TITI-4131 SISTEM PENGEMBANGAN PRODUK
SESISESI-7÷9: PROSES PERANCANGAN PRODUK (3):
Arsitektur Produk
1
LD-SPP: Sem I-2005
7
ARSITEKTUR PRODUK (1)
TUJUAN: Mendefinisikan blok pembangun fisik dasar produk dalam pengertian: fungsi yang dilakukan & interfasenya dengan bagian produk yang lain. ISU: Ø Alternatif arsitektur yang ada saat ini? Ø Bagaimana subsistem akan berinteraksi? Ø Bagaimana subsistem akan dibagi dan dihubungkan? LANGKAH-LANGKAH: 1. Arsitektur Produk 2. Modularitas Produk: § Latar Belakang § Metoda Fungsional Lanjut § Dependensi Fungsional § Module Heuristics 3. Desain Modular: Metoda Kluster 4. Tim Pengembangan berbasis Arsitektur LD-SPP: Sem I-2005
2
1
7
ARSITEKTUR PRODUK (2)
ARSITEKTUR PRODUK: Skema pengaturan elemen fungsional produk dalam blok fisik dan antar muka antar blok tersebut. FUNGSI PRODUK → BENTUK PRODUK
PRODUK
ELEMEN FUNGSIONAL: operasi & transformasi individual yang berkontribusi pada performansi produk keseluruhan ELEMEN FISIK: § Bagian, komponen, & sub rakitan yang menjalankan fungsi produk § Diorganisasikan dalam beberapa blok pembangun fisik utama (chunk) § Beberapa chunk membentuk kumpulan komponen yang menjalankan fungsi produk 3
LD-SPP: Sem I-2005
7
ARSITEKTUR PRODUK (3)
TIPE ARSITEKTUR: 1.Arsitektur produk: § berhubungan dengan tata letak produk spesifik; § Tipe dasar: § Arsitektur integral: struktur fisik di mana semua subfungsi dipetakan pada satu atau sejumlah kecil elemen fisik § Arsitektur Modular: substruktur produk fisik integral yang mempunyai hubungan one-to-one dengan subset model fungsional produk. 2.Arsitektur portofolio: § berhubungan dengan famili produk; § Strategi desain: apakah akan (whether to), bagaimana (how to) & bentuk dari penggunaan bersama (sharing) komponen antar produk dalam portofolio. LD-SPP: Sem I-2005
4
2
7
ARSITEKTUR PRODUK (4)
KOMPARASI ARSITEKTUR INTEGRAL & MODULAR ARSITEKTUR INTEGRAL
ARSITEKTUR MODULAR
PRO
• Lebih sukar bagi kompetitor untuk meniru • Kerjasama tim yang lebih ketat dengan masalah antarmuka (interface) yang lebih sedikit; • Meningkatan performansi sistem; • Memungkinan reduksi ongkos.
• Memperbaiki konfigurasi ulang produk; • Meningkatkan variasi produk & kecepatan pengenalan produk baru; • Memperbaiki kemudahan perawatan & perbaikan; • Memungkinkan tugas pengembangan (& manufakturing untuk beberapa hal) secara paralel.
KONTRA
• Menghambat perubahan desain dalam produksi; • Mengurangi variasi produk yang dapat diproduksi.
CONTOH
• Pisau dapur • Pensil kayu
• Dapat membuat produk tampak serupa; • Membuat imitasi oleh kompetitor lebih mudah; • Mereduksi performansi produk; • Dapat lebih mahal dari arsitektur integral. • Swiss Army Knife • Pensil mekanik (Sharp pencil) 5
LD-SPP: Sem I-2005
7
ARSITEKTUR PRODUK (5)
IMPLIKASI KEPUTUSAN ARSITEKTUR PRODUK 1. Perubahan produk Motivasi perubahan produk: • Upgrade; • add-on (produk dasar + fungsi tambahan); • adaptasi (penyesuaian terhadap lingkungan penggunaan yang berbeda): voltage 110V – 220V; • wear (penggantian bagian produk karena aus): alat potong, bearings; • konsumsi (barang habis pakai): cartridges, film, batteries; • fleksibilitas penggunaan: lensa kamera; • penggunaan ulang bagian produk: chasing.
2. Variasi produk § dimungkinkan dengan mengkombinasikan beberapa modul produk.
3. Standarisasi produk § penggunaan komponen atau bagian yang sama pada berbagai produk; § Memungkinkan produksi suatu komponen atau bagian dalam volume tinggi. LD-SPP: Sem I-2005
6
3
7
ARSITEKTUR PRODUK (6)
4. Performansi produk Arsitektur integral: • memungkinkan eksploitasi properti struktural sekunder guna mengeliminasi ukuran & masa produk (function sharing); • memungkinkan optimasi karakteristik performansi yang didasarkan ukuran, bentuk, & masa produk: akselerasi, konsumsi energi, aerodynamic drag, kebisingan, & estetika; • memungkinkan eliminasi redundansi melalui function sharing; • memungkinkan geometric nesting komponen untuk meminimumkan volume produk.
5. Manufakturabilitas produk • DFM: strategi untuk meminimumkan jumlah bagian produk melalui integrasi komponen; • Untuk menjaga arsitektur yang sudah tertentu, integrasi komponen fisik hanya dapat dipertimbangkan dengan mudah untuk suatu bagian; • Integrasi antar bagian sukar dilakukan, & akan mengubah arsitektur produk; • DFM mulai pada tahap perancangan tingkat sistem pada saat tata letak bagian direncanakan. 7
LD-SPP: Sem I-2005
7
ARSITEKTUR PRODUK (7)
6. Manajemen pengembangan produk Pendekatan modular: • memerlukan perencanaan sangat hati-hati selama tahap perancangan tingkat sistem; • desain rinci berkaitan dengan memastikan bahwa tim yang ditugasi untuk menangani setiap chunk dapat memenuhi ketentuan performansi, biaya, & jadual yang ditetapkan Pendekatan integral: • memerlukan perencanaan & spesifikasi yang relatif kurang rinci pada tahap perancangan tingkat sistem; • memerlukan integrasi, resolusi konflik, & koordinasi selama tahap perancangan rinci. PENETAPAN ARSITEKTUR PRODUK
Elemen Fungsional
PENETAPAN ARSITEKTUR PRODUK Penentuan blok pembangun fisik dasar produk: fungsi yang dilakukan & interfasenya dengan bagian produk yang lain.
LD-SPP: Sem I-2005
Tata letak geometrik produk Deskripsi bagian utama Dokumentasi interaksi antar bagian
8
4
7
ARSITEKTUR PRODUK (8)
TIPE MODULARITAS 1. Function-based Modularity a. Slot Modularity : arsitektur produk dengan interface antar blok (bagian) yang berbeda, sehingga bagian produk tidak dapat saling dipertukarkan. Contoh: radio mobil, spedometer mobil.
b. Bus Modularity : arsitektur produk yang dilengkapi dengan antarmuka (interface) standar yang memungkinkan berbagai kombinasi dari modul fungsi yang berbeda. Contoh: slot ekspansi memori komputer.
c. Sectional Modularity : arsitektur produk dengan antarmuka sejenis, tanpa diperlukan elemen untuk menghubungkan antar bagian produk. Contoh: furniture, partisi kantor, piping.
d. Mix Modularity : arsitektur produk dengan mengkombinasikan bebrapa komponen standar melalui jaringan modul. Contoh: mainan blok.
9
LD-SPP: Sem I-2005
7
ARSITEKTUR PRODUK (9)
2. Manufacturing-based Modularity a. OEM Modules : pengelompokan komponen atau fungsi berdasarkan pemasok (OEM= Original Equipment Manufacturer). b. Assembly Modules : sejumlah komponen dengan fungsi tertentu yang dikelompokkan untuk memudahkan perakitan. c. Sizable Modules : komponen-komponen yang sama tetapi dengan ukuran yang berbeda. Contoh: pisau potong rumput. d. Conceptual Modules : modul dengan fungsi yang sama, tetapi dengan pewujudan yang berbeda; dapat menggunakan proses manufakturing yang berbeda tanpa perubahan berarti pada sisa produk lainnya.
LD-SPP: Sem I-2005
10
5
8
PENENTUAN ARSITEKTUR PRODUK (1)
a. Membuat struktur fungsi produk Produk: PRINTER
ON/OFF Electricity
Connect Electricity
Actuate Electricity
Supply Power
Input Data Ink
Ink
Store Ink
Air
Remove Heat
Heat: Power Supply Human Energy Paper
Import Paper
Process Data
Reaction Force
Support Ink Handling Loads
Heat
Display Status
Printer Status
Deliver Choose Increment Jet Ink Vapor Capture Vapor
Store Paper
Display Ink Status
Choose Paper
Support Paper Handling Loads
Ink Level Vapor & Air Heat
Filter Flow
Increment & Hold Paper
Choose
Increment
Deliver & Store Printout
KE+Acoustic Printout
Deliver
Paper
Reaction Force LD-SPP: Sem I-2005
11
b. Mengelompokkan elemen produk dalam blok modul 1. Kombinasikan subfungsi sebanyak mungkin dalam satu modul dengan hubungan utama yang sama (aliran energi, material atau signal); 2. Jika ada antarmuka standar, pilih modul yang sesuai dengan antarmuka tersebut; 3. Perlihatkan dengan jelas aliran signal yang relevan dalam struktur fungsi. Pada beberapa produk, signal berimplikasi pada interaksi produk dengan pengguna. Signal juga menggambarkan kendali mekanik / elektromekanik yang diperlukan. Penanganan signal dengan baik mendukung keberhasilan produk. 4. Jika produk akan dirancang sebagai arsitektur famili, pilih modul/komponen yang dapat digunakan oleh variasi produk. 5. Kelompokkan komponen/bagian untuk memudahkan proses manufaturing dan tooling yang ada. 6. Antisipasikan teknologi dan pasar baru untuk produk. Berdasarkan antisipasi tersebut, kelompokkan komponen/bagian berdasarkan perubahan yang diharapkan.
LD-SPP: Sem I-2005
12
6
Pertimbangan Dalam Pengelompokan Komponen: 1. Integrasi geometrik & presisi: klustering memungkinkan individu / kelompok tunggal mengendalikan hubungan fisik antar elemen; elemen memerlukan lokasi presisi / integrasi geometrik yang dekat 2. Function sharing: klustering dilakukan pada beberapa elemen fungsional produk yang dapat dilakukan oleh satu komponen tunggal 3. Kapabilitas vendor: klustering memerlukan dukungan kemampuan vendor untuk mengklusterkan beberapa elemen fungsional) 4. Lokalisasi perubahan: klustering dilakukan untuk memastikan bahwa perubahan dapat dilakukan terbatas pada chunk modular yang ditangani, sehingga tidak memerlukan perubahan pada chunk lain. 5. Mengakomodasi perubahan: klustering dilakukan untuk memungkinkan perusahaan mengembangkan variasi produk dengan cara yang dapat memberi nilai pada konsumen. 6. Memungkinkan standarisasi: klustering dalam chunk tunggal dilakukan pada sejumlah elemen yang dapat bermanfaat untuk produk lain. Hal ini memungkinkan elemen fisikal chunk untuk diproduksi dalam jumlah besar. 7. Portabilitas interfase: klustering dilakukan berdasarkan kesamaan karakteristik elemen unit kendali, yang memungkinkan semua kontrol diwadahi dalam satu chunk. 13
LD-SPP: Sem I-2005
Pengelompokan elemen produk dalam blok modul ON/OFF ELECTRONICS Electricity
Connect Electricity
Actuate Electricity
Input Data
Air
Human Energy Paper
Store Ink
Store Ink
Display Ink Status
Ink Level
Jet Ink
Remove Heat
Import Paper
Vapor Capture Vapor
Store Paper
Vapor & Air Heat
Filter Flow CHASSIS Choose Paper
Support Paper Handling Loads
Increment & Hold Paper
Choose Paper
Reaction Force LD-SPP: Sem I-2005
Printer Status
Deliver Choose Increment
INK SYSTEM
Heat: Power Supply
Display Status
Process Data Support Ink Handling Loads
Ink
Heat
Supply Power
Increment
Deliver & Store Printout
KE + Acoustic Printout
Deliver
PART HANDLING SYSTEM
Produk: PRINTER 14
7
c. Membuat garis besar tata letak geometrik (Diagram Blok/Desain Konfigurasi) Langkah-langkah: 1. Buat hirarki arsitektur produk dari modul struktur fungsi 2. Petakan hirarki arsitektur produk ke dalam sketsa 2D atau 3D tata letak produk. 1 PRODUK: PRINTER
PAPER HANDLING SYSTEM
INK SYSTEM
INK PRINT CATRIDGE
INPUT PAPER TRAY
HERTZIAN PAPER INDEX MECHANISM
CARRIAGE MECHANISM
CHASSIS
FAN/VENTS
OUTPUT PAPER TRAY
FILTER
SWITCH
BASE
HOUSING
POWER SUPPLY
PRINTER CONTROLLER & DISPLAY
Produk: PRINTER PRINT CATRIDGE & CARRIAGE
GUIDELINES : 1. Proses iteratif 2. Alternatif ganda 3. Perbaikan tata letak dengan desain industrial, mengacu pada VOC 4. Prototyping is applicable
CHASSIS
2
Output Paper Tray
PAPER HANDLING SYSTEM (Index & Advance Mechanism)
Input Paper Tray BASE
15
LD-SPP: Sem I-2005
Product Feature Permutation
H = Handle B = Blade G = Gouge * For later consideration
LD-SPP: Sem I-2005
16
8
Product Feature Permutation
H = Handle B = Blade G = Gouge * For later consideration LD-SPP: Sem I-2005
17
Product Feature Permutation
H = Handle B = Blade G = Gouge * For later consideration
LD-SPP: Sem I-2005
18
9
CONTOH TATA LETAK GEOMETRIK 1: Iced Iea Brewer
a.
b.
Diagram blok awal: side-by-side design Diagram blok revisi: stacked concept
19
LD-SPP: Sem I-2005
CONTOH DIAGRAM BLOK 2:
Sinterstation 2000 (sistem konversi energi)
Laser Table
CO Laser
Lenses
Cool Laser
Process Chamber
2
CAD File
Galvanometer & Mirror
CO 2 Laser
Cool Laser
Head Part Surface
Provide Inert Atmosphere Control Atmosphere Temperature
Control Process
Lenses
Galvanometer & Mirror
Process Chamber
Head Part Surface
Provide Inert Atmosphere Control Atmosphere Temperature
Roller
Roller
Part Piston
Deliver Powder
Notes: Flow of forces or energy
Controls Cabinet
Flow of material Flow of signal or data
Position Piston
Functional element
Position Piston
Powder Cartridge
Deliver Powder
Flow of forces or energy
Flow of material
Functional element
Control Process
Atmospheric Control Unit Notes:
Part Piston
Flow of signal or data
CAD File
Physical element
Powder Cartridge
Powder Engine
Physical element
(1) SKEMA PRODUK
LD-SPP: Sem I-2005
(2) PENGELOMPOKAN KOMPONEN
20
10
(3) GARIS BESAR TATA LETAK GEOMETRIK
Laser Table
Powder Engine
Atmospheric Control Unit Process Powder Chamber Engine
GUIDELINES: n Dibuat dalam 2 atau 3 dimensi dengan menggunakan gambar atau model; tidak unik n Dikoordinasikan dengan industrial designer dimana masalah estetika & human interface sangat penting & berhubungan erat dengan susunan geometrik chunk n Memfasilitasi pertimbangan kelayakan interfase geometrik antar ch antar chunk
Laser Table
Structural Leg
Process Chamber
Structural Leg
Laser Window
Roller
Reference Plate
Part Piston
Position Piston
Deliver Powder
Powder Cartridge
Powder Engine
LD-SPP: Sem I-2005
21
(4) TATA LETAK GEOMETRIK RINCI
SUPLEMEN
d. Menentukan interaksi fundamental dan insidental TUJUAN: 1.
Mengembangan spesifikasi untuk generating, embodying, prototyping & testing dari setiap modul;
2.
Meningkatkan komunikasi antar individu atau tim desain yang ditugaskan untuk setiap modul.
4 TIPE INTERAKSI ANTAR MODUL: 1.
Interaksi material: solid, liquid, atau gas yang mengalir dari satu modul ke moduk berikutnya;
2.
Interaksi energi: energi yang harus ditransmisikan atau diproteksi antar modul;
3.
Interaksi informasi: signal (tactile, acoustic, electrical, visual, dll) yang harus diproses dari satu modul ke modul berikutnya;
4.
Interaksi spasial: dimensi geometrik, degree-of-freedom, toleransi, dan batasan yang harus ada antar modul.
LD-SPP: Sem I-2005
22
11
d. Menentukan interaksi fundamental dan insidental INTERAKSI FUNDAMENTAL & INSIDENTAL: 1. Interaksi fundamental: berkaitan dengan garis-garis pada skema yang menghubungkan satu modul dengan modul lain. 2. Interaksi insidental: interaksi yang terjadi karena implementasi elemen fungsional secara fisik atau karena pengaturan geometrik modul. Contoh: vibrasi dari aktuator pada tray kertas dapat mempengaruhi kepresisian posisi gerakan catridge.
USER INTERFACE BOARD
ENCLOSURE
Styling PAPER TRAY
Vibration
PRINT MECHANISM
Thermal Distortion
LOGIC BOARD
HOST DRIVER SOFTWARE
RF Interference CHASSIS
Thermak Distortion RF Shielding
POWER CORD & "BRICK"
Peta Interkasi Insidental 23
LD-SPP: Sem I-2005
PENGEMBANGAN KONSEP (Tahap setelah penyusunan Diagram Blok / Tata Letak Geometrik Produk) TUGAS
INPUT
OUTPUT
PENGGUNAAN/IMPAK
1.
• Membuat garis besar tata letak geometrik • Menetapkan hubungan spasial • Menentukan secara garis besar dimensi yang mungkin
• Modul yang ditetapkan • Interaksi • Ranking VOC
Bentuk garis besar konsep tata letak
• Membuat garis besar tata letak dari bentuk produk • Arahan pencarian solusi untuk modul dari sisi skala
2.
Mempelajari komponen yang ada
• Vendors • Literatur yang dipublikasi • Paten • Tenaga ahli • Basis data peralatan (dari metoda asesmen kuantitatif)
Konsep modul
• Penggunaan komponen yang ada lebih mudah murah & mudah daripada mengembangkan komponen baru • Memungkinkan fokus kreatif pada aspek desain yang benar-benar unik
3.
• Mencari modul kreatif • Modul baru yang dibuat secara internal • Vendor
Tim Open mind
Konsep modul
• Membuat modul baru untuk modul yang ditetapkan • Modul baru dapat digunakan juga pada produk lain
4.
Refleksi
Konsep modul
Konsep modul yang diperbaiki
• Evaluasi konsep secara berkesinambungan
LD-SPP: Sem I-2005
24
12
8
CONCEPT STYLING (1)
Tujuan: § Menentukan prinsip styling (bentuk visual) produk baru sesuai dengan tujuan produk § Pada concept styling ditentukan bentuk keseluruhan produk (belum desain dari komponen → desain rinci). Product Semantics: Image
Styling
Produk yang harus tahan lama & tangguh (hardwearing)
→ Sleek & streamlined → Robust & rugged
Produk yang harus tampak ‘fun’
→ Bright & happy
Produk yang digunakan untuk pekerjaan serius
→ Sombre & efficient
Produk yang bergerak cepat (kendaraan, pesawat, dll)
Lihat Suplemen: PRODUCT STYLING 25
LD-SPP: Sem I-2005
8
CONCEPT STYLING (2)
Ekspresi Semantik dalam styling produk (1)
LD-SPP: Sem I-2005
26
13
8
CONCEPT STYLING (3)
Ekspresi Semantik dalam styling produk (2)
Mobil Jerman menggunakan ekspresi semantik kuat dengan logo ‘lingkaran baja’
27
LD-SPP: Sem I-2005
9
DELAYED DIFFERENTIATION
1. Penundaan diferensiasi produk, sebagai strategi rantai suplai untuk pembuatan varian produk guna memenuhi kebutuhan konsumen yan berbeda; 2. Arsitektur produk menentukan kemungkinan delayed differentiation . LD-SPP: Sem I-2005
28
14
SUPLEMEN 1
ANALISIS FUNGSI PRODUK BASIS: Ketergantungan antar fungsi (suatu fungsi tergantung pada output dari fungsi lain) TIPE KETERGANTUNGAN: 1.
Rantai Fungsi Sekuensial : menghasilkan aliran sekuensial; ooutput dihasilkan dari sejumlah proses yang berurutan.
2.
Rantai Fungsi Paralel : mencakup sejumlah rantai fungsi sekuensial; menggunaan bersama-sama suatu atau beberapa aliran yang sama.
PENDEKATAN HEURISTIK: 1.
2.
3.
Dominant Flow : kelompok subfungsi, di mana aliran mengalir dari awal aliran sistem hingga keluar sistem atau dikonversikan dalam sistem. Kelompok subfungsi tersebut mengindikasikan batasan atau antarmuka (interface) modul dengan bagian lain dari produk. Branching Flow : mencakup aliran yang bercabang yang masing-masing merepresentasikan modul. Setiap modul berinteraksi dengan bagian lain produk melalui aliran pada lokasi cabang. Conversion-Tranmission Modules : direpresentasikan oleh subfungsi konversi atau pasangan konversi – tranmisi (transport) atau rantai konversi – transmisi. 29
LD-SPP: Sem I-2005
SUPLEMEN
Conversion-Tranmission Modules : Langkah penentuan: a. Identifikasi fungsi konversi; b. Cek fungsi transmisi dari aliran yang telah dikonversikan: § Jika TIDAK ADA → subfungsi konversi menjadi modul § Jika ADA & TIDAK ADA subfungsi lain di antaranya → pasangan konversi – transmisi menjadi modul; § Jika ADA & ADA subfungsi lain di anatarany & subfungsi tersebut hanya bekerja dalam aliran konversi → rantai konversi – transmisi menjadi modul. MODUL KONVERSI
KONVERSI ALIRAN A MENJADI B
PASANGAN Konversi-Transmisi
KONVERSI ALIRAN A MENJADI B
TRANSMISIKAN ALIRAN B
RANTAI Konversi-Transmisi
KONVERSI ALIRAN A MENJADI B LD-SPP: Sem I-2005
FUNGSI ALIRAN B
TRANSMISIKAN ALIRAN B 30
15
