecil sehingga menjadi tak berarti), atau melakukan tindakan kompensasi bagi pengaruh gangguan pada sistem yang dikontrol. Catatan: - Sistem kontrol adalah sistem yang dirancang dapat menyesuaikan dengan perubahan (diinginkan dan/atau diganggu) pasti memerlukan umpan balik. Sistem kontrol otomatik   dapat menyesuaikan dirinya sendiri karena adanya program kontrol yang disimpan pada pengontrol (komputer). Contoh: - Untuk masing-masing sumbu NC pada sistem kontrol gerakan mesin perkakas NC memerlukan umpan balik   mengenai posisi bagian yang dikontrol dengan memakai alat ukur posisi  (transducer). Sinyal dari alat ukur posisi dikirim ke komputer pengontrol untuk menentukan apakah target (posisi) sudah dicapai atau belum dengan m eneruskan atau menyetop motor  penggerak. Motor penggerak (servo motor ) dapat diatur kecepatannya berkat umpan balik mengenai kecepatan dan posisi poros penggerak dengan mem akai encoder . Dengan program pengontrolan gerakan, sistem kontrol mesin NC mampu menggerakkan bagian mesin NC ini dengan memperhitungkan kecepatan gerakan, saat aselerasi dan deselerasi, sehingga gerakan bagian yang dikontrol, yang memiliki massa yang besar, berlangsung secara mulus. Demikian pula halnya bagi sumbu NC lainnya, dan komputer pengontrol harus melakukan koordinasi bagi semua sumbu NC yang dimiliki (misalnya untuk 5 sumbu, X,Y,Z,A,B) agar  pahat dapat digerakkan relatif terhadap benda kerja sesuai dengan program NC yang dibuat untuk menyelesaikan pekerjaan pemesinan yang tertentu. - Laser head  yakni sistem lensa/optik bagi sinar laser yang dipakai untuk membaca/m enulis data digital pada perangkat DVD harus bisa digerakkan secara cermat dalam arah radial terhadap sumbu putar DVD disk. Karena data tersebut dituliskan pada track   (lingkaran-lingkaran konsentrik pada DVD disk) dengan jarak antara track  yang sangat cermat (0.74 ìm) gerakan radial Laser  head  perlu dilaksanakan dalam dua tahap. Tahap 1, gerakan sangat cepat, dilakukan oleh penggerak modul laser head  menuju daerah pada mana lokasi data track  yang dituju bakal ditemukan. Sistem penggerak sangat cepat ini berupa motor step (step motor ) dikombinasikan dengan poros berulir untuk mengubah putaran menjadi gerakan translasi dengan kecermatan sama dengan kecermatan angular (sudut) step motor  dikalikan kecermatan pits ulir penggerak (menjadi kecermatan linear). Tahap 2, gerakan sangat cermat, dengan mengatur arus listrik pengaktif medan magnet yang mengambangkan lensa supaya lensa pada laser head   bisa bergerak naik-turun (mengatur pemfokusan berkas sinar laser pada track   DVD disk) dan bergerak kiri-kanan dengan sangat cermat untuk memosisikan fokus sinar laser pada data track  yang diinginkan. Pengontrol baca/tulis menggunakan informasi yang ada pada setiap track sebagai umpan balik  untuk pengaturan posisi dengan menerapkan program koreksi bila terjadi kesalahan pemosisian (error detection & correction). - Suatu proses produksi pada dasarnya mengubah nilai satu atau beberapa sifat (karakter: geometrik , fisik, atau kimiawi) dari suatu tingkat/derajat/nilai awal (bahan), menjadi nilai akhir (produk). Setiap mesin produksi memiliki ciri yang menggambarkan kemampuannya dalam menghasilkan produk. Ciri ini tidak diperoleh (diukur, atau diperiksa) dari parameter mesinnya, melainkan dengan mengukur karakter produknya. Setelah dihasilkan ratusan produk, mereka bisa diukur  (dengan alat ukur yang sesuai untuk objek ukur ybs. serta dengan kecermatan yang mencukupi). Antara suatu produk yang dihasilkan pada suatu saat dengan produk yang dihasilkan pada saat lain bisa memiliki harga yang sama atau tidak sama. Ukuran mereka menyebar di antara harga rata-ratanya. Jumlah produk yang memiliki ukuran di sekitar harga rata-rata akan sering ditemukan (frek uensinya tinggi), sementara yang memiliki ukuran yang lebih rendah/tinggi dari harga rata-rata frekuensinya rendah. Distribusi frekuensinya akan berbentuk gunung, puncak gunung berada pada harga rata-rata, dan jarak di antara kaki  gunung kiri dan kanan menggambarkan variabilitas atau sebaran ukuran produk..

51

Mesin produksi distel (diatur) supaya menghasilkan sejumlah produk dengan distribusi frekuensi yang memiliki puncak gunung dan dua kaki gunung berada di dalam daerah toleransi (di antara batas maksimum dan minimum, higher & lower limits).  Adalah merupakan kenyataan/alamiah bahwa tidak ada sesuatu yang tak berubah selamalamanya. Demikian pula halnya dengan proses produksi, puncak gunung distribusi frekuensi ukuran produknya (bisa dinamakan sebagai Tingkat Proses Rata-rata; Average Process Level ) akan berubah posisinya dengan bertambahnya waktu. Misalnya dalam penggerindaan permukaan poros, dimensi produk akan makin membesar gara-gara keausan batu/roda gerinda sehingga puncak gunung menggeser ke kanan (ke kiri bila dilakukan penggerindaan lubang). - Diagram kontrol (control-chart ) adalah teknik pengontrolan untuk menjaga karakteristik produk supaya selalu berada dalam daerah toleransinya. Dasar pengembangan teknik ini adalah seperti fenomena yang diuraikan di atas. Yang dijadikan sebagai umpan balik   adalah informasi mengenai lokasi harga-rata2 sampel objek ukur (karakteristik produk: geometri, fisik, kimiawi) terhadap batas-batas kontrol (garis batas atas dan bawah pada diagram kontrol yang ditentukan lokasinya relatif terhadap daerah toleransi dengan memakai teori statistik). Proses dimonitor (pengambilan sampel dengan ukuran tertentu; jumlah produk tertentu) secara berkala dengan mencantumkan posisi harga rata-rata sampel sebagai suatu titik/tanda pada diagram kontrol. Posisi titik terhadap titik berikutnya bisa sama atau berbeda beda secara rambang (random) dan mereka cenderung bergerak ke atas/bawah mendekati salah satu batas pada diagram kontrol (Batas Kontrol). Ketika titik ini sudah mulai berada di dek at batas kontrol adalah merupakan pertanda bahwa proses produksi harus dihentikan guna melakukan koreksi (penggantian perkakas yang aus). Setelah itu dilakukan penyetelan mesin, yakni dengan melakukan produksi percobaan untuk membuat harga rata-rata sampel yang pertama (titik pertama pada diagram kontrol) berada pada/dekat dengan Batas Atur  (Batas-Atur-Bawah bila tingkat proses rata-rata cenderung naik, atau Batas-Atur-Atas jika tingkat proses rata-rata cenderung turun). Dengan cara ini diharapkan periode penyetelan bisa diperlama (jangka waktu di antara dua tindakan koreksi menjadi panjang) - Thermostat  merupakan komponen yang sering dipakai dalam pengontrolan suhu. Konstruksi thermostat relatif sederhana. S ebagai elemen utamanya adalah bimetal berupa batang pipih yang terbuat dari dua material berbeda koefisien muai yang disatukan dengan proses brazing. Satu ujung batang bimetal dicekam (ujung diam), dan ujung yang lain berfungsi sebagai kontak listrik (ujung gerak sebagai kontaktor; “platina”). Dengan berubahnya suhu bimetal akan berubah kelengkungannya sehingga kontak listrik akan membuka atau menutup pada suhu tertentu. Konstruksi sederhana seperti ini bisa “dipercanggih” dengan cara menambahkan pena (“paku”) penekan batang bimetal di dekat ujung kontak. Ujung bebas pena ditutup dengan piringan pemutar dengan tanda ujung panah yang bisa diposisikan pada garis-garis penanda. Bila pemutar ini diputar sampai penunjuk menunjuk garis penanda yang diinginkan (cotton, wool , ...seperti pada setrika listrik; ..15 , 20, 25,... seperti pada AC) pena yang berulir di bagian tengah, akan bergerak translasi terhadap mur yang menyatu dengan rangka thermostat, sehingga akan lebih menekan atau kurang menekan batang bimetal. Karena tekanan pena pengatur, kontak listrik pada ujung bimetal akan lebih mudah atau lebih sulit membuka/menutup dengan berubahnya suhu di sekitar bimetal. Jadi, thermostat akan mengatur lamanya pembukaan/penutupan aliran listrik menuju peralatan pembangkit panas/dingin. Inilah contoh komponen sistem kontrol sederhana yang memberikan umpan balik mengenai suhu dan menggunakannya untuk menjamin bahwa target pemanasan/pendinginan telah tercapai.

52

24 Perantara (Mediator, “Intermediary”  ) Perantara, Penyambung, Penghubung, Penyampai atau Mediator diperlukan bila dua sifat, kegiatan, kondisi, atau objek sulit (tidak mampu, tidak bisa, atau tidak cocok) berada bersamaan (waktu, tempat; merupakan kerugian, efek negatif), Perantara bisa berupa sifat. kegiatan, atau kondisi, milik salah satu objek yang dimunculkan secara temporer atau penambahan objek baru yang sifatnya permanen. Dengan adanya perantara akan diperoleh keuntungan (efek positif). Contoh: - Banyak contoh yang bisa kita lihat sebagai penerapan prinsip 24 Perantara, m isalnya: - Virus dengue memerlukan nyamuk sebagai perantara ( carrier ) untuk menulari manusia. - Virus komputer memerlukan program aplikasi (carrier ) untuk menulari komputer lain. - Serbuk karbon (toner ) dan kertas sulit menyatu mereka memerlukan mediator yaitu Laser Printer . Prinsip kerja Laser Printer  sebagai mediator antara objek 1 (toner) dan objek 2 kertas sbb.,  A Toner  berupa serbuk yang merupakan campuran serbuk karbon, serbuk oksida besi, dan serbuk resin (plastik/polimer transparan) dengan ukuran sekitar 8 ìm (yang dipakai untuk mencetak dengan kecerm atan 600 dpi; dots per inch). Serbuk karbon tidak bisa menempel pada kertas, maka dipersiapkan mediator yang berupa: - Mediator 1: serbuk oksida besi, supaya toner bisa diberi muatan listrik negatif , - Mediator 2: serbuk resin, supaya toner, setelah dipindahkan ke kertas, dapat dilumerkan (dengan pemanasan) dan mengering membentuk ikatan yang kuat dengan permukaan kertas. - Mediator 3: Toner Cartridge sebagai penyimpan toner  di dalamnya terdapat rol penghantar (carrier ) toner  ke silinder pencetak. Toner Cartridge ini bisa dianggap sebagai penerapan prinsip 1 Segmentasi (dipisahkan dari objek-induk: printer) dan prinsip 7 Persarangan (bisa diambil atau disarangkan kembali ke induk) memungkinkan tindakan isi-ulang toner ( toner refill ). - Mediator 4: Silinder pencetak, yang menghantarkan toner dari cartridge ke kertas. Proses pemindahan toner berlangsung secara selektif, karena hanya pada titik-titik tertentu saja pada sepanjang garis-garis yang berjajar rapat di   permukaan silinder yang ditempeli toner . Mediator 4 ini bersifat temporer, kadang on kadang off pada titik-titik di permukaan silinder pencetak (lihat bulir  B). B Proses penempelan toner ke silinder pencetak dilaksanakan melalui pentahapan berikut. B1 Silinder pencetak (dari tabung aluminium dengan kesilindrikan dan k ehalusan permukaan yang bagus dilapis dengan bahan keramik) dibuat bermuatan listrik negatif  dengan menggunakan corona discharge di permukaan silinder di ruang sebelum ruang laser  scanning . B2 Penyiapan informasi (karakter grafis, gambar, foto dan kombinasinya) yang akan dicetak. Berkas yang akan dicetak disiapkan oleh PC untuk diubah menjadi berformat raster  grafis (format baris-baris) yang cocok untuk dikirimkan ke Laser printer . Pengubahan dilakukan oleh PC dengan menggunakan program penerjemah (Adobe Postscript, HP PCL, dsb.) yang sebelumnya telah di-install di PC (dilakukan bersamaan instalasi  printer driver ). Sesuai dengan kapasitas memory pada printer, berkas dikirim secara bertahap per  halaman atau keseluruhan. B3 Penyiapan silinder pencetak untuk menempelkan serbuk toner di permukaannya. Mulai dari halaman pertama informasi yang berupa raster grafis diproses menjadi perintah pengaktifan modul laser scanner . Dari Laser head  berkas sinar laser dipancarkan menuju prisma pemantul dan dipantulkan menuju lensa silindrik pemfok us di dekat permukaan silinder pencetak sehingga laser terfokusk an di permukaan silinder  pencetak pada suatu posisi aksial. Prisma diputar untuk memindahkan titik fokus laser  secara berurutan mulai dari salah satu tepi silinder pencetak ke tepi yang lain sepanjang garis scanning  dengan kecermatan perpindahan titik fokus sesuai dengan kecermatan pencetakan yang dipilih (dpi; dots per inch). Pada saat scanning  berkas laser dihidupkan dan dimatikan sesuai dengan irama perubahan lokasi titik fokus mengacu pada data raster grafis untuk setiap baris data.

53

Setiap posisi sepanjang garis aksial silinder pencetak yang terkena sinar laser akan berubah muatan listriknya menjadi positif . Sehingga ketika serbuk toner yang bermuatan negatif didekatkan, serbuk akan menempel pada permukaan silinder  membentuk gambar raster grafis (sebagian data raster grafis yang akan dicetak, dan sebagian yang lain dilakukan pada siklus berikutnya sesuai dengan gerakan kertas). C Pemindahan toner dari silinder pencetak ke kertas Silinder pencetak berputar, salah satu sisinya bersinggungan dengan rol penghantar  toner cartridge. Toner   terpindahkan ke silinder pencetak secara bertahap berupa lapisan tipis setebal ukuran serbuk sepanjang rol pencetak. Pada sisi lain, dengan bantuan rol penekan, kertas tertekan pada sepanjang garis singgung dengan silinder pencetak, bergerak mengikuti putaran silinder pencetak sambil membawa serbuk toner setipis ukuran serbuk sepanjang garis-garis yang berjajar rapat di permukaannya (toner  terpindahkan ke kertas). Selanjutnya, kertas dijepit di antara silinder pemanas dan silinder penekan untuk melelehkan serbuk resin yang akan menyatukan serbuk karbon dan serbuk oksida besi dengan permukaan kertas. Kertas keluar dari printer dalam keadaan hangat dan ditempeli dengan toner yang sudah mengeras melekat erat di permukaannya. Setelah toner dipindahkan ke kertas, silinder berputar m elalui sikat untuk dibersihkan (dari toner sisa dan kotoran lain yang mungkin “terambil” dari kertas). Kem udian siklus diulang dimulai lagi dari ruang pemberi muatan listrik negatif di permukaan silinder  pencetak. D Colour Laser Printer , memiliki prinsip kerja seperti yang diuraikan di atas, namun menggunakan 4 Toner Cartridge untuk menyimpan 4 toner  warna yaitu biru ©; Cyan), merah (M, Magenta), Kuning (Y; Yellow ), dan hitam (B; Black ). Proses Laser  scanning-nya diulang 4 kali untuk masing-masing warna serbuk, dengan menggunakan data raster image setelah dilakukan colour separation. - Gelombang elektromagnetik (radio, sinar merah-infra, laser) biasa digunakan sebagai penyampai (carrier ) informasi (suara, pesan, data, gam bar) karena bisa disampaikan dan diterima dengan alat yang sesuai untuk jarak yang jauh (dua objek yang tak berdekatan). Beberapa hal yang patut dicatat dalam penyampaian informasi lewat gelombang elektromagnetik ini adalah, - Gelombang elektromagnetik pun memerlukan mediator yakni medium misalnya ruang hampa, atmosfir (udara), kabel konduktor (Cu), atau kabel serat optik. - Cara mengubah objek informasi menjadi objek baru yang cocok dengan lingkungannya ketika ditransmisikan (prinsip 3 Optimisasi lokal) dilakukan dengan menggunakan teknik modulasi (frekuensi, atau amplitudo). - Bentuk informasi yang ditransmisikan bisa merupakan data analog, atau data digital. - Gelombang elektromagnetik bisa disadap atau diganggu oleh sebab itu perlu dilakukan penjaminan kerahasiaan informasi dengan menggunakan teknik data encryption.

54

25 Swalayan (Self-service) Swalayan membuat objek mampu melayani kebutuhannya dalam rangka melaksanakan fungsinya. Proses pelayanan bisa dilaksanakan bersamaan dengan proses utama (parallel) atau pada saat yang berbeda (serial). Untuk membuat objek yang mampu melakukan swalayan diperlukan penyesuaian, pengubahan bagian, karakter, atau fungsi objek atau penambahan objek lain (memanfaatkan efek geometri, fisik, dan/atau kimia). Catatan: Ketaksempurnaan fungsi objek bisa jadi karena tidak adanya umpan balik (feedback ). Penambahan fungsi feedback   misalnya dengan menambahkan proses pengukuran pada objek ybs. membuat objek bisa melakukan swalayan. Dalam hal ini prinsip 25 Swalayan kelihatannya serupa dengan prinsip 23 Umpan balik. Namun, umpan balik memerlukan tindakan, fungsi lain selain proses pengukuran dan membentuk sistem umpan balik atau sistem kontrol yang lebih kompleks daripada prinsip Swalayan. Contoh: - Penyebaran pelumas dilakukan sendiri oleh komponen yang memerlukan pelumasan yakni dengan merendam sebagian dari bagian yang berputar dalam genangan pelumas. Pelumas akan menciprat akibat putaran komponen dan mengenai bagian-bagian lain dalam ruang tertutup. Prinsip melumasi diri sendiri ini diwujudkan seperti pada kotak transmisi roda-gigi ( gear-box ). - Penambahan komponen pelapis pada pelumas akan meninggalkan endapan/kerak pada komponen yang dilumasi. Kerak ini bisa menggantikan fungsi pelumas (mencegah kontak antara logam dengan logam, mengurangi friksi, mencegah keausan) ketika pelum as mulai kurang berfungsi karena degradasi sifatnya (kekentalan, kotoran) atau jumlahnya mulai tak mencukupi (kebocoran, kerusakan, hangus). Dengan demikian, kerak ini berfungsi sebagai lubrication maintenance self service. - Struktur batu gerinda terdiri atas serbuk abrasif, bahan pengikat, dan rongga (ruang kosong, pori). Rongga ini diperlukan sebagai tempat penampungan geram sebelum terlontar keluar karena gaya sentrifugal. Karena pemakaian, serbuk abrasif akan menumpul dan rongga akan mulai tertutup sehingga proses penggerindaan menjadi tak efektif malah bisa merusakkan struktur  metalografi benda kerja karena temperatur penggerindaan yang sangat tinggi. Batu gerinda memerlukan “penyegaran” (dressing ) dengan cara membuang lapisan yang rusak dan memunculkan lapisan baru di bawahnya dengan memakai dresser  intan. Bagi penggerindaan baja yang telah dikeraskan yang sensitif terhadap temperatur tinggi diperlukan batu gerinda dengan “kekerasan” yang rendah supaya temperatur penggerindaan tidak terlalu tinggi. Dalam hal ini serbuk abrasif relatif mudah terlepas sehingga tidak diperlukan dressing ( self-dressing ). - Berkat penggunaan ATC ( Automatic Tools Changing ) dan APC ( Automatic Pallets Changing ) mesin perkakas NC mampu melayani dirinya sendiri dengan penggantian pahat dan benda kerja pada saat dibutuhkan sesuai dengan perintah yang tertulis pada program NC.

55

26 Foto-Model (Copying ) Bila pengukuran/analisis objek sesungguhnya tak bisa dilakukan (tak mungkin, tak praktis, berbahaya, mahal) dapat diterapkan prinsip Foto-Model yaitu membuat replika/tiruan/citra objek untuk diukur dan/atau dianalisis sebagai ganti dari pengukuran secara langsung pada objek sesungguhnya. Model dibuat sebagai data yang bisa ditunjukkan sebagai benda maya di monitor komputer, dianimasikan, disimulasikan, dalam berbagai kondisi pemakaian untuk mempelajari karakteristik objek yang ditiru atau objek yang sedang dirancang-bangun. Replika/tiruan objek dibuat (ukuran sebenarnya, diperkecil, atau diperbesar) untuk mem pelajari karakteristik objek di m edia atau lingkungannya. Replika bisa dibuat dalam bentuk nyata namun dari material polimer dengan memakai data m odel komputer yang dicetak dengan menggunakan mesin 3D Printing  Citra objek bisa dibuat sesuai dengan media pencitraan yaitu gelombang suara ultra ( ultra-sonic ), atau gelombang elektromagnetik (sesuai dengan spektrum panjang gelombang misalnya sinar x, sinar  gamma, sinar yang terlihat akromatik, sinar warna tertentu (pelangi), sinar tak terlihat seperti UV ( Ultra Violet ; Ungu Ultra), IR (Infra Red ; Merah Infra, gelombang radio, dan sinar monokromatik seperti Laser). Contoh: - Model pesawat/mobil dibuat dengan ukuran diperkecil dan digabung dengan Prinsip 13 Pembalikan, (udara digerakkan relatif terhadap model yang diam) dilakukan uji-coba karakteristik aerodinamiknya di terowongan angin. - Sudu turbin sebagai model maya yang telah disimulasikan kekuatannya dapat diwujudkan dengan menggunakan 3D Printer . Berdasarkan model nyata dari bahan polimer tersebut dapat dibuat benda sesungguhnya (dari logam misalnya stainless steel ) dengan menggunakan teknik pencetakan keramik (ceramic moulding ). Beberapa objek hasil 3D Printing  yang akan dibuat cetakannya dirangkai dan direkatkan (berjajar atau melingkar) dengan penambahan material sebagai saluran (sprue), pintu (gate), dan penampungan saat pengisian logam cair (pelimbah; riser ) serta bila perlu saluran “pernapasan” ( venting ). Rakitan model ini kemudian dilapis dengan bubur keramik. Setelah kering, dimasuk kan ke tungku sehingga lilin/polimer menguap meninggalkan rongga berkulit keramik sebagai cetakan produk. Dalam keadaan memijar, cetakan keramik ini dikeluarkan dari tungku lalu diisi dengan logam cair. Setelah dingin selaput keramik dirontokkan untuk mengambil produknya. - Meskipun kurang cermat, pengukuran bisa dilakukan pada foto objek dengan memilih satu atau beberapa objek yang ada pada foto yang telah diketahui panjangnya (penggaris yang diletakkan pada, atau dekat objek utama) atau diperkirakan panjangnya, sebagai acuan dalam menentukan geometri objek utama foto. - Foto udara (diambil dari pesawat terbang) atau foto satelit dapat menggunakan media selain sinar  terlihat, juga sinar merah infra untuk mempelajari k ondisi/karakteristik daerah pertanian/perkebunan yang luas. Jenis tanaman, kondisi pertum buhan, hama tanaman akan memberikan citra yang khas dalam media sinar merah infra. - Berbagai alat pencitraan yang dipakai dalam bidang kedokteran antara lain, - Roentgen (sinar x) untuk membuat citra kerangka/organ pasien, yang kemudian dikembangkan menjadi  X Ray Computed Tomography   atau CTscan  (2 s.d. 32 slices). Pada mulanya Roentgen hanya mampu membuat citra 2D dari benda 3D dengan ketajaman yang kurang  jelas. Dengan membuat sumber sinar x dan sensor yang bisa berputar pada garis tengah di mana pasien dibaringkan dapat direkam data pencitraan untuk suatu posisi aksial tubuh pasien. Data organ tubuh direkonstruksi (computed tomography ) dengan memakai perangkat lunak perangkai data berbasis metoda transformasi Radon sehingga diperoleh citra organ tubuh untuk setiap posisi aksial tubuh pasien (penampang/potongan, slice). Beberapa potongan (slices) ditayangkan pada layar monitor atau dicetak dengan ketajaman gambar  yang sangat cermat, memungkinkan dokter untuk m endiagnosis pasien (kelainan organ tubuh yang disebabkan oleh cidera, penyakit, atau kanker).

56

- Magnetic Resonance Imaging (MRI; menonjolkan kata pencitraan), Nuclear Magnetic Resonance Imaging  (NMRI; menonjolkan kata inti/nucleus), atau Magnetic Resonance Tomography  (MRT; menonjolkan kata tomografi, organ dalam tubuh) adalah teknik pencitraan dengan menggunakan media medan magnetik untuk memagnetisasi inti sel tubuh. Orientasi medan magnet inti sel ini kemudian diubah secara sistematik dengan gelombang radio ( scanning  frequency; prinsip 18 Penggetaran) yang memungkinkan detektor untuk menangkap keberadaannya (pada saat terjadi resonansi). Data rekaman keberadaan setiap inti sel hasil scanning   kemudian direkonstruksi posisi relatifnya dengan memakai perangkat lunak perangkai data berbasis analisis transformasi Fourier . Citra yang diperoleh adalah gambar 3D maya yang bisa dianimasikan di layar monitor yang memungkinkan dokter mendiagnosis pasien. atau membantu dokter bedah saraf m engoperasi bagian organ otak. Berbeda dengan CTScan, MRI   tidak membahayakan tubuh manusia sebab media pencitraannya tidak merupakan radiasi yang menyebabkan ionisasi seperti halnya sinar X. Gambar hasil MRI sangat tajam (kecermatan/resolusi tinggi), namun harga MRI masih sangat mahal. Oleh sebab itu, dokter akan mem ilihkan alat diagnosis yang sesuai tanpa membebani pasien (kalau cukup dengan alat Roentgen dengan biaya paling murah, mengapa harus pakai MRI?) - Ultrasonografi; adalah alat pencitraan dengan memakai gelombang suara ultra ( ultra sonic ; gelombang suara yang tak terdengar oleh m anusia, frekuensinya di atas 20 KHz). Digunakan untuk pencitraan organ tubuh yang lunak (soft tissues) dengan sumber suara ber frekuensi 2 s.d. 18 MHZ. Sumber suara adalah kristal piezoelektrik yang akan bergetar bila diberi perbedaan potensial listrik pada dua permukaannya. Sesuai dengan pemakaiannya, sumber suara ini dirancang dengan bentuk fisik tertentu untuk mengarahkan berkas suara. Teknik yang relatif baru untuk membuat berkas suara yang bisa diarahkan pancarannya adalah dengan memakai metoda  phased array   yaitu menggunakan sederetan kristal piezoelektrik yang diaktifkan dengan memberi pulsa tegangan secara beraturan dari posisi pertama (kiri) sampai dengan posisi terakhir (kanan). Gelombang suara dari satu kristal menyebar dengan muka gelombang berpola lingkaran akan berinteraksi dengan gelombang suara dari kristal di sampingnya sehingga terjadi penguatan (interferensi penguatan) atau pelemahan (interferensi pelemahan) amplitudo gelombang. Bila semua kristal diberi pulsa tegangan secara bersamaan akan terjadi gelombang dengan muka gelombang garis (pita; band ) yang bergerak ke depan. Bila pemberian pulsa diberi jeda secara berurutan dari kristal paling kiri s.d. paling kanan (perbedaan fasa) akan terjadi muka gelombang garis yang membuat sudut dengan garis deretan kristal dan bergerak ke kanan. Dengan mengatur  besarnya jeda dan urutan pemberian pulsa dapat dihasilkan berkas gelombang suara yang bisa diatur arah perambatannya. Sumber gelombang (transducer ; pengubah) ditempelkan di kulit pasien di daerah yang akan didiagnosis, yang sebelumnya telah diolesi dengan jeli (agar) sebagai mediator gelombang suara antara transducer  dan kulit pasien. Gelombang suara akan merambat melalui organ tubuh dan sebagian akan dipantulkan ke semua arah setiap kali gelombang merambat pada media yang berbeda kepadatannya (perbatasan dua organ tubuh). Gelombang-gelombang pantulan ini sebagian akan diterima kembali oleh transducer   dan diubah oleh kristal piezoelektrik menjadi sinyal listrik yang diteruskan pada bagian Signal analyzer . Signal analyzer   akan menentukan posisi objek pemantul dan merekam koordinat serta intensitasnya pada memory yang disediakan untuk pembuatan citra. Citra yang ditayangkan di layar monitor dengan warna gradasi abu-abu (gray scale) yang terdiri atas matriks piksel yang menyala dengan perbedaan intensitas cahaya. - Berbagai jenis mikroskop mulai dari jenis optik sederhana yang dipakai oleh Leeuwenhoek (1676; pencitraan sel darah merah, protozoa, dan mikroorganisme) s.d. jenis scanning tunneling microscope (1988; pencitraan atom). Teknologi yang diterapkan pada ragam mikroskop tsb.: Optik: misalnya Phase contrast microscope, Differential interference contrast microscope, Fluorescence and light microscopy, Scanning confocal microscope, Confocal laser  scanning microscope, Stimulated Emission Depletion microscopy, Cross-polarized  reflected light microscopy, Probe force microscope; misalnya AFM ( Atomic Force Microscope), Elektron: misalnya TEM (Transmission Electron Microscope), FEM (Field Emission Microscope), Scanning probe microscopes; misalnya SEM (Scanning Electron Microscopes), STM (Scanning Tunneling Microscope).

57

27 Murah sekali-pakai (Inexpensive short life, Cheap short-living  objects, Disposable) Mengganti bagian/objek yang mahal dengan bagian/objek sekali pakai namun murah. Tujuan prinsip 27 ini adalah untuk memudahkan pengguna dalam memanfaatkan fungsi yang diberikan objek pada suatu saat saja. Setelah itu tidak ingin dibuat repot mengurusi objek semula yang digantikannya. Prinsip ini bisa diterapkan dengan berbagai cara, seperti: - mengganti bahan yang mahal dengan bahan murah namun masih berfungsi meskipun umurnya pendek, - mengganti bagian yang rumit (sulit dibuat) dengan yang sederhana namun m asih berfungsi, meskipun perlu beberapa objek murah sebagai ganti satu objek mahal, Contoh: - Berbagai produk yang kita manfaatkan sehari-hari yang sifatnya sekali pakai lantas dibuang, misalnya - saputangan kertas sebagai ganti saputangan kain, - sendok, piring, dan cangkir dari bahan plastik atau kertas karton sebagai ganti bahan logam, atau keramik, - silet sebagai ganti pisau cukur, - pena ball-point , yang terdiri atas badan pena yang berisi tabung tinta. Ujung tabung tinta berupa bola kecil yang dicekam pada poros berlubang yang disambungkan pada silinder (plastik/logam) berisi tinta di bagian belakang. Ketika tinta habis, tabung tinta diambil dari badan pena dan diganti dengan tabung tinta baru. Catatan; pada umumnya pena jenis ball-point  ini hanya bisa dipakai untuk menulis buku dengan posisi rebah di atas meja. Apakah Anda memiliki ide, bagaimana merancang pena ball-point   supaya juga bisa dipakai untuk menulis buku dengan posisi tegak, atau ball-pont  yang bisa dipakai astronaut di dalam kapal angkasa? - Daripada memakai pahat hobber  dari HSS lebih baik pakai pahat hobber dengan mata potong berupa sisipan karbida sehingga tidak lagi perlu pengasahan. Mata-potong pada pahat sisipan ini ada yang berjumlah dua, tiga, atau empat bergantung pada bentuk sisipan (wajid, segitiga, segiempat, cakram/koin). Bila salah satu mata-potong sudah aus, diganti dengan mata-potong lainnya yang masih baru dengan memutar posisi sisipan pada pemegang sisipan. Setelah semua mata-potong aus, sisipan tsb. dibuang dan diganti dengan sisipan baru. Sisipan karbida (carbide tool tips) bisa dibeli dengan harga murah, namun perlu pemegang sisipan (tips holder) yang harganya relatif mahal. Holder  bisa dipakai berulang kali, ratusan bahkan bisa sampai ribuan kali penggantian sisipan karbida. Dalam hal ini bagian penyiapan perkakas harus memiliki tenaga terampil dalam menyiapkan dan merawat perkakas, dan operator mesin terampil dalam mengoperasikan mesin, serta pemrogram NC memahami betul pengaruh pemakaian pahat karbida sebagai ganti dari pahat HSS, sehingga proses pemesinan yang direncanakannya bisa optimum. - Bagian personalia & HRD ak an lebih senang menyewa orang untuk menyelesaikan pekerjaan yang sifatnya sementara (proyek), karena tidak harus menjadikannya sebagai pegawai tetap. Dan bila proyek yang serupa berulang di masa datang bagian HRD bisa m enghubungi agen tenaga kerja professional, atau memasang iklan. Di lain pihak, agen tenaga kerja professional, atau perorangan bisa mengiklankan ketersediaan tenaga k erjanya. Hal seperti ini bisa diwujudkan bila ke dua belah pihak menggunakan format yang koheren (runut dengan ketersesuaian tinggi) antara penugasan dan kebisaan  untuk berbagai jalur (teknisi, pemanfaat, atau manajer), jenjang (rendah, dst., s.d. tinggi), dan ragam pekerjaan (“ pohon kebisaan”). Pasar  tenaga kerja, yang “murah tapi tidak murahan”, seperti ini bisa dibangun bila semua sepakat untuk menjadikan pola pengembangan SDM P3JJ menjadi pola baku generik pengembangan SDM Nasional.

58

28 Penggantian sistem/teknik (Replacement of a mechanical  system, Mechanics substitution ) Bangunan fisik, struktur, sistem mekanik dapat sepenuhnya atau sebagian diganti dengan sistem nonmekanik. Sensor mekanik diganti dengan sensor optik, termal, akustik , kimiawi, raba, rasa, atau bau. Gaya mekanik diubah menjadi gaya listrik, magnetik, elektromagnetik saat berinteraksi dengan objek. Ubah harga gaya/medan yang semula statik menjadi dinamik, yang tak beraturan dengan yang sistematik/terstruktur, yang diam menjadi yang bergerak. Gunakan reaksi lingkungan dengan penambahan objek (sesuatu, zat, bahan) untuk memungkinkan terjadinya reaksi terhadap medan yang dipakai objek utama. Contoh: - Penghalang/pagar (tembok; kayu, kawat, kaca) untuk menjaga lingkungan, gedung, ruang, lemari diganti dengan sistem pendeteksi menggunakan sistem optik (IR, Laser) atau sistem akustik (ultra sonic ). Untuk mengusir binatang/serangga pengganggu/perusak bisa digunakan zat kimia yang tidak disukai binatang ybs., atau suara-ultra ( ultra sonic ) yang bisa didengar oleh binatang ybs. (tikus, kucing). - Sistem peringatan yang menggunakan bau untuk memperingatkan kita akan adanya kebocoran gas, misalnya pemakaian zat kimia (bibit bau, odor essence/concentrate) yang tak enak baunya ke dalam gas (yang secara alami tak berbau). Bau ini sangat efektif dalam memperingatkan kita untuk segera meninggalkan ruangan, dan bau memberikan petunjuk bagi petugas untuk mencari lokasi kebocoran. Secara intuitif, petugas akan menuju ke sumber gas (botol, katup, saluran), dan akan menggunakan penciumannya untuk mencari lokasi kebocoran dengan cermat. Untuk memastikan lokasi kebocoran dia perlu menggunakan penglihatannya, yakni dengan memakai larutan sabun yang dioleskan pada lokasi yang diduga terjadi kebocoran. Catatan: Bau tak enak (“k erugian”) yang ditambahkan pada gas bisa berfungsi sebagai peringatan (“keuntungan”, prinsip 22 Pemanfaatan kerugian) sebab kita gunakan hidung (medan: penciuman). Pemakaian air sabun (penambahan zat di lingkungan) membuat gas yang terbocorkan akan berbuih di lokasi kebocoran yang akan terlihat oleh mata kita (medan: penglihatan). Selain air sabun bisa juga digunakan zat kimia yang bisa berpendar (fluorescence) karena disinari dengan sinar UV jika ruang tempat kebocoran bisa digelapkan. - Pengaduk mekanik untuk mencampur dua macam serbuk bisa diganti dengan mempertemukan serbuk yang berbeda muatan listrik statiknya (negatif dan positif). Dengan ban berjalan (conveyor ) salah satu serbuk dilewatkan pada ruang pemberi muatan negatif ( corona discharge - ) dan serbuk yang lain melewati ruang pemberi muatan positif ( corona discharge + ). Mereka dijatuhkan bersamaan (dikucurkan) pada bak penampung, yang membuat setiap serbuk akan saling berpasangan. Di bak penampung terbentuk perpaduan serbuk yang homogen dengan muatan listrik netral. - Kereta Maglev (Magnetic Levitation) mengganti roda dan rel KA konvensional dengan gaya angkat magnetik yang bersumber pada elektromagnet pengganti bantalan rel KA. Penggerak Lokomotif tidak diperlukan karena setiap gerbong penumpang masing-masing akan terdorong dan bergerak translasi mengikuti perubahan medan magnet dari satu bantalan ke bantalan berikutnya. Laju gerakan kereta diatur dengan mengatur laju urutan perubahan aktivasi bantalan magnet.

59

29 Pemakaian sistem pneumatik atau hidrolik (Use pneumatic  or hydraulic systems) Sistem mekanik yang kaku bisa diganti dengan sistem pneumatik atau hidrolik yang bersifat lentur dengan fluida kerja untuk menyalurkan energi dari/ke berbagai tempat dengan relatif mudah. Karakteristik sistem pneumatik/hidrolik yang bisa dimanfaatkan adalah: - beragam jenis motor dan penggerak/aktuator bisa dipilih sesuai dengan kebutuhan, - sistem pemipaan, sebagai penyalur fluida kerja, yang relatif mudah diwujudkan terutama pemakaian komponen yang telah banyak yang distandarkan. - kemudahan mengatur parameter fluida kerja (tekanan, kecepatan, temperatur), - kelenturan fluida kerja untuk pemanfaatan sebagai bantalan, penahan beban kejut/hentakan, atau penyimpanan energi (akumulator), - sifat fluida, tekanan ke sem ua arah yang seragam, bisa dimanfaatkan sebagai prinsip kerja alat ukur. Contoh: - Prinsip bejana berhubungan yang dari dulu sudah kita kenal adalah pemanfaatan sifat fluida yang meneruskan tekanan ke semua arah dengan harga yang sama pada ketinggian yang sama (energi potensial yang sama akibat gravitasi bumi). Dengan peralatan sederhana berupa selang plastik diisi penuh dengan air, tukang batu menggunakan perm ukaan air di dua ujung selang plastik untuk menyamakan ketinggian benang yang dibentangkan di antara dua patok/paku. Selanjutnya, benang yang dibentangkan yang telah didatarkan tersebut akan dipakai sebagai acuan dalam pemasangan batu-bata untuk membuat tembok atau pemasangan ubin untuk menutupi lantai kamar mandi. - Pendatar (spirit level , “water-pas” ) adalah alat ukur kedataran (kehorisontalan) yang dipakai untuk menyelaraskan pemasangan (aligning )mesin. Meskipun pendatar tergolong sebagai alat ukur  sudut (kemiringan) dengan metoda tertentu ia bisa dipakai untuk mengukur kerataan bidang (horisontal, atau vertikal). Konstruksi pendatar sangat sederhana terdiri atas tabung gelas yang dilengkungkan diisi air hampir penuh, disisakan sedikit berupa gelembung udara. Posisi gelembung ini digunakan untuk menentukan kehorisontalan kerangka pendatar (permukaan objek ukur). Jika kerangka pendatar ini diletakkan pada permukaan yang sangat datar, gelembung yang ada pada tabung gelas akan menempati posisi teratas (di tengah-tengah tabung yang melengkung). Pada tabung gelas di dua ujung gelembung diberi tanda garis dan di sebelah kiri dan kanannya dibuat garis-garis skala yang menggambarkan kecermatan pendatar. Kecermatan dipengaruhi oleh radius kelengkungan tabung gelas, dan panjang kaki kerangka, semakin besar radius semakin cermat, dengan satuan kemiringan (kecermatan pendatar yang dipakai di kamar ukur/metrologi biasanya sebesar 0.02mm/m). Pendatar  secermat ini tak bisa dipakai oleh tukang batu, sebab senggolan sekecil-kecilnya pun sudah membuat gelembung “lari dari posisi tengah”. Oleh sebab itu, pendatar yang dipakai oleh tukang batu memang berkecermatan rendah (1mm/m), dan selain itu harganya pun jauh lebih murah dari pendatar yang dipakai operator mesin perkakas. - Sifat kompresibilitas gas bisa dimanfaatkan sebagai bantalan pelindung seperti pada kantung udara yang dipakai sebagai pelindung pengemudi ketika terjadi tabrakan (prinsip 11 Pengamanan). - Gas Helium (atau gas mulia lainnya seperti Neon, Argon, Kripton, Xenon, Radon), bisa dipakai sebagai akumulator energi potential seperti pada tangki hidrolik pada mesin press. Pompa fluida (minyak) dengan tenaga yang relatif kecil dijalankan terus menerus (prinsip 20 Pemberlanjutan-manfaat) untuk mengisi akumulator tangki hidrolik. Tekanan dalam tangki akan makin tinggi sebanding dengan pemampatan gas helium di bagian atas tangki. Dengan demikian, energi potensial yang disimpan ini akan mencukupi untuk dipakai mesin press secara periodik (prinsip 19 Periodisasi/ pulsasi-aksi). Catatan: pemakaian gas mulia seperti Helium ini dianjurkan untuk memberikan lingkungan netral (prinsip 39) sehingga tak terjadi reaksi kimia dengan fluida kerja (minyak) yang membahayakan terutama pada tekanan yang tinggi. - Male die  pada proses sheet metal forming   bisa digantikan dengan air dengan tekanan tinggi, merupakan contoh penerapan prinsip 29; hydro-forming . Akibat tekanan hidrolik, plat akan terdeformasi mengikuti bentuk female die.

60

30 Pemakaian membran/lapisan (Flexible film (shell) or thin membranes, films) Material dalam bentuk lembaran, membran, selaput dapat digunakan untuk aneka ragam keperluan misalnya sebagai dinding pemisah, pelapis, pelindung, pembungkus, atau sebagai mediator pembawa bahan perekat, pelapis, cat/ dye/pewarna. Proses pembuatan dalam skala besar ( mass  production) dalam bentuk rol memudahkan transportasi dan penyimpanan dengan harga yang relatif murah, dan potensi pemasaran yang tinggi. Bahan diproses lanjut untuk menjadi bungkus berbagai produk kemasan (makanan, minuman, buah-buahan, dsb.). Pelapisan bisa langsung dikerjakan pada objeknya (tidak melalui bahan membran yang ditempelkan kemudian), misalnya pengecetan ( painting ). Berbagai jenis membran digunakan untuk proses penyaringan dikategorikan sebagai semipermeable membrane. Contoh membran sebagai filter: - Lembaran plastik sebagai pelindung makanan yang disimpan dalam lemari es, yang memiliki sifat bipolar , satu sisi kedap air ( hydrophobic ) sisi lain tembus air (hydrophilic ). Dengan menggunakan lembar bipolar ini akan menjamin makanan tetap segar dalam lemari es (akibat humidity   yang rendah, ruang dalam lemari es akan menyerap air dari makanan sehingga menjadi kering/keriput) - Polymer Electrolyte Membrane (PEM) membran yang dipakai pada Fuel-Cell  yang memisahkan anode (-) dan katode (+), bisa meneruskan ion positif ke katode sementara elektron negatif  ditahan olehnya. Untuk menuju katode elektron harus keluar dahulu melalui rangkaian listrik peralatan yang memerlukan energi listrik (fuel cell  menjadi sumber energi). “Bahan bakar” fuel  cell  adalah hidrogen, yang dipisahkan menjadi proton hidrogen (+) dan elektron hidrogen (-) oleh katalis platina pada anode. Proton hidrogen akan menangkap oksigen (diambil dari udara) menjadi air (H2O) sebagai “limbah fuel-cell ” saat dipakai sebagai sumber energi listrik. - Pada proses reverse osmosis digunakan Thin Film Composite Membrane (TFC or TFM) yang dimanfaatkan untuk memisahkan garam dari air laut menjadi air tawar  - Untuk proses cuci-darah (hemodialysis) digunakan semipermeable membrane untuk menyaring creatinine dan ureum (“limbah” metabolisme tubuh) yang tidak bisa dikeluarkan oleh ginjal yang gagal. Contoh membran sebagai “bahan objek/bangunan”: - Lembaran plastik (polimer) atau karton sebagai pembungkus atau kantong. - Lembaran plastik/karet dipotong dan disambung dengan pola tertentu kemudian dipompakan udara ke dalamnya menjadi kantong udara dengan bentuk kasur & bantal (kasur & bantal tiup), kemah tiup, perahu-tiup. Contoh membran sebagai komponen utama pengubah mekanik alat ukur: - Membran dari baja yang dipakai pada alat ukur dimensi jenis komparator (Johansson Mikrokator): - pita puntir kiri & kanan pemegang jarum penunjuk/indikator, - membran siku penghubung antara pita puntir dan poros ukur, - membran sebagai pegas cincin yang menjadi dudukan poros ukur, supaya poros ukur tidak mengenai silinder kerangka alat ukur, sehingga tidak ada gesekan (gesekan harus dihindari supaya jangan menjadi sumber k esalahan histerisis). - Membran yang dipakai sebagai bagian ruang tertutup pada barometer/barograph atau manometer   jenis bellow  (“accordion” ) yang akan mengembang/mengempis yang menggerakkan poros naik/turun (penggerak jarum penunjuk/indikator atau lengan pencatat) sebagai reaksi dari perubahan tekanan di sekitar bellow . Contoh membran, film, pelapis (coating ), lapisan (layer ) sebagai pelindung: - Payung untuk melindungi pemakai dari terik matahari atau air hujan, - Polimer sebagai pelindung layar monitor (PC, HP, Camera) dari goresan, - Film pada kaca (rumah, mobil) untuk mengurangi intensitas cahaya yang menembus kaca, - Coating  pada lensa untuk mengurangi cahaya yang dipantulkan (kebalikan dari film pada kaca), - Coating  pada pahat potong HSS atau carbide untuk melindungi terhadap gesekan dan temperatur  tinggi, - Coating  pada permukaan badan mobil yaitu beberapa jenis lapisan cat yang disemprotkan atau dicelupkan, untuk melindungi badan mobil dari karat dan goresan. - Proses black oxidizing , adalah membuat lapisan permukaan m etal teroksidasi untuk melindungi metal induk dari proses oksidasi/korosi (lihat prinsip 22 Pemanfaatan-kerugian).

61

31 Pemakaian material ber-pori/rongga ( porous materials) Dengan membuat rongga-rongga, lubang-lubang, atau pori-pori di seluruh badan bahan, selain menurunkan berat atau volume masif bahan, juga bisa dipakai untuk menyimpan cairan, atau gas. Daya serap pori-pori bisa dimanfaatkan untuk menyerap gas/cairan yang tak diinginkan. Prinsip berpori/berongga ini tidak hanya berlaku bagi benda padat, namun bisa diperluas maknanya untuk benda cair (kemampuan melarutkan diibaratkan sebagai “garam tersimpan dalam pori-pori air”) atau gas (“air  tersimpan dalam pori-pori udara”). Bahkan bila perlu, prinsip pori-pori ini bisa diibaratkan untuk objek non-fisik seperti informasi, sifat/karakter, fungsi, medan, ruang, waktu. Bila dalam pemakaian tidak boleh ada zat yang terserap dalam pori-pori, maka bisa dilakukan tindakan penyiapan yaitu menyumbat pori-pori (dengan membran/pelapis/selaput, kerak, cairan yang mengering, atau fase padat benda cair; bila dikembalikan ke fase cair sifat pori-pori akan muncul lagi). Catatan: Bila bentuk fisiknya tipis, prinsip 31 ini kadang serupa dengan prinsip 30 Pemakaian mem bran-lapisan, untuk aspek pori-pori yang bersifat sebagai semipermeable membrane. Contoh: - Baja/aluminium struktur bangunan gedung bertingkat atau kerangka pesawat terbang dibuat berlubang-lubang untuk memperingan namun masih m emiliki kekuatan dalam menahan beban kerja. - Pelumas bisa disimpan dalam pori-pori kuningan (bronze) yang digunakan sebagai bahan bantalan luncur ( journal bearing ). Pori-pori ini dibuat dengan teknik  powder metallurgy   dengan menambahkan serbuk lilin yang akan menguap sehingga terjadi rongga ketika cetakan paduan serbuk kuningan dipanaskan (sintering ). - Udara adalah penghantar panas yang buruk, oleh sebab itu “udara bisa kita simpan pada pori-pori “pada bahan isolator panas ( polyurethane foam sebagai isolator dinding lemari es). - Meskipun udara adalah medium yang bisa dilalui suara, namun suara akan memantul setiap kali menemukan batas antara benda padat dan udara, yang akan menghilangkan sebagian energi gelombang suara. Jika permukaan pantulan ini sedemikian banyak, sebanyak rongga/pori-pori maka gelombang suara seolah-olah terserap oleh bahan berpori sehingga bagus untuk melapis dinding ruang yang kedap suara (kamar mesin, studio rekaman). - Aerogel adalah bahan berpori-pori yang ultra ringan. Dibuat dari jeli silika, karbon, atau alumina yang diproses dengan pengeringan super kritik sehingga cairan dalam jeli menghilang meninggalkan struktur berpori-pori yang sangat hygroscopic  dan sangat bagus sifat tahanan panasnya, karena hampir 80% terdiri atas udara. Carbon aerogel memiliki sifat konduktor  listrik yang bagus sehingga dipakai sebagai bahan kapasitor super . - Hidrogen disimpan dalam tangki diisi dengan bahan berpori-pori supaya tidak mudah bocor  (pelepasan hidrogen secara mendadak ke udara bisa menimbulkan ledakan karena bereaksi dengan oksigen), misalnya dengan memakai bahan metal organic frameworks (MOF; hibrida kristal inorganik-organik dengan struktur berpori-pori yang mengandung kelompok ( cluster ) ion metal sebagai node dan ligand organik sebagai linker/pengikat atau anion). Semula tangki diisi penuh dengan cairan pelarut dan dibuat bertekanan minus (vakum). Pada saat diisi dengan hidrogen, tangki dihangatkan sehingga cairan pelarut yang semula m engisi pori-pori menguap dan digantikan dengan molekul hidrogen dalam proses adsorpsi (adsorption; proses penempelan secara fisik adhesi atau fisisorpsi; physisorption). Pada temperatur ruang cairan pelarut akan membuat lapisan di permukaan MOF sehingga menutup hidrogen yang berada di pori-pori dalam. Pada saat dipakai tangki dihangatkan, sebagian cairan pelarut menguap membuka pori-pori penyimpan hidrogen, sebagian gas hidrogen dilepas, katup tangki dibuka. Sebagai ganti dari MOF bisa juga digunakan bahan  Aerogel , atau Glass capillary arrays dari bahan borosilicate glass. - Informasi yang disimpan sebagai data digital pada hard disk   bisa dimampatkan menjadi format mampat (zip format ) supaya bisa dikirimkan lewat jaringan dengan cepat. Hal ini bisa diibaratkan sebagai benda yang berpori-pori yang dimampatkan sampai habis pori-pori-nya. Data berformat digitaI terdiri atas deretan angka/digit 0 dan 1. Bila ada sederetan angka 0 atau 1 yang berulang sebenarnya bisa digantikan dengan menyatakan dengan berapa kali pengulangannya. Jadi, ada sekian banyak tempat yang dihemat serupa dengan memampatkan “pori-pori”. Jika data dalam format mam pat telah sampai dikirim pada alamat tertentu, si penerima bisa mengembalikan lagi ke format utuh (“unzip”) dengan memakai program aplikasi pemampatan dan pengembangan yang sesuai (zip, rar, atau yang lain).

62

32 Pengubahan warna (Changing the colour ) Warna bisa dimanfaatkan untuk menonjolkan nilai suatu sistem, sebagai tanda untuk klasifikasi, atau tanda peringatan akan adanya masalah. Warna berk aitan dengan sifat fisik benda atau permukaannya dapat dipakai sebagai informasi mengenai kondisi objek dan lingkungannya. Warna dipakai sebagai media informasi untuk menayangkan perubahan nilai pengukuran dengan teknik gradasi (perubahan) satu warna, dan/atau kombinasi beberapa warna. Catatan: Warna adalah atribut gelombang elektromagnetik pada spektrum cahaya (sinar yang terlihat oleh mata manusia dari panjang gelombang 390 nm s.d 700 nm; memiliki atribut warna pelangi dari ungu, nila, biru, hijau, kuning, oranye, s.d. merah). Kecepatan perambatan gelombang elektromagnetik dipengaruhi oleh medium, dan permukaan (batas antar medium) yang dilalui. Pada dasarnya semua benda (kondisinya) bisa dikarakterisasikan berdasarkan interaksinya dengan gelombang elektromagnetik. Misalnya dalam hal penerusan cahaya (benda tak tembus cahaya opaque), benda bening (transparan; transparent ) dan buram (semi transparan; translucent ). Dalam hal memantulkan yakni pantulan (reflection) dan bauran (pantulan segala arah; scattered ). Dalam hal proses-proses lain yang berkaitan dengan gelombang elektromagnetik seperti pembiasan (refracted ), difraksi (diffraction), polarisasi ( polarization), interferensi  (perpaduan, superposisi) dan pemisahan (dispersion). Karakteristik gelombang elektromagnetik selain pada spektrum cahaya bisa diperluas cakupannya dengan spektrum di sekitarnya seperti sinar ungu-ultra (UV; Ultra Violet ) dan merah-infra (IR; Infra Red ). Contoh: - Warna untuk estetika (keindahan) yang mempengaruhi suasana, rasa, kejiwaan - Warna identifikasi untuk mempermudah penciritemuan dan pengefektifan penyampaian informasi. Warna yang dipakai pada bangunan/gedung, kamar, kunci, map, laci, lemari, bahan mentah, produk, status produksi, grafik, peta, dan gambar ilustrasi. - Warna sebagai acuan dalam alat pemeriksa/ukur misalnya warna pada kertas lakmus ( litmus paper ) untuk tes kesadahan asam/basa. Warna pada kulit, mata, rambut yang dipengaruhi oleh pigmen dapat digunakan sebagai pertanda untuk membantu dokter dalam menegakkan diagnosis penyakit pasien. - Warna sebagai acuan temperatur sebagaimana yang diterapkan pada beberapa jenis non contact  thermometer  seperti pyrometer , IR Thermometer ( Spot IR Thermometer , Scanning Spot  IR Thermometer   ), IR Camera (Thermographic Camera). Setiap benda yang memiliki temperatur yang lebih tinggi dari temperatur nol absolut (0 K; - 273C) mengeluarkan radiasi termal yaitu radiasi elektromagnetik akibat gerak an termal oleh partikel bermuatan pada atom benda. Radiasi termal memiliki panjang gelombang elektromagnetik di daerah spektrum merah-infra (IR; Infra Red ) bisa ditangkap oleh sistem optik (lensa, detektor) dan ditayangkan pada monitor kamera IR dengan menggunakan “warna palsu” ( pseudo colour, false Colour ; bukan warna asli seperti yang dipersepsikan mata saat melihat benda asli). Pada monitor ditayangkan objek yang diwarnai dengan gradasi kombinasi warna yang menyatakan skala temperatur. - Sifat benda terhadap penerusan sinar dimanfaatkan sebagai pola penutup masker ( mask ) dalam proses litografi (lithography ) pembuatan IC (integrated Circuit ). - Warna-warni sampel batu-mineral yang diperlihatkan oleh  petrographic/polarizing microscope merupakan informasi yang bisa ditafsirkan oleh ahli mineralogi mengenai kandungan mineral yang ada pada sampel (potongan tipis batu-mineral yang disiapkan untuk pemeriksaan). Konstruksi mikroskop ini serupa dengan mikroskop optik yang umum dengan penambahan beberapa komponen seperti, -  polarizer filter , sebagai penyaring berkas sinar yang dipancarkan lensa kolimator dari sumber cahaya menembus atau dipantulkan spesimen, dan diteruskan ke objektif. - circular rotating stage; sebagai meja penempatan spesimen yang bisa diputar yang dilengkapi dengan skala sudut untuk memutar spesimen pada orientasi/sudut tertentu. Dengan memutar spesimen warna kristal mineral, yang dilihat pada okuler atau monitor kamera perekam, akan berubah sesuai dengan karakteristik polarisasinya. - analyzer ; sebagai polarizer filter  yang kedua yang bisa diputar untuk menyaring berkas sinar  yang diteruskan sistem lensa objektif sebelum menuju okuler atau kamera perekam. - Bertrand lens; sistem pemfokusan citra interferensi ( conoscopic interference patterns).

63

33 Homogenitas (Homogeneity ) Benda atau sistem yang homogen memiliki kelebihan karena aspek keserupaan. Komponen komponen sistem yang serupa akan menimbulkan interaksi yang serupa. Dalam skala yang lebih kecil, elemen-elemen dari komponen pun bisa dibikin serupa supaya interaksi antara elemen-elemen ini pun serupa. Derajat keserupaan dalam hal ini bisa diklasifikasikan dari yang sama (serupa betul; yang mungkin sulit diwujudkan) s.d. keserupaan dalam satu aspek saja (yang mudah diwujudkan). Ragam aspek suatu objek amatlah banyak, misalnya yang mengait dengan geometri, kom posisi bahan, struktur bahan, struktur bangun, sifat fisik, sifat kimiawi, karakteristik proses/fungsi yang dilakukan, dsb. Keserupaan akan mempermudah perwujudan yang pada akhirnya mengurangi ongkos pembuatannya. Contoh: Pencegahan kerusakan - Saluran penyalur serbuk abrasif dilapis dengan bahan serupa dengan serbuk abrasif yang disalurkan. Bila terjadi pengikisan pada dinding saluran akan tergantikan oleh bahan yang disalurkan. - Tabung penyimpan dilapis dengan bahan yang memiliki sifat kimiawi serupa dengan cairan yang disimpannya akan membuat tabung penyimpan berumur panjang (tak terjadi korosi kimiawi). Penyelarasan perubahan - Untuk mencegah terjadinya deformasi atau keretakan akibat perubahan temperatur, dua material yang dipersambungkan diusahakan memiliki koefisien muai yang serupa dan/atau struktur  yang serupa sehingga menyeragamkan perubahan geometri akibat pemuaian. Penyempurnaan proses - Pelapis kawat las dibuat dari paduan yang mengandung unsur penambah yang serupa dengan unsur  paduan pada bahan yang dilas. Pada saat pengelasan berlangsung, pelapis kawat las akan menguap, yang selain melindungi daerah pengelasan dari oksidasi, terjadi pelarutan unsur  pada logam cair membuat sambungan las akan memiliki unsur yang seragam  dengan bahan objek yang dipersambungkan. - Batu-intan dipoles/diasah untuk membuat perm ukaannya memiliki geometri/pola yang tertentu. Pola yang populer adalah pola berlian (brilliant ) yang terdiri atas dua bagian, bagian atas (“mahkota”) dengan 33 faset (facet ) dan bagian bawah (“paviliun” berwujud k onus) dengan 25 faset, yang membuat gemerlapan (perubahan kecemerlangan; scintillation) bila intan yang digosok dengan pola berlian disinari dan dipandang dari arah atas. Pengasahan dilakukan dengan menempelkan batu-intan di permukaan piringan berputar yang berlapis serbuk intan. Batu-intan “ditanam” pada bola timah yang dipegang pada pencekam yang dapat diatur  kemiringannya yang memungkinkan pengrajin pengasah intan mengasah salah satu faset berlian. - Untuk memoles keping silikon (silicone wafer ) digunakan pasta/cairan yang mengandung partikel silikon sebagai partikel abrasif. - Untuk mengurangi penguapan polimer cair yang dipakai pada pembuatan komposit-plastik-kayu (wood plastic composite) proses dilakukan dalam ruang tertutup yang diisi udara jenuh dengan polimer cair ybs.

64

34 Penghilangan-pemunculan (Rejecting and regenerating parts, Discarding and recovering ) Bila suatu elemen sudah tak digunakan lagi dalam suatu siklus proses, maka harus diberadakan suatu cara/teknik/metoda untuk membuang, menyingkirkan, menyimpan, atau mendaur ulang elemen tersebut misalnya dengan mendekomposisikan, dilebur dalam proses yang berlangsung, didaur ulang (diisi ulang) untuk digunakan lagi (dimunculkan kembali saat dibutuhkan). Contoh: - Selongsong peluru “dimuntahkan” setelah senapan ditembakkan. - Roket pendorong dibuat bertingkat supaya bisa dipisahkan saat bahan bakar pada suatu tingkat habis dipakai. Bagian roket yang telah dipisah akan jatuh ke laut dan dibiarkan tenggelam atau dibuat mengambang supaya mudah ditemukan untuk diisi ulang dan digunakan kembali. - Untuk melindungi komponen yang sensitif terhadap getaran digunakan busa pelindung yang berfungsi saat roket diluncurkan. Ketika satelit sudah berada di orbit angkasa luar, busa akan menghilang dengan sendirinya. - Kawat pijar dalam bola lampu halogen akan terevaporasi namun akan terterdeposisikan lagi saat pemakaiannya. - Balok-balok es digunakan untuk memisahkan produk-produk yang harus didinginkan saat pengiriman. Di tempat tujuan sebagian es sudah mencair, m emudahkan pengambilan produk dari kotak pendingin. - Kapsul obat dibuat dari bahan yang akan larut dalam asam lambung sehingga obat bisa diserap usus. - Mesin perkakas jenis machining center  menggunakan ATC ( Automatic Tools Changing ) yang akan mengganti pahat dengan pahat jenis lain pada saat akan dibutuhkan sesuai dengan perintah yang dituliskan dalam program NC. Pahat yang digantikan disimpan pada tools storage di mesin ybs. untuk digunakan lagi pada s aat diperlukan (pada urutan proses berikutnya, atau pada siklus pengulangan proses). - Hidrogen sebagai bahan bakar kendaraan masa depan harus disimpan pada kendaraan dengan teknik penyimpanan yang aman. Salah satu cara penyimpanan adalah dengan menerapkan prinsip 34 ini yaitu “menghilangkan hidrogen saat disimpan dan memunculkan hidrogen saat dipakai”. Hidrogen dimasukkan ke dalam tangki kendaraan yang berisi metal-hydrides (misalnya LiH, LiAlH4), pada temperatur sekitar 100 s.d. 250 C dan tekanan sekitar 1 s.d. 10 atm, yang akan diikat oleh metal-hydrides. Pada saat akan dipakai, temperatur tangki dinaikkan sehingga hidrogen akan dilepas, dan katup tangki menuju fuel-cell   dibuka. Pada fuel-cell hidrogen diubah menjadi air ketika dioperasikan untuk menggenerasikan daya listrik (lihat pada penerapan prinsip 30 Pemakaian PEM; Polymer Electrolyte Membrane). Teknik penyimpanan hidrogen seperti ini jauh lebih aman daripada disimpan secara langsung pada tangki bertekanan atau didinginkan menjadi hidrogen cair (-253 C; perlu daya untuk pendinginan). Teknik penyimpanan hidrogen lainnya adalah dengan menggunakan bahan berpori-pori, lihat pada contoh prinsip 31.

65

35 Transformasi (Transforming physical or chemical states, Parameter changes) Dalam beberapa kasus, mengubah kondisi objek dapat menaikkan kegunaannya. Pengubahan kondisi atau transformasi bisa dilakukan dengan mengubah temperatur, tekanan, konsentrasi, berat-jenis, komposisi (struktur  fisik, komposisi kimia), ik atan atom, ikatan molekul (dari ikatan kuat menjadi lemah atau kebalikannya). Dengan melakukan transformasi seperti ini sifat objek dalam menahan beban bisa berubah, dari lemah menjadi kuat atau sebaliknya, dari kaku menjadi lentur atau sebaliknya, dari yang mudah dibentuk menjadi sulit diubah bentuknya atau sebaliknya. Contoh: Pengubahan/transformasi bentuk fisik - Sabun diubah bentuk fisiknya, dari batang m enjadi cair, membuatnya lebih terjamin kebersihannya serta memudahkan pemakaian (namun perlu objek lain yaitu dispenser  yang bisa diisi ulang). - Untuk membuat permen coklat isi sirup bisa dilakukan dengan membekukan sirup kemudian dicelupkan pada coklat cair sehingga terselubungi dengan coklat yang akan mengeras menyimpan sirup di dalamnya. - Untuk mengurangi volume, gas dicairkan dan dikemas dalam tabung LPG mempermudah pendistribusian bahan bakar ke seluruh pelosok negeri. Pada saat dipakai gas cair diubah tekanannya sehingga menjadi gas kembali (proses reversible; bisa dibalik). Pengubahan/transformasi kekenyalan/kelenturan - Karet alam (polyisoprene) atau karet sintetik (styrene-butadiene rubber; SBR) yang lengket dan lembek diubah menjadi kenyal dan lentur dengan proses vulkanisir (penambahan unsur  belerang/sulfur yang menyatukan rangkaian polimer individu menjadi rangkaian hidro-karbon yang panjang). Proses vulkanisir mem erlukan energi karena dilakukan pada temperatur di atas temperatur kamar, dan berlangsung dalam waktu yang relatif lama. Untuk mempercepat proses perlu ditambah zat pemercepat/ accelerator   yaitu zinc oxide dan stearic acid yang merupakan katalisator. Selain itu, juga diperlukan elemen penghenti proses ( inhibitor ) serta elemen untuk mencegah degradasi akibat pemanasan dan oksidasi. Karet yang divulkanisir  bisa dibentuk menjadi berbagai macam produk seperti ban, sol sepatu, selang/pipa, dan berbagai macam produk karet termasuk bola bowling (karet keras, ebonit). Catatan; - bagi karet sintetik neoprene; polychloroprene rubber (CRR) digunakan agen vulkanisir berupa oksida metal MgO dan ZnO, atau PbO. Sementara itu, bagi karet silikon digunakan polimer berbasis minyak dan diperkuat dengan pengisi mineral dengan proses yang dilakukan pada temperatur kamar (RTV; Room Temperature Vulcanizing ). - proses vulkanisir adalah proses irreversible (tak bisa dibalik). Pengubahan/transformasi dengan pemanasan/pendinginan - Pemanasan membuat benda feromagnetik menjadi paramagnetik ( reversible). - Pemanasan sering dimanfaatkan dalam banyak proses karena mem buat objek berubah warna, rasa, tekstur, dan aroma (irreversible). - Pendinginan sering dimanfaatkan untuk membuat benda cair/gas berubah menjadi padat (reversible). Pendinginan akan memperlambat proses pembusukan. Pengubahan/transformasi media - Telepon jarak jauh bisa dilakukan dengan menggunakan media jaringan internet misalnya layanan Skype dengan biaya yang lebih murah daripada menggunakan jaringan telepon biasa (SLJJ). - Informasi yang disimpan dengan menggunakan media elektronik mempunyai kegunaan yang jauh lebih tinggi daripada yang disimpan dengan media cetak. - Penyampaian informasi bisa dilakukan dengan media bau/aroma sering lebih efektif, yakni dengan menyebarkan aroma kopi, aroma daging bakar/sate, aroma roti panggang, untuk menarik pelanggan guna mencicipi dagangan.

66

36 Transisi (Phase transition) Jikalau prinsip 35 adalah memanfaatkan hasil perubahan atau sesudah terjadi transformasi, maka prinsip 36 ini adalah memanfaatkan proses perubahan yang terjadi saat transisi misalnya proses perubahan volume, temperatur, tekanan, dan efek-efek lain yang menyertainya. Contoh: - Daripada membanjur benda panas dengan seember air akan lebih efektif  bila dilakukan hanya dengan segayung air lalu dipercikkan. Percikan air di permukaan benda panas mudah menguap sehingga menyerap panas dengan lebih cepat. Di musim panas, jemaah haji dianjurkan untuk membawa botol penyemprot/pengabut air untuk mendinginkan tubuh (muka & tangan) supaya jangan pingsan karena kepanasan ( heat stroke). - Untuk membuat es-puter, bahan santan yang telah diberi pemanis dan penyedap didinginkan dalam silinder terbuat dari kaleng. Silinder ini ditaruh di tengah tong kayu dikelilingi dengan pecahan es-batu ditaburi dengan garam. Silinder diputar dengan rotasi bolak-balik sampai santan berubah menjadi kristal-kristal “es-puter”. Garam diperlukan untuk mengefektifkan proses pendinginan karena saat garam melarut memerlukan panas yang diambil dari es yang sedang mencair mendinginkan santan dalam kaleng. Goyangan/putaran silinder dimaksudkan untuk mempercepat proses pelarutan garam saat es batu mencair dan mengocok santan untuk mencegah santan membeku menjadi “santan batu”. - Mesin pendingin pada AC atau lemari es memanfaatkan proses perubahan fase cair m enjadi gas dari fluida kerja (refrigerant ). Pada bagian evaporator , refrigerant  cair diekspansikan menjadi gas melalui orifice sehingga mendingin (m enyerap panas). Selanjutnya gas dinaikkan tekanannya (dipompa) dan diturunkan temperaturnya di bagian condenser (membuang panas) dan refrigerant  cair dikembalikan lagi ke evaporator. - Efek Matteucci atau efek magnetostrictive, yaitu munculnya perubahan tegangan atau regangan bagi material feromagnetik ketika diberi m edan magnetik. Bila medan magnetik diubah-ubah arah dan intensitasnya maka membran tipis dari bahan feromagnetik akan bergetar yang menjadi sumber suara yang merupakan prinsip kerja dari “flat speaker”  - Efek Villari; kebalikan dari efek magnetostrictive, yaitu bila material diberi tegangan maka sifat ketermagnetikannya berubah (magnetic susceptibility ). Bergantung dengan jenis bahan dan  jenis tegangan yang diberikan, bahan (misalnya besi) bisa mem iliki magnetisasi positif/naik (mudah dijadikan magnet) ketika diberi tegangan tarik, sementara bahan lain (misalnya nikel) dapat memiliki magnetisasi negatif/turun (sulit dijadikan m agnet) ketika diberi tegangan tarik. - Efek Wiedemann; batang feromagnetik yang dialiri listrik yang diletakkan pada medan magnetik longitudinal akan membuat batang terpuntir (mendapat tegangan puntir). Bila arah dan besar  medan magnetik diubah-ubah batang ini akan bergetar dengan m odus getar rotasi/puntiran. - Efek ingatan bentuk (Shape Memory Effect ) adalah kemampuan benda untuk “mengingat” bentuk semula pada lingkungan awal ketika benda yang telah diubah bentuknya pada lingkungan baru dikembalikan ke lingkungan awal. Lingkungan diubah dengan mengubah temperatur, atau dengan mengubah medan magnetik bergantung jenis paduan metal. Shape Memory Alloy  (SMA) bisa dibuat dari paduan tembaga-aluminium-nikel atau titanium-nikel dengan bentuk awal pada temperatur rendah (temperatur ruang; fase martensitik) dan bentuk akhir pada temperatur tinggi (fase austenitik) akan mampu mengingat bentuknya di dua temperatur tsb. (two-way shape memory effect ) atau hanya mampu “mengingat” bentuknya pada temperatur  rendah saja (one-way shape memory effect ). Perubahan medan magnetik bisa mempengaruhi perubahan bentuk yakni bagi bahan ferromagnetic shape memory alloy (FSMA). Saat ini juga telah ditemukan bahan non metal yang memiliki efek ingatan bentuk yakni jenis shape memory   polymers (SMP). Shape memory effect   ini dimanfaatkan sebagai komponen pengubah dalam berbagai peralatan menggantikan komponen mekanik, dan/atau pneumatik dalam bentuk utuh ( solid  state) yang melibatkan pemakaian/perubahan energi yang rendah. - Efek perubahan feromagnetik menjadi paramagnetik ketika temperatur transisi (Curie point ) dicapai, sering dimanfaatkan dalam hal pemakaian medan magnetik.

67

37 Pemuaian (Thermal expansion) Pemuaian dan penyusutan akibat perubahan temperatur secara khusus dikemas dalam prinsip 37 berhubung dengan ragam kegunaannya, perhatikan contoh berikut. Pemuaian dan penyusutan bisa diperluas maknanya, tidak hanya mengait dengan satuan panjang akibat perubahan suhu, namun juga untuk satuan lainnya akibat suatu perubahan yang memicunya. Contoh: - Sambungan kerut berdasarkan suaian paksa (shrink fit ) antara lubang dan poros dengan ukuran nominal yang sama dapat dirancang dengan pemberian toleransi dim ensi yang tertentu. Bagi suaian berbasis lubang untuk ukuran dasar/nominal 60 mm, misalnya: ö 60 H7-p6, dapat dipasangkan dengan mudah dengan cara memanaskan bagian yang berlubang terlebih dahulu (atau dengan mendinginkan porosnya). Setelah terpasang, pada temperatur kamar (atau lebih rendah maupun lebih tinggi dpd. temperatur kamar), suaian kerut ini akan sulit dilepas! Bila mereka dipaksa dilepas (lubang dicekam, poros didorong dengan tekanan hidrolik) permukaan mereka akan rusak berat dan tak mungkin dirakit kembali dengan fungsi seperti semula (sebelum dilepas paksa). Catatan: suaian berbasis lubang di atas ( ö  60 H7-p6) dapat digantikan dengan suaian setaranya yakni suaian berbasis poros ( ö 60 P7-h6). Alasan penggantian basis suaian seperti ini harus dimengerti oleh para personil baik yang bekerja sebagai perancang ( designer ) maupun pembuat (operator produksi). Proses perancangan untuk keterbuatan bagi komponen mesin/peralatan antara lain memerlukan penguasaan falsafah pem berian toleransi geometrik (dimensi/ukuran, bentuk, posisi, dan kehalusan permukaan). - Efek pemuaian dan penyusutan linear karena pemanasan dan pendinginan suatu batang/silinder  metal yang homogen dapat dimanfaatkan sebagai alat penggerak daya rendah dengan kecermatan (resolusi) tinggi sampai dengan orde ìm. - Efek perubahan bentuk dari yang relatif lurus menjadi lengkung dan sebaliknya (perubahan dimensi yang relatif besar di ujung batang) bisa diperoleh dengan membuat batang terbuat dari dua metal yang memiliki koefisien muai yang berbeda. Akibat pemanasan/pendinginan, efek perubahan dimensi ini bisa dimanfaatkan untuk: - membuka dan menutup jendela pada atap rum ah kaca guna mengatur volume udara yang mengalir melalui celah jendela. - menggerakkan jarum relatif terhadap skala temperatur sebagaimana yang diterapkan pada termometer berprinsip bi-metal. - memutus dan menyambung aliran listrik sebagaimana yang diterapkan pada thermostat . - Efek pemuaian dan penyusutan ini bisa diperluas maknanya, tidak hanya karena perubahan temperatur namun juga karena perubahan kebutuhan. Misalnya, memory  yang dibutuhkan CPU suatu komputer bisa dirancang untuk bisa berubah kapasitasnya. Selain menggunakan memory  tetap yang tersedia pada CPU, secara dinamis kapasitasnya diselaraskan dengan kebutuhan untuk perhitungan dan penyimpanan program aktif, dengan menggunakan flashdisk   dan/atau hard-disk   sebagai virtual memory   yaitu memory   yang oleh program aktif  dianggapnya sebagai memory  aktif di CPU (Central Processing Unit ).

68

38 Oksidator (Use strong oxidizers, Strong oxidants) Oksigen merupakan unsur yang ada pada udara/atmosfir yang mempengaruhi berbagai macam proses seperti proses metabolisme sel (hewan, tumbuhan), proses pembakaran, proses oksidasi, dan berbagai macam reaksi kimiawi. Proses-proses ini bisa diefektifkan dengan memperbanyak  jumlah oksigen yang berada di dalam sistem (oksigen diperkaya; enriched  oxygen) atau membuatnya terionisasi (ionized oxygen) atau dalam bentuk 3 molekul (O3 : trioxygen, ozone; diubah dari O2 : dioxygen; dengan sinar  UV, atau loncatan elektron/kilat; O3 lebih reaktif dpd. O 2). Prinsip 38 ini bisa diperluas maknanya yakni dengan memperkaya kandungan lingkungan dengan unsur lain selain oksigen. Contoh: - Proses las oxy-acetylene menggunakan oksigen murni (bukan oksigen dalam udara) untuk menyempurnakan proses pembakaran acetylene sehingga tercapai temperatur yang tinggi yang dibutuhkan proses pengelasan. - Untuk mem percepat penyembuhan luka di kulit, dapat digunakan ruang bertekanan yang diisi dengan oksigen guna membunuh bakteri anaerobic (hidup di lingkungan tanpa oksigen). - Untuk memperkuat daya tahan penyelaman, tabung pernapasan penyelam diisi dengan campuran oksigen dan nitrogen (Nitrox). - Udara/gas bisa diionisasi untuk meningkatkan reaksi kimia antara gas ybs. dengan substansi tertentu. Udara yang terionisasi dapat digunakan untuk menghilangkan polusi. - Ozone adalah triatomic allotrope dari atom oksigen (O 3), yang memiliki kemampuan pengoksidasi yang lebih tinggi daripada diatomic allotrope oksigen (O 2.). Karena merupakan oksidator yang kuat Ozone dianggap sebagai “gas beracun”. Menurut EPA, Environmental Protection Agency , manusia bisa terkena dampak buruk Ozone pada batas minimum 40 nm ol/mol (US) atau 120 µg/m³ (Eropa). Namun Ozone di Stratosphere merupakan pelindung makhluk hidup di bumi sebab lapisan Ozone tsb. menyerap bagian sinar UV yang berbahaya dari matahari yakni bagian B dari sinar UV (UVB) dengan panjang gelombang 280–315 nm. Sementara itu, UVA dengan panjang gelombang 315-400 nm tidak tersaring oleh Ozone namun akan terdefraksi oleh molekul oksigen, nitrogen dan uap air sehingga hanya bagian kecil UV yang tak berbahaya yang sampai ke permukaan bumi, yang dibutuhkan tumbuhan dan hewan (pada manusia untuk membuat vitamin D). Ozone merupakan molekul yang tak stabil, dalam waktu yang relatif singkat berubah menjadi O2, sehingga tak pernah kita simpan. Ozone hanya dibuat saat dibutuhkan, yakni dengan cara memberikan Corona Discharge atau sinar UV pada udara atau yang lebih efektif dengan melakukan elektrolisis air (EOG; Electrolytic Ozone Generator ). Secara komersial Ozone digunakan untuk/sebagai: - Desinfeksi cucian di rumah sakit, - Desinfeksi kamar operasi dan kamar pasien di rumah sakit, - Desinfeksi air sebagai pengganti pemakaian chlorine di kolam renang, - Penghilang bau dari udara tercemar, - Pembunuh serangga di gudang penyimpan biji-bijian, - Pencegah jamur dan sporanya di tempat penyimpan makanan, lemari pakaian, - Pembersih buah-buahan sebelum dikirim ke pelanggan, - Penjernih air (pengoksidasi besi, arsenikum, asam sulfat/nitrat, dan organik pencemar, serta membentuk koagulan/aglomerasi/endapan yang bisa disaring), - Pembersih dan pemutih kain, - Pemutih kertas pada pabrik kertas, yang mana Ozone dimanfaatkan bersama Hidrogen Peroksida (H2O2) sebagai ganti pemakaian Chlorine, - Pemroses permukaan membran plastik sehingga bisa ditempeli tinta (bahan “kertas foto” untuk ink-jet printer ), - Pemanfaatan berbagai jenis proses kimia untuk industri bahan-bahan kimia. - Sebagai bahan pengetes kemampuan karet. Karet akan retak bila terkena Ozone dalam  jangka waktu lama. Oleh sebab itu, karet (natural rubber, nitrile rubber, styrene-butadiene rubber) jangan dipakai di tempat yang memiliki kadar Ozone yang relatif besar seperti di sekitar peralatan yang mengeluarkan percikan listrik (motor  listrik, corona discharge), atau pada pemakaian sinar UV.

69

39 Lingkungan netral (Inert environment/atmosphere) Untuk mencegah terjadinya reaksi yang merugikan prinsip 39 ini menganjurkan untuk menggunakan lingkungan yang netral. Lingkungan netral bisa diwujudkan dengan berbagai cara, misalnya pemakaian gas mulia, pemakaian gas lain selain udara atau oksigen, pemvakuman, pengisolasian dari sumber penyebab efek negatif, atau penggantian komponen dengan komponen lain yang lebih bersifat netral. Contoh: - menggunakan gas mulia (noble gas; Helium, Neon, Argon, Kripton, Xenon, Radon) atau Nitrogen (inert gas; sulit bereaksi) sebagai atmosfir komponen/peralatan supaya tak terjadi oksidasi. - Lampu pijar diisi Argon supaya kawat pijarnya tak teroksidasi. - Akumulator mesin pres hidrolik diisi gas Helium atau Argon untuk mengamankan ruang bertekanan tinggi sebagai penekan fluida kerja minyak, lihat contoh pada prinsip 20 Pemberlanjutan-manfaat, dan Prinsip 29 Pemakaian sistem hidrolik. - dalam proses gas metal arc welding  (GMAW), metal inert gas (MIG) welding  atau metal active gas (MAG) welding  digunakan gas pelindung (diarahkan pada daerah pengelasan melalui saluran yang menyatu dengan saluran elektroda las, atau terpisah). Beragam campuran gas dipilih sesuai dengan tujuan dan jenis logam yang dilas, misalnya: - Argon-carbon dioxide: C-50 (50% Ar+ 50% CO2) untuk pengelasan pipa, C-15 (85% Ar+ 15% CO2 ) untuk pengelasan baja karbon dan paduan rendah serta ferritic stainless steel . - Argon-oxygen: O-5 s.d. O-1 (95% s.d. 99% Ar + 5% s.d.1% O2), untuk pengelasan baja karbon dengan kecepatan pengelasan tinggi, - Argon-helium: A-25 (75% Ar + 25% He), untuk pengelasan logam non-ferro, - Argon-hydrogen: H-5 (95% Ar + 5% H), untuk pengelasan dengan memakai Laser, - Argon-helium-carbon dioxide: Ar + 25-35% He + 1-2% CO2, untuk pengelasan austenitic  stainless seel . - penggunaan forming gas (campuran gas hidrogen dan nitrogen; "dissociated ammonia atmosphere" ; yang dibuat melalui proses ammonia cracking ) untuk menciptakan lingkungan yang memanfaatkan sifat hidrogen. Misalnya dalam proses annealing   (proses pelunakan metal dengan cara memanaskan sampai temperatur kritik kem udian didinginkan, umumnya secara pelan) di mana hidrogen dipakai selain untuk mencegah oksidasi juga mem buat paduan nikel dan besi (77% nickel, 16% iron, 5% copper and 2% chromium atau molybdenum) mem iliki sifat magnetic permeability yang bagus. Bahan yang dihasilkan dinamakan Mu-metal , yang lentur  dan bagus dipakai sebagai pelindung terhadap m edan magnetik (misalnya sebagai bungkus kabel konduktor transmisi data). - pemakaian Nitrogen sebagai lingkungan untuk proses pencahayaan lapisan photoresist pada pembuatan komponen mikroelektronik (IC), - pengisian kantong pembungkus bahan makanan & minuman dengan CO 2 untuk memperlama daya tahan penyimpanan dalam lemari es, - penghilangan udara dalam kantong pembungk us dengan cara pemvakuman supaya bakteri aerobik mati sehingga mengawetkan bahan yang dibungkus dalam kantong tsb., - pemisahan/pengisolasian komponen yang menyebabkan udara terionisasi (motor listrik) untuk mencegah ozone yang terjadi merusak bahan-bahan karet pada komponen lainnya. Catatan; prinsip 9 pencegahan, dan prinsip 30 pelapisan bisa dianggap sebagai aspek penetralan dampak buruk, yakni prinsip 39, misalnya: - pelapisan tabung karet dengan lilin untuk mencegah keretakan karena terpaparkan ozone, - pelapisan permukaan komponen yang mudah teroksidasi dengan polimer (cat, teflon), - pembungkusan obat dalam kapsul untuk melindungi obat (suntik, oral) sebelum dipakai.

70

40 Komposit (Composite materials) Benda padat dari satu jenis material yang homogen bisa digantikan dengan benda padat-berongga yang terdiri atas inti yang dilapis dengan beberapa lapis bahan yang berbeda jenis dan/atau berbeda orientasi/arah seratseratnya. Inti terbuat dari membr an yang dibentuk sehingga memiliki struktur  rongga seperti sarang tawon. Benda komposit seperti ini selain lebih ringan  juga lebih kuat dalam menahan beban daripada benda masif dari satu jenis bahan. Permukaan benda (bagian dari benda, atau komponennya) dilapis dengan membran atau lapisan yang memiliki sifat seperti yang diinginkan terhadap lingkungan untuk melindungi benda melaksanakan fungsinya dalam suatu sistem . Substansi cair bisa dicampur dengan benda padat (serbuk) untuk menaikkan keterkontrolannya (kegunaan/ fungsinya). Contoh: - Bagian sayap pesawat/mobil balap ( rudder, airfoil, aileron) harus mampu menahan beban yang besar  namun harus ringan. Untuk menggantikan rangka dan kulit aluminium dibuat konstruksi komposit yang terdiri atas bagian antar-muka (interface), inti, dan pelapis serat karbon. Benang karbon (carbon fibre) dibuat dari serbuk karbon dicampur dengan serbuk polimer  kemudian dipanaskan dan diekstrusi sehingga menjadi benang karbon-polimer. Beberapa benang karbon-polimer dijajarkan dengan rapat dan diberi perekat yang kemudian ditempelkan pada pita plastik sebagai m ediator dan diikal pada klos/silinder penggulung. Bagian antar-muka terbuat dari aluminium yang telah dimesin ( machining ) sehingga memiliki bentuk dan elemen (lubang pasak, lubang sekrup, engsel, permukaan acuan) yang berfungsi sebagai perakit bagian komposit ini pada subrakitannya (bagian induk pesawat/mobil balap). Inti terbuat dari bahan polimer atau “kertas serat” ( Dupont's Nomex aramid fiber paper ) berupa membran yang berlekuk-lekuk yang disusun dan direkatkan sehingga membentuk saluran saluran dengan konfigurasi sarang tawon  (lubang berpenampang segi enam, hexagon, menghadap ke atas-bawah) dengan ketinggian tertentu dan ditutup bagian atas dan bawahnya dengan membran rata sehingga membentuk lembaran. Beberapa lembaran direkatkan dan disusun sesuai dengan ketinggian yang dikehendaki menjadi bahan untuk membuat inti. Susunan lembaran honey-comb ini dipotong dengan mesin CNC jenis profiling atau honey-  comb milling untuk membuat inti yang memiliki penampang dengan permukaan atas-bawah menyerupai bentuk airfoil. Bagian antar-muka dan inti disatukan lalu dilapis dengan serat karbon. Proses pelapisannya dilakukan dengan mesin CNC jenis tape-laying  untuk memungkinkan perekatan serat karbon pada permukaan berkontur (permuk aan inti) dengan arah serat yang diubah secara bertahap (membujur, melintang, atau miring) berselang seling antara satu lapisan dengan lapisan berikutnya sampai dicapai dimensi tertentu dari penampang airfoil. Kemudian, interface  dan inti yang telah dilapis ini dimasukkan pada bejana tekan/vakum (autoclave) dan dipanaskan untuk melumerkan polimer dan menguapkan bahan perekat sehingga interface, inti, dan serat-serat karbon menyatu membentuk produk dengan bentuk dan dimensi akhir seperti yang dikehendaki. Berkat struktur serat karbon yang berselang seling orientasinya membuat bagian mikro komposit ini mampu menahan tegangan pada berbagai arah yang pada akhirnya secara makro benda komposit mampu menahan kombinasi beban (lentur, puntir, tekan) dan sek aligus relatif ringan dibandingkan dengan benda masif ( solid ). Selain rudder, airfoil, aileron  berbagai jenis produk mulai dibuat dengan bahan komposit seperti busur (gondewa) pemanah, popor senapan, rangka & kulit note-book PC , garpu-porosstang sepeda sport, raket tenis, dan tongkat pemukul bola golf. - Tabung (gas, roket, torpedo) bisa dibuat dari komposit benang gelas. Benang gelas ( glass filament ) serupa benang karbon, yang dibuat dari gelas cair diekstrusi membentuk beberapa benang gelas (lentur, berdiameter kecil; 5-25 ìm) dirapatkan dan disatukan membentuk untaian ( rove)

71

direkatkan dengan resin sebagai pengikat ( binder ; dry-impregnated, pre-impregnated resin) lalu digulung pada klos. Pada mesin CNC jenis filament winding  dipasang mandrel (mould , cetakan) yang terdiri atas beberapa batang (struktur) lurus atau berprofil tertentu disusun melintang dengan permukaan membentuk benda simetri putar (berkontur serupa kontur diameter luar tabung) yang bisa ditegangkan dan dikendorkan. Pada saat dipasang pada mesin filament winding , mandrel ini ditegangkan sehingga untaian benang-benang gelas yang telah disatukan dengan epoxy dapat diikal pada mandrel. Pengikalan dilakukan secara bertahap dengan sudut ikal tertentu yang diubah-ubah orientasinya (miring kiri, tegak, dan miring kanan) dari suatu lapisan pengikalan ke lapisan pengikalan berikutnya berselang-seling sampai mencapai diameter yang dikehendaki. Selanjutnya, hasil pengikalan dimasukkan pada ruang pemroses ( curing chamber ) untuk mengeraskan resin sambil mengikat benang-benang gelas. Mandrel dikendorkan dan diambil dari rongga produk berupa tabung simetri putar dengan kontur tertentu dari epoxy resin dengan struktur ikalan benang-benang gelas yang sangat kuat namun ringan. - Serat gelas (glass wool, glass fibre) dalam bentuk serabut atau potongan-potongan rajutan serat gelas (“kain” dari benang gelas) disusun berselang seling arah serabutnya di atas permukaan sebagai cetakan. Epoxy resin cair ditambahkan pada serat gelas ( wet impregnated resin) dengan menggunakan kuas sambil dibentuk permukaannya secara m anual mengikuti bentuk cetakan. Setelah kering, bahan ini diambil dari cetakan dan permukaan atas-bawah serta pinggirannya dipoles menjadi produk seperti papan selancar (surfing board ) atau perahu. - Pemakaian lapisan sebagai pelindung permukaan atau untuk tujuan tertentu, misalnya: - Dengan teknik PVD (Physical Vapour Deposition; dalam ruang vakum metal pelapis diuapkan dengan electric arc, electron beam, pulsed laser , atau plasma sputter , dan didepositkan pada permukaan benda kerja) dapat dilakukan pelapisan karbida tungsten (Wo) dengan karbida/nitrida lain yang lebih keras (Ti, Ta) menjadi pahat sisipan karbida lapis yang memiliki daya anti gesekan/keausan yang lebih bagus namun sisipan tersebut masih memiliki kelenturan yang mencukupi. Pahat seperti ini dibuat dalam bentuk sisipan yang tak perlu diasah (throwaway tips; lihat contoh pada prinsip 27 Murah sekali-pakai). - pelapisan tembok dengan bahan kedap suara (busa/ sponge) yang kemudian ditutup dengan papan triplek untuk mendapatkan kesan bidang tembok yang rata, lihat contoh pada prinsip 31 Pemakaian bahan berpori. - pelapisan tanah, lapang & rata yang telah dipadatkan, dengan lembar polimer bipolar, satu sisi kedap air (hydrophobic ) sisi lain tembus air (hydrophilic ). Di atas lembar polimer  dibuat jaringan pipa pembuangan air, di antaranya diisi dengan bahan-bahan batu kerikil dan serabut sebagai penyalur air. Kemudian ditutup dengan lapisan pasir dan lapisan tanah gembur dan terakhir dengan tanaman rumput alami atau lembaran rumput plastik, menjadi lapangan bola bertaraf internasional anti becek, bebas banjir. - Penambahan bahan berupa serbuk ke fluida kerja suatu proses atau ke serbuk lain untuk tujuan tertentu, misalnya: - penambahan serbuk abrasif pada air yang disemprotkan dengan tekanan tinggi melalui nozzle membentuk pancaran air berserbuk berdiameter kecil yang mampu memotong plat logam atau keramik. Nozzle digerakkan secara berkesinambungan dari titik ke titik lain membentuk potongan dengan kontur tertentu sesuai dengan program NC yang dijalankan pada mesin pemotong CNC jenis water-jet machining . - serbuk karbon ditambah dengan serbuk feromagnetik serta serbuk polimer sebagai toner  yang dipakai pada mesin cetak laser ( laser printer , lihat contoh pada prinsip 24 Perantara/mediator). - penambahan serbuk feromagnetik pada fluida kerja (minyak) dalam sock-absorber   untuk mengubah sifat dan daya redam dengan pemakaian medan magnetik. - pemakaian serbuk aluminium dan serbuk oksida besi sebagai sumber panas pada reaksi kimia eksotermik. Hasilnya adalah cairan besi yang dialirkan ke celah di antara dua metal yang akan disambung (misalnya dua batang rel KA) dan cairan oksida aluminium yang mengapung yang menjadi kerak yang bisa dikupas setelah dingin, dalam proses pengelasan termit (thermit welding ). - pemakaian bahan anti-penggumpalan atau penggembur (anti caking agent ) bagi tepung bahan makanan, serbuk garam meja, atau serbuk detergent , misalnya sodium ferro cyanide (E535) dan potassium ferro cyanide (E536).

72