PENDAHULUAN
Computer-aided design (CAD) atau computer-aided design and drafting (CADD), merupakan satu bentuk otomatisasi yang membantu perancang untuk memperbaiki gambar, spesifikasi, dan elemenelemen yang berhubungan dengan perancangan yang menggunakan efek grafik khusus dan perhitungan program-program komputer. Teknologi yang digunakan untuk bermacam produk dalam lingkungan dan arsitektur, elektronik, dan erodinamika (ilmu dinamika udara), teknik otomotif dan desain produk. Walaupun sistem CAD biasanya tidak selalu menggambar otomatis, biasanya meliputi pemodelan 3 dimensi dan model operasi simulasi komputer. Sistem CAD dijalankan melalui PC untuk desain dan pemodelan 2D serta proses drafting, kemudian dijalankan dan diintegrasikan dengan sistem CAM (Computer Aided Manufacture) yang disesuaikan dengan format mesin CNC (Computer Numeric Control) yang akan digunakan.
Perkembangan komputer untuk tujuan desain dimulai sejak awal tahun 1960 Pada masa sebelumnya bidang desain menggunakan media kertas gambar dan kalkir dan dipergunakan di setiap sekolah kejuruan dan industry manufaktur.
Pada tahun 1970 sistem CAD mulai dikenal dan digunakan secara luas, namun pengembangannya masih terbatas pada desain 2D.
Tahun 1980 teknologi solid drawing mulai dikenal dipakai dalam program aplikasi desain CAD (RomulusTM, Uni-Solid Catia).Tahun 1982 Autodesk mengeluarkan aplikasi AutoCad 2D, kemudian tahun 1988 diperkenalkan Pro Eng dengan fitur utama modelling methods dan parameter linked.Awal tahun 1990 dunia mengenal B-rep Solid modeling kernels (aplikasi untuk manipulasi model geometrid topologi objek 3D), aplikasi ini kemudian banyak dikembangkan oleh berbagai perusahaan pembuat aplikasi CAD. Seiring dengan kemajuan jaman mulai bermunculan program aplikasi desain salah satunya Solid Work tahun 1995, Solid Edge tahun 1996, IronCad tahun 1998.
Pada tahun 1970 sistem CAD mulai dikenal dan digunakan secara luas, namun pengembangannya masih terbatas pada desain 2D.
Tahun 1980 teknologi solid drawing mulai dikenal dipakai dalam program aplikasi desain CAD (RomulusTM, Uni-Solid Catia).Tahun 1982 Autodesk mengeluarkan aplikasi AutoCad 2D, kemudian tahun 1988 diperkenalkan Pro Eng dengan fitur utama modelling methods dan parameter linked.Awal tahun 1990 dunia mengenal B-rep Solid modeling kernels (aplikasi untuk manipulasi model geometrid topologi objek 3D), aplikasi ini kemudian banyak dikembangkan oleh berbagai perusahaan pembuat aplikasi CAD. Seiring dengan kemajuan jaman mulai bermunculan program aplikasi desain salah satunya Solid Work tahun 1995, Solid Edge tahun 1996, IronCad tahun 1998.
A. PENGERTIAN
Computer-Aided Design (CAD) digunakan secara luas di perangkat yang berbasis komputer yang membantu insinyur teknik,arsitek, profesional perancangan yang banyak bekerja dengan aktivitas rancangan.Perangkat otoritas utama geometri dalam proses Siklus hidup Manajemen Produksi yang meliputi perangkat lunak dan perangkat keras. Paket yang ada dari vektor 2 Dimensi berdasarkan gambaran sistem ke permukaan parametrik 3 Dimensi dan pemodelan perancangan solid.
Computer Aided Manufacturing (CAM) adalah sebuah sistem yang secara otomatis mampu menghasilkan produk/ benda kerja (finish product) melalui penggunaan perangkat permesinan yang dikendalikan oleh komputer.
Proses produksi memerlukan pembuatan perencanaan proses dan penjadwalan produksi, yang menjelaskan bagaimana suatu produkdibuat , sumberdaya apa yang diperlukan dan kapan serta dimana sumberdaya ini akan dikirimkan. Proses produksi juga memerlukan pengendalian dan koordinasi yang diperlukan untuk proses fisik, peralatan, material, dan tenaga kerja. Dengan CAM, komputer membantu manajer, insinyur teknik/manufakturing, dan pekerja produksi dengan tugas-tugas produksi secara otomatisasi. Computer membantu untuk mengembangkan proses perencanaan, order, dan jalur material, serta memonitor jadwal produksi. Juga membantu mengendalikan mesin, industri robot,pengujian peralatan, dan sistem yang yang memindahkan dan menyimpan material di dalam pabrik. Integrasi Computer Aided Manufacture (CAM) dengan sistem Computer-Aided Design menghasillan proses manufaktur yang lebih cepat dan lebih efisien. Metodologi ini digunakan di area manufaktur yang berbeda.Dalam manufaktur sistem CAM, ComputerNumeric Control (CNC) digunakan untuk melakukan proses permesinan dan perancangan.Di banyak kasus sistem CAM akan bekerja dengan perancangan CAD yang dibuat di lingkungan 3 Dimensi. Programmer CNC akan menentukan operasi mesin dan sistem CAM yang akan membuat program CNC. Kompatibilitas sistem CAD/CAM dibatasi untuk kebutuhan pengenalan kembali konfigurasi bidang kerja bagi sistem CAM. Dengan kata lain: perangkat lunak CAM biasanya terdapat bersama dengan mesin CNC.
B. RUANG LINGKUP PEMAKAIAN CAD/CAM
· Arsitektur, Teknik, dan Konstruksi
· Mekanik
1. Automotif
2. Penerbangan
3. Consumer Goods
4. Mesin-mesin
5. Bangunan Kapal
· Electronika dan Listrik
· Perencanaan Proses Manufaktur
· Rancangan Rangkaian Digital
· Aplikasi Perangkat Lunak
C. KEGUNAAN
Kegunaan sistem Computer Aided Design meliputi :
· Pembuatan frame kabel geometri
· Fitur Parametrik 3D berdasarkan pemodelan
· Pemodelan permukaan dengan bentuk bebas
· Perancangan perakitan otomatis. Yang mengumpulkan bagian-bagian komponen
dan/atau perakitan lain.
· Membuat gambar teknik dari model-mode yang solid.
· Pemakaian ulang rancangan komponenkomponen
· Memudahkan modifikasi perancanga model dan produksi bermacam versi.
· Menghasilkan komponen standard perancangan otomatis.
· Validasi/verifikasi perancangan terhadap aturan spesifikasi dan perancangan.
· Simulasi perancangan tanpa membangun satu prototipe fisik.
· Keluaran dokumentasi fisik, seperti gambar manufaktur, dan pembayaran material yang menggambarkan kebutuhan untuk membangun produk.
· Rutin-rutin Impor/Ekspor pertukaran data dengan paket perangkat lunak yang lain.
· Keluaran rancangan data secara langsung untuk fasilitas manufaktur.
· Keluaran secara langsung prototype secara cepat atau Mesin Manufaktur secara cepat untuk prototype industri.
· Mengelola dan memelihara pustaka bagian bagian dan perakitan.
· Menghitung bagian-bagian properti secara masal dan perakitan.
· Membantu menvisualisasi dengan bayangan,rotasi, penyembunyian garis, dan lain sebagainya.
· Parametrik Bi-Directional (modifikasi dari beberapa fitur yang direfleksikan di semua informasi bersandarkan pada fitur, gambar, properti masal, perakitan, dan lain sebagainya)
· Kinematika, interferensi dan pengecekan rakitan.
· Paket komponen elektrik.
· Pencantuman kode pemrograman dalam satu model untuk pengendalian dan menghubungkan attribut-attribut model yang berhubungan.
· Programmable studi perancangan dan optimasi
D. Teknologi Perangkat Lunak Untuk CAD/CAM
Perangkat lunak untuk sistem CAD/CAM dikembangkan pertama dengan bahasa pemrograman komputer seperti Fortran, tetapi yang dikembangkan dengan metode pemrograman berorientasi objek secara radikal telah banyak mengalami perubahan. Pengembangan pemodelan berdasarkan fitur parametrik modern dan sistem permukaan bentuk bebas dibangun dengan bahasa pemrograman C, modul-modul dengan API nya sendiri
E. Teknologi Perangkat Keras dan Sistem Operasi CAD/CAM
Saat ini banyak stasiun kerja komputer seperti window yang berbasis PC; beberapa sistem CAD juga bisa dijalankan di sistem operasi UNIX atau LINUX. Untuk perancangan produksi yang agak komplek , diperlukan mesin-mesin dengan kecepatan tinggi (dan mungkin memerlukan banyak) CPU dengan sejumlah besar RAM lebih direkomendasikan. Interface manusia dan komputer melalui satu mouse komputer tetapi bisa juga melalui satu pen dan digitizing tablet grafik. Manipulasi dari gambar model pada layar bisa juga dilakukan dengan menggunakan spacemouse/spaceball. Beberapa sistem juga mendukung stereoscopic glasses untuk gambar model 3D.
Ada 2 tipe perangkat lunak CAD (computer aided design). Perangkat lunak perancangan 2 Dimensi memungkinkan perancang untuk merancang bentuk dengan sangat dibatasi properti 3 Dimensi .
1. Menggambar model 2 Dimensi menggunakan perangkat lunak rancangan TechSoft 2D.
2. Setelah rancangan dilengkapi, maka gambar akan diproses. Mengubah gambar menjadi lebih detail pada serangkaian koordinat X, Y, dan Z. Pemrosesan harus sudah diletakkan sebelum mesin CNC memotong rancangan dari material. Ketika mesin CNC membentuk material pemotong berdasarkan kordinat, secara berurutan sampai bentuk yang diinginkan.
3. Perangkat lunak CAD/CAM memungkinkan perancangan untuk rancangan manufakturnya pada satu komputer dari pada membuat yang sebenarnya. Pengujian rancangan menggunakan perangkat lunak ‘Simulasi’( perangkat lunak ‘CAD/CAM Design Tools’).
Ketika rancangan dijalankan melalui perangkat lunak simulasi, komputer menampilkan proses manufakturing pada layar. Juga mengecek apakah rancangannya sudah bisa dimanufaktur dengan sukses atau tidak. Banyak rancangan yang diubah sebelum bisa dibuat oleh mesin CNC.
4. Setelah semua pengujian dan perbaikan untuk rancangan dilakukan, terakhir dilakukan manufaktur.
Dua prinsip utama obyek CAD (Computer Aided Design) adalah :
1. Menambah produktivitas hasil rancangan
2. Menghasilkan informasi, graphical numerical, dan tekstural yang diperlukan untuk manufaktur
Tujuan pertama meliputi pemakaian komputer untuk mensimulasikan rancangan produk dan dapat dianalisa dan diuji. Diagram diatas (gambar 1) menunjukkan CAE dan CAD menjadi lebih tidak dapat dipisahkan sebagai tingkatan siklus produksi.Output dalam bentuk grafis/gambar dengansecara langsung dari masukan yang disediakan seorang ahli/insinyur. Simulasi komputer seringkali sebagai nilai tambah, atau penggantian yang tepat, konstruksi model fisik untuk pengujian . Output dari proses CAD sering disesuaikan untuk interface dengan sistem CAM.
INTERFACE ANTARA CAD DAN CAM
`Hasil dari phase CAD adalah analisa dan pengujian produk oleh komputer diberikan dengan model geometrik dalam rancangan Database. Model-model ini menyediakan input dimana perencanaan manufakturing secara terinci dibuat.Dari gambar teknik, program APT dibuat dengan pertama kali menggambar bagian secara geometrik dan kemudian alat digerakkan yang diperlukan untuk memotong bagian-bagian. Program APT dikompile pada satu komputer, outputnya adalah control tape/pita perekaman/disk. Alat perekaman pengendali kemudian disisipkan dalam peralatan mesin elektronik numerical control untuk unit pengendali yang menghasilkan urutan instruksi dimana peralatan dapat menghasilkan bagian-bagiannya .
Keuntungan CAD dibanding Manual
1. Kualitas gambar konstan, tidak terlalu tergantung pada skill penggambar sebagaimana gambar manual.
2. Relatif lebih akurat dan cepat pengerjaannya karena menggunakan komputer.
3. Dapat diedit, ditambah-kurang tanpa harus memulai dari awal.
4. Dapat menjadi data base yang menyimpan berbagai informasi penting yang dibuat oleh drafter dan dapat diakses langsung oleh pengguna lain.
5. Dapat dibuat library untuk komponen-komponen standar atau komponen yang digambar/ dipergunakan berulang-ulang dalam gambar (misalnya: baud, mur, simbol-simbol,dll.)sehingga mempermudah dan mempercepat dalam proses pembuatan gambar.
6. Lebih mudah dan praktis dalam dokumentasi, duplikasi, dan penyimpanannya.
7. Dapat dibuat dengan berbagai warna sehingga lebih menarik dan mudah dipahami.
Manfaat dan keunggulan dari teknologi CAD/CAM yang dapat menciptakan
keunggulan bersaing adalah sebagai berikut :
• Respon cepat
Perusahaan-perusahaan yang banyak kehilangan order karena keterlambatan pengiriman dapat memanfaatkan teknologi CAD/CAM untuk mempercepat proses disain dan siklus manufaktur. Biasanya keterlambatan bersumber pada pembuatan gambar yang lama, uji prototipe, proses pemberitahuan
perubahan produk dan lain-lain, dalam hal ini kita dapat mengandalkan CAD/CAM
untuk mempercepatnya. Sebagai contoh, jika test prototipe/produk yang menjadi masalah kritis maka CAD dapat mempercepatnya dengan membuat simulasi komputer.
• Disain manufaktur yang lebih fleksibel dan besar.
. Secara tradisional proses produksi dilakukan dengan 2 macam mesin yaitu
General Purpose Machine untuk produksi batch dan Dedicated Machine untuk produksi masal. Produksibatch memungkinkan fleksibilitas yang tinggi, tetapi mengakibatkan biaya produksi per unit yang tinggi untuk operasi. Sedangkan produksi masal menyebabkan biaya produksi per unit lebih murah tetapi menghilangkan fleksibilitas. Dengan CAD/CAM dan Flexible Manufacturing perusahaan akan memperoleh keduanya yaitu fleksibilitas disain produk dan biaya produksi per unit yang lebih murah seperti pada produksi masal. Dalam cara tradisional, memproduksi produk yang rumit dan beragam akan meningkatkan biaya produksi per unit. Dengan komputer ditugaskan untuk menangani kerumitan ini tidak menjadi masalah lagi, komputer akan melakukan pengelompokkan suku cadang yang mirip/sama didalam database secara otomatis sehingga biayaproduksi per unit dapat tetap ditekan serendah mungkin.
• Meningkatkan mutu produk dan menurunkan biaya produksi per unit.
. Mutu dan kehandalan produk akan ditingkatkan secara tajam dengan teknologi CAD/CAM, apalagi dengan dikembangkannya “Solid Modelling” dan “Parametric Design” didalam CAD/CAM. Hasil akhir dari proses produksi lebih rapi, lebih ergonomis meningkatkan kepercayaan terhadap kekuatan struktur bangunan dan lain-lain. Dan juga membuat produk akhir menjadi lebih ringan,kompak, hemat energi, kinerja yang tinggi dan mekanisme mesin yang lebih sederhana sehingga dapat menurunkan biaya produksi per unit dalam jangka panjang.
• Mengurangi kebutuhan untuk membuat prototipe fisik.
. Perusahaan-perusahaan biasanya mendisain dan membuat suatu produk berulang kali agar memperoleh pengalaman memproduksi agar dapat menghasilkan produk yang memuaskan.Seringkali sampai puluhan kali dibuat prototipe fisik dalam proses pembuatan produk, juga kadang-kadang pelanggan diperbolehkan untuk melakukan beberapa test produk. Produk seperti bangunan, jembatan, satelit, pemacu jantung dan lain-lain harus dibuat secara benar dan sempurna pada waktu pertama kali, produk lain seperti kapal terbang sangat mahal jika dibuat prototipe fisiknya. Tetapi tetap kebutuhan terhadap prototipe tidak dapat dihilangkan, hanyalah prototipe yang dibutuhkan berkurang jauh sebelum produksi penuh dilaksanakan, sehingga menghemat waktu dan biaya. Keempat teknologi dasar dari CAD/CAM yang sudah dibahas diatas dapat menghilangkan dan mengurangi kebutuhan untuk membuat prototipe tradisional. Basis Data dari kinerja yang lalu dan terbaik dapat dimanfaatkan, juga pemanfaatan simulasi grafik, juga simulasi matematis untuk pembuatan bangunan dan prototipe matematis dengan komputer akan mengurangi kebutuhan untuk membuat prototipe fisik. Simulasi komputer dapat bekerja jauh lebih cepat dan murah dan mendekati ketepatan yang tinggi seperti produk nyata, dan kadan-kadang simulasi komputer merupakan satu-satunya cara sebelummemproduksi produk akhirnya. Keuntungan yang lain simulasi komputer adalah kadang-kadang dapat memaksa para ahli untuk mencoba mengerti secara fisika apa yang terjadi dibalik kinerja produk.
•Efisiensi penggunaan ahli yang langka
. Kelangkaan ahli untuk bidang-bidang tertentu kadang-kadang menghambat kemajuan perusahaan. Setiap profesi seringkali sangat sulit dicari. Kadang-kadang terlintas dalam pikiran akan dibuat suatu aplikasi seperti “Expert System”, tetapi mencari ahli dalam pembuatan program Expert System sama sulitnya dengan mencari ahli yang dibutuhkan oleh perusahaan itu sendiri, dan biayanya juga tidak murah. Juga mencari ahli yang mau ilmunya ditransfer kedalam Expert System juga sangat sulit. Selain itu waktu yang dipergunakan sehari-harinya oleh para ahli paling hanya 2 jam untuk pekerjaan engineering tersebut, sisanya dipakai untuk urusan meeting, menulis laporan, mencari informasi, perjalanan, menjawab telpon, mempelajari ilmu baru dan lain-lain. Dalam kondisi semacam ini, strategi yang harus diambil adalah dengan mengambil keterampilan-keterampilan praktis para ahli tersebut untuk dimasukkan kedalam CAD/CAM agar dapat dikerjakan oleh para juniornya. Jadi tidak perlu harus seniorterus menerus. Sebagai contoh, standar elemen disain sangat mudah dibangun dan dimasukkan kedalamCAD/CAM. Jika para disainer seniornya membangun basis datauntuk CAD/CAM, maka para disainer
Junior dapat menggantikan pekerjaan senior nya dengan hasil yang sama bagusnya. Tentunya untuk yang paling rumit tetap harus senio nya yang turun tangan.
Aplikasi Teknologi CAD/CAM
Aplikasi dari teknologi CAD/CAM sangat luas, karena kemampuan komputer
grafik ini sangat dibutuhkan untuk berbagai ilmu pengetahuan dan teknologi yang
memanfaatkan gambar sebagai alat untuk menyampaikan informasi kepada orang lain. Dibawah ini akan diberikan beberapa contoh aplikasi CAD/CAM :
• Industri penerbangan dan CAD/CAM
. Teknologi CAD/CAM memberikan andil yang sangat besar dalam industri pesawat terbang. Dari disain pesawat terbang, simulasi pesawat terbang untuk melatih para pilot, alat navigasi udara dan radar, mengurangi pekerjaan kru pesawat, mempercepat produksi pesawat terbang danlain-lain semua mempergunakan teknologi CAD/CAM ini.
• Industri otomotif
. Dalam industri otomatif CAD/CAM banyak sekali memegang peranan. Hampir setiap komponen mobil didisain dengan CAD/CAM. Yang terakhir adalah aplikasi Navigasi Komputer untuk mobil, dimana alat tersebut dapatmemberikan informasi peta jalan disuatu kota dan dapat memberikan rute paling efisien untuk menuju suatu tempat. Dan juga dapat memberikan informasi jalan-jalan yang sedang macet.
•Analisa dinamis dan simulasi komputer untuk sistim mekanik
. Dalam aplikasi ini kita dapat melihat unjuk kerja suatu kendaraan atau sistim mekanik di layar komputer sebelum prototipe yang mahal harganya dibuat.
•Disain CAD/CAM untuk elektronika
. Terutama dalam pembuatan chip IC (Integrated Circuit) CAD/CAM memegang peranan yang sangat penting. Secara teknik manual disain IC hanya dapat dilakukan untuk chipyang mengandung 20-30 transistor, tetapi dengan bantuan CAD/CAM maka dapat di disain chip yang mengandung sampai jutaan transistor.
•Disain CAD/CAM untuk alat olahraga
. Disain raket tenis dapat menggunakan teknologi ini. Dengan menggunakan analisa elemen hingga dapat diperlihatkan apa yang terjadi kepada raket dan pemain tenis pada waktu bola tenis memukul senar dari raket tenis. Dalam disain kapal boat dapat diperlihatkan aerodinamisnya, faktor pengaruh cuaca terhadap kapal boat, benturan ombak, mobilitas dan tingkat keamanannya.
•Disain CAD/CAM untuk konstruksi bangunan
. Dengan CAD/CAM kita dapat merancang konstruksi bangunan. Misalkan mendisain suatu jembatan, dapat diberikan suatu beban di layar komputer dan komputer akan memperlihatkan akibat dari beban tersebut, seperti lendutan, gaya, momen, penurunan fundasi dan lain-lain. Dapat juga diperlihatkan sampai beban berapa konstruksi tersebut akan runtuh. Kita juga dapat memberikan beban horizontal seperti akibat dari gempa bumi dengan kekuatan berapa skala richter.
•Disain CAD/CAM untuk pembuatan Mold
. Aplikasi CAD/CAM dalam mendisain Mold. Sebuah pabrik sepatu dan sebuah pabrik velg racing membutuhkan Mold untuk memproduksi produk-produk tersebut. Sebelum menggunakan CAD/CAM Mold tersebut dibuat secara manual dengan mempergunakan mesin bubut dan milling biasa. Presisi yang tinggi dari Mold dibutuhkan sekali untuk produk velg racing, tetapi untuk sepatu toleransi nya agak longgar. Dengan CAD/CAM akan dihasilkan Mold dengan presisi yang sangat tinggi.
COMPUTER INTEGRATED MANUFACTURING
PENDAHULUAN
Konsep dasar Computer Integrated Manufacturing (CIM) telah dimulai sejak tahun 1970-an, dimana muncul paradigma baru bahwa terdapat subuah kebutuhan untuk mengintegrasikan seluruh komponene sistem manufaktur. Secara ringkas, CIM merupakan konsep / filosofi untuk mengintegrasikan berbagai fungsi bisnis (marketing, design, distribusi, dan lain-lain) dengan fungsi otomasidi dalam sebuah sistem manufaktur. Fungsi otomasi yang dimaksud adalah integrasi otomasi proses dengan komunikasi data yang menggunakan jaringan komputer. Konsep arsitektur dasar dari CIM dapat disarikan dari CIMOSA (Compute Integrated Manufacturing Open System Architecture) yang ditujukan untuk menunjukkan ruang lingkup integrasi dan kebutuhan manajemen perubahan untuk implementasi konsep CIM.
CIM bukan merupakan sebuah upaya untuk mendirikan pabrik yang terotomasi penuh tanpa intervensi sama sekali oleh operator, melainkan upaya untuk melakukan perbaikan sinergi dari komponen-komponennya secara terus-menerus. Sesuai dengan semangat otomasi dari CIM, maka komponen-komponennya pun didominasi oleh perangkat yang dibantu oleh penggunaan komputer sebagaimana gambar di bawah ini:
Komponen manufaktur dalam gambar tersebut dapat diperluas dengan penggunaan AGV (Automated Guided Vehicle) ataupun komponen-komponen lain yang bersifat otomatis. Meskipun komponen yang dimiliki belum otomatis, tetapi tujuan umum dan operasional penggunaan paling tidak disetarakan dengan komponen yang sejenis/setara. Komponen manufaktur tersebut perlu berbagi database dengan format yang sama, karena masing-masing peralatan dibuat oleh perusahaan yang berbeda. Perlu ada kesepakatan besar untuk menyatukan bahasa program dan platform database yang sama tetapi hal ini akan terkendala dengan kepentingan bisnis perusahaan.
Di sisi lain, berbagai filosofi dalam pengembangan sistem manufaktur telah muncul mulai FMS sampai dengan Virtual Manufacturing. Persoalan mendasar yang dialami adalah bagaimana mengadopsi berbagai filosofi tersebut ke dalam teknis rancang komponen sistem manufaktur. Penyederhanaan konsep perlu dilakukan agar tujuan dasar dari setiap filosofi dapat diserap dalam rancangan teknis sistem manufaktur berbasis CIM, di samping rincian pemetaan sub-sub komponen yang menunjang aspek design, perancangan proses, dan fungsi lainnya dalam komponen sistem manufaktur pembentuk CIM.
Perancangan dan Implementasi CIM memang (dan seharusnya) tampak begitu kompleks karena melibatkan berbagai fungsi bisnis dari hulu (interaksi dengan pemasok) sampai hilir (interaksi dengan customer), dan juga level otomasi dari level operasional (sensor, actuator, PLC, dan proses lainnya) sampai dengan level manufacturing planningdan execution serta level business strategy. Persoalan utama yang dihadapi adalah integrasi komponen yang memiliki bahasa program dan platform database yang berbeda, mahalnya alat yang menyediakan sistem CIM yang lengkap, tantangan mengembangkan kondisi yang ada, menjadi sitem CIM lengkap, data sharing, dan accessibility antar departemen, manajemen perubahan dan juga pengadaan serta pemasangan (attachment) peralatan sistem baru. Berbagai persoalan tersebut sebaiknya direduksi dengan pembatasan tujuan atau ruang lingkup ataupun implementasi bertahap (misal per fungsi bisnis) sebagaimana digambarkan dalam contoh strategi implementasi berikut.
Berdasarkan luasnya ruang lingkup dan kebutuhan analisa integrasi yang mendalam, maka sebetulnya peluang riset dalam bidang inipun cukup banyak. Beberapa literatur (buku, jurnal, artikel lain) umunya masih mengajukan wacana-wacana strategis yang luas, bukan detail, teknis dan mendalam (in-action). Meskipun demikian metodologi yang ditawarkan perlu diacu sebagai referensi awal penelitian yang akan dilakukan.
Penelitian tersebut dapat dilakukan melalui studi kasus di perusahaan tertentu (termasuk UKM) ataupun perusahaan dummy ( dianggap akan didirikan/ Greenfield).
Topik-topik penelitian tersebut dapat dikembangkan menjadi perancangan model melaui rancangan general KPI, modular unit pembentuk sistem maupun optimasi pemilihan komponen pembentuk system manufaktur berbasis JIT ataupun berbagai filosofi sistem manufaktur. Tentunya secara keseluruhan tetap harus dikendalikan oleh kerangka pembentukan CIM yaitu integrated, flexible, dan efficient. Perancangan strategi perubahan dari CIM level saat ini menuju peningkatannya juga merupakan isu menarik yang perlu dikembangkan serta peluang perluasannya ke sektor jasa.
Referensi
Groover, Mikell. P. 2001. Automation, Production system, and Computer-Integrated Manufacturing,2nd edition, Prentice Hall, New Jesery
Lindsrom, V & Winroth, M. 2010. Aligning manufacturing Strategy and Levels of Automation: A case study, Journal of Engineering and Technology Management 27, 148-159
Ang, C.L. 1898. Planning and Implementing Computer Integrated Manufacturing, Computers in Industry 12, 131-140
Kumar, K.D,et.al.2005. Computers in Manufacturing: towards successful implementation of integrated automation system, Technovation 25,477-488
SIM (SISTEM INFORMASI MANUFAKTUR)
PENDAHULUAN
Definisi sistem informasi manufaktur
Manufaktur, dalam arti yang paling luas, adalah proses merubah bahan baku menjadi produk. Proses ini meliputi : perancangan produk, pemilihan material dan tahap‐tahap proses dimana produk tersebut dibuat. Definisi manufaktur secara umum adalah suatu aktifitas yang kompleks yang melibatkan berbagai variasi sumberdaya dan aktifitas perancangan produk, pembelian, pemasaran, mesin dan perkakas, manufacturing, penjualan, perancangan proses, production control, pengiriman material, support service, dan customer service.
Sistem Informasi Manufaktur adalah suatu sistem berbasis komputer yang bekerja dalam hubungannya dengan sistem informasi fungsional lainnya untuk mendukung manajemen perusahaan dalam pemecahan masalah yang berhubungan dengan manufaktur produk perusahaan yang pada dasarnya tetap bertumpu pada input, proses dan output. Sistem ini digunakan untuk mendukung fungsi produksi yang meliputi seluruh kegiatan yang terkait dengan perencanaan dan pengendalian proses untuk memproduksi barang atau jasa. Ruang lingkup sistem informasi manufaktur meliputi Sistem perencanaan manufaktur, Rencana produksi, Rencana tenaga kerja, Rencana kebutuhan bahan baku dan Sistem pengendalian manufaktur.
JENIS-JENIS MODEL
Ada empat jenis dasar dari model, antara lain :
Model Fisik : Adalah penggambaran tiga dimensi dari kesatuannya. Dalam beberapa hal, model ini berukuran lebih kecil dari pada objek yang diwakilinya. Sebagai contoh adalah mainan anak-anak, seperti boneka dan pesawat terbang mainan, dan prototype rancangan yang digunakan oleh perancang mobil. Beberapa model mempunyai ukuran yang sama seperti entity-nya, dan beberapa diantaranya ada yang lebih besar. Ilmuwan mungkin akan menggunakan model fisik telinga manusia yang lebih besar ketika ia mempelajari masalah penyakit tuli, misalnya. Model fisik dapat memenuhi tujuan yang tidak dapat dipenuhi oleh sesuatu yang nyata; bayi tidak dapat dipakai sebagai cetakan untuk pembuatan boneka, pembuat mobil sangan sulit menggunakan mobil asli untuk pencetakan mobil menurut idenya. Dari keempat model yang ada, model fisik mungkin merupakan model yang mempunyai kegunaan paling sedikit bagi manajer bisnis. Biasanya, manajer tidak perlu melihat sesuatu dalam bentuk tiga dimensi untuk memahami dan menggunakannya dalam pemecahan masalah.
Model Naratif : Adalah sebuah jenis model yang digunakan manajer tiap hari, yang dianggap sebagai model. Model Naratif menjelaskan entity (kesatuan)-nya dengan kata lisan atau tertulis. Pendengar atau pembaca dapat memahami entity dari narasi tersebut. Semua komunikasi lisan dan tertulis adalah model naratif, sehingga menjadikannya jenis yang paling populer. Dalam bisnis, informasi tertulis dari komputer dan informasi lisan dari sistem komunikasi informal merupakan contoh dari model naratif ini.
Model Grafis : Jenis model lain yang tetap dalam penggunaannya adalah model grafis. Model grafis mewakili entity-nya dengan abstraksi garis, symbol dan bentuk. Ia seringkali disertai dengan penjelasan naratif. Model grafis digunakan dalam bisnis untuk menyampaikan informasi. Banyak laporan tahunan mengenai pemegang saham perusahaan terdiri dari grafik berwarna untuk menyampaikan kondisi keuangan perusahaan. Grafik juga digunakan untuk menyampaikan informasi kepada manajer.Keberadaan software grafik khusus untuk mikrokomputer sekarang ini lebih difokuskan perhatiannya pada penggunaan grafik dalam pemecahan masalah. Model grafis juga digunakan dalam perancangan sistem informasi. Banyak dari peralatan yang digunakan oleh analis sistem dan programmer adalah bersifat grafis. Yang paling terkenal dari model ini adalah flowchart (kartu pencatat masuk keluarnya barang). Simbol flowchart mewakili proses yang akan dilakukan dan juga mewakili file input dan output. Analis sistem dan programmer menggunakan flowchart untuk membantu memahami sistem maupun untuk
Model Matematis : Model Matematis digunakan dalam pembuatan model bisnis, segala rumus matematika atau persamaan adalah model matematis. Banyak model matematis yang digunakan oleh manajer bisnis bersifat lebih kompleks dari pada yang digunakan dalam pelajaran matematika di perguruan tinggi. Sebagai contoh, rumus yang digunakan untuk menghitung break-even point (titik impas) adalah hanya :
BEP = TFC
P-C
Disini TFC adalah total biaya tetap (fixed cost), P adalah harga penjualan per unit, dan C adalah biaya variabel unit (variable cost). Model titik impas hanya menggunakan satu pertanyaan. Beberapa model matematis menggunakan sejumlah persamaan, seringkali sampai ratusan bahkan ribuan. Model perencanaan pendanaan yang dikembangkan oleh Sun Oil Company, selama tahun awal penggunaan MIS, menggunakan sekitar 2.000 persamaan. Dengan menggunakan model yang begitu banyak mengakibatkan mereka menjadi bingung dan sulit menggunakannya. Sekarang ini cenderung digunakan model yang lebih kecil yang hanya dimaksudkan untuk membantu manajer dalam memecahkan masalah khusus.
Karena bahasa matematika bersifat universal, model matematis tidak mengenal wilayah geografi. Siapa saja yang memahami bahasa dan mengetahui arti simbolnya akan dapat mengerti model tersebut. Inilah salah satu kelebihan model matematis. Kelebihan lainnya adalah ketepatan hubungan diantara bagian dari suatu objek dapat di deskripsikan. Matematika dapat melakukan pengekspresian hubungan dengan lebih banyak dari pada yang dapat dilakukan oleh dua dimensi model grafis atau tiga model fisik. Bagi ahli matematika dan manajer bisnis, yang mengetahui kekompleksan sistem bisnis, kemampuan multidimensional dari model matematis ini merupakan aset yang besar.
SISTEM PEMROSESAN MANUFAKTUR
Sistem Informasi Manufaktur (SIM) termasuk dalam kerangka kerja Sistem Informasi Manajemen (SIM) secara keseluruhan. SIM lebih menekankan kepada informasi-informasi yang terkait dengan proses produksi yang terjadi dalam sebuah produksi, mulai dari input bahan mentah hingga output barang jadi, dengan mempertimbangkan semua proses yang terjadi.
1.Input Data/Informasi
Input data berupa data internal dan data eksternal, data internal merupakan data intern system keseluruhan yang mendukung proses pengolahan data menjadi informasi yang berguna. Data ini meliputi sumber daya manusia (SDM), material, mesin, dan hal lainnya
Data Eksternal perusahaan merupakan data yang berasal dari luar perusahaan (environment) yang mendukung proses pengolahan data menjadi informasi yang berguna. Contoh data eksternal adalah data pemasok (supplier), kebijakan pemerintah tentang UMR, listrik, dll.
2. Sub sistem input
Sub sistem input terdiri dari:
Sistem informasi akutansi
Sistem informasi akuntansi mengumpulkan data intern yang menjelaskan operasi manufaktur dan data lingkungan yang menjelaskan transaksi perusahaan dengan pemasoknya.
Tugas pengumpulkan data yang menjelaskan operasi produksi paling dilaksanakan dengan menggunakan terminal pengumpulan data. Pegawai produksi memasukan data kedalam terminal dengan mengunakan kombinasi media yang dapat dibaca mesin dan keyboard. Media tersebut peling sering berbentuk dokumen dengan bar codes yang dapat dibaca secara optis. Media lain meliputi dokumen dengan tanda pensil yang dapat dibaca secara optik, dan kartu plastik dengan garis-garis catatan yang dapat dibaca secara magnetis. Setelah dibaca data tersebut dditrnsmisikan kekomputer pusat untuk memperbaharui data base.
Sub sistem Industrial Engineering
Industrial Engineering(IE) merupakan analisis sistem yang terlatih khusus yang mempelajari operasi manufaktur dan membuat saran-saran perbaikan. Bagian penting IE melibatkan pengaturan standart produksi suatu unsur penting dalam menerapkan managemant by exception diarea manufaktur.
Sub sistem intelijen manufaktur
Subsistem intelijen manufaktur membuat manajemen manufaktur tetap mengetahui perkembangan terakhir mengenai sumber-sumber pekerja, material dan mesin.
· Informasi pekerja
Manajer manufaktur sangat memperhatikan serikat pekerja yang mengorganisasikan para pekerja perusahaan. Jika para pekerja memilih unutk berserikat suatu kontrak menjelaskan harapan dan kewajiban baik perusahaan maupun serikat.
· Sistem formal
Manajemen manufaktur memulai arus informasi pekerja dengan menyiapkan permintaan pekerja yang dikirimkan kedepatrtemen sumber daya manusia. Sumber daya manusia kemudian mengumpulkan informasi dari berbagai elemen lingkungan dan menghubungakan pelamar.
· Sistem informal
Arus informasi antar pekerja dan manajemen manufaktur sebagaian besar bersifat informal arus itu berupa kontak harian antara pekerja dan penyelia mereka.
3. Sub Sistem Output
Adalah informasi yang dihasilkan dari hasil pengolahan data yang dapat dibagi menjadi :
· Sub sistem produksi
Adalah segala hal yang bersangkutan dengan proses yang terjadi disetiap divisi kerja
· Sub sistem persediaan
Subsistem persediaan memberikan jumlah stok, biaya holding, safety stock , dan lain‐lain berdasarkan hasil pengolahan data dari input
· Sub sistem kualitas
Adalah semua hal yang berhubungan dengan kualitas, baik waktu, biaya, performa kerja, maupun pemilihan supplier
· Sub sistem biaya
Tujuan perusahaan manufaktur secara umum adalah mencapai keuntungan dari hasil penjualan produknya.
Sub sistem biaya dibagi menjadi dua yaitu :
- Biaya Pemeliharaan
Biaya pemeliharaan / biaya penyimpanan biasanya dinyatakan sebagai presentase biaya
tahunan dari barang, mencakup kerusakan, pencurian, keusangan, pajak dan asuransi.
- Biaya Pembelian
Mencakup biaya‐biaya yang terjadi saat material dipesan, waktu pembelian, biaya telp,
biaya sekretaris, biaya formulir pesanan pembelian dan sebagainya.
PENGENDALIAN SISTEM INFORMASI MANUFAKTUR
Pengendalian sistem informasi manufaktur terbagi atas dua yaitu :
Pengendalian sistem informasi manufaktur terbagi atas dua yaitu :
Pengendalian Proses
Pengendalian proses adalah penggunaan komputer untuk mengendalikan proses fisik yang berlangsung. Pengendalian proses dengan komputer biasa digunakan untuk mengendalikan proses fisik dalam penyulingan minyak, pabrik semen, pabrik kimia, dan lain sebagainya. Program pengendalian proses menggunakan model matematika untuk menganalisa data yang dibangkitkan oleh proses yang sedang berjalan dan membandingkannya dengan standar yang sudah ada atau peramalan permintaan.
Sub proses yang pengolahan data maupun pengendalian prosesnya masing-masing telah dilakukan secara komputasi, digabungkan/diintegradikan dalam suatu jaringan kerja (network) yang dipusatkan kesebuah computer pengendali (server) yang disebut Manager Station. Dengan demikian terjadi proses pertukaran informasi antar masing-masing sub proses dalam sebuah inisialisasi kondisi tertentu. Manager Station secara otomatis akan mengolah seluruh data input, serta menghasilkan output berupa perintah perubahan, perbaikan maupun yang lainnya berkaitan dengan operasional proses.
Pengendalian Mesin
Pengendali mesin adalah penggunaan komputer untuk mengendalikan gerakan mesin, dikenal juga sebagai Numerical Control. Pengendali peralatan mesin dalam pabrik merupakan sebuah bentuk aplikasi dari Numerical Control. Program komputer numerikal kontrol untuk peralatan mesin mengubah data geometrik dari gambar teknik dan instruksi mesin dari rencana proses kedalam kode numerik sebagai perintah untuk mengendalikan kerja mesin. Pengendali mesin dapat melibatkan penggunaan mikrokomputer dengan kemampuan khusus yang disebut dengan Programable logic controllers (PLCs). Alat ini mengoperasikan satu atau lebih mesin sesuai dengan petunjuk dari program Numerical Control.
PENGGUNAAN
SUPERMARKET
SUPERMARKET
Semua sumber fisik mengalir melalui sistem fisik dari supermarket. Arus utama adalah bahan, yaitu barang grosir dan semua item yang dijual. Arus personel terdiri dari manajer toko, klerk bagian checkout, klerk bagian stok, dan sebagainya, yang diperkerjakan, bekerja selama waktu tertentu, dan akhirnya keluar. Hanya ada beberapa mesin yang digunakan dalam supermarket. Mesin pembaca kode jenis barang pada counter checkout yang sering kita jumpai. Namun ada juga mesin yang lebih kecil, seperti kalkulator dan telepon yang ada dalam kantor. Kita bisa memperluas katagori mesin ini dengan menyebutkan lemari es, kotak (lemari) display, dan tempat penyimpanan barang yang akan dijual. Arus uang kedalam supermarket diperoleh dari pelanggan, dan arus keluarnya terutama untuk pembayaran kepada pemasok barang.
Proses transformasi dalam supermarket meliputi pembukaan kotak barang dagangan dan penyusunan item (barang) pada rak. Transformasi ini juga meliputi penyiapan sayur-sayuran dan buah-buahan yang segar untuk dipajangkan, pemtongan daging, mungkin pembakaran roti kering dan penyiapan item masak. Segala aktivitas yang membuat produk menjadi siap dan menarik untuk dijual dapat dianggap transformasi.
Elemen manajemen dalam sistem konsep terdiri dari manajer toko dan pembantu manajer. Pemroses informasi adalah minikomputer yang ditempatkan jauh dari area pelanggan (pembeli). Minikomputer tersebut di hubungkan ke mesin pembaca kode jenis barang ke komputer mainframe yang berada pada kantor pusat supermarket tersebut, mungkin berada di lain kota. Minikomputer penyimpanan ini mengontrol mesin pembaca kode jenis barang dan melengkapinya dengan keterangan harga dari berbagai barang. Ia juga mentransmisikan data ke kantor pusat, yang akan menentukan item atau barang yang harus dipesan. Ia juga memberikan statistik penjualan, dan sebagainya. Standart penampilan dari supermarket dibuat oleh kantor pusatnya, dengan persetujuan dari manajemen supermarket tersebut.
Manajemen toko (supermarket) mengontrol sistem fisik dalam beberapa tingkat dengan melakukan pengamatan. Manajer selalu berada di tempat dan dapat merespon terhadap situasi tertentu situasi tertentu. Namun demikian, sebagian kontrol dilakukan oleh minikomputer toko yang selalu memberikan informasi.
Standart memberikan pedoman kepada manajer berkenaan dengan tingkat penampilan yang akan dicapai. Manajer menggunakan pengamatan dan pemroses informasinya untuk memonitor penampilan yang sebenarnya, dan membandingkannya dengan standart. Manajer menerima laporan yang menunjukkan item mana yang laku keras dan mana yang tidak. Manajer merespon gambaran ini dengan mengambil tindakan, seperti mengatur jumlah pemesanan, pengalokasian kembali ke rak, menjalankan strategi obral, dan menambah brosur dan display untuk promosi. Laporan tersebut dapat juga menunjukkan waktu selama sehari dan hari selama seminggu, mengenai kapan dicapai penjualan tertinggi dan yang terendah. Informasi ini berguna untuk memperkerjakan dan menjadwal kerja karyawan dalam memberikan tingkat pelayanan yang dibutuhkan untuk para pembeli. Manajer menggunakan informasi dari pemroses informasi, ditambah dengan standart, sebagai dasar untuk membuat perubahan dalam sistem fisik, sehingga supermarket seterusnya akan berjalan untuk mencapai tujuannya.
Industry barang keperluan rumah tangga.
Contoh perusahaan manufaktur ini banyak sekali jenisnya, ada yang bersekala kecil nampun pulsa ada yang berskala besar. Misalnya industry pembuatan piring, gelas sendok dan sebagainya. Kemudian ada insdustiri mebel atau furniture dan keperluan interior klainya.
KEKURANGAN DAN KELEBIHAN
- KELEBIHAN SISTEM INFORMASI MANUFAKTUR DI DALAM PERUSAHAAN
· Hasil produksi perusahaan lebih cepat dan tepat waktu karena sistem informasi
· manufaktur menggunakan komputer sebagai alat prosesnya.
· Perusahaan lebih cepat memperoleh informasi yang akurat dan terpercaya.
· Arsip lebih terstruktur karena menggunakan sistem database
· Sistem informasi manufaktur yang berupa fisik robotik, hasil produksi semakin cepat,
· tepat dan berkurangnya jumlah sisa bahan yang tidak terpakai.
- KEKURANGAN SISTEM INFORMASI MANUFAKTUR DI DALAM PERUSAHAAN
Kekurangan digunakannya sistem informasi manufaktur di dalam perusahaan adalah sebagai berikut :
· Kegagalan dalam mengaplikasikan sistem MRP biasanya disebabkan oleh ;
· Kurangnya komitmen top manajemen
· Kesalahan memandang MRP hanyalah software yang hanya butuh digunakan secara tepat,
· Integrasi MRP JIT yang tidak tepat
· Membutuhkan pengoperasian yang akurat
· Terlalu kaku
