Desain Produk dan Pemilihan Proses dalam Industri yang Kompetitif

Di pasar global yang semakin kompetitif, produk manufaktur berkualitas tinggi dengan biaya serendah dapat memerlukan pemahaman tentang hubungan di antara banyak faktor seperti:

  • Desain produk dan pemilihan bahan dan proses manufaktur saling terkait, dan
  • Desain dimodifikasi secara berkala untuk,
    • Meningkatkan kinerja produk,
    • Berusaha keras untuk penolakan dan pemborosan berbasis nol,
    • Membuat produk lebih mudah dan lebih cepat untuk diproduksi,
    • Mempertimbangkan bahan dan proses baru yang terus dikembangkan.

Karena meningkatnya variasi bahan dan proses manufaktur sekarang, kepentingan menghasilkan produk berkualitas tinggi dengan memilih yang terbaik bahan dan proses terbaik, dan pada saat yang sama meminimalkan biaya, terus berlanjut menjadi tantangan besar, sekaligus peluang. Istilah kelas dunia secara luas digunakan untuk menunjukkan tingkat kualitas produk yang tinggi, menandakan fakta bahwa produk harus memenuhi standar internasional dan dapat dipasarkan dan diterima di seluruh dunia. Mengingat juga bahwa status kelas dunia, seperti kualitas produk, bukanlah target tetap yang harus dicapai perusahaan, melainkan target yang bergerak, naik ke tingkat yang lebih tinggi dan lebih tinggi seiring berjalannya waktu (juga dikenal sebagai peningkatan berkelanjutan).

Desain Produk

Perancang sering kali harus memeriksa dan memeriksa apakah mereka telah membahas pertimbangan seperti berikut:

  • Apakah semua desain alternatif telah diselidiki secara menyeluruh?
  • Dapatkah desain disederhanakan dan jumlah komponennya diminimalkan? Tanpa mempengaruhi fungsi dan kinerja yang dimaksudkan?
  • Bisakah desain dibuat lebih kecil dan lebih ringan?
  • Apakah ada fitur yang tidak perlu dalam produk atau beberapa komponennya, dan jika demikian, dapatkah mereka dihilangkan atau digabungkan dengan fitur lain?
  • Apakah desain modular dan konsep blok bangunan telah dipertimbangkan untuk kelompok produk serupa dan untuk opsi jasa dan perbaikan, peningkatan, dan pemasangan?
  • Apakah toleransi dimensi dan permukaan akhir yang ditentukan terlalu ketat, sehingga secara signifikan meningkatkan biaya produk, dan jika demikian, dapatkah mereka santai tanpa ada efek samping?
  • Apakah desain hijau dan prinsip-prinsip rekayasa siklus hidup telah diterapkan, termasuk pertimbangan daur ulang ?
  • Dapatkah salah satu kegiatan desain dialihdayakan?

Tergantung pada produk tertentu, biaya bahan dapat menjadi faktor penting dari total biaya. Meskipun biaya material tidak dapat dikurangi di bawah yang sering berfluktuasi tingkat pasar, pengurangan dapat dilakukan dalam kuantitas dari bahan yang digunakan dalam setiap komponen produk. Penggunaan teknik yang tersedia secara luas, seperti desain berat minimum; optimasi desain; dan desain berbantuan komputer, manufaktur, dan perakitan, serta ketersediaan sumber daya yang luas untuk bahan dan milik mereka karakteristik, telah sangat memudahkan analisis desain, pemilihan material dan proses, dan optimasi secara keseluruhan.

Pengurangan yang signifikan dalam jumlah bahan yang dibeli dapat dicapai dengan mengurangi volume komponen atau menggunakan material dengan kekuatan-ke-berat yang lebih tinggi atau rasio kekakuan terhadap berat. Yang terakhir dapat dicapai dengan meningkatkan dan mengoptimalkan desain produk dan dengan memilih penampang yang berbeda, seperti yang memiliki momen inersia tinggi (seperti balok-I dan saluran) atau dengan menggunakan tabung atau berongga komponen bukan batang padat.

Life-cycle Assessment and Sustainable Manufacturing

Life-cycle assesment (LCA) didefinisikan, menurut standar ISO 14000, sebagai “seperangkat prosedur sistematis untuk menyusun dan memeriksa masukan dan keluaran bahan dan energi, dan dampak lingkungan yang terkait atau beban yang secara langsung dapat diatribusikan pada berfungsinya suatu produk, proses, atau melayani sistem di seluruh keseluruhannya lingkaran kehidupan.” Life-cycle melibatkan berturut-turut dan tahapan produk atau layanan yang saling terkait, dari awal hingga pelepasannya atau daur ulang, dan mencakup hal-hal berikut:

  • Ekstraksi sumber daya alam.
  • Pengolahan bahan baku.
  • Pembuatan produk.
  • Transportasi dan distribusi produk ke pelanggan.
  • Penggunaan, pemeliharaan, dan penggunaan kembali produk.
  • Pemulihan, daur ulang, dan penggunaan kembali komponen produk, atau komponen lainnya pembuangan, termasuk cairan pengerjaan logam, pelarut pembersih, dan berbagai cairan digunakan dalam proses perlakuan panas dan pelapisan.

Semua faktor ini pada dasarnya berlaku untuk semua jenis produk. Ingat, setiap jenis produk memiliki bahan logam dan bukan logamnya sendiri, diproses menjadi komponen individu dan dirakit; dengan demikian, setiap produk memiliki siklus hidupnya sendiri. Selain itu, (a) beberapa produk, terutama yang terbuat dari kertas, karton, murah plastik, dan kaca, sengaja dibuat untuk sekali pakai, tetapi tetap saja dapat didaur ulang, dan (b) banyak produk lain yang sepenuhnya dapat digunakan kembali.

Pemilihan Proses

Karakteristik dan Sifat Bahan Benda Kerja. Ingatlah bahwa beberapa bahan dapat diproses pada suhu kamar, sedangkan yang lain membutuhkan peningkatan suhu — dan karenanya tungku, perkakas yang sesuai, dan berbagai kontrol. Beberapa bahan mudah dikerjakan karena lembut dan ulet. Bahan lainnya, seperti yang keras, rapuh, dan abrasif, memerlukan teknologi pemrosesan khusus dan peralatan.

Bahan memiliki karakteristik manufaktur yang berbeda, seperti castability, bisa ditempa, kemungkinan untuk dilaksanakan, kemampuan mesin, dan kemampuan las. Beberapa bahan memiliki karakteristik yang menguntungkan di semua kategori yang relevan ini. Untuk misalnya, bahan yang dapat dicetak atau ditempa nantinya dapat menimbulkan kesulitan dalam proses, seperti permesinan, penggilingan, dan penyelesaian, yang mungkin diperlukan untuk permukaan akhir yang dapat diterima dan akurasi dimensi.

Fitur Geometris Komponen. Fitur seperti bentuk, ukuran, dan ketebalan, toleransi dimensi, dan persyaratan permukaan akhir sangat mempengaruhi pemilihan proses.

Faktor-faktor yang terlibat dalam pemilihan proses diringkas dengan pertanyaan-pertanyaan berikut:

  • Apakah sebagian atau seluruh bagian atau komponen yang dibutuhkan secara komersial? tersedia sebagai item standar?
  • Komponen produk mana yang harus diproduksi di pabrik?
  • Apakah perkakas yang diperlukan tersedia di pabrik? Jika tidak, dapatkah dibeli? sebagai barang standar?
  • Dapatkah teknologi pengelompokan diimplementasikan untuk bagian-bagian dengan dan geometrik yang serupa? atribut manufaktur?
  • Apakah semua proses manufaktur alternatif telah diselidiki?
  • Apakah metode yang dipilih ekonomis untuk jenis bahan, bentuk bagiannya? akan diproduksi, dan tingkat produksi yang dibutuhkan?
  • Dapatkah persyaratan untuk toleransi dimensi, permukaan akhir, dan produk? kualitas dipenuhi secara konsisten, atau dapatkah mereka santai?
  • Dapatkah bagian diproduksi ke dimensi akhir tanpa memerlukan tambahan? operasi pemrosesan atau penyelesaian?
  • Apakah semua parameter pemrosesan dioptimalkan?
  • Apakah serpihan diproduksi, dan jika ya, apakah diminimalkan? Berapakah nilai dari serpihan tersebut?
  • Apakah semua kemungkinan otomatisasi dan kontrol komputer telah dieksplorasi? semua fase dari total siklus manufaktur?
  • Apakah semua teknik inspeksi otomatis dan kontrol kualitas dilaksanakan dengan benar?

Pemilihan Bahan

Dalam memilih bahan untuk suatu produk, penting untuk memiliki pemahaman yang jelas tentang persyaratan fungsional untuk masing-masing komponen individu.

Sifat Umum Bahan. Sifat mekanik meliputi kekuatan, ketangguhan, keuletan, kekakuan, kekerasan, dan ketahanan terhadap kelelahan, mulur, dan tumbukan. Sifat fisik meliputi massa jenis, titik leleh, panas jenis, konduktivitas termal dan listrik, ekspansi termal, dan sifat magnetik. Sifat kimia yang menjadi perhatian utama dalam manufaktur adalah kerentanan terhadap oksidasi dan korosi dan untuk berbagai proses perawatan permukaan.

Pertimbangan berikut ini penting dalam pemilihan bahan untuk berbagai produk:

  • Apakah bahan yang dipilih memiliki karakteristik manufaktur yang sesuai?
  • Dapatkah beberapa bahan diganti dengan bahan lain yang lebih murah?
  • Apakah bahan yang dipertimbangkan memiliki sifat yang memenuhi minimum? persyaratan dan spesifikasi?
  • Apakah bahan mentah (juga disebut stok) yang ditentukan tersedia dalam bentuk standar, dimensi, toleransi, dan karakteristik permukaan?
  • Apakah pemasok bahan dapat diandalkan? Bisakah bahan dikirim sesuai kebutuhan? kuantitas dalam jangka waktu yang dibutuhkan? Apakah ada kemungkinan signifikan? kenaikan harga atau fluktuasi?
  • Apakah materi tersebut menimbulkan bahaya atau masalah lingkungan?

Bentuk Bahan yang Tersedia Secara Komersial. Setelah memilih bahan yang sesuai, langkah selanjutnya adalah menentukan bentuk dan ukuran bahan-bahan tersebut tersedia secara komersial. Tergantung pada jenis bahan (logam, polimer, keramik, dll.) bahan umumnya tersedia sebagai coran, ekstrusi, tempa, logam bubuk, batang dan kawat yang ditarik, dan batangan, pelat, lembaran, dan foil yang digulung.

Karakteristik Manufaktur Bahan. Karakteristik manufaktur dari bahan umumnya termasuk castability, workability, formability, machinability, mampu las, dan hardenability dengan perlakuan panas. Bahan baku harus dibentuk, berbentuk, mesin, tanah, fabrikasi, atau dipanaskan menjadi komponen individu memiliki bentuk dan dimensi tertentu; akibatnya, pengetahuan tentang manufaktur mereka karakteristik sangat penting.

>> KLIK DI SINI UNTUK MEMBACA ARTIKEL SEPUTAR TEKNOLOGI MANUFAKTUR LAINNYA!

Kontributor: Daris Arsyada

By Caesar Wiratama

Sumber:

Kalpakjian, Serope dan Schmid, Steven R. (2009). Manufacturing Engineering and Technology (6th ed). New Jersey: Prentice Hall.

Subscribe
Notify of
guest
0 Comments
Inline Feedbacks
View all comments