Pentingnya Simulasi Dalam Desain Produk dan Manufaktur

1) Pengantar Desain

Apa itu desain?
Istilah desain banyak digunakan di berbagai bidang dan domain, dan mengacu pada proses pengembangan solusi untuk permintaan atau tuntutan kebutuhan tertentu. Namun, penting untuk diingat persyaratan estetika dan lainnya dari klien atau pengguna. Orang yang mendesain atau melakukan tindakan mendesain disebut desainer. Seorang perancang harus mempertimbangkan masalah-masalah seperti tuntutan klien, faktor lingkungan, hukum kekayaan intelektual  seperti paten atau hak cipta, dan keterampilan serta keterbatasannya sendiri. Gambar berikut menunjukkan apa yang harus dilakukan perancang.

Langkah utama membuat desain

Proses utama pembuatan desain adalah:

1. Mendefinisikan masalah: langkah pertama untuk setiap desainer adalah mengidentifikasi dan mendefinisikan masalah secara objektif.
2. Pengumpulan informasi: langkah kedua tepat setelah mengetahui apa yang tampaknya menjadi masalah adalah mengumpulkan data yang cukup, apakah dengan bertanya kepada klien tentang tuntutan dan persyaratan mereka, atau hanya melakukan penelitian latar belakang.
3. Tentukan persyaratan: proses ini terdiri dari mengeliminasi sumber daya berlebih dan hanya berfokus pada apa yang benar-benar dibutuhkan perancang agar dapat melakukan proses “perancangan”.
4. Solusi Brainstorm: brainstorming adalah menempatkan semua solusi yang mungkin ada di atas meja.
5. Memilih solusi yang tepat: adalah jelas bahwa setelah menyodorkan semua solusi yang mungkin, selanjutnya solusi terbaik dan ideal harus dipilih.
6. Pengembangan: langkah ini terdiri dari penggunaan perangkat lunak CAD untuk membuat desain.
7. Membangun prototipe: setelah menggunakan CAD, sekarang saatnya melanjutkan untuk membangun prototipe nyata dan mengujinya.
8. Mendesain ulang: langkah terakhir adalah mengumpulkan informasi yang diberikan oleh tim penguji dan mendesain ulang jika diperlukan.

   Apa itu CAD?

   

Seperti yang dinyatakan sebelumnya bahwa pentingkah menggunakan perangkat lunak CAD? jadi apa itu CAD? Istilah CAD adalah singkatan dari computer-aided design yang merupakan penggunaan sistem komputer atau workstation agar dapat melakukan tugas-tugas tertentu seperti membuat model 3D, analisis, dan simulasi yang merupakan salah satu tugas paling penting yang harus dilakukan sebelum membuat prototipe nyata atau membuat perubahan signifikan seperti mengubah material atau mengubah dimensi keseluruhan. Ada banyak perangkat lunak CAD yang dapat dipilih seorang desainer seperti Solidworks, Catia, PTC Creo…

2) Pengantar Manufaktur

Langkah utama pembuatan suatu produk

Untuk menghasilkan suatu produk, 4 langkah ini sangat diperlukan:

1. Merancang: sebelum membuat apa pun, penting untuk terlebih dahulu membuat desain.
2. Memproduksi/memanufaktur: setelah menguji prototipe dan menggambar kesimpulan, sekarang saatnya untuk memproduksi produk akhir menggunakan berbagai metode yang diperlukan seperti pengecoran, permesinan, pencetakan 3D, dlsb.
3. Merakit/mengasembling: setelah membuat bagian-bagian secara individual, langkah ketiga terdiri dari penciptaan sub-rakitan dan perakitan akhir.
4. Umpan balik dan tampilan: penting untuk tidak 100 persen puas dengan produk dan penting untuk mendengarkan umpan balik klien dan pengguna dan mungkin membuat beberapa perubahan pada produk.
    

Apa hubungan antara mendesain dan manufaktur?

Ada hubungan yang jelas antara perancangan dan pembuatan. Dengan membuat desain, sesuatu yang tampaknya sulit untuk dibuat (baca: diproduksi) jika tidak mau dikatakan tidak mungkin, maka untuk membuat produk yang hebat, pertama-tama kita harus membuat desain yang hebat.

3) Pengantar Simulasi

Apa simulasi itu?

Simulasi dapat didefinisikan sebagai emulasi dan tiruan dari operasi proses atau sistem dunia nyata. Untuk melakukan simulasi, model harus dibuat terlebih dahulu. Oleh karena itu, perangkat lunak CAD sangat-sangat penting. Tetapi bagaimana cara kerjanya? Untuk melakukan simulasi, perangkat lunak CAD menggunakan sesuatu yang disebut FEA atau Finite Elements Analysis yang dapat disederhanakan sebagai alat yang akan membantu desainer membuat desain yang tepat, memeriksa desain, dan memahami mengapa desain tersebut gagal ketika disimulasi.

Pentingnya simulasi dalam pembuatan dan perancangan

Seperti yang dinyatakan sebelumnya, untuk membuat produk yang sempurna, seseorang harus terlebih dahulu membuat desain yang sempurna. Tapi bagaimana membuat desain yang sempurna? Jawabannya adalah cukup menggunakan simulasi.

Berikut ini beberapa keuntungan utama menggunakan simulasi:

• Produk biasanya rumit dan ketika mendesain sesuatu dari awal, ada kemungkinan bahwa perancang dapat tersesat di dimensi mana yang digunakan, atau dihadapkan pertanyaan, apa bedanya membuat batang berdiameter 25 mm dengan berdiameter 10 mm. Dengan menggunakan simulasi, perancang akan dapat melihat dampak dari perbedaan tersebut dan memilih diameter yang tepat. 
• Simulasi memberi kepada para desainer umpan balik yang praktis dan bermanfaat. Alat ini memungkinkan para desainer untuk membuat perubahan yang diperlukan dan memiliki pandangan objektif pada produk mereka. 
• Menggunakan simulasi tidak hanya membantu para desainer dan insinyur untuk menentukan kelemahan dan batasan tertentu untuk produk dan model mereka tetapi juga membantu mereka membangun prototipe yang lebih sedikit (baca: mengefektifkan prototipe yang dibuat) sehingga membuat proses desain keseluruhan jauh lebih murah.
• Beberapa produk dan model sangat kompleks, dan melakukan simulasi pada level dan part tertentu akan membantu perancang dan insinyur untuk lebih memahami mekanisme kerja mereka, dan mengidentifikasi masalah kecil yang dapat menyebabkan kegagalan fungsi.
• Simulasi juga dapat digunakan sebagai alat demonstrasi untuk mengedukasi siswa/mahasiswa atau hanya mewakili model produk ke tim manufaktur.
• Saat merancang suatu produk, pertanyaan “bagaimana jika?” Akan sering muncul di benak para desainer. Simulasi akan membantu menjawab banyak pertanyaan dan memberikan jawaban praktis untuk banyak skenario “bagaimana jika”.
• Setelah membuat suatu produk, para insinyur mungkin ingin mencoba dan menambahkan beberapa hal pada produk mereka. Simulasi CAD membuatnya lebih mudah dan sangat mungkin untuk menguji fitur tambahan produk tanpa benar-benar membuat prototipenya , dan dengan demikian menghemat banyak waktu dan uang.

4). Kesimpulan

Simulasi adalah alat perancangan hebat yang akan membantu perancang dan insinyur merancang model dan membuat produk yang baik tanpa menghabiskan banyak uang dan banyak waktu.

Namun, sebagaimana tools yang lain, simulasi tidak sempurna dan memiliki keterbatasan sendiri. Sebagai contoh, karena perhitungan matematisnya yang rumit yang membutuhkan kecepatan pemrosesan tinggi, ia membutuhkan workstation yang kuat; jika tidak, akan membutuhkan banyak waktu, dan hasil simulasi mungkin tidak seakurat pengujian prototipenya. Namun, terlepas dari keterbatasannya, simulasi masih merupakan salah satu alat dan fitur perancangan paling penting yang ditawarkan oleh perangkat lunak CAD.

Sumber: https://www.meee-services.com/importance-of-simulation-in-product-design-and-manufacturing/