OPTIMASI DESAIN M AGUS SAHBANA ST MT MAKNA

OPTIMASI DESAIN M. AGUS SAHBANA, ST. , MT.

MAKNA OPTIMASI � Optimasi adalah suatu proses untuk mencapai hasil yang ideal atau optimasi (nilai efektif yang dapat dicapai). Optimasi dapat diartikan sebagai suatu bentuk mengoptimalkan sesuatu hal yang sudah ada, ataupun merancang dan membuat sesuatu secara optimal.

• Mengapa engineer tertarik pada optimasi? • Apa manfaat menggunakan metode optimasi dibandingkan membuat keputusan secara intuitif? • Engineer → meningkatkan desain awal peralatan dan berusaha meningkatkan operasional peralatan yang telah diinstal sehingga dapat mewujudkan : ❶ produktivitas yang terbesar, ❷ keuntungan terbesar, ❸ biaya yang minimal, ❹ penggunaan energi yang paling sedikit, ❺ kondisi operasi paling aman, ❻ dan seterusnya. • Pada operasional pabrik, manfaat yang muncul dari optimasi adalah kinerja pabrik yang meningkat: meningkatkan hasil dari produk yang berharga (atau mengurangi kontaminan produk), pemakaian energi yang menurun, laju produksi yang lebih tinggi, dan waktu yang lebih lama di antara shutdowns

• Optimasi juga dapat mengarah kepada: ❶ biaya pemeliharaan yang dapat berkurang, ❷ pemakaian alat yang berkurang, ❸ pemanfaatan/pemberdayaan staf yang lebih baik. ❹ interaksi antar operator pabrik, insinyur, dan manajemen yang lebih baik • Hal ini sangat membantu untuk secara sistematis mengidentifikasi tujuan, kendala, dan derajat kebebasan dalam proses atau pabrik, yang mengarah pada manfaat seperti peningkatan kualitas desain, dan pemecahan masalah yang lebih tepat dan dapat lebih diandalkan, dan pengambilan keputusan yang lebih cepat.

Ruang Lingkup dan Hirarki Optimisasi ⍟ Ruang lingkup masalah optimasi : ❶ seluruh perusahaan, ❷ area pabrik, ❸ area proses, ❹ sebuah unit operasi, ❺ peralatan tunggal dalam operasi, atau ❻ sistem intermediate diantaranya. ⍟ Kompleksitas analisis : ❶ mungkin hanya melibatkan fitur sementara atau mungkin memeriksa secara detail, ❷ tergantung pada penggunaan yang hasilnya akan dimasukkan, ❸ ketersediaan data yang akurat, ❹ dan waktu yang tersedia untuk melaksanakan optimasi.

• Dalam perusahaan/industri, optimasi dapat digunakan di tiga wilayah: ❶ manajemen, ❷ desain proses dan spesifikasi peralatan, dan ❸ operasi pabrik. Management Allocation and scheduling Operations Design Individual equipment

⍟ Berikut ini adalah atribut proses yang mempengaruhi biaya atau keuntungan yang menjadikannya menarik pada palikasi optimasi : 1) 2) 3) 4) 5) 6) 7) Sales limited by production Sales limited by market Large unit throughputs High raw material or energy consumption: Significant savings can be made by reducing consumption of those items with high unit costs. Product quality exceeds product specifications Losses of valuable components through waste streams High labor costs

Tipikal proyek yang melibatkan Optimasi : 1) 2) 3) 4) 5) 6) Determining the best sites for plant location. Routing tankers for the distribution of crude and refined products. Sizing and layout of a pipeline. Designing equipment and an entire plant. Scheduling maintenance and equipment replacement. Operating equipment, such as tubular reactors, columns, and absorbers. 7) Evaluating plant data to construct a model of a process. 8) Minimizing inventory charges. 9) Allocating resources or services among several processes. 10) Planning and scheduling construction

Komponen dalam Problem Optimasi ⍟ Setiap problem optimasi mengandung tiga kategori penting: ❶ Minimal ada satu funsi objektif (objetive function) yang akan dioptimasi (profit function, cost function, etc. ). ❷ Equality constraints (equations) ❸ Inequality constraints (inequalities) ⍟ Kategori ❷ dan ❸ berkitan dengan model proses atau peralatan, kategori ❶ disebut dengan economic model. ⍟ Solusi yang layak (feasible solution) problem optimasi diartikan sebagai seperngkat variabel yang memenuhi kategori ❷ dan ❸. ⍟ Daerah yang layak (feasible region) disefinisikan sebagai wilayah yang memenuhi kategori ❷ dan ❸ yang terdiri suatu garis yang dibatasi oleh dua inequality constraints. ⍟ Optimal solution adalah seperangkat nalai variabel yang memenuhi komponen kategori ❷ dan ❸ juga merupakan nilai optimal untuk kategori ❶.

Nonlinear. . , . . inequality constraints • Feasible region untuk problem optimasi yang melibatkan dua variabel bebas. • Garis tipis menunjukkan sisi inequality constraints dalam bidang yang membentuk bagian infeasible region. tebal menunjukkan • Garis feasible region. Axis is linear inequality constraint Linear equality constraint --- Feasible region is along the heavy line

Notasi berikut ini digunakan untuk setiap kategori problem optimasi: Minimmize : f(x) Subject to : h(x) = 0 g(x) ≥ 0 objective function equality constraints inequality constraints dengan : • x adalah vektor n variabel (x 1, x 2, . . . , xn), • h(x) adalah vektor persamaan dimensi m 1 • g(x) adalah vektor inequalities dimensi m 2. • Jumlah total konstrain adalah m = (m 1 + m 2).

The six steps used to solve optimization problems (Edgar, 2001) 1. Analyze the process itself so that the process variables and specific characteris-. tics of interest are defined; that is, make a list of all· of the variables. 2. Determine the criterion for optimization, and specify the objective function in terms of the variables defined in step 1 together with coefficients. This step pro • vides the performance model (sometimes called the economic model when appropriate). 3. Using mathematical expressions, develop a valid process or equipment model that relates the input-output variables of the process and associated coefficients. Include both equality and inequality constraints. Use well-known physical prin • ciples (mass balances, energy balances), empirical relations, implicit concepts, and external restrictions. Identify the independent and dependent variables to get the number of degrees of freedom. 4. If the problem formulation is too large in scope: (a) break it up into manageable parts or (b) simplify the objective function and model 5. Apply a suitable optimization technique to the mathematical statement of the problem. 6. Check the answers, and examine the sensitivity of the result to changes in the coefficients in the problem and the assumptions.

MAKNA DESAIN � Desain biasa diterjemahkan sebagai seni terapan, arsitektur, dan berbagai pencapaian kreatif lainnya. Dalam sebuah kalimat, kata "desain" bisa digunakan, baik sebagai kata benda maupun kata kerja. Sebagai kata kerja, "desain" memiliki arti "proses untuk membuat dan menciptakan obyek baru". Sebagai kata benda, "desain" digunakan untuk menyebut hasil akhir dari sebuah proses kreatif, baik itu berwujud sebuah rencana, proposal, atau berbentuk benda nyata.

Pengertian Awal � Penggunaan istilah design atau desain bermula dari gambar teknik arsitektur (gambar potong untuk bangunan) serta di awal perkembangan, istilah desain awalnya masih berbaur dengan seni dan kriya. Di mana, pada dasarnya seni adalah suatu pola pikir untuk membentuk ekpresi murni yang cenderung fokus pada nilai estetis dan pemaknaan secara privasi. Sedangkan desain memiliki pengertian sebagai suatu pemikiran baru atas fundamental seni dengan tidak hanya menitik-beratkan pada nilai estetik, namun juga aspek fungsi dan latar industri secara massa, yang memang pada realitanya pengertian desain tidak hanya digunakan dalam dunia seni rupa saja, namun juga dalam bidang teknologi, rekayasa, dll.

Prinsip-prinsip Desain Secara garis besar, ada tujuh prinsip di dalam dunia desain yaitu: � Keseimbangan � Kesatuan � Perbandingan � Urutan � Irama � Skala � Fokus

Metode Desain Metode desain adalah suatu cara yang dilakukan oleh desainer untuk menghasilkan suatu karya desain. Beberapa metode yang umum digunakan, antara lain: � Explosing yaitu mencari inspirasi dengan berpikir secara kritis untuk menghasilkan suatu desain yang belum pernah diciptakan. � Redefining yaitu mengolah kembali suatu desain agar menjadi bentuk yang berbeda dan lebih baik. � Managing yaitu menciptakan desain secara berkelanjutan dan terus-menerus. � Phototyping yaitu memperbaiki dan atau memodifikasi desain warisan nenek moyang. � Trendspotting yaitu membuat suatu desain berdasarkan tren yang sedang berkembang. �

Desain Proses � Desain proses, berbeda dengan proses desain, adalah perencanaan yang digunakan untuk membuat langkah-langkah dalam menciptakan suatu desain. Secara lebih mudah berarti perancangan. Proses desain ini termasuk ke dalam ilmu desain, bukan metode desain, dan banyak dibutuhkan oleh perusahaan, salah satunya adalah industri manufaktur.