6

BAB 2

LANDASAN TEORI

2.1 Pengembangan dan Perancangan Produk Baru

Pengembangan produk baru (New Product Development) adalah suatu bagian

yang penting dalam dunia bisnis. Produk-produk baru dapat memberikan dan

menyediakan kesempatan bertumbuh dan keuntungan kompetitif kepada perusahaan.

Dengan bertambahnya produk-produk baru, maka timbul sebuah tantangan untuk

dapat memperkenalkan produk baru secara lebih cepat tanpa mengurangi sisi kualitas.

Sebagai contoh para penghasil automobile dunia sekarang dapat memperkenalkan

sebuah rancangan mobil baru dalam dua tahun, di mana dahulu akan membutuhkan

waktu sekitar empat tahun lamanya.

Perancangan produk baru (New Product Design) sebagian besar adalah

berkenaan dalam hal operasional yang antara lain men-spesifikasikan produk-produk

yang akan dibuat di mana hal tersebut adalah sebuah persyaratan untuk melakukan

produksi. Di waktu yang bersamaan, proses-proses yang ada dan produk-produk yang

akan dihasilkan dapat memaksa dan mendorong keberadaan teknologi untuk

mendukung lahirnya produk-produk baru. Dengan demikian perancangan produk

mengacu kepada bentuk fisik (physical) dan proses manufaktur.

7

2.2 Proses Pengembangan dan Perancangan Produk

Proses adalah merupakan urutan langkah-langkah pengubahan sekumpulan

input menjadi sekumpulan output. Dengan demikian proses pengembangan produk

adalah urutan langkah-langkah atau kegiatan-kegiatan di mana suatu perusahaan

berusaha untuk menyusun, merancang, dan mengkomersialkan suatu produk.

Menurut Ulrich, proses pengembangan produk umumnya terdiri dari enam tahap,

yang antara lain adalah:

• Perencanaan: Kegiatan perencanaan sering dirujuk sebagai “zerofase”

karena kegiatan ini mendahului persetujuan proyek dan proses peluncuran

pengembangan produk aktual.

• Pengembangan konsep: Pada fase pengembangan konsep, kebutuhan pasar

target diidentifikasi, alternative konsep-konsep produk dibangkitkan dan

dievaluasi, dan satu atau lebih konsep dipilih untuk pengembangan dan

percobaan lebih jauh.

• Perancangan tingkatan system: Fase ini mencakup definisi arsitektur produk

dan uraian produk menjadi subsistem-subsistem serta komponen-komponen.

Gambaran rakitan akhir untuk system produksi biasanya didefinisikan selama

fase ini.

• Perancangan detail: Fase ini mencakup spesifikasi lengkap dari bentuk,

material, dan toleransi-toleransi dari seluruh komponen unik pada produk dan

identifikasi seluruh komponen standar yang dibeli dari pemasok.

8

• Pengujian dan perbaikan: Fase ini melibatkan konstruksi dan evaluasi dari

bermacam-macam versi produksi awal produk. Prototype awal biasanya

dibuat dalam fase ini.

• Produksi awal: Pada fase produksi awal, produk dibuat dengan

menggunakan system produksi yang sebenarnya. Tujuan dari produksi awal

ini adalah untuk melatih tenaga kerja dalam memecahkan permasalahan yang

timbul pada proses produksi sesungguhnya.

Dari enam tahap proses pengembangan produk tersebut, masih terdapat hal-

hal detail yang harus dilalui dalam setiap tahap proses pengembangan produk.

Misalnya dalam tahap pengembangan konsep, pada tahap tersebut harus melalui

proses-proses seperti identifikasi kebutuhan pelanggan, Spesifikasi produk,

Penyusunan konsep dan sebagainya. Untuk dapat lebih jelas dan menyeluruh dapat

diperhatikan dalam diagram proses pengembangan produk berikut ini.

9

Fas

e 0

Per

enca

naan

Fas

e 1

Pen

gem

bang

anK

onse

p

Fas

e 4

Pen

gujia

n da

nP

erba

ikan

Fas

e 3

Per

anca

ngan

Rin

ci

Fas

e 2

Per

anca

ngan

Tin

gkat

anS

iste

m

Fas

e 5

Pel

uncu

ran

prod

uk

Proses dan Organisasi Pengembangan

PerencanaanProduk

IdentifikasiKebutuhanPelanggan

SpesifikasiProduk

PenyusunanKonsep

Seleksi Konsep

PengujianKonsep

Arsitektur Produk

Desain Industri

Desain untuk Manufaktur

Prototype

Analisis Ekonomis Pengembangan Produk

Mengendalikan Proyek

Proses Perancangan

Produk

Gambar 2.1 Proses Pengembangan & Perancangan Produk

Gambar di atas merupakan suatu proses pengembangan dan perancangan

produk. Dalam penulisan skripsi ini produk yang dikembangkan adalah produk

berbasis teknologi (technology push) yaitu keberadaan teknologi mendorong untuk

dapat melakukan pengembangan produk, sehingga tahapan yang digunakan tidaklah

berangkat dari tahapan penyusunan konsep, tetapi dimulai dari proses perancangan

produk yaitu arsitektur produk, desain industri, desain untuk proses manufaktur dan

10

prototype. Di mana setiap tahapan tersebut akan dijelaskan pada bab pembahasan dan

hasil.

2.3 Arsitektur produk

Arsitektur produk adalah penugasan elemen-elemen fungsional dari produk

terhadap kumpulan bangunan fisik (physical building blocks) produk. Tujuan

arsitektur produk adalah menguraikan komponen fisik dasar dari produk, apa yang

harus dilakukan oleh komponen tersebut dan seperti apa penghubung atau pembatas

(interface) yang digunakan untuk peralatan lainnya?

Sebuah produk dianggap terdiri dari elemen fungsional dan fisik. Elemen-

elemen fungsional dari produk terdiri atas operasi dan transformasi yang

menyumbang terhadap kinerja keseluruhan produk. Sedangkan elemen fisik dari

sebuah produk adalah bagian-bagian produk (part), komponen, sub rakitan yang pada

akhirnya diimplementasikan terhadap fungsi produk.

Dalam menetapkan suatu keputusan arsitektur produk terdapat tiga langkah,

yaitu:

1. Membuat skema produk; Skema adalah suatu diagram yang menggambarkan

pengertian tim terhadap elemen-elemen penyusunan produk.

2. Mengelompokkan elemen-elemen pada skema; Tantangan pada langkah 2 ini

adalah menugaskan setiap elemen yang terdapat pada skema menjadi chunk

yang menjalankan setiap fungsi tertentu.

11

3. Membuat susunan geometris yang masih kasar; Susunan geometris dapat

diciptakan dalam bentuk gambar, model computer atau model fisik (dari

tripleks atau busa, sebagai contoh) yang terdiri dari dua atau tiga dimensi.

2.4 Desain Industri (Product design)

Perhimpunan Desainer Industri Amerika (IDSA) mendefinisikan desain

industri sebagai “jasa professional dalam menciptakan dan mengembangkan konsep

dan spesifikasi guna mengoptimalkan fungsi-fungsi, nilai, dan penampilan produk

serta sistem untuk mencapai keuntungan yang mutual antara pemakai dan produsen.”

Definisi ini cukup luas untuk memasukkan kegiatan dari semua produk tim

pengembangan. Kenyataannya desainer industri memfokuskan diri pada bentuk dan

interaksi pemakai produk. Dreyfuss (1667) membuat daftar lima tujuan penting.

Desainer-desainer industri dapat membantu tim untuk mencapainya ketika

mengembangkan produk-produk baru:

• Kegunaan: Hasil produksi manusia harus selalu aman, mudah digunakan, dan

intuitif. Setiap ciri harus dibentuk sedemikian rupa sehingga memudahkan

pemakainya mengetahui fungsinya.

• Penampilan: Bentuk, garis, proporsi, dan warna digunakan untuk menyatukan

produk menjadi satu produk yang menyenangkan.

• Kemudahan pemeliharaan: Produk juga harus didesain untuk memberitahukan

bagaimana mereka dapat dirawat dan diperbaiki.

12

• Biaya-biaya rendah: Bentuk dan ciri memegang peranan besar dalam biaya

peralatan dan produksi. Karena itu, hal ini harus diperhatikan secara bersama-

sama oleh tim.

• Komunikasi: Desain produk harus dapat mewakili filosofi desain perusahaan dan

misi perusahaan melalui visualisasi kualitas produk.

Desainer industri merupakan salah satu program universitas yang ditempuh

selama 4-5 tahun. Program itu mempelajari seni pahat dan bentuk, mengembangkan

gambar, presentasi, dan membuat model dan mendapatkan pemahaman dasar tentang

material, teknik manufaktur, dan pengerjaan akhir. Kemampuan mereka untuk

mengekspresikan ide-idenya secara visual menunjang untuk mengembangkan konsep

yang berguna bagi tim. Walaupun ide-ide desainer industri dapat menciptakan

sebagian besar sketsa konsep dan model awal yang digunakan oleh tim melalui proses

pengembangan berasal dari seluruh anggota tim. Dengan kata lain seluruh proses

yang ada di dalam desain industri berkaitan dengan merancang produk atau sering

disebut Product design.

Dalam fase produk desain akan difokuskan dengan merancang bentuk-bentuk

fisik dari produk baru. Pada awalnya, perusahaan memilki beberapa ide umum dari

akan seperti apa produk baru tersebut tetapi tidak terlalu spesifik. Pada akhir dari fase

produk desain, perusahaan memiliki sebuah susunan dari spesifikasi produk (list

komponen) dan gambar teknik secara detail sehingga pembuatan prototype awal

dapat dilakukan dan diuji coba.

13

Produk desain membutuhkan ketentuan dari begitu banyak perbedaan trade-

offs antara biaya produksi, kualitas (fitur) dan waktu (schedule). Engineer akan

dilibatkan untuk bekerja dalam bagian yang bervariasi dari poyek ini. Selama mereka

bekerja, mereka akan mengambil keputusan yang pada akhirnya akan berefek pada

biaya produksi, kualitas (fitur), dan waktu penjadwalan untuk perkenalan produk

(product introduction). Sangatlah mudah melihat mengapa marketing, operasional

dan keuangan / akuntan harus juga dilibatkan dengan engineer selama fase ini,

dikarenakan supaya trade-offs yang tepat dapat dihasilkan untuk profit yang besar

dari bisnis.

2.5 Desain untuk Manufaktur (Design for Manufacture and Assembly)

Kegagalan yang umumnya ditemukan dalam pengembangan produk adalah

membuat produk tersebut bekerja namun sulit untuk dibangun. Kesulitan dalam

manufaktur membuat sebuah produk menjadi mahal, sulit untuk dipabrikasi,

membutuhkan ekstra waktu, bentuk geometri yang diinginkan sulit untuk dikerjakan

dan membutuhkan perawatan ekstra dalam produksi dan lain sebagainya. Design for

Manufacture (DFM) and Assembly (DFA) adalah suatu analisis dan perancangan

ulang (redesign) dari sebuah produk atau konsep agar dapat menjadi lebih mudah

diproduksi.

Analisa DFM & DFA adalah sama seperti kebanyakan metode proses desain,

yang dapat diaplikasikan selama fase-fase dari proses perancangan produk. Dapat

pula digunakan dalam Benchmarking analysis.

14

Terdapat dua buah komponen, yaitu Design for Manufacture dan Design for

Assembly. DFM berkaitan dengan membuat satuan komponen-komponen (parts)

menjadi lebih mudah diproduksi dari persediaan bahan mentah. DFM melibatkan

aplikasi dari parts-forming models, analytic formulas, atau simulasi proses elemen

complex finite.

DFA, berkaitan dengan membuat pengarahan tambahan dan metode yang

lebih sederhana, sebagai contoh, membuat parts mudah ditambahkan dengan

menggunakan penjepit yang langsung di cover body sebagai ganti dari penggunaan

mur ataupun baut. DFA melibatkan aplikasi dari tambahan waktu dan kompleksitas

model.

DFM dan DFA sangatlah penting dalam perancangan karena memiliki tiga

dampak keuntungan. Pertama, dapat mengurangi hitungan parts. Sehingga dapat

mengurangi biaya. Jika sebuah rancangan mudah diproduksi dan dirakit, maka dapat

diselesaikan dalam sedikit waktu, dan juga menjadi lebih murah.

Dampak keuntungan kedua, dalam mempertimbangkan produk-produk yang

digunakan dalam aplikasi-aplikasi kritis yang ekstrim dan di mana biaya tidaklah

menjadi masalah. Sebagai contoh, Satelit-satelit yang digunakan dalam eksplorasi

misi interplanet NASA, memiliki sistem-sistem yang harus berjalan; menghemat

bahkan ribuan dollar dalam perakitan atau biaya komponen adalah tidak berguna atau

tidak ada artinya. Apa yang terpenting dan bagaimanapun adalah ketahanan

(reliability). Banyak aktivitas yang dapat mengembangkan ketahanan akan

diaplikasikan, inilah salah satu dampak keuntungan dari DFM dan DFA.

15

Terakhir, DFM dan DFA juga secara umum mengembangkan kualitas dari

perancangan, berdasarkan alasan yang sama seperti mengapa mengembangkan

ketahanan. Jika sebuah komponen (parts) lebih mudah untuk diproduksi, maka hanya

sedikit kapabilitas mesin yang dibutuhkan untuk menghasilkan toleransi yang sama.

Sebuah komponen yang mudah untuk di injeksi tidaklah membutuhkan pengendalian

proses yang ekstra ketat atas tekanan, waktu, dan temperature dalam rangka

memperoleh dimensi toleransi. Sebaliknya, untuk kapabilitas mesin yang sama,

langkah yang lebih mudah dalam perancangan produk akan memiliki toleransi yang

lebih ketat.

Pada fase ini merupakan suatu fase di mana pengembangan tingkat system

dirancang guana mendukung seluruh hal-hal yang berkaitan dengan system

operasional dalam system produksi yang efektif dan efisien. Keseluruhan system

manufaktur dirancang.

Desain untuk manufaktur biasanya sudah dilakukan selama proses

pengembangan. Pada poin ini, tim seharusnya memiliki suatu perkiraan daftar

material / bill of material (BOM). Selama tahap perancangan tingkat sistem, tim

seharusnya juga sudah dapat menguraikan produk menjadi komponen-komponen

terpisah, sehingga dapat diketahui bagaimana struktur dari produk itu dan dapat

diperkirakan bagaimana merancang suatu urutan proses yang diperlukan untuk

membuat produk tersebut. Biasanya langkah atau urutan-urutan proses yang

diperlukan untuk membuat produk dituangkan ke dalam Operation Process Chart

(OPC). Dengan demikian ada empat hal utama yang perlu dilakukan dalam fase

16

desain untuk manufaktur, yaitu OPC, pengukuran waktu baku, struktur produk, dan

BOM.

2.6 Prototype

Apakah prototype itu? Esensi dasar prototype pada umumnya didefinisikan

sebagai “sebuah penaksiran produk melalui satu atau lebih dimensi yang menjadi

perhatian”. Dengan definisi ini, setiap wujud yang memperlihatkan sedikitnya satu

aspek produk yang menarik bagi tim pengembangan dapat ditampilkan sebagai

sebuah prototype. Definisi ini menyimpang dari penggunaan umumnya, di mana

mencakup bermacam bentuk prototype seperti penggambaran konsep, model

matematika, dan bentuk fungsional yang lengkap sebelum dibuat dari suatu produk.

Membuat prototype merupakan proses pengembangan perkiraan-perkiraan semacam

itu dari produk.

Apa kegunaan prototype? Dalam proyek pengembangan produk, prototype

digunakan untuk empat tujuan, yaitu :

• Pembelajaran: Prototipe sering digunakan untuk menjawab dua tipe pertanyaan

“Akankah dapat bekerja?” dan “Sejauh mana dapat memenuhi kebutuhan

pelanggan?” Saat harus menjawab pertanyaan semacam ini, prototype

diperlakukan sebagai alat pembelajaran.

• Komunikasi: Prototype memperkaya komunikasi dengan manajemen puncak,

penjual, mitra, keseluruhan anggota tim, pelanggan, dan investor. Hal ini benar

17

karena sebuah gambaran, alat, tampilan tiga dimensi dari produk lebih mudah

dimengerti daripada sebuah penggambaran verbal, bahkan sebuah sketsa produk

sekalipun.

• Penggabungan: Prototipe digunakan untuk memastikan bahwa komponen-

komponen dan subsistem-subsistem dari produk bekerja bersamaan seperti yang

diharapkan.

• Milestone: Dalam tahap pengembangan produk berikutnya, prototype digunakan

untuk mendemontrasikan bahwa produk telah mencapai tingkat kegunaan yang

diinginkan. Prototipe ini menyediakan hasil nyata, mempelihatkan kemajuan dan

disiapkan untuk menjalankan jadwal.

Berdasarkan penggunaannya Prototipe sering dibedakan menjadi dua tipe,

yaitu prototype alpha dan prototype beta.

• Prototipe Alpha, khususnya digunakan untuk menilai apakah produk bekerja

seperti yang diharapkan. Bagian-bagian dalam prototype alpha biasanya sama

dalam hal material dan bentuk geometriknya dengan bagian-bagian yang akan

digunakan pada versi produk hasil produksi. Namun biasanya bagian-bagian itu

dibuat dengan pross produksi prototype.

• Prototipe Beta, khususnya digunakan untuk menilai reliabilitas dan untuk

mengidentifikasi kesalahan dalam produk. Prototipe ini seringkali diberikan pada

pelanggan untuk pengujian pada lingkungan pengguna selanjutnya. Bagian-

bagian dalam prototype beta biasanya dibuat dengan proses produksi sebenarnya

18

atau disuplai oleh suplier bagian tersebut, tapi produk biasaya telah dirakit dengan

fasilitas perakitan akhir berikutnya.

Merencanakan suatu prototype. Pada bagian ini menampilkan metode empat

langkah untuk merencanakan sebuah prototype selama pengembangan produk.

Langkah-langkah tersebut antara lain:

• Menetapkan Tujuan Prototype; Mengingat kembali empat tujuan prototype,

yaitu: pembelajaran, komunikasi, penggabungan dan milestone. Dalam

menetapkan tujuan sebuah prototype, tim mendaftar khususnya pembelajaran dan

kebutuhan komunikasi. Anggota tim juga mendaftar beberapa kebutuhan

penggabungan baik yang jadi ataupun tidak. Prototipe diharapkan untuk menjadi

satu dari beberapa tonggak utama dari proyek pengembangan produk

keseluruhan.

• Menetapkan tingkat perkiraan konsep; Merencanakan sebuah prototype

membutuhkan tingkatan di mana produk akhir diperkirakan akan ditetapkan. Tim

harus mempertimbangkan apakah prototype fisik diperlukan atau prototype

analitik yang terbaik untuk memenuhi kebutuhan-kebutuhan. Dalam banyak

kasus, prototype yang paling sederhana yang akan memenuhi tujuan yang

ditetapkan pada langkah pertama di atas. Pada beberapa kasus, prototype yang

sudah ada atau prototype yang dibuat untuk tujuan lain dapat dipinjam.

• Menggariskan rencana percobaan; Dalam banyak kasus, penggunaan prototype

dalam pengembangan produk dapat dianggap sebuah percobaan. Praktek

19

percobaan yang baik membantu untuk menjamin penggalian nilai maksimum dari

kegiatan pembuatan prototype. Rencana percobaan meliputi identifikasi variable

percobaan (jika ada), protocol pengujian, sebuah indikasi mengenai pengukuran

apa yang akan ditampilkan, dan sebuah rencana untuk menganalisis data hasil.

Saat terdapat banyak variable yang harus digali, rancangan percobaan yang

efisien akan sangat membantu proses semacam ini.

• Membuat jadwal untuk perolehan, pembuatan dan pengujian; Karena pembuatan

dan pengujian prototype mempertimbangkan subproyek dalam keseluruhan

proyek pengembangan, tim diuntungkan dari jadwal untuk kegiatan membuat

prototype. Tiga tanggal pertemuan sangatlah penting dalam menetapkan usaha

pembuatan prototype. Pertama, tim menetapkan kapan bagian-bagian akan siap

untuk dirakit (ini kadang-kadang disebut tanggal “rangkaian bagian”). Kedua, tim

menetapkan tanggal kapan prototype akan diuji pertama kali (ini kadang-kadang

disebut tanggal “pengujian asap”, karena merupakan waktu tim untuk pertama

kalinya menyalurkan energi dan “melihat asap” dalam produk dengan system

listrik). Yang ketiga, tim menetapkan tanggal saat prototype diharapkan telah

selesai diuji dan memberikan hasil akhir.

• Menetapkan Spesifikasi Akhir; Merupakan tahap akhir yang berdasarkan tahapan

sebelumnya baik dari percobaan dan pengujian yang dilakukan, ditetapkan main

specification.

20

2.7 Mikrokontroler

Mikrokontroler dapat diumpamakan sebagai bentuk minimum dari sebuah

mikrokomputer, ada perangkat kerasnya dan perangkat lunaknya, juga ada

memorinya, CPU dan lain sebagainya, yang terpadu dalam satu keping IC (Integrated

Circuit). Hanya saja saat ini untuk kebutuhan alat kontrol yang fleksibel yang mudah

dibawa ke mana-mana serta dapat deprogram-ulang (reprogrammabale), misalnya

sebagai inti dari alat kontrol penampil tulisan, system pengukuran jarak jauh

(telemetri) dan lain-lain, maka dibutuhkan piranti yang bisa mengantisipasi hal

tersebut, salah satunya adalah mikrokontroler. Dalam perkembangannya

mikrokontroler telah mengambil peran penting dalam dunia sistem elektronika

terutama dalam aplikasi elektronika konsumen.

Sebenarnya ada dua macam mikrokontroker, yaitu tipe CISC (Complex

Instruction Set Computing) dan RISC (Reduced Instruction Set Computing). Dalam

penulisan skripsi ini dipilih tipe CISC, taitu seri AT89C51 dari Atmel, inc. Dipilih

karena popular (banyak dipakai) serta cocok untuk pemula.

Mikrokontroler, sebagai suatu terobosan teknologi mikroprosesor dan

mikrokomputer, hadir memenuhi kebutuhan pasar (market need) dan teknologi baru.

Sebagai teknologi baru, yaitu teknologi semikonduktor dengan kandungan transistor

yang lebih banyak namun hanya membutuhkan ruang yang kecil serta dapat

diproduksi secara massal sehingga harganya menjadi lebih murah (dibandingkan

mikroprosesor). Sebagai kebutuhan pasar, mikrokontroler hadir untuk memenuhi

21

selera industri dan konsumen akan kebutuhan dan keinginan alat-alat Bantu dan

mainan yang lebih baik dan canggih.

Ilustrasi yang mungkin bisa memberikan gambar yang jelas dalam

penggunaan mikrokontroler adalah aplikasi mesin tiket dalam arena permainan yang

saat ini terkenal di Indonesia. Jika Anda sudah selesai bermain, maka akan diberikan

suatu nilai, nilai inilah yang menentukan berapa jumlah tiket yang bisa diperoleh dan

jika dikumpulkan dapat ditukar dengan berbagai macam hadiah. Sistem tiket ini

ditangani dengan mikrokontroler, karena tidak mungkin menggunakan computer PC

yang harus dipasang di samping (atau di belakang) mesin permainan yang

bersangkutan. Namun tidak seperti sistem komputer, yang mampu menangani

berbagai macam program aplikasi(misalnya pengolah kata, pengolah angka dll),

mikrokontroler hanya bisa digunakan untuk suatu aplikasi tertentu saja atau hanya

satu program saja yang bisa disimpan.