Contoh Soal 2

OPTIMASI PROSES PEMESINAN

Oleh: Ir. Sutrimo, M.Eng

1

SUTRIMO

Learning Outcomes

.

Mahasiswa dapat memilih proses pemesinan yang optimum

Outline Materi : • Faktor-faktor Pertimbangan dalam Proses Pemesinan • Komponen Waktu Produksi

• Komponen Ongkos Produksi • Ekonomisasi Peralatan Bantu

2

SUTRIMO

FAKTOR-FAKTOR PERTIMBANGAN DALAM PROSES PEMESINAN 1.

Faktor-faktor teknis : • menetapkan mesin yang akan dipakai, • menentukan jenis pahat yang akan digunakan (geometri dan material pahat), • menentukan kondisi pemotongan (v, f, a).

2.

Kecepatan waktu produksi : • jenis mesin yang dipakai, • pemakaian perkakas bantu, • jenis pahat yang digunakan, dll.

3

SUTRIMO

3. Faktor-faktor ongkos : • ongkos material, • ongkos produksi.

Tujuan Proses Produksi : a) Ongkos produksi yang paling rendah, sehingga harga produk murah; b) Kecepatan produksi yang paling tinggi; c) Keuntungan yang sebesar-besarnya.

4

SUTRIMO

KOMPONEN WAKTU PRODUKSI : 1. Komponen waktu yang dipengaruhi variabel proses, dan 2. Komponen waktu bebas (nonproduktif).

1. Komponen Waktu Yang Dipengaruhi Variabel Proses : lt lt a) tc = = ; min/produk vf n.f dimana :

5

SUTRIMO

tc lt vf n f

= = = = =

waktu pemotongan sesungguhnya panjang pemesinan; mm kecepatan makan; mm/min. putaran poros utama; rev/min gerak makan; mm/rev

b) Waktu penggantian pahat rata-rata :

tc td . T

dimana :

; min / produk

td = waktu

penggantian pahat; min.

atau

pemesinan

T = umur pahat; min. tc = bagian dari umur pahat yang digunakan T menyelesaikan satu produk. tc Catatan : untuk mesin NC, td . = 0 (diabaikan). T 6

SUTRIMO

2. Komponen Waktu Bebas (Non-produktif) : dimana : ta

tLW

ts ta = tLW + tAT + tRT + tUW + ; min / produk N = waktu non produktif (auxillary time) = waktu pemasangan benda kerja (time for loading the workpiece); min/produk

tAT = waktu penyiapan, yaitu waktu yang diper-

7

lukan untuk membawa/menggerakkan pahat dari posisi mula sampai pada posisi siap untuk memotong (advancing time); min/produk tRT = waktu pengakhiran, yaitu waktu yang diperlukan untuk membawa/menggerakkan pahat kembali ke posisi mula (retracting time); min/produk tUW = waktu pengambilan produk (time for unloading the workpiece); min/produk ts = bagian dari waktu penyiapan mesin (fixture & N attachments) dibagi rata untuk sejumlah produk yang direncanakan untuk dibuat saat itu (N , lot size). SUTRIMO

Memperkecil waktu nonproduktif, ta : • menggunakan perkakas bantu, • mesin dilengkapi dengan automatic chacker, • memperbaiki cara kerja (bagi produksi yang sedang berjalan).

Menurunkan waktu pemotongan, tc : • memperbesar kecepatan makan, vf • menaikkan gerak makan, f • memperbesar putaran spindel, v.

Mempercepat cara penggantian pahat, td : • menyediakan pahat cadangan, • memakai jenis pahat sisipan. 8

SUTRIMO

Contoh soal : Benda kerja baja paduan dengan diameter mula sebesar 80 mm dan panjang pemesinan sekitar 150 mm, dibubut kasar untuk kedalaman potong 3 mm dengan gerak makan 0,2 mm/r dan kecepatan potong 113 m/min, umur pahat sekitar 40 menit. Untuk mengganti pahat karbida sisipan diperlukan waktu 0,5 menit, sedang bila diasah diperlukan waktu 15 s/d 30 menit.

Komponen waktu nonproduktif : • Waktu pemasangan benda kerja dengan menggunakan automatic chacker adalah 5 detik = 0,08 menit; • Waktu untuk menggerakkan pahat ke posisi potong 0,08 min/produk; • Waktu untuk menggerakkan pahat kembali ke posisi semula 0,05 min/produk; • Waktu pengambilan produk 0,1 min/produk; • Waktu penyiapan mesin dan peralatan bantu lainnya 60 min, sedang jumlah produk yang akan dikerjakan 100 buah. Berapakah waktu pemesinan per produk rata-rata ? 9

SUTRIMO

Jawab : 1. Komponen waktu yang dipengaruhi oleh variabel proses :

n = tc =

v . 1000 lt

.d

vf

=

lt n.f

113 . 1000

= =

 . 80 150

450 . 0,2

= 450 r/min. = 1,67 min/produk

Waktu untuk mengganti pahat : • bila digunakan pahat karbida sisipan, td = 0,5 min. :

td .

tc T

= 0,5.

1,67 40

= 0,02

min/produk

• bila digunakan pahat biasa, td = 30 min. :

td . 10

SUTRIMO

tc T

= 30 .

1,67 40

= 1,25

min/produk

2. Komponen waktu nonproduktif :

ta

ts = tLW + tAT + tRT + tUW + N 60 = 0,08 + 0,08 + 0,05 + 0,1 + 100 = 0,91 min/produk

Waktu pemesinan rata-rata produk : a) dengan pahat sisipan :

tm = t a + t c + td .

tc T

= 0,91 + 1,67 + 0,02

= 2,6 min / produk b) dengan pahat yang diasah :

tm = 0,91 + 1,67 + 1,25 = 3,83 min / produk 11

SUTRIMO

KOMPONEN ONGKOS PRODUKSI Harga Pembelian Gudang

Ongkos Material Ongkos Tak Langsung Ongkos Total Per Produk

Ongkos Perencanaan

Ongkos Produksi

12

SUTRIMO

Ongkos Pemesinan Ongkos Pahat

Ongkos OPerasi

Pajak Asuransi Pemeliharaan Dan lain-lain

Ongkos Penyiapan & Peralatan Ongkos Proses Produksi

Pengangkutan Bunga bank

Ongkos Tetap

Bunga bank Pajak Asuransi Dan lain-lain

Ongkos Variabel Langsung

Bahan bantu Daya listrik Operator

Ongkos Variabel Tak Tetap

Kontrol kualitas Penjualan Administrasi

Program Alat bantu Setting

KOMPONEN ONGKOS PRODUKSI 1. Ongkos total perproduk (unit cost), dan 2. Ongkos operasi (operating cost).

1. Ongkos Total Perproduk : Rumus yang digunakan :

Cu = CM + Cplan +  Cp dimana : Cu

CM Cplan

Cp 13

SUTRIMO

; Rp/produk

= ongkos total; Rp/produk = ongkos material; Rp/produk = ongkos perencanaan produksi; dapat

pula dimasukkan dalam ongkos perancangan produk (bila produk ybs. dirancang sendiri); Rp/produk = ongkos salah satu proses produksi; Rp/produk

a) Ongkos material terdiri dari : • harga pembelian material,

• ongkos tak langsung (indirect cost / overhead cost) :  biaya gudang,

 pajak,

 pengangkutan,

 asuransi,

 bunga bank,

 pemeliharaan, dll.

Rumus perhitungan :

CM = CMo + CMi ; Rp/produk dimana : CMo = harga pembelian; Rp / produk CMi = ongkos tak langsung; Rp / produk

14

SUTRIMO

b) Ongkos proses produksi terdiri dari : • ongkos penyiapan dan peralatan, • ongkos pemesinan, • ongkos pahat.

Rumus perhitungan :

Cp = Cr + Cm + Cc ; Rp/produk dimana : Cr

Cm Cc

15

SUTRIMO

= ongkos penyiapan dan peralatan; Rp/ produk = ongkos pemesinan; Rp / produk = ongkos pahat; Rp / produk

(1) Ongkos penyiapan dan peralatan (Cr ) :

Cr =

Cset + Cfix + Ccr

; Rp / produk

N dimana : Cset = ongkos pengaturan/setting mesin; Rp Cfix = ongkos perkakas bantu cekam (fixture); Rp Ccr = ongkos penyiapan program; Rp N = jumlah produk yang dibuat; produk

(2) Ongkos pemesinan (Cm ) :

Cm = cm . tm dimana : cm

tm

16

SUTRIMO

; Rp / produk

= ongkos operasi mesin; Rp/min = waktu pemesinan; min/produk

(3) Ongkos pahat (Cc ) :

Cc = cc .

tc

; Rp / produk

T

dimana : cc

tc T

17

SUTRIMO

= ongkos

pahat per mata potong; Rp/mata potong = Sebagian dari umur pahat (yang berkurang akibat pemakaian setiap manghasilkan satu produk) merupakan rasio antara waktu pemotongan efektif tc dengan umur pahat T; mata potong/produk

2. Ongkos Operasi : Rumus yang digunakan :

CJ = C f + C d + Ci dimana : CJ

Cf Cd Ci

= = = =

; Rp / tahun

ongkos ongkos ongkos ongkos tahun

operasi pertahun; Rp / tahun tetap pertahun; Rp / tahun variabel langsung; Rp / tahun variabel tak langsung; Rp /

a) Ongkos tetap pertahun adalah ongkos yang dipikul perusahaan atas pemilihan suatu mesin/alat produksi yang secara tetap harus dibayar setiap tahun, seperti : • bunga pinjaman, • pajak, 18

SUTRIMO

• asuransi, • dan lain-lain.

b) Ongkos variabel langsung pertahun adalah ongkos yang dipikul perusahaan pertahun akibat pengaruh langsung dari kegiatan pemesinan yang dilakukan, seperti : • ongkos bahan bantu (mis. cairan pendingin), • ongkos daya listrik, • ongkos operator. c) Ongkos variabel tak langsung pertahun adalah ongkos yang dipikul perusahaan pertahun akibat pengaruh tidak langsung dari kegiatan pemesinan yang dilakukan, seperti :

• kontrol kualitas, • penjualan, • administrasi, dll. 19

SUTRIMO

EKONOMISASI PERKAKAS BANTU Perkakas bantu adalah suatu alat yang dibuat untuk membantu pengerjaan benda kerja dalam menentukan lokasi, memegang benda kerja, dan menuntun perkakas potong. Disebabkan ketelitian dan ketahanan yang harus dipunyai perkakas bantu, maka ongkos pembuatannya akan relatif tinggi. Walaupun perekakas bantu dapat menghasilkan produktivitas yang lebih tinggi, perkakas tidak dapat dipertanggung jawabkan bila ongkosnya tidak diimbangi oleh penghematan dalam ongkos produksi.

20

SUTRIMO

Faktor-faktor yang mempengaruhi analisa ekonomis perkakas bantu dan perumusan faktor-faktor ini dalam penentuan keseimbangan ekonomis adalah sebagai berikut :

21

a.

Ongkos perkakas bantu;

b.

Ongkos bunga dari ongkos perkakas bantu;

c.

Penghematan dalam ongkos buruh akibat pemakaian perkakas bantu ini;

d.

Penghematan dalam ongkos mesin produksi akibat produktivitas yang meningkat;

e.

Jumlah benda kerja yang perkakas bantu tersebut.

SUTRIMO

akan

diproduksi

dengan

bantuan

Hubungan antara faktor-faktor di atas dapat dinyatakan dalam rumus berikut ini : 1) Ongkos produksi total/produk tanpa perkakas bantu (Cpuf ) :

Cpuf = (R + Rm) t dimana : R

Rm t

22

SUTRIMO

; Rp / produk

= ongkos buruh per jam tanpa perka-

kas bantu; Rp / jam = ongkos mesin per jam, termasuk semua overhead; Rp / jam = waktu yang dibutuhkan untuk menyelesaikan satu produk tanpa perkakas bantu; jam / produk

2) Ongkos produksi total/produk dengan perkakas bantu (Cpf ), (tidak termasuk ongkos pembuatan perkakas bantu) :

Cpf = (Rt + Rm) tt dimana : Rt

tt

; Rp / produk

= ongkos buruh per jam dengan perka-

kas bantu; Rp / jam = waktu yang dibutuhkan untuk menyelesaikan satu produk dengan perkakas bantu; jam / produk

3) Penghematan ongkos produksi/produk (Cps) :

Cps = Cpuf - Cpf = (R + Rm) t - (Rt + Rm) tt ; Rp / produk

23

SUTRIMO

4) Ongkos perkakas bantu/produk (Cfix) :

Cfix =

Ct N

(1 +

dimana : Ct

n.i 2

)

; Rp / produk

= ongkos pembuatan perkakas bantu;

Rp n = jumlah tahun perkakas bantu itu akan dipakai; tahun i = suku bunga dari modal yang diinvestasi; %/tahun N = jumlah produk yang akan dibuat (selama n tahun); produk Bila waktu pemakaian perkakas bantu diperhitungkan lebih kecil dari satu tahun, maka pada umumnya suku bunga tidak diperhitungkan, sehingga :

SUTRIMO 24

Cfix =

Ct N

; Rp / produk

5) Perkakas bantu dapat dipertanggung jawabkan secara ekonomis, bila penghematan ongkos produksi/produk lebih besar daripada ongkos perkakas bantu/produk, jadi : Cps > Cfix , atau

(R + Rm) t - (Rt + Rm) tt >

Ct N

(1 +

n.i 2

)

6) Titik impas yaitu jumlah produk minimum yang harus diproduksi oleh pabrik dengan perkakas bantu tersebut supaya penghematan ongkos produksi sama dengan ongkos pembuatan perkakas bantu, jadi :

Cps = Cfix , atau (R + Rm) t - (Rt + Rm) tt =

Nimpas = 25

SUTRIMO

Ct (1 +

n.i 2

Ct

(1 +

Nimpas

)

(R + Rm) t - (Rt + Rm) tt

=

n.i 2

)

Ct (1 +

Cps

n.i 2

)

7) Ongkos maksimum yang diperbolehkan untuk membuat perkakas bantu :

Ct max =

(R + Rm) t - (Rt + Rm) tt (1 +

n.i 2

)

x N =

Cps . N (1 +

n.i 2

)

Contoh soal : Pemakaian sebuah perkakas bantu dalam mendukung satu seri operasi pada sebuah mesin freis akan mengurangi waktu pengerjaan dari 45 menit/produk menjadi 24 menit/produk. Bila pekerjaan itu harus dilakukan tanpa perkakas bantu, maka penanganan harus dilakukan oleh seorang operator akhli (klasifikasi A) yang dibayar Rp. 10.000/jam. Dengan perkakas bantu, pekerjaan itu dapat diserahkan pada operator kurang akhli (klasifikasi B) yang pembayarannya Rp. 7.500/jam. Ongkos mesin/jam, termasuk overhead, ditentukan sebesar Rp. 25.000/jam. 26

SUTRIMO

Ongkos pembuatan perkakas bantu termasuk Rp. 1.750.000 untuk perancangan, Rp. 950.000 untuk bahanbahannya, dan memerlukan seorang pembuat perkakas bantu yang akhli. Pembuatan memerlukan waktu 50 jam dan diminta pembayaran Rp. 30.000/jam termasuk ongkos buruh, mesin, dan overhead. Suku bunga bank adalah 8 %. Telah diperkirakan bahwa perkakas bantu itu mempunyai umur ekonomis 2 tahun, dan bahwa perkakas bantu itu dapat dipakai untuk membuat 400 produk dalam jangka waktu itu. Tentukan : a) b) c)

27

Apakah perkakas bantu itu dapat dipertanggung jawabkan secara ekonomis ? Berapa jumlah produk minimum yang harus diproduksi agar diperoleh titik impas ? Berapa ongkos maksimum yang diperbolehkan untuk membuat sebuah perkakas bantu, bila jumlah produk yang dibuat/tahun 175 buah (= 350 produk/2 tahun) ? SUTRIMO

Jawab : t tt R Rt Rm Ct i N i

= = = = = = = = =

45 menit/produk = 0,75 jam/produk 24 menit/produk = 0,4 jam/produk Rp.10.000/jam Rp. 7.500/jam Rp. 25.000/jam Rp. 1.750.000+Rp.950.000+Rp. 30.000/jam x 50 jam Rp. 4.200.000 8 % dan n = 2 tahun 400 produk

a) Cps = (R + Rm) t - (Rt + Rm) tt ; Rp / produk = (10.000 + 25.000).0,75 – (7.500 + 25.000).0,4 = 13.250 Rp / produk 28

SUTRIMO

Cfix =

Ct

N

=

(1 +

n.i

2

)

; Rp / produk

4.200.000

(1 +

400

2 . 0,08 2

) = 11.340 Rp / produk

Cps > Cfix , jadi perkakas bantu ini secara ekonomis dapat dipertanggung jawabkan.

b) Nimpas =

Ct (1 +

n.i 2

)

=

Cps

4.200.000 (1 +

2 . 0,08 2

)

13.250

= 342 produk c) Bila N = 350 produk / 2 tahun, maka :

Ct max =

Cps . N

(1 + 29

SUTRIMO

n.i 2

=

)

13.250 . 350 1,08

= Rp 4.293.981

TERIMA KASIH

30

SUTRIMO