Analisa Proses Permesinan Dan Biaya Produksi Pada Mesin Hot Press Berbasis PLC

Tugas Akhir

Analisa Proses Permesinan Dan Biaya Produksi Pada Mesin Hot Press Berbasis PLC Raditya Adhi Wicaksono 2105.100.128

Pembimbing: Ir. Sampurno, MT

Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya Desember 2010

Analisa Software dan Analisa Hardware

Analisa Konstruksi dan Kontrol

Proses Pemesinan dan AnalisaTeknik Biaya

Mesin Hot Press Berbasis PLC

Pengujian Mesin Hot Press

LATAR BELAKANG Industri Manufaktur Indonesia yang kurang bergairah

Produk yang dihasilkan tidak mampu bersaing di pasaran

Harga jual tidak sebanding dengan biaya produksi

Analisa Proses Produksi dan Analisa Proses Biaya Produksi

PERUMUSAN MASALAH Perumusan masalah yang digunakan untuk permasalahan ini adalah Bagaimana cara proses manufaktur dari mesin hot press hingga didapatkan sebuah mesin yang memiliki kualitas yang baik serta biaya produksi yang terjangkau .

TUJUAN

Membuat mesin hot press berbasis PLC yang memiliki kualitas baik dan biaya produksi yang terjangkau.

Mempelajari urutan proses pembuatan mesin hot press dan menganalisa proses pembuatan. Mampu mencari dan menganalisa biaya produksi yang diperlukan.

MANFAAT PENELITIAN Menghasilkan Mesin Hot Press yang mempunyai kualitas sama baiknya dengan produk impor dan mengurangi ketergantungan terhadap produk luar negeri. Memberikan kesempatan bagi home industri / industri kecil untuk lebih berkembang dengan adanya mesin hot press ini dan memberikan kesempatan bagi perusahaan yang ingin memproduksinya.

BATASAN MASALAH

Bahan material benda kerja dianggap homogen sehingga properties material sama.

Pahat potong diasumsikan terpasang dengan baik dan sudut potongnya dianggap tidak berubah selama proses permesinan berlangsung.

Mesin diasumsikan mampu bekerja dengan baik selama proses pemotongan, memiliki efisiensi daya tetap.

Tarif listrik tidak mengalami perubahan, tariff yang digunakan adalah Rp 1380,00 per kwh yang merupakan tarif listrik industry pada tahun 2010.

Gaji pegawai selama satu bulan diasumsikan tetap, sesuai dengan UMR 2010, yaitu sebesar Rp 1.030.000,00.

Harga dari material benda kerja diasumsikan tidak mengalami perubahan.

TINJAUAN PUSTAKA

Tinjauan Pustaka

•Widya Septiawan, yang berjudul “Perancangan dan Analisa Mesin Emboss Kain Untuk Daun Tiruan Dengan Sistem Pneumatik”. •Nur Nugroho Irianto dengan judul “Analisa Konstruksi dan Kestabilan Kontrol pada Mesin Hot Press Berbasis PLC dengan Sistem Pneumatik”. Nantinya Tugas akhir tersebut berperan sebagai desain dasar dalam pembuatan mesin Hot Press. •Andreas Arianto, yang berjudul “Pembuatan dan Pengujian Mesin Emboss Kain untuk Daun Tiruan”. Perbedaan dengan tugas akhir yang dilakukan adalah pada tugas akhir yang saya lakukan tidak membahas mengenai pengujian akan tetapi lebih menitikberatkan kepada proses permesinan mesin hot press serta mencakup analisa biaya produksi.

MESIN HOT PRESS

Keterangan bagian: 1. Top pneumatic holder 2. Pneumatik holder 3. Sliding plate 4. Pusher plate 5. Top heater cover

6. Bottom heater cover 7. Standing support 8. Base plate 9. Bottom heater 10.Isolator

KOMPONEN – KOMPONEN PENDUKUNGNYA:

Limit Switch

Pressure regulator

PLC

Timer

RTD

Actuator pneumatik

Kompresor udara

METODOLOGI PENELITIAN

Studi literatur dan studi lapangan

Proses Pembuatan Mesin Hot Press

Perencanaan diagram alir penelitian.

Analisa perhitungan proses permesinan.

Analisa biaya produksi dari mesin hot press.

PRINSIP KERJA MESIN HOT PRESS

Pressure Regulator Silinder Pneumatik

Saklar On/off

Lampu On/Off

Timer

Saklar Temperatur Kontrol

Temperatur Kontrol Lampu Temperatur Kontrol

Saklar Otomatis

Limit Switch

Timer Otomatis

Unit Kontrol

Mesin Hotpress Tombol Aktuator

Kompressor

MANUAL

OTOMATIS

DIAGRAM ALIR PENELITIAN START

Input data: - Studi literatur dan Lapangan - Gambar konstruksi mesin - Dimensi mesin hot press

Analisa proses pembuatan mesin hot press

Pembuatan mesin hot press

Analisa biaya produksi mesin hot press

Apakah mesin sesuai yang diharapkan?

ya Mesin yang dihasilkan: - Mesin yang berkualitas baik - Biaya produksi yang murah

END

tidak

DIAGRAM ALIR PROSES PERMESINAN

START Input data: - Gambar konstruksi mesin - Mesin potong yang tersedia - Material benda kerja - Pahat potong yang tersedia

Menentukan mesin dan pahat yang akan digunakan

Merencanakan langkah proses permesinan

-Menentukan properties dari pahat (d, z, Kr) -Menentukan kecepatan putaran mesin (n) -Menentukan kondisi pemotongan (a, f, v) Menghitung elemen dasar proses permesinan: 1. Kecepatan potong 2. Gerak makan pergigi 3. Waktu pemotongan 4. Kecepatan penghasilan geram 5. Energi pemotongan 6. Daya Pemotongan 7. Gaya Pemotongan

Apakah hasil perhitungan proses permesinan sesuai dengan yang diharapkan?

Ya 1. Waktu potong rendah 2. Daya potong rendah

END

Tidak

PROSES PERMESINAN MESIN HOT PRESS 

Drilling

Elemen Proses Drilling adalah:



Milling

Elemen Proses Milling adalah:

Start

DIAGRAM ALIR MENGHITUNG ELEMEN DASAR PROSES PERMESINAN

Input Data: 1. Gambar Teknik Mesin 2. Material Benda Kerja 3. Mesin yang tersedia 4. Pahat yang tersedia

Menentukan proses permesinan

Drilling

· · ·

Surface Milling

Menentukan pahat yang akan digunakan (d, z) Menentukan kedalaman potong (a) Menentukan besarnya lv, lw, ln

Menentukan besarnya feed rate: f = 0,02d (John A. Schey–Introduction to Manufacturing Process) Menentukan besarnya vs (dilihat dari tabel John A. Schey– Introduction to Manufacturing Process, Figure 16-14) Menentukan Besarnya kecepatan potong: v = 0,7 . Vs (John A. Schey–Introduction to Manufacturing Process)

Menentukan besarnya poros utama:

n=

putaran

v . 1000  .d

· · ·

Menentukan pahat yang akan digunakan (d, z) Menentukan besarnya kedalaman potong (a) dan lebar pemotongan (w) Menentukan besarnya lv, lw, ln

Besarnya total permesinan: lt=lv+lw+ln Menentukan besarnya potong: tc= lt/vf

 .d 2 4

A

.

vf 1000

· ·

Menentukan pahat yang akan digunakan (d, z) Menentukan besarnya kedalaman potong (a) dan lebar pemotongan (w) Menentukan besarnya lv, lw, ln

Menentukan besarnya fs dan Zf, ( John A. Schey–Introduction to Manufacturing Process, figure1614 dan 16-16)

Menentukan besarnya feed rate: f = fs.Zf (John A. Schey–Introduction to Manufacturing Process)

Menentukan besarnya feed rate: f = fs.Zf (John A. Schey–Introduction to Manufacturing Process)

Menentukan besarnyavs dan Zv (dilihat dari tabel John A. Schey– Introduction to Manufacturing Process, Figure 16-14 dan 16-16)

Menentukan besarnyavs dan Zv (dilihat dari tabel John A. Schey– Introduction to Manufacturing Process, Figure 16-14 dan 16-16)

Menentukan Besarnya kecepatan potong: v = 0,7 . Vs (John A. Schey–Introduction to Manufacturing Process)

Menentukan Besarnya kecepatan potong: v = 0,7 . Vs (John A. Schey–Introduction to Manufacturing Process)



putaran

v . 1000  .d

n=

putaran

v . 1000  .d

Menentukan besarnya kecepatan makan: v f = f .n .z

Menentukan besarnya kecepatan makan: v f = f .n .z

Besarnya total permesinan: lt=lv+lw+ln

Besarnya total permesinan: lt=lv+lw+ln

lintasan

waktu

Menentukan besarnya kecepatan penghasilan geram:

Vt 

·

Menentukan besarnya fs dan Zf, ( John A. Schey–Introduction to Manufacturing Process, figure1614 dan 16-16)

n= Menentukan besarnya kecepatan makan: v f = f .n .z

End Milling

lintasan

Menentukan besarnya potong: tc= lt/vf

waktu


vf Vt  a . w . 1000

B

lintasan

Menentukan besarnya potong: tc= lt/vf

waktu


Vt  a . w .

C

vf 1000

A

B

C

Menentukan besarnya E1 (John A. Schey–Introduction to Manufacturing Process, table 16-1)



Besar nilai a =0, 3

Besar nilai a =0, 3

Besar nilai a =0, 3

h= kedalaman potong

h= kedalaman potong

h= kedalaman potong

Maka besarnya Energi pemotongan:

Maka besarnya Energi pemotongan: E = E1.h-a

Maka besarnya Energi pemotongan: E = E1.h-a

E = E1.h-a

Asumsi effisensi mesin= 0,7



Maka besarnya daya pemotongan:



W

E.Vt Eff

Besar Gaya pemotongan:

W Pc  v

W

E.Vt Eff


W Pc  v

Elemen dasar proses permesinan: 1. Kecepatan potong 2. Gerak makan pergigi 3. Waktu pemotongan 4. Kecepatan penghasilan geram 5. Energi pemotongan 6. Daya Pemotongan 7. Gaya Pemotongan

End

W

E.Vt Eff


Pc 

W v

DIAGRAM ALIR ANALISA BIAYA PRODUKSI MESIN HOT PRESS

Menentukan Besar Ongkos Material: -Harga Pembelian -Ongkos tak Langsung

START Input data: -Material yang digunakan - Mesin yang digunakan -Pahat yang digunakan -Lama proses permesinan -Daya proses permesinan

Komponen

Menentukan Besar Komponen Ongkos Permesinan:

Ongkos Pemakaian Pahat

-Ongkos Listrik -Gaji Pegawai -Penyusutan Mesin -Penyusutan Gedung

Ongkos Total

Lebih rendah dari harga pasar?

ya Harga produk yang kompetitif di pasaran

END

tidak

PROSES PERMESINAN DAN ANALISA BIAYA PRODUKSI Untuk proses pembuatan mesin ini memerlukan beberapa komponen antara lain: • Top pneumatic holder • Pneumatik holder • Sliding plate • Pusher plate • Top heater cover • Bottom heater cover • Standing support • Base plate • Bottom heater • Isolator • Komponen Pendukung : • Perangkat Elektronik (control panel) • Bantalan / bearing yang menggunakan linear bearing. • Cetakan produk (dies / punch). • Alat pemanas / heater

•Mengandung kurang dari 0,15 % Carbon. •Kekuatan tarik (Tensile strength) = 400 - 550 N/mm •Yield Strength = 250 N/mm Benda Kerja (Komponen) yang •Kekerasan = 120 HB

akan dikerjakan

Mesin Perkakas yang Digunakan

•Type •Jenis •Kapasitas •Dimensi •Daya •Putaran

: C5601 : MILLING VERTIKAL DIGITAL : 1330x320x500 : 2100x1780x220 : 10 Hp : 1500 RPM

Tingkat putaran spindle (rpm) 30

37.5

47.5

60

75

95

118

150

190

235

300

375

475

600

750

950

1180

1500

Tingkat kecepatan makan (mm/menit) 22.5

30

37.5

47.5

60

75

90

118

150

190

235

300

375

475

600

750

950

1180

2300

PROSES PERMESINAN UNTUK TOP PNEUMATIK HOLDER 

Langkah-langkah Pemotongan

• 1-1 Menggurdi tujuh lubang dengan o7 • 1-2 Menggurdi tujuh lubang dengan o28 • 1-3 Meluaskan satu lubang (boring) smpai o31 • 2-1 Mengfreis permukaan atas/facing (80x80x12 menjadi 80x80x10,2) • 2-2 Mengfreis permukaan bawah/facing (80x80x10,2 menjadi 80x80x8,4) • 2-3 Mengfreis permukaan samping kanan (80x80x8,4 menjadi 77,7x80x8,4) • 2-4 Mengfreis permukaan samping kiri (80x80x8,4 menjadi 75,4x80x8,4) • 2-5 Mengfreis permukaan samping atas (80x75,4x8,4 menjadi 77,7x75,4x8,4) • 2-6 Mengfreis permukaan samping bawah (77,7x75,4x8,4 menjadi 75,4x75,4x8,4) • 2-7 Proses Finishing

PERHITUNGAN KECEPATAN MAKAN & WAKTU POTONG UNTUK TOP PNEUMATIK HOLDER a No

d

v

v

z

Kondisi Pemotongan n n

f

lv

lw

ln

Kecepatan makan & waktu lt Vf tc

Operasi Pemesinan (mm) (mm) (m/min) (m/s)

(rpm)

(rpm)

(mm/rev) mm mm mm

(mm/min) (min)

(yg digunakan)

1 2

Drilling o7 (7 lubang) 3.5  Drilling o28 (satu lubang)

7

11.67

0.70 2 530.937216

475

0.15

2

12

2

16

142.5

0.42

14

28

11.67

0.70 2 132.734304

118

0.56

2

12

6

20

132.16

0.57

3

9

33.33

2.00 4 1179.40552

1180

0.1

2

88

11 101

472

0.21

1.8

20

33.33

2.00 4 530.732484

475

0.4

2

80 10 92

760

0.12

2.3

6

33.33

2.00 4 1769.10828

1500

0.1

2

80

85

600

0.14

Surfacemill o20 (4x, 2 0.2 sisi)  EndMill o5 (empat sisi) 0.2

20

33.33

2.00 4 796.098726

750

0.1

2

75 10 87

300

0.29

6

33.33

2.00 4 2653.66242

1500

0.025

2

75

150

0.54



3

Boring o6 

4

Facing o20 (4x, dua sisi) 

5

EndMill o5 (empat sisi) 

4

5

3

3

80

Contoh Perhitungan

PERHITUNGAN ENERGI, GAYA & DAYA POTONG UNTUK TOP PNEUMATIK HOLDER Kecepatan Pembuangan Geram, Energi, Daya dan Gaya Pemotongan Vt Vt E1 eff E W W Pc

cm3/min (mm3/s) (W.S/mm3)

5.48

(W.S/mm3)

(watt)

(HP) (Newton)

91.35

2.1 0.7

1.44

188.20 0.25

268.79

81.34 1355.61

2.1 0.7

0.95 1842.54 2.47 2631.45

30.01

500.20

2.1 0.7

1.51 1079.27 1.45

539.69

27.36

456.00

2.1 0.7

1.76 1146.84 1.54

573.48

11.59

193.20

2.1 0.7

1.64

451.45 0.60

225.75

1.2

20

2.1 0.7

3.40

97.24 0.13

48.62

0.252

4.2

2.1 0.7

3.40

20.42 0.03

10.21

Contoh Perhitungan

ANALISA BIAYA PRODUKSI UNTUK MESIN HOT PRESS 

Biaya Material No

Nama Komponen

1 Top Pneumatic Holder 2 Pneumatic Holder 3 Kerangka 4 Base Plate 5 Bottom Heater 6 Bottom Heater Cover 7 Top Heater Cover 8 Pusher Plate 9 Sliding Plate 10 Isolator

Bahan Mild Steel Mild Steel Mild Steel Mild Steel Mild Steel Mild Steel Mild Steel Mild Steel Mild Steel Pertinax

Vol Material Massa jenis Harga per Kg Berat Harga Material Biaya tak Langsung

m3

kg/m3

0.000077 0.000599 0.001524 0.001932 0.000437 0.000416 0.000702 0.000250 0.000270 0.000500

7800 7800 7800 7800 7800 7800 7800 7800 7800 -

Contoh Perhitungan

Rp 60000 60000 60000 60000 60000 60000 60000 60000 60000 -

kg 0.60 4.67 11.89 15.07 3.41 3.24 5.48 1.95 2.11 48.41

Rp/kg 35942.40 280098.00 713255.40 904176.00 204422.40 194688.00 328536.00 116812.80 126547.20 200000.00 3104478.20

Rp 2895.03 22560.89 57450.17 72828.15 16465.49 15681.42 26462.40 9408.85 10192.92 16053,86 233945.34 3338423.54



Biaya Listrik No

Ongkos Listrik Rp

Nama Komponen




Biaya Pahat



Ongkos Pahat Rp 1 Top Pneumatic Holder 12159.68 2 Pneumatic Holder 30825.64 3 Kerangka 32567.82 4 Base Plate 23769.95 5 Bottom Heater 20786.67 6 Bottom Heater Cover 22917.91 7 Top Heater Cover 20599.34 8 Pusher Plate 16086.65 9 Sliding Plate 18410.35 10 Isolator 23480.77 221604.77

No

392.29 1883.26 2931.52 8457.63 798.83 1723.96 1396.61 1087.64 1300.87 1963.67 21936.27

Nama Komponen

Biaya Investasi Mesin dan Bangunan No

Nama Komponen


Waktu Proses Nilai Penyusutan Mesin Penyusutan Bangunan Ongkos Penyusutan Bangunan menit 9.74 35.31 38.40 54.91 24.68 24.22 24.81 19.25 18.68 26.39

Rp/menit

Rp/menit

414 414 414 414 414 414 414 414 414 414

768.62 768.62 768.62 768.62 768.62 768.62 768.62 768.62 768.62 768.62

dan Mesin (Rp) 11517.06 41758.31 45414.89 64935.80 29191.63 28639.53 29343.19 22763.36 22095.65 31204.57 326863.99

Contoh Perhitungan

Biaya Karyawan



Waktu Proses menit 1 Top Pneumatic Holder 9.74 2 Pneumatic Holder 35.31 3 Kerangka 38.40 4 Base Plate 54.91 5 Bottom Heater 24.68 6 Bottom Heater Cover 24.22 7 Top Heater Cover 24.81 8 Pusher Plate 19.25 9 Sliding Plate 18.68 10 Isolator 26.39

No

Nama Komponen

 No

Gaji Karyawan Rp/menit

97.54 97.54 97.54 97.54 97.54 97.54 97.54 97.54 97.54 97.54

Ongkos Karyawan Rp/menit 949.90 3444.14 3745.72 5355.77 2407.66 2362.13 2420.16 1877.47 1822.40 2573.69 26959.05

Biaya Komponen Pendukung Nama Komponen Jumlah Satuan

1 Silinder Pneumatik 2 Baut, Mur 3 Bearing 4 Dies, Punch 5 Heater 6 Kotak Control Panel 7 RTD 8 PLC 9 Kabel 10 Timer 11 Pressure Regulator 12 Limit Switch 14 Saklar 15 Lampu

1 Unit 1 Set 1 Set 1 Unit 1 Unit 1 Unit 1 Unit 1 Unit 1 Set 2 Unit 1 Unit 2 Unit 3 Unit 2 Unit

Harga Rp 300000 5000 5000 400000 250000 500000 150000 1700000 30000 130000 400000 100000 10000 2500

Harga Total Rp 300000 5000 5000 400000 250000 500000 150000 1700000 30000 260000 400000 200000 30000 5000 4235000

Jadi Ongkos Total nya adalah

Contoh Perhitungan

8186153.33

HARGA JUAL MESIN HOT PRESS 

Biaya Promosi

No Keterangan 1 Iklan kolom harian 2 Proposal+Pengiriman 3 Iklan Via Internet 4 Iklan Via Yellow Pages



Satuan Harga Satuan (Rp Jumlah Harga Total (Rp) 1 hari 1 unit 1 bulan 1 tahun

9000000 100000 3000000 3000000

8 100 2 1

72000000 10000000 6000000 3000000 91000000

Laba Yang diharapkan

Perkiraan laba yang diharapkan ditentukan terlebih dahulu sebesar Rp1.500.000,00 per produknya. Jumlah tersebut hampir mencapai 20% dari harga produksinya, dan diperkirakan mesin masih mampu bersaing di pasaran nantinya 

Biaya Pajak

Harga pajak = (Biaya Produksi + Laba) x 10% 𝑅𝑝 8.186.153 + 𝑅𝑝1.500.000 𝑥 10% = 𝑅𝑝 968.615,3

HARGA JUAL MESIN HOT PRESS (2) Sehingga besarnya nilai harga jual mesin hot press per unit nya dapat diketahui: 𝑅𝑝 8.186.153 + 𝑅𝑝1.000.000 + 𝑅𝑝 968.615 = 𝑅𝑝10.654.768



Titik Impas

Rumus titik impas adalah:

𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑃𝑒𝑛𝑔𝑒𝑙𝑢𝑎𝑟𝑎𝑛 𝑃𝑒𝑚𝑎𝑠𝑢𝑘𝑎𝑛 𝑝𝑒𝑟 𝑀𝑒𝑠𝑖𝑛

𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 𝐵𝑖𝑎𝑦𝑎 𝑃𝑟𝑜𝑚𝑜𝑠𝑖 𝐻𝑎𝑟𝑔𝑎 𝑃𝑟𝑜𝑑𝑢𝑘𝑠𝑖 + 𝐿𝑎𝑏𝑎 + 𝑃𝑎𝑗𝑎𝑘 − (𝐻𝑎𝑟𝑔𝑎 𝑃𝑟𝑜𝑑𝑢𝑘𝑠𝑖 + 𝑃𝑎𝑗𝑎𝑘) 𝑅𝑝 91.000.000 = 60,67 = 61 𝑢𝑛𝑖𝑡 𝑅𝑝1.500.000

Jadi sebelum mencapai titik impasnya perlu dijual mesin sebanyak 61 unit.

KESIMPULAN & SARAN 

Kesimpulan

Dari hasil analisa yang telah dilakukan dapat diambil beberapa kesimpulan, yaitu: 1.

Harga jual mesin hot press per unitnya adalah Rp10.654.768,00

2.

Besarnya biaya produksi yang diperlukan untuk sebuah mesin hot press adalah senilai Rp 8.168.153,00. Komponen penyusun biaya produksi yang paling signifikan adalah biaya komponen pendukung, biaya material dan investasi bangunan dan mesin

3.

Meskipun biaya operasional (listrik, karyawan, pahat) bukan merupakan biaya yang sangat signifikan akan tetapi biaya operasional sangat besar pengaruhnya terhadap daya saing mesin di pasaran. Komponen variable dari biaya operasional bersifat lebih flexible dibandingkan dengan komponen biaya yang lain dan besarnya biaya operasional juga menentukan kualitas dari mesin.

4.

Besarnya biaya promosi untuk mesin hot press sebesar Rp91.000.000,00. Biaya promosi merupakan komponen vital dalam penentuan harga suatu produk, karena umumnya biaya yang dikeluarkan tidak sedikit dan dapat membawa keuntungan yang besar bila dialokasikan dengan baik dan tepat sasaran.

5.

Jumlah penjualan produk yang dibutuhkan untuk mencapai titik impas adalah sebanyak 61 produk.

KESIMPULAN & SARAN (2) 

Saran

1.

Proses perhitungan sebaiknya dibuat lebih detail dengan menggunakan asumsiasumsi yang lebih mendekati keadaan yang sebenarnya.

2.

Untuk kedepannya, penelitian selanjutnya dapat menggunakan software lain yang lebih baik dan lengkap.

Terima Kasih

Analisa Proses Permesinan Dan Biaya Produksi Pada Mesin Hot Press Berbasis PLC

Recommend Documents