1.perkenalan_osp - Arief Suwandi

Report
OTOMASI SISTEM
PRODUKSI
Teknik Industri
Universitas Esa Unggul
1
Pertemuan ke 1
Pengenalan dan Pendahuluan
• Rencana perkuliahan
• Sasaran dan uraian perkuliahan
• Penilaian, tata tertib perkuliahan
• Terminologi judul perkuliahan
• Contoh2 umum otomasi
• Sejarah otomasi
2
Pertemuan ke 2
Pengertian otomasi
• Definisi otomasi, teknologi otomasi, jenis
otomasi, elemen dan sistem terotomasi,
pertimbangan otomasi, keuntungan /
kerugian otomasi, prinsip2 otomasi,
strategi penerapan otomasi
• Pentingnya otomasi dalam beberapa
aspek
3
Pertemuan ke 3
Dasar Manufakturing dan Otomasi
• Pengertian otomasi dalam : Sistem
manufaktur, otomasi dan teknik
pengendalian kontinyu, sistem pendukung
manufaktur, teknologi pemindahan bahan,
sistem pengendalian kualitas
• Pentingnya teori kontrol dalam otomasi
4
Pertemuan ke 4
Teori kontrol
• Industri proses dan manufaktur
• Sistem pengendalian dan umpan balik : dasar2 diagram
blok, diagram blok u. sistem pengendalian umpan balik,
mekanisme servo
• Pengendalian digital (diskrit) dan analog (kontinyu)
• Komponen sistem kontrol : Saklar, Transduser dan
Sensor, Aktuator: (relai, solenoid, motor stepper,motor
DC), prosesor / komputer, dan komponen sistem kontrol
lainnya
• Pentingnya teori kontrol dalam otomasi
5
Pertemuan ke 5
Sistem kontrol
• Formulasi model proses
• Analisa sistem kontrol
• Fungsi alih dan diagram blok
• Transformasi Laplace
• Analisa stabilitas
6
Pertemuan ke 6
Review otomasi dan Sistem kontrol
• Responsi soal-soal
• Kisi-kisi soal uts
Pertemuan ke 7 : UTS
7
Pertemuan ke 8
Rangkaian Logika
• Elektronik digital
• Dasar bilangan digital (biner)
• Konversi : decimal-biner, biner-decimal,decimal-oktal,
oktal-decimal, decimal-hexa, hexa-decimal, konversi
antar sistem bilangan: biner-oktal, biner-hexa, oktal-hexa
• Gerbang logika : AND, OR, NOT, NAND, NOR, XOR,
XNOR
• Gabungan gerbang logika
• Gerbang universal
• Fungsi Boolean, Aljabar Boolean, Hukum De Morgan
• Tabel Kebenaran
8
Pertemuan ke 9
Aplikasi sistem kontrol dalam sistem
produksi
•Numerical control (NC) machine
•Computer numerical control (CNC) machine
•Direct numerical control (DNC) machine
•Flexible manufacturing system (FMS) mach
•CAD CAM
9
Pertemuan ke 10
Aplikasi sistem kontrol dalam sistem
produksi (lanjutan)
•Manual asembly line
•Transfer line
•Sistem perakitan otomatis
10
Pertemuan ke 11
Robot
•Arti kata dan definisi
•Sejarah dan perkembangan Robot
•Komponen dasar Robot
•Klasifikasi Robot
•Aplikasi Robot dlm industri
11
Pertemuan ke 12
Pengenalan PLC dan diagram Ladder
•Sejarah dan perkembangan PLC
•Prinsip kerja PLC
•Perbandingan PLC dg jenis kontroler
lainnya
•Diagram ladder dan PLC
•Simbol2 kontaktor pada PLC
12
Pertemuan ke 13
Machine vision
•Image acquisition & digitization
•Image processing & analysis
•Machine vision application
•Kisi2 dan Review u. UAS
13
Pertemuan ke 14
Review dan responsi
•Membahas soal-soal
•Kisi-kisi UAS
14
Komponen Penilaian
•
•
•
•
UTS
UAS
Quiz dan Tugas
Kehadiran
35%
35%
30%
kurang dari 70% = MG
15
Teori Kontrol dan
Pengantar Otomasi
Sasaran :
• Memberikan pengetahuan dasar tentang teori
kontrol dan sistem otomasi sebagai suatu
penerapan teknologi mekanik, elektronik dan
komputer dalam upaya meningkatkan
produktivitas, efisiensi serta fleksibilitas pada
industri.
• Memberikan alternatif sistem otomasi produksi
yang layak berdasarkan berbagai aspek.
16
Teori Kontrol dan
Pengantar Otomasi
Uraian :
• Mengenalkan bentuk-bentuk aplikasi sistem otomasi
di industri manufaktur.
• Macam-macam sistem terotomasi (tetap, fleksibel,
terprogram dan terintegrasi ).
• Prinsip-prinsip pengendalian dan prinsip kerja
otomasi , sebagai dasar otomasi (diagram blok, open
loop, closed loop, response transient, steady state,
transformasi Laplace, pengendalian analog dan
digital ).
• Teknologi instrumentasi dan pengendalian proses
( instrumen pengendalian dan yang dikendalikan,
transducer, ADC, DAC, teknik pengkondisian sinyal,
PLC ).
17
Teori Kontrol dan
Pengantar Otomasi
PUSTAKA (1) :
• Groover,Mikell P., Automation, Production Systems,
and Computer Integrated Manufacturing, Second
Edition, New Jersey, Prentice Hall Inc, 2001.
• Richard C.Dorf, Andrew Kusiak, Handbook of
Design, Manufacturing and Automation. John Wiley
& Soons Inc, 1994.
• Frank D. Petruzella, Industrial Electronics, McGrawHill,1996.
• Katsuhiko Ogata, Teknik Kontrol Automatik, Jakarta,
Penerbit Erlangga, 1995.
18
Teori Kontrol dan
Pengantar Otomasi
PUSTAKA (2) :
• T-C Chang, R Wysk and H-P Wabng., Computer
Aided Manufacturing Integrated Manufacturing, New
Jersey, Prentice Hall Inc, 1998.
• D.Bedworth M.Hendeerson, and P.Wolfe, Computer
Integrated Design, McGraw-Hill,1991.
• Thomas O. Bouchery, Computer Automation in
Manufacturing, Chapman & Hall,1996.
• Asfahl C.R, , TRobot and Manufacturing Automation,
Singapore, John Willey & Sons, 1995.
19
PENDAHULUAN
Otomasi SISTEM PRODUKSI
Terminologi :
• Teknik : metode, cara, alat, sistem
• Otomatisasi : bekerja sendiri, start / stop
sendiri
• Kontrol : pengawasan, pengendalian*),
pengaturan
20
PENDAHULUAN
Pengantar Otomasi
Terminologi :
Menurut Kamus Besar Bahasa Indonesia
• Otomat (n) : alat atau mesin yang dapat bergerak dan bekerja
sendiri.
• Otomatis (a) : bekerja sendiri; secara otomat; dengan sendirinya.
• Otomatisasi (n) ;
(1) perihal otomatis; pengotomatisan
(2) penggantian tenaga manusia dengan tenaga mesin
yg secara otomatis melakukan dan mengatur
pekerjaan sehingga tidak memerlukan lagi
pengawasan manusia ( dalam industri,dsb.)
• Otomatisasi : operasi *) otomatis pada sebuah perlengkapan,
proses, atau sistem dengan peralatan mekanik atau
elektrik yang mengambil alih kemampuan observasi,
usaha dan keputusan manusia.
21
Pemetaan perkembangan teknologi
terhadap waktu
perkakas tangan
mesin
jaman batu
revolusi industri
membuat sesuatu,
bukan menunggu
perubahan
standar
hidup
jig, gages
Prod. Line /
Mass. Prod
Whitney,
komponen mampu tukar
1920
1945
banyak,
baik,
murah
Sci.
Tech
mesin perkakas
daya, presisi
lebih cepat,
lebih baik
small batch
Mass. Prod,
Mgt. Sci.
Komputer
1980
Mass Production
22
Sejarah Otomasi
(Mikkel P.Groover hal.63)
Pengembangan peralatan mekanis :
• Lever(3200 SM) ,winch(600SM),flourmills(85 SM),water
wheels,windmill (650), cam(1000),veaving machine +borring mills
(1733), steam engine (1765), flying ball governor (1785),steam
boats (1803)
• Rancangan feed back control pertama kali (1800) melalui alat
perkakas pertenunan dikembangkan.
Temuan dan pengembangan dari :
• Interchangeable parts(1800), electrification (1881), moving
assembly line (1913), mechanizes transfer lines for mass production
(1924)
• Matematical teori sistem kontrol (1930 – 1944)
• MARK I Electromechanical computer (univ. Harvard 1944)
• Teknologi otomasi 1945
• Del Harder dari Ford Motor company membuat peralatan tomasi
1946
23
Sejarah Otomasi Lanjutan
(Mikkel P.Groover hal.63)
• Electronic digital computer oleh Univ.Pennsylvania
• NC dari MIT konsep dari John Person dan Frank Stulen (1952)
• Computer yg dihubungkan dg mesin (1960-1970)
• Industrial robot oleh George Devol (1954)
• Robot komersial (1960)
• Flexible manufacturing system (FMS) oleh Ingersol Rand company (1960)
• Programmable logic controller (PLC) diperkenalkan (1978)
• Perconal computer (PC) oleh Apple computer (1978)
Penemuan dan pengembangan komponen elektronik :
• Transistor (1948), harddisk (1956), IC (1960), microprossesor ( 1977),
Random Acces Memory (RAM) 1984, megabyte capacity memory chips
(1990), pentium microprosesor (1993)
Bahasa pemrograman komputer :
• Fortran (1955), APT utk NC (1961), UNIX operating system (1969), VAL utk
robot (1979), Microsoft windows (1985), JAVA (1995)
24
Pengendali
•
Pengendalian meliputi :
Menghidupkan/menjalankan
Mematikan/menghentikan
Mengatur gerakan
Mengatur posisi/aliran
•
Kemampuan mengendalikan produk aktual dengan produk
yang diinginkan dan melakukan penyesuaian
•
Jantung pengendali otomasi modern adalah elektronik
•
Dengan elektronik dimungkinkan dirancangnya sistem
otomatis yang kompleks dan fleksibel
Ir.Bambang Risdianto MM Teknik
Industri - UIEU
25
Pengertian Otomasi
Definisi Otomasi
Teknologi Otomasi
Jenis otomasi
Elemen dan Sistem Terotomasi
Pertimbangan / alasan Otomasi
Keuntungan / kerugian ( pro / kontra )
Prinsip-prinsip Otomasi
Stratregi Otomasi
Sistem Otomasi
26
PENDAHULUAN
Pengrtian Otomasi
Pengertian / Definisi :
Otomasi Pabrik ( Dorf ) : “A process without direct human
activity in the process”.
Otomasi adalah suatu teknologi yang menggabungkan
aplikasi ilmu mekanika, elektronika dan sistem
berbasis komputer melalui proses atau
prosedur
yang biasanya disusun menurut
program
instruksi serta dikombinasikan
dengan
pengendalian otomatik catu balik
untuk
meyakinkan apakah semua instruksi itu
sudah
dilaksanakan seluruhnya dengan benar
sehingga
produktivitas, efisiensi dan
fleksibilitas
meningkat.
27
Perkembangan Teknologi Otomasi
Otomasi Detroit
Istilah otomasi (automation) pertama kali digunakan
oleh Mgr. Fords di Detroit, menggantikan kata otomatis
(automatic).
Otomasi Detroit digunakan untuk menjelaskan:
– Alat mekanis untuk handling diantara mesin perkakas
sehingga menjadi suatu lintas produksi yang kontinu.
Karakteristik dari otomasi Detroit :
–
–
–
–
–
–
Mekanisme tanpa bantuan operator
Alat transfer
Operasi permesinan dilakukan secara sekuensial
Benda kerja bergerak dengan sendirinya
Utilisasi yang tinggi
Special purpose (pembentukan blok mesin)
Ir.Bambang Risdianto MM Teknik
Industri - UIEU
28
Mekanisasi VS Otomasi
•
Mekanisasi
Susunan operasi yang akan bekerja pada suatu material
tertentu.
Jika semua peralatan baik dan material tidak bervariasi, maka
produk akan sesuai dengan yang dikehendaki.
•
•
Pengendali Otomatis
Produk diinspeksi secara otomatis, informasi diproses untuk
melakukan pengaturan
Konsep otomasi
Meniru manusia
Sensing thinking
•
•
decision making
Mekanisasi: usaha untuk membantu manusia dari usaha
fisik
Otomasi: usaha untuk membantu manusia dari usaha
mental
29
Otomasi (Automation)
• Pengendali proses terotomasi (automated) untuk
mencapai akurasi, presisi dan yang lebih penting
lagi produktivitas.
• Dalam situasi sistem manufaktur saat ini,
otomasi mencoba untuk memenuhi strategi
persaingan dalam bentuk QCDF (Quality, Cost,
Delivery dan Flexibility).
• Ide dasar otomasi:
Penggunaan elektrik dan/atau mekanik untuk
menjalankan mesin/alat tertentu
Disertai “otak” yang mengendalikan mesin/alat tersebut.
Agar produktivitas meningkat dan ongkos menurun.
Ir.Bambang Risdianto MM Teknik
Industri - UIEU
30
Otomasi (Automation)
• Pengendalian yang “baik” dimungkinkan oleh
elektronik :
Munculnya Integrated Circuit (IC) pada tahun 1960-an
Munculnya microprocessor pada tahun 1970-an
• Penurunan ongkos IC dan mikroprocessor
melahirkan Revolusi Industri II
• Derajat / tingkat otomasi:
Otomasi industri tergantung dari kemampuan
mengendalikan proses dengan sedikit atau tanpa
bantuan manusia
Ir.Bambang Risdianto MM Teknik
Industri - UIEU
31
Menstabilkan proses
• Untuk memungkinkan dilakukannya proses
•
otomasi, maka produk dan proses yang stabil
relatif diperlukan.
Jika produk dan proses berubah-ubah, maka
harus dilakukan pendesainan ulang sistem
otomasi, penambahan perangkat lunak ataupun
perangkat keras, pemrograman ulang terhadap
sistem yang sudah ada, dan akibatnya penerapan
otomasi menjadi mahal.
Ir.Bambang Risdianto MM Teknik
Industri - UIEU
32
Kualitas, Reliabilitas dan Otomasi
• Kualitas dan Otomasi
Kualitas dan otomasi memiliki hubungan yang erat.
Kualitas tentunya berkaitan dengan pengendalian
kualitas.
Otomasi dapat diterapkan jika proses dapat dikendalikan
dengan ketat.
• Reliabilitas mesin
Pada suatu sistem produksi yang otomatis, mesin untuk
berjalan secara otomatis tanpa supervisi dari operator.
Reliabilitas mesin perlu diperhatikan untuk menjaga
supaya kerusakan pada satu subsistem tidak
berpengaruh pada subsistem lainnya.
Parameter yang dipergunakan: ketersediaan
(availability), dan maintainability.
Ir.Bambang Risdianto MM Teknik
Industri - UIEU
33
Permasalahan ( utama)
yang ingin diselesaikan
menggunakan sistem otomasi :
1. Tenaga kerja

Kelangkaan tenaga kerja
yang ahli / trampil
 Jumlah tenaga kerja yang
tinggi
1. Daya beli
34
Human Vs
Automated
Machine
Speed
Repeat ability
Power
Acouracy
Flexibility
Learning
Judgement
Human
Machine
35
Man and Machine ( Metheun, 1976)
Kebaikan Manusia :
• Speed lambat
• Power kecil terbatas, dpt
berubah-ubah
• Keseragaman tdk dpt
diandalkan hanya u. pek rutin
• Memori / ingatan u. sgl macam
u. menentukan dasar2 pikiran,
strategi dan hanya jangka
pendek
• Berpikir baik secara induksi
Kekurangan Manusia :
Proses kalkulasi lambat / salah,
namun mampu mengkoreksi
Kebaikan Mesin :
• Speed sangat cepat
• Power bisa diatur besar + tetap
• Keseragaman dpt diandalkan
+ cocok u. pek rutin
• Memori / ingatan baik u.
menyimpan + memprod
sesuatu yg sdh ditentukan
baik u. jangka pendek / panj.
• Berpikir baik secara deduktif
Kekurangan Mesin :
Proses kalkulasi cepat + tepat,
tidak mampu mengkoreksi
36
Alasan perlunya otomasi (1)
• Meningkatkan produktivitas
Keluaran produksi per jam yang lebih tinggi dapat
dicapai dengan otomasi, dibandingkan dengan operasi
manual
• Ongkos tenaga kerja yang tinggi
Upah buruh selalu meningkat. Oleh karena itu, investasi
tinggi dari teknologi otomasi telah dapat dibenarkan
secara ekonomi untuk menggantikan operasi-operasi
manual
• Kekurangan tenanga kerja
Kecenderungan di negara maju yang mengimpor tenaga
kerja
Ir.Bambang Risdianto MM Teknik
Industri - UIEU
37
Alasan perlunya otomasi (2)
• Meningkatkan jumlah tenaga kerja yang berminat
ke sektor jasa
Adanya pandangan generasi saat ini tentang pekerjaan
pabrik yang kasar, membosankan dan kotor
• Keselamatan kerja
Otomasi mengubah fungsi operator dari peranan yang
menuntut partisipasi aktif ke suatu peran pengawasan
(supervisory)
• Ongkos bahan baku yang tinggi
Tingginya harga bahan mentah menuntut semakin
tingginya efisiensi penggunaan bahan mentah tersebut.
Mengurangi kegagalan produk adalah salah satu
keuntungan otomasi.
Ir.Bambang Risdianto MM Teknik
Industri - UIEU
38
Alasan perlunya otomasi (3)
• Meningkatkan kualitas
Selain meningkatkan kecepatan produksi, otomasi juga
meningkatkan konsistensi dan kesesuaian terhadap
spesifikasi kualitas produk
• Mengurangi “manufacturing lead time”
Otomasi mengurangi waktu antara customer-order dan
delivery-product.
• Mengurangi “in-process inventory”
Otomasi mengurangi waktu yang dihabiskan sebuah
benda kerja/produk di dalam pabrik
Ir.Bambang Risdianto MM Teknik
Industri - UIEU
39
Alasan perlunya otomasi (4)
• Bila tidak dilakukan otomasi, ongkosnya tinggi
Keuntungan penerapan otomasi seringkali muncul
dengan cara yang tidak dapat dihitung atau terduga,
seperti misalnya meningkatnya kualitas produk,
meningkatkan penjualan dan menciptakan image
perusahaan yang lebih baik.
Ir.Bambang Risdianto MM Teknik
Industri - UIEU
40
Pendapat Kontra dan Pro
Otomasi
Kontra ( Kurang Setuju )
• Upgraded / downgraded
(otomasi, “penaklukan
manusia oleh mesin”).
• Terjadi pengurangan tenaga
kerja (?)
• Mengurangi daya beli
konsumen.
• Pasokan akan banyak shg.
pasar akan saturated,
memperlemah daya beli.
Pro ( Setuju / Mendukung )
• Alasan pokok mengurangi
minggu kerja.
• Memberikan peluang bagi
tenaga kerja yang berkualitas.
• Memberikan kondisi kerja yang
lebih aman.
• Menhasilkan barang / produk
berkualitas tinggi dan berharga
murah.
• Menaikkan standard
kehidupan.
41
Argumen untuk tidak menerapkan otomasi
• Pekerjaan tenaga manusia menjadi turun
•
•
derajatnya. Otomasi memindahkan ketrampilan
yang diperlukan pada suatu pekerjaan dari
manusia/operator ke mesin
Akan terjadinya penurunan jumlah kebutuhan
tenaga kerja yang dapat menimbulkan
pengangguran
Otomasi dapat menurunkan kemampuan daya
beli masyarakat, yang disebabkan karena
menurunnya kemampuan ekonomi masyarakat
akibat meningkatnya jumlah pengangguran
Ir.Bambang Risdianto MM Teknik
Industri - UIEU
42
Argumen untuk menerapkan otomasi
• Otomasi adalah kunci untuk menurunkan jumlah
•
•
•
•
hari kerja (per minggu)
Otomasi memberikan lingkungan kerja yang lebih
aman bagi para pekerja
Sistem produksi terotomasi menghasilkan produk
yang lebih baik dengan harga yang lebih rendah
Pertumbuhan industri otomasi akan
meningkatkan kesempatan kerja
Otomasi adalah salah satu cara untuk
meningkatkan standar hidup manusia.
Ir.Bambang Risdianto MM Teknik
Industri - UIEU
43
Manfaat otomasi
• Manfaat otomasi dapat dijabarkan sebagai
berikut :
Output meningkat
Ketelitian meningkat
Waktu proses menurun
Area produksi menurun
Tenaga kerja menurun
Ir.Bambang Risdianto MM Teknik
Industri - UIEU
44
Harapan dari otomasi
•
•
•
•
•
Memperpendek waktu kerja
Kondisi kerja yang aman
Harga murah, kualitas baik
Kesempatan kerja
Meningkatkan standar hidup
Ir.Bambang Risdianto MM Teknik
Industri - UIEU
45
Pengaruh Otomasi terhadap
Manajemen
• Manajemen harus dpt memastikan pasar yg
cukup luas bagi produk yg dihasilkan.
• Manajemen harus menyelidiki, merencana dan
menganalisa dengan teliti, hati-hati dan cermat
agar tidak gagal.
• Manajemen harus memahami bahwa otomasi
membutuhkan tenaga yang mempunyai
technical skill maupun manajerial skill, agar tidak
merugi.
46
Klasifikasi Otomasi
•
•
•
•
( Mikell P. Groover )
Fixed Automation
Programmable Automation
Flexible Automation
(N.Visnadham)
Integrated Automation
47
Product Variety
Klasifikasi Otomasi menurut
Diagram P-Q ( Mikell P. Groover hal. 12)
Progamable
Automation
Flexible
Automation
Fixed
Automation
Manual
Production
1
100
10.000
1.000.000
Production Quantity
( unit per years )
48
Produksi, Pabrik dan Industri
Produksi
Basic
converter
Sumber Alam
Converter
Bahan Mentah
Op. produksi
Fabricator
Bahan Baku
Op.produksi
Bahan Jadi
Op.Produksi
Langkah2 operasi disebut proses produksi
Menurut op. produksi, industri dibagi menjadi:
 3 golongan industri : Basic producer, Converter dan Fabricator
 2 golongan industri :

industri proses

industri manufacturing
49
3 Katagori Jenis Produksi
Mass Production
Batch Production
Job Shop
Production quantity
Production rate
Labor skill level
General
Equipment
Special
Special tooling
Process
Plant layout
Product flow
50
Fixed Automation (Otomasi Tetap)
• Otomasi tetap adalah sistem otomasi yang
ditentukan dengan urutan proses operasi
yang tetap berdasarkan konfigurasi
peralatannya.
• Contoh : transfer lines, automatic
assembly lines, penyulingan minyak
51
Programmable Automation
(Otomasi Terprogram)
• Otomasi terprogram adalah sistem
otomasi dengan peralatan produksi yang
dirancang memiliki kemampuan terhadap
perubahan urutan operasi untuk
mengerjakan konfigurasi produk-produk
berbeda .
• Contoh : NC, Assembly Robot, AGV
52
Flexible Automation
(Otomasi Lentur)
• Otomasi Lentur / fleksibel adalah
penyempurnaan otomasi terprogram yang
selalu disempurnakan sehingga mampu
memproduksi produk-produk bervariasi
tanpa kehilangan waktu proses
pemindahan dari produk satu ke lainnya.
• Contoh : Flexible Manufacturing Systems
(FMS)
53
Integrated Automation
(Otomasi Terintegrasi)
• Otomasi Terintegrasi (>2000) adalah
sistem otomasi yg mempunyai lingkup
rancangan organisasi yg logik, seperti
engineering, production, testing, marketing
dan fungsi distribusi ke dalam sistem
komputer terintegrasi.
• Contoh : Computerized Integrated
Manufacturing (CIM)
54
Ir.Bambang Risdianto MM Teknik
Industri - UIEU
55
Sistem Otomasi
• Jenis sistem otomasi dapat dikelompokkan
menjadi:
Numerical Controlled Machine Tools (NC, CNC)
Programmable Controller (PC / PLC)
Automatic Storage and Retrieval System (AS/RS)
Robotics
Flexible Manufacturing Systems (FMS)
• Manfaat dari otomasi:
Output meningkat
Ketelitian meningkat
Waktu proses menurun
Area produksi menurun
Tenaga kerja menurun
Ir.Bambang Risdianto MM Teknik
Industri - UIEU
57
Sifat-sifat Sistem Otomasi(2)
• Flexibel Auto.
 Investasi tinggi
 Kecep. produk
medium
 Fleksibilitas tinggi
 Continue prod. Utk
penggab. bbrp prod.
Note : Fleksibilitas tinggi cocok utk produksi dg kuantitas
rendah dg berbagai jenis produk yg berbeda.
Kecep / laju prod tinggi, cocok utkpermintaan dlm
jumlah besar
• Integrated Auto.
 Investasi sangat tinggi
 Kecep. Produk tinggi
 Fleksibilitas tinggi
 Continue prod. Utk
penggab. bbrp prod.
59
3 Strategi
Penerapan Otomasi
• Prinsip-prinsip USA
Understand the existing process (U ) , pelaksanaan
proses produksi mudah dimengerti
Simplify the process (S ) , prosesnya sederhana
Automated the process (A) , proses secara
otomatis
• Automation Migration Strategy
• 10 Strategi Otomasi
60
Product Demand
Automation Migration
Strategy
Automated Integrated
Production
Automated Production
1 Sel Stasiun
Manual Production
1 Sel Stasiun
Phase 1
Phase 2
Phase 3
Time
61
62
Strategi Otomasi (1)
•
Specialization of operations
( mengurangi To)
•
Combined operations
( mengurangi n, Tn,Tno)
•
•
Simultaneous operations
( mengurangi n, Tn,Th,Tno)
•
•
Integration of operations
mengurangi n, Tn,Tno)
•
•
Increased flexibility
( mengurangi
Tsu,MLT,WIP,
U meningkat)
(
•
•
merancang penggunaan peralatan khusus
untuk satu jenis pengoperasian ddg
efisiensi pengerjaan yg tinggi (berarti butuh
pekerja dg skill yg tinggi).
Dipakai pd produksi pengerjaan berurutan
yaitu dg penyederhanaan jumlah mesin
produksi atau workstation yg berbeda.
Pada saat yg sama dilakukan 2 atau lebih
pengoperasian scr. Serentak pd work part
sama shg akan menghemat total wkt
operasi.
Pemindahan bhn diantara dua workstation
menggunakan peralatan otomatis menjadi
sistem mekanisme tunggal,shg bbrp bag
bhn kerja dpt diproses secara simultan.
Ditujukan u. memperoleh peralatan mesin
yg maksimal pada job shop dan produksi dg
volume medium dg peralatan yg sama u.
beberapa variasi produk.
63
Strategi Otomasi (2)
•
Improved material handling
& storage
( mengurangi
Tno,MLT,WIP )
On-line inspection
( mengurangi Tno,Q )
•
•
Process control and
optimization
( mengurangi To,Q )
•
•
Plant operations control
(mengurangi Tsu,MLT,
U meningkat)
Computer integrated
manufacturing (CIM)
( mengurangi MLT,design
time, production planning
time, U meningkat)
•
•
•
•
•
Meningkatkan teknik penanganan dan
penyimpanan material ( dg
menggunakanperalatan MH dan storage
otomatik)
Pengawasan mutu kerja dilakukan setiap
proses selesai, tidak setelah menjadi
produk jadi.
Mencakup teknik pengendalian u.
mengoperasikan proses-proses individual
dg peralatan-peralatan yg terkait agar lebih
efisien.
Kendali pada tingkat plant, u. mengatur dan
mengkoordinasikan agar pengopersian
peralatan efisien.
Mirip pd plant operation control, tetapi
mencakup perancangan teknik dan aspekaspek bisnis lainnya.
64
Total Waktu Produksi
( Manufacturing Lead Time = MLT )
Model operasi produksi ada dua bagian yaitu :
• Bagian operasi
• Bagian non operasi
Total Waktu Produksi ( TWP ) = 5% waktu produkif ( 30% = cutting, borring, drilling, reaming dan
70% = positioning, loading, gaging,dst) ) dan 95% waktu non produktif ( moving and waiting )
TWP = nm + ( To + Tno )
Di mana , nm = jumlah mesin yg harus dilewati selama proses
To = waktu operasi per mesin , ada tiga kompenen yaitu Tno = waktu operasi per mesin
Jika barang yg akan dibuat bukan 1 buah tapi Q buah, maka
Tm = actual machine time, Th= work piece hsndling time, Tth= any tool handling time per
workpiece
To= Tm+ Th+ Tth
TWP = nm + ( Q.To + Tno )
Aktualnya, seluruh mesin produksi perlu set-up, jadi ada penambahan waktu set -up ( Tsu ) pada
rumus , maka
TWP = nm + ( Tsu + Q.To + Tno )
Dalam satu urutan operasi produksi ( batch) menggunakan lebih dari satu mesin, maka waktu setup ( Tsu ) , waktu operasi ( To ) , dan waktu non operasi ( Tno ) masing-masing berbeda-beda,
tapi dalam pertimbangan model matematik dipakai harga rata-rata.
Bila dilihat khusus mesinnya saja :
Total waktu yg dibutuhkan mesin selama proses produksi = ( Tsu+ Q.To )
Total produksi ( Tp ) rata-rata satu barang tiap mesin Tp = ( Tsu+ Q.To ) / Q
Kecepatan produksi rata-rata tiap mesin Rp , Rp = 1 / Tp
65
Performansi
Sistem Manufakturing
ada 8 ukuran
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
MLT
Work in process
Machine utilization
Throughput
Capacity
Flexibility
Performability
Quality
66
Persiapan Otomasi
• Untuk menerapkan otomasi di perusahaan,
beberapa persiapan yang harus dilakukan:
Jenis produksi: job order, batch, dan kontinu
Studi proses produksi:
–
–
–
–
Work study
Method study
Work measurement
Fisibilitas perbaikan teknik produksi (eliminasi operasi,
kombinasi operasi, perbaikan operasi)
Estimasi ongkos : ekonomi teknik
Perencanaan dan pengendalian produksi
Ir.Bambang Risdianto MM Teknik
Industri - UIEU
67
Otomasi Detroit
• Kelanjutan otomasi Detroit:
Perakitan motor listrik, radio, TV
“Automated push button factory”
Pengendali otomatis proses kontinu
• Teknologi yang digunakan:
Pneumatik
Elektrik
Komputer
Ir.Bambang Risdianto MM Teknik
Industri - UIEU
68
Paradigma perubahan pada sistem manufaktur
• Paradigma perubahan pada sistem manufaktur
dari 1980-sekarang:
Kompetisi internasional
Kualitas yang baik
Harga yang murah
Waktu yang pendek
• Teknologi berbasis komputer:
NC, robotika, CAD, CAM, FMS, CIM
• Pada industri manufaktur modern, kunci untuk
bertahan hidup adalah mengotomasi sistem
dengan memelihara fleksibilitasnya
Ir.Bambang Risdianto MM Teknik
Industri - UIEU
69
Masa Depan Otomasi Pabrik(1)
Perkembangan teknologi manufaktur mempunyai
trend pada :
•Daur / siklus hidup produk*) (PLC) pendek
•Peningkatan kualitas dan keandalan
•Peningkatan selera produk pd. konsumen
•Penemuan material baru
•Industri elektronik maju pesat
•Kebutuhan gudang trend berkurang
•JIT production
70
Siklus Hidup Produk
• Dengan penggunaan otomasi, salah satu
keuntungan yang dapat diperoleh adalah
menurunnya siklus waktu desain produk, atau
waktu yang dibutuhkan untuk meluncurkan
produk baru dari konseptual desain, analisa pasar,
desain produk dan pengembangan proses.
Ir.Bambang Risdianto MM Teknik
Industri - UIEU
71
Masa Depan Otomasi Pabrik(2)
Konsep otomasi masa depan biasanya
dihubungkan dengan :
•Discrete product manufacturing
•Kelompok ukuran produk medium atau kecil
Contoh discrete product manufacturing : metal
working, electronic industry, otomotive industry,
industri pesawat, perabotan, dst.
72
3) Sistem Pendukung
Manufaktur
4) Sistem Pengendalian
Kualitas
Sistem Pendukung
Manufaktur
SISTEM PRODUKSI
1) Sistem Manufaktur
Fasilitas Pabrik
0) Otomasi dan
Teknik Pengendalian
2) Teknologi Penanganan
Material
73
Beberapa Contoh
Tipe Penerapan Otomasi
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Mesin produksi perkakas otomatis
Automated transfer line
Mesin perakit otomatis
Robot industri
Sistem penyimpanan dan pemindahan bahan otomatis
Sistem inspeksi otomatis u. pengendalian kualitas
Sistem kendali umpan balik dan proses komputer
NC, CNC, FMS, DDC
CAD, CAM, CIM
74
Sistem manufaktur
Komponen-komponennya :
• Mesin-mesin produksi, tools, fixtures, dst
• Sistem pemindahan bahan
• Sistem komputer untuk koordinasi dan
pengendalian
• Pekerja, buruh, operator
75
Definisi Manufaktur
• As technological process
• As an economical process
Labor
Power
Tools
Machinery
Value aded
Completed part
or product
Starting
Material
Starting
Manufacturing
process
material
Material in
processing
Completed part
or product
Scrap and / or
waste
76
77
Otomasi dan
Teknik Pengendalian
Contoh :
• Industrial computer control
• Control system component
• Numerical control
• Industrial robot
• Programmable logic controller
78
5 Tipe Dasar Peralatan
Pemindahan Bahan
Contoh2 :
a. Forklift truck, industrial truck
b. Unit load AGV
c. Monorail
d. Roler conveyor
e. Jib crane with hoist ( crane & hoist )
79
Sistem Pengendalian
Kualitas
Incoming
Manufacturing
workparts
process
Output units
Inspection
Decision to accept
or
reject
a) off-line inspection
80
Sistem Pengendalian
Kualitas
Inspection
Incoming
Manufacturing
workparts
process
Output units
Feed back data from
inspection to process
b) on-line / in process inspection
81
Sistem Pengendalian
Kualitas
Output units
Incoming
workparts
Manufacturing
( acceptable )
Inspection
process
Parts sortation
Feed back data to process
c) on-line / post process inspection
82
Teknologi Inspeksi ( Bab 23)
• Coordinating measuring machine
( coordinate metrologi )
• Flexible inspection system ( hal. 734 )
• Machine vision system ( hal. 738 )
83
Desain untuk Otomasi
• Desain produk harus memungkinkan untuk
diproduksi dan dirakit
• Komponen/produk memungkinkan untuk: diubah
orientasi, reposisi, ataupun dirakit.
• Ketidaktelitian dalam memperhatikan hal di atas
akan membuat otomasi sulit diterapkan
Ir.Bambang Risdianto MM Teknik
Industri - UIEU
84
Desain untuk Otomasi
• Hal-hal yang perlu diperhatikan pada suatu
proses pembuatan komponen/produk antara lain:
Kesimetrian
– Kesimetrian part akan memudahkan untuk otomasi.
– Kesimetrian terkadang membuat otomasi menjadi sulit
dilakukan.
– Perhatikan Gambar 3 & 4.
Ir.Bambang Risdianto MM Teknik
Industri - UIEU
85
Desain untuk Otomasi
Ir.Bambang Risdianto MM Teknik
Industri - UIEU
86
Desain untuk Otomasi
•
Parts tangling
Pegas: diperlukan tindakan untuk mengeliminasi bagian-bagian
dari pegas yang dapat membuat kelompok pegas menjadi
kusut. Perhatikan Gambar 5.
Ir.Bambang Risdianto MM Teknik
Industri - UIEU
87
Desain untuk Otomasi
•
Desain untuk feeding
Proses feeding:
– Sistem track, biasanya
menggunakan vibrasi
ataupun gravitasi atau
gaya lain untuk
memindahkan satu keping
part dari satu lokasi ke
lokasi lainnya.
– Oleh karena itu, part
harus didesain
sedemikian rupa sehingga
dapat ditransportasikan
dalam keadaan normal,
tidak saling tumpang
tindih, atau terjadi
reposisi pada saat
transportasi. Perhatikan
Gambar 6.
88
Desain untuk Otomasi
•
Desain untuk pengarahan
Suatu part yang akan
dimasukkan ke suatu
lubang:
– men-tirus-kan bagian
ujung part, dan atau
mentiruskan lubang yang
akan dimasuki.
Perhatikan Gambar 7.
Ir.Bambang Risdianto MM Teknik
Industri - UIEU
89
Desain untuk Otomasi
• Pengencang
Semakin banyak baut dan pengencang menyulitkan
untuk otomasi.
Untuk itu perlu didesain produk sedemikian rupa
sehingga untuk bagian yang perlu dikencangkan tidak
diperlukan baut ataupun pengencang yang banyak,
namun cukup suatu mekanisme pengencang dan sedikit
baut atau pengencang. Jika memang pengencang
terpaksa harus dipergunakan, maka standarisasi ukuran
dan bentuk akan membantu dalam proses otomasi
tersebut. Perhatikan Gambar 8.
Ir.Bambang Risdianto MM Teknik
Industri - UIEU
90
Desain untuk Otomasi
Ir.Bambang Risdianto MM Teknik
Industri - UIEU
91
Desain untuk Otomasi
•
Berbagai contoh kasus dapat dilihat pada Gambar 9 dan 10.
Original design for mechanism to feed single sheets of paper
into a printer
Ir.Bambang Risdianto MM Teknik
Industri - UIEU
92
Desain untuk Otomasi
•
Berbagai contoh kasus dapat dilihat pada Gambar 9 dan 10.
Revised design with changes to facilitate automated assembly
Ir.Bambang Risdianto MM Teknik
Industri - UIEU
93

similar documents