PERANCANGAN ULANG PRODUK DAN PENJADWALAN MESIN DENGAN PENDEKATAN DFMA (DESIGN FOR MANUFACTURE AND ASSEMBLING) Cepi Dea Iskandar1, Didit Damur Rochman2 1
Mahasiswa Program Studi Teknik Industri Universitas Widyatama, Bandung Email:
[email protected] 2
Program Studi Teknik Industri Universitas Widyatama, Bandung Email:
[email protected] ABSTRAK Desain di setiap perusahaan yang bergerak di bidang otomotif selalu mengedepankan desain terbaru, hal tersebut di utamakan oleh PT.X yang mengeluarkan desain dengan spesikasi yang telah di tentukan. Sehingga PT.X memerlukan alat bantu rakit dengan spesifikasi yang sesuai dengan desain yang akan di produksi. Alat bantu yang di perlukan oleh perusahaan tersebut antara lain Frame jig & Fixture yang akan di pesan ke PT.GIL yang bergerak di bidang design machinery & tools. Permasalahan yang muncul ketika memesan produk tersebut tidak sesuainya produk yang di pesan oleh PT.X sehingga terjadinya perancangan ulang pada produk tersebut. Pada study lapangan ini bertujuan untuk merancang ulang produk dan menghitung biaya mendesain dan merakit Frame jig & fixture di perusahaan PT GIL dengan pendekatan DFMA (design for manufacture and assembling), sehingga perusahaan dapan mengetahui biaya yang harus di keluarjan untuk membuat produk yang telah di pesan oleh PT.X Metodologi perancangan di penelitian ini menggunakan pendekatan DFMA, DFMA adalah desain untuk X Tool (DFX). Ini merupakan prosedur sistematis yang bertujuan untuk membantu perusahaan membuat penuh menggunakan proses manufaktur yang ada dan menjaga jumlah bagian dalam perakitan, dan mendesain ulang. Hasil dari penelitian studi lapangan ini adalah perubahan rancangan produk dengan menggunakan pendekatan DFMA membutuhkan waktu 1 minggu dan membutuhkan biaya sebesar Rp 16.650.000,- untuk menghasilkan produk mulai dari desain sampai finish good. Kata kunci: Perancangan Produk, DFMA
1. Pendahuluan 1.1 Latar Belakang Kendaraan pada saat ini sudah menjadi kebutuhan primer bagi manusia. Tingkat kebutuhan kendaraan pada saat ini cukup tinggi, dapat di lihat dari daya beli masyarakat yang cukup tinggi terhadap kendaraan yang di keluarkan oleh pabrikan masingmasing kendaraan. Jenis kendaraan yang di minati oleh masyarakat ialah kendaraan roda dua (motor) dan kendaraan empat (mobil). Variasi dari tiap jenis kendaraan motor seperti motor bebek, motor sport, dan scooter. Sedangkan kendaraan seperti mobil yaitu mobil city car, Van, pink up. Kedua jenis kendaraan tersebut lebih potensial motor tetapi pada saat ini industri mobil pun mulai di minati masyarakat, walaupun harga lebih mahal masyarakat masih memilih mobil karena fungsi yang lebih aman dan berkapasitas lebih banyak. Melihat potensial tersebut industri mobil mulai mencari keinginan masyarakat menginginkan jenis mobil yang lebih istimewa, dari segi harga yang terjangkau fasilitas yang bagus dan desain unik.
Dunia otomotif industri mulai merancang mobil yang di inginkan, di lihat dari data keinginan masyarakat selain harga dan fasilitas ternyata desain lebih di utamakan oleh perusahaan. Industri mobil seperti PT X dan kompetitor lainnya mulai berlomba membuat desain yang unik dan menarik untuk kepuasan masyarakat. Untuk merealisasikan hal tersebut maka perusahaan harus memperhatikan sistem produksi yang berjalan. Dalam sistem produksi terdapat bagian perakitan untuk membuat produk tersebut. Bagian perakitan tersebut beroperasi dalam penggabungan part body mobil, dalam prosesnya di perlukan sistem yang terintegrasi untuk mencapai hasil yang maksimal. Sistem perakitan yang terintregasi dapat di lakukan dengan baik yaitu berupa sistem moderen (tidak di kerjakan secara manual) akan tetapi menggunakan bantuan robotik. Cara tersebul lebih cepat dan lebih presisi dalam penggabungan part, dalam prosesnya perakitan menggunakan robotik di perlukan alat bantu untuk merakit dan mempresisikan part satu dengan yang lainya. Cara tersebut sudah di gunakan oleh beberapa industi otomotif, salah satunya adalah PT X. Perusahaan menggunakan cara
moderen tersebut agar dalam proses perakitannya menjadi lebih maksimal dalam hal presisi dan waktu perakitan yang lebih cepat. Salah satu alat bantu tersebut adalah Frame jig & fixture yang dirancang sedemikian rupa sehingga dapat menempatkan dan memegang part yang akan di las oleh robot secara tepat dan presisi, fixture di rancang memudahkan operator untuk memasang dan mengganti part body dan memikili ketelitian dalam menempatkan part. Agar PT. X mencapai tujuan tersebut maka adanya kerja sama dengan memesan desain alat tersebut kepada PT GIL yang bergerak di bidang Design Machinery & Tools.
Latar Belakang masalah
Tujuan
Studi Litelatur
Metodologi Penelitian
Pengumpulan Data
Rencana Perancangan Desain Baru
Permintaan Desain
Desain sebelumnya
1.2 Ruang Lingkup Penelitian Penelitian yang di lakukan memiliki batasanbatasan masalah yang akan dibahas dalam laporan ini dengan harapan tidak akan terjadi penyimpangan dari tujuannya. Batasan dalam penelitin ini adalah melakukan observasi di perusahaan yang bergerak di bidang Design Machinery & Tools, penelitian ini hanya mengidentifikasi mengenai permasalahan yang timbul saan melakukan pendesainan ulang di perusahaan. Merancang ulang desain menurut permintaan pemesan.
1.3 Perumusan Masalah Permasalahan PT GIL yang bergerak dalam bidang Design Machinery & Tools adalah bagaimana perancangan alat bantu perakitan dengan spesifikasi yang telah di tentukan oleh PT.X dan mendesain gambar alat tersebut agar beroperasi sesuai dengan fungsinya.
Pengolahan Data Perancangan Produk
Usulan Rancangan
Analisis
Kesimpulan dan Saran
Gambar 2.1 Flowchart Metodologi Penelitian
3. Pengumpulan dan Pengolahan Data Perancangan akan mengalami perubahan dengan memperhitungkan biaya, adapun langkahlangkah yang akan di ikuti dari DFM sebagai berikut: Usulan Rancangan
1.4 Tujuan Tujuan penulis melakukan study lapangan ini adalah untuk merancang ulang produk dan menghitung biaya merakit Frame jig & fixture di perusahaan PT GIL dengan pendekatan DFMA.
1.5 Manfaat Penelitian Manfaat yang ingin dicapai pada penelitian ini adalah membantu perusahaan untuk dapat menekan biaya produksi dan desain, serta menjadwalkan perancang ulang prodak yang telah di pesan.
Perkiraan Biaya-biaya manufaktur
Mengurangi Biaya-biaya komponen
Mengurangi Biaya-biaya perakitan
Mengurangi Biaya-biaya Penunjang produksi
Mempertimbangkan Pengaruh terhadap Keputusan DFM Terhadap faktor lain
2. Metodologi Penelitian Pada metodologi penelitian dijelaskan mengenai langkah-langkah dan proses untuk menyelesaikan masalah terlihat seperti di tunjukan pada gambar 2.1. Penelitian studi lapangan dilakukan untuk mengetahui permasalahan yang ada di tempat penelitian yaitu pada PT. X dan mengumpulkan data-data pendukung yang diperlukan untuk memecahkan permasalahan. Lalu pengumpulan data-data yang diperlukan sebagai bahan yang akan digunakan untuk memecahkan masalah yang telah dirumuskan sebelumnya. Data-data dikumpulkan melalui program studi lapangan, di PT GIL. Data hasil pengumpulan yang telah dikumpulkan dalam tahap pengumpulan data, Perancangan produk menghitung biaya redesain produk berdasarkan DFMA (Design For Manufacture and Assembly)
Menghitung Ulang biaya Manufaktur
Tidak
Cukup Baik?
Ya Desain yang Diterima
Gambar 4.3 Diagram langkah DFM
Perkiraan Biaya Manufakturing
dari hasil perhitungan biaya tersebut desain baru akan di lakukan.
rencana
Manufacturing Cost
Component
Standart
Raw Matetial
Assembly
Custom
Labor
Processing
Tooling
Overhead
Equipment and Tolling
Indirect Allocation
Support
3.1 Desain sebelumnya Berdasarkan informasi yang didapat mengenai desain sebelumnya untuk merancang produk Frame Jig & Fixture baru di PT.Gerbang Inline untuk memenuhi pesanan PT. X adalah sebagai berikut:
Gambar 4.4 Diagram Manufacturing cost
Uraian Biaya yang di keluarkan antara lain Biaya komponen standar selain di produksi dan atau di subkon ke perusahaan dengan design dan spesifikasi dari kita. Biaya Komponen Custom seperti: o Raw material pembelian baja material yang di butuhkan. o Proses antara lain proses perakitan, desain, dan pemeriksaan (waktu dan upah tenaga kerja) o Tooling peralatan yang di pakai seperti mesin biaya operasi mesin (bahan bakar, listrik) Biaya komponen (standard & custom) bisa dikurangi dengan: Redesign produk (Contoh: lubang berukurang <0.5mm harus dibuat menggunakan mesin milling CNC (Computer Numerical Control) dan biaya nya yang mahal, (perbesar ukurun lubang ke batas yang spek lebih tinggi.) Pengurangan proses produksi komponen termasuk subkon. Penentuan patner subkon yg tepat (makin banyak diproduksi/dipesan biaya/harga komponen akan makin turun). Menstandarisasi komponen-komponen (part yang sama ukuran dan design nya). Biaya overhead umumnya berdasarkan kepada: - Biaya yang berhubungan dengan kenaikan harga bahan baku - Biaya yang berhubungan dengan Jumlah pekerja yang lembur - Biaya pengkodean komponen - Biaya yang berhubungan dengan setup mesin Setelah mempertimbangkan pengaruh terhadap keputusan DFM dapat menghitung biaya manufaktur: Tabel 4.1 Biaya Manufakturing Manufacturing Cost Standar Komponen
Assembly
Custom
Desain Raw Material Processing Tooling Labor Equipment and tooling
Nama Part Locator Baja Assy Assembly Mesin CNC Tenaga kerja Tools Total
Banyaknya 3 7 3 2 7 5 7
Part Jam set unit jam Person jam
Waktu/ Hari 2 5 5 21 5
Cost Rp Rp Rp Rp Rp Rp Rp
625.000 45.000 1.875.000 150.000 25.000 50.000 25.000
Total Rp Rp Rp Rp Rp Rp Rp Rp
1.875.000 630.000 5.625.000 1.500.000 875.000 5.250.000 875.000 16.630.000
Biaya di hitung dalam waktu 1 minggu, 2 hari desain dan 5 hari perakitan hingga biaya yang harus di keluarkan dari mulai pembelian material sampai dengan perakitan adalah Rp 16.630.000, sehingga
Gambar 4.5 Desain Assy D80 tampak atas (PT.Gerbang Inline)
Gambar 4.6 Desain Assy D80 tampak depan (PT.Gerbang Inline)
Gambar 4.7 Desain Assy D80 tampak samping (PT.Gerbang Inline)
Gambar 4.8 Assy D80 3 Dimensi (PT.Gerbang Inline)
Berikut ini keterangan tentang desain Assy D80: Tabel 4.2 Keterangan general assy jig
3.2 Permintaan Desain Desain awal memiliki kekurangan pada posisi locator pin yang menyebabkan produk tidak presisi dan harus melakuna perubahan pada locator pin. Berikut ini adalah beberapa point-point untuk merancang desain yang di pesan PT.X di PT GIL: 1. Perubahan di bagian posisi clamp & Area spot weld 01 spot weld 4 point locator pin Ø 10
Gambar 4.10 locator pin Ø10 (PT.Gerbang Inline)
Perubahan di lakukan karena kurang kokohnya saat pemasangan plat untuk di assembling, dengan stopper pin locator. 3. Perubahan di bagian posisi clamp 03 locator pin.
Gambar 4.11 locator pin (PT.Gerbang Inline)
3.3 Rencana Perancangan Desain Baru Beberapa rujukan yang keluar berdasarkan hasil dari permintaan desain yang di ajukan oleh PT X kepada PT GIL merubah desain yang telah di tentukan.
Gambar 4.12 Rancangan desain baru assy D80 (PT GIL) Gambar 4.9 locator pin Ø10 (PT.Gerbang Inline)
Perubahan di area spot welding di lakukan karena kurangnya kemiringan pada hole pin locator berdiameter 10mm 2. Perubahan di bagian posisi clamp & Area spot weld 02 spot weld 2 point locator pin Ø 10 Gambar 4.13 Rancangan desain baru assy D80 (PT GIL)
3.4 Perancangan Produk Baru a. Berdasarkan informasi yang di dapat memperkirakan desain termasuk sub-komponen secara individu
Gambar 4.14 Rancangan desain baru assy D80 (PT GIL)
pabrikasi di lantai produksi dan assembling. Detail desain tersebut antara lain:
Gambar 4.17 Rancangan desain baru assy D80 (PT GIL) Terjadi perubahan di bagian kemiringan hole assy pin locator.
Gambar 4.15 Rancangan desain baru assy D80 (PT GIL)
Gambar 4.18 Rancangan desain baru assy D80 (PT GIL) Terjadi perubahan di bagian kemiringan hole assy pin locator.
Gambar 4.16 Rancangan desain baru assy D80 (PT GIL) b. Menganalisa manufaktur sel atau lini hasil perakitan Perubahan yang di lakukan di pengolahan data dapat memecahkan masalah pada hasil assembling perakitan di lapangan, sehingga desain sesuai dengan permintaan custoumer. Memberikan umpan balik ke desain teknik yang dapat berhubungan dengan (uang, waktu, kompleksitas), dalam dua cara yang berbeda dan cara menjaga diskusi yang konstruktif dan membantu membuat kemajuan yang terukur ke arah tujuan yang realistis, desain manufaktur. Beberapa detai letak perubahan desain yang telah di sepakati oleh kedua belah pihak dan menjadi patokan untuk bagian
Gambar 4.19 Rancangan desain baru assy D80 (PT GIL) Terjadi perubahan di bagian kemiringan hole assy pin locator.
Bentuk 3D dari hasil perubahan desain:
4. Analisa dan Pembahasan 4.1 Analisis Pada waktu dan biaya pengembangan produk Impementasi DFM harus mempunyai efek pengurangan biaya manufacture tapi harus dievaluasi apakah akan menambah lama waktu pengembangan. Keterlambatan 1 minggu produksi saja bisa berarti puluhan produk terlambat kirim. Hal yang sama juga harus dieevaluasi pada biaya pengembangan, pada jenis manufacture tertentu, ada kemungkinan tahaptahap pada DFM akan memakan biaya yang tinggi. Maka di dapatkan biaya manufaktur dalam pembuatan produk tersebut. Setelah mempertimbangkan pengaruh terhadap keputusan DFM dapat menghitung biaya manufaktur:
Gambar 4.20 Rancangan desain baru assy D80 3D (PT GIL)
Tabel 5.1 Analisis biaya manufaktur Manufacturing Cost Standar Komponen
Assembly
Gambar 4.21 Rancangan desain baru assy D80 3D (PT GIL)
Gambar 4.22 Rancangan desain baru assy D80 3D (PT GIL) Dari hasi perubahan desain tersebut telah di dapatkan desain baru yang akan di buat langsung di lantai produksi, dan hasil gambar akan memberikan jumlah material yang akan di gumakan untuk membuat produk baru tersebut. Tugas bagian lantai poduksi adalah meminimalisasi bahan (material) yang akan di pakai untuk membuat produk sesuai dengan dimensi yang telah di rancang dan di gambarkan.
Custom
Desain Raw Material Processing Tooling Labor Equipment and tooling
Nama Part Locator Baja Assy Assembly Mesin CNC Tenaga kerja Tools Total
Banyaknya 3 7 3 2 7 5 7
Part Jam set unit jam Person jam
Waktu/ Hari 2 5 5 21 5
Cost Rp Rp Rp Rp Rp Rp Rp
625.000 45.000 1.875.000 150.000 25.000 50.000 25.000
Total Rp Rp Rp Rp Rp Rp Rp Rp
1.875.000 630.000 5.625.000 1.500.000 875.000 5.250.000 875.000 16.630.000
Biaya di hitung dalam waktu 1 minggu, 2 hari desain dan 5 hari perakitan hingga biaya yang harus di keluarkan dari mulai pembelian material sampai dengan perakitan adalah Rp 16.630.000, sehingga dari hasil perhitungan biayatersebut rencana desain baru di lakukan. Pada Kualitas produk: Pengurangan Biaya Produksi = Kualitas Produk Turun. Hal ini harus dievaluasi sebelum DFM diimplementasi secara penuh. Subkon yang dilakukan tidak boleh memberikan pengaruh buruk pada kualitas, kecuali memang dilakukan untuk tujuan tertentu (misalnya, perubahan target market) Pada faktor external: Komponen yang dapat digunakan untuk proses manufaktur produk lain, Biaya Jaminan (Garansi) Produk. (produk dengan biaya manufakture rendah biasanya punya kualitas yang rendah, maka garansi akan besar kemungkinan digunakan) Berdasarkan hasil dari pengamatan di atas dapat di lihat redesain pada produk yang di buat mengalami desain ulang, adapun perubahan di lakukan oleh PT.GIL berdasarkan permintaan costumer antara lain.: 1. Perubahan di bagian posisi clamp & Area spot weld 01 spot weld 4 point locator pin Ø 10
Gambar 5.1 locator pin Ø10 (PT.BSP)
Perubahan di bagian posisi clamp & Area spot weld 02 spot weld 2 point locator pin Ø 10
Pada perubahan ketiga bagian yang di usulkan, sehingga banyak material tambahan karena adanya perubahan desain dan dimensi pada produk yang akan di produksi, dan akan menambah waktu dan biaya yang di keluarkan karena perubahan desain tersebut. Perubahan desain di lakukan atas pesetujuan ke dua belah pihak dalam sisi waktu pengerjaan bertambah dan biaya sumber daya meningkat. Melihat dari permasalahan di atas, terdapat 4 faktor utama yang mempengaruhi perbedaan output antara desain dengan fabrikasi, yaitu :
Gambar 5.2 locator pin Ø10 (PT.BSP) Perubahan di bagian posisi clamp 03 locator pin.
Gambar 5.3 locator pin (PT.BSP) Setelah di lakukannya perubahan desain produk yang telah ada, dapat di desain ulang produk, sebagai berikut:
Gambar 5.3 locator pin (PT.BSP) Rancangan baru frame jig yang sudah di rubah desain nya:
Gambar 5.4 Jig assy D80 (PT.BSP)
1. Material desain membuat alternatifl pada materian yang akan di pakai karena menganggap untuk setiap satu single part adalah untuk satu ukuran, sedangkan pada fakta nya di lapangan pabrikasi menyusun part untuk 1 produk dapat diisi untuk 1 part dari ukuran lainnya yang berubah. Sesuai dengan keadaan seperti itu maka ada tempat tertentu pada part yang tidak di gunakan, sehingga penyusunan part harus lebih presisi lagi yang mengakibatkan adanya selisih material dengan estimasi part yang di butuhkan. 2. Mesin Mesin disini lebih cenderung pada media nya, dimana bagian Desain yang sudah terkomputerisasi untuk penyusunan desainnya, sedangkan pabrikasi menggunakan cara manual untuk pengoptimalan material tersebut dalam pemasangan produk nya. Perbedaan penyusunan yang diakibatkan media yang berbeda itulah yang membuat adanya selisih dimensi antara part dengan hole pin. sesuai dengan penyusunan sebelum-sebelumnya, sehingga terjadi selisih dimensi. 3. Orang Keahlian operator pada masing-masing bagian pun berbeda, dimana operator pada bagian desain memiliki keahlian dalam menggunakan software nya tanpa mengetahui pengerjaan sebenarnya di Pabrikasi yang sangat mengetahui karakteristik material yang berbeda-beda dan cara mengatasi nya, sehingga mempengaruhi penyusunan part yang mengakibatkan terjadinya kemiringan. Ketiga faktor utama yang mempengaruhi terjadinya perbedaan output pada bagian desain dengan fabrikasi, dan menyesuaikan pengamatan penulis terhadap yang terjadi pada studi lapangan ini bahwa masalah perbedaan metode DFMA di bagian desain dan fabrikasi adalah masalah yang dapat di atasi terjadinya kemiringan.
5.2 Saran Sesuai dari pengolahan data dan analisis yang didapat oleh penulis, maka penulis menyarankan bagian desainer, konsumen dan parbikasi untuk memperhatikan beberapa hal berikut: Di sarakan perusahaan menggunakan pendekatan DFMA (Design For Manufacture and Assembly) untuk mengurangi biaya dalam merakit produk frame jig. Bagian desainer meninjau bagian fabrikasi untuk melihat keadaan lantai produksi, baik tentang cara penyusunan part oleh operator assembling atau pun melihat keadaan material yang di pesan oleh konsumen. Penulis juga memberikan saran untuk penelitian ini selanjutnya memperhatikan beberapa hal di bawah ini: Untuk penelitian selanjutnya, disarankan untuk melakukan redisain sesuan dengan permintaan konsumen atas desain yang di pesan. Selanjutnya juga disarankan untuk menggunakan pendekatan DFMA (Design For Manufacture and Assembly) sebagai panutan perancangan desain kedepannya.
6. Referensi
Gambar 5.4 Desain rekayasa baru
5. Kesimpulan Saran 5.1Kesimpulan Kesimpulan dari penelitian pada studi lapangan ini sebagai berikut : Telah di desain ulang frame jig & fixture ini menggunakan pendekatan DFMA (Design For Manufacture and Assembly) dengan biaya sebesa Rp 16.630.000 dan waktu proses 1 minggu untuk pembuatan 3 frame jig Biaya yang di perlukan untuk merancang 3 produk di atas sebanyak Rp 16.630.000,- dengan biaya paling besar ada pada raw material sebesar Rp 5.650.000,-
Huang, G.Q., (1996). Design for X: Concurrent Engineering Imperatives, Chapman & Hall, London. 14 Dewhurst, Boothroyd (2007). DFMA and Concurrent Costing. April 10, 2009. Boothroyd Dewhurst, Inc. Product Design and Development, 2nd Edition, Irwin McGraw-Hill. Boothroyd, Geoffrey., & Walker, Jack M. (1996). Handbook of Manufacturing Engineering, Marcel Dekker,Inc. 270 Madison Avenue, New York, New York 10016. Marinescu, loan & Boothroyd, Geoffrey (2002). Product Design for Manufacture and Assembly 2ed, Manufacturing Engineering and Materials Processing, Marcel Dekker,Inc. 270 Madison Avenue, New York, New York 10016.
