BAB 39MANUFACTURING ENGINEERING

Isi Bab39.1 Proses Perencanaan

39.1.1 Proses Perencanaan Tradisional 39.1.2 Keputusan Membuat atau Membeli 39.1.3 Komputer dibantu Proses Perencanaan

39.2 Pemecahan Masalah dan Peningkatan Berkesinambungan 39.3 Desain untuk manufakturabilitas

39.3.1 Desain untuk Manufaktur dan Majelis 39.3.2 Rekayasa Concurrent

39.4 Rapid Prototyping

Nama Kelompok :1. Janu Alief Restu ( 1309015 )2. Andi Azharry Fattahillah ( 1309009 )3. Chintya Ratri ( 1309022 )

MANUFACTURING ENGINEERING

Teknik Manufaktur adalah fungsi staf teknis yang berkaitan dengan perencanaan proses manufaktur untuk produksi ekonomi produk-produk berkualitas tinggi. Peran utamanya adalah untuk insinyur transisi produk dari spesifikasi desain untuk memproduksi sebuah produk fisik. Tujuan keseluruhan adalah untuk mengoptimalkan produksi dalam organisasi tertentu. Ruang lingkup teknik manufaktur mencakup berbagai kegiatan dan tanggung jawab yang bergantung pada jenis operasi produksi dilakukan oleh organisasi tertentu. Kegiatan yang biasa adalah sebagai berikut:

1. Proses Perencanaan. Sebagai definisi kita menunjukkan, ini adalah kegiatan utama teknik manufaktur. Proses perencanaan meliputi (a) yang menentukan proses dan metode. Harus digunakan dan apa urutan, (b) menentukan persyaratan perkakas, (c) memilih alat produksi dan sistem, dan (d) memperkirakan biaya produksi untuk proses yang dipilih, perkakas, dan peralatan.

2. Pemecahan Masalah dan Peningkatan Berkesinambungan. Manufaktur engineering memberikan dukungan staf untuk departemen operasi (bagian fabrikasi dan perakitan produk) untuk memecahkan masalah teknis produksi. Ini juga harus terlibat dalam upaya berkesinambungan untuk mengurangi biaya produksi, meningkatkan produktivitas, dan meningkatkan kualitas produk.

3. Desain untuk manufakturabilitas. Dalam fungsi ini, yang secara kronologis mendahului dua lainnya, insinyur manufaktur sebagai penasihat manufakturabilitas untuk desainer produk. Tujuannya adalah untuk mengembangkan desain produk yang tidak hanya memenuhi persyaratan fungsional dan kinerja, tetapi yang juga dapat diproduksi dengan biaya murah dengan masalah teknis minimum pada kualitas tertinggi mungkin waktu yang sesingkat mungkin.

Teknik manufaktur harus dilakukan dalam setiap organisasi industri yang bergerak di bidang produksi. Departemen teknik manufaktur biasanya laporan kepada manajer manufaktur di perusahaan. Dalam beberapa perusahaan departemen dikenal dengan nama lain, seperti proses rekayasa atau teknik produksi. Sering termasuk dalam teknik manufaktur alat desain, fabrikasi alat, dan berbagai kelompok dukungan teknis.

Teknik disiplin yang secara tradisional memasok karyawan baru untuk rekayasa teknik industri manufaktur (IE) dan teknik mekanik (ME). Manufaktur teknik (MFE) itu sendiri adalah menjadi disiplin yang diakui di semakin banyak universitas dan lembaga teknis. Selain itu, staf teknis yang mewakili banyak disiplin ilmu lainnya juga diperlukan untuk mencapai fungsi manufaktur rekayasa: insinyur listrik, terutama di industri elektronik, bahan pakar, ahli kimia dan insinyur kimia, dan sebagainya. Juga harus disebutkan bahwa departemen teknik manufaktur khas mungkin termasuk degreed non pribadi dengan pengalaman bertahun-tahun pabrik, baik secara langsung dalam operasi manufaktur atau di posisi staf teknis seperti desain alat. Istilah "dari toko" kadang-kadang digunakan untuk merujuk kepada orang-orang, yang bernilai untuk

pengetahuan praktis mereka tentang proses dan pemahaman bawah-ke-bumi apa pekerjaan dan apa yang tidak.

39.1 PROSES PERENCANAAN

Proses perencanaan melibatkan penentuan proses manufaktur yang paling tepat dan pihak lain di mana mereka harus dilakukan untuk menghasilkan produk atau bagian yang ditentukan oleh rekayasa desain. Jika ia adalah sebuah produk rakitan, proses perencanaan meliputi menentukan urutan langkah-langkah yang tepat perakitan. Rencana proses harus dikembangkan dalam batas-batas yang dikenakan oleh peralatan pengolahan yang tersedia dan kapasitas produksi pabrik. Bagian dari subassemblies yang tidak dapat dibuat secara internal harus dibeli dari pemasok eksternal. Dalam beberapa kasus, barang yang bisa diproduksi secara internal dapat dibeli dari vendor luar karena alasan ekonomi atau lainnya.

39.1.1 Proses Perencanaan Tradisional

Secara tradisional, proses perencanaan telah dicapai oleh manufaktur insinyur yang memiliki pengetahuan dalam proses-proses khusus yang digunakan di pabrik dan dapat membaca gambar teknik. Berdasarkan pengetahuan, keterampilan, dan pengalaman, mereka mengembangkan langkah-langkah proses dalam urutan yang paling logis yang dibutuhkan untuk membuat setiap bagian. Tabel 39,1 menyajikan daftar rincian banyak dan keputusan biasanya termasuk dalam lingkup proses perencanaan. Beberapa rincian sering didelegasikan ke spesialis, seperti perancang alat, tetapi teknik manufaktur bertanggung jawab untuk mereka.

Tabel 39.1 Rincian dan Keputusan disyaratkan dalam Proses PerencanaanProses dan urutan. Rencana proses singkat harus menjelaskan semua langkah proses

yang digunakan pada unit kerja (misalnya, bagian, perakitan) dalam urutan yang dilakukan

Peralatan seleksi. Secara umum, insinyur manufaktur mencoba untuk mengembangkan rencana proses yang menggunakan peralatan yang ada di pabrik. Bila hal ini tidak mungkin, komponen tersebut harus dibeli (Bagian 39.1.2) atau peralatan baru harus diinstal di pabrik.

Tools, meninggal, jamur, perlengkapan, dan gages.

Proses perencana harus memutuskan apa perkakas dibutuhkan untuk proses masing-masing. Desain item ini biasanya didelegasikan kepada departemen desain alat, dan fabrikasi dicapai oleh ruang perkakas.

Alat potong dan Ini adalah ditentukan oleh perencana proses, insinyur industri,

memotong kondisi operasi mesin.

mandor toko, atau operator mesin, seringkali sesuai dengan rekomendasi buku pegangan standar.

Metode. Metode termasuk tangan dan gerak tubuh, tata letak tempat kerja, peralatan kecil, kerekan untuk mengangkat bagian berat, dan sebagainya. Metode harus ditentukan untuk operasi manual (misalnya, bongkar muat mesin produksi). Metode perencanaan secara tradisional provinsi insinyur industri. Hari penekanan pada tim kerja self-directed dan pemberdayaan pekerja telah bergeser jauh dari tanggung jawab untuk metode analisis dari IES kepada pekerja sebenarnya yang harus melakukan tugas tersebut.

Kerja standar. Teknik pengukuran kerja yang diterapkan untuk menetapkan standar waktu untuk setiap operasi.

Material handling. Pertimbangan harus diberikan untuk masalah bahan bergerak dan barang dalam proses di pabrik.

Tanaman tata letak dan desain fasilitas.

Ini biasanya tanggung jawab rekayasa tanaman departemen teknik pabrik bekerja dengan teknik manufaktur.

Proses Perencanaan untuk Bagian ini proses yang diperlukan untuk memproduksi bagian yang diberikan ditentukan oleh material yang keluar dari bagian tersebut dibuat. Materi yang dipilih oleh desainer produk berdasarkan kebutuhan fungsional. Setelah materi telah dipilih, pilihan proses mungkin adalah cukup menyempit. Dalam cakupan kami bahan rekayasa, kami menyediakan panduan untuk pengolahan bahan logam empat kelompok (Bagian 7.5), keramik (Bagian 9.6), polimer (Bagian 10.5), dan material komposit (Bagian 11.5).

Urutan pengolahan khas untuk membuat bagian diskrit terdiri dari (1) proses dasar, (2) satu atau lebih proses sekunder, (3) operasi untuk meningkatkan sifat fisik, dan (4) operasi finishing. Perintah diilustrasikan pada Gambar 39,1. Dasar dan proses sekunder adalah proses membentuk (Bagian 1.3.1) yang mengubah geometri kerja-bagian. Sebuah proses dasar menetapkan geometri awal bagian. Contohnya termasuk pengecoran logam, penempaan, dan menggulung lembaran-logam. Dalam kebanyakan kasus, geometri mulai harus disempurnakan oleh serangkaian proses sekunder. Operasi ini mengubah bentuk dasar ke geometri akhir. Ada korelasi antara proses sekunder. Yang dapat digunakan dan proses dasar yang memberikan bentuk awal. Misalnya, ketika pasir casting atau penempaan proses dasar, pengoperasian mesin umumnya proses sekunder. Ketika rolling mill menghasilkan strip atau gulungan dari logam domba, pengolahan sekunder stamping operasi seperti perbankan, meninju, dan lentur. Pemilihan proses dasar tertentu harus meminimalkan proses sekunder. Misalnya, jika cetakan injeksi plastik adalah proses dasar, operasi sekunder biasanya tidak diminta karena cetakan mampu membuktikan fitur geometris rinci dengan akurasi dimensi yang baik.

Membentuk operasi umumnya diikuti dengan kegiatan untuk meningkatkan sifat fisik dan / atau menyelesaikan produk (Bagian 1.3.1). Operasi untuk meningkatkan sifat termasuk panas memperlakukan operasi pada komponen logam dan barang pecah belah. Dalam banyak kasus, bagian tidak memerlukan properti ini meningkatkan langkah-langkah dalam urutan proses

mereka. Hal ini ditunjukkan oleh panah jalan alternatif dalam gambar kita. Finishing operasi adalah operasi terakhir dalam urutan, mereka biasanya memberikan lapisan pada workpart (atau perakitan) permukaan. Contoh dari proses ini elektro-platting dan lukisan.

Dalam beberapa kasus, properti meningkatkan proses yang diikuti dengan kegiatan sekunder tambahan sebelum melanjutkan ke finishing, seperti yang disarankan oleh loop kembali pada Gambar 39,1. satu contoh adalah bagian mesin yang dikeraskan dengan perlakuan panas. Sebelum perlakuan panas, bagian yang tersisa sedikit terlalu besar untuk memungkinkan distorsi. Setelah pengerasan, itu direduksi menjadi ukuran akhir dan toleransi dengan selesai penggilingan. Contoh lain, sekali lagi dalam pembuatan bagian-bagian logam, adalah ketika annealing digunakan untuk mengembalikan daktilitas untuk logam setelah dingin bekerja untuk memungkinkan deformasi lebih lanjut benda kerja.

Tugas perencana proses biasanya dimulai setelah proses dasar telah memberikan bentuk awal bagian. bagian mesin mulai sebagai saham atau bar yang tuang tempa, dan proses dasar untuk bentuk-bentuk ini mulai sering eksternal ke pabrik fabrikasi. Stamping mulai sebagai lembaran gulungan strip logam atau dibeli dari pabrik. Ini adalah bahan baris dipasok dari pemasok eksternal untuk mendukung proses sekunder dan operasi yang dilakukan berikutnya ke dalam pabrik. Menentukan proses yang paling tepat dan urutan yang harus diselesaikan mereka bergantung pada keahlian, pengalaman, dan pertimbangan Lembar Route. Rencana proses disusun berdasarkan bentuk lembaran disebut rute, satu contoh yang ditunjukkan pada Gambar 39,2 (beberapa perusahaan menggunakan nama lain untuk formulir ini).

Tabel 39.2 Pedoman dan pertimbangan dalam menentukan proses dan urutan mereka dalam proses perencanaanPersyaratan desain. Urutan proses harus memenuhi dimensi, toleransi, kehalusan

permukaan, dan spesifikasi lain yang dibentuk oleh desain produk. Persyaratan kualitas. Proses harus dipilih yang memenuhi persyaratan kualitas dalam hal

toleransi, integritas permukaan, konsistensi dan pengulangan, dan mengukur kualitas lainnya.

Volume produksi dan tingkat.

Proses ini harus mampu memenuhi volume produksi yang diperlukan dan tingkat. Apakah produk dalam kategori rendah, sedang, atau tinggi produksi? proses dan sistem manufaktur yang sangat dipengaruhi oleh volume dan laju produksi.

Tersedia proses. Jika produk dan komponen yang harus dibuat dalam-rumah, proses-perencana harus memilih proses dan peralatan yang tersedia di pabrik sedapat mungkin.

Bahan pemanfaatan. Sangat diharapkan untuk urutan proses untuk membuat efisiensi penggunaan bahan dan meminimalkan limbah. Jika memungkinkan, bersih bentuk atau bentuk bersih dekat proses (Bagian 1.3.1) harus dipilih.

Diutamakan Ini adalah persyaratan sekuensing teknologi yang menentukan atau

kendala. membatasi urutan langkah-langkah pengolahan dapat dilakukan. Contoh: lubang harus dibor sebelum dapat direkam; bagian logam serbuk harus ditekan sebelum disinter; permukaan harus dibersihkan sebelum lukisan.

Referensi permukaan.

permukaan bagian tertentu harus dibentuk (biasanya dengan mesin) dekat awal urutan sehingga mereka dapat berfungsi sebagai permukaan untuk menemukan dimensi lain yang terbentuk kemudian. Contoh: jika lubang yang akan dibor jarak tertentu dari tepi bagian yang diberikan, ujung yang pertama kali harus dengan mesin.

Minimalkan setup. Jumlah setup mesin yang terpisah harus diminimalkan. Jika memungkinkan, operasi harus digabungkan pada workstation yang sama. Hal ini menghemat waktu dan mengurangi material handling. Pedoman ini berlaku untuk sebagian besar operasi sekunder seperti mesin.

Hilangkan yang tidak perlu langkah.

Urutan proses harus direncanakan dengan jumlah minimal langkah-langkah pengolahan. operasi yang tidak perlu harus dihindari. Desain perubahan harus diminta untuk menghilangkan fitur tersebut tidak mutlak diperlukan, thereoy menghilangkan langkah-langkah pemrosesan yang terkait dengan fitur tersebut.

Fleksibilitas. Dimana layak, proses harus cukup fleksibel untuk mengakomodasi perubahan rekayasa desain. Ini sering menjadi masalah ketika perkakas khusus harus dirancang untuk menghasilkan bagian; jika desain bagian berubah, perkakas yang khusus dapat diberikan usang.

Keselamatan. Pekerja keselamatan harus dipertimbangkan dalam proses seleksi. Hal ini membuat rasa ekonomi yang baik, dan itu adalah hukum (Keselamatan Kerja dan Undang-Undang Kesehatan)

Minimum biaya. Urutan proses harus metode produksi yang memenuhi semua persyaratan sebelumnya dan juga mencapai biaya produk serendah mungkin.

Lembar rute ke perencana proses apa gambar teknik adalah perancang produk. Ini adalah dokumen resmi yang menentukan rincian dari rencana proses. Lembar rute harus mencakup semua operasi manufaktur yang akan dilakukan pada workpart itu, tercantum dalam urutan yang benar di mana mereka harus diselesaikan. Untuk setiap operasi, berikut harus tercantum: (1) deskripsi singkat mengenai operasi menunjukkan untuk pekerjaan yang harus dilakukan, permukaan yang akan diproses dengan referensi ke bagian gambar, dan dimensi (dan toleransi, jika tidak ditentukan pada bagian gambar) yang akan dicapai, (2) peralatan yang pekerjaan harus dilakukan; dan (3) setiap perkakas khusus yang dibutuhkan, seperti meninggal, cetakan, alat pemotong, jig atau fixture, dan gages. Selain itu, beberapa perusahaan termasuk standar waktu siklus, waktu setup, dan data lain pada lembar rute.

Selain rute lembar, lembar operasi lebih rinci kadang-kadang siap untuk setiap operasi yang tercantum dalam routing. Ini disimpan di bagian tertentu di mana operasi dilakukan. Hal ini menunjukkan rincian spesifik dari operasi, seperti pemotongan kecepatan, pemakanan, dan peralatan (jika mesin), dan petunjuk lainnya yang berguna bagi operator mesin. sketsa Setup kadang-kadang juga disertakan. Selain tujuan utamanya, yaitu untuk menentukan urutan dan proses routing dilakukan pada workpart, informasi lainnya pada lembar rute berguna untuk sebuah perusahaan: (1) memberikan standar waktu untuk setiap operasi, (2) memfasilitasi estimasi kali memimpin produksi, (3) memberikan perkiraan biaya produk, (4) menyediakan data untuk penjadwalan produksi dan pengendalian, (5) menunjukkan kapan inspeksi harus dilakukan, dan (6) menunjukkan alat-alat yang harus dipesan.

39.1.3 Komputer dibantu Proses Perencanaan

Selama dua dekade terakhir, ada minat yang besar dalam membantu proses perencanaan-komputer (CAPP), mengotomatisasi proses perencanaan fungsi melalui sistem komputer. orang berpengetahuan dalam proses manufaktur secara bertahap pensiun.. Pendekatan alternatif untuk proses perencanaan diperlukan, dan CAPP sistem menyediakan alternatif ini. Membantu proses perencanaan-Sistem komputer yang dirancang di sekitar salah satu dari dua pendekatan: (1) sistem retrival atau (2) generatives sistem.

CAPP Retrieval Systems

CAPP Retrieval Systems, juga dikenal sebagai sistem CAPP varian, yang berbasis teknologi dan klasifikasi kelompok bagian dan coding (bagian 38,1). Dalam sistem ini, rencana proses standar disimpan dalam file komputer untuk setiap nomor kode bagian. Rencana standar berdasarkan rute bagian saat ini digunakan di pabrik atau pada rencana ideal yang dipersiapkan untuk setiap keluarga beroperasi. Retrieval CAPP sistem sebagai indicatored pada Gambar 39,3. . Pengguna dimulai dengan indetifying kode GT untuk komponen yang rencana proses adalah suatu ditentukan. cari terbuat dari bagian file keluarga untuk menentukan apakah ada lembar rute standar untuk bagian kode yang diberikan pengguna. yang Jika file berisi proses rencana untuk bagian, itu akan diambil dan ditampilkan untuk. Rencana proses standar diperiksa untuk menentukan apakah modifikasi yang diperlukan. Meskipun bagian yang baru memiliki nomor kode yang sama, perbedaan kecil dalam proses mungkin diperlukan untuk membuat bagian. Kapasitas untuk mengubah rencana proses yang ada adalah mengapa sistem pencarian CAPP juga disebut sistem varian.

Jika langkah file tidak berisi program standar untuk nomor kode yang diberikan, pengguna dapat mencari file untuk nomor kode yang sama untuk yang standar routing ada. Dengan mengedit rencana proses yang ada atau dengan memulai dari stratch, pengguna

mengembangkan proses rencana untuk bagian baru. Ini menjadi rencana proses standar untuk nomor kode bagian yang baru.

Langkah terakhir adalah proses rencana formatter, yang mencetak lembar rute dalam format yang tepat. Formatter mungkin panggilan Programms aplikasi lain: menentukan kondisi pemotongan untuk operasi alat mesin, menghitung waktu yang standar untuk pengoperasian mesin, atau komputasi perkiraan dipan.

Sistem CAPP generatif

Generatif CAPP sistem merupakan alternatif untuk sistem pengambilan. Daripada mengambil dan mengedit rencana yang ada dari data base, sebuah sistem generatif menciptakan rencana proses dengan menggunakan prosedur yang sistematis yang dapat diterapkan oleh seorang perencana manusia. Dalam sistem CAPP generatif sepenuhnya, proses urutan direncanakan tanpa bantuan manusia dan tanpa rencana yang telah ditetapkan standar.

Merancang sistem CAPP generatif merupakan masalah di bidang sistem pakar, sebuah cabang kecerdasan buatan. Sistem pakar adalah program komputer yang mampu memecahkan kompleks yang biasanya memerlukan seorang manusia yang telah bertahun-tahun pendidikan dan pengalaman. perencanaan proses sesuai definisi tersebut. Beberapa bahan yang dibutuhkan dalam sistem CAPP generatif sepenuhnya:

1. Pengetahuan dasar Pengetahuan teknis manufaktur dan logika yang digunakan oleh perencana proses

yang berhasil harus ditangkap dan kode ke dalam program komputer. Sebuah sistem pakar diterapkan pada proses perencanaan membutuhkan pengetahuan dan logika perencana proses manusia untuk dimasukkan ke dalam basis pengetahuan. Generatif CAPP sistem kemudian gunakan pengetahuan dasar untuk memecahkan masalah perencanaan proses, yaitu, untuk membuat lembar rute.

2. Komputer yang kompatibel bagian deskripsi Proses perencanaan generatif memerlukan-kompatibel deskripsi komputer bagian.

Uraian tersebut berisi semua data yang berhubungan yang diperlukan untuk merencanakan urutan proses. Dua penjelasan yang mungkin adalah (1) model geometrik bagian yang dikembangkan pada sistem CAD selama desain produk atau (2) kelompok teknologi nomor kode bagian mendefinisikan fitur-fiturnya secara rinci signifikan.

3. Mesin inferensi Sebuah sistem CAPP generatif memerlukan kemampuan untuk menerapkan

logika proses perencanaan dan pengetahuan yang terkandung dalam basis pengetahuan untuk gambaran bagian tertentu. CAPP berlaku Sistem pengetahuan dasar untuk memecahkan masalah spesifik perencanaan proses untuk bagian baru. Ini-prosedur pemecahan masalah yang disebut sebagai mesin inferensi dalam terminologi sistem

pakar. Dengan menggunakan basis pengetahuan dan mesin inferensi, sistem CAPP mensintesis rencana proses baru untuk setiap bagian baru yang disajikan untuk itu.

Manfaat CAPP

Manfaat authomated proses perencanaan-komputer adalah sebagai berikut: (1) proses rasionalisasi dan standardisasi, yaitu, perencanaan proses otomatis mengarah ke lebih logis dan konsisten proses rencana daripada ketika perencanaan proses tradisional digunakan; (2) meningkatkan produktivitas rencana proses file data izin lebih banyak proses rencana yang akan dikembangkan oleh digunakan; (3) mengurangi lead time untuk mempersiapkan rencana proses; (4) keterbacaan meningkat dibandingkan dengan manual prepard lembaran rute, dan (5) antarmuka program CAPP dengan lainnya aplikasi program, seperti estimasi biaya, standar kerja, dan lain-lain.

39.2 PEMECAHAN MASALAH DAN PERBAIKAN BERKELANJUTAN

Masalah muncul dalam manufaktur yang memerlukan dukungan staf teknis di luar apa yang biasanya tersedia di garis organisasi departemen produksi. Menyediakan dukungan teknis ini merupakan salah satu tanggung jawab teknik manufaktur. Masalah-masalah ini biasanya khusus untuk teknologi proses tertentu dilakukan di departemen operasional. Dalam permesinan, masalah dapat berhubungan dengan pemilihan alat pemotong, peralatan yang tidak bekerja dengan benar, bagian-bagian dengan keluar-kondisi-toleransi, atau nonoptimal kondisi pemotongan. Dalam cetak plastik, mungkin masalah flash berlebihan, bagian menempel di cetakan, atau salah satu dari beberapa cacat yang dapat occcur di bagian cetakan. Masalah ini teknis dan keahlian teknik yang sering dibutuhkan untuk menyelesaikannya.

Dalam beberapa kasus, pemecahan masalah manufaktur teknis mungkin memerlukan perubahan desain, misalnya, mengubah toleransi pada dimensi bagian untuk menghilangkan finish grinding operasi sementara masih mencapai fungsi bagian. Para insinyur manufaktur bertanggung jawab untuk mengembangkan yang tepat solusi untuk masalah tersebut dan mengusulkan perubahan rekayasa untuk departemen desain.

Pada daerah yang matang untuk perbaikan adalah pengurangan waktu setup. Prosedur yang terlibat dalam perubahan dari satu pengaturan produksi kepada (selanjutnya yaitu, dalam batch produksi) yang memakan waktu dan mahal. Manufaktur insinyur bertanggung jawab untuk menganalisis prosedur changeover dan mencari cara untuk mengurangi waktu yang dibutuhkan untuk melakukan itu. Beberapa pendekatan yang digunakan dalam reduksi setup dijelaskan dalam bagian 40.4

Selain memecahkan masalah teknis saat ini ("pemadam kebakaran" seperti ini mungkin disebut), departemen teknik manufaktur juga bertanggung jawab untuk proyek-proyek perbaikan terus-menerus. Kaizen, Jepang perbaikan terus-menerus berarti terus-menerus mencari dan

menerapkan cara-cara untuk mengurangi biaya, meningkatkan kualitas, dan meningkatkan produktivitas di bidang manufaktur. Hal ini dicapai satu proyek pada suatu waktu. Tergantung pada jenis bidang masalah, mungkin melibatkan tim proyek yang keanggotaannya mencakup bukan hanya rekayasa manufaktur, tetapi departemen lain seperti desain produk, rekayasa kualitas, dan pengendalian produksi. Menangani proyek (1) pengurangan biaya (2) peningkatan kualitas, (3) peningkatan produktivitas, (4) pengurangan waktu setup, (5) pengurangan siklus waktu, (6) manufaktur memimpin pengurangan waktu, dan (7) peningkatan produk desain untuk meningkatkan kinerja dan daya tarik pelanggan.

39.3 DESAIN UNTUK MANUFAKTUR

Sebagian besar proses perencanaan fungsi yang dijelaskan dalam bagian 39,1 adalah preempted oleh keputusan yang dibuat dalam desain produk. Keputusan pada material, bagian geometri, toleransi, kehalusan permukaan, pengelompokan bagian ke subassemblies, dan teknik perakitan membatasi jumlah proses manufaktur yang dapat digunakan untuk membuat bagian yang diberikan. ika insinyur sebuah desain produk cor cetakan pasir alumunium dengan fitur yang dapat dicapai hanya dengan mesin (misalnya, permukaan datar dengan sentuhan yang baik, toleransi dekat, dan lubang ulir), maka proses perencana tidak memiliki pilihan lain kecuali untuk menentukan pasir casting diikuti oleh urutan diperlukan machning operasi. Jika desainer produk menentukan koleksi-logam stamping lembaran untuk dirakit oleh pengencang ulir, maka proses perencana harus lay out rangkaian blanking, meninju, dan membentuk langkah-langkah untuk membuat para stamping dan kemudian mengumpulkan merekaDalam kedua contoh ini, bagian plastik molded mungkin dengan kualitas, baik fungsional dan ekonomis. Hal ini penting bagi teknik manufaktur untuk bertindak sebagai penasehat kepada insinyur desain dalam hal manufakturabilitas karena manufakturabilitas hal, tidak hanya untuk departemen produksi, tetapi kepada insinyur desain. Sebuah desain produk yang unggul secara fungsional dan pada saat yang sama dapat diproduksi pada biaya minimum menjanjikan keberhasilan terbesar di pasar. karir sukses di desain rekayasa dibangun pada produk sukses.

Istilah ini sering dikaitkan dengan upaya untuk mempengaruhi baik manufakturabilitas produk adalah desain untuk manufaktur (DFM) dan desain untuk perakitan (DFA). Tentu saja, DFM dan DFA yang erat digabungkan, jadi mari kita lihat mereka sebagai DFM/A. Ruang lingkup DFM / A diperluas di beberapa perusahaan untuk memasukkan isu-isu manufakturabilitas tidak hanya tetapi juga jual, testability, serviceability, kemampuan pemeliharaan, dan sebagainya. Pandangan yang lebih luas panggilan untuk masukan dari berbagai departemen selain desain dan teknik manufaktur. Bagian ini dibagi menjadi dua bagian: (1) DFM/A dan (2) concurrent engineering. DFM/A is a subset of concurrent engineering. DFM/A adalah subset dari konkurensi pemesinan.

39.3.1 Desain Untuk Manufaktur dan Perakitan

Desain untuk manufaktur dan perakitan adalah pendekatan untuk merancang produk yang sistematis meliputi pertimbangan manufakturabilitas dan assemblability dalam desain. DFM / A meliputi (1) perubahan organisasi dan (2) desain prinsip-prinsip dan pedoman.

Perubahan Organisasi di DFM / A Untuk melaksanakan DFM / A, perusahaan harus membuat perubahan dalam struktur organisasi, baik formal maupun informal, untuk memberikan interaksi yang lebih dekat dan komunikasi yang lebih baik antara desain dan personil manufaktur. Hal ini sering dilakukan dengan membentuk tim proyek yang terdiri dari desainer produk, insinyur manufaktur, dan spesialisasi lainnya (misalnya, kualitas insinyur dan ilmuwan material) untuk desain produk. Dalam beberapa perusahaan, insinyur merancang dibutuhkan untuk menghabiskan waktu karir di bidang manufaktur untuk belajar tentang masalah yang dihadapi dalam membuat sesuatu. Kemungkinan lain adalah untuk menetapkan insinyur manufaktur ke departemen desain produk sebagai consultans penuh-waktu.

Desain Prinsip dan Pedoman DFM / A juga mencakup prinsip dan petunjuk yang menunjukkan bagaimana merancang suatu produk diberikan untuk manufakturabilitas maksimum. Banyak dari mereka adalah pedoman desain universal, seperti yang disajikan dalam tabel 39,4. Mereka aturan praktis yang dapat diterapkan pada hampir semua situasi desain produk. Selain DFM, banyak / A prinsip-prinsip yang dibahas dalam bab berhadapan dengan proses manufaktur yang spesifik.

Pedoman kadang-kadang dalam konflik. Misalnya, salah satu pedoman untuk desain bagian adalah membuat geometri sesederhana mungkin. Namun, dalam desain untuk perakitan, bagian fitur tambahan yang kadang-kadang diinginkan untuk menghindari kawin salah komponen, dan juga diinginkan untuk menggabungkan fitur dari beberapa komponen dirakit menjadi bagian tunggal untuk mengurangi bagian jumlah dan waktu perakitan. Dalam hal ini, desain untuk pembuatan bagian konflik dengan desain untuk perakitan, dan kompromi harus ditemukan bahwa mencapai keseimbangan antara sisi berlawanan dari konflik.

Manfaat yang biasa dikutip untuk Desain Manufaktur dan Perakitan meliputi:(1) waktu yang lebih singkat untuk membawa produk ke pasar, (2) transisi yang mulus ke dalam produksi, (3) komponen lebih sedikit dalam produk akhir, (4) perakitan lebih mudah, (5) menurunkan biaya produksi, (6) kualitas produk yang lebih tinggi, dan (7) kepuasan pelanggan yang lebih besar.

Tabel 39.4 Prinsip Umum dan Pedoman Desain untuk manufakturabilitas

Garis pedoman Interpretasi dan Keuntungan

Minimalkan jumlah komponen. Mengurangi biaya perakitan.

Greater kehandalan dalam produk akhir. Pembongkaran lebih mudah dalam pemeliharaan dan layanan lapangan. Otomasi sering lebih mudah dengan mengurangi jumlah bagian. Mengurangi bekerja dalam proses dan masalah pengendalian persediaan. Bagian yang dibeli lebih sedikit , mengurangi biaya pemesanan.

Menggunakan komponen standar yang tersedia secara komersial.

Mengurangi upaya desain Lebih sedikit bagian nomor. Lebih mengontrol persediaan. Menghindari desain komponen kustom-rekayasa. Kuantitas mungkin diskon.

Menggunakan bagian umum di seluruh lini produk.

Kelompok teknologi (bab 38) dapat diterapkan. Quantity diskon mungkin. Izin pengembangan sel manufaktur.

Desain untuk kemudahan fabrikasi bagian.

Gunakan bentuk bersih dan bentuk bersih dekat proses di mana mungkin. Menyederhanakan bagian geometri; menghindari fitur yang tidak perlu. Hindari kekasaran permukaan yang halus dari yang dibutuhkan karena proses tambahan mungkin diperlukan.

Desain bagian dengan toleransi yang berada dalam kapabilitas proses.

Hindari toleransi kurang dari kemampuan proses (bagian 42,2) Tentukan toleransi bilateral. Jika tidak, proses tambahan atau sortation diperlukan.

Desain produk yang akan sangat mudah dalam perakitan.

Perakitan harus jelas. Komponen mendesain sedemikian sehingga mereka dapat dirakit hanya satu cara. Khusus fitur geometris kadang-kadang harus ditambahkan ke komponen.

Minimalkan komponen fleksibel.

Ini termasuk komponen yang terbuat dari karet, ikat pinggang, gasket, kabel listrik, dan sejenisnya. komponen Fleksibel umumnya lebih sulit untuk ditangani.

Desain untuk memudahkan perakitan.

Termasuk bagian fitur seperti talang dan kemiringan pada bagian kawin. Gunakan bagian dasar komponen lain yang ditambahkan. Gunakan desain modular (lihat berikut pedoman). Desain perakitan untuk penambahan komponen dari satu arah, biasanya vertikal, jika produksi massal, aturan ini dapat dilanggar karena tetap otomatisasi dapat dirancang untuk perakitan berbagai arah. Hindari pengencang berulir (sekrup, baut, mur) di mana mungkin, terutama bila digunakan perakitan otomatis; menggunakan teknik perakitan cepat seperti snap cocok dan

ikatan perekat. Menggunakan desain modular. Setiap subassembly harus terdiri lima sampai lima belas

bagian. Mudah pemeliharaan dan layanan lapangan. Memfasilitasi pengiriman ke pelanggan. Mengurangi persyaratan persediaan. Mengurangi waktu akhir perakitan.

Bentuk bagian-bagian dan produk untuk kemudahan pengepakan.

Kompatibel dengan peralatan packing otomatis. Fasilitas pengiriman ke pelanggan. Dapat menggunakan kemasan karton standar.

Menghilangkan atau mengurangi penyesuaian

Banyak produk rakitan memerlukan penyesuaian dan kalibrasi. Hal ini harus diminimalkan karena mereka sering memakan waktu dalam perakitan.

Menghilangkan atau mengurangi penyesuaian yang diperlukan

Banyak produk rakitan memerlukan penyesuaian. Desain produk harus meminimalkan jumlah penyesuaian yang diperlukan, karena penyesuaian yang memakan waktu dalam perakitan.

39.3.2 Rekayasa Concurrent

Concurrent engineering mengacu pada pendekatan untuk merancang produk di mana perusahaan mencoba untuk mengurangi waktu berlalu diperlukan untuk membawa produk baru ke pasar dengan mengintegrasikan teknik desain, teknik manufaktur, dan fungsi lain di perusahaan. Pendekatan tradisional untuk makan siang produk baru cenderung untuk memisahkan dua fungsi seperti yang diilustrasikan pada gambar 39,4 (a). mengembangkan desain produk desain baru, kadang-kadang dengan hal kecil untuk kemampuan manufaktur yang dimiliki oleh perusahaan. Ada sedikit interaksi antara insinyur desain dan insinyur manufaktur yang mungkin memberikan nasihat tentang kemampuan ini dan bagaimana desain produk mungkin diubah untuk menampung mereka. Seolah-olah ada dinding antara dua fungsi; saat menyelesaikan desain rancang bangun, ia melemparkan gambar dan spesifikasi di atas dinding sehingga proses perencanaan dapat dimulai.

Dalam sebuah perusahaan yang praktek concurrent engineering (juga dikenal sebagai teknik simultan), perencanaan manufaktur mulai desain produk sementara sedang dikembangkan, seperti yang digambarkan pada Gambar 39,4 (b). Manufaktur teknik menjadi terlibat awal dalam siklus pengembangan produk. Selain itu, fungsi lain juga terlibat, seperti layanan lapangan, rekayasa kualitas, departemen manufaktur, vendor memasok komponen kritis, dan dalam beberapa kasus pelanggan yang akan menggunakan produk. Semua fungsi ini dapat memberi kontribusi kepada desain produk yang tidak hanya berkinerja baik fungsional, tetapi juga manufacturable, assembleable, inspectable, diuji, rawat, dipelihara, bebas dari cacat, dan aman. Semua sudut pandang yang telah digabungkan untuk merancang sebuah produk berkualitas tinggi yang akan memberikan kepuasan pelanggan. Dan melalui keterlibatan awal,

bukan sebuah prosedur untuk meninjau kembali rancangan akhir dan menyarankan perubahan setelah terlambat untuk mudah membuat mereka, siklus produk total pembangunan secara substansial telah berkurang.

Concurrent engineering terdiri dari beberapa bahan: (1) desain untuk manufaktur dan perakitan, (2) desain untuk kualitas, (3) desain untuk siklus hidup, dan (4) desain untuk biaya. Selain itu, teknologi memungkinkan tertentu seperti prototyping cepat (bagian 39,4) diperlukan untuk memfasilitasi pendekatan ini dalam perusahaan. Juga, perbaikan terus-menerus (bagian 39,2) dianggap sebagai komponen penting dalam concurrent engineering.

Table 39.5 Factors in Design for Life Cycle

Faktor Khas persoalan dan masalah

Pengiriman Transportasi biaya, waktu untuk menyampaikan, penyimpanan dan distribusi massa diproduksi item, jenis pembawa yang dibutuhkan (truk, kereta api, transportasi udara).

Installability persyaratan Utility (listrik, tekanan udara, dan lain-lain), biaya konstruksi, perakitan lapangan, dukungan pada saat instalasi.

Keandalan Layanan hidup produk, tingkat kegagalan, persyaratan pengujian keandalan, bahan yang digunakan dalam produk, toleransi.

Rawatan Modularitas Desain, jenis kancing yang digunakan dalam perakitan, kebutuhan pemeliharaan preventif, kemudahan pelayanan oleh pelanggan.

Serviceability Produk kompleksitas, diagnostik teknik, pelatihan staf layanan lapangan, akses untuk kerja internal produk, alat-alat yang diperlukan, ketersediaan suku cadang.

Faktor Manusia Kemudahan dan kenyamanan penggunaan, kompleksitas kontrol, bahaya potenzial, risiko cedera selama operasi.

Upgradeability Kompatibilitas desain saat ini dengan masa depan modul dan perangkat lunak, biaya upgrade.

Disposability Bahan yang digunakan dalam produk tersebut, daur ulang komponen, bahaya limbah.

39.4 Rapid Prototyping

Concurrent engineering tergantung pada teknologi memungkinkan tertentu untuk keberhasilannya. Kemampuan untuk merancang dan menghasilkan produk berkualitas tinggi dalam waktu minimum dicapai tidak hanya keterlibatan berbagai personil awal dalam siklus desain produk dan manufaktur. Rapid prototyping merupakan salah satu teknologi tersebut memungkinkan.

Rapid prototyping mengacu pada keluarga fabrikasi proses unik yang dikembangkan untuk membuat prototip teknik di lead minimum yang mungkin. Istilah ini berlaku terutama untuk fabrikasi komponen plastik, meskipun ada kebutuhan yang serupa untuk semua bahan selama desain produk. Metode tradisional fabrikasi prototipe adalah bagian permesinan, yang dapat memerlukan waktu memimpin signifikan hingga beberapa minggu dan kadang-kadang lebih lama, tergantung pada bagian kompleksitas dan kesulitan dalam memesan material. Sejumlah teknik prototyping cepat yang tersedia untuk memproduksi komponen plastik dalam hitungan hari, bukan minggu. Pada bagian ini kita membahas tiga teknik, yang semuanya tergantung pada data yang dihasilkan pada desain CAD (Computer Aided Design) sistem: (1) stereolithography, (2) laser sintering selektif, dan (3) model endapan menyatu.

Manfaat pensiun untuk prototyping cepat meliputi (1) mengakibatkan berkurang kali untuk memproduksi komponen prototipe, (2) meningkatkan kemampuan untuk memvisualisasikan bagian geometri karena keberadaan fisik, (3) sebelumnya deteksi dan pengurangan kesalahan desain, dan (4) meningkatkan kemampuan untuk menghitung sifat massa komponen dan rakitan.

Stereolithography adalah proses fabrikasi bagian plastik solid dari cairan polimer fotosensitif menggunakan sinar laser diarahkan untuk memperkuat polimer. Bagian fabrikasi dicapai sebagai rangkaian lapisan, di mana satu lapisan yang ditambahkan ke dalam lapisan sebelumnya untuk secara bertahap membangun geometri tiga dimensi yang diinginkan.

Pada awal proses, platform diposisikan secara vertikal di dekat permukaan photopolymer cair, dan sebuah sinar laser diarahkan melalui jalan yang terdiri dari daerah sesuai dengan basis (lapisan bawah) dari bagian tersebut. Sinar laser diarahkan oleh sebuah file data yang telah dihasilkan dari model solid CAD bagian dari geometri. Pada dasarnya, geometri tiga dimensi dalam CAD file diubah menjadi serangkaian lapisan yang perkiraan geometri solid bagian. Setiap lapisan 0,005-0,020 in (0,13 sampai 0,50 mm) tebal. lapisan tipis memberikan resolusi yang lebih baik dan memungkinkan bentuk bagian yang lebih rumit, tapi waktu proses yang lebih besar. Tindakan laser ini adalah untuk mengeras polimer fotosensitif di mana balok pemogokan cair, membentuk sebuah lapisan padat plastik yang menganut platform. Ketika lapisan awal selesai, platform diturunkan oleh jarak yang sama dengan thicknees lapisan, dan lapisan kedua terbentuk di atas yang pertama dengan laser, dan sebagainya. Setiap lapisan terdiri dari bentuk daerah sendiri sehingga suksesi lapisan, salah satu di atas, sebelumnya menciptakan bentuk bagian padat.

Waktu yang dibutuhkan untuk membangun pesta dengan proses layering berkisar dari 1 jam untuk bagian-bagian kecil dari geometri sederhana sampai jam beberapa lusin untuk bagian-bagian yang kompleks. Setelah semua lapisan telah terbentuk, polimer berlebih dihilangkan

dengan alkohol, dan sebagian sudah sembuh oleh paparan sinar ultraviolet. Pengamplasan ringan kadang-kadang digunakan untuk meningkatkan kelancaran dan penampilan.

Selective Laser Sintering (SLS) menggunakan pendekatan layering mirip dengan stereolithography untuk membuat bagian tersebut, tetapi setup sangat berbeda. Alih-alih polimer fotosensitif cair, panas bubuk fusible disimpan satu lapisan pada waktu ke dalam wadah. Untuk setiap lapisan, sinar laser digunakan untuk bergerak sinter pada serbuk di daerah tertentu sesuai dengan geometri bagian. Lapis demi lapis, dari bubuk secara bertahap bergabung menjadi suatu massa padat yang membentuk bagian geometri tiga dimensi. Di daerah tidak terkena sinar laser, serbuk tetap longgar, sehingga mereka dapat dituangkan oleh gaya gravitasi dari bagian selesai, sementara itu mereka layani untuk mendukung daerah-daerah padat bagian sebagai hasil fabrikasi. Laser diarahkan oleh sebuah model solid CAD bagian sehingga lapisan perkiraan geometri tiga dimensi, seperti dalam stereolithography.

SLS lebih serbaguna dari stereolithography dalam hal bahan kerja mungkin. Lancar bahan yang digunakan dalam laser sintering selektif mencakup [1] polyvinyl chloride, polikarbonat, nilon, dan lilin untuk casting investasi. Penelitian ini dilakukan untuk memanfaatkan proses prototyping cepat bagian keramik.

Fused Deposition Modeling (FDM) masih melibatkan pendekatan lain layering untuk membuat bagian. Alih-alih photopolymers cair atau bubuk fusible panas, bahan awal dalam FDM adalah filamen panjang lilin atau polimer termoplastik dengan diameter = 0,050 in (1,27 mm). filamen ini disuplai dari sebuah karya ekstrusi kepala, di mana dipanaskan untuk sedikit di atas titik leleh dan kemudian disimpan ke bagian permukaan yang ada. Ketika lilin plastik diekstrusi atau kontak bagian permukaan, itu mengeras segera, mengikuti ke lapisan sebelumnya. bagian ini dibuat dari dasar ke atas, menggunakan prosedur laminating mirip dengan laser sintering stereolithography dan selektif. Untuk setiap lapisan, gerakan xy kerja kepala dikendalikan oleh file data CAD, yang merupakan pendekatan multilayer dari model padat bagian tersebut, lagi mirip dengan file data yang digunakan oleh proses sebelumnya. Satu sampai dua jam waktu proses yang diperlukan untuk membuat satu bagian khas dalam FDM.