bahan pelatihan kreativitas dan inovasi

Tujuh Tahapan Dalam Rekayasa Peniruan

Rekayasa peniruan (reverse engineering) adalah proses untuk menemukan kembali teknologi,prinsip kerja, dan/atau sistem suatu produk/objek berupa alat, perkakas, mesin (keseluruhan ataubagiannya) melalui analisis struktur, fungsi, dan cara kerjanya, serta perkiraan/penafsiran mengenaibagaimana produk itu dahulu dibuat. Tujuan/alasan untuk melakukan rekayasa peniruan antara lain,

- mengganti suku cadang,- menggabung dengan peralatan atau sistem lain,- pembuatan dokumen perancangan, karena ketiadaan atau kekuranglengkapan dokumen

perancangan yang ada,- pengganti produk/sistem lama,- pembuatan prosedur pengoperasian dan pemeliharaan dari produk/sistem lama,- penelaahan suatu produk/sistem dari aspek pelanggaran paten,- analisis nilai (value engineering) dalam rangka penekanan harga,- pembaruan perangkat lunak (software),- pengauditan proses perancangan, pembuatan, pemakaian, dan/atau pemeliharaan,- perwujudan produk tiruan untuk meraih pangsa pasar,- kegiatan akademik, proyek/hibah penelitian, dan/atau- belajar untuk merancang dan membuat dengan prosedur yang benar.

Makalah ini dibuat dengan mengambil contoh untuk perancangan dan pembuatan produk yang berupakomponen mesin, dan peralatan. Teknologi perancangan dan proses produksi yang diulas mengaitdengan bidang teknik mesin. Untuk memudahkan penyampaian materi pembahasan digunakan tujuhtahapan sbb.,

1 Pengumpulan informasi mengenai produk/jasa yang ditiru,2 Analisis fungsi menyeluruh dan analisis per bagian/kelompok/subrakitan,3 Pengukuran dan pemodelan geometrik,4 Analisis keberfungsian, kehandalan dan keterbuatan,5 Perwujudan produk hasil peniruan,6 Pengetesan dan penilaian ketercapaian peniruan, dan7 Perbaikan dan persiapan produksi produk tiruan.

Proses dalam tahap 1 s.d. 4 bisa berjalan serentak/simultan, sementara tahap 5 s.d. 7 berjalan berurutan.Tahap 7 bisa mengaktifkan kembali proses dalam semua tahap.

1 Pengumpulan informasi

“Syarat utama untuk meniru adalah memahami hal yang ditiru”

Bergantung pada kesungguhan untuk meniru, diperlukan beragam informasi, dengan tingkatkedalaman tertentu, mengenai hal (produk, proses, jasa) yang ditiru. Informasi mengenai produk yangakan ditiru dapat diperoleh dari berbagai sumber.

1 Dokumen pengoperasian dan pemeliharaan (operation manual dan maintenance manual);Dokumen yang menyertai hal yang ditiru biasanya merupakan informasi yang palingmudah diperoleh. Karakteristik utama dari hal (produk, proses, jasa) yang ditiru dapatdijadikan sasaran (target) peniruan. Sasaran ini bisa diperinci dengan menganalisis(analisis awal) dan mengelompokkan informasi penting dari dokumen pengoperasiandan pemeliharaan. Hasil analisis awal umumnya berupa catatan mengenai kebutuhaninformasi lain untuk memungkinkan pendefinisian sasaran awal (aspek fungsi,geometrik, material).

2 Dokumen tenderPelajari bagian tender yang mengait dengan produk yang dimaksud. Buat daftarpertanyaan untuk klarifikasi/kejelasan berbagai hal baik yang sudah jelas dipahami,kurang dipahami, tidak dipahami, maupun yang dianggap bertentangan/ kontradiksi.Klasifikasikan informasi ini bersamaan dengan informasi lain (lihat berikut) untukmembuat sasaran/definisi awal secara lebih runut/sistematik.

Taufiq RochimMPE (Mechanical Production Engineering), FTMD-ITB;Reverse Engineering Workshop; Puslitbang, PT. PLN (Persero), Jakarta 23-24 Mei 2012 1

3 Informasi dari pabrik pembuatCari sumber informasi dari pabrik pembuat produk, atau yang sejenis/serupa, yang akanditiru. Informasi ini biasanya berupa katalog, brosur, atau media promosi. Pelajariinformasi ini (bersama sama dengan informasi dari sumber lain) untuk menentukansasaran/definisi awal.

4 Standar dan PatenProduk atau bagiannya (sub-rakitan-nya) mungkin merupakan produk standar atauproduk yang telah dipatenkan, pelajari hal ini dari standar dan paten dari negara ybs.Berdasarkan pembelajaran/analis standar dan/atau paten ini mulai terhimpun informasiyang hampir lengkap untuk menentukan sasaran/definisi awal termasuk kemungkinanmerancang beberapa bagian produk sebagai persyaratan pemakaian paten ataupunsebaliknya guna menghindari paten. Sasaran awal mulai dapat ditelaah aspekketerbuatan, ketersediaan, keterbelian/keterpesanan, dan penelaahan pihak lain dalamhal kemungkinannya diajak sebagai subcontractor bagian/sub rakitan produk.

5 Pakar, buku, dan makalahBergantung pada kompleksitas produk yang ditiru, proses peniruan bisa melibatkanseorang pakar s.d. beberapa pakar dari berbagai bidang keahlian. Selain pakar, sebagaisumber informasi mengenai masalah produk yang akan ditiru, adalah berbagai bukuacuan dan makalah (majalah ilmiah, terbitan ilmiah/journal) dengan materi yangdianggap masih berkaitan erat dengan masalah peniruan (terbitan tahun silam maupuntahun yang relatif baru).

2 Analisis fungsi menyeluruh dan analisis fungsi subrakitan

Dengan memanfaatkan informasi yang telah dikumpulkan dan dipelajari, dapat dimulai prosesanalisis fungsi produk yang akan ditiru secara umum (menyeluruh) dan fungsi beberapa bagian yangdikelompokkan secara sistematik (aspek fungsi, proses, dan/atau teknologi). Bergantung pada tingkatkerumitan dan volume pekerjaan hal ini bisa diselesaikan oleh suatu tim kecil s.d. tim besar sesuaidengan pembidangannya.

Keberfungsian produk yang akan ditiru dipelajari dan dikembangkan dengan memperhatikanaspek daya, ruang, waktu, dan proses yang terlibat, dipandu oleh bidang keilmuan dasar yang dibutuh-kan seperti fisika dasar (termodinamika, mekanika fluida, mekanika teknik, optik, dan listrik), kimia dasars.d. biologi teknik, dan teknologi terapan. Teknologi terapan yang diperlukan bisa mengait dengan teknikmesin misalnya, kinematika, dinamika, kontrol, dan mesin/peralatan spesifik seperti mesin-mesinpenggerak (motor bakar, turbin air/uap, ketel), pompa & pemipaan, peralatan pertanian & pengolah hasilpertanian, alat-berat, alat transportasi (darat, rel. air, udara), peralatan pabrik dengan subrakitannya, dsb.

Guna mewujudkan sasaran awal dapat digunakan suatu model sebagai rancangan awal(dengan memakai perangkat lunak yang sesuai untuk pemodelan). Pada tahap ini hanya diperlukan garisbesar ukuran/dimensi untuk menentukan keterkaitan, keterhubungan, dan/atau keterakitan berbagaikomponen yang akan membentuk produk tiruan secara utuh. Model dibuat dengan memperkirakandimensi dasar, dihitung berdasarkan teori dasar yang terkait dan/atau disesuaikan dengan dimensi dasarsuatu produk yang ditiru serta intuisi hasil pengalaman perancang.

Pada tahap ini mulai dibutuhkan kepakaran yang mengait dengan keterbuatan (termasukmaterial) guna mencari beberapa rancangan alternatif sebagai bagian dari rancangan awal.

Proses analisis fungsi produk dapat diuraikan garis besarnya sebagai berikut,

1 Penentuan fungsi utama rakitan dan subrakitanPembuatan garis besar rancangan produk (bagian-bagiannya). Sketsa atau modelsederhana (model pra awal) mulai dibuat dengan menggunakan perhitungan dananalisis dasar sesuai dengan keilmuan dasar dan terapan yang dibutuhkan.

2 Pendokumentasian komponen setiap rakitan dan subrakitanBerdasarkan model pra-awal dibuat model awal yang telah memiliki bagian bagian yang


akan dirakit menjadi subrakitan dan rakitan menjadi produk utuh sebagai sasaran awalperancangan. Bila produk yang mau ditiru memang tersedia, maka analisis fungsi bisadilakukan dengan cara membongkar produk tersebut menjadi beberapa rakitan dan sub-rakitan. Berdasarkan juklak (manual) pemeliharaan (bila ada) pembongkaran dilakukansecara runut dengan mencatat prosedur dan urutan proses pembongkaran untukmemastikan teknik perakitannya menjadi dokumen komponen dan keterakitannya(liaison diagram; diagram keterhubungan; pola titik dan garis).

3 Pembuatan daftar komponen dan subrakitanUntuk setiap komponen cantumkan informasi mengenai fungsinya/klasifikasinya (lihatbulir 4 berikut), jumlah yang dibutuhkan per subrakitan dan rakitan, material yangdigunakan terutama dari jenis yang khusus, metoda pembuatan (secara umum), sertainformasi lainnya seperti apakah komponen ini akan dibuat sendiri, dibuat pihak lain(subcontract), atau dibeli (komponen “standar”, “nama dagang”, distributor, dan/ataupabrik pembuat) atau akan dipesan secara khusus (sedikit modifikasi dari jenis yang adadi pasaran atau yang seperti dibuat oleh produsen lain).

Bulir 1 s.d. 3 di atas akan memberikan gambaran lengkap mengenai falsafah perancangan,bagaimana produk tersebut akan diwujudkan. Proses perancangan biasanya mengandungproses iterasi dalam pencarian jalan keluar akan adanya masalah pencapaian target yangmungkin memunculkan pertentangan/kontradiksi antara fungsi dengan aspek lain sepertipenekanan harga, serta kemudahan pelaksanaan pembuatan dan perakitan termasukkemudahan perawatan produk yang akan ditiru. Dalam perancangan untuk peniruan seperti ini,dengan mempelajari komponen, sub rakitan dan rakitan produk, dapat “dibaca” pikiran siperancang produk yang mau ditiru dalam menghadapi permasalahannya, yang mungkinmerupakan contoh solusi yang bagus (elegant solution) yang patut ditiru ataupun contoh yangjelek yang tak boleh ditiru dalam merancang suatu produk.

4 Pengklasifikasian komponen, subrakitan, dan rakitan menurut fungsinyaPengelompokannya lebih dimaksudkan untuk penciritemuan (identifikasi) mengenaikesempurnaan/kelengkapan perancangan, sebagai berikut,

1 Fungsi utama; sebagai penerus daya, gerakan, aliran material, aliran energi, aliraninformasi, penerus atau penghambat medan magnetik/listrik/panas, penentuposisi geometrik untuk mempermudah perakitan,

2 Fungsi pendukung; sebagai elemen pengatur pengoperasian produk, sebagaipenyekatan, pelumasan, dan ventilasi,

3 Fungsi pengencang (yang bisa dilepas atau yang mati),4 Fungsi pelindung/penutup,5 Fungsi ergonomik untuk kemudahan, kenyamanan, dan keselamatan operator/

pengguna produk, serta pencegah hal-hal yang berpotensi atas terjadinyakekeliruan pengoperasian produk yang sedang dirancang, dan

6 Fungsi pendukung produksi dan/atau perakitan seperti titik, permukaan, poros,dan/atau lubang acuan pembuatan, pengukuran, pengaturan, dan/atau perakit-an, serta bidang pencekaman benda kerja saat diproses.

5 Dokumen perkembangan rancanganProses perancangan merupakan proses dinamik yang mengubah sasaran/targetperancangan dari waktu ke waktu. Pendokumentasian rancangan komponen, sub rakitandan rakitan produk yang akan menjadi rancangan awal yang akan disetujui untukdikembangkan menjadi rancangan siap diproduksi perlu didokumentasikan denganbaik. Kekeliruan mudah terjadi terutama bila produk yang dirancang mengandung ribuankomponen.

Dokumen perkembangan rancangan seperti ini akan menjadi acuan informasi bagisemua anggauta tim perancang. Dokumen ini bisa dipakai sebagai pelacakanperkembangan rancangan rakitan dan subrakitan suatu produk yang menjadi materipembelajaran untuk mengembangkan produk di masa datang ataupun perbaikan bagiproduk yang telah dipasarkan bila ternyata mengandung kekeliruan/kesalahan/keku-rangan pada satu atau beberapa aspek rancangannya.


Dokumen perkembangan rancangan ini bisa memuat hal-hal yang patut diperhatikanseperti bagian komponen mana yang menjadi bidang antar-muka (interface) yangmemungkinkan perakitannya dengan komponen lain secara benar dengan prosedur danperalatan tertentu.

Beberapa catatan perlu dibuat sebagai bahan pembuatan petunjuk pemakaian(operating manual) dan pemeliharaan (maintenance manual) bagi produk yang bakaldipasarkan. Hal ini perlu dilaksanakan terutama bila produk yang dirancang tergolongproduk yang memerlukan prosedur pemakaian (modus kerja) yang cukup rumit.

Dalam dokumen ini bisa juga dicatat hal-hal yang perlu diperhatikan mengenai perangkatkeras dan perangkat lunak yang digunakan dalam proses perancangan sepertiketidaksempurnaan, keterbatasan, ketelitian, kecermatan perhitungan, asumsi perhitung-an, waktu dan biaya perhitungan, dan prosedur paling baik dalam mengoperasikannya(sesuai dengan fungsi dan modul perangkat lunak yang dipakai, termasuk prosedurperancangan parametrik) sebagai bonus pembelajaran pemakaian perangkat lunakdalam kurun waktu tertentu.

3 Pengukuran dan pemodelan geometrik

Rancangan awal yang berupa model geometrik dengan dimensi dasar diubah menjadirancangan siap diproduksi melalui proses pengukuran geometrik (dimensi, bentuk, posisi, karakteristikpermukaan) sebagian atau seluruh komponen yang membentuk produk yang ditiru. Komponen ataubagian komponen mana yang perlu diukur dengan kecermatan (resolution) tertentu (sangat cermat,misalnya dalam satuan ìm s.d. kurang cermat misalnya dalam satuan mm) ditentukan berdasarkanmodel geometrik awal.

Bagian komponen yang geometrinya akan mempengaruhi fungsi produk dan bagian komponenyang berfungsi sebagai permukaan antar-muka (interface) pada saat dirakit dengan komponen lainbiasanya memerlukan kecermatan pengukuran yang tinggi. Untuk menjamin ketelitian (ketidaksalahan;accuracy) dan ketepatan (keterulangan; precision, repeatability) dalam proses pembuatan seringdiperlukan peralatan bantu penuntun (jigs), atau peralatan bantu pemosisi dan pencekam (fixtures).Dalam hal ini perlu diperhatikan kecermatan pengukuran bagian komponen mana yang akan merupakanpermukaan antar-muka antara benda kerja (komponen setengah jadi) dengan permukaan, poros, lubangacuan pada peralatan bantu yang dimaksud.

Berbagai metoda dan alat ukur geometrik perlu dipilih sesuai dengan bentuk fisik dan dimensibenda ukur serta kecermatan pengukuran yang diinginkan. Sebagai contoh, ragam teknologi pengukurangeometrik adalah sbb.,

- pengukuran langsung dengan alat ukur seperti mistar, jangka-sorong (vernier caliper), mikro-meter, jam ukur (dial indicator),

- pengukuran tak langsung dengan alat ukur standar (blok ukur) dan alat ukur pembanding(comparator) yang dilakukan di atas meja rata (surface plate),

- pengukuran geometri khusus (ulir, roda gigi, cam),- pengukuran kekasaran permukaan,- pengukuran kesalahan bentuk dan posisi (kelurusan, ketelitian bentuk garis, ketelitian bentuk

permukaan, kerataan, kebulatan, kesilindrisan, kesejajaran, kesudutan/kemiringan,ketegaklurusan, kesamaan sumbu, kesimetrisan, posisi, kesalahan putar dan kesalahanputar total),

- pengukuran dengan Mesin Ukur Koordinat (CMM, Coordinate Measuring Machine), dan- pengukuran dengan alat ukur Pencitraan 3D (Scanners seperti Laser Scanners, Structured

Light Digitizer, atau Industrial CT (Computed Tomography) Scanning.

Dua jenis teknologi pengukuran geometrik yang terakhir di atas dapat digunakan untuk memetakangeometri permukaan benda ukur (komponen produk yang mau ditiru) menjadi kumpulan titik dalamkoordinat tiga dimensi (points cloud) yang belum memiliki informasi atas keterkaitannya (belum memilikitopology). Oleh sebab itu, data hasil pengukuran ini perlu diproses lebih lanjut menjadi data numerikdengan format yang lebih bermakna/bermanfaat seperti rajutan segitiga permukaan (triangular facedmesh), set NURBS (Non-Uniform Rational Basis Spline) surfaces, atau CAD model.


Berbagai perangkat lunak perancangan dan pemodelan (CAD, Computer Aided Design) bisadipilih dan digunakan untuk membuat model produk yang telah memiliki geometri dengan dimensi/ukuranyang berupa data numerik dengan format tertentu. Selanjutnya, data numerik ini dimanfaatkan untukberbagai keperluan dalam kegiatan berikutnya sebagai rangkaian kegiatan peniruan produk.

4 Analisis keberfungsian, kehandalan, dan keterbuatan

Serupa dengan proses perancangan model geometrik, dapat digunakan perangkat lunak yangsesuai untuk melakukan proses analisis keberfungsian dan kehandalan komponen (CAE; Computer AidedEngineering) serta proses pembuatan (CAM; Computer Aided Manufacturing). Umumnya data masukanbagi perangkat lunak analisis dan pembuatan ini diambil dari data geometrik hasil rancangan awal denganCAD dengan atau tanpa penyesuaian format data.

Sesuai dengan permasalahannya, berdasarkan geometri komponen pada rancangan awaldilakukan berbagai macam simulasi untuk menguji keberfungsian dan/atau kemampuan/kehandalanmodel rancangan ini dengan memakai parameter seperti yang dirancang, misalnya:

- aerodynamic simulation, bagi sudu kincir angin, baling-baling, atau sayap pesawat,- fluid flow simulation, untuk sudu turbin air, atau aliran metal cair pada proses penuangan,- thermodynamic cycle simulation, buat mesin penggerak/pembangkit daya,- heat transfer simulation, untuk komponen penukar panas/kalor, atau heat management bagi

model cetakan dalam proses pencetakan plastik atau penuangan besi/baja/aluminium,- stress & strength analysis, dalam simulasi uji kekuatan/pembebanan komponen, dan/atau- kinematic & dynamic simulation, untuk mempelajari gerakan yang dimanfaatkan pada berbagai

macam peralatan mesin.

Berdasarkan hasil uji simulasi seperti di atas dapat dilakukan perbaikan rancangan yangumumnya mengait dengan perubahan geometri dan/atau material seperti yang direncanakan awal.Pengubahan geometri umumnya menyangkut pada bagian komponen yang menyebabkan terjadinyakonsentrasi tegangan (stress concentration) atau pengubahan bentuk/volume material supaya terjadikeseimbangan dinamik, atau perubahan bentuk permukaan untuk lebih menjamin fungsi komponenmisalnya perbaikan laju dan pola aliran fluida atau panas/kalor. Perbaikan kekuatan komponen dapatdicapai dengan memperbesar penampang dan/atau mengganti material dengan material lain yang lebihkuat, atau yang bisa diperkeras permukaannya, atau dilapis dengan material keramik, karbida, atau nitridasesuai dengan sifat permukaan yang diinginkan (surface integrity, seperti: tekstur, kehalusan/kekasaran,kekerasan, struktur metalurgi, dan tegangan sisa).

Beberapa macam proses perlakuan panas (heat treatment) dan perlakuan permukaan (surfacetreatment) bisa dipilih sesuai dengan tujuan yakni karakteristik metalurgi bahan (chemical & physicalmetallurgy) dan karakteristik permukaan (surface integrity) dengan pertimbangan ongkos. Saat ini makinbanyak proses pelapisan yang diterapkan untuk melapisi bahan dengan harga yang relatif murah atauyang relatif ulet bisa memiliki sifat permukaan yang relatif bagus sesuai dengan tujuan pemakaian. Prosespelapisan bisa dilaksanakan dengan teknik PVD (Physical Vapour Deposition). Pada teknik PVD, dalambejana vakum, logam/material pelapis diuapkan dengan electric discharge atau semburan plasma,sementara produk yang akan dilapis yang diberi muatan listrik akan menarik uap tersebut sehinggamelapisi permukaannya.

Proses penyambungan tetap (mati) sering dipilih berdasarkan alasan tertentu (kendala ruang,harga, dan keterbuatan) untuk menyambung antara dua komponen yang sama atau berbeda jenis bahanataupun berbeda bentuk (plat dengan poros). Teknik penyambungan bisa dilakukan dengan bahanperekat (berbagai macam bahan perekat polimer misalnya epoxy), sambungan keling (riveting),sambungan patri (soldering), sambungan patri-keras (brazing), dan sambungan las (welding). Selainbeban dan lingkungan kerja, sebagai bahan pertimbangan perancangan, juga harus diperhatikanpersyaratan dan prosedur pelaksanaan proses penyambungan serta akibat dari proses tersebut terhadapgeometri produknya. Misalnya, bagaimana pengaruh pemanasan akibat proses las terhadap bentukhasilnya, persyaratan apa yang harus dipenuhi dalam pemilihan kawat elektroda untuk mengelas duajenis bahan yang berbeda, bagaimana cara pengetesan hasil pengelasan, dsb.

Data geometrik rancangan awal hasil CAD bisa dimanfaatkan dalam rangka pembuatankomponen produk secara tak langsung (yang cocok untuk produksi massal) seperti,


- pembuatan cetakan pola; pola lilin (wax) yang dipakai pada investment casting, ceramicmoulding, pola styrofoam yang dipakai pada sand casting,

- pembuatan rongga cetakan untuk proses pencetakan injeksi bagi produk berbahanplastik/polimer dalam proses injection moulding, dan logam ringan, atau serbuk metal(karbida) dengan bahan pengikat (binder) pada proses die casting, yang diikuti denganproses sintering untuk menghilangkan atau melumerkan dan mengeraskan bindernya,

- pembuatan rongga/tonjolan cetakan (male, female dies) bagi proses press forming/cutting, dieforging, atau roll forging, atau punch dies dengan profil tertentu yang dimanfaatkan padapress form/ profile cutting.

Contoh di atas, pembuatan cetakan yang terbuat dari baja, umumnya dilaksanakan denganmemakai mesin CNC jenis EDM (Electric Discharge Machining) jenis wire cut atau mungkindilanjutkan/dikombinasikan dengan EDM jenis die sinking.

Dengan kemajuan teknologi pemodelan, saat ini sudah dipasarkan mesin 3D Printing yangmemanfaatkan data CAD menjadi produk nyata tiruan dari bahan plastik/polimer atau lilin. Untuk produksiskala terbatas (sedikit s.d. sedang; batch production), model yang dibuat dengan 3D Printing ini bisalangsung dipakai untuk mencetak produk asli dari bahan yang diinginkan dengan teknik investmentcasting (lost wax casting, ceramic moulding). Model berbahan plastik/lilin, yang sebelumnya telah dilapisdengan bubur serbuk keramik, akan menguap ketika dipanaskan pada dapur/tungku pemanas, dan padasaat yang sama serbuk keramik akan menyatu dan mengeras sehingga membentuk rongga cetakanberdinding keramik bersuhu tinggi yang langsung diikuti dengan penuangan logam cair. Setelahmendingin, hasil tuangan dibersihkan dengan cara merontokkan dinding cetakan keramik (digetarkandan/atau disemprot udara tekan) untuk memunculkan produk berupa komponen dengan geometrimendekati geometri sasaran (near shape product) tanpa harus dilakukan proses pemesinan, ataumungkin sedikit pemrosesan (pemesinan) pada bagian-bagian tertentu termasuk pemolesan (asah halus)pada seluruh atau sebagian permukaannya untuk mencapai sasaran toleransi geometriknya.

Data geometrik ini pun sering dimanfaatkan pada proses pembuatan produk dengan menggu-nakan mesin perkakas kontrol numerik yang kadang disebut dengan NC (Numerical Control) MachineTools, atau dikatakan sebagai CNC (Computerized Numerical Control) Machine Tools. Dalam hal inidiperlukan program NC yang dibuat secara manual oleh pemrogram dengan sasaran geometrisebagaimana yang tertera pada gambar teknik (hasil CAD), atau diproses secara otomatik dari data CADmenjadi data NC path. Pada prinsipnya semua jenis mesin perkakas CNC akan memanfaatkan programNC untuk menggerakkan perkakas (pahat, tools) relatif terhadap benda kerja secara spesifik/khassehingga material benda kerja akan terkikis/terpotong secara bertahap sampai tercapai permukaan akhirdengan geometri (dimensi, bentuk, posisi, dan kehalusan permukaan) seperti yang dikehendaki.

Bergantung pada jenis perkakas, jenis bahan, dan/atau jenis geometri permukaan yang bisadiproses, serta kecepatan dan volume produksi, telah dimanfaatkan berbagai mesin perkakas CNC sbb.,

- untuk pengerjaan bahan plat (plate work) seperti Flame Cutting, Plasma Cutting, Water JetMachining, Laser Beam Machining, dan mesin pelubang plat (Punching Machine),

- untuk pengerjaan bahan silindrik (cylindrical surface) seperti Turning Center (CNC Lathe;horizontal/vertical spindle), CNC Cylindrical Grinder,

- untuk pengerjaan permukaan rata atau non-silindrik seperti Machining Center (CNC Milling;dengan kontrol gerakan 3, 4, atau 5 sumbu),

- untuk pengerjaan bahan yang relatif panjang dengan menggunakan mesin perkakas jenis CNCProfiler, Gantry Type atau Planner Type CNC Milling, dan

- untuk proses produksi massal, yang berupa rangkaian berbagai jenis mesin perkakaskonvensional (non NC), mesin perkakas NC, mesin khusus (special made), mesin/peralatan ukur geometrik dan non geometrik termasuk perkakas pendukung penyediaperkakas (tools) dan benda kerja (pallet system). Sebagai ganti dari operator, pelayananbongkar muat dan/atau pemegang benda kerja saat diproses, dapat dilaksanakan olehrobot dari berbagai jenis. Benda kerja mengalir dari satu stasiun ke stasiun berikutnyauntuk diproses sehingga menjadi komponen dengan bentuk akhir yang siap dirakit.Teknik pengontrolan production line seperti ini bisa dilakukan secara manual pada setiapstasiun pengerjaan, dibantu dengan pemrosesan informasi sesuai dengan tingkatotomatisasi yang diterapkan.

Teknik pembuatan dengan melibatkan mesin perkakas seperti di atas umumnya ditempuh karenaaspek ketepatan (keterulangan dalam mencapai target, precision) dan aspek ketelitian (kebenaran


pencapaian target, accuracy) seperti yang dirancang. Data geometri awal mengenai bagian-bagiankomponen ada yang dikategorikan sebagai bagian bergeometri (dimensi, bentuk, posisi) nominal ataubagian bergeometri nominal dengan toleransi geometri tertentu (harga dan jenis toleransinya). Bagiandengan geometri nominal tanpa toleransi kadang dikatakan sebagai “bertoleransi terbuka” (opentolerance) yang menurut aturan standar (ISO) sebenarnya juga diberi batasan maksimum-minimum,namun daerah toleransinya relatif besar yang relatif mudah dicapai dengan memakai mesin perkakasyang dioperasikan secara wajar benar.

Bagian yang bergeometri nominal dengan toleransi geometri tertentu adalah merupakan sasaranyang wajib diperhatikan. Sasaran ini dirancang demi pencapaian fungsi komponen, dan/atau untukmenjamin keterakitan komponen dengan komponen lain. Kadang diperlukan bagian yang bertoleransigeometri tertentu untuk menjamin ketelitian dan ketepatan proses pemosisian dan pencekaman bendakerja saat komponen dibuat secara bertahap dari satu stasiun pemroses ke stasiun pemroses berikutnya,dari bahan berbentuk awal sampai menjadi produk bergeometri akhir.

Seperti halnya pemakaian bahasa untuk berkomunikasi yang harus memperhatikan kosa katadan tatabahasa untuk menjamin pemahaman pesan yang akan disampaikan, demikian pula halnya pesantoleransi geometrik yang disampaikan lewat gambar teknik. Aturan standar ISO mengenai pendi-mensian dan pentoleransian wajib diperhatikan. Spesifikasi geometrik ini akan diperhatikan semuaorang yang terlibat dalam perancangan dan perwujudan komponen, karena merupakan pesan mengenaibagaimana cara menyiapkan pembuatan, cara membuat, cara mengukur, dan cara merakit, serta caramenilai kualitas!

Perancangan mengenai bagian mana yang perlu diberi toleransi dengan jenis dan harga toleransigeometri yang tertentu ini merupakan salah satu kunci menuju keberhasilan. Hal ini sangat dipengaruhioleh falsafah perancangan untuk keberfungsian dan keterbuatan yang dianut dan diamalkan olehtim perancang. Dari sejak awal (rancangan awal, lihat uraian di depan) sampai dengan rancangan siapdiproduksi, berbagai jenis sasaran dimunculkan yang akan dipakai sebagai acuan untuk menilaiketercapaian sasaran.

Bila acuan dicapai dapat dikatakan kualitasnya bagus!Bila acuan tak ada, atau tak jelas, lantas mau dikatakan apa?

5 Perwujudan produk hasil peniruan

Melalui pentahapan proses perancangan sebagaimana yang telah diulas, suatu rancangan siapproduksi harus diselesaikan atau paling tidak bisa dibuat rancangan siap produksi versi awal. Kadangrancangan siap produksi versi awal memang sengaja dibuat dalam rangka pembuatan satu ataubeberapa buah produk-contoh atau produk-pembelajaran (prototyping). Tujuan dari tahap prototypingadalah,

- mewujudkan produk senyatanya (bukan imajiner),- pengetesan keberfungsian produk tiruan,- pembelajaran proses perancangan untuk keberfungsian dan keterbuatan.

Pengadaan seluruh komponen yang diperlukan untuk mewujudkan produk seutuhnya sedapatmungkin mengikuti semua prosedur/proses yang dirancang (dibuat sendiri dengan teknik produksitertentu, dibeli, dipesan, atau disubkontrakkan). Pada tahap ini perlu ditetapkan hal mana yang bolehmenyimpang (penyimpangan terizinkan) karena satu atau beberapa alasan, misalnya;

- penggantian suatu komponen dengan komponen serupa yang telah tersedia,- penggantian suatu proses pembuatan dengan proses pembuatan lain karena alasan keterse-

diaan mesin, atau jumlah produk terlalu sedikit, dan/atau- penggantian material dengan material lain (alasan harga, atau ketersediaan).

Berdasarkan rancangan siap produksi versi awal/prototyping, setiap komponen yang akan dibuatdipersiapkan dengan dokumen yang memperlihatkan prosedur pembuatannya. Dalam prosedur inidicantumkan mesin perkakas/mesin pemroses, termasuk perkakas potong, perkakas bantu, danperkakas ukur yang akan digunakan. Perencanaan produksi (production planning) secara terperincidipersiapkan sesuai dengan hirarki pelaksanaannya ( tahap-langkah-urutan; level- step-sequence).


Proses perwujudan per komponen harus diikuti untuk merekam hal-hal yang sebelumnyatidak diantisipasi bakal terjadi, atau merekam berbagai macam kesulitan, dan hambatan yang dihadapi.Kesulitan dalam perakitan merupakan pertanda akan adanya aspek rancangan yang terabaikan ataukekeliruan dalam penentuan jenis dan harga toleransi geometrik terutama bagi bagian komponen yangmenjadi antar muka (interface). Bisa jadi sumber kesulitan perakitan adalah peralatan bantu perakitandan bila mungkin dimodifikasi pada saat itu atau dirancang ulang.

“ Prototyping adalah kesempatan emas (golden opportunity) untuk belajar”

6 Pengetesan dan penilaian ketercapaian peniruan

Sesuai dengan perencanaan produksi, untuk setiap urutan, langkah, dan tahap produksi perkomponen akan dilakukan penilaian ketercapaian sasarannya (mengukur dan membandingkan denganacuannya). Pada produksi prototyping ini sebanyak mungkin aspek yang perlu diperhatikan dan direkam.Rekaman ini kelak bisa dimanfaatkan ketika perakitan dilakukan dan ketika produk selesai dibuat dan diujicoba.

Proses uji coba harus pula direncanakan, sedapat mungkin mengikuti standar pengetesan yangada, yang dipilih oleh tim perancang, atau yang ditetapkan dari sejak awal perancangan sesuai pesanan(kontrak). Ketercapaian unjuk-kerja (performance) merupakan sasaran akhir yang harus dicapai.

Semua kesulitan yang ditemukan saat penilaian dan pengetesan akhir ini akan menjadi bahanpembahasan untuk memperbaiki rancangan komponen, proses pembuatan, proses perakitan, dan prosespengukuran serta pengetesan.

7 Perbaikan dan persiapan produksi produk tiruan

Berdasarkan rekaman produksi prototype, dilakukan evaluasi untuk memperbaiki rancangankomponen. Perbaikan bisa dikategorikan sebagai perbaikan minor s.d. mayor. Perbaikan mayormerupakan pertanda akan perlunya perancangan ulang (redesign). Berbekal dengan pengalamanproduksi prototype perlu dikaji akan kemungkinan pemanfaatan beberapa teknologi pengganti atauteknologi terbaru yang bisa diterapkan dalam perancangan produk tiruan yang dimaksud.

Bila semua perbaikan minor bisa diselesaikan, dokumen perkembangan rancangan bisadiresmikan dengan mengubahnya menjadi dokumen rancangan akhir. Semua tahapan pengadaankomponen dibuatkan prosedur bakunya. Perencanaan produksi dibuatkan versi resminya yang didalamnya mengandung semua hal yang perlu disiapkan dan dilakukan untuk mewujudkan produk yang siap “diluncurkan!” (dipasarkan, disampaikan pada pemesan).

Seluruh sasaran yang disinggung di depan merupakan acuan untuk menilai keberhasilan. Bilasasaran dicapai berarti bisa disandang predikat “berkualitas bagus”. Bila sasaran tak dicapai,

- apakah mungkin menurunkan peringkat kesulitan sasaran?- apakah toleransi bisa diperbesar?- sampai seberapa besar dibolehkan?- apa boleh mengganti suatu kriteria acuan dengan kriteria acuan lain?- .......

Semua pertanyaan di atas dan seribu pertanyaan lain yang bisa diajukan seharusnya sudah ditanyakanmulai dari sejak awal sampai dengan tahap akhir peresmian dokumen rancangan akhir!

“Malu bertanya, sesat di jalan!” demikian kata pepatah.

Sebagai catatan akhir, perlu diutarakan bahwa jika seluruh tahapan yang diuraikan pada makalah inidiikuti dan dirunutkan mengikuti format tertentu, serta didokumentasikan dengan baik maka jalan untukmenuju peraihan sertifikat ISO 9000 Sistem Manajemen Kualitas bagi organisasi ybs. sudah terbukalebar.


TEKNOLOGI YANG DITERAPKAN INDUSTRI MANUFAKTUR

Karena membuat beragam jenis produk terutama yang berbasis logam, industri manufaktur, khususnyaindustri enjinering memerlukan berbagai jenis teknologi perancangan, pembuatan, dan pengelolaan proses produksi.Secara garis besar teknologi ini bisa dikelompokkan sebagai berikut,

1 Teknologi/Rekayasa Perancangan (Engineering Design)

1.1 Rekayasa Teori, Terapan, Simulasi, Optimisasi (Theoretical, Application, Simulation, OptimizationEngineering)

1.2 Rekayasa Geometrik (Drawing & Tolerancing_Engineering)1.3 Pemilihan Material, Komponen (Material & Component Selection, Standardization),1.4 Perancangan Sistem, Pengontrolan/Otomasi, Kehandalan (Total System Design, Control/Automation,

Reliability)1.5 Pengembangan, Pembaruan, dan Pengelolaan Basis Data Teknis/ Rekayasa (Technical/Engineering

Database: Development, Updating, Managing)

2 Teknologi/Rekayasa Proses (Process/Production Engineering)

2.1 Peleburan (Foundry)2.2 Pencetakan (Casting, Die Casting)2.3 Penempaan (Forging)2.4 Pembentukan (Forming, Plate works, Wire Drawing)2.5 Perlakuan_Panas/Permukaan (Heat_treatment, Surface_treatment)2.6 Penyambungan (Metal Joining; Welding, Riveting, Gluing)2.7 Pemesinan (Machining)2.8 Proses Energi Fisik, Listrik, Cahaya, Kimiawi (Physical, Electrical, Light, Chemical; Non Konvensional;

EDM, LBM, ECM, WJM)2.9 Perakitan/fabrikasi/pembuatan_perkakas (Assembling, Fabrication, Tool_making)2.10 Pemrosesan Material Komposit (Tape Lying, Filament Winding, Curing)2.11 Otomasi, Robotika (Automation, Robotic)

3 Teknologi/Rekayasa Pengukuran/Pengetesan, Pemeliharaan (Metrology, Measurement, Testing, Maintenance)

3.1 Metrologi Geometrik (Geometrical/Dimensional Metrology)3.2 Metalurgi Fisik, Struktur (Physical, Chemical/Structural Metallurgy)3.3 Pengukuran Teknis (Engineering Measurement)3.4 Pengetesan Mesin & Rekalibrasi (Machine Tools Testing & Re-calibration)3.5 Pengetesan Produk (Product Testing)3.6 Pembuatan Prototipe (Prototyping)3.7 Analisis Kegagalan (Failure Analyses)3.8 Pemeliharaan Sarana, Informasi, Prosedur, dan Produk

4 Teknologi/Rekayasa Perencanaan & Pengelolaan Produksi (Engineering Process Planning, Scheduling,Monitoring, Evaluating, Managing)

4.1 Perencanaan Proses (Process Planning, NC Programming)4.2 Perkiraan/perencanaan & Perhitungan Ongkos (Cost Calculation, Cost Planning)4.3 Pemantauan & Optimisasi Proses (Process Monitoring & Optimization)4.4 Penjaminan Mutu (Quality Assurance)4.5 Penyiapsediaan/Pengalokasian & Penjadwalan (Allocation & Scheduling)4.6 Pengauditan (Procedure, Process, Quality Auditing)4.7 Pengelolaan Sumber Daya (Resources Management)4.8 Pemantauan & Rekayasa Pasar (Market Research/Monitoring, Market Engineering)4.9 Pengembangan, Pembaruan, dan Pengelolaan Basis Data Administratif & Logistik (Administrative &

Logistic Database)4.10 Sistem Informasi Produksi (Production Information System)

5 Pengelolaan Organisasi/Perusahaan (Organization/Enterprise Management)

5.1 Standardisasi (Standardization; Enterprise, Local, National, Regional, International)5.2 Peraturan, Undang-undang, Kontrak, Kerjasama5.3 Pengembangan & Pengelolaan SDM (Human Resources Management & Development)5.4 Prosedur Kerja, Standar Organisasi5.5 Strategi Perusahaan/Organisasi Jangka Panjang (Strategic Planning)5.6 Akuntansi (Cost Accounting/Auditing)5.7 Pengauditan Lingkungan (Environmental Auditing)5.8 Sistem Informasi Manajemen & Pengambilan Keputusan (Management Information System, Decision

Support System)5.9 Sistem Manajemen Kualitas, Finansial, Lingkungan, Risiko.


Contoh pohon-kebisaan yang ditumbuhkembangkan organisasi jasa:

Pembelajaran & Bengkel Litkayasa Teknik Mesin

Jenjang:

Jalur: IIA IIB IIC IID IIIA IIIB IIIC IIID IVA IVB IVC IVD IVE

Teknisi

Teknisi Produksi, Bengkel Litkayasa Teknik(Research & Engineering Workshop, Production Technician)

Teknisi, Pengukuran & Kalibrasi(Measurement, Calibration Technician)

Teknisi, Penjaminan Mutu(Quality Assurance for Machining, Technician)

Teknisi, Pengetesan & Penjaminan Mutu Material(Testing & Quality Assurance for Material, Technician)

Teknisi, Pemerkakasan(General Tooling, Technician)

(Cutter Grinder & Tooling, Tech.) (Stamping & Pressing Dies, Tech.)

(Fixtures & Tooling, Tech.) (Polymer Mould Tooling, Tech.)

(Die Cast Tooling, Tech.) (Jigs & Precision Equipment, Tech.)

(M. Tools Maintenance & Reconditioning, Tech.)

(Instrumentation/Machine Tools Control, Tech.)

Teknisi Mekatronik & Kontrol, Bengkel Litkayasa Teknik(Research & Engineering Workshop, Mechatronic & Control Technician)

Teknisi Hidrolik Pneumatik & Kontrol, Bengkel Litkayasa Teknik(Research & Engineering Workshop, Hydraulic Pneumatic & Control Technician)

Peman-faat/

Peneliti

(10 Ca-bang

Utama)

Pemanfaat/Peneliti, BengkelLitkayasa Teknik Mesin

(Research & Engineering Workshop, Eng./Researcher)

Qlty. Assurance (for Machining & Casting),Engineer/Researcher

Product & Tooling Design, Utilizer/Engineer

Research & Engineering Workshop,Production Engineer/Researcher

Machine Tools Maintenance. &Reconditioning, Engineer/Researcher

Research & Engineering Workshop,Mechatronic Engineer/Researcher

Research & Engineering Workshop, Me-chanical Construction Engineer/Researcher

Agriculture & FoodProcessing Equipment

Automotive, Transportation

Research & Engineering Workshop,Combustion Engine & Prime Mover,

Engineer/Researcher

Petrochemical Equipment

Research & Engineering Workshop, Piping &Heat Exchanger, Engineer/Researcher

Research & Engineering Workshop, MaterialScience, Engineer/Researcher

Research & Engineering Workshop, Welding& Casting, Engineer/Researcher

Penge-lola

Pengelola, Bengkel Produksi (Pemesinan)General Production (Machining), Manager

Pengelola, Audit & Sistem Manajemen Mutu(Audit & Quality Management System, Manager)

Adminis-tratif

Administrasi Umum(General Administrative)

Pengelola, Organisasi(Organization, Manager)

Pohon-Kebisaan Pengecoran

Jenjang:

Jalur: IIA IIB IIC IID IIIA IIIB IIIC IIID IVA IVB IVC IVD IVE

Teknisi

Teknisi Pengecoran Umum(General Casting Technician)

Teknisi Pembuatan Pola(Pattern Making Technician)

Teknisi Pembuatan Cetakan(Mould Making Technician)

Teknisi Peleburan & Pembongkaran(Pouring & Fetling Technician

Teknisi Perancangan Produk Cor(Cast Product Design Technician)

Teknisi Pengujian & Penjaminan Mutu Pengecoran(Testing & Quality Assurance For Casting Technician)

Teknisi Pengujian/Pengetesan Bahan(Material Testing Technician)

Teknisi Pemeliharaan Mesin & Peralatan Pengecoran(Casting Equipment Maintenance Technician)

Peman-faat/

Peneliti

Pemanfaat Pengecoran(Casting Engineer)

Pemanfaat Perancangan Produk Cor(Cast Product Design Engineer)

Pemanfaat Penjaminan Mutu Pengecoran(Testing & Quality Assurance For Casting Engineer)

Pemanfaat/Penelti Pengembangan Pengecor-an

(Casting Research & Development Engineer)

Penge-lola

Pengelola, Produksi (Pengecoran)General Production (Casting), Manager

Adminis-tratif

Administrasi Umum(General Administrative)

Pengelola, Organisasi(Organization, Manager)

CATATAN:- Cabang kebisaan untuk jalur Teknisi Pembuatan Perkakas pada pohon kebisaan Pemesinan

(Machining) bisa dicangkokkan pada cabang jalur teknisi menjadi Teknisi Pembuatan Pola& Cetakan (khususnya pola/cetakan dari bahan metal, atau yang memiliki bentuk geometrikyang rumit).

- Pencabangan jalur Teknisi Pengecoran Umum menjadi:- Teknisi Pembuatan Pola,- Teknisi Pembuatan Cetakan, dan- Teknisi Peleburan_Penuangan_Pembongkaran

lebih ditekankan pada aspek pembagian tugas.Karena ke tiga jalur ini masih memiliki ciri umum yang sama (pengecoran), dan dianggaptidak memiliki jenjang yang lebih tinggi dari IIID, mereka (yang berpotensi, dan organisasimenyetujui) bisa dijenjangkan lebih lanjut pada jalur Teknisi Pengecoran Umum (dari IV A s.d.IV E).Selain itu, bagi pembuat pola yang berpotensi dan memiliki bakat merancang, dapatmeneruskan ke jalur Teknisi Perancangan Produk Cor (mulai dari jenjang IIIC atau saatmereka berada pada jenjang IIID).

- Teknisi Perancangan Produk Cor tidak hanya merancang produk cor melainkan juga pola/ cetakan-nya.

- Teknisi Pengujian/Pengetesan Bahan bisa meneruskan kariernya sebagai Teknisi Pengujian &Penjaminan Mutu Pengecoran mulai dari jenjang IIIA s.d. IIIC.

T


bahan pelatihan kreativitas dan inovasi

Documents