51 dengan manusia, termasuk berbagai produk alami dan buatan, proses, dan lingkungan hidup (Karwowski, 2005). Dalam ilmu disiplin ergonomi, terdapat beberapa dimensi. Salvendy (2012) mengatakan, beberapa dimensi dalam ilmu disiplin ini adalah teori, praktik & edukasi, manajemen, desain, teknologi & lingkungan, dan filosofi (kebutuhan sosial yang dibutuhkan individu). Pertama perihal teori, di mana teori di sini lebih mengarah kepada pandangan-pandangan dalam melihat pekerjaan individu. Kedua perihal praktik & edukasi, di mana dalam dimensi ini, terjadi trial dan error yang biasa sering dilakukan oleh manusia dalam bekerja. Ketiga perihal manajemen, di mana dimensi ini melihat tata kelola dalam mengatasi permasalahan dan problematika dalam pekerjaan. Keempat perihal design atau desain, di mana mengacu kepada desain tempat individu dalam bekerja. Kelima perihal teknologi dan lingkungan, di mana ekosistem dalam ruang lingkup pekerjaan beserta alat-alat yang digunakan dalam bekerja. Terakhir filosofi, di mana dasar individu bekerja dan kebutuhan apa yang mereka ingin dapatkan dalam bekerja. Dengan demikian, itulah dimensi dalam disiplin ilmu ergonomi. Berlanjut kepada domain yang berkaitan dengan ilmu Human Factor Engineering atau Ergonomi adalah domain fisik, psikologi, dan ergonomi perusahaan. Salvendy (2012) menjelaskan dalam bukunya, di mana 3 domain itu yang secara tidak langsung berkaitan dengan Human Factor Engineering. Domain pertama adalah domain fisik, di mana domain ini menyangkut aktivitas fisik dalam bekerja. Chaffin (2006) mengatakan, domain fisik mengacu kepada kegiatan anatomi saat bekerja dan sejenisnya. Kedua, perihal domain psikologi, di mana domain ini melihat aspek psikis individu dalam bekerja, seperti memproses data dalam pikiran dan penalaran informasi yang diterima oleh individu dalam bekerja. Stanton (2004) beranggapan, domain psikis juga termasuk seperti beban stres kerja yang dipikul oleh individu. Domain ketiga adalah domain ergonomi perusahaan, di mana domain ini berfokus kepada pengoptimalisasi sistem yang berlaku dalam perusahaan. Nemeth (2004) mengatakan, ergonomi perusahaan juga mengatur tentang sosioteknik dalam bekerja dan proses kebijakan dalam perusahaan. Dengan demikian, 3 domain, spesifiknya psikologi berkaitan dengan ilmu ergonomi. Berbeda dengan di masa lalu, di mana ergonomi digunakan untuk pendekatan secara langsung hingga ada kiasan yang berbunyi ―manusia dikontrol oleh teknologi‖, hal ini mendeskripsikan ilmu ergonomi di masa lalu. Kemudian, berlanjut kepada interaksi manusia
52 dengan sistem, terutama teknologi yang berkembang saat ini. Kita bisa melihat di era digital ini, kita bisa mengandalkan berbagai teknologi demi mempermudah pekerjaan individu. Hal ini membedakan pendekatan yang dilakukan. Jika dahulu, pendekatan bersifat reaktif, tetapi sekarang pendekatan ergonomi bersifat non-reaktif. Hal ini dikarenakan banyaknya teknologi yang memudahkan individu. Kita bisa ambil contoh, yaitu penggunaan google translate yang memudahkan penerjemahan bahasa dalam memahami bahasa yang sulit. Hal ini seolah mengubah slogan lama menjadi slogan baru yang berbunyi ―manusia mengontrol teknologi‖. 2.2.1 JENIS JENIS HUMAN FACTORS AND ERGONOMICS Human Factors and Ergonomics (HF/E) adalah disiplin ilmu yang luas dan mencakup berbagai bidang. Berikut adalah beberapa jenis HF/E yang umum: 1. Physical ergonomics Physical ergonomics berfokus pada aspek fisik dari interaksi antara manusia dan sistem. Bidang ini mempelajari bagaimana faktor-faktor fisik, seperti ukuran tubuh manusia, kekuatan manusia, dan kemampuan visual manusia, mempengaruhi desain sistem. 2. Cognitive ergonomics Cognitive ergonomics berfokus pada aspek kognitif dari interaksi antara manusia dan sistem. Bidang ini mempelajari bagaimana faktor-faktor kognitif, seperti proses berpikir, memori, dan perhatian manusia, mempengaruhi desain sistem. 3. Organizational ergonomics Organizational ergonomics berfokus pada aspek organisasi dari interaksi antara manusia dan sistem. Bidang ini mempelajari bagaimana faktor-faktor organisasi, seperti struktur organisasi, budaya organisasi, dan proses kerja, mempengaruhi desain sistem.
53 4. Systems ergonomics Systems ergonomics adalah bidang yang menggabungkan berbagai bidang HF/E untuk mengembangkan sistem yang optimal. Bidang ini mempelajari bagaimana faktor-faktor fisik, kognitif, organisasional, dan sistem lainnya berinteraksi untuk mempengaruhi desain sistem. 5. Usability Usability adalah bidang yang mempelajari bagaimana mudah atau sulitnya menggunakan suatu produk atau sistem. Bidang ini berfokus pada aspek-aspek seperti kemudahan penggunaan, kemudahan belajar, kemudahan mengingat, dan kepuasan pengguna. 6. Accessibility Accessibility adalah bidang yang mempelajari bagaimana sistem dapat diakses oleh semua orang, termasuk orang dengan disabilitas. Bidang ini berfokus pada aspek-aspek seperti desain produk, desain lingkungan, dan desain layanan. Contoh penerapan HF/E HF/E telah diterapkan dalam berbagai bidang kehidupan manusia, antara lain: 1. Industri: HF/E digunakan untuk merancang peralatan dan lingkungan kerja yang aman dan nyaman, sehingga meningkatkan produktivitas dan keselamatan pekerja. 2. Pertahanan: HF/E digunakan untuk merancang sistem senjata dan peralatan militer yang mudah digunakan dan aman, sehingga meningkatkan efektivitas dan efisiensi pasukan. 3. Kesehatan: HF/E digunakan untuk merancang peralatan medis dan lingkungan perawatan kesehatan yang aman dan nyaman, sehingga meningkatkan keselamatan dan kualitas perawatan pasien.
54 4. Pendidikan: HF/E digunakan untuk merancang lingkungan belajar yang aman dan nyaman, sehingga meningkatkan pembelajaran dan pemahaman siswa. 5. Transportasi: HF/E digunakan untuk merancang kendaraan, peralatan transportasi, dan sistem transportasi yang aman dan nyaman, sehingga meningkatkan keselamatan dan kenyamanan pengguna. 6. Olahraga: HF/E digunakan untuk merancang peralatan olahraga, lingkungan olahraga, dan sistem olahraga yang aman dan nyaman, sehingga meningkatkan performa dan keselamatan atlet. 2.3 Implementasi Human Factors Engineering (HFE) Pengimplementasi Human Factors Engineering HFE adalah pendekatan multidisiplin yang mempertimbangkan kapasitas dan keterbatasan manusia dalam merancang sistem dan produk. Hal ini bertujuan untuk: 1. Meningkatkan keselamatan: Mencegah kecelakaan, cedera, dan kesalahan. 2. Meningkatkan kinerja: Meningkatkan produktivitas, efisiensi, dan akurasi. 3. Meningkatkan kenyamanan: Membuat sistem dan produk lebih mudah digunakan, mengurangi kelelahan, dan meningkatkan kepuasan pengguna. Implementasi HFE dapat dilakukan di berbagai bidang, mulai dari: Desain produk: 1. Peralatan medis: Desain alat yang ergonomis dan intuitif untuk digunakan oleh tenaga medis, mengurangi resiko kesalahan dan kelelahan. 2. Kendaraan: Desain kursi dan tata letak dashboard yang nyaman dan memungkinkan pengemudi beroperasi dengan aman dan efektif. 3. Elektronik konsumen: Desain antarmuka yang intuitif dan mudah digunakan, serta mempertimbangkan kebutuhan pengguna dengan disabilitas.
55 Desain tempat kerja: 1. Stasiun kerja: Mengatur tata letak, tinggi meja dan kursi, pencahayaan, dan ventilasi untuk kenyamanan dan produktivitas pekerja. 2. Pabrik dan gudang: Mendesain alur kerja, peralatan, dan lingkungan kerja untuk meminimalkan risiko cedera dan fatigue. 3. Kantor: Memastikan aksesibilitas, menyediakan ruang istirahat yang ergonomis, dan menerapkan praktik kerja yang fleksibe
56 Sistem operasi dan perangkat lunak: 1. Desain antarmuka yang intuitif: Menggunakan ikon, label, dan tata letak yang jelas dan mudah dipahami. 2. Pertimbangan kognitif: Membatasi beban kognitif dengan mengurangi multitasking, menggunakan pengkodean warna, dan menyediakan redundansi. 3. Aksesibilitas: Memastikan sistem dan perangkat lunak dapat digunakan oleh semua orang, termasuk mereka yang memiliki disabilitas. Langkah-langkah implementasi HFE: 1. Identifikasi kebutuhan dan masalah: Lakukan analisis kebutuhan, observasi lapangan, dan wawancara dengan pengguna. 2. Evaluasi risiko: Identifikasi potensi bahaya ergonomis dan kognitif. 3. Tetapkan standar dan pedoman: Kembangkan pedoman desain yang sesuai dengan prinsip HFE.
57 4. Desain dan prototyping: Uji coba desain dengan pengguna dan lakukan iterasi berdasarkan feedback. 5. Implementasi dan pelatihan: Perkenalkan sistem atau produk baru kepada pengguna dengan pelatihan yang memadai. 6. Evaluasi dan monitoring: Pantau efektivitas implementasi HFE dan lakukan penyesuaian jika diperlukan. 2.3.1 Manfaat implementasi HFE Dalam Implementasi HFE Diatas terdapat juga beberapa manfaat dari pengimplementasi HFE sebagai berikut : 1. Mengurangi biaya: Menghemat biaya terkait kecelakaan, cedera, rework, dan turnover karyawan. 2. Meningkatkan produktivitas: Meningkatkan output, efisiensi, dan kualitas kerja. 3. Meningkatkan kepuasan pengguna: Membuat sistem dan produk lebih mudah digunakan dan menyenangkan. 4. Meningkatkan moral dan engagement karyawan: Mempromosikan lingkungan kerja yang lebih sehat dan produktif. 5. Menghindari tuntutan hukum: Memenuhi persyaratan peraturan dan mengurangi risiko tuntutan hukum terkait cedera atau kelelahan kerja. Secara keseluruhan, implementasi HFE dapat memberikan manfaat yang signifikan bagi organisasi dan pengguna. Dengan memahami prinsip-prinsip HFE dan menerapkannya pada desain produk, tempat kerja, dan sistem kerja, kita dapat menciptakan lingkungan yang lebih aman, lebih produktif, dan lebih menyenangkan bagi semua orang.
58 2.3.2 Peran Inovasi Teknologi dalam Human Factors Engineering Inovasi teknologi telah memainkan peran penting dalam pengembangan HFE. Teknologi baru telah memungkinkan para profesional HFE untuk lebih memahami kebutuhan dan keterbatasan manusia, dan untuk mendesain sistem dan produk yang lebih aman, lebih produktif, dan lebih menyenangkan
59 Berikut adalah beberapa contoh inovasi teknologi yang telah berdampak pada HFE: 1. Virtual reality (VR) dan augmented reality (AR) VR dan AR dapat digunakan untuk membuat simulasi yang realistis dari lingkungan kerja atau produk. Hal ini memungkinkan para profesional HFE untuk mempelajari tentang bagaimana manusia berinteraksi dengan sistem atau produk dalam kondisi yang aman dan terkendali. 2. Intelijensia buatan (AI) AI dapat digunakan untuk menganalisis data besar tentang perilaku manusia. Hal ini dapat membantu para profesional HFE untuk mengidentifikasi pola dan tren yang tidak dapat diidentifikasi secara manual. 3. Machine learning (ML) Machine Learning dapat digunakan untuk mengembangkan model yang dapat memprediksi perilaku manusia. Hal ini dapat membantu para profesional HFE untuk mendesain sistem dan produk yang lebih disesuaikan dengan kebutuhan dan preferensi individu. 4. Data mining Data mining dapat digunakan untuk mengekstraksi informasi dari data besar. Hal ini dapat membantu para profesional HFE untuk mengidentifikasi peluang untuk meningkatkan desain system atau produk. Prospek Masa Depan Human Factors Engineering Prospek masa depan HFE sangat cerah. HFE telah menjadi bidang yang semakin penting, dan akan terus berkembang seiring dengan kemajuan teknologi. Berikut adalah beberapa contoh spesifik dari HFE yang dapat diterapkan di masa depan: 1. VR dan AR dapat digunakan untuk membuat simulasi pelatihan yang lebih realistis dan efektif. Hal ini dapat membantu untuk mengurangi risiko cedera dan kesalahan di tempat kerja.
60 2. AI dan ML dapat digunakan untuk mengembangkan sistem yang dapat menyesuaikan diri dengan kebutuhan pengguna individual. Hal ini dapat meningkatkan kepuasan pengguna dan produktivitas. 3. Data mining dapat digunakan untuk mengidentifikasi peluang untuk meningkatkan desain produk dan layanan. Hal ini dapat membantu untuk membuat produk dan layanan yang lebih aman, lebih mudah digunakan, dan lebih menyenangkan. Dengan terus berinovasi, para profesional HFE dapat menciptakan masa depan yang lebih baik bagi kita semua. 2.3.3 Faktor faktor dampak dari Human Factors Enguneering Prospek masa depan HFE sangat cerah. HFE telah menjadi bidang yang semakin penting, dan akan terus berkembang seiring dengan kemajuan teknologi. Berikut adalah beberapa Faktor yang diperkirakan akan berdampak pada HFE di masa depan: 1. Kemajuan teknologi: Inovasi teknologi seperti VR, AR, AI, ML, dan data mining akan terus berdampak pada HFE. Teknologi ini akan memungkinkan para profesional HFE untuk lebih memahami kebutuhan dan keterbatasan manusia, dan untuk mendesain sistem dan produk yang lebih aman, lebih produktif, dan lebih menyenangkan. 2. Pertumbuhan populasi global: Pertumbuhan populasi global akan menciptakan kebutuhan akan sistem dan produk yang lebih aman, lebih produktif, dan lebih menyenangkan bagi semua orang, termasuk orang-orang dengan disabilitas. 3. Perkembangan ekonomi global: Perkembangan ekonomi global akan menciptakan peluang baru bagi para profesional HFE untuk bekerja di berbagai bidang, termasuk industri manufaktur, teknologi, kesehatan, dan pendidikan. 4. Peran HFE dalam meningkatkan keselamatan dan produktivitas: HFE telah terbukti dapat membantu untuk meningkatkan keselamatan dan produktivitas. Organisasi semakin menyadari pentingnya HFE, dan akan terus berinvestasi dalam bidang ini. Secara keseluruhan, prospek masa depan HFE sangat cerah. HFE telah menjadi bidang yang semakin penting dalam beberapa tahun terakhir, dan diperkirakan akan terus berkembang di masa depan. Dengan inovasi teknologi dan meningkatnya kesadaran tentang pentingnya HFE, HFE akan memainkan peran yang semakin penting dalam mendesain sistem dan produk yang lebih aman, lebih produktif, dan lebih menyenangkan bagi semua orang.
61 Meskipun HFE memiliki banyak manfaat, ada juga beberapa dampak negatif yang perlu dipertimbangkan. Berikut adalah beberapa contohnya: 1. Peningkatan biaya: HFE dapat meningkatkan biaya desain dan pengembangan produk dan sistem. Hal ini karena HFE memerlukan pemahaman yang lebih mendalam tentang kebutuhan dan keterbatasan manusia, yang dapat membutuhkan penelitian dan pengujian tambahan. 2. Pembatasan kreativitas: HFE dapat membatasi kreativitas dalam desain. Hal ini karena HFE mengharuskan desainer untuk mempertimbangkan faktor-faktor keselamatan, kinerja, dan kenyamanan, yang dapat membatasi pilihan mereka. 3. Peningkatan kompleksitas: HFE dapat meningkatkan kompleksitas produk dan sistem. Hal ini karena HFE mengharuskan desainer untuk mempertimbangkan berbagai faktor, yang dapat membuat produk dan sistem lebih sulit untuk dirancang dan digunakan. Meskipun HFE memiliki dampak negatif namun ada cara untuk mengurangi dampak negatif dari HFE, Berikut adalah beberapa cara untuk mengurangi dampak negatif HFE: 1. Menerapkan HFE secara bertahap: HFE tidak perlu diterapkan secara keseluruhan sekaligus. Organisasi dapat memulai dengan menerapkan HFE pada aspek-aspek tertentu dari produk atau sistem, dan kemudian memperluas penerapannya secara bertahap. 2. Menggunakan teknologi: Teknologi dapat membantu untuk mengurangi biaya dan kompleksitas HFE. Misalnya, teknologi virtual reality (VR) dapat digunakan untuk membuat prototipe produk dan sistem yang lebih cepat dan lebih hemat biaya. 3. Bekerja sama dengan ahli HFE: Ahli HFE dapat membantu organisasi untuk menerapkan HFE secara efektif dan efisien. Secara keseluruhan, HFE adalah bidang yang bermanfaat yang dapat memberikan banyak manfaat bagi organisasi dan pengguna. Namun, penting untuk menyadari potensi dampak negatif HFE dan untuk mengambil langkah-langkah untuk menguranginya.
62 BAB III CAD/CAM/CAE INTEGRATIONS TECHNOLOGY 3.1 Definisi CAD/CAM/CAE Intergations Technology 3.1.1 CAD (Computer Aided Design) Adalah sebuah sistem desain/ rancang bangun menggunakan perangkat komputer dan software desain tertentu, yang memungkinkan para engineer merencanakan, memodelkan, dan mengevaluasi suatu model produk/ barang dengan akurat sebelum diproduksi (manufacturing). Gambar 1. Computer Aided Design (Sumber: https://www.scribd.com/doc/51146195/cadcam) Fungsi CAD 1. Pengembangan design 2. Analisis design 3. Simulasi design 4. Evaluasi design 5. Automatisasi pembuatan konsep
63 6. Perbaikan dan modifikasi design Unsur - unsur CAD 7. Hardware : berupa perangkat keras komputer dan perangkat pendukung lainnya. 8. Software : merupakan program aplikasi yang dijalankan oleh komputer 9. Data : berupa struktur informasi atau data yang dikelola oleh software. 10. Manusia : adalah unsur utama ada kemajuan teknologi. Karena teknologi bersumber dari pemenuhan kebutuhan manusia. Kemampuan sistem Computer Aided Design meliputi : a) Pembuatan frame kabel geometri b) Fitur Parametrik 3D berdasarkan pemodelan c) Pemodelan permukaan dengan bentuk bebas d) Perancangan perakitan otomatis. Yang mengumpulkan bagian-bagian komponen dan atau perakitan lain. e) Membuat gambar teknik dari model-model yang solid. f) Pemakaian ulang rancangan komponenkomponen g) Memudahkan modifikasi perancangan model dan produksi bermacam versi. h) Menghasilkan komponen standard perancangan otomatis. i) Validasi/verifikasi perancangan terhadap aturan spesifikasi dan perancangan. j) Simulasi perancangan tanpa membangun satu prototipe fisik. k) Keluaran dokumentasi fisik, seperti gambar manufaktur, dan pembayaran material yang menggambarkan kebutuhan untuk membangun produk. l) Rutin-rutin Impor/Ekspor pertukaran data dengan paket perangkat lunak yang lain. m) Keluaran rancangan data secara langsung untuk fasilitas manufaktur. n) Keluaran secara langsung prototype secara cepat atau Mesin Manufaktur secara cepat untuk prototype industri. o) Mengelola dan memelihara pustaka bagianbagian dan perakitan. p) Menghitung bagian-bagian properti secara masal dan perakitan. q) Membantu menvisualisasi dengan bayangan, rotasi, penyembunyian garis, dan lain sebagainya. r) Parametrik Bi-Diretional (modifikasi dari beberapa fitur yang direfleksikan di semua informasi bersandarkan pada fitur, gambar, properti masal, perakitan, dan lain sebagainya)
64 s) Kinematika, interferensi dan pengecekan rakitan. t) Paket komponen elektrik. u) Pencantuman kode pemrograman dalam satu model untuk pengendalian dan menghubungkan attribut-attribut model yang berhubungan. v) Programmable studi perancangan dan optimasi Ruang Lingkup Pemakaian CAD/CAM 1. Arsitektur, Teknik, dan Konstruksi 2. Mekanik 3. Automotif 4. Penerbangan 5. Consumer Goods 6. Mesin-mesin 7. Bangunan Kapal 8. Elektronika dan Listrik 9. Perencanaan Proses Manufaktur 10. Rancangan Rangkaian Digital 11. Aplikasi Perangkat Lunak 3.1.2 CAM (Computer Aided Manufacturing) Adalah sebuah sistem yang secara otomatis mampu menghasilkan produk/ benda kerja (finish product) melalui penggunaan perangkat permesinan yang dikendalikan oleh komputer.
65 Gambar 3. Computer Aided Manufacturing (Sumber: http://www.edjprecision.com/cad.JPG) Computer-Aided Manufacturing (CAM) menunjuk ke pemakaian komputer yang mengkonversi rancangan teknik sampai produk akhir. Proses produksi memerlukan pembuatan perencanaan proses dan penjadwalan produksi, yang menjelaskan bagaimana suatu produk dibuat , sumberdaya apa yang diperlukan dan kapan serta dimana sumberdaya ini akan dikirimkan. Proses produksi juga memerlukan pengendalian dan koordinasi yang diperlukan untuk proses fisik, peralatan, material, dan tenaga kerja. Dengan CAM, komputer membantu manajer, insinyur teknik/manufakturing, dan pekerja produksi dengan tugas-tugas produksi secara otomatisasi. Computer membantu untuk mengembangkan proses perencanaan, order, dan jalur material, serta memonitor jadwal produksi. Juga membantu mengendalikan mesin, industri robot, pengujian peralatan, dan sistem yang yang memindahkan dan menyimpan material di dalam pabrik. Cakupan keahlian dalam CAM 1. CAPP (Computer Aided Process Planing ) 2. Pemrograman NC (Numerical Control) dan pemrograman robot 3. Pembuatan instruksi pekerjaan (peraturan kerja) 4. Perencanaan material dan penyediaan perkakas potong dan alat-alat penjepit 5. FMS (sistem komputer untuk pengontrolan sistem produksi yang fleksibel
66 3.1.3 CAE (Computer Aided Engineering) Merupakan proses design, analisa, simulasi dan perbaikan dengan menggunakan media komputer. Sesuai dengan nama dan fungsinya, Computer Aided Engineering, selalu berkaitan dengan masalah teknik. Program Computer Aided Engineering, merupakan kumpulan kode – kode pemodelan matematika yang dibentuk oleh algoritma dengan menggunakan bahasa program. Gambar 4. Computer Aided Manufacturing (Sumber: https://r1ck.files.wordpress.com/2009/11/cats.jpg) Pemodelan dalam CAE pun beragam, dapat berupa bentuk part ataupun assembly. Dengan adanya program CAE, beberapa analisa teknik dapat di hasilkan, antara lain : 1. Analisa tegangan – regangan, 2. Analisa Perpindahan Panas dan aliran fluida dalam suatu media, 3. Kinematik, 4. Proses optimisasi, faktor keamanan, dan lifetime, 5. Simulasi Mekanikal, elektrikal, sipil, kedokteran, dan lain sebagainya. 3.1.4 Perangkat Keras Perangkat keras (Hardware) adalah salah satu komponen dari sebuah komputer yang sifat alatnya dapat dilihat dan diraba secara langsung atau yang berbentuk nyata, yang berfungsi untuk mendukung proses komputerisasi.
67 Gambar 5. Perangkat Keras (Sumber: http://belajar-komputer-mu.com/pengertian-hardware-perangkat-keras-komputer/) Perangkat keras dapat bekerja berdasarkan perintah yang telah ditentukan ada padanya, atau yang juga disebut dengan dengan istilah instruction set. Dengan adanya perintah yang dapat dimengerti oleh hardware tersebut, maka hardware tersebut dapat melakukan berbagai kegiatan yang telah ditentukan oleh pemberi perintah. Secara fisik, Komputer terdiri dari beberapa komponen yang merupakan suatu sistem. Sistem adalah komponen-komponen yang saling bekerja sama membentuk suatu kesatuan. Apabila salah satu komponen tidak berfungsi, akan mengakibatkan tidak berfungsinya prosesproses yang ada komputer dengan baik. Komponen komputer ini termasuk dalam kategori elemen perangkat keras (hardware). Berdasarkan fungsinya, perangkat keras komputer dibagi menjadi : 1. Input device (unit masukan) 2. Process device (unit Pemrosesan) 3. Output device (unit keluaran) 4. Backing Storage ( unit penyimpanan) 5. Peripheral ( unit tambahan) Komponen dasar pada komputer terdiri dari input, process, output dan storage. Input device terdiri dari keyboard dan mouse, Process device adalah microprocessor (ALU, Internal Communication, Registers dan control section), Output device terdiri dari monitor dan
68 printer, Storage external memory terdiri dari harddisk, Floppy drive, CD ROM, Magnetic tape. Storage internal memory terdiri dari RAM dan ROM. Sedangkan komponen Peripheral Device merupakan komponen tambahan atau sebagai komponen yang belum ada atau tidak ada sebelumnya. Komponen Peripheral ini contohnya : TV Tuner Card, Modem, Capture Card. 3.1.5 CNC (Computer Numerical Control) Mesin CNC adalah suatu mesin yang dikontrol oleh komputer dengan menggunakan bahasa numerik (data perintah dengan kode angka, huruf dan simbol) sesuai standart ISO.Sistem kerja teknologi CNC ini akan lebih sinkron antara komputer dan mekanik, sehingga bila dibandingkan dengan mesin perkakas yang sejenis, maka mesin perkakas CNC lebih teliti, lebih tepat, lebih fleksibel dan cocok untuk produksi masal.Dengan dirancangnya mesin perkakas CNC dapat menunjang produksi yang membutuhkan tingkat kerumitan yang tinggi dan dapat mengurangi campur tangan operatorselama mesin beroperasi. Mesin perkakas adalah suatu alat yang memotong atau piranti pengolahan lain dari benda kerja, benda kerja adalah obyek yang sedang diproses. Manakala mesin perkakas sedang melakukan pemakanan, program instruksi dapat diubah untuk memproses suatu pekerjaan baru. Gambar 6. Gambaran CNC (Sumber: http://www.cs.cmu.edu/~rapidproto/students.03/esmall/project2/pictures/Picture1.png) Numerical Control (NC) adalah suatu format berupa program otomasi dimana tindakan mekanik dari suatu alat-alat permesinan atau peralatan lain dikendalikan oleh suatu program yang berisi data kode angka. Data alphanumerical menghadirkan suatu instruksi pekerjaan untuk mengoperasikan mesin tersebut. Numeric Control (NC) adalah suatu kendali mesin
69 atas dasar informasi digital, ini diperkenalkan di area pabrikasi. NC adalah bermanfaat untuk produksi rendah dan medium yang memvariasikan produksi item, di mana bentuk, dimensi, rute proses, dan pengerjaan dengan mesin bervariasi. Mesin perkakas NC meliputi mesin dengan operasi tujuan tunggal, yang memberikan informasi kuantitatif seperti pengerjaan dengan mesin operasi yang disajikan oleh suatu komputer kendali dengan program database yang menyimpan instruksi secara langsung untuk mengendalikan alat – alat bermesin CNC (Computer Numerical Control). 3.2 Komponen pendukung sistem CAD/CAM/CAE Gambar 7. Komponen sistem CAD CAM CAE (Sumber: modul3 Komponen Pendukung CADCAMCAE Hardware2.ppt) Secara sederhana cara kerja sebuah komputer adalah sebagai berikut : Pada komputer, terdapat 3 komponen utama yang terlibat dalam proses alur kerja secara umum yaitu Processor, RAM dan HDD. Ketiganya dapat kita sebut sebagai komponen utama. Saat kita pertama kali menyalakan sebuah komputer, maka komponen yang pertama kali bekerja adalah Processor. Processor berfungsi mengolah data menjadi sebuah informasi, dan untuk melakukan itu dibutuhkan data yang umumya disimpan didalam HDD. Tapi proses diatas memiliki satu masalah yang serius, yaitu perbedaan teknologi antara Processor dan HDD yang membuat performa keduanya berbeda jauh. Processor merupakan komponen digital yang bekerja sangat cepat dalam satuan gigabytes/ detik, sedangkan HDD merupakan perangkat mekanis (semi digital) yang bekerja dalam satuan megabytes/ detik.
70 Sebagai perbandingan, pengolahan internal Processor memiliki Clock Speed mencapai 3 GHz (atau 1/3 miliar per-detik), sedangkan HDD memiliki pengolaham setara dengan 15K (atau 15000 putaran per-menit). Perbedaan performa ini tentu membawa masalah, karena processor akan terus-menerus membutuhkan pasokan data dari HDD, tapi HDD selalu terlambat memberikannya. Untuk itu diciptakan komponen RAM untuk menjembatani masalah ini. RAM merupakan memory berkecepatan tinggi karena seluruhnya bekerja dengan proses digital seperti processor. Dengan RAM, maka data-data yang dibutuhkan processor dengan cepat bisa diberikan karena berjalan dalam arsitektur bus yang sama dengan Processor (Front Side Bus). Jadi fungsi RAM adalah jembatan data antara processor dengan HDD. 3.2.1 CPU ( Central Prosessing Unit) Gambar 8. Komponen CPU (Sumber: modul3 Komponen Pendukung CADCAMCAE Hardware2.ppt) Fungsi utama dari CPU adalah melakukan operasi aritmatika dan logika terhadap data yang diambil dari memori atau dari informasi yang dimasukkan
71 Instruksi-instruksi tersebut kemudian disimpan terlebih dahulu pada memori fisik (RAM) , RAM bersifat volatile, yang mana setiap instruksi akan diberi alamat unik yang disebut alamat memori. Selanjutnya, CPU dapat mengakses data-data pada RAM dengan menentukan alamat data yang dikehendaki. Komputer awal on device yang Processor sbg pengolah data dan meminta data HDD , ada perbedaan teknologi, Processor digital murni, bekerja sangat cepat, Hard Disk sebagian besar mekanis untuk membantu Processor menyuplai data sangat cepat. ROM adalah singkatan dari Read-Only Memory, ROM ini adalah salah satu memori yang ada dalam computer. ROM ini sifatnya permanen, artinya program / data yang disimpan didalam ROM ini tidak mudah hilang atau berubah walau aliran listrik di matikan. CPU merupakan otak dari suatu komputer karea hal berikut: 1. Melakukan perhitunga narithmetika dengan ALU (Arithmethic /Logical Unit) 2. Membaca kode dan mengeksekusi perintah di bawah control unit Gambar 9. Peranan CPU (Sumber: modul3 Komponen Pendukung CADCAMCAE Hardware2.ppt)
72 ALU unit yang bertugas untuk melakukan operasi aritmetika dan operasi logika berdasar instruksi yang ditentukan. ALU sering di sebut mesin bahasa karena bagian ini ALU terdiri dari dua bagian, yaitu unit arithmetika dan unit logika boolean yang masing-masing memiliki spesifikasi tugas tersendiri. Tugas utama dari ALU adalah melakukan semua perhitungan aritmatika (matematika) yang terjadi sesuai dengan instruksi program. ALU melakukan semua operasi aritmatika dengan dasar penjumlahan sehingga sirkuit elektronik yang digunakan disebut adder. • Arsitektur Komputer Arsitektur komputer adalah konsep perencanaan dan struktur pengoperasian dasar dari suatu sistem komputer. Arsitektur komputer ini merupakan rencana cetak-biru dan deskripsi fungsional dari kebutuhan bagian perangkat keras yang didesain (kecepatan proses dan sistem interkoneksinya). Implementasi perencanaan dari masing – masing bagian akan lebih difokuskan terutama, mengenai bagaimana CPU akan bekerja, dan mengenai cara pengaksesan data dan alamat dari dan ke memori cache, RAM, ROM. Gambar 10. Arsitektur Komputer (Sumber: modul3 Komponen Pendukung CADCAMCAE Hardware2.ppt) • Sistem CAD /CAM :dikenal kecepatan respon interaktifnya dan penggambaran grafisnya. • Sistem CAD /CAM : menggunakan arsitektur hardware terbuka dan sistem operasi standar • Mengkoordinasikan berbagai level inti
73 • Menutupi detil implementasi yang tidak penting. • Menolong kita mengatasi kerumitan yang sanga tbesar dari sistem nyata • Perubahan sangat cepat Clock Speed Pengertian Clock speedadalah ukuran dari seberapa besar kecepatan komputer menyelesaikan perhitungan dasar dan operasi. Diukur sebagai dalam frekuensi `hertz, dan paling sering mengacu pada kecepatan CPU komputer, atau Central Processing Unit. Clock speed merupakan frekuensi kecepatan tindakan yang sangat tinggi, satuannya adalah megahertz dan gigahertz. Gambar 11. Clock speed prossesor Intel (Sumber: http://www.gotw.ca/images/CPU.png) 1 megahertz artinya satu-juta siklus per detik, sementara gigahertz adalah satu-milyar siklus per detik. Jadi komputer dengan kecepatan clock 800MHz berjalan 800.000.000 siklus per detik, sedangkan komputer 2.4GHz berjalan 2.400.000.000 siklus per detik. Bagaimana Clock speed, digunakan sebagai standar kecepatan komputer adalah masalah yang masih jadi pertentangan, dan sebagian besar pembuat chip tampak menuju pada kesimpulan bahwa Clock speed harus ditinggalkan sebagai nilai utama yang diberikan.
74 Masalahnya datang dari kenyataan bahwa, walaupun Clock speed bekerja sebagai indikator yang cukup handal, terjadi persaingan antar perusahaan chipset yang berbeda pendapat itu. Salah satu alasan Clock speedCPU tidak dapat diandalkan sebagai kecepatan komputer secara keseluruhan adalah banyak faktor lain yang ikut bermain. Jumlah RAM komputer, Clock speed RAM, Clock speed dari front-side bus, dan ukuran cache, semua itu memainkan peran penting dalam menentukan kinerja komputer secara keseluruhan. Ketika membandingkan satu chip Intel Pentium dengan Pentium chip lain misalnya, clock speed merupakan indikator yang cukup baik. Gambar 12. Ilustrasi kecepatan CPU (Sumber: http://a.files.bbci.co.uk/bam/live/content/z9jsfg8/large) 3.2.2 Monitor
75 Gambar 13. Peranan Monitor pada teknologi CAD/CAM (Sumber: ftp://ftp.shahroodut.ac.ir/Schools/Mechanical/dr mehdi gerdooei/CAD-CAM/Hardware/Lecture notesHardware.pdf) Monitor komputer adalah salah satu jenis soft-copy device, karena keluarannya adalah berupa signal elektronik, dalam hal ini berupa gambar yang tampil di layar monitor. Gambar yang tampil adalah hasil pemrosesan data ataupun informasi masukan. Monitor memiliki berbagai ukuran layar seperti layaknya sebuah televisi. Tiap merek dan ukuran monitor memiliki tingkat resolusi yang berbeda. Resolusi ini lah yang akan menentukan ketajaman gambar yang dapat ditampilkan pada layar monitor. Jenis-jenis monitor saat ini sudah sangat beragam, mulai dari bentuk yang besar dengan layar cembung, sampai dengan bentuk yang tipis dengan layar datar (flat). Gambar 14. Perkembangan monitor (Sumber: http://www.ipsmonitor.co.uk/blog/wp-content/uploads/2012/03/crt-vs-lcd-vs-ips-monitors.png)
76 • Jenis-Jenis Monitor 1. CRT (Cathod Ray Tube) Tabung sinar katoda (bahasa Inggris: cathode ray tube atau CRT) yang ditemukan oleh Karl Ferdinand Braun, merupakan sebuah tabung penampilan yang banyak digunakan dalam layar komputer, monitor video, televisi dan oskiloskop. Cara Kerja Monitor CRT Elektron ditembakkan dari belakang tabung gambar menuju bagian dalam tabung yang dilapis elemen yang terbuat dari bagian yang memiliki kemampuan untuk memendarkan cahaya. Sinar elektron tersebut melewati serangkaian magnet kuat yang membelok-belokkan sinar menuju bagian-bagian tertentu dari tabung bagian dalam. Gambar 15. Prinsip kerja monitor CRT (Sumber: http://www.jestineyong.com/wp-content/uploads/2008/08/crt.jpg) Begitu sinar tersebut sampai ke bagian kaca tabung TV atau monitor, dia akan menyinari lapisan berpendar, menyebabkan tempat-tempat tertentu untuk berpendar secara temporer. Setiap tempat tertentu mewakili pixel tertentu. Dengan mengontrol tegangan dari sinar tersebut, terciptalah teknologi yang mampu mengatur pixel-pixel tersebut untuk berpendar dengan intensitas cahaya tertentu. Dari pixel-pixel tersebut, dapat dibentuklah gambar.
77 Gambar 16. Ilustrasi CRT (Sumber: modul3 Komponen Pendukung CADCAMCAE Hardware2.ppt) Kelebihan CRT: 4. Warna lebih akurat atau hampir sama dengan aslinya 5. Resolusi monitor fleksibel 6. Perawatannya mudah, jika rusak dapat diservis 7. Harga lebih murah Kekurangan CRT: 4.Konsumsi listrik lebih besar 5.Efek radiasi lebih besar 6.Dimensi besar dan berat 2. LCD ( Light Crystal Display) Monitor LCD menggunakan teknologi sejenis kristal liquid yang dapat berpencar. Karena mempunyai bentuk yang pipih, monitor jenis flat tersebut menggunakan energi yang kecil dan banyak digunakan pada komputer-komputer portable. Selain itu, pada LCD brightness ratio-nya telah menyentuh angka 350 : 1. Cara Kerja Monitor LCD Cara kerjanya sebagai berikut : kristal cair akan menyaring cahaya backlight. Cahaya putih merupakan susunan dari beberapa ratus spektrum cahaya dengan warna yang berbeda.
78 Beberapa ratus spektrum cahaya tersebut akan terlihat jika cahaya putih mengalami refleksi atau perubahan arah sinar. Gambar 17. Prinsip monitor LCD (Sumber: http://s.hswstatic.com/gif/lcd-screen.gif) LCD bekerja dengan cara membuka dan menutup layaknya tirai. Proses buka tutup ini berlangsung sangat cepat. Karena itulah ada istilah Response Time di LCD. Response Time adalah waktu yang diperlukan untuk berubah dari posisi kristal cair tertutup rapat (waktu menampilkan warna hitam) ke posisi kristal cair terbuka lebar (waktu menampilkan warna putih). Jadi semakin cepat response time maka semakin baik. Response Time yang lambat akan menimbulkan cacat gambar yang disebut ghosting atau jejak gambar. Biasanya pada objek yang bergerak cepat misal sedang memutar film akan menimbulkan jejak gambar seperti beberapa bujur sangkar yang terlihat seperti persegi. Kelebihan LCD 4. Karakter Bright yang nyaman dimata serta bebas distorsi 5. Tidak bergantung pada refreshrate 6. User Friendly 7. Hemat Listrik 8. Ukuran yang ringkas, ringan, serta lebih keren Kekurangan LCD 4. Viewing angle terbatas, colour depth terbatas dan gradasi warna kurang 5. Tampilan gambar baik hanya di resolusi native-nya 6. Response time dan ghosting
79 7. Warna kurang akurat 8. Harga lebih mahal, perlu perawatan ekstra hati-hati dan dead pixel 3. Plasma Gas Plasma gas menggunakan fosfor untuk menghasilkan cahaya seperti halnya CRT. Cara Kerja Monitor Plasma Gas Pada plasma gas, tiap sel warna memiliki gas yang bertekanan rendah yang terletak di belakangnya. Hal ini membuat layar plasma gas berpendar tanpa perlu adanya bantuan cahaya dari belakang layar. Kontras pada plasma gas akan lebih baik dibandingkan LCD. Tampilan pada monitor plasma gas dapat dibuat lebih besar dibandingkan LCD. Selain itu, sudut pandang pada plasma gas dapat selebar CRT. Gambar 18. Sel warna Monitor Plasma Gas (1) (Sumber: http://s.hswstatic.com/gif/plasma-display-wide.jpg)
80 Gambar 19. Sel warna Monitor Plasma Gas (2) (Sumber: http://plasmatvbuyingguide.com/plasmatvpics/howplasmaswork.gif) Gambar 20. Sel warna Monitor Plasma Gas (3) (Sumber: http://s.hswstatic.com/gif/plasma-display-side.jpg) Kelebihan: 1. Display plasma hampir menyerupai kemampuan monitor CRT 2. Reproduksi warna sangat baik 3. Hampir tidak ada response time dan sudut pandang (viewing angle ) sangat baik 4. Plasma juga tidak menunjukkan gambar kabur, umumnya seperti di banyak LCD
81 Kekurangan: 1. Memiliki ukuran pixel pitch yang besar, yang artinya memiliki resolusi rendah atau meski resolusi tinggi, ukuran monitor haruslah besar dan bobot yang sangat berat 2. Konsumsi daya dan operasional suhu yang tinggi 3. Cell plasma untuk perwakilan tiap pixel gambar hanya memiliki fungsi on/off sehingga reproduksi warna jauh lebih terbatasi lagi dibandingkan tipe CRT ataupun LCD 4. OLED (Organic Light Emitting Diode) Organic Light Emiting Diode (OLED), memanfaatkan teknologi diode sehingga bisa menggantikan neon fluorescent. Teknologi OLED ditemukan perusahaan Eastman Kodak, Dr. Ching W. Tang pada tahun 1979. Riset di Indonesia mengenai teknologi ini dimulai pada tahun 2005. OLED diciptakan sebagai teknologi alternative yang mampu mengungguli generasi tampilan layar sebelumnya. Cara Kerja Monitor OLED Mekanisme kerja OLED yaitu jika pada elektroda diberikan medan listrik, fungsi kerja katoda akan turun dan membuat elektron-elektron bergerak dari katoda menuju pita konduksi di lapisan organik. Keadaan ini mengakibatkan munculnya lubang (hole) di pita valensi. Anoda akan mendorong lubang untuk bergerak menuju pita valensi bahan organik. Keadaan ini mengakibatkan terjadinya proses rekombinasi elektron dan lubang di dalam lapisan organik dimana elektron akan turun dan bersatu dengan lubang lalu memberikan kelebihan energi dalam bentuk foton cahaya dengan panjang gelombang tertentu. Pada akhirnya akan diperoleh satu jenis pancaran cahaya dengan panjang gelombang tertentu bergantung pada jenis bahan pemancar cahaya yang digunakan
82 Gambar 21. Prinsip kerja OLED (Sumber: http://s.hswstatic.com/gif/oled-transparent.gif) Gambar 22. Perbandingan LED/LCD dengan OLED (Sumber: http://finditmore.info/wp-content/uploads/2013/04/flexible_oled_technology.jpg)
83 Kelebihan OLED 1. Kemampuan OLED untuk beroperasi sebagai sumber cahaya menghasilkan cahaya putih terang saat dihubungkan dengan sumber listrik 2. Tampilan OLED baru dan menarik. Layar terbuat dari gabungan warna dalam kaca transparan sangat tipis sehingga ringan dan fleksibel; 3. Memiliki jangkauan wilayah warna, tingkat terang, dan tampilan sudut pandang yang sangat luas; 4. OLED memiliki waktu reaksi yang lebih cepat. Layar LCD memiliki waktu reaksi 8- 12 milisekon, sedangkan OLED hanya kurang dari 0.01 milisekon Kekurangan OLED 1. Kelembaban dapat memperpendek umur OLED. Bahkan kandungan organic di dalam OLED dapat rusak jika terkena air; 2. Dalam piranti OLED multi-warna yang ada sekarang, intensitas cahaya yang dihasilkan untuk warna tertentu belum cukup terang; 3. Harga produk yang cukup mahal sehingga masih belum terjangkau oleh kalangan umum. 3.2.3 CMM (Coordinate Measuring Machine) CMM machine adalah sebuah perangkat 3D untuk mengukur karakteristik geometris fisik sebuah obyek. Mesin ini dapat dikendalikan secara manual oleh operator atau mungkin komputer dikendalikan. Proses pengukuran pada CMM machine didefinisikan oleh probe yang menempel pada sumbu dan bergerak 3 dimensi pada mesin ini. Probe dapat berupa mekanik, optik, laser, atau cahaya putih.
84 Gambar 23. Mesin CNC (Sumber: http://belajarmachining.blogspot.co.uk/2012/05/coordinate-measuring-machine.html) Pada prinsipnya CMM adalah kebalikan dari CNC (Computer Numerical Control). Pada CNC koordinat yang dimasukkan menghasilkan gerakan proses machining pada sumbu X, Y dan Z. Sedangkan pada CMM kontak antara probe dengan benda kerja menghasilkan koordinat. Selain itu jika pada mesin CNC menggunakan bantalan peluru bersirkulasi (circulated ball bearing) maka pada mesin CMM menggunakan batalan udara (air pad bearing) sehingga gerakannya sangat halus. Untuk menjamin keakuratan hasil pemgecekan, konstruksi CMM dibuat sangat kaku (rigid). Salah satu caranya dengan menggunakan granit sebagai meja atau bidang acuan. Menentukan spesifikasi CMM sangat penting untuk menyesuaikan antara benda kerja dengan kemampuan CMM tersebut. Gambar 24. Probe CMM (Sumber: http://belajarmachining.blogspot.co.uk/2012/05/coordinate-measuring-machine.html)
85 Kapasitas dalam CMM adalah ukuran maksimum dari objek atau benda kerja dimana mesin CMM dapat mengakomodasinya. Sebuah CMM harus memiliki kapasitas yang cukup agar sesuai dengan ukuran benda-benda kebutuhan pengguna untuk mengukur. Pengukuran kecepatan adalah tingkat di mana CMM dapat membaca posisi dan melakukan pengukuran. Ini mungkin merujuk pada kecepatan pencitraan probe, atau untuk proses pengukuran secara keseluruhan, yang juga merupakan fungsi dari jenis kontrol (CNC menjadi lebih cepat dari kontrol manual). CNC (Computer Numerical Control) atau DCC (Kontrol Komputer Langsung) adalah sistem kontrol yang dibangun di CMM untuk mengontrol gerakan probe. CNC-CMMS paling cocok untuk lingkungan produksi yang membutuhkan volume yang lebih tinggi pengukuran, dan juga dalam aplikasi yang memerlukan pengukuran kompleks dan kecil dengan fitur halus. CMM terdiri dari beberapa bagian utama yang saling terkait dan mempengaruhi akurasi mesin tersebut, bagian-bagian tersebut adalah: • Working Table, merupakan tempat meletakan part yang akan diukur. Rata-rata terbuat dari batu granit. • Support, merupakan kaki untuk menopang seluruh beban CMM. Beberapa CMM dilengkapi air damper untuk mengurangi efek getaran yang dihasilkan lingkungan sekitar CMM. • Air bearing, CMM menggunakan air bearing sebagai landasan untuk bergerak bagi semua axis. • Axis Guideways, adalah track atau lintasan semua axis untuk bergerak, memiliki kontak langsung dengan air bearing. Material rata-rata terbuat dari alumunium ada juga yang menggunakan batu granit, untuk mesin dengan akurasi lebih tinggi menggunakan bahan ceramic. • Motor, adalah unit untuk menggerakan axis, khusus untuk mesin otomatis atau hanya motorized menggunakan joystick. • Joystick, merupakan control panel untuk memudahkan operator mengoperasikan mesin. • Controller, memiliki beragam fungsi diantaranya; interface antara mesin dengan PC, motor driver sebagai sumber daya bagi pergerakan motor, data storage untuk menyimpan file-file correction atau program penggerak CMM, ADC dan DAC, dll.
86 • Probe Head, berfungsi sebagi trigger bagi CMM untuk merekam posisi koordinat part yang disentuhnya (touch point). Beberapa CMM dilengkapi non-contact Probe Head untuk mendapatkan touching point yang banyak bisa mencapai ratusan bahkan ribuan point untuk keperluan CAD/ CAM. Untuk menyentuh part tidak dapat langsung disentuh ke part tetapi harus melalui perantara stylus yang berfungsi sebagi peraba. • Sensor-sensor. CMM memiliki banyak sensor untuk meningkatkan akurasinya; sensor tersebut diantaranya; temperature sensor, overcurrent sensor, limit switch, home position sensor, air pressure sensor, reading head. • Linear Scale. Unit ini sebagai transducer untuk merubah perubahan posisi menjadi arus atau tegangan yang kemudian dengan menggunakan software menjadi data-data koordinat X, Y dan Z. • Software. Merupakan program penghubung antara user dengan mesin. Gambar 25. Ilustrasi CMM (Sumber: ftp://ftp.shahroodut.ac.ir/Schools/Mechanical/dr mehdi gerdooei/CAD-CAM/Hardware/Lecture notesHardware.pdf)
87 3.2.4 3D Laser Scanner Gambar 26. 3D Scanner (Sumber: https://sujanayogi.wordpress.com/2010/02/01/3d-laser-scanner/) 3D Laser scanner adalah sebuah alat yang dapat mengambil data, berupa titiktitik (point cloud) yang juga merupakan koordinat dari objek atau lingkungan sekitar yang real. Data-data yang diambil oleh alat Laser Scanner akan diproses ke dalam bentuk model 3D (tiga dimensi). Model dalam bentuk 3D banyak digunakan secara luas dalam proses Engineering Design, Survey Technology, Engineering Construction, Arts, As Built Survey, Oil & Gas Survey dan Engineering lainnya. Alat laser scanner ini digunakan juga untuk proses Conservation bangunan-bangunan tua yang bersejarah atau Heritage. Dengan adanya alat laser scanner ini, akan memudahkan kita dalam mendesain ulang sebuah bangunan, atau architectural building yang memiliki nilai sejarah yang tinggi. Berbagai macam product 3D Laser Scanner telah dikeluarkan oleh beberapa Manufacturer peralatan survey, tentunya dengan teknologi dan menggunakan Processing Software yangberbeda. Kekurangan alat ini yaitu tidak dapat mengambil data dari objek transparan, seperti kaca atau benda optik lainya yang menyerap sinar laser. Namun dapat diatasi dengan melapisi objek transparan tersebut dengan suatu lapisan yang dapat memantulkan sinar laser.
88 Gambar 27. Gambaran Proses 3D Scanner menjadi CAD (Sumber: https://sujanayogi.wordpress.com/2010/02/01/3d-laser-scanner/) Dari gambar di atas, proses pertama yang dilakukan adalah menghasilkan point cloud dengan melakukan Scanning Process. Sedangkan proses pengambilan geographic data
89 coordinate menggunakan Total Station yang nantinya akan diikatkan dengan point cloud hasil Scanning Proses tersebut. Proses kedua adalah data processing dengan merubah point cloud menjadi 3D models dengan menggunakan software 3D, proses selanjutnya mengkonversi dari 3D Drawing menjadi 2D Drawing. Data 3D drawing sangat diperlukan untuk mengetahui layout dari sebuah equipment, disamping hal tersebut, data informasi jumlah equipment,dimensi pipa, jumlah elbow, valve, Instrument, Cable Tray, dapat diperoleh. Dengan adanya Informasi dari data-data tersebut, akan memudahkan bagi seorang Plant Designer untuk melakukan modifikasi pada Piping maupun Struktural, tanpa harus melakukan site visit dengan mengukur ulang di lapangan, dimana tingkat keakuratan dari alat Laser Scanner ini sebesar 2mm-5mm. Sehingga dalam hal ini proses modifikasi akan lebih cepat, serta mengurangi resiko kesalahan dalam konstruksi, hal ini akan menghemat project cost. Gambar 28. Prinsip kerja 3D Scanner (Sumber: ftp://ftp.shahroodut.ac.ir/Schools/Mechanical/dr mehdi gerdooei/CAD-CAM/Hardware/Lecture notesHardware.pdf)
90 Gambar 29. Ilustrasi 3D hasil dari 3D Scanner (Sumber: ftp://ftp.shahroodut.ac.ir/Schools/Mechanical/dr mehdi gerdooei/CAD-CAM/Hardware/Lecture notesHardware.pdf) 3.2.5 Printer Printer adalah alat yang menampilkan data dalam bentuk cetakan, baik berupa teks maupun gambar atau grafik pada suatu kertas (hard copy device). Printer digunakan untuk mencetak informasi yang dihasilkan dari proses pengolahan data yang telah dilakukan oleh computer, baik itu dalam bentuk gambar, tulisan ataupun yang lainnya kedalam media kertas Printer dapat dihubungkan dengan komputer secara seri dengan RS-232C atau parallel dengan Centronic. Tetapi karena belum standarnya dunia teknologi komputer dan printer maka
91 untuk menjalankan printer yang berlainan dengan jenis komputemya maka dapat digunakan perangkat lunak.atau sejenisnya. a. Letter Quality Letter Quality printer adalah printer yang dapat mencetak dengan kualitas seperti mesin tik jadi tulisannya adalah padat dan jelas. Jenis letter Quality menggunakan element untuk mencetak huruf-huruf, seperti mesin tik IBM elektrik yang menggunakan element bola. Kelemahan dad letter quality printer adalah kecepatanya yaitu rata-rata antara 8-80 karakter per detik tetapi kelemahannya tidak dapat mencetak grafik. Gambar 30. Printer Letter Quality (Sumber: http://foesiredgar.blogspot.co.uk/2011/01/blog-post.html) 1. Dot Matrix Printer Dot Matrix adalah pencetak yang resolusi cetaknya masih sangat rendah. Selain itu ketika sedang mencetak, printer jenis ini suaranya cenderung keras serta kualitas untuk mencetak gambar kurang baik karena gambar yang tercetak akan terlihat seperti titiktitik yang saling berhubungan. Umumnya, printer jenis dot-matrix juga hanya mempunyai satu warna, yaitu warna hitam. Cara Kerja: Printer ini membentuk karakter dari sejumlah titk-titik Printer dot matrix mempunyai element yang terdiri dari jarum-jarum yang menekan pita sehingga dapat mencetak pada kertas. Cara mencetak tersebut dinamakan impact. Kelebihan dari printer ini adalah kecepatan cetaknya yang mencapai 400 cps, yaitu lima kali lebih cepat dan dapat mencetak graflk, tetapi kualitas hurufnya tidak sebagus letter Quality. Kelemahan Cara printer ini bekerja adalah mencetak dari kiri ke kanan , kemudian dari kanan ke kiri pada baris berikutnya sehingga untuk mencetak satu baris teks menjadi lambat.
92 Gambar 31. Printer Dot Matrix (Sumber: http://foesiredgar.blogspot.co.uk/2011/01/blog-post.html) 2. Thermal Printer Kualitas thermal printer sama dengan dot matrix karena prinsip kerjanya sama, hanya thermal printer menggunakan panas dan bukan tekanan atau impact. Keuntungan dari thermal printer adalah lebih tidak berisik dan mempunyai kecepatan tinggi yaitu 6 halaman per menit, kelemahannya adalah harus menggunakan kertas khusus. Gambar 32. Thermal Printer (Sumber: http://foesiredgar.blogspot.co.uk/2011/01/blog-post.html) 3. Ink jet Printer Inkjet menggunakan tinta. Penyemprotannya menggunakan muatan listrik Sehingga labih tenang dan mempunyai kecepatan tinggi yaitu s/d 270 cps, Dan dapat ditengkapi dengan tinta berwarna. Kelemahannya ink jet printer harus menggunakan kertas khusus sehingga cetakan harus kering sebelum wama lain menimpanya.
93 Gambar 33. Prinsip Kerja Ink Jet Printer (Sumber: http://media-2.web.britannica.com/eb-media/66/74066-004-DDBF4DD5.jpg) Cara Kerja: Printer jenis ini bekerja dengan cara menyemprotkan cairan tinta ke kertas. Printhead printer inkjet diberi nama piezoelectric printheads. Kualitas hasil printer diukur dengan dots per inch (dpi) dan kecepatan mencetaknya diukur dengan pages per minute (ppm). e. Laser Printer Pencetak laser atau Printer laser adalah pencetak untuk komputer yang menggunakan teknologi cahaya untuk mendapatkan partikel-partikel kecil toner dari cartridge ke kertas.
94 Cara Kerja: Gambar 34. Prinsip Kerja Laser Printer (Sumber: http://www.sprint-ink.co.uk/media/Laser-Printer-Diagram.jpg) Cara kerja printer ini hampir sama dengan mesin fotocopy, perbedaanya pada mesin fotocopy bayangannya difokuskan pada silinder yang berputar sedangkan laser printer bayangannya diciptakan dengan titik per titik. Kualitas tulisan laser hampir sama dengan letter quality. Kecepatan mencetaknya adalah 8 halaman permenit Kelemahannya mahal. f. Plotter Plotter merupakan salah satu peralatan output yang digunakan untuk menggambar grafik dan lain-lain. Perbedaannya dengan printer menggunakan sistem digital, yaitu analog. Contoh plotter grafik adalah ECG (Electro Cardiograph) yaitu alat yang digunakan untuk mengetahui potensial dari denyutan jantung, atau jarum seismograph untuk mencatat getaran
95 bumi. Plotter dapat menggambar grafik pada kertas, plastik, maupun pada plastik transparan untuk digunakan dalam proyektor. 3.2.6 3D Printer Gambar 35. Plotter (Sumber: http://foesiredgar.blogspot.co.uk/2011/01/blog-post.html) 3D Printing atau dikenal juga sebagai Additive Layer Manufacturing adalah proses membuat objek padat 3 dimensi atau bentuk apapun dari model digital. Cara kerjanya hampir sama dengan printer laser dengan tehnik membuat objek dari sejumlah layer/ lapisan yang masing-masing dicetak di atas setiap lapisan lainnya. Teknologi printing ini sendiri sebenarnya sudah berkembang sejak sekitar 1980an namun belum begitu dikenal hingga tahun 2010an ketika mesin cetak 3D ini dikenalkan secara komersial. Dalam sejarahnya Printer 3D pertama yang bekerja dengan baik dibuat oleh Chuck Hull dari 3D Systems Corp pada tahun 1984. Sejak saat itu teknologi 3D printing semakin berkembang dan digunakan dalam prototyping (model) maupun industri secara luas seperti dalam arsitektur, otomotif, militer, industri medis, fashion, sistem informasi geografis sampai biotech (penggantian jaringan tubuh manusia).
96 Gambar 36. Hasil 3D Printer (Sumber: http://blog.finderonly.net/2014/teknologi-printer-3d-mesin-printing-canggih.html) Prinsip Dasar dan Cara Kerja Mesin Printer 3D Prinsip dasar atau cara kerja mesin printer 3D secara umum terbagi pada 3 tahapan proses yaitu Model objek 3D, Printing dan Finishing. Model objek 3D dapat dibuat dengan bantuan design komputer atau scanner 3D, proses ini menganalisa dan mengumpulkan data dari objek nyata untuk kemudian bentuk dan penampilannya dibuat digital sebagai model tiga dimensi. Proses Printing atau mencetak menggunakan prinsip dasar Additive Layer (lihat definisi di atas) dengan rangkaian proses mesin membaca rancangan tiga dimensi dan mulai menyusun lapisan secara berturut turut untuk membangun model dalam serangkaian proses lengkap. Gambar 37. Prinsip Kerja 3D Printer
97 (Sumber: http://cdn.instructables.com/FHH/BW5G/I93F6VLN/FHHBW5GI93F6VLN.MEDIUM.jpg) Lapisan-lapisan ini yang dihubungkan oleh model virtual (3d model) digabungkan secara otomatis untuk membentuk susunan lengkap yang utuh. Keunggulan utamanya adalah mesin printer 3d dengan teknik ini dapat membuat bentuk apapun tanpa batas. Tahap Finishing dapat dilakukan secara manual untuk menyempurnakan bagian-bagian kompleks yang mungkin disebabkan oleh oversized atau ukuran yang berbeda dari yang diinginkan. Tehnik tambahan untuk menyempurnakan proses ini dapat pula menggunakan tehnik multiple material atau material berbeda; multiple color atau kombinasi warna. Gambar 38. Proses 3D Printing (Sumber: http://cdn.static-economist.com/sites/default/files/imagecache/fullwidth/images/printedition/P/20130907_TQP014_0.jpg) Gambar 39. 3D Printer
98 (Sumber: http://blog.finderonly.net/2014/teknologi-printer-3d-mesin-printing-canggih.html) 3.2.7 Rapid Prototyping Rapid Prototyping (RP) didefinisikan sebagai proses untuk mempercepat pengembangan produk dengan membuat prototipe langsung dari gambar/desain rancangan yang berbentuk file/model CAD (Computer Aided Design) tiga dimensi. Beberapa tahap dasar dari arti proses adalah: 1. Membuat CAD model dari objek yang dirancang. 2. Mengubah CAD model menjadi STL Format. 3. Mengiris STL File kedalam beberapa potongan (layer). 4. Membangun model secara lapis perlapi. 5. Membersihkan dan penyempurnaan model. Dalam perkembangannya, dikenal pula istilah Rapid Tooling dan Rapid Manufacturing sebagai pengembangan Rapid Prototyping, sehingga disebut juga Rapid Prototyping and Tooling (RP/T) dan Rapid Prototyping and Manufacturing (RP/M). Rapid Tooling adalah penggunaan teknik Rapid Prototyping untuk memproduksi tooling untuk proses semacam moulding injeksi plastik. Rapid Manufacturing adalah penggunaan sistem Rapid Prototyping untuk memproduksi parts dalam jumlah tertentu Pinsip dasar Rapid Prototyping adalah menggunakan gambar rancangan CAD tiga dimensi dalam format STL (Stereolithography) yang dikirim ke mesin Rapid Prototyping. Di mesin Rapid Prototyping , gambar tersebut diiris (slice) menjadi layer-layer dengan ketebalan tertentu sesuai spesifikasi mesin. Untuk membentuk layer-layer tersebut menjadi prototipe tiga dimensi, terdapat beberapa teknik. Beberapa teknik Rapid Prototyping yang dikenal luas, antara lain : 1. Stereolithography Apparatus (SLA) Dalam teknik SLA, sebuah prototipe dibuat dengan cara menembakkan sinar laser ke permukaan sebuah wadah (vat) yang berisi cairan photopolymer (resin). Cairan ini akan langsung mengeras saat laser mengenai permukaannya. Setelah satu layer selesai dikerjakan, sebuah platform digerakkan turun beberapa milimeter, sebuah penyapu (recoater blade)
99 membersihkan sisa-sisa resin di permukaan, dan layer berikutnya dikerjakan di atas layer yang telah diselesaikan, seperti terlihat pada Gambar 40. Gambar 40. Cara Kerja Stereolithography Apparatus (SLA) (Sumber: http://winspunakawan.blogspot.co.uk/2011/07/rapid-prototypingmanufacturing.html) 2. Fused Deposition Modeling (FDM) Cara kerja FDM menggunakan sebuah head (kepala penyemprot) yang dipanaskan digerakkan menurut sumbu x dan y untuk membentuk layer menggunakan material plastis yang disemprotkan ke atas platform. Material itu akan segera mendingin dan mengeras saat mengenai platform. Platform kemudian digerakkan turun, dan layer berikutnya segera dikerjakan. Untuk prototipe yang membutuhkan penyangga (support), maka disemprotkan material penunjang dari head di sekeliling prototipe. Material penunjang ini dapat dengan mudah dibuang setelah prototipe selesai dikerjakan.
100 Gambar 41. Cara Kerja Fused Deposition Modelling (FDM) (Sumber: http://winspunakawan.blogspot.co.uk/2011/07/rapid-prototypingmanufacturing.html) 3. Three-Dimensional Printing (3DP) Proses kerja printer tiga dimensi menggunakan sebuah printhead, seperti yang terdapat pada printer inkjet, menyemprotkan binder (perekat) ke lapisan tipis serbuk (powder) pada platform sesuai bentuk geometri layer. Platform kemudian bergerak turun, sebuah mekanisme pasokan serbuk (powder supply) meyapukan lapisan tipis serbuk di atas layer yang telah terbentuk, dan proses di atas diulangi lagi sampai layer terakhir. Serbuk yang tidak terkena binder berfungsi sebagai penunjang (support), dan setelah proses pembuatan prototipe selesai, material penunjang ini dibersihkan dan digunakan untuk proses pembuatan prototipe berikutnya.