Design for D g fManufacturing g

(DFM)

Pengertian• DFX – design for x x : reliability, robustness,

serviceability environmental impact serviceability, environmental impact, manufacturability

• DFM adalah praktek pengembangan dengan DFM adalah praktek pengembangan dengan penekanan issue manufaktur dalam proses pengembangan produkp g g p

• DFM yang sukses produk dapat dibuat dengan biaya manufaktur yang rendah, tanpa mengorbankan kualitas produk

• DFM membutuhkan tim yang cross functional dan DFM dil k k j DFM dilaksanakan sepanjang proses pengembangan produk

Prinsip-prinsip

• Keputusan rancangan detail yang memiliki Keputusan rancangan detail yang memiliki pengaruh penting pada kualitas dan biaya produkproduk

• Tim pengembang menemui banyak sasaransasaran

• Besaran-besaran (ukuran) penting• Perbaikan radikan membutuhkan usaha

awal kreatif• Metode terdefinisi baik

Design for Manufacturing Example:G l EGM 3.8-liter V6 Engine

Model input output sederhana sistem manufaktursistem manufaktur

Equipment Information Tooling

Raw Materials

Finished GoodsManufacturing SystemLabor

PurchasedComponentsCo po e s

WasteServicesSuppliesEnergy

Manufacturing Costs Defined : Sum of all the expenditures for the inputs of the system (i e purchased components energy raw inputs of the system (i.e. purchased components, energy, raw materials, etc.) and for disposal of the wastes produced by the system

• Tiga metode untuk melaksanakan proses DFM:p– Organization: Cross-Functional Teams– Design Rules: Specialized by Firmg p y– CAD Tools: Boothroyd-Dewhurst Software

Proses DFM1. Estimasikan biaya

manufakturmanufaktur2. Kurangi biaya-biaya

komponenp3. Kurangi biaya-biaya

assembly (penyatuan)y p y4. Kurangi biaya-biaya

pendukung produksi5. Pertimbangkan pengaruh

keputusan DFM pada f k f k l i faktor-faktor lainnya.

Step 1. Estimasikan Biaya ManufakturEstimasikan Biaya Manufaktur

Elemen biaya manufaktur

Manufacturing Cost

Components Assembly Overhead

Equipment IndirectStandard Custom Labor Equipmentand Tooling Support Indirect

Allocation

RawMaterial Processing Tooling

Estimasi Biaya-Biayay y

• Bill of materials (BOM)– digunakan untuk merekam estimasi biaya manufaktur

• Estimasi biaya komponen standar:– Dengan membandingkan setiap part dengan part yang

sama/mirip dengan yang telah diproduksi atau dibeli dalam volume yang sebandingdalam volume yang sebanding

– Dengan mendapatkan quote harga dari vendors atau suppliers

• Estimasi biaya komponen yang dicustomize: Dengan menghitung biaya bahan baku, proses dan g g g y ppersiapan tools (tooling)

Estimasi Biaya-Biaya

• Estimasi biaya assembly: Kebanyakan dilakukan m y m y K ymanual (kecuali untuk circuit board), sehingga dapat dihitung dengan menggunakan biaya per jam kerjajam kerja.

• Estimasi biaya overhead: Dengan menggunakan overhead rates yang seringkali dikaitkan dengan overhead rates, yang seringkali dikaitkan dengan cost drivers (parameter yang dapat diukur untuk menghitung biaya e.g. lama waktu pengerjaan, g g y g p g j ,unit yang diproduksi, dll). ABC (Activity-Based Costing) approach adalah yang populer digunakan untuk menghitung biaya overheaduntuk menghitung biaya overhead.

Step 2. Kurangi Biaya-Biaya KomponenKurangi Biaya Biaya Komponen

• Design rules atau aturan desain (atau juga rule-of-thumb) untuk membantu pembuatan keputusan thumb) untuk membantu pembuatan keputusan pengurangan biaya.– Understand process constraints and cost driversp– Redesign components to eliminate processing steps

(Bandingkan Ex 11-7 dengan Ex 11-9)– Choose the appropriate economic scale for the part – Choose the appropriate economic scale for the part

process (Ex 11-10)– Standardize components and processes (Ex 11-11)– Adhere to (stick to/ setia pada) “Black Box” component

procurement – Black box maksudnya adalah deskripsi apa yang harus dilakukan oleh komponen tsb, bukan p y g pbagaimana melakukannya.

Understand the Process Constraints and Cost Drivers Constraints and Cost Drivers

R d l h h • Redesign costly parts with the same performance while avoiding high

f manufacturing costs.• Work closely with design engineers—y g g

raise awareness of difficult operations and high costs.g

Redesign Components to Elimin t P ssin St ps Eliminate Processing Steps

R d h b f f h – Reduce the number of steps of the production processWill ll lt i d t– Will usually result in reduce costs

– Eliminate unnecessary steps.U b i i h li bl– Use substitution steps, where applicable.

– Analysis Tool – Process Flow Chart and V l St M iValue Stream Mapping

Choose the Appropriate Economic Scale for the Part ProcessScale for the Part Process

E f l d Economies of Scale – As production volume increases, manufacturing

ll dcosts usually decrease.• Fixed costs divided among more g

units.• Variable costs are lower since the Var able costs are lower s nce the

firm can use more efficient processes and equipment.processes and equ pment.

Standardize Components and ProcessesProcesses

E f l h f • Economies of Scale – The unit cost of a component decreases as the

d l production volume increases.• Standard Components—common to p

more than one product• Analysis tools – group technology and Analys s tools group technology and

mass customization

Step 3. Kurangi Biaya-Biaya AssemblyKurangi Biaya Biaya Assembly

• Ide dasar :– Minimasi jumlah komponen– Maksimasi kemudahan penanganan komponen

Maksimasi kemudahan pemasangan/inserting komponen– Maksimasi kemudahan pemasangan/inserting komponen• Pengurangan biaya perakitan memberi

manfaat tidak langsung yang kuatmanfaat tidak langsung yang kuat.• Pengurangan biaya perakitan :

– jumlah part yang dipakai– jumlah part yang dipakai– kompleksitas manufaktur– biaya support akan dapat dikurangi bersamaan dengan

lpengurangan biaya assembly

Reduce the costs of assembly

D f bl (DF ) d• Design for Assembly (DFA) index• Integrated Parts (Advantages and g g

Disadvantages)• Maximize Ease of AssemblyMaximize Ease of Assembly• Consider Customer Assembly

Pengurangan biaya perakitan• Beberapa guidelines untuk DFA:

– Keeping score dari Boothroyd dan Dewhurst (1989), p g y ( )yang dimaksudkan untuk efisien assembly.DFA index = (jml komponen minimum teoritis) x (3 detik)(jml komponen minimum teoritis) x (3 detik)

Perkiraan waktu perakitan total

k Penentuan komponen minimum teoritis :• Apakah komponen harus ditangani secara relatif dari

rakitan?H k h k dib t d i b h b d d i kit ?• Haruskah komponen dibuat dari bahan beda dari rakitan ?

• Apakah komponen harus dipisahkan dari rakitan untuk akses, penggantian atau perbaikan rakitan ?

Angka 3 detik : wkt minimum untuk handling dan penyisipan Angka 3 detik : wkt minimum untuk handling dan penyisipan komponen dg sempurna

Pengurangan biaya perakitan– Integrate parts – satukan parts-parts yang

untuk mengurangi biaya assemblyuntuk mengurangi biaya assembly.• Komponen terintegrasi tidak harus dirakit• Komponen terintegrasi sering lebih murah untuk Komponen terintegrasi sering lebih murah untuk

diolah• Komponen terintegrasi memungkinkan

keterkaitan di antara bentuk geometris kiritis untuk dikendalikan oleh proses pembuatan komponen dibandingkan dengan prose perakitankomponen dibandingkan dengan prose perakitan

• Integrasi tidak selalu baik dan mungkin memberikan konflik

• Patokan …

Advantages and Disadvantages of Integrated Partsof Integrated Parts• Advantages of Integrated Parts

h l– Do not have to be assembled– Often less expensive to fabricate rather

than the sum of each individual partthan the sum of each individual part– Allows critical geometric features to be

controlled by the part fabrication process controlled by the part fabrication process versus a similar assembly process

• Disadvantages of Integrated Parts g g– Conflict with other sound approaches to

minimize costs– Not always a wise strategy

Pengurangan biaya perakitan– Maximize ease of assembly – permudah proses

assembly m yKarakteristik ideal menurut Boothroyd dan Dewhurst :• Komponen dimasukan dari bagian atas rakitan• Komponen bisa lurus dengan sendirinya• Komponen tidak harus diorientasikan• Komponen tidak harus diorientasikan• Komponen hanya membutuhkan satu tangan untuk

merakit• Komponen tidak membutuhkan peralatan tambahan

saat merakit• Komponen dirakit dengan gerakan linier tunggalKomponen dirakit dengan gerakan linier tunggal• Komponen terkunci dengan segera setelah

penggabungan

Pengurangan biaya perakitan

M k k k l h k• Memikirkan perakitan oleh konsumen– Customers will tolerate some assembly– Design product so that customers can

easily and assemble correctly– Customers will likely ignore directions

Example of DFA Rules• Contoh satu set panduan DFA dari sebuah

perusahaan manufaktur komputer:perusahaan manufaktur komputer– Minimize parts count.– Encourage modular assembly.– Stack assemblies.– Eliminate adjustments.– Eliminate cables.– Use self-fastening parts.

Use self locating parts– Use self-locating parts.– Eliminate reorientation.– Facilitate parts handlingFacilitate parts handling.– Specify standard parts.

Step 4. Kurangi Biaya-Biaya Pendukung ProduksiPendukung Produksi– Minimize Systemic Complexity (inputs,

t t d t f i )outputs, and transforming processes)• Use smart design decisions

E P fi (P k Y k )– Error Proofing (Poka Yoke)• Anticipate possible failure modes• Take appropriate corrective actions in the early • Take appropriate corrective actions in the early

stages• Use color coding to easily identify similar looking, g y y g

but different parts

Step 5. Pertimbangkan Pengaruh DFM terhadap Faktor LainnyaDFM terhadap Faktor Lainnya

• Pengaruh terhadap waktu pengembangan• Pengaruh terhadap waktu pengembangan– Jika waktu pengembangan menjadi tertunda

selama 6 bulan karena DFM mungkin selama 6 bulan karena DFM, mungkin penghematan sebesar $1/ unit harus dipertimbangkan lagi.

• Pengaruh terhadap biaya pengembangan– Seringkali biaya pengembangan berhubungan Seringkali biaya pengembangan berhubungan

dengan waktu pengembangan. Maka inipun perlu dipertimbangkan.

Pengaruh DFM• Pengaruh terhadap kualitas produk

– Idealnya kualitas produk dapat ditingkatkan Idealnya, kualitas produk dapat ditingkatkan dengan perbaikan-perbaikan melalui DFM, tetapi kadangkala ini tidak terjadi, maka perlu juga dipertimbangkandipertimbangkan.

• Pengaruh terhadap faktor-faktor eksternalitaseksternalitas– Component reuse – komponen yang berbiaya

rendah mungkin bernilai untuk proyek-proyek g p y p ylainnya.

– Life cycle costs – ada biaya lain yang mungkin akan muncul seperti biaya pembuangan bahan akan muncul seperti biaya pembuangan bahan kimia, service, garansi dll.