perancangan prototipe versi beta untuk automatic …
TRANSCRIPT
1
Perjanjian No: III/LPPM/2017-01/98-P
PERANCANGAN PROTOTIPE VERSI BETA UNTUK
AUTOMATIC SCALE FOR COOKING INGREDIENTS
Pembina:
Catharina Badra Nawangpalupi, Ph.D.
Disusun Oleh: Sugih Sudharma Tjandra, S.T., M.Si. (NIK: 20070611)
Romy Loice, S.T., M.T. (NIK: 20020706)
Ardianto Mahadi (NPM: 2013610062)
Lembaga Penelitian dan Pengabdian kepada Masyarakat Universitas Katolik Parahyangan
2017
2
DAFTAR ISI
DAFTAR ISI........................................................................................................................................... 2
ABSTRAK .............................................................................................................................................. 3
BAB I PENDAHULUAN ...................................................................................................................... 4
I.1 Latar Belakang ............................................................................................................................ 4
I.2 Perumusan Masalah .................................................................................................................. 5
I.3 Tujuan Penelitian ........................................................................................................................ 6
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ........................................................................................................ 7
II.1 Proses Perancangan Produk ................................................................................................... 7
II.2 Identifikasi Kebutuhan konsumen ........................................................................................... 8
II.3 Pemilihan Konsep ...................................................................................................................... 8
II.4 Metoda perancangan prototipe.............................................................................................. 10
BAB III METODE PENELITIAN ...................................................................................................... 12
BAB IV JADWAL PELAKSANAAN ................................................................................................. 13
BAB V HASIL DAN PEMBAHASAN ............................................................................................... 14
V.1 Penentuan Tujuan ................................................................................................................... 14
V.2 Penentuan Kebutuhan ............................................................................................................ 14
V.3 Karakteristik Teknik ................................................................................................................. 16
V.4 Pembuatan dan Penilaian Konsep ....................................................................................... 17
V.5 Perancangan Alternatif Prototipe .......................................................................................... 18
V.6 Pembuatan dan Pengujian Prototipe ................................................................................... 21
V.6 Evaluasi Prototipe ................................................................................................................... 24
BAB VI KESIMPULAN ...................................................................................................................... 28
DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................................................... 29
3
ABSTRAK
Mata kuliah Perancangan Produk telah menghasilkan berbagai ide produk yang cukup
inovatif. Namun, ide produk tersebut masih harus diuji, salah satunya dengan membuat
prototipe yang sudah bekerja dengan baik dalam rangka pengujian produk tersebut di pasar.
Automatic Scale for Cooking Ingredients (ASCI) merupakan salah satu ide produk yang
inovatif untuk menakar bahan makanan secara tepat, namun diperlukan pengujian apakah
konsumen bersedia untuk membeli produk ini. Atas dasar hal tersebut, penelitian ini
bertujuan untuk mengevaluasi prototipe dari produk ASCI, yang apabila berhasil akan
diajukan Kekayaan Intelektualnya sebagai paten sederhana. Karena produk sudah dibuat
prototipe sederhananya dalam perkuliahan, maka penelitian ini berfokus pada perancangan
alat yang berskala penuh dan dapat diuji coba. Produk dievaluasi dengan melakukan
pencarian ide secara eksternal dan internal lalu dilanjutkan dengan memilih ide yang terbaik.
Selain itu, dilakukan evaluasi untuk mengetahui komponen-komponen dan mekanisme apa
yang akan dipakai pada spesifikasi produk tersebut. Ide-ide yang diperoleh kemudian
dikombinasikan dan dirancang beberapa konsep produk. Selanjutnya dipilih sebuah
prototipe yang akan diujikan pada pasar dan dirancang paten sederhananya.
4
BAB I PENDAHULUAN
Bab pendahuluan berisi latar belakang dan rumusan masalah dari penelitian ini.
Berdasarkan latar belakang dan rumusan masalah, dirumuskan suatu tujuan penelitian ini.
I.1 Latar Belakang
ASCI atau Automatic Scale for Cooking Ingredients adalah produk yang dirancang untuk
membantu proses penakaran bahan baku kering secara presisi dan meringankan pengguna
dalam menakarnya secara otomatis. Bahan baku yang dapat disimpan dalam produk ini
merupakan bahan baku serbuk atau kering. ASCI mampu mengurangi kegiatan penakaran
yang berulang-ulang, membuat takaran bahan baku presisi, menghemat tempat
penyimpanan bahan baku makanan dan menyimpan bahan makanan dengan baik. Saat ini
ada berbagai produk yang menjadi produk pesaing atau pembanding dari produk yang
dikembangkan ini. Produk yang menjadi pesaing yaitu produk timbangan makanan dan
produk dispenser makanan, karena produk yang akan dikembangkan merupakan gabungan
dari kedua jenis produk tersebut. Produk pesaing untuk timbangan yaitu Acurite Digital
Scale, Krischef Digital Kitchen Scale, Kitchen Weight Scale Diet Food SF-400, dan Euro-
Chef Digital Scales. Produk pesaing untuk dispenser yaitu Slimline Dry Dispenser dan Dry
Food Dispenser - Double Canister.
Produk pertama merupakan timbangan digital bernama Acurite Kitchen Scale dari Acurite.
Timbangan ini dijual dengan harga $24,99. Spesifikasinya antara lain, memiliki panjang 8,9”,
lebar 6,9” dan tebal 0,5”, kapasitas timbangan sebesar 10 kg dan menggunakan baterai
sebagai sumber dayanya. Krischef Digital Kitchen Scale merupakan timbangan digital yang
dapat mengukur makanan cair, seperti air dan susu. Alat ini memiliki kapasitas 5 kg dan
dapat melakukan pengukuran dalam satuan pound dan ons. Sumber energinya berupa
baterai Lithium dengan kemampuan mati otomatis. Timbangan juga dilengkapi sensor untuk
menunjukkan baterai lemah ataupun bahan yang ditimbang berlebih (overload).
Produk selanjutnya yaitu produk pesaing milik Bulfyss bernama Kitchen Weight Scale Diet
Food. Produk ini merupakan timbangan digital yang dapat mengukur berat makanan dalam
satuan gram dan ons. Kapasitas timbangan sebesar 5 kg dengan ukuran 24 x 17 x 3,5 cm.
Produk pesaing selanjutnya adalah Euro-chef 40 kg Stainless Steel Digital Scales merk
Euro-chef. Timbangan ini memiliki kapasitas 40 kg dan umumnya digunakan untuk
menimbang makanan yang memiliki bobot yang besar, seperti buah-buahan. Materialnya
adalah stainless steel dengan keyboard anti air. Selain itu, produk juga memiliki tingkat
kepresisian yang tinggi, yaitu 1/3000 F.S.
5
Produk selanjutnya adalah Slimline Dry Dispenser, food dispenser merk Server Products
(Amerika). Tempat menyimpan makanan ini memiliki kapasitas 2 L dan terbuat dari
copolyester. Satu kali tekanan penuh pada kran mengeluarkan makanan sekitar 30 gram.
Produk ini ditujukan untuk penyimpanan makanan kering, seperti permen, sereal maupun
bahan makanan yang berbentuk serbuk. Produk terakhir adalah food dispenser dari Zevro
(Amerika), yaitu Dry Food Dispenser - Double Canister (Gambar 6) yang diproduksi di Cina
dan dijual dengan harga $ 39,11. Food dispenser Zervo ditujukan untuk menyimpanan
makanan kering dengan sistem vakum selama 45 hari. Makanan dikeluarkan melalui silicon
blade ketika kran diputar. Selain itu, tempat penyimpanan makanan dapat dicuci dengan
mudah karena produk dapat dibongkar-pasang.
Berbagai produk di pasaran di atas tidak sepenuhnya memberikan manfaat sesuai deskripsi,
khususnya pengaturan untuk penakaran yang berulang dan penakaran presisi, apalagi
penakaran otomatis. Penelitian ini akan memfokuskan ide pada perancangan produk dan
prototipe sesuai dengan deskripsi produk yang sudah dijelaskan sebelumnya.
I.2 Perumusan Masalah
Berdasarkan hasil penelitian awal dalam kelompok mahasiswa sebagai tugas kuliah dan
didasarkan pada wawancara pada pengguna tepung ataupun bahan kering yang bekerja di
pastry atau bakery, diketahui bahwa terdapat 9 kebutuhan konsumen utama. Penggalian
kebutuhan ini telah dikelompokkan berdasarkan respons dari 11 konsumen yang bekerja di
bidang pembuatan kue dan roti (Lihat Tabel I.1).
Tabel I.1 Daftar kebutuhan konsumen
No Kebutuhan konsumen
1. Produk memiliki tingkat keandalan dalam pengukuran
2. Produk dengan interface yang baik
3. Produk yang tahan lama
4. Produk mudah dioperasikan
5. Produk memiliki ukuran yang bervariasi
6. Produk mencegah kerusakan bahan baku
7. Produk mudah dibersihkan
8. Produk memiliki efisiensi tempat
9. Produk terkomputerisasi
Setelah melalui berbagai tahap perancangan produk, maka dirancanglah prototipe awal
produk ASCI. Produk yang dirancang mengintegrasikan fungsi dari timbangan dan food
6
dispenser. Produk ini dapat menyimpan bahan baku kering dan juga dapat
mengeluarkannya dalam jumlah yang sesuai. Prototipe untuk rancangan awal dari produk ini
dapat dilihat pada Gambar I.1. Namun, meskipun rancangan ini sudah diuji dengan prototipe
sederhana, masih banyak hal yang harus diperbaiki, seperti: akurasi penakaran secara
konsisten setelah melakukan penakaran berulang, bentuk yang menarik dan sesuai dengan
kebutuhan untuk menjaga kualitas produk, kemudahan proses setting dan biaya produksi.
Gambar I.1 CAD Produk ASCI
(Sumber: Junior et al., 2016)
Berdasarkan permasalahan di atas, maka penelitian ini dilakukan untuk menjawab
pertanyaan berikut bagaimana desain dan mekanisme penakaran ACSI yang menunjukkan
kebaruan dan keunikan produk dengan menekankan pada presisi dan kemudahan proses
penakaran?
I.3 Tujuan Penelitian
Berdasarkan rumusan masalah di atas, tujuan penelitian ini adalah menghasilkan desain
dan mekanisme penakaran ASCI yang menekankan pada presisi dan kemudahan proses
penakaran.
Luaran penelitian adalah berupa satu makalah ilmiah untuk jurnal nasional tidak
terakreditasi.
7
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
Bab ini membahas mengenai teori-teori terkait yang digunakan dalam penelitian ini. Teori
yang digunakan terkait dengan proses perancangan produk, berupa teori tentang tahapan
dari perancangan produk, identifikasi kebutuhan konsumen, pemilihan konsep, dan metoda
perancangan prototipe.
II.1 Proses Perancangan Produk
Pada umumnya metode perancangan produk terdiri dari dua metode, yaitu metode kreatif
dan metoda rasional. Metoda kreatif menekankan pada stimulasi pemikiran kreatif dengan
cara meningkatkan gagasan, menyisihkan hambatan mental terhadap kreatifitas, atau
memperluas area pencarian solusi. Metoda kreatif ini terdiri dari metode brainstorming dan
metode sinektik. Sedangkan metoda rasional mempunyai tujuan yang sama dengan
metoda kreatif tapi lebih menekankan pada pendekatan sistematik pada perancangan untuk
meningkatkan kualitas perancangan dan produk akhir. Beberapa metode rasional adalah
metoda checklist, metoda perancangan menurut Nigel Cross, dan metoda perancangan
menurut Ulrich.
Cross (2001) menawarkan tujuh tahap yang mencakup keseluruhan aspek perancangan
proses yang terdiri dari
1. Clarifying object, yaitu mengklarifikasi tujuan-tujuan dari sub perancangan serta
mencari hubungan satu dengan yang lain.
2. Establishing function, yaitu menentukan fungsi-fungsi dan batas-batas yang
diperlukan pada sistem rancangan produk baru.
3. Setting requirement performace specification, yaitu membuat spesifikasi actual dari
suatu rancangan yang dibutuhkan.
4. Determining characteristic, yaitu menetapkan target karakteristik teknis produk yang
akan dicapai untuk mewujudkan kebutuhan konsumen.
5. Generating alternative, yaitu menetapkan serangkaian alternatif solusi perancangan
yang lengkap untuk suatu produk dan mempeluas pencarian solusi yang potensial.
6. Evaluating alternatives weighted objectives, yaitu membandingkan nilai rancangan
berdasarkan performansi dan pembobotan yang berbeda.
7. Improving details value engineering, yaitu meningkatkan nilai suatu produk kepada
pembeli.
8
II.2 Identifikasi Kebutuhan konsumen
Identifikasi kebutuhan konsumen pada dasarnya merupakan proses menghasilkan media
komunikasi yang baik antara konsumen dengan perancang produk. Kebutuhan produk tidak
merujuk pada konsep secara spesifik, oleh karena itu perlu perlu diterjemahkan menjadi
sebuah spesifikasi produk yang bergantung pada konsep dan kelayakan secara teknis
maupun ekonomis dari apa yang dimiliki oleh pesaing dan apa yang diinginkan konsumen.
Tahapan identifikasi kebutuhan konsumen adalah sebagai berikut (Ulrich & Eppinger, 2012):
1. Mengumpulkan data (raw data) dari konsumen
2. Menginterpretasikan data dari konsumen
3. Mengelompokkan kebutuhan menjadi hierarki kebutuhan primer, sekunder, atau
tersier
4. Membuat tingkat kepentingan relative dari setiap kebutuhan
5. Refleksi pada hasil dan proses
Dalam mengidentifikasi kebutuhan konsumen perlu dilakukan interaksi yang efektif.
Beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam interaksi yang efektif adalah sebagai berikut
(Ulrich & Eppinger, 2012):
1. Lakukan secara mengalir
2. Gunakan stimuli visual atau alat bantu
3. Hindari hal-hal yang dapat menjadi penyebab prasangka konsumen terhadap
teknologi produk
4. Biarkan konsumen mendemonstrasikan produk atau melakukan kegiatan lainnya
yang berkaitan dengan produk
5. Berjaga-jaga untuk hal yang tidak terduga dan latent needs
6. Memperhatikan informasi nonverbal
II.3 Pemilihan Konsep
Tahap pengembangan alternatif konsep atau concept generation dimulai dari kebutuhan-
kebutuhan yang sudah diidentifikasi, target spesifikasi, dan konsep-konsep produk yang
sudah diidentifikasi (Ulrich & Eppinger, 2012). Terdapat lima tahap proses pengembangan
alternatif konsep, yaitu:
1. Mengklarifikasi masalah
Input yang dibutuhkan untuk mengklarifikasi suatu permasalahan adalah mission
statement, daftar kebutuhan konsumen, dan spesifikasi produk. Langkah awal yang
dilakukan dalam tahap ini adalah membuat black box masalah fungsional. Black box
berisi perubahan material, energy dan aliran signal untuk menguraikan masalah
secara fungsional. Black box dapat dilihat pada Gambar II.1. Setelah black box
9
diidentifikasi, maka dibuat diagram fungsional yaitu penjabaran elemen-elemen
dalam black box ke dalam beberapa subfungsi untuk deskripsi yang lebih spesifik.
Salah satu contoh diagram fungsional adalah pembuatan handheld nailer seperti
ditunjukkan pada Gambar II.2 (Ulrich & Eppinger, 2012).
Gambar II.1 Black Box (Ulrich & Eppinger, 2012)
Gambar II.2 Contoh Diagram Fungsional (Ulrich & Eppinger, 2012)
2. Melakukan pencarian eksternal
Pencarian eksternal dilakukan untuk menemukan ide-ide, solusi-solusi, atau
komponen-komponen yang telah ada. Pencarian eksternal ini merupakan
pengumpulan informasi tentang komponen-komponen atau spesifikasi yang pernah
digunakan atau dibuat oleh produk lain. Terdapat lima cara yang dianggap baik untuk
melakukan pencarian eksternal, yaitu wawancara lead user, konsultasi ahli,
pencarian paten, pencarian literatur, dan competitive benchmarking.
3. Melakukan pencarian internal
Pencarian internal dilakukan dengan melakukan diskusi atau ide-ide dari perancang.
Ide-ide kreatif dari perancang sangat dibutuhkan dalam proses pencarian internal.
10
Pencarian internal dapat dilakukan dengan mencari inspirasi, melakukan
brainstorming atau brainwriting, dan sebagainya.
4. Melakukan eksplorasi yang sistematis
Tools yang dapat dilakukan dalam melakukan eksplorasi yang sistematis adalah
concept classification tree dan concept combination table. Concept classification tree
membagi beberapa kemungkinan solusi ke dalam beberapa segmen untuk proses
perbandingan dan proses eliminasi solusi-solusi yang tidak perlu. Concept
combination table dapat digunakan untuk mengkombinasikan solusi-solusi atau
spesifikasi-spesifikasi yang ditemukan menjadi sebuah suatu mekanisme.
5. Melakukan refleksi solusi dan proses
Refleksi suatu solusi dan proses sangat dibutuhkan dalam perancangan atau pun
pengembangan produk. Hal ini dilakukan agar dapat dilakukan perbaikan atau
penyempurnaan konsep-konsep yang telah dirancang.
Tahap berikutnya adalah concept screening sebagai tahap awal pemilihan. Tahap ini
dilakukan untuk mempersempit alternatif, mengurangi jumlah alternatif secara cepat dan
juga memperbaiki konsep. Tahap-tahap terdiri dari penyiapan matriks pemilihan, penilaian
konsep, mengurutkan peringkat, mengkombinasi dan memperbaiki konsep, serta memilih
konsep. Tahap terakhir adalah concept scoring, dengan memberi bobot pada proses
penilaian. Bobot ini berasal dari kepentingan relatif dari masing-masing kriteria seleksi.
II.4 Metoda perancangan prototipe
Metoda yang dipakai untuk menyempurnakan rancangan prototipe pada penelitian ini adalah
metoda TRIZ (Theoria Resheneyva Isobretatelskehuh Zadach). TRIZ bertujuan untuk
melengkapi metoda penyelesaian masalah dengan kreatifitas dan inovasi. Diagram model
dari metoda TRIZ ditunjukkan pada Gambar II.3.
Menurut Altshuller (2007), TRIZ terdiri dari tahap-tahap berikut :
1. Mendeskripsikan masalah
2. Mencocokkan dan membandingkan permasalahan umum dengan permasalahan
TRIZ
3. Menemukan solusi TRIZ
4. Mengembangkan solusi yang ideal untuk permasalahan.
11
Gambar II.3 Diagram metoda TRIZ
(Sumber: Roozenburg, 2002, h.132)
Pada metoda TRIZ terdapat 39 engineering parameters yang didapat dari 2,8 juga paten
dan permasalahan yang telah diklasifikasikan. Parameter ini berguna untuk melakukan
analisis kontradiksi dari suatu permasalahan. Selain itu, terdapat 40 invention principle
untuk menemukan solusi inventif dari permasalahan. Solusi dari parameter-parameter ini
dapat ditentukan dari matriks kontradiksi. 39 Engineering parameters dan 40 invention
principle dan matriks kontradiksi, dapat dilihat pada Puspitarini et al (2015).
Salah satu teknik lain dari TRIZ untuk membantu mengidentifikasi kontradiksi-kontradiksi
dari permasalahan yang ada dinamakan Root Conflict Analysis (RCA+), lihat Souchkov
(2011). RCA+ dapat mengidentifikasi permasalahan dan mencari hubungan antara
kontradiksi yang muncul.
12
BAB III METODE PENELITIAN
Penelitian bertujuan merancang mekanisme dan komponen-komponen untuk penakaran
ASCI yang menekankan pada presisi dan kemudahan proses penakaran. Metodologi
penelitian ini sesuai dengan proses perancangan yang digagas oleh Cross (2001) dan Ulrich
dan Epinger (2012), Tahap-tahap penelitian dapat dilihat pada Gambar III.1
Gambar III.1 Metodologi Penelitian
Tahap pertama dalam penelitian ini adalah mengidentifikasi tujuan perancangan produk dan
kebutuhan konsumen. Dalam mengidentifikasi masalah ini diperlukan survey terhadap
responden atau pengguna. Telah dilakukan survey pengguna dengan cara wawancara.
Wawancara dilakukan terhadap 6 orang responden, yaitu pengguna tepung ataupun bahan
kering yang bekerja di pastry atau bakery. Tahap kedua adalah mengevaluasi desain awal
dan studi literatur, serta melakukan engineering design. Kebutuhan konsumen
diterjemahkan menjadi spesifikasi dan karakteristik teknik produk.
Tahap ketiga adalah dilakukan concept generation yaitu pencarian ide-ide secara internal
dan eksternal agar diperoleh beberapa alternatif desain awal dengan mekanisme yang
khusus pada setiap alternatif. Selanjutnya dilakukan concept screening dan concept scoring
untuk melakukan pemilihan konsep. Beberapa alternatif ini kemudian dievaluasi dan
diperoleh konsep yang akan dikembangkan lebih lanjut. Pada tahap keempat, konsep yang
akan dikembangkan lebih lanjut disempurnakan terlebih dahulu dengan metoda TRIZ untuk
mendapat konsep yang lebih baik.
Tahap akhir adalah melakukan pembuatan prototipe, pengujian dan evaluasi. Berdasarkan
evaluasi desain dimungkinkan untuk diperoleh sebuah usulan yang lebih baik, sehingga
pada akhirnya diperoleh usulan produk yang baik.
Identifikasi tujuan dan kebutuhan konsumen
Identifikasi karakteristik teknik dari
produk
Pembuatan, penilaian dan
pemilihan konsep
Perancangan dan penyempurnaan
prototipe
Pembuatan, pengujian
dan evaluasi prototipe
13
BAB IV JADWAL PELAKSANAAN
Kegiatan penelitian ini dilaksanakan dalam waktu 1 tahun dengan waktu pelaksanaan efektif
selama 9 bulan. Kegiatan meliputi:
1. Evaluasi prototipe awal dan studi literatur
2. Pembuatan mekanisme penakaran
3. Perancangan alternatif konsep
4. Pengujian konsep produk terpilih
5. Evaluasi desain
6. Finalisasi prototipe
7. Penulisan artikel untuk jurnal nasional dan makalah seminar
8. Penulisan laporan penelitian
Jadwal untuk delapan aktivitas ini ini dapat dilihat pada Gambar IV.1.
2017
Jan Feb Mar Apr Mei Jun Jul Agt Sep Okt Nov
Evaluasi prototipe
dan studi literatur
Pembuatan
mekanisme
penakaran
Perancangan
alternatif konsep
Pemilihan konsep
produk terbaik
Evaluasi desain
Finalisasi prototipe
Penulisan artikel
untuk jurnal
nasional dan
makalah seminar
Penulisan laporan
penelitian
Gambar IV.1 Jadwal Penelitian
14
BAB V HASIL DAN PEMBAHASAN
Pada bab ini, akan diuraikan hasil dari penelitan berupa tahap-tahap perancangan
mekanisme penakar otomatis bahan makanan. Tahap-tahap yang digunakan pada
perancangan ini adalah penentuan tujuan perancangan, penentuan kebutuhan, penentuan
karakteristik teknik, pembuatan dan penilaian konsep, perancangan alternatif prototipe,
pembuatan dan pengujian alternatif prototipe, serta evaluasi terhadap prototipe tersebut.
V.1 Penentuan Tujuan
Tahap pertama yang dilakukan adalah penentuan tujuan dari desain produk ini. Metoda
yang dipakai adalah function tree method. Langkah yang dilakukan adalah mendaftar semua
tujuan dari tingkat tertinggi (fungsi) sampai tingkat terendah (sub fungsi) serta
menggambarkan diagram pohon tujuan seperti yang ditunjukkan pada Gambar V.1 dan V.2.
Dari diagram tersebut, disimpulkan terdapat tiga kriteria utama dari produk penakar
otomatis, yaitu kemampuan menimbang, kecepatan proses penakaran dan dispenser
makanan. Setelah itu, dipilih pula beberapa sub fungsi utama dalam perancangan produk
ini, ditunjukkan dengan kotak yang diberi warna biru. Sub fungsi utama adalah peletakan
posisi wadah pada timbangan, kemudahan akses input, media pengeluaran bahan
makanan, saluran pengeluaran, pelindung pada dispenser dan bentuk dispenser.
V.2 Penentuan Kebutuhan
Langkah kedua adalah penentuan kebutuhan dari seluruh sub fungsi utama yang disebutkan
di atas. Hal ini diperlukan untuk mengetahui kebutuhan atribut performansi produk dan
didapat melalui proses wawancara yang dilakukan pada enam orang konsumen. Hasil
pengelompokan pernyataan kebutuhan ditunjukkan pada table V.1 berikut.
Tabel V.1. Hasil pengelompokan pernyataan kebutuhan
No Pengelompokan Pernyataan Kebutuhan
1 Waktu proses penakaran cepat
2 Produk mengalirkan bahan makanan
3 Akurasi penimbangan dari produk tinggi
4 Ukuran penyimpanan bahan makanan dapat menampung output maksimal
5 Tempat penyimpanan mencegah kerusakan bahan baku
6 Produk mudah dioperasikan
15
Gambar V.1. Function tree untuk penakar otomatis (1)
16
Gambar V.2. Function tree untuk penakar otomatis (2)
Selain itu, kebutuhan atribut performansi produk berdasarkan pernyataan konsumen dan
pencarian internal pengembang produk dapat dilihat pada table V.2.
Tabel V.2. Kebutuhan atribut performansi produk penakar otomatis
No Sub-Fungsi Kebutuhan Atribut Performansi
1 Media Pengeluaran Bahan
Makanan
Dapat mengeluarkan bahan makanan serbuk
dan butiran
Jumlah yang dapat dikeluarkan banyak
2 Saluran Pengeluaran
Bentuk saluran pengeluaran dapat
mengeluarkan bahan makanan
Ukuran saluran pengeluaran dapat
mengeluarkan bahan makanan
3 Peletakan Posisi Wadah pada
Timbangan Tingkat ketepatan sensor timbangan baik
4 Bentuk Dispenser Dispenser dapat menampung output maksimal
penakaran
5 Pelindung pada Dispenser Menjaga bahan makanan dari kerusakan
6 Proses Input Input data dan operasi mudah dimengerti
V.3 Karakteristik Teknik
Tahap selanjutnya dari perancangan adalah menentukan karakteristik teknik dari produk
yang akan menjelaskan atribut dari produk yang akan memenuhi kebutuhan dari konsumen.
Metoda yang digunakan adalah Quality Function Development (QFD). Tahap-tahap pada
17
QFD adalah menentukan tingkat kepentingan relative dari atribut, membuat matriks antara
atribut produk dengan karakteristik tekniknya, menentukan hubungan antara karakteristik
teknik dan menentukan unit pengukuran (unit measurement), target (target value) dan
kepentingan teknis (technical importance). Hasil dari nilai-nilai tersebut digambarkan pada
matriks HoQ (House of Quality) pada Gambar V.3.
Gambar V.3. Matriks House of Quality
V.4 Pembuatan dan Penilaian Konsep
Perancangan dilanjutkan dengan pembuatan alternatif desain dan konsep. Salah satu cari
yang digunakan pada penelitian ini adalah dengan morphological chart. Langkah yang
dilakukan adalah membuat daftar fungsi utama dari produk, menentukan alternatif-alternatif
yang mungkin dari setiap fungsi, gambar diagram dari seluruh sub solusi yang mungkin dan
identifikasi kombinasi yang mungkin diterapkan pada seluruh sub solusi. Setelah itu,
dilakukan concept generation yaitu pembuatan beberapa alternatif konsep berdasarkan sub
solusi yang telah dibuat. Rekapitulasi untuk seluruh alternatif konsep ditunjukkan pada tabel
V.3.
18
Tabel V.3 Rekapitulasi alternatif konsep
Sub-Fungsi Konsep
1 2 3 4 5 6
Media
Pengeluaran
Bahan
Makanan
Roda
bergigi – 4
gigi
Ulir Jalan Gravitasi -
katup
Dorongan -
solenoid
Roda
bergigi –
3 gigi
Gravitasi –
bidang
miring dan
katup
Saluran
Pengeluaran
Lubang
langsung
Tabung
Besar
Lubang
langsung
Tabung
besar
Tabung
besar
Lubang
langsung
Peletekan
Posisi Wadah
pada
Timbangan
Tengah Tengah Tengah Ujung Ujung Tengah
Bentuk
Dispenser
Piramida
Terbalik
Piramida
Terbalik
Tabung
besar
Piramida
terbalik
Balok
besar
Piramida
terbalik
Pelindung
pada
Dispenser
Tutup
Berkaret
Tutup
Berkaret
Tutup
berkaret
Tutup
Berkaret
Tutup
berkaret
Tutup
berkaret
Kemudahan
Akses Input
Keypad
dan menu
Keypad
dan menu
Keypad
dan menu Keypad
Keypad
dan menu Keypad
Sumber
Tenaga Adaptor Adaptor Listrik DC Listrik DC Adaptor Adaptor
Proses berikutnya adalah pemilihan konsep dari alternatif-alternatif yang telah dibuat.
Metoda yang digunakan adalah concept screening dan concept scoring. Pada concept
screening disaring bebrapa alternatif konsep yang layak untuk dikemangkan lebih lanjut.
Pada proses ini, dipilih tiga konsep yaitu alternatif konsep 2 (selanjutnya dinamakan konsep
A), alternatif konsep 1 (selanjutnya dinamakan konsep B), dan gabungan alternatif konsep 3
dan 6 (selanjutnya dinamakan konsep C). Setelah concept screening dilakukan concept
scoring dengan memberikan bobot tingkat kepentingan relatif dari kriteria-kriteria pemilihan.
Berdasarkan hasil concept scoring, konsep A dan C akan dilanjutkan. Konsep A selanjutnya
akan disebut alternatif prototipe pertama dan konsep C selanjutnya akan disebut alternatif
prototipe kedua.
V.5 Perancangan Alternatif Prototipe
Sebelum prototipe yang dipilih dibuat, dilakukan penyempurnaan terhadap alternatif
prototipe yang dipilih. Kekurangan dari masing-masing alternatif dianalisis lalu
permasalahan diatasi dengan merancang kembali alternatif tersebut dengan bantuan
metoda TRIZ. Metoda ini mengurangi permasalahan dan kontradiksi yang muncul pada
setiap alternatif perancangan. Pada alternatif prototipe pertama, analisis permasalahan, fitur
yang akan ditingkatkan atau dipertahankan, dan solusi TRIZ ditunjukkan berturut-turut pada
Tabel V. 4, Tabel V.5 dan Tabel V.6.
19
Tabel V.4 Analisis Permasalahan Alternatif Prototipe Pertama
No Penyebab Akibat Positive Effect Negative Effect
1 Dorongan oleh ulir
yang lama dan pelan
Hilangnya waktu
dalam proses
pengerjaan
Pengeluaran
bahan makanan
semakin stabil dan
terkontrol
Kecepatan
pengeluaran bahan
makanan tidak
cepat
2 Ukuran saluran
pengeluaran yang
besar
Luas yang
dibutuhkan
semakin besar
Jumlah bahan
makanan yang
disalurkan
semakin banyak
Bentuk saluran
semakin besar
3 Ukuran wadah yang
terlalu besar
Kestabilan dan
tingkat ketepatan
pengukuran
berkurang
Dapat
menampung
output yang besar
Wadah
penimbangan
menjadi kurang
stabil
Tabel V.5 Feature to Improve dan Feature to Worse Alternatif Prototipe Pertama
No Feature to
Improve Feature to Worsen
Inventive Principles
yang Ditawarkan
Inventive Principles
yang Cocok untuk
Perancangan
1 Loss of time Stability of object 3, 5, 22, 35 35
2 Area of
stationary Productivity 7, 10, 15, 17 7 & 17
3
Stability Area of stationary
object 39 39
Measurement
accuracy
Area of stationary
object 3, 26, 28, 32 3
Tabel V.6 Solusi Berdasarkan TRIZ untuk Alternatif Prototipe Pertama
No Inventive Principle
Terpilih
Solusi yang Ditawarkan
1
35 (Parameter
Change)
Memperkecil jarak ulir sehingga dorongan yang diberikan pada
bahan makanan semakin banyak
2 7 (Nested Doll)
Memasukan saluran kedalam ruang penimbangan agar
memperkecil ruang yang dibutuhkan
17 (Another
Dimension)
Memperkecil tempat kontrol agar dapat ditempati oleh saluran
pengeluaran
3
39 (Inert
Atmosphere) Memberikan bantalan atau pegas pada empat ujung bagian
bawah wadah timbangan 3 (Local Quality)
Setelah penyempurnaan, dibuat alternatif prototipe pertama dalam bentuk CAD dalam
SolidWorks, ditunjukkan pada Gambar V.4.
20
Gambar V.4 CAD alternatif prototipe pertama
Hal yang sama dilakukan pada penyempurnaan alternatif prototipe kedua. Analisis
permasalahan, fitur yang akan ditingkatkan atau dipertahankan, dan solusi TRIZ ditunjukkan
berturut-turut pada Tabel V. 7, Tabel V.8 dan Tabel V.9.
Tabel V. 7 Analisis Permasalahan Alternatif Prototipe Kedua
No Penyebab Akibat Positive Effect Negative Effect
1 Kurangnya
mekanisme yang
mendorong bahan
makanan
Gaya yang
mendorong
bahan makanan
menjadi kurang
Katup merupakan
mekanisme yang
paling sederhana
Bahan makanan
tidak dapat mengalir
karena tidak adanya
tekanan
2 Ukuran wadah yang
terlalu besar
Kestabilan dan
tingkat ketepatan
pengukuran
berkurang
Dapat menampung
output yang besar
Wadah
penimbangan
menjadi kurang
stabil
Tabel V. 8 Feature to Improve dan Feature to Worse Alternatif Prototipe Kedua
No Feature to
Improve
Feature to
Worsen
Inventive
Principles
Inventive Principle yang
Cocok untuk Perancangan
1 Force Device
Complexity
10, 18, 26, 35 18
2
Stability Area of stationary
object
39 39
Measurement
accuracy
Area of stationary
object
3, 26, 28, 32 3
21
Tabel V. 9 Solusi Berdasarkan TRIZ untuk Alternatif Prototipe Kedua
No Inventive Principle Terpilih Solusi yang Ditawarkan
1 18 (Mechanical Vibration)
Memberikan mekanisme tambahan berupa
getaran pada saluran pengeluaran
2 39 (Inert Atmosphere) Memberikan bantalan atau pegas pada empat
ujung bagian bawah wadah timbangan 3 (Local Quality)
Setelah penyempurnaan, dibuat alternatif prototipe kedua dalam bentuk CAD dalam
SolidWorks, ditunjukkan pada Gambar V.5
Gambar V.5 CAD alternatif prototipe kedua
V.6 Pembuatan dan Pengujian Prototipe
Proses pembuatan alternatif prototipe dilakukan dengan pembuatan badan prototipe dari
kayu, pembuatan mekanisme pengeluaran bahan makanan dan saluran pengeluaran,
pembuatan bagian penimbangan, dan pembuatan sistem kendali. Masing-masing bagian
dibuat secara terpisah, lalu digabungkan menjadi satu bagian utuh. Perbedaan alternatif
prototipe pertama dan kedua hanya pada mekanisme pengeluaran bahan makanan.
Alternatif prototipe pertama menggunakan ulir berjalan sedangkan alternatif prototipe kedua
mengunakan katup dan gravitasi. Sistem kendali menggunakan Arduino, di mana sistem ini
dapat menerima input dari sensor timbangan, mengolah dan memberikan output pada motor
listrik atau solenoid. Bentuk dari alternatif produk pertama dan kedua ditunjukkan pada
Gambar V.6 dan Gambar V.7
22
Gambar V.6 Prototipe pertama
Gambar V.7 Prototipe kedua
23
Setelah kedua prototipe dibuat, dilakukan pengujian terhadap rancangan prototipe tersebut.
Pengujian dilakukan dengan memberikan input pada sistem kendali untuk mengeluarkan
bahan makanan berupa terigu seberat 100 gram pada masing-masing prototipe. Pengujian
dilakukan masing-masing sebanyak lima kali, dan hasil pengeluaran ditimbang dengan
timbangan Krischef EK9250 dan dicatat pula waktu yang dibutuhkan untuk mengeluarkan
bahan makanan tersebut. Hasil pengujian berat dari alternatif prototipe pertama dan waktu
yang dibutuhkan ditunjukkan pada Tabel V.10 dan Tabel V.11
Tabel V.10 Hasil Pengujian Berat dari Alternatif Prototipe Pertama
Pengujian Ke- Hasil Bacaan (gram)
1 105
2 98
3 100
4 99
5 97
Rata-Rata 99,8
% Error 0,2%
Tabel V.11 Hasil Pengujian Waktu Alternatif Prototipe Pertama
Pengujian Ke- Waktu (detik)
1 66
2 65
3 63
4 64
5 62
Rata-Rata 64
Sedangkan hasil pengujian berat dari alternatif prototipe kedua dan waktu yang dibutuhkan
ditunjukkan pada Tabel V.12 dan Tabel V.13
24
Tabel V.12 Hasil Pengujian Berat Alternatif Prototipe Kedua
Pengujian Ke- Hasil Bacaan (gram)
1 413
2 435
3 396
4 425
5 417
Rata-Rata 417,2
% Error >>100%
Tabel V.13 Hasil Pengujian Waktu Alternatif Prototipe Kedua
Pengujian Ke- Waktu (detik)
1 5
2 6
3 4
4 4
5 5
Rata-Rata 4,8
V.6 Evaluasi Prototipe
Dari hasil pengujian prototipe, dilakukan evaluasi terhadap mekanisme yang telah dibuat.
Kelebihan dan kelemahan dari alternatif prototipe pertama dan kedua ditunjukkan pada
Tabel V.14.
Tabel V.14 Kelebihan dan Kekurangan Masing-Masing Alternatif Prototipe
Alternatif Prototipe Pertama Alternatif Prototipe Kedua
Kelebihan Kekurangan Kelebihan Kekurangan
Jumlah makanan yang dikeluarkan lebih terkendali
karena pengeluaran
sesuai dengan pergerakan ulir
Jumlah makanan yang dikeluarkan bergantung pada kecepatan putar
ulir
Jumlah makanan yang dapat
dikeluarkan per sataun waktu lebih banyak
Komponen yang digunakan untuk mekanisme lebih
banyak
Adanya hambatan pada
katup akibat bahan makanan yang tersangkut
25
Setelah proses ini, dilakukan pula penilaian pada masing-masing altternatif prototipe oleh
internal pengembang produk. Penilaian dilakukan dengan memberi nilai dari skala 1 sampai
5 (dari sangat buruk sampai sangat baik) pada 11 kriteria penilaian. Hasil penilaian
ditunjukkan pada Tabel V.15.
Tabel V.15 Penilaian Alternatif Prototipe
No Kriteria Alternatif Prototipe
1 2
1 Jumlah yang dapat dikeluarkan banyak 1 5
2 Menjaga bahan makanan dari kerusakan 3 3
3 Dapat mengeluarkan bahan makanan
serbuk dan butiran 5 5
4 Tingkat ketepatan sensor timbangan baik 5 4
5 Dispenser dapat menampung output
maksimal penakaran 5 5
6 Input mudah dimengerti 5 5
7 Bentuk saluran pengeluaran dapat
mengeluarkan bahan makanan 4 3
8 Ukuran saluran pengeluaran dapat
mengeluarkan bahan makanan 3 3
9 Mekanisme pengeluaran bahan makanan 4 2
10 Kerumitan komponen pada produk 3 3
11 Skala pengeluaran bahan makanan 5 1
Total Nilai 43 39
Dari hasil ini, diputuskan alternatif pertama akan diujicoba untuk pengguna. Dari uji coba
terhadap dua pengguna untuk alternatif prototipe pertama, didapatkan penilaian seperti
ditunjukkan pada Tabel V.16 dan Tabel V.17.
Tabel V.16 Penilaian Pengguna Pertama
No Kriteria Penilaian
(Skala 1-5) Komentar
1 Jumlah yang dapat dikeluarkan banyak
1
Bahan makanan yang keluar masih sangat sedikit dan terlalu lama
2 Menjaga bahan makanan dari kerusakan
3
Masih ragu apakah dispenser dapat melindungi bahan makanan sepenuhnya
(lanjut)
26
Tabel V.16 Penilaian Pengguna Pertama (lanjutan)
No Kriteria Penilaian
(Skala 1-5) Komentar
3 Dapat mengeluarkan bahan makanan serbuk dan butiran
5 Produk sudah dapat mengeluarkan bahan makanan
4 Tingkat ketepatan sensor timbangan baik
5 Timbangan dapat membaca berat bahan makanan dengan tepat
5 Dispenser dapat menampung output maksimal penakaran
5 Ukuran dispenser sudah cukup menampung bahan makanan
6 Input mudah dimengerti 5 Input sudah baik dan dapat dimengerti
7
Bentuk saluran pengeluaran dapat mengeluarkan bahan makanan
3
Saluran kalau bisa dibuat lebih miring
8
Ukuran saluran pengeluaran dapat mengeluarkan bahan makanan
5
Ukuran sudah sesuai dengan kebutuhan
Catatan Tambahan
Pengeluaran harus lebih cepat, kalau bisa mesin dapat berjalan dalam hitungan detik. Saya kalau menimbang satu jenis bahan makanan dengan ukuran 2 kg biasanya memakan waktu antara 5 sampai 10 menit.
Tabel V.17 Penilaian Pengguna Kedua
No Kriteria Penilaian
(Skala 1-5) Komentar
1 Jumlah yang dapat dikeluarkan banyak
3
Bahan makanan yang dikeluarkan harus dapat lebih banyak lagi
2 Menjaga bahan makanan dari kerusakan
4
Produk sudah dapat menjaga bahan makanan dari kerusakan
3 Dapat mengeluarkan bahan makanan serbuk dan butiran
4
Produk sudah dapat mengeluarkan bahan makanan serbuk dan butiran
4 Tingkat ketepatan sensor timbangan baik
5
Pembacaan berata bahan makanan yang diinginkan sudah tepat
5 Dispenser dapat menampung output maksimal penakaran
5
Dispenser dapat menampung bahan makanan
(lanjut)
27
Tabel V.17 Penilaian Pengguna Pertama (lanjutan)
No Kriteria Penilaian
(Skala 1-5) Komentar
6 Input mudah dimengerti 5
Input mudah dimengerti, hanya butuh tekan sedikit dan proses langsung berjalan
7
Bentuk saluran pengeluaran dapat mengeluarkan bahan makanan
3
Bentuk saluran harus disesuaikan dengan ulir yang berjalan
8
Ukuran saluran pengeluaran dapat mengeluarkan bahan makanan
4
Ukuran saluran pengeluaran sudah baik
Catatan Tambahan Penambahan kecepatan dan desain harus lebih cantik.
28
BAB VI KESIMPULAN
Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan, disimpulkan perancangan penakar otomatis
yang dipilih adalah perancangan yang menggunakan mekanisme pengeluaran bahan
makanan berupa ulir berjalan, saluran pengeluaran berbentuk tabung, peletakan sensor
timbangan pada bagian tengah dengan diberi bantalan penahan wadah, dispenser
berbentuk piramida terbalik, pelindung dispenser berbentuk tutup karet, akses input berupa
keypad dengan tampilan menu dan sumber energi berasal dari adaptor
Evaluasi pada rancangan akhir menunjukkan akurasi yang baik, di mana tingkat eror dari
pembacaan sensor timbangan sebesar 0,2% namun waktu yang dibutuhkan untuk
mengeluarkan bahan makanan sebesar 100 gram masih membutuhkan waktu yang cukup
lama, yaitu rata-rata 64 detik. Atas dasar hal itu, disarankan untuk mengganti roda gigi untuk
pemutar ulir berjalan agar kecepatan putaran ulir dapat ditingkatkan. Selain itu, perlu
diperhatikan juga penampilan dari produk dan pertimbangan penggunaan material produk
yang lebih baik, sebelum produk ini bisa diuji pasar.
29
DAFTAR PUSTAKA
Altshuller, A. (2007). The Innovation Algorithm – TRIZ, Systematic innovation and Technical
Creativity (2nd edition). Worcester: Technical Innovation Center, Inc.
Cross, N. (2001). Engineering Design Method - Strategies for Product Design (3rd edition).
New York: Wiley.
Junior, F. A., Samsuddin, S., Mahadi, A. Tano, F. M., Shafira, R. F. (2016). Laporan
Praktikum Perancangan Produk 2016. Unpublished Manuscript, Program Studi
Teknik Industri, Universitas Katolik Parahyangan, Bandung, Indonesia.
Puspita, D., Suzianti, A., Rasyid, H. A. (2015). Designing A Sustainable Energy-harvesting
Stairway: Determining Product Specification Using TRIZ Method. Procedia-Social
and Behavioral Sciences, Vol. 216, 938-947.
Roozenburg, N. F. M. (2002). Engineering Design Synthesis – Understanding, Approach,
and Tools. London: Springer.
Souchkov. (2011). TRIZ & Systematic Innovation: A Guide to Root Conflict Analysis (RCA+).
Enschede: ICG Training & Consulting
Ulrich, K. T., & Eppinger, S. D. (2012). Product design and development (5th edition). New
York: McGraw-Hill.