KONSEP PERANCANGAN

Konsep perancangan merupakan tahap-tahap dari proses desain yang sudah dijelaskan pada bab sebelumnya. Pada bab ini akan diuraikan mengenai konsep perancangan mesin pembuat biskuit sesuai dengan aplikasi metode VDI 2221.
1 . Abstraksi (Perumusan Masalah)

Setelah daftar persyaratan telah dibuat maka langkah selanjutnya adalah menganalisis dan menyeleksi ulang daftar persyaratan (spesifikasi) tersebut. Tujuan dari melakukan analisis tersebut adalah agar perancang dapat menentukan tugas utamanya. Analisis dapat dilakukan dengan langkah-langkah sebagai berikut:

1.1 Abstraksi 1 dan 2

Abstraksi 1 dan 2 dilakukan dengan mengabaikan persyaratan yang perlu dipertimbangkan/keinginan dari perancang dan persyaratan-persyaratan yang tidak berarti langsung pada fungsi dan kendala-kendala penting. Hasil dari abstraksi 1 dan 2 dapat dilihat pada tabel 1:

Tabel 1 Hasil abstraksi daftar persyaratan

Teknik	Daftar Persyaratan Mesin Pembuat Biskuit	Tanggal: Halaman: 1
D/W	Persyaratan
	Geometri
D	· Ruangan tempat mesin dioperasikan harus disesuaikan dengan ukuran geometri mesin pembuat biskuit.
D	· Kapasitas mesin pembuat biskuit sebesar 100 kg/jam.
D	· Bentuk sederhana.
D	· Bentuk geometris diusahakan sesuai dengan ketinggian dari operator untuk mempermudah pengoperasiannya.
W	· Susunan kompak dan kokoh
	Kinematika
D	· Mekanisme pengaduk bahan dasar pembuat biskuit, pendorong adonan dan pemotong berfungsi jika poros melakukan gerakan rotasi.
D	· Bahan pembuat biskuit harus bergerak translasi.
D	· Gerakan dari masing-masing komponen harus teratur.
	Gaya
D	· Arah gaya turunnya adonan biskuit adalah gaya gravitasi.
D	· Arah gaya pendorong adonan biskuit horizontal.
D	· Pengolahan bahan tidak memberikan beban pada mesin pembuat biskuit.
W	· Gaya goncang yang ditimbulkan diusahakan sekecil mungkin.
	Energi
D	· Daya yang didapat berasal dari motor listrik, karena motor listrik mempunyai karakteristik yang baik dalam menanggung beban-beban yang diakibatkan oleh massa yang dipercepat atau diperlambat.

Teknik	Daftar Persyaratan Mesin Pembuat Biskuit	Tanggal: Halaman: 2
D/W	Persyaratan
W	· Daya yang digunakan tergantung kapasitas pengaduk dan pendorong adonan.
W	· Hemat energi.
	Material
D	· Konstruksi rangka dibuat dari bahan yang kuat, dengan proses pengelasan.
D	· Bagian dari komponen yang berhubungan dengan bahan baku dan adonan harus higienis tidak boleh terkontaminasi (tahan terhadap korosi dan tidak beracun).
W	· Komponen mudah didapat di pasaran.
	Keamanan
D	· Saat pengoperasian aman bagi operator.
W	· Dapat beroperasi pada siang dan malam hari.
	Ergonomi
D	· Kenyamanan dalam pengoperasian.
D	· Sesuai dengan fostur tubuh manusia.
D	· Pengoperasian mudah dilakukan.
W	· Bobot dari keseluruhan mesin tidak terlalu berat.
W	· Bunyi dari alat/mesin tidak terlalu bising.
	Produksi
D	· Jumlah komponen cukup minim.
D	· Dapat dibuat/diproduksi oleh bengkel lokal.
W	· Bentuk komponen sederhana dan tidak membutuhkan proses produksi yang rumit.
W	· Suku cadang mudah didapat.
W	· Pembuatan massal.

Teknik	Daftar Persyaratan Mesin Pembuat Biskuit	Tanggal: Halaman: 3
D/W	Persyaratan
	Kontrol kualitas
D	· Pengerjaan bengkel harus rapih.
W	· Menggunakan komponen standar yang sudah ada di pasaran.
	Daur Ulang
W	· Pemanfaatan ulang untuk masing-masing komponen.
W	· Tidak memakai bahan yang tidak ramah lingkungan.
	Perakitan
D	· Mudah dirakit dan dibongkar.
D	· Dapat dirakit dengan menggunakan peralatan sederhana.
W	· Cara perakitan mudah.
W	· Tidak memerlukan waktu yang lama dalam perakitan.
	Perawatan
D	· Tidak memerlukan perawatan khusus.
W	· Komponen yang berhubungan dengan bahan baku dan adonan harus sering dibersihkan.
W	· Pergantian komponen mudah.
	Pengoperasian
D	· Gerakan mesin pembuat biskuit dapat mengikuti kehendak operator.
D	· Mudah dalam pengoperasian.
W	· Dapat dioperasikan oleh lebih dari satu orang.
W	· Otomatis.
	Biaya
W	· Biaya produksi diharapkan tidak terlalu tinggi dan terjangkau.

Teknik	Daftar Persyaratan Mesin Pembuat Biskuit	Tanggal: Halaman: 4
D/W	Persyaratan
	Transportasi
W	· Mudah dibawa dan mudah dikirim.
W	· Mudah untuk dipindahkan.
	Sinyal
D	· Mesin pembuat biskuit bekerja setelah bahan dasar adonan dimasukkan dalam alat pengaduk sampai terbentuk adonan biskuit.
D	· Gerakan mesin pembuat biskuit berasal dari motor listrik yang dikendalikan oleh operator.
	Jadwal
W	· Tidak memerlukan waktu yang lama di dalam proses produksinya.
W	· Waktu pelaksanaan ditentukan.
W	· Waktu pembuatan ditentukan.

4.1.2 Abstraksi 3

Dalam abstraksi 3 data-data yang telah disaring/diseleksi di atas direduksi menjadi persyaratan penting sehingga data yang sebelumnya bersifat kuantitatif menjadi kualitatif. Hasil yang diperoleh adalah:

· Mesin pembuat biskuit dengan bentuk yang sederhana.

· Konstruksi rangka terbuat dari bahan yang kuat.

· Aman dan nyaman dalam pengoperasiannya.

· Tidak memerlukan perawatan khusus.

· Mudah dalam pengoperasiannya.

· Ukurannya sesuai dengan ukuran operator.

4.1.3 Abstraksi 4

Abstraksi 4 merupakan langkah untuk memformulasikan abstraksi 3 menjadi bentuk umum, sehingga diperoleh hasil sebagai berikut:

· Mesin pembuat biskuit dengan bentuk yang sederhana, aman dan nyaman dalam pengoperasiannya, mudah dalam pengoperasiannya dan ukuran bentuknya sesuai dengan ukuran operator.

4.1.4 Abstraksi 5

Abstraksi 5 merupakan langkah menetralisir seluruh permasalahan dengan memformulasikan tugas menjadi bebas solusi (solution neutral term). Hasil yang diperoleh adalah:

· Mesin pembuat biskuit dengan bentuk yang sederhana dan memenuhi standar ukuran operator.

4.2 Struktur Fungsi

Struktur fungsi didefinisikan sebagai hubungan antara input dan output dari suatu sistem teknik yang akan menjalankan suatu tugas tertentu. Fungsi keseluruhan ini kemudian diuraikan menjadi beberapa sub fungsi yang mempunyai tingkat kesulitan lebih rendah. Sehingga sub fungsi merupakan tugas yang harus dijalankan oleh komponen-komponen yang menyusun alat tersebut. Rangkaian dari beberapa sub fungsi tersebut untuk menjalankan suatu tugas keseluruhan disebut sebagai struktur fungsi.

Tujuan menetapkan struktur fungsi adalah untuk memperoleh suatu fungsi yang jelas dari sub sistem yang ada atau terhadap sub sistem yang baru dikembangkan sehingga keduanya dapat diuraikan secara terpisah.

4.2.1 Fungsi Keseluruhan

Fungsi ini digambarkan dengan diagram blok yang menunjukkan hubungan antara masukan dan keluaran, dimana masukan dan keluaran tersebut berupa aliran energi, material dan sinyal. Diagram blok tersebut dapat dilihat pada gambar 4.1 di bawah ini:

Gambar 4.1 Struktur fungsi keseluruhan

Ei : Energi yang dibutuhkan
Mi : Material sebelum diaduk dan dibentuk
Si : Sinyal masuk
Eo : Energi yang terpakai
Mo : Material setelah diaduk dan dibentuk
So : Sinyal berhenti

1.2 Sub Struktur Fungsi
Struktur fungsi keseluruhan yang terdapat pada gambar di atas akan diperjelas dengan menguraikannya menjadi sub fungsi yang dapat dilihat pada gambar 4.2 di bawah ini:

Gambar 2 Sub struktur fungsi

Keterangan:
Ei : Energi dari poros
Eii : Energi dari motor
Mi : Posisi proses pembuatan biskuit
Si : Sinyal menjalankan proses pengadukan
Mo : Biskuit


3 Prinsip Solusi dan Kombinasi Prinsip Solusi
Setelah dibuat struktur fungsi keseluruhan dan sub fungsinya maka selanjutnya dicari prinsip-prinsip solusi untuk memenuhi sub fungsi tersebut. Metode yang akan digunakan dalam mencari prinsip solusi adalah metode kombinasi, yaitu metode yang mengkombinasikan semua solusi yang ada dalam bentuk matriks.
Prinsip solusi diusahakan sebanyak mungkin, tetapi prinsip-prinsip tersebut perlu dianalisis kembali sehingga prinsip solusi yang kurang bermanfaat dapat dihilangkan atau diabaikan dengan tujuan agar dalam tahap perencanaan konsep selanjutnya tidak terlalu banyak dievaluasi.

Tabel 2 Kombinasi prinsip solusi

3.1 Pemilihan Kombinasi Prinsip Solusi
Setelah prinsip sub fungsi dan prinsip solusi telah dibuat, maka perlu dilakukan pemilihan kombinasi dari sub fungsi dan prinsip solusi sehingga terbentuk suatu sistem yang paling menunjang. Pemilihan kombinasi tersebut dibagi dalam beberapa varian-varian yang dapat dilihat pada tabel 4.3 di bawah ini:
Dari tabel di atas maka dapat dilihat kombinasi-kombinasi tersebut menghasilkan varian-varian sebagai berikut:
• Varian 1 : 1-1, 2-2, 3-1, 4-1, 5-2, 6-1, 7-1, 8-1
• Varian 2 : 1-1, 2-1, 3-2, 4-2, 5-3, 6-1, 7-1, 8-1
• Varian 3 : 1-1, 2-2, 3-2, 4-2, 5-1, 6-1, 7-2, 8-2
• Varian 4 : 1-1, 2-1, 3-2, 4-2, 5-1, 6-2, 7-2, 8-2
• Varian 5 : 1-1, 2-3, 3-2, 4-2, 5-2, 6-2, 7-2, 8-3
• Varian 6 : 1-1, 2-3, 3-3, 4-3, 5-3, 6-2, 7-1, 8-3

4 Pembuatan dan Pemilihan Konsep Varian
Dalam pembuatan konsep varian kita harus memperhatikan segi teknik dan ekonominya. Konsep varian dapat dibuat berdasarkan data di bawah ini:
• Sketsa dari kemungkinan bentuk rancangan dan fisiknya.
• Perhitungan kasar yang didasarkan pada asumsi.
• Penelitian lebih lanjut untuk pengembangan teknologi.
• Riset lapangan untuk penganalisaan.
• Pengerjaan model untuk menentukan unjuk kerja secara kuantitatif.
Dari tabel 4.4 di atas, maka dapat dilihat bahwa perancang memilih varian 1, 2, 3 dan 4 karena pertimbangan nilai positifnya lebih banyak dari nilai negatifnya. Gambar rancangan varian 1, 2, 3 dan 4 dapat dilihat pada halaman berikutnya.

No.	Nama Bagian	Bahan	Jml	Catatan
1	Motor listrik		1
2	Pulley		6
3	Sabuk		3
4	Kawat berputar		1
5	Screw		1
6	Pisau pemotong		1
7	Besi siku

5.2 Kriteria Pembobotan Varian

Kriteria pembobotan tiap varian dapat dilihat pada tabel di bawah ini:

Tabel 4.5 Kriteria evaluasi varian 1

No.	Kriteria	B	Parameter	Varian 1
				H	M	BM
1.	Kemudahan perawatan	0.12	Bentuk	Baik	3	0.36
2.	Frekuensi perawatan	0.09	Waktu	Baik	3	0.27
3.	Biaya perawatan	0.09	Harga	Baik	3	0.27
4.	Mudah dioperasikan	0.09	Pengoperasian	Baik	3	0.27
5.	Aman untuk operator	0.045	Keamanan	Cukup	2	0.09
6.	Aman lingkungan	0.045	Ramah lingkungan	Baik	3	0.135
7.	Hemat energi	0.06	Daya	Baik	3	0.18
8.	Kapasitas	0.06	Kg/jam	Baik	3	0.18
9.	Jumlah komponen	0.08	Jumlah komponen	Cukup	2	0.16
10.	Mudah dibuat	0.04	Bentuk	Baik	3	0.12
11.	Mudah didapat	0.04	Jumlah di pasaran	Baik	3	0.12
12.	Komponen standar	0.08	Jumlah komponen standar	Cukup	2	0.16
13.	Mudah dibawa	0.032	Berat dan dimensi	Baik	3	0.096
14.	Perakitan mudah	0.048	Kemudahan perakitan	Baik	3	0.144
15.	Biaya produksi	0.08	Harga	Baik	3	0.24
Jumlah		1		Jumlah	2.79

Tabel 4.6 Kriteria evaluasi varian 2

No.	Kriteria	B	Parameter	Varian 1
				H	M	BM
1.	Kemudahan perawatan	0.12	Bentuk	Cukup	2	0.24
2.	Frekuensi perawatan	0.09	Waktu	Cukup	2	0.18
3.	Biaya perawatan	0.09	Harga	Cukup	2	0.18
4.	Mudah dioperasikan	0.09	Pengoperasian	Baik	3	0.27
5.	Aman untuk operator	0.045	Keamanan	Cukup	2	0.09
6.	Aman lingkungan	0.045	Ramah lingkungan	Baik	3	0.135
7.	Hemat energi	0.06	Daya	Baik	3	0.18
8.	Kapasitas	0.06	Kg/jam	Baik	3	0.18
9.	Jumlah komponen	0.08	Jumlah komponen	Cukup	2	0.16
10.	Mudah dibuat	0.04	Bentuk	Cukup	2	0.08
11.	Mudah didapat	0.04	Jumlah di pasaran	Baik	3	0.12
12.	Komponen standar	0.08	Jumlah komponen standar	Cukup	2	0.16
13.	Mudah dibawa	0.032	Berat dan dimensi	Cukup	2	0.064
14.	Perakitan mudah	0.048	Kemudahan perakitan	Cukup	2	0.096
15.	Biaya produksi	0.08	Harga	Kurang	1	0.08
Jumlah		1		Jumlah	2.21

Tabel 4.7 Kriteria evaluasi varian 3

No.	Kriteria	B	Parameter	Varian 1
				H	M	BM
1.	Kemudahan perawatan	0.12	Bentuk	Baik	3	0.36
2.	Frekuensi perawatan	0.09	Waktu	Cukup	2	0.18
3.	Biaya perawatan	0.09	Harga	Baik	3	0.27
4.	Mudah dioperasikan	0.09	Pengoperasian	Baik	3	0.27
5.	Aman untuk operator	0.045	Keamanan	Cukup	2	0.09
6.	Aman lingkungan	0.045	Ramah lingkungan	Baik	3	0.135
7.	Hemat energi	0.06	Daya	Baik	3	0.18
8.	Kapasitas	0.06	Kg/jam	Baik	3	0.18
9.	Jumlah komponen	0.08	Jumlah komponen	Cukup	2	0.16
10.	Mudah dibuat	0.04	Bentuk	Baik	3	0.12
11.	Mudah didapat	0.04	Jumlah di pasaran	Baik	3	0.12
12.	Komponen standar	0.08	Jumlah komponen standar	Cukup	2	0.16
13.	Mudah dibawa	0.032	Berat dan dimensi	Baik	3	0.096
14.	Perakitan mudah	0.048	Kemudahan perakitan	Cukup	2	0.096
15.	Biaya produksi	0.08	Harga	Baik	3	0.24
Jumlah		1		Jumlah	2.65

Tabel 4.8 Kriteria evaluasi varian 4

No.	Kriteria	B	Parameter	Varian 1
				H	M	BM
1.	Kemudahan perawatan	0.12	Bentuk	Baik	3	0.36
2.	Frekuensi perawatan	0.09	Waktu	Cukup	2	0.18
3.	Biaya perawatan	0.09	Harga	Cukup	2	0.18
4.	Mudah dioperasikan	0.09	Pengoperasian	Baik	3	0.27
5.	Aman untuk operator	0.045	Keamanan	Cukup	2	0.09
6.	Aman lingkungan	0.045	Ramah lingkungan	Baik	3	0.135
7.	Hemat energi	0.06	Daya	Baik	3	0.18
8.	Kapasitas	0.06	Kg/jam	Baik	3	0.18
9.	Jumlah komponen	0.08	Jumlah komponen	Cukup	3	0.16
10.	Mudah dibuat	0.04	Bentuk	Baik	2	0.12
11.	Mudah didapat	0.04	Jumlah di pasaran	Baik	3	0.12
12.	Komponen standar	0.08	Jumlah komponen standar	Cukup	3	0.16
13.	Mudah dibawa	0.032	Berat dan dimensi	Cukup	2	0.064
14.	Perakitan mudah	0.048	Kemudahan perakitan	Cukup	2	0.096
15.	Biaya produksi	0.08	Harga	Kurang	1	0.08
Jumlah		1		Jumlah	2.37

4.5.3 Menentukan Ranting Tiap Varian

Dari hasil evaluasi di atas maka ranting tiap varian adalah:
Ranting 1 : varian 1
Ranting 2 : varian 3
Ranting 3 : Varian 4
Jadi untuk perancangan mesin pembuat biskuit dipilih varian 1 karena memiliki ranting yang paling tinggi.

4.5.4 Evaluasi Terhadap Titik Lemah

Dari hasil evaluasi di atas maka perancang memilih konsep rancangan varian 1 yang merupakan solusi terbaik diantara varian-varian yang lainnya.