TI-3222: Otomasi Sistem Produksi

D e pa r t e m e n Te k n ik I n du st r i FTI - I TB TI - 3222: Otomasi Sistem Produksi

  Konsep dan Model Dasar Sist em Ot om asi

  Laborat orium Sist em Produksi Laborat orium Sist em Produksi w ww .lspit b.org w ww .lspit b.org

  © © 2005 2005 D e pa r t e m e n Te k n ik I n du st r i FTI - I TB

  Hasil Pembelajaran

• Mahasiw a m am pu unt uk m elakukan proses

  perancangan sist em ot om asi, sist em m esin NC, sert a m erancang dan m engim plem ent asikan sist em kont rol logika.

• Penilaian:

  ƒ UTS: 40% ƒ UAS: 40% ƒ Lab & Tugas: 20%

• – Kegiat an laborat orium waj ib diik ut i ( 100% absensi)
• – Tugas w aj ib dikum pulkan t epat w akt u

  2 TI-3222: Otomasi Sistem Produksi - 1

• Prasyarat :
• Referensi:
• – Com put er Aided Manufact ur ing, by T- C Chang, R. Wy sk , and H- P Wang. Prent ice Hall, 1998
• – Com put er I nt egrat ed Design and Manufact uring, by D. Bedw ort h, M. Hender son, and P. Wolfe, McGr aw - Hill, 1991
• – Thom as O. Boucher , " Com put er Aut om at ion in Manufact uring," Chapm an & Hall, 1996
• – Pet ruzella, F.D., I ndust r ial Elect r onics, MCGr aw - Hill, Singapor e, 1996
• – Asfahl, C.R., Robot s and Manufact uring Aut om at ion, John wiley & Sons, Singapor e, 1995

  TI-3222: Otomasi Sistem Produksi - 1 D e pa r t e m e n Te k n ik I n du st r i FTI - I TB

  ƒ TI 2121 – Proses m anufakt ur ƒ TI 2241 – Logika pem rogram an dan kom put er ƒ EL2116 - Rangkaian elekt rik dan elekt ronika

  ƒ Ut am a

  ƒ Pendukung

Rencana Perkuliahan

  4 D e pa r t e m e n Te k n ik I n du st r i FTI - I TB

  K, R Memahami jenis-jenis diagram elektrik serta mampu membaca dan membuat diagram elektrik

  Activity K/P/R/X/U Tujuan Instruksional Khusus (TIK) Sub Topik Topik Mg #

  Otomasi 1.

  Pengertian otomasi Konsep dan Model Dasar Sistem

  K Memahami perkembangan teknologi otomasi serta jenis-jenis sistem otomasi Perkembangan teknologi otomasi,

  K Memahami prinsip-prinsip perancangan otomasi Perancangan dan persiapan otomasi 2.

  Diagram Elektrik Industri 3.

  Diagram ladder, diagram pengkawatan, diagram penampang saluran, diagram koneksi, diagram block

  Rangkaian Elektronik dan Gerbang Logika 4.

  U UTS - - 8. K Memehamai dasar-dasar sistem pengendali serta jenis-jenis pengendali

  Dasar-dasar simbol, Hukum logika, Sistem bilangan, Rangkaian logika praktis

  K, P Memahami simbol-simbol dan hukum logika serta mampu membuat rangkaian logika praktis

  TI-3222: Otomasi Sistem Produksi - 1

  K, P Memahami jenis-jenis peralatan pengendali: utama /pengarah dan saklar Peralatan pengendali utama dan pengarah, Saklar manual dan mekanik

  K Memahami jenis-jenis peralatan pengendali: transducer, sensor dan aktuator Transducer dan sensor, Aktuator 6.

  Pengendali 7.

  Sistem pengendali tertutup, Jenis- jenis pengendali Teori dan Dasar Sistem

  Peralatan Pengendali di Industri 5.

Rencana Perkuliahan

  K Memahami fungsi PLC serta komponen- komponen PLC Tujuan pemakaian PLC, Arsitektur

  ƒ Karakt erist ik dari ot om asi Det roit :

  ƒ I st ilah ot om asi ( aut om at ion ) pert am a kali digunakan oleh Mgr. Fords di Det roit , m enggant ikan kat a ot om at is ( aut om at ic ) . ƒ Ot om asi Det roit digunakan untuk m enj elaskan:

  6 D e pa r t e m e n Te k n ik I n du st r i FTI - I TB Perkembangan Teknologi Otomasi

  Activity K/P/R/X/U Tujuan Instruksional Khusus (TIK) Sub Topik Topik Mg # TI-3222: Otomasi Sistem Produksi - 1

  Komunikasi Data dan Lokal Area Network pada Sistem Manufaktur 9.

  Fondasi komunikasi data, Pengkodean data, Komunikasi serial/parallel, Teknik mentransfer data, Jaringan komputer

  K, P Memahami teknik-teknik komunikasi data serta mampu melakukan pemindahan data secara serial, parallel maupun melalui sistem jaringan

  PLC Programmable Logic Controller 10.

  Diagram ladder, Pemrograman PLC 11.

  TI-3222: Otomasi Sistem Produksi - 1 D e pa r t e m e n Te k n ik I n du st r i FTI - I TB

  K, P Mampu menyusun diagram ladder serta mengoperasikan PLC dari suatu sistem nyata

  Pengendalian dan Pemrograman Numerik 12.

  K, Memahami teknik pengendalian numeric Sejarah NC, Komponen-komponen NC, Sistem koordinat

  NC 13.

  K, P Mampu membuat program NC dari suatu proses pemesinan Kode simbolik NC, Pemrograman

  Flexible Manufacturing System Topik Lanjut: Hard Automation 14.

  K Memahami sistem manufaktur flexible serta jenis-jenis FMS dan memahami teknik integrasi atar komponen hardware sebuah FMS

  CAM CAD/CAM Topik Lanjut: Soft Automation 15.

  U UAS - - 16. K Memahami cara kerja CAD/CAM serta teknik-teknik integrasi antara CAD dan

• Ot om asi Det roit
• – Alat m ekanis unt uk handling diant ara m esin perkakas sehingga m enj adi suat u lint as produksi yang kont inu.
>– Mekanism e t anpa bant uan operat or
• – Alat t ransfer
• – Operasi perm esinan dilak uk an secara sekuensial
• – Benda kerj a ber gerak dengan sendirinya
• – Ut ilisasi yang t inggi
• – Special purpose ( pem bent ukan blok m esin)

  D e pa r t e m e n Te k n ik I n du st r i FTI - I TB Otomasi Detroit

• Kelanj ut an ot om asi Det roit :

  ƒ Perakit an m ot or list rik, radio, TV ƒ “ Aut om at ed push butt on fact ory” ƒ Pengendali ot om at is proses kont inu

• Teknologi yang digunakan:

  ƒ Pneum at ik ƒ Elekt rik ƒ Kom put er

  TI-3222: Otomasi Sistem Produksi - 1 D e pa r t e m e n Te k n ik I n du st r i FTI - I TB

  Pemetaan perkembangan teknologi terhadap waktu Prod. Line / Mass. Prod, perkakas tangan mesin mesin perkakas jig, gages

Mass. Prod Mgt. Sci.

Komputer 1980 Whitney, 1945 jaman batu revolusi industri 1920 komponen mampu tukar Sci. banyak, Tech daya, presisi perubahan baik, membuat sesuatu, standar lebih cepat, murah bukan menunggu lebih baik hidup small batch Mass Production

  8 TI-3222: Otomasi Sistem Produksi - 1

  D e pa r t e m e n Te k n ik I n du st r i FTI - I TB Otomasi (Automation)

• Pengendali proses t erot om asi ( aut om at ed) unt uk

  m encapai akurasi, presisi dan yang lebih pent ing lagi produkt ivit as.

• Dalam sit uasi sist em m anufakt ur saat ini,

  ot om asi m encoba unt uk m em enuhi st rat egi persaingan dalam bent uk QCDF ( Qualit y, Cost ,

  Delivery dan Flexibilit y) .

• I de dasar ot om asi:

  ƒ Penggunaan elekt rik dan/ at au m ekanik unt uk m enj alankan m esin/ alat t ert ent u ƒ Disert ai “ otak” yang m engendalikan m esin/ alat t ersebut. ƒ Agar produkt ivit as m eningkat dan ongkos m enurun.

  TI-3222: Otomasi Sistem Produksi - 1 D e pa r t e m e n Te k n ik I n du st r i FTI - I TB

  Otomasi (Automation)

• Pengendalian yang “ baik” dim ungkinkan oleh

  elekt ronik : ƒ Munculnya I nt egrat ed Circuit ( I C) pada t ahun 1960- an ƒ Munculnya m icroprocessor pada t ahun 1970- an

• Penurunan ongkos I C dan m ikroprocessor

  m elahirkan Revolusi I ndust ri I I

• Deraj at / t ingkat ot om asi:

  ƒ Ot om asi indust ri t ergant ung dari kem am puan m engendalikan proses dengan sedikit at au t anpa bant uan m anusia

  1 0 TI-3222: Otomasi Sistem Produksi - 1

  D e pa r t e m e n Te k n ik I n du st r i FTI - I TB Pengendali

• Pengendalian m eliput i :

  ƒ Menghidupkan/ m enj alankan ƒ Mem at ikan/ m enghent ikan ƒ Mengat ur gerakan ƒ Mengat ur posisi/ aliran

• Kem am puan m engendalikan produk akt ual dengan produk

  yang diinginkan dan m elakukan penyesuaian

• Jant ung pengendali ot om asi m odern adalah elekt ronik
• Dengan elekt ronik dim ungkinkan dirancangnya sist em

  ot om at is yang kom pleks dan fleksibel

  TI-3222: Otomasi Sistem Produksi - 1 D e pa r t e m e n Te k n ik I n du st r i FTI - I TB

  Paradigma perubahan pada sistem manufaktur

• Paradigm a perubahan pada sist em m anufakt ur

  dari 1980- sekarang: ƒ Kom pet isi int ernasional ƒ Kualit as yang baik ƒ Harga yang m urah ƒ Wakt u yang pendek

• Teknologi berbasis kom put er :

  ƒ NC, robot ika, CAD, CAM, FMS, CI M

• Pada indust ri m anufakt ur m odern, kunci unt uk bert ahan hidup adalah m engot om asi sist em dengan m em elihara fleksibilit asnya

  1 2 TI-3222: Otomasi Sistem Produksi - 1

  D e pa r t e m e n Te k n ik I n du st r i FTI - I TB Pengertian otomasi

• Teknologi yang m em anfaat kan aplikasi m ekanik,

  elekt ronik dan sist em kom put er unt uk m engoperasikan dan m engendalikan operasi

• Perm asalahan ( ut am a) yang ingin diselesaikan m enggunakan ot om asi:

  1. Tenaga kerj a

  ƒ Kelangkaan t enaga kerj a yang ahli / t ram pil ƒ Jum lah t enaga kerj a yang t inggi

  2. Daya beli

  TI-3222: Otomasi Sistem Produksi - 1 D e pa r t e m e n Te k n ik I n du st r i FTI - I TB

  Sistem Otomasi

• Jenis sist em ot om asi dapat dikelom pokkan

  m enj adi: ƒ

  Num erical Cont rolled Machine Tools ( NC, CNC)

  ƒ Program m able Cont roller ( PC / PLC) ƒ Aut om at ic St orage and Ret rieval Syst em ( AS/ RS) ƒ

  Robot ics

  ƒ

  Flexible Manufact uring Syst em s ( FMS)

• Manfaat dari ot om asi:

  ƒ Out put m eningkat ƒ Ket elit ian m eningkat ƒ Waktu proses m enurun ƒ Area produksi m enurun ƒ Tenaga kerj a m enurun

  1 4 TI-3222: Otomasi Sistem Produksi - 1

  D e pa r t e m e n Te k n ik I n du st r i FTI - I TB Mekanisasi VS Otomasi

• Mekanisasi

  ƒ Susunan operasi yang akan bekerj a pada suat u m at erial t ert ent u. ƒ Jika sem ua peralat an baik dan m at erial t idak bervariasi, m aka produk akan sesuai dengan yang dikehendaki.

• Pengendali Ot om at is

  ƒ Produk diinspeksi secara ot om at is, inform asi diproses unt uk m elakukan pengat uran

• Konsep ot om asi

  ƒ Meniru m anusia ƒ Sensing Æ t hinking Æ decision m aking

• Mekanisasi : usaha unt uk m em bant u m anusia dari usaha

  fisik

• Ot om asi : usaha unt uk m em bant u m anusia dari usaha

  m ent al TI-3222: Otomasi Sistem Produksi - 1

  D e pa r t e m e n Te k n ik I n du st r i FTI - I TB Contoh sistem otomasi

  Pengatur Tekanan Pengatur Kecepatan 1 6 TI-3222: Otomasi Sistem Produksi - 1

  D e pa r t e m e n Te k n ik I n du st r i FTI - I TB Desain untuk Otomasi

• Desain pr oduk harus m em ungkinkan unt uk

  diproduksi dan dirakit

• Kom ponen/ produk m em ungkinkan unt uk: diubah orient asi, reposisi, at aupun dirakit .
• Ket idakt elit ian dalam m em perhat ikan hal di at as

  akan m em buat ot om asi sulit dit erapkan

  TI-3222: Otomasi Sistem Produksi - 1 D e pa r t e m e n Te k n ik I n du st r i FTI - I TB

  Desain untuk Otomasi

• Hal- hal yang perlu diperhat ikan pada suat u

  proses pem buat an kom ponen/ produk ant ara lain: ƒ Kesim et rian – Kesim et rian part akan m em udahkan unt uk ot om asi.

• – Kesim et rian t erkadang m em buat ot om asi m enj adi sulit dilakukan.
• – Perhat ikan Gam bar 3 & 4.

  1 8 TI-3222: Otomasi Sistem Produksi - 1 Desain untuk Otomasi TI-3222: Otomasi Sistem Produksi - 1

  2 0 D e pa r t e m e n Te k n ik I n du st r i FTI - I TB Desain untuk Otomasi

  TI-3222: Otomasi Sistem Produksi - 1 D e pa r t e m e n Te k n ik I n du st r i FTI - I TB

• Part s t angling

  ƒ Pegas: diperlukan t indakan unt uk m engelim inasi bagian- bagian dari pegas yang dapat m em buat kelom pok pegas m enj adi kusut . Perhat ikan Gam bar 5.

  D e pa r t e m e n Te k n ik I n du st r i FTI - I TB Desain untuk Otomasi

• Desain unt uk feeding

  ƒ Proses feeding:

• – Sist em t rack , biasanya m enggunakan vibrasi at aupun gr avit asi at au gaya lain unt uk m em indahk an sat u k eping part dari sat u lokasi ke lokasi lainnya.
• – Oleh karena it u, part harus didesain sedem ik ian r upa sehingga dapat dit ransport asikan dalam k eadaan nor m al, t idak saling t um pang t indih, at au t er j adi reposisi pada saat t ransport asi. Perhat ikan Gam bar 6.

  TI-3222: Otomasi Sistem Produksi - 1 D e pa r t e m e n Te k n ik I n du st r i FTI - I TB

  Desain untuk Otomasi

• Desain unt uk pengarahan

  ƒ Suat u part yang akan dim asukkan ke suat u lubang:

• – m en- t irus- kan bagian uj ung part , dan at au m ent ir usk an lubang yang akan dim asuk i. Perhat ikan Gam bar 7.

  2 2 TI-3222: Otomasi Sistem Produksi - 1

  D e pa r t e m e n Te k n ik I n du st r i FTI - I TB Desain untuk Otomasi

• Pengencang

  ƒ Sem akin banyak baut dan pengencang m enyulit kan unt uk ot om asi. ƒ Unt uk it u perlu didesain produk sedem ikian rupa sehingga unt uk bagian yang perlu dikencangkan t idak diperlukan baut at aupun pengencang yang banyak, nam un cukup suat u m ekanism e pengencang dan sedikit baut at au pengencang. Jika m em ang pengencang t erpaksa harus dipergunakan, m aka st andarisasi ukuran dan bent uk akan m em bant u dalam proses ot om asi t ersebut . Perhat ikan Gam bar 8.

  TI-3222: Otomasi Sistem Produksi - 1 D e pa r t e m e n Te k n ik I n du st r i FTI - I TB

  Desain untuk Otomasi 2 4

  TI-3222: Otomasi Sistem Produksi - 1

  TI-3222: Otomasi Sistem Produksi - 1 D e pa r t e m e n Te k n ik I n du st r i FTI - I TB

  Desain untuk Otomasi • Berbagai cont oh kasus dapat dilihat pada Gam bar 9 dan 10.

  Original design for m echanism t o feed single sheet s of paper int o a print er

• Berbagai cont oh kasus dapat dilihat pada Gam bar 9 dan 10.

  TI-3222: Otomasi Sistem Produksi - 1 2 6 D e pa r t e m e n Te k n ik I n du st r i FTI - I TB

  Desain untuk Otomasi

  Revised design wit h changes t o facilit at e aut om at ed assem bly

  D e pa r t e m e n Te k n ik I n du st r i FTI - I TB Siklus Hidup Produk

• Dengan penggunaan ot om asi, salah sat u

  keunt ungan yang dapat diperoleh adalah m enurunnya siklus w akt u desain produk, at au w akt u yang dibut uhkan unt uk m eluncurkan produk baru dari konsept ual desain, analisa pasar, desain produk dan pengem bangan proses.

  TI-3222: Otomasi Sistem Produksi - 1 D e pa r t e m e n Te k n ik I n du st r i FTI - I TB

  Menstabilkan proses

• Unt uk m em ungkinkan dilakukannya proses

  ot om asi, m aka produk dan proses yang st abil relat if diperlukan.

• Jika produk dan proses berubah- ubah, m aka

  harus dilakukan pendesainan ulang sist em ot om asi, penam bahan perangkat lunak at aupun perangkat keras, pem rogram an ulang t erhadap sist em yang sudah ada, dan akibat nya penerapan ot om asi m enj adi m ahal.

  2 8 TI-3222: Otomasi Sistem Produksi - 1

  D e pa r t e m e n Te k n ik I n du st r i FTI - I TB Kualitas, Reliabilitas dan Otomasi

• Kualit as dan Ot om asi ƒ Kualit as dan ot om asi m em iliki hubungan yang erat .

  ƒ Kualit as t ent unya berkait an dengan pengendalian kualit as. ƒ Ot om asi dapat dit erapkan j ika proses dapat dikendalikan dengan ket at .

• Reliabilit as m esin

  ƒ Pada suatu sist em produksi yang ot om at is, m esin untuk berj alan secara ot om at is t anpa supervisi dari operat or. ƒ Reliabilit as m esin perlu diperhat ikan untuk m enj aga supaya kerusakan pada sat u subsist em t idak berpengaruh pada subsist em lainnya. ƒ Param et er yang dipergunakan: ket ersediaan ( availabilit y) , dan m aint ainabilit y.

  TI-3222: Otomasi Sistem Produksi - 1 D e pa r t e m e n Te k n ik I n du st r i FTI - I TB

  Manfaat otomasi

• Manfaat ot om asi dapat dij abarkan sebagai

  berikut : ƒ Out put m eningkat ƒ Ket elit ian m eningkat ƒ Waktu proses m enurun ƒ Area produksi m enurun ƒ Tenaga kerj a m enurun

  3 0 TI-3222: Otomasi Sistem Produksi - 1

• Unt uk m enerapkan ot om asi di perusahaan,
• – Work st udy
• – Met hod st udy
• – Work m easurem ent
• – Fisibilit as per baik an t eknik produk si ( elim inasi operasi, kom binasi operasi, perbaikan operasi)

  TI-3222: Otomasi Sistem Produksi - 1 D e pa r t e m e n Te k n ik I n du st r i FTI - I TB

  Persiapan Otomasi

  beberapa persiapan yang harus dilakukan: ƒ Jenis produksi: j ob order, bat ch, dan kont inu ƒ St udi proses produksi:

  ƒ Est im asi ongkos : ekonom i t eknik ƒ Perencanaan dan pengendalian produksi

Harapan dari otomasi

• Mem perpendek w akt u kerj a
• Kondisi kerj a yang am an
• Harga m urah, kualit as baik
• Kesem pat an kerj a
• Meningkat kan st andar hidup

  TI-3222: Otomasi Sistem Produksi - 1 3 2 D e pa r t e m e n Te k n ik I n du st r i FTI - I TB

  D e pa r t e m e n Te k n ik I n du st r i FTI - I TB Alasan perlunya otomasi (1)

• Meningkat kan produkt ivit as

  ƒ Keluaran produksi per j am yang lebih t inggi dapat dicapai dengan ot om asi, dibandingkan dengan operasi m anual

• Ongkos t enaga kerj a yang t inggi

  ƒ Upah buruh selalu m eningkat . Oleh karena itu, invest asi t inggi dari t eknologi ot om asi t elah dapat dibenarkan secara ekonom i unt uk m enggant ikan operasi- operasi m anual

• Kekurangan t enanga kerj a

  ƒ Kecenderungan di negara m aj u yang m engim por t enaga kerj a

  TI-3222: Otomasi Sistem Produksi - 1 D e pa r t e m e n Te k n ik I n du st r i FTI - I TB

  Alasan perlunya otomasi (2)

• Meningkat kan j um lah t enaga kerj a yang berm inat

  ke sekt or j asa ƒ Adanya pandangan generasi saat ini t ent ang pekerj aan pabrik yang kasar, m em bosankan dan kot or

• Keselam at an kerj a

  ƒ Ot om asi m engubah fungsi operat or dari peranan yang m enunt ut part isipasi akt if ke suat u peran pengawasan ( supervisory)

• Ongkos bahan baku yang t inggi

  ƒ Tingginya harga bahan m ent ah m enunt ut sem akin t ingginya efisiensi penggunaan bahan m ent ah t ersebut .

  Mengurangi kegagalan produk adalah salah sat u keunt ungan ot om asi.

  3 4 TI-3222: Otomasi Sistem Produksi - 1

  D e pa r t e m e n Te k n ik I n du st r i FTI - I TB Alasan perlunya otomasi (3)

• Meningkat kan kualit as

  ƒ Selain m eningkat kan kecepat an produksi, ot om asi j uga m eningkat kan konsist ensi dan kesesuaian t erhadap spesifikasi kualit as produk

• Mengurangi “ m anufact uring lead t im e”

  ƒ Ot om asi m engurangi wakt u ant ara cust om er- order dan delivery- product .

• Mengurangi “ in- process invent ory”

  ƒ Ot om asi m engurangi wakt u yang dihabiskan sebuah benda kerj a/ produk di dalam pabrik

  TI-3222: Otomasi Sistem Produksi - 1 D e pa r t e m e n Te k n ik I n du st r i FTI - I TB

  Alasan perlunya otomasi (4)

• Bila t idak dilakukan ot om asi, ongkosnya t inggi

  ƒ Keuntungan penerapan ot om asi seringkali m uncul dengan cara yang t idak dapat dihit ung at au t erduga, sepert i m isalnya m eningkat nya kualit as produk, m eningkat kan penj ualan dan m encipt akan im age perusahaan yang lebih baik.

  3 6 TI-3222: Otomasi Sistem Produksi - 1

  D e pa r t e m e n Te k n ik I n du st r i FTI - I TB Argumen untuk tidak menerapkan otomasi

• Pekerj aan t enaga m anusia m enj adi t urun

  deraj at nya. Ot om asi m em indahkan ket ram pilan yang diperlukan pada suat u pekerj aan dari m anusia/ operat or ke m esin

• Akan t erj adinya penurunan j um lah kebut uhan t enaga kerj a yang dapat m enim bulkan pengangguran
• Ot om asi dapat m enurunkan kem am puan daya beli m asyarakat , yang disebabkan karena m enurunnya kem am puan ekonom i m asyarakat akibat m eningkat nya j um lah pengangguran

  TI-3222: Otomasi Sistem Produksi - 1 D e pa r t e m e n Te k n ik I n du st r i FTI - I TB

  Argumen untuk menerapkan otomasi

• Ot om asi adalah kunci unt uk m enurunkan j um lah

  hari kerj a ( per m inggu)

• Ot om asi m em berikan lingkungan kerj a yang lebih

  am an bagi para pekerj a

• Sist em produksi t erot om asi m enghasilkan produk

  yang lebih baik dengan harga yang lebih rendah

• Pert um buhan indust ri ot om asi akan

  m eningkat kan kesem pat an kerj a

• Ot om asi adalah salah sat u cara unt uk m eningkat kan st andar hidup m anusia.

  3 8 TI-3222: Otomasi Sistem Produksi - 1

• Lihat bullet ing board LSP

  TI-3222: Otomasi Sistem Produksi - 1 D e pa r t e m e n Te k n ik I n du st r i FTI - I TB

  Tugas 1

  ƒ htt p: / / board.lspit b.org