Proses Research And Development (RnD)
Dalam industri manufaktur seperti Elektronika, consumer goods, otomotif, dan sejenisnya, proses Research and Development (R&D) yang efisien dan akurat adalah kunci untuk menghasilkan produk berkualitas tinggi dalam waktu yang singkat. Tradisi desain dan manufaktur sering kali mengandalkan pendekatan trial and error, di mana prototipe fisik dibuat dan diuji secara berulang hingga mencapai hasil yang diinginkan. Namun, dengan perkembangan teknologi, penggunaan software Computer-Aided Engineering (CAE) dan virtual manufacturing telah menjadi semakin penting, memberikan berbagai keunggulan dibandingkan metode tradisional.
Keterbatasan Proses Trial and Error
- Waktu dan Biaya yang Tinggi: Proses trial and error membutuhkan banyak iterasi untuk mencapai desain yang optimal. Setiap iterasi melibatkan pembuatan prototipe fisik, pengujian, dan modifikasi, yang memakan waktu dan sumber daya yang besar.
- Risiko Kesalahan Manusia: Desain dan pengujian manual rentan terhadap kesalahan manusia. Misalnya, ketidakakuratan dalam pengukuran atau interpretasi hasil uji dapat menyebabkan revisi desain yang tidak efisien dan mahal.
- Keterbatasan Pengujian Fisik: Pengujian fisik terbatas pada kondisi yang dapat direplikasi di laboratorium. Beberapa skenario operasional mungkin sulit atau mahal untuk diuji secara fisik, seperti pengujian pada kondisi ekstrem atau di lingkungan dengan variasi suhu dan tekanan tinggi.
Peran RnD pada Total Biaya Manufaktur
Secara umum, perubahan desain atau proses manufaktur pada tahap produk yang lebih tinggi akan berkontribusi lebih sedikit terhadap total cost penghematan pada proses secara keseluruhan. Perusahaan yang berinvestasi pada proses RnD secara serius, dapat menurunkan biaya keseluruhan produksi hingga 70%. Sedangkan perusahaan yang hanya fokus mengkoreksi kesalahan desain pada proses perencanaan produksi hanya bisa saving sekitar 18%, terlebih lagi sudah dilakukan produksi hanya bisa saving sekitar 7%.
Hal ini dikarenakan diperlukan perubahan secara detail dan menyeluruh, termasuk tidak menggunakan kembali mesin-mesin produksi yang sudah terbeli sebelum permasalahan detail terkuak di fasa development sebelumnya. Dari sini, kita dapat melihat penting nya proses RnD dari awal sekali proses development.
Pilihan Metode RnD Terhadap Keseluruhan Biaya Produksi
Kemudian, metode RnD juga sangatlah berpengaruh terhadap banyaknya masalah yang dapat terungkap berdasarkan fasa development. Penggunaan prototyping fisik konvensional cenderung akan mengungkapkan permasalahan yang lebih sedikit pada fasa desain yang lebih akhir yaitu pada tahap evaluasi, sedangkan dengan software CAD masalah-masalah yang ada dapat diungkap lebih awal yaitu pada proses prototyping, adapun dengan software CAE, kita dapat melihat secara menyeluruh permasalahan yang mungkin dapat diantisipasi bahkan sejak proses konseptual.
Keunggulan Software CAE dan Virtual Manufacturing
- Simulasi dan Prediksi yang Akurat
Software CAE memungkinkan simulasi yang mendalam terhadap performa komponen elektronika sebelum prototipe fisik dibuat. Misalnya, simulasi termal dapat dilakukan untuk memahami bagaimana panas menyebar di dalam komponen, atau analisis elektromagnetik untuk memprediksi perilaku sinyal. Dengan kemampuan ini, potensi masalah dapat diidentifikasi dan diatasi lebih awal dalam proses desain, mengurangi kebutuhan untuk iterasi fisik yang mahal.
- Efisiensi Waktu dan Biaya
Dengan CAE dan virtual manufacturing, proses desain dapat diselesaikan lebih cepat karena sebagian besar pengujian dilakukan dalam lingkungan simulasi. Prototipe fisik hanya dibuat setelah desain telah divalidasi secara virtual, mengurangi jumlah prototipe yang diperlukan dan mempercepat waktu ke pasar. Selain itu, biaya yang terkait dengan bahan baku dan proses produksi prototipe juga dapat diminimalkan.
- Optimalisasi Desain
CAE memungkinkan optimasi desain melalui analisis parametrik, di mana berbagai variabel desain dapat disesuaikan untuk menemukan konfigurasi yang optimal. Hal ini sulit dilakukan dengan metode trial and error karena kompleksitas dan jumlah variabel yang perlu dipertimbangkan. Misalnya, desain casing komponen elektronika dapat dioptimalkan untuk mencapai kekuatan struktural maksimum dengan berat minimum, atau untuk meminimalkan interferensi elektromagnetik.
- Pengujian pada Kondisi Ekstrem
Virtual manufacturing memungkinkan pengujian produk di bawah kondisi operasional yang ekstrem atau tidak biasa yang sulit direplikasi di laboratorium. Misalnya, simulasi dapat dilakukan untuk memprediksi bagaimana komponen akan berperforma di lingkungan dengan suhu yang sangat tinggi atau rendah, atau di bawah tekanan mekanis yang signifikan. Pengujian ini memberikan wawasan yang lebih dalam mengenai batasan dan daya tahan produk sebelum diproduksi secara massal.
- Iterasi yang Lebih Cepat dan Efisien
Dalam dunia desain dan manufaktur, iterasi adalah kunci untuk mencapai hasil terbaik. CAE memungkinkan iterasi yang lebih cepat karena perubahan desain dapat segera diuji dan divalidasi dalam simulasi, tanpa harus melalui proses pembuatan prototipe fisik yang memakan waktu. Hal ini tidak hanya mempercepat siklus desain tetapi juga meningkatkan kualitas produk akhir karena lebih banyak skenario dan konfigurasi dapat dieksplorasi.
Studi Kasus: Industri Elektronika
Analisis struktur plastic part dengan MSC Nastran
Simulasi pendinginan PCB dengan Cradle CFD
Analisis proses produksi dengan FTI Formingsuite
Kesimpulan
Penggunaan software CAE dan virtual manufacturing dalam proses R&D komponen elektronika memberikan berbagai keunggulan yang signifikan dibandingkan dengan pendekatan trial and error tradisional. Dengan kemampuan untuk melakukan simulasi yang akurat, mengoptimalkan desain, dan menguji dalam berbagai kondisi operasional, CAE memungkinkan penghematan waktu dan biaya yang substansial, sekaligus meningkatkan kualitas produk akhir. Dalam era kompetisi yang ketat, adopsi teknologi ini bukan hanya pilihan, tetapi kebutuhan bagi perusahaan yang ingin tetap unggul dan inovatif di pasar.
PT Tensor Merupakan distributor resmi dari Hexagon di Indonesia, dengan portfolio software CAE dan Virtual manufacturing untuk analisis proses RnD industri manufaktur.