DocumentJurnal Online Poros Teknik Mesin Volume 4 Nomor 11 Jurnal Online Poros Teknik Mesin Volume 4 Nomor 12 I.PENDAHULUANDalam memproduksi suatu bendakerjadapatdirencanakanlangkahpengerjaan yang logis, menetapkan jenisproses mesin perkakas dan material yangakan digunakan. Akan tetapi suatu prosespembuatan tidak hanya berkaitan denganfaktor teknologi saja, melainkan berkaitanpula dengan faktor biaya dan kecepatanproduksi demiuntuk memenuhi targetataupununtukmencapaikeuntungansecepat mungkin.II.LANDASAN TEORI2.1Pengertian Proses PemesinanProses pemesinan adalah proses pemotongan/pembuangan sebagian bahan dengan maksud untuk membentuk produk yang diinginkan. Proses pemesinan yang biasa dilakukan di industri manufaktur adalah proses penyekrapan (shaping), prosespenggurdian(drilling),proses pembubutan(turning),proses penyayatan/frais (milling), proses gergaji (sawing), proses broaching, dan proses gerinda (grinding). 2.2Mesin BubutMesin Bubut adalah suatu Mesin perkakas yang digunakan untuk memotong bendayangdiputar. Bubut sendiri merupakan suatu proses pemakanan benda kerja yang sayatannya dilakukan dengan caramemutar bendakerjakemudian dikenakan pada pahat yang digerakkan secara translasi sejajar dengan sumbu putar dari benda kerja. Gerakan putar dari benda kerja disebut gerak potong relatif dan gerakkan translasi dari pahat disebut gerak umpan. Gambar 2.1 Mesin bubut (Rochim, 2002) Gambar 2.2 Proses Bubut (Rochim, 2002)2.3Benda Uji TarikBenda uji tarik adalah benda kerjayangakan ditarik pada mesin tarikdengan cara menarik spesimen tersebut hingga putus. Bendaujitariksebelumdilakukanpengujianharusdilakukanproses pemesinan sesuai dengan ukuranyang sudah distandarisasi, salah satunyadengan standar ASTM (American Societyfor Testing and Material). Pada umumnya PERHITUNGAN POROSES PRODUKSIJurnal Online Poros Teknik Mesin Volume 4 Nomor 13 bentuk standar benda uji tarik penampangsegi empat atau penampang lingkaran.2.4Optimasi Proses PemesinanApabilajenis proses sertamesinperkakastelahditetapkan,tindakanselanjutnya adalah menentukan jenis pahatyang akan digunakansesuai denganurutan/langkah pengerjaan.2.4.1Komponen Waktu Produksi1.Komponen waktu yang dipengaruhioleh variabel prosesxWaktu pemotongan ftcvtl(PHQLW)..(2.1)xWaktu penggantian pahatYaitu waktu penggantian pahatyang dibagi rata untuk sejumlahproduk yang dihasilkan sejak pahatyang baru dipasang sampai pahattersebut harus diganti karena aus.(Rochim, 2002) TtttcddcT.(menit/produk) ....(2.2)(2.6)2.Komponen waktu yang bebasKompenen waktu bebas merupakanwaktu non produktif, dapat dirumuskansebagai berikut: (Rochim, 2002) lnttttttsUWRTATLWa____(menit/produk................................(2.3)3.Waktu Pemesinan Rata-rataDengan demikian waktu pemesinanperprodukrata-ratamerupakanpenjumlahankomponenwaktupemotongan, penggantian pahat dan waktubebas (non produktif) adalah: (Rochim,2002)dcTcamtttt__(PHQLW).. (2.4)2.4.2Komponen Biaya ProduksiDiagramalirbiayadasar,merupakanilustrasipenentuanbiayaproduksiperunitproduk,sepertidiperlihatkan pada gambar 2.4.Gambar 2.4 Diagram Alir Biaya Dasar(Rochim, 2002)Biaya suatu produk ditentukan olehbiayamaterial(bahandasar),biayaproduksidanbiayaadministrasi/persiapan / perencananproduksi yangmungkin terdiri atas gabungan beberapalangkah proses pembuatan sebagaimanarumus berikut: (Rochim, 2002)pplanMuCCCC__(Rp/produk) (2.5)Biaya Material (Bahan Dasar)Perancangansistemmaterialhandlingmerupakan suatu komponenpentingdalamperancanganfasilitasterutama yang berkaitan dengan desain tataCost Cplan(Document)(Data) CMCM CM MoCMIC SequentlalaccessstorageInternalstorage Directaccessstorage (Delay)Cp Delay "activated delay"effectingtotal time for processing:tmlml+1, t......Cp Cp Cu (Delay) CeCfixntCm mteC /NCmCrCsetCpr Jurnal Online Poros Teknik Mesin Volume 4 Nomor 14 letak. Oleh karena itu, perancangan tataletak dan perancangan material handlingselalu saling terkait satu dengan yang lain.Biaya bahan dasar CMharus diuraikanseperti rumus berikut: (Rochim, 2002)MiMoMCCC_(Rp/produk)....... (2.6)Biaya Satu Proses dalam suatu UrutanProduksiBiaya produksi (suatu proses diantara beberapa urutan proses yang eratberkesinambungan)dapatdiperincimenjadi biaya penyiapan dan peralatan(specialtooling,fixture),biayapemrosesan/pemesinan (processing cost),danbiayabahanhabis(consumable/cutters/toolscost)yaitu:(Rochim, 2002)emrPCCCC__(Rp/produk)........(2.7)emPCCC_(Rp/produk) ..............(2.8)Biaya Pemesinan (Pemrosesan)Biaya proses pemesinan dihitungberdasarkan waktu pemesinan rata-rata perproduk dan biayaoperasi (per satuanwaktu;menit).Elemenbiayainidipengaruhi oleh laju kecepatan produksi.(Rochim, 2002)mmmtcC.(Rp/produk)......................(2.9)Biaya OperasiBiayaoperasi(mc)persatuanwaktu(menit)bagisuatukesatuanproduksi dapat dihitung berdasarkan biayayang membentuknya dalam suatu periodedibagi dengan jumlah menit kerja efektifper tahun. Biayaoperasi per tahunmerupakan gabungan dari biaya tetap danbiayavariabel yangselanjutnyadapatdikelompokan sebagai biaya langsung danbiaya tak langsung, persamaannya yaitu:(Rochim, 2002) JCJCJCcidfm__(Rp/menit)..........(2.10)Biayaoperasi dapat ditentukanbiaya tetap per tahun dan biaya langsungper tahun dibagi dengan jumlah menitkerja efektif per tahun, yaitu: JCJCcdfm_(Rp/menit).....................(2.11)1.Biaya Tetap Per tahunBiaya tetap per tahun (fC)merupakanbeban yang dipikul perusahaan ataspemilikan suatu mesin produksi. Halini berhubungan dengan modal, dengantambahan bunga, pajak dan asuransi.Sesuai dengan namanya, maka biayaini tetap ada dan tidak peduli apakahmesin dan pabrik melakukan kegiatanyang produktif ataupun tidak samasekali.Bentukrumusnyaadalah:(Rochim, 2002) __ptiofIyyyCC.211(Rp/tahun).(2.12)2.Biaya Langsung Per tahunPersamaan untuk menghitung biayalangsung per tahun (C ) secara umumdJurnal Online Poros Teknik Mesin Volume 4 Nomor 15 akan sulit dibuat. Meskipun biayaoperator dapat dipisahkan, maka masihada biaya bahan bantu dan biaya yangharganyatidakmudahunutukditetapkan terhadap suatu referensitertentu selama periode satu tahun.(Rochim, 2002)).(JpermenitdayaBiayapertahunoperatorBiayaCd_(Rp/tahun) ...................................(2.13)dimana:Biaya operator per tahun = 12x (upahoperator) (Rp/tahun).........................(2.14)Biaya daya permenit = (daya nominal) x(harga daya per kwh/60 menit)........(2.15)3.Kerja EfektifUntuk 1 minggu, 5 hari kerja : J =50x5x7x60 = 105.000 menit/tahunUntuk 1 minggu, 6 hari kerja : J =50x6x6x60 = 108.000 menit/tahunDiseragamkan: J = 110.000menit/tahun.Biaya PahatBiayapahatperluditetapkansebagai komponen biaya yang terpisahkarenamempunyaikaitanlangsungdengan umur pahat yangmerupakanvariabel utama dalam proses pemesinan.(Rochim, 2002) TtcCcee(Rp/produk).....................(2.16)Pahat(tool/cutter)merupakanbahan habis yang diperlukan dalam prosespemesinan. Biaya pahat dapat dihitungberdasarkan hargapokok matapotongtersebutditambahdenganbiayapendukungnya yaitu penyetelan dan/ataupengasahan.Biayamata potong pahatyang dapat diasah, persamaannya adalahsebagai berikut: 1..__ggggotbertcrCc(Rp/matapotong)..(2.17)Biaya operasi proses pengasahanpahat, dapat menggunakan persamaanoperasi pemesinan benda uji tarik (2.11),yaitu: JCJCcdgfgg_(Rp/menit)........(2.18)dimana,fgC=biayatetappertahun(Rp/tahun)= __ptiogIyyyC.211(Rp/tahun).ogC=harga pembelian mesin gerindadengan peralatannya (Rp)dgC= biaya langsung; setengah biayaoperator per tahun + biaya dayapertahun(Rp/tahun)........................(2.20)III. METODELOGI PENELITIAN3.1Tempat dan Waktu PenelitianTempat pelaksanaan penulisan inidilakukan di Laboratorium ManufakturJurusan Teknik Mesin Fakultas TeknikUniversitasSamRatulangiManado.Jurnal Online Poros Teknik Mesin Volume 4 Nomor 16 Waktu pelaksanaan mulai 02 Oktobersampai 15 Desember 2013.3.2Bahan dan PeralatanBahanyangdigunakandalampenelitian adalah benda uji tarik besi betonS 45 C yang standar berbentuk penampanglingkaran.Sedangkanperalatanyangdigunakan adalah mesin bubut, mesingerinda dan pahat baja kecepatan tinggi(HSS, High Speed Steel).3.3Prosedur PenelitianPenelitian ini dilaksanakan secarasistematis dan strukturpelaksanaannyadengan prosedur penelitian seperti padagambar 3.1.Tahap Persiapan Mulai Benda Uji dan Mesin BubutSelesai Menentukan Komponen Waktu Produksi Menghitung Komponen Ongkos Produksi Data Benda Uji dan Proses Biaya Produk Benda Uji Pembahasan dan Kesimpulan Gambar 3.1 Diagram Alir ProsedurPenelitian3.4Pengolahan Data3.4.1Langkah PengerjaanPerhitungankondisipemesinandibutuhkan perencanaan langkah atauurutan pengerjaanyanglogis. Prosespembuatan produk benda uji tarik bentukpenampanglingkaranyangdapatdilakukan proses pemesinan pada mesinbubut, seperti diuraikan pada tabel 3.1.Tabel 3.1 Perencanaan langkah pengerjaanbenda ujitarikLang-kahUraianGambarPemesinan IMeratakanperkukaanbenda kerja 1 IIBorPermukaanbenda kerja 1 IIIPengupasanalurbataspanjangbenda uji 1 IVPengupasandiameter16mm Kasar 3Halus 1 XPengupasandiameter10mm Kasar 6Halus 1 XIPengupasanradiusdanChamper Radius1x2Champer1x2 XIIUlir 6 3.4.2Data Kondisi PemotonganData kondisi pemotongan prosespemesinan bendaujitarik penampanglingkaran diperoleh dari hasil perencanaanlangkah pengerjaan, ukuran benda uji tarikJurnal Online Poros Teknik Mesin Volume 4 Nomor 17 yang standar dan mesin bubut. Asumsipemotongan benda uji ini yaitu bahwamata potong pahat pada posisi orthogonal(sudut potong utama,rN= 90 ). Material0yang digunakan proses pemesinan bendauji tarik yaitu besi beton S 45 CI inci(19,050 mm) dengan panjang 225 mm.Adapun data kondisi pemotonganberdasarkan mesin bubut yang ada diLaboratoriumManufakturUnsrat yangdilakukan padasetiap langkah prosespemesinanbendaujitarikbentukpenampanglingkaran,adalahsebagaiberikut:1.Langkah Meratakan Permukaan BendaKerjaPutaran (n)= 110 rpmDiameter (d )=19,050omm2.Langkah Bor Permukaan Benda KerjaAsumsisamadenganlangkahmeratakan permukaan benda kerja.3.LangkahPengupasanAlurBatasPanjang Benda UjiKedalaman potong (a)= 0,5mmPutaran(n)=110rpmDiameter (d )= 19,050omm4.Langkah Pengupasan Kasar Diameter16 mmPengupasan kasar:Jumlah langkah pengupasan =3Putaran (n)=110 rpmGerak makan (f)=0,3 mm/rPanjang pemesinan (tl)=160 mmPengupasan halus:Jumlah langkah pengupasan=1Putaran (n)=300 rpmGerak makan (f) =0,15mm/rPanjang pemsinan (tl)=160 mm5.Langkah Pengupasan Kasar Diameter10 mmPengupasan kasar:Jumlah langkah pengupasan =6Putaran (n)= 110 rpmGerak makan (f)=0.3 mm/rPanjang pemesinan (tl)=110 mmPengupasan halus:Jumlah langkah pengupasan = 1Putaran (n)=300 rpmGerak makan (f)=0.15 mm/rPanjang pemsinan (tl)=110 mm6.Langkah Pengupasan ChamperJumlah pengupasan=2Putaran (n)= 55 rpmKedalaman potong (a) = 1 mmDiameter (d ) = 16 mmo7.Langkah Pengupasan RadiusJumlah pengupasan=2Putaran (n) = 55 rpmDiameter benda kerja (d ) = 16 mmoKedalaman potong (a) = 3 mm8.Langkah PenguliranJumlah penguliran = 6x2Putaran (n) = 55 rpmGerak makan (f) = 0,25mm/rPanjang pemesinan (tl)= 20 mmJurnal Online Poros Teknik Mesin Volume 4 Nomor 18 3.4.3Data Harga Bahan Dasar, UMRdan PeralatanHarga-hargabahan dasar, UMR(UpahMinimumRegional)danperalatan/Mesin diperoleh dari pasaraninternet(up datetahun 2013), yaitusebagai berikut:1.Harga besi beton S 45 CI19 mm= Rp 252000 (Lampiran 1)2.Harga mesin bubut =Rp 80000000 (Lampiran 2)3.Harga mata potong Pahat HSS =Rp 50000 (Lampiran 3)4.Harga mesin gerinda =Rp 235000 (Lampiran 4)5.Upah Minimum Regional (UMR)Sulut = Rp 1550000 (Lampiran 5)6.Harga center drill = Rp 50000(Lampiran 6)7.Tarif listrik 2200 VA (31Desember 2013) = Rp 1076 /kWh(Lampiran 7)(Berdasarkan mesin bubut Willer diLaboratorium Manufaktur 3.9A, 5V)IV. HASIL DAN PEMBAHASAN4.1Hasil PengamatanHasilpengamatanyangdidapatkan dari penelitian perhitunganwaktu dan biaya pada proses pemesinanuji tarik, adalah sebagai berikut:1.Benda uji tarik yang dijadikan obyekdalam penelitian ini yaitu berbentukpenampang lingkaran dengan standarASTM(American Society for Testingand Material).2.Proses pemesinan pada benda uji tarik,dilakukan dengan proses bubut, dengankondisi pemotongan berdasarkan mesinbubutyangadadiLaboratoriumManufaktur.3.Perhitungankondisipemesinandibutuhkan perencanaan langkah atauurutan pengerjaan yang logis.4.Perhitunganbiayaproses pemesinanpadabendaujitarik,sepertidiperlihatkan pada gambar 4.2.Biaya Cplan 8%Cu CM CMo CP Cmm mc.t eCce c.tT Cu CfbJJdbC rgotbC +g g.c.tgr +1+ CdgJJfgC+ TtttcddcT. lnttttttsUWRTATLWa____dcTcamtttt__ __p tiobfbIyyyCC.211).(JdayaBi ayaoperatorBi ayaCdb_).(2/1JdayaBi ayaoperatorBi ayaCdg_ __p tiogfgIyyyCC.211()ctT!Gambar 4.2 Diagram Alir Biaya ProsesPemesinan pada Benda Uji Tarik BentukPenampang LingkaranA.Waktu Variabel ProsesJumlahhasilperhitunganwaktupemotongansetiaplangkahprosespemseinan pada benda uji tarik penampanglingkaran tersebut, seperti pada tabel 4.1Jurnal Online Poros Teknik Mesin Volume 4 Nomor 19 NoLangkah ProsesWaktuPemotongan,ct(menit/langkah) 1Meratatakan permukaanbenda kerja0,00145 2Bor permukaan benda kerja0,00145 3Pengupasan alur batas bendauji tarik0,00076 4Pengupasan kasar diameter16mm14,545 5Pengupasan halus diameter16mm3,556 6Pengupasan kasar diameter10mm20 7Pengupasan halus diameter10mm2,444 8Pengupasan champer0.00072 9Pengupasan radius0,00217 10Penguliran32 Jumlah (menit/benda uji)72,552 xWaktu penggantian pahatBerdasarkan persamaan (2.6): TtttcddcT.dimanawaktupenggatianataupemasangan pahat, diambil td30menit dan umur pahat diambil lebihbesar dari jumlah waktu pemotongan,diambilT75menit.Dengandemikian: 75552,72.30dcTt29,021 menit/bendauji.Waktu BebasBerdasarkan persamaan (2.7): lnttttttsUWRTATLWa____maka:() () () () ____16001,005,008,002,0at60,160 menit/benda uji.C.Waktu Pemesinan Rata-rataBerdasarkan persamaan(2.8)dapatdiketahui perhitungan waktuprosespemesinan benda uji tarik penampanglingkaran yang dilakukan proses bubut,adalah:dcTcamtttt__() () ()29,02172,552160,60__161,733 menit/benda ujiPerhitungan BiayaA.Biaya PersiapanUntuk biaya persiapan 8 % dari biayaproduksi benda uji tarik.uplanCC).08,0(B.Biaya MaterialMaterial yang digunakan pada prosespemesinan benda uji tarik, besi beton S45 C berukuran diameter 19,050 mmyangadadipasaran.Kebutuhanmaterial dan biaya tersebut yaitu:xDiketahui dari lampiran 1hargabesi beton S 45 C diameter 19,050mm panjang 12 meter Rp 252.000.-xSetiapmeterharganya= 12000.252Rp 21.000.-Jurnal Online Poros Teknik Mesin Volume 4 Nomor 110 xSedangkankebutuhanprosespemesinan benda uji tarik denganukuran panjang 225 mm (0,255meter). Jadi setiap benda uji tarikmemerlukan biaya material sebesar)225,0).(000.21(MOCRp.4.725 per produk.xBerdasarkanpersamaan(2.11),maka biaya material untuk prosespemesinan produk benda uji tarikpenampang lingkaran, adalah:MoMCC=Rp 4.725/ benda uji.C.Biaya SatuProses dalamsuatuUrutan Produksi1.Biaya PemesinanxBiaya Tetap per TahunPerkakas yang digunakan dalamproses pemesinan benda uji tarik,sebagai biaya tetap yaitu mesinbubut dan center drill. Harganyaseperti pada tabel 4.2.Tabel 4.2 Jumlah Harga PembelianMesin/PeralatanNOMesin/peralatanJumlahHarga 1Mesin Bubut(Lampiran 2)180.000.000 2Center drill(Lampiran 6)150.000 JumlahHarga PembelianMesin/Peralatan,obC(Rp)80.050.000 __ptiobfbIyyyCC.211 __075,0)10.(2110101000.050.80Rp 11.307.063 per tahun.2.Biaya PahatxBiaya Tetap per TahunBilamesingerindaperkakasberhargaogCRp2.350.000.-(Lampiran 4) dengan penyusutany10 tahun, bunga-pajak-asuransiptiI7,5%makadenganmenggunakanpersamaan(2.24)biaya tetap perkakas ini adalah: __ptiogfgIyyyCC.211 __075,0)10.(2110101000.350.2= Rp 331.938 per tahunD.Biaya Suatu Produk Benda UjiBerdasarkan persamaan(2.9)dapatdiketahuiperhitunganbiayaprosespemesinan bendaujitarik penampanglingkaran yang dilakukan proses bubut,adalah:pplanMuCCCC__Dengan mensubstitusikan persamaanbiaya persediaan, yaituuplanCC).08,0(,maka persamaan suatu produk menjadi: )08,01()08,01().08,0(______pMupMupuMuCCCCCCCCCC__)08,01((53.680)(4.725)Rp 63.483 per benda uji.Jurnal Online Poros Teknik Mesin Volume 4 Nomor 111 4.2PembahasanDalam perhitungan waktu dan biayapada proses pemesinan benda uji tarik,pembahasannya sebagai berikut:1.Dari hasil perhitungan terhadap waktuyangdilakukan,diperolehwaktupemesinan rata-rata yang dipengaruhioleh komponen waktu variabel proses(waktu pemotongan dan waktu bebas)dan waktubebas.Hasil komponenwaktu tersebut adalah sebagai berikut:xWaktu variabel prosesWaktu varibel proses dipengaruhioleh waktu pemotongan dan waktupenggantianpahat.Hasilnyadidapatkan:(t )c=72,552menit/benda uji. Sedangkan waktupenggantian pahat didapatkan: (dcTt)= 29,021 menit/benda ujixWaktu bebas didapatkan:(t ) =a60,160 menit/benda uji.xWaktupemesinanrata-ratadidapatkan:(t )m=161,733menit/benda uji2.Dari hasilperhitunganterhadapbiaya yang dilakukan,diperolehbiayasuatu produk benda uji yang dipengaruhioleh komponen biaya persediaan, biayamaterial dan biaya satu proses dalam suatuurutan produksi. Hasil komponenbiayatersebut adalah sebagai berikut:xBiaya persiapan didapatkan: (planC)=Rp 5.079 per benda uji.xBiaya material didapatkan: (CM)=Rp 4.725 per benda uji.xBiaya satu urutan proses produksididapatkan: (pC)= Rp 53.680 perbenda uji.xBiayasuatuprodukbendaujididapatkan: (C ) = Rp 63.483 perubenda uji.V. PENUTUP5.1KesimpulanDari hasilperhitungan waktu danbiaya pada proses pemesinan benda ujitarik, dapat diambil beberapa kesimpulansebagai berikut:1.Perhitunganterhadapwaktuyangdilakukanpadaprosespemesinanbendaujitarikberpenampanglingkaran, dipengaruhi oleh komponenwaktuvariabelproses(waktupemotongan dan waktu bebas) danwaktu bebas untuk mendapatkan waktupemesinan rata-rata, yaitu 161,733menit/benda uji.2.Perhitunganterhadapbiayayangdilakukanpadaprosespemesinanbendaujitarikberpenampanglingkaran, dipengaruhi oleh komponenbiaya persiapan, biaya material danbiaya satu proses dalam suatu urutanJurnal Online Poros Teknik Mesin Volume 4 Nomor 112 produksi untuk mendapatkan biayasuatu produk benda uji, yaituRp63.483 per benda uji.5.2SaranPerhitunganwaktudanbiayapada proses pemesinan benda uji tarik.Saran yang diberikan adalah:1.Perlu dilakukan perhitungan waktu danbiaya pada proses pemesinan lainnyaagar diperoleh perbandingan simulasiperencanaan biaya produksi yang lebihbaik.2.Diharapkanadapengembanganpenggunaan software dari perhitunganwaktu dan biaya ini, agar mampuuntuk melakukan perencanaan biayaproduk kerja lainnya.DAFTAR PUSTAKALengkong, J. 2007. Optimasi ProsesPembuatanLenganBikeLiftdenganPenggerakDongkrakHidrolik, SkripsiTeknik MesinUniversitasSamRatulangi,Manado.Letelay, B,2011. Rekalkulasi OngkosProduksi Mesin Pencacah RumputPakan Ternak Sapi, Skripsi TeknikMesin Universitas Sam Ratulangi,Manado.Mirino, Y.2012.AnalisisPengaruhDimensi Komponen Alat AngkatKendaraan Niaga Terhadap BiayaProduksi, SkripsiTeknik MesinUniversitasSamRatulangi,Manado.Rochim, T. 2002. Optimisasi ProsesPemesinan, Laboratorium TeknikProduksi Mesin Institut TeknologiBandung.Walewangko, R. 2013. Reanalysis SifatMekanis Material Komponen Alatangkat Kendaraan Niaga Kapasitas2 Ton, SkripsiTeknik MesinUniversitasSamRatulangi,Manado.OptimasiProsesPemesinan,BinusUniversity. 2007