1. Pendahuluan Aplikasi 3D CAD saat ini menjadi teknologi populer dalam bidang desain dan produksi dalam berbagai industri dan manufaktur digital semakin meluas. Dengan adanya rencana pra- konstruksi dan proses simulasi produk menggunakan 3D digital model, maka efisiensi dan keselamatan kerja dapat ditingkatkan pada tiap tahapan kerja dan optimasi produksi dapat diraih. Pada paper ini mendeskripsikan konsep dari manufaktur digital dalam pembangunan kapal, dimana sistem CAD 3D sangat penting/krusial sebagai aplikasi yang efektif karena dalam pada struktur kapal memiliki penampang tiga dimensi yang kompleks dan banyak pihak yang saling bekerja sama dalam produksi kapal yang kompleks tersebut. Berikut beberapa contoh aplikasi yang berhasil diterapkan di IHI Marine United,Inc., adalah: proses ereksi blok lambung kapal, kerangka desain (scaffolding), dan simulasi manusia (human simulation). Pada industri bangunan kapal, computer-integrated manufacturing (CIM), telah dikembangkan dan menjadi langkah awal untuk memasuki pembangunan kapal secara nyata. Sistem CIM saat ini fokus kepada pemodelan produk, 3D CAD, dan teknologi jaringan. Kedepannya CIM diharapkan mampu meraih optimasi secara global dan renovasi dengan melalui manufaktur digital yang dapat menggatikan produksi secara manual yaitu dengan tenaga kerja manusia.
Digital Manufacturing (CAD/CAM Application in Shipbuilding)
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
1. Pendahuluan
Aplikasi 3D CAD saat ini menjadi teknologi populer dalam bidang desain dan produksi
dalam berbagai industri dan manufaktur digital semakin meluas. Dengan adanya rencana
pra-konstruksi dan proses simulasi produk menggunakan 3D digital model, maka efisiensi
dan keselamatan kerja dapat ditingkatkan pada tiap tahapan kerja dan optimasi produksi
dapat diraih. Pada paper ini mendeskripsikan konsep dari manufaktur digital dalam
pembangunan kapal, dimana sistem CAD 3D sangat penting/krusial sebagai aplikasi yang
efektif karena dalam pada struktur kapal memiliki penampang tiga dimensi yang kompleks
dan banyak pihak yang saling bekerja sama dalam produksi kapal yang kompleks tersebut.
Berikut beberapa contoh aplikasi yang berhasil diterapkan di IHI Marine United,Inc., adalah:
proses ereksi blok lambung kapal, kerangka desain (scaffolding), dan simulasi manusia
(human simulation).
Pada industri bangunan kapal, computer-integrated manufacturing (CIM), telah
dikembangkan dan menjadi langkah awal untuk memasuki pembangunan kapal secara
nyata. Sistem CIM saat ini fokus kepada pemodelan produk, 3D CAD, dan teknologi jaringan.
Kedepannya CIM diharapkan mampu meraih optimasi secara global dan renovasi dengan
melalui manufaktur digital yang dapat menggatikan produksi secara manual yaitu dengan
tenaga kerja manusia.
2. Digital Manufacturing
Konsep ini mulai dikembangkan pada tahun 1980an, kemudian pada tahun 1990an
konsep CIM mulai diperkenalkan, konsep tersebut cenderung dalam proses produksi, tepat
pada waktunya, pemrosesan/pembuatan secara kontinyu. Saat ini digital manufaktur
diposisikan sebagai dasar fungsi dari product life cycle management (PLM).
Pembanguan kapal secara tradisional sebenarya banyak pengetahuan yang
dipahami,sehingga pengetahuan hanya dijabarkan secara eksplisit dalam hal ini sangat
penting membuat informasi secara digital dengan kata lain kita dapat berinovasi
mengguknakan teknologi informasi untuk memproduksi kapal dengan waktu lebih cepat dan
meringankan pekerjaan manusia. Seino and Ikeda (2003) memaparkan beberapa bagian
dalam proses digital:
Teknologi dan skill dari digital
Konversi dan penggunaan data numerik ke dalam format utuk menentukan keputusan
dan penilaian
Desain secara virtual dan fabrikasi : prediksi produk awal oleh simulasi komputer
Integrasi dan penggunaan data di semua divisi dari hul sampai hilir
Manajemen global secara tertutup : pemanfaatan jaringan.
Metode Produksi dalam bangunan kapal secara tradisional berfokus pada tenaga kerja
dan pengalaman, hal tersebut menyebabkan adnya ambigu dalam proses pembuatan
dilapangan. Saat ini aplikasi perakitan difokuskan melalui manufaktur virtual/ manufaktur
dengan komputer.
Pada umumnya tahapan pada Digital manufacturing antara lain:
Proses perencanaan, proses pendetailan dan validasi, pemodelan dan simulasi,
pengestraksian data manufaktur dan instruksi kerja.
Tujuan utama digital manufacturing
Mengurangi waktu produksi
Mengurangi pengulangan pekerjaan
Meningkatkan produktivitas dan pekerja
Digital manufacturing fokus pada beberapa hal antara lain :
Mengurangi jadwal produksi
Menghindari pembangunan kembali atau pekerjaan yang tidak aman
Meminimalisir perubahan permintaan setelah penghentian desain
Mempercepat respon terhadap perubahan maupun kondisi yang tidak direncanakan
di galangan
Keuntungan pemakainan Digital Manufacturing
Tidak seperti sistem yang diwariskan pada galangan umumnya , pemakaian Digital
Manufacturing dapat mengintregasikan data produk di bidang engineering, dan
proses dan sumber data pembangunan.
3. Tahapan Umum Digital Manufacturing
3.1 Process Planning
Tahap pertama pada digital manufacturing adalah process planning . Pada tahap ini
terdiri dari beberapa pekerjaan dimulai dari perencanaan produk, pendefinisian tugas –tugas yang
akan dilakukan, pendefinisian layout, dan perencanaan simulasi. Proses ini merupakan proses iterasi
yang mana kalau terjadi ketidaksesuaian akan berputar sampai keadaan sudah sesuai.
Gambar 1. Alur Process Planning
3.1.1 Process engineering
Pada process engineering , process engineers berkolaborasi dengan tim pendesain
kapal. proses pendesainan struktur blok sebelumnya dibantu dengan menggunakan software CATIA.
Pada proses ini penggabungan pada skala besar di break down ke skala yang lebih kecil. Supaya
mempermudah langkah selanjutnya dalam menentukan urutan penggabungan.
Gambar 2. Contoh pembuatan bottom structure pada process engineering
3. 1. 2 Process Graphs
Process graphs melakukan pelayaan sebagai jalan yang mudah untuk memvisualisasikan
urutan pembangunan yang komplek. Grafik ini nantinya akan memberikan info bagaimana
pembangunan nantinya. Proses ini juga memberikan informasi bagian-bagian dan tugas-tugas
dengan hierarki atau kombinasi didalam grup tugas.
Gambar 3. Penyusunan tugas-tugas dalam proses produksi
3. 1. 3 Manufacturing constraints
Dalam pembangunan kapal hampir selalu dibatasi oleh biaya, produktivitas, rencana
target, jadwal, lokasi pembangunan, dan ketersediaan peralatan welding, coating, lifting dan
sandblasting. Untuk menggambarkan hal tersebut ,DELMIA bisa digunakan sebagai tools yang dapat
digunakan untuk mendifinisikan dasar-dasar pemikiran kerja. Tujuannya adalah untuk
mensimulasikan kondisi real pembangunan kapal semirip mungkin.
3. 1. 4 Time analysis
Didalam time analysis , operasional dan urutan kerja didefinisikan didalam process
graph yang dikombinasikan dengan penilaian waktu individual untuk membuat sebuah
gambar yang realistis yang menggambarkan berapa lama dia akan membuat sebuah produk
dan berapa lama durasi waktu dari masing-masing tugas. Beberapa bentuk dari time analysis
antara lain adalah man-hours, man-days, yard operations calendar, machine turn around cycles, dll.
3. 1. 5 Manufacturing concept
Manufacturing concept merupakan langkah dimana pembuatan perencenaan produk,
process, dan sumber-sumber pekerjaan dilakukan. Manufacturing process ini masih merupakan
proses yang ada didalam process graph. Hasil dari proses ini adalah mapping dari semua aktivitas
yang dilakukan digalangan seperti inspeksi, transport equipment, test positions, sera human
resources planning.
Gambar 4. Manufacture mapping
3. 1. 6 Layout definition
Proses ini menyediakan pendefinisian batasan-batasan yang belum didefinisikan pada
manufacturing concept yang meliputi ketersediaan lahan, letak lokasi perlengkapan
sebenarmya (robot, tukang las, pemotong, pembengkok pipa, pengecat dll) dan sistem kerja
dari crane dan lifter.
Gambar 5. Perencanaan Layout
3. 1. 7 Discrete Event Evaluation
Salah satu keuntungan besar dari penggunaan virtual manufacturing adalah
kemampuannya dalam menganalisa scenario produksi dan dampak perubahan layout
fasilitas dengan cepat, pengalokasian beberapa sumber pekerjaan di lapangan,
penjadwalan, dan pengintregasian produk dari masing-masing team.
Gambar 6. Layuot galangan beserta fasilitasnya
Pada proses ini semua aliran proses yang sudah dikonsep pada tahap sebelumnya
dikombinasikan menjadi satu kesatuan kerja.
3.2 Process Detailing and Validation
Dalam proses pendesainan, ada beberapa komponen desain yang tidak dapat dengan mudah
direalisasikan, dioperasikan pada sebuah kapal. Maka dari itu dalam virtual manufacturing ini selain
CATIA yang dapat menyediakan bagian-bagian model, assembly, dan mekanisme kerja, DELMIA
digital product manufacturing (DPM) digunakan sebagai tools untuk melakukan proses pendetailan
dan validasi untuk mendeteksi permasalahan yang mungkin muncul sebelum desainer memutuskan
untuk dibangun/diproduksi.
3.2.1 Resource Modelling and Simulation
3.2.1.1 Human simulation
Pada proses ini kinerja dari manusia khusunya pekerja di modelkan dan disimulasikan
bagaimana cara atau urutan melakukan suatu tugas produksi dengan baik dan sesuai
dengan aturan keselamatan.
Gambar 7. Human simulation
3.2.1.2 Robotic simulation
Bukan hanya simulasi pada manusia , pada virtual manufacturing juga dimodelkan dan