Uploaded by agg_wibi

MATERI 1

advertisement
OTOMASI INDUSTRI
MATERI 1
PENDAHULUAN
1. Asumsi Otomatis
• Asal mula Otomatisasi
Tingkat kebutuhan dan Permintaan
• Historis Otomatisasi
Cetakan dalam bentuk manual seperti kue, uang dan lainnya
Cetakan dengan penggerak mesin uap
Cetakan dengan penggerak mesin diesel
Mesin listrik
Sistem kontrol menggunakan mesin elektronik contoh mesing
perkakas Otomatisasi Detroid
Sistem kontrol menggunakan mesin komputer
Artificial Intelegen untuk mengatur banyak tugas
2. Arti Otomasi
• Otomatis (a) : bekerja sendiri; secara otomat; dengan
sendirinya
• Otomat (n) : alat atau mesin yang dapat bergerak dan
bekerja sendiri
• Otomatisasi (n) :
1.
2.
Perihal otomatis; pengotomatisan.
Penggantian tenaga manusia dengan tenaga mesin, 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 membantu untuk
kemampuan observasi, usaha dan keputusan manusia
Kendali dan Ide Dasar Otomasi
• Pengendali proses terotomasi (automated untuk
mencapai akurasi, presisi dan lebih penting lagi
produktivitas melalui QCDF (Quality, Cost, Delivery dan
Flexibility) Otomatic Manufacturing, untuk memenuhi
strategi persaingan.
• Ide dasar otomasi :
▫ Penggunaan elektrik dan/atau mekanik untuk menjalankan
mesin/alat tertentu
▫ Disertai “otak” yang mengendalikan mesin/alat tersebut
▫ Agar produktivitas meningkat dan biaya operasional menurun
▫ https://www.youtube.com/watch?v=Z8iogM5RLY0
Otomasi
• Pengendalian yang “baik” dimungkinkan oleh elektronik :
▫ Munculnya Integrated Circuit (IC) pada tahun 1958
http://webstudi.blogspot.co.id/2017/02/apa-itu-ic-integratedcircuit.html?m=1
▫ Munculnya microprocessor pada tahun 1946
https://de-kill.blogspot.co.id/2009/05/sekilas-sejarahmikroprosesor.html
• Derajat/tingkat otomasi :
▫ Otomasi industri tergantung dari kemampuan mengendalikan proses
dengan sedikit atau tanpa bantuan manusia
3. Definisi Otomasi
•
Otomasi adalah suatu teknologi yang menggabungkan
aplikasi
ilmu
mekanika,
elektronika
dan
dalam
perkembangannya menggunakan sistem berbasis komputer
melalui proses atau prosedur yang biasanya disusun menurut
program instruksi serta dikombinasikan dengan pengendalian
otomatis untuk meyakinkan apakah semua instruksi itu sudah
dilaksanakan
seluruhnya
dengan
benar
sehingga
produktivitas, efisiensi dan fleksibilitas meningkat.
• Otomasi Pabrik : “A process without direct human activity in
the process”.
https://www.youtube.com/watch?v=ZTKQoieLygI
Historis Detroid
• Automasi (automation) menurut oxford dictionary of English
berarti : “the use or introduction of automatic equipment in a
manufacturing or other process or facility” atau penggunaan
peralatan otomatis dalam proses manufaktur atau proses lainya.
Menurut Automation Federation,automasi adalah : “kreasi dan
aplikasi teknologi untuk mengawasi dan mengontrol proses
produksi dan pengiriman barang dan jasa”. Istilah otomasi
(automation) sendiri pertama kali digunakan di industri mobil
Ford’s di Detroit, sebagai substitusi kata otomatis/automatic,
sehingga pada awalnya dikenal sebagai Otomasi Detroit
• https://dokumensaya.com/download/sejarah-perkembangansistem-kendali-diawali-dengan-revolusi-industri-i-danii_58d353b4dc0d606a7cc346d5_pdf
Otomasi Detroit (lanjutan)
• Kelanjutan otomasi detroit :
▫ Perakitan motor listrik, radio, TV
▫ “Automated push button factory”
▫ Pengendali otomatis proses kontinu
• Teknologi yang digunakan :
▫ Pneumatik
▫ Elektrik
▫ Elektronik dan Komputer
Otomasi Detroit
• Istilah otomasi (automation) pertama kali digunakan General Motors pada
tahun 1974 yang mendirikan departemen otomasi (automation
department).
• Otomasi Detroit digunakan untuk menjelaskan alat mekanis untuk
handling di antara 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)
Rentang Teknologi Alat Kerja
Terhadap Waktu
Pengendali (Controller)
• 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
dan komputer
• Dengan elektronik dimungkinkan dirancangnya sistem
otomatis yang kompleks dan fleksibel
Paradigma Sistem manufaktur
• Paradigma perubahan pada sistem manufaktur dari 1980-sekarang :
▫ Kompetisi internasional
▫ Kualitas yang baik
▫ Harga yang murah
▫ Waktu yang pendek
• Teknologi otomatisasi komputer : NC, robotika, CAD, CAM, FMS,
CIM
• Pada industri manufaktur modern “Bertahan hidup adalah
mengotomasi sistem dengan memelihara fleksibilitasnya”.
Sistem Otomasi Modern
• 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
Solusi masalah karena otomasi
• Teknologi yang memanfaatkan aplikasi mekanik, elektronik dan sistem
komputer untuk mengoperasikan dan mengendalikan operasi
• Permasalahan (utama) yang ingin diselesaikan menggunakan otomasi atau
solusi otomasi :
1.
2.
Tenaga kerja

Kelangkaan tenaga kerja yang ahli/trampil

Jumlah tenaga kerja yang tinggi

Kebutuhan akan permintaan yang tinggi’
Daya beli yang terjangkau makin efektif dan efisien
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
• Mekanisasi :
usaha untuk membantu manusia dari usaha fisik
• Otomasi :
usaha untuk membantu manusia dalam kegiatan produksi
• Pengendali Otomatis :
produk diinspeksi secara otomatis, informasi diproses untuk
melakukan pengaturan
• Konsep otomasi
▫ Meniru manjusia
▫ Sensing  thinking  decision making
Manusia & Mesin (Metheun, 1976)
Awal
• Kebaikan Manusia :
▫ Speed lambat
▫ Power kecil terbatas, dapat
berubah-ubah
▫ Keseragaman tidak dapat
diandalkan untuk pekerjaan
rutin
▫ Memori/ingatan untuk segala
macam sebagai penentu
dasar-dasar 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 dan
tetap
▫ Keseragaman dapat
diandalkan dan cocok untuk
pekerjaan rutin
▫ Memori/ingatan baik untuk
menyimpan dan
memproduksi sesuatu yang
sudah ditentukan baik untuk
jangka pendek/panjang
▫ Berpikir baik secara deduktif
• Kekurangan Mesin :
▫ Proses kalkulasi cepat dan
tepat, namun tidak mampu
mengkoreksi
Contoh Desain Sistem Mekanik
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
mebuat otomasi sulit diterapkan
• Hal-hal yang perlu diperhatikan pada suatu proses
pembuatan komponen/produk antara lain :
▫ Kesimatrian
 Kesimetrian part akan memudahkan untuk otomasi
 Kesimaterian terkadang membuat otomasi menjadi
sulit dilakukan
 Perhatikan Gambar 3 & 4.
KOMPONEN OTOMASI
•
•
•
•
•
•
Difficult to Orient
Preffered
Difficult to Feed
Tangling
Difficult to Assemble
Builds (Baut)
https://www.youtube.com/watch?v=V46h3npPByQ
https://www.youtube.com/watch?v=PI5fIcJ9foo
Komponen otomasi
Komponen otomasi
• Parts tangling
▫ Pegas : diperlukan tindakan untuk mengeliminasi
bagian-bagian dari pegas yang dapat membuat
kelompok pegas menjadi kusut. Perhatikan
gambar.
Komponen 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.
Komponen Otomasi
• Desain untuk
pengarahan
▫ Suatu part yang
akan dimasukkan ke
suatu lubang :
 Mentiruskan
bagian ujung part,
dan atau
mentiruskan
lubang yang akan
dimasuki.
Perhatikan
gambar.
Komponen 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.
Komponen Otomasi
Contoh Letak Pengencang
Komponen Otomasi
Contoh Kasus
• Berbagai contoh kasus dapat dilihat pada
gambar.
https://www.youtube.com/watch?v=6WaxrewBxJU
Siklus Hidup Produk
• Dengan penggunaan otomasi, salah satu
keuntungan yang dapat diperoleh adalah
menurunnya siklus waktu desain produk,
dengan adanya waktu yang dibutuhkan untuk
meluncurkan produk baru dari konseptual
desain, analisa pasar, desain produk dan
pengembangan proses.
Stabilisasi 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
Kualitas dan Reliabilitas Pada Otomasi
• Kualitas dan Otomasi
▫ Kualitas dan otomasi memiliki hubungan yang erat
▫ Kualitas tentunya berkaitan dengan pengendalian kualitas
▫ Otomasi dapat diterapkan jika proses dapat dipantau secara 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
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
 Managemen pengawasan
 Fisibilitas perbaikan teknik produksi (eliminasi operasi, kombinasi
operasi, perbaikan operasi)
▫ Estimasi ongkos : ekonomi teknik
▫ Perencanaan dan pengendalian produksi
Alasan perlunya otomasi
• Meningkatkan produktivitas  keluaran produksi unit per jam yang
lebih tinggi dapat dicapai dengan otomasi, bila dibandingkan
dengan operasi manual
• Efisiensi kinerja yang tinggi  Teknologi otomasi telah dapat
dibenarkan secara ekonomi untuk menggantikan operasi-operasi
manual mempercepat proses produksi.
• Kekurangan tenaga kerja  kecenderungan di negara maju yang
mengimpor tenaga kerja atas permintaan produk yang tinggi.
• Meningkatkan jumlah tenaga kerja yang berminat ke sektor jasa 
adanya pandangan generasi saat ini, mempunyai presepsi tentang
pekerjaan pabrik yang kasar, membosankan dan kotor
Alasan perlunya otomasi (lanjutan)
• Keselamatan kerja  otomasi mengubah fungsi operator dari risiko
bahaya yang terjadi sehingga peran pengawas (supervisor) menjadi
hal yang utama, sedangkan peran operator sebagian diganti dengan
peran mesin otomasi.
• Harga bahan baku yang meningkat  Akan menuntut semakin
tingginya efisiensi kinerja dari kesalahan yang mungkin terjadi dan
Mengurangi kegagalan produk adalah salah satu keuntungan
otomasi.
• Meningkatkan kualitas  Selain meningkatkan kecepatan produksi,
otomasi juga meningkatkan konsistensi dan kesesuaian terhadap
spesifikasi kualitas produk dalam hal standarisasi.
• Mengurangi “manufacturing lead time”  otomasi mengurangi
waktu antara customer order dan delivery product.
Alasan perlunya otomasi (lanjutan)
• Mengurangi “in process inventory”  otomasi
mengurangi waktu yang dihabiskan sebuah benda
kerja/produk di dalam pabrik
• Bila tidak dilakukan otomasi, ongkosnya tinggi 
keuntungan penerapan otomasi seringkali muncul
dengan cara yang dapat dihitung atau diduga, seperti
misalnya meningkatnya kualitas produk secara
standarisasi dan meningkatkan penjualan berdasarkan
tingkat pesanan yang tinggi.
Pro & Kontra Otomasi
Pro (Setuju)
• Mengurangi waktu produksi
per part
• Memberikan peluang bagi
tenaga kerja yang berkualitas
• Memberikan kondisi kerja
yang lebih aman dan nyaman.
• Menghasilkan produk
berkualitas tinggi dan dengan
standarisasi yang sesuai.
Kontra (tidak setuju)
• Upgraded/downgraded
(otomasi : “penaklukan
manusia oleh mesin”)
• Terjadi pengurangan tenaga
kerja
• Mengurangi daya beli
konsumen
• Pasokan akan banyak sehingga
pasar akan saturated &
memperlemah daya beli
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 menurunnya kemampuan ekonomi
masyarakat akibat meningkatnya jumlah pengangguran
yang berakibat pada kemampuan daya beli menurun
Argumen untuk menerapkan
otomasi
• Otomasi adalah kunci untuk meningkatkan hasil
produksi per harinya.
• Otomasi memberikan lingkungan kerja yang lebih
aman dan nyaman 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 membantu
menerapkan standarisasi dalam hasil produksi.
Harapan dari otomasi
•
•
•
•
•
Memperpendek waktu kerja
Kondisi kerja yang aman
Harga murah, kualitas baik
Kesempatan kerja
Meningkatkan standar hasil produk barang
Pengaruh otomasi bagi manajemen
• Manajemen harus dapat menetapkan pemasaran yang
lebih luas bagi produk yang dihasilkan
• Manajemen harus menyelidiki, merencanakan dan
menganalisa dengan teliti, hati-hati dan cermat agar
tidak mengalami kesulitan dalam mengendalikan
pemasaran hasil produk.
• Manajemen harus memahami bahwa otomasi
membutuhkan tenaga yang mempunyai technical skill
maupun managerial skill, agar tidak merugi
Klasifikasi Otomasi
• Mikell P. Groover
▫ Fixed Automation
▫ Programmable Automation
▫ Flexible Automation
• N. Visnadham
▫ Integrated Automation
Diagram P – Q Klasifikasi Otomasi
MACAM OTOMASI
•
•
•
•
Fixed
Programmable
Flexible
Integrated
Fixed Automation
• Fixed Automation (otomasi Tetap) adalah sistem
otomasi yang ditentukan dengan urutan proses
operasi yang tetap berdasarkan konfigurasi
peralatannya
• Contoh :
▫ Transfer lines
▫ Automatic assembly lines
▫ Penyulingan minyak
https://www.youtube.com/watch?v=5b52dlNnlGo
Programmable Automation
• Programmable Automation (otomasi terprogram) adalah
sistem otomasi dengan peralatan produksi yang
dirancang memiliki kemampuan terhadap perubahan
urutan operasi untuk mengerjakan konfigurasi produkproduk berbeda
• Contoh :
▫ NC
▫ Assembly Robot
▫ AGV
▫ https://www.youtube.com/watch?v=RbBv1fP1gqw
Flexible Automation
• Flexible Automation (otomasi 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)
▫ https://www.youtube.com/watch?v=6neuJdGo7v
M
Integrated Automation
• Integrated Automation (otomasi terintegrasi)
adalah sistem otomasi yang mempunyai lingkup
rancangan organisasi yang logik, seperti
engineering, production, testing, marketing dan
fungsi distribusi ke dalam sistem komputer
terintegrasi
• Berkembang pada tahun > 2000
• Contoh
▫ Computerized Integrated Manufacturing (CIM)
▫ https://www.youtube.com/watch?v=nUBh_k74ta
0
Sifat-sifat Sistem Otomasi
Fixed Automation
Programmable
Automation
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Investasi tinggi
Kecepatan produk tinggi
Fleksibilitas rendah
Mass production
Set up + program dirubah,
maka waktu produksi hilang
Investasi tinggi
Kecepatan produk tinggi
Fleksibilitas tinggi
Batch + job shop production
Set up + program dirubah, maka
waktu produksi tidak hilang
Sifat-sifat Sistem Otomasi
(lanjutan)
Flexibel Automation
•
•
•
•
Investasi tinggi
Kecepatan produk medium
Fleksibilitas tinggi
Continue produksi untuk
penggabungan beberapa
produk
Integrated Automation
•
•
•
•
Investasi sangat tinggi
Kecepatan produk tinggi
Fleksibilitas tinggi
Continue produksi untuk
penggabungan beberapa
produk
Note :
- Fleksibilitas tinggi cocok untuk produksi dengan kuantitas rendah
dengan berbagai jenis roduk yang berbeda
- Laju produksi tinggi, cocok untuk permintaan jumlah besar
Penerapan Otomasi
Industri Non manufaktur
• Transportasi udara : automatic pilot, sistem
pemesanan tiket
• Kantor pos, bank : mesin penyortir uang / pos,
ATM
• Komunikasi : sistem switch telepon otomatis
• Militer : peluru kendali, sistem senjata otomatis
• Kereta api : sistem transportasi masal
• Penjualan : Barcode, sistem pencatatan
inventory
Penerapan Otomasi (lanjutan)
Industri Manufaktur
• Automatic machine tools (mesin perkakas otomatis)
untuk memproses benda kerja (parts)
• Automatic transfer line dan similar sequential
production systems
• Automatic assembly machines
• Industrial robots
• Automated inspection systems for quality
• Feedback control and computer process control
• Computer systems untuk membuat prosedur otomatis
seperti perencanaan, koleksi data dan menetapkan
aktivitas pendukung dalam proses manufaktur
Prinsip-prinsip Otomasi dan
Strategi Terkait
• 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
Automation
Migration
Strategy
Strategi Migrasi Menuju Sistem Otomasi
• Banyak perusahaan memiliki strategi migrasi menuju sistem
otomasi yakni rencana yang diformulasi untuk mengevolusi sistem
manufaktur yang memproduksi produk baru sesuai berkembangnya
permintaan.
• Fase 1 : produksi manual menggunakan stasiun kerja independen
tunggal beroperator yang beroperasi secara mandiri  dapat
memulai produksi dengan perkakas yang cepat dan murah
• Fase 2 : produksi terotomasi menggunakan stasiun kerja tunggal
terotomasi yang beroperasi secara mandiri  mengurangi biaya
tenaga kerja dan meningkatkan laju produksi
• Fase 3 : produksi otomasi terintegrasi menggunakan stasiun ganda
terotomasi dengan operasi berseri dan sistem pemindahan unit
pekerjaan terotomasi antar bstasiun kerja  mengurangi biaya
tenaga kerja dan meningkatkan laju produksi
Sepuluh Strategi Otomasi dan Produksi
1. Spesialisasi operasi
2. Operasi terkombinasi
3. Operasi yang simultan
4. Integrasi operasi
5. Fleksibilitas yang meningkat
6. Perbaikan pemindahan bahan dan pergudangan
7. Inspeksi berjalan
8. Pengendalian proses dan optimasi
9. Pengendalian operasi pabrik
10. Manufaktur terintegrasi secara komputer (CIM)
REFERENSI :
(1) Mikell Groover. Automation, Production System,
and Computer Integrated Manufacturing. 2000.
(2) Richard C. Dorf, Andrew Kusiak, 1994, Handbook
of Design, Manufacturing and Automation, John
Wiley & Sons Inc.
(3) Katsuhiko Ogata, 1995, Teknik Kontrol Automatik,
Jakarta, Penerbit Erlangga.
(4) T. C. Chang, R. Wysk and H. P. Wabng, Computer
Aided Manufacturing Integrated Manufacturing,
1998, New Jersey, Prentice Hall Inc.
(5) Thomas O. Bouchery, 1996, Computer Automation
in Manufacturing, Chapman & Hall.
Download