Pengembangan Graphical User Interface (GUI) sebagai akses perubahan

pemodelan parametrik 3 Dimensi dengan basis Visual

Basic Aplication (VBA), studi kasus pada

desain botol minuman 600 ml.

Stefanus Ongkodjojo1), Willyanto Anggono2), Rony Oematan3)

1),2)Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknologi Industri, Universitas Kristen Petra3)Mahasiswa Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknologi Industri, Universitas Kristen Petra

Email: stefong@petra.ac.id

ABSTRAK

Pengembangan produk tidak terlepas dari proses desain dimana banyak kali melibatkan bantuan penggunaan perangkat lunak dalam pelaksanaannya. Kemampuan pemodelan parametrik software CAD telah terbukti mampu mengembangkan ragam model dari satu bentuk model dasar dengan cara merubah nilai maupun status dari parameter desain yang melekat pada sebuah model CAD 3 dimensi. Salah satu prosedur dalam pemodelan parametrik yaitu dengan pemanfaatan fasilitas design table yang pada dasarnya adalah tabel dengan format Microsoft Excel yang dapat mengendalikan dimensi, geometri, maupun status fitur yang dimiliki model melalui alamat cell pada tabel dengan format baris adalah ragam model sedangkan kolom memuat parameter yang divariasikan.

Permasalahan yang sering dihadapi yaitu proses perubahan desain tidak dapat dilaksanakan dengan cepat disebabkan karena yang memiliki akses kepada model CAD hanyalah desainer. Solusi yang ditawarkan pada makalah ini adalah pembuatan Graphical User Interface (GUI) sebagai jembatan perubahan pada model yang dikembangkan dengan basis Visual Basic Aplication (VBA) yang telah terintegrasi langsung dengan Microsoft Excel. Dengan mengambil studi kasus pada model botol minuman 600 ml yang dikembangkan dengan software CAD, penelitian ini telah berhasil membuat tampilan muka yang dapat langsung mengontrol perubahan 12 parameter dimensi, 8 status fitur, serta beberapa opsi perubahan lainnya secara interaktif pada model CAD.

Kata kunci: Parametric Modeling, CAD, User Interface, VBA

1. Pendahuluan

Proses desain diperlukan pada setiap proses manufaktur dengan tujuan untuk manghasilkan produk akhir dengan biaya produksi yang optimal karena sebagian besar biaya produksi ditentukan pada tahap proses desain [1]. Dengan adanya tuntutan permintaan akan produk dalam waktu yang relatif singkat dan kapasitas yang besar dengan ragam model, industri perlu menerapkan proses proses desain yang efisien juga efektif. Penggunaan teknologi Computer Aided Design (CAD) telah terbukti dan teruji mampu mereduksi secara signifikan waktu yang dibutuhkan seorang desainer dalam merancang maupun mengembangkan sebuah produk apabila dibandingkan dengan proses desain konvensional. Namun seringkali yang terjadi adalah tingkat penguasaan terhadap perangkat lunak yang digunakan serta pemaksimalan fitur yang ada pada perangkat lunak oleh desainer menjadi faktor penentu kecepatan dan ketepatan proses desain yang dilakukan dan berujung pada penentu kesuksesan sebuah produk.

Contoh kasus yang diangkat dalam penelitian ini adalah model botol minuman 600 ml. Bentuk geometri dari Air Minum Dalam Kemasan (AMDK) ini sangat bervariasi apabila diamati dari produk yang telah beredar, khususnya untuk kemasan yang berkapasitas 500 – 600 ml. Proses yang selama ini terjadi dalam perancangan botol minum tersebut yaitu setiap bentuk akan dirancang dari awal atau dengan melakukan modifikasi minor pada desain sebelumnya, dimana hal inilah yang menyebabkan proses desain tersebut lama serta sangat subjektif pada desainer. Metode yang ditawarkan pada makalah ini yaitu pemaksimalan fasilitas parametric modeling yang terdapat pada software Autodesk Mechanical Desktop 2006 (MDt) dengan bantuan Visual Basic Apllication (VBA), dimana parametric modeling berfungsi untuk membangun sebuah model yang dimensi, geometri, maupun status fiturnya dapat dikendalikan oleh parameter-parameter yang telah diberikan pada model tersebut sehingga dimungkinkan untuk membangun model dengan jumlah yang tidak terbatas dengan merubah nilai parameternya. Pemanfaatan VBA yaitu untuk mengendalikan perubahan nilai parameter dengan mudah melalui pembuatan user input interface sehingga perubahan model botol minum AMDK tidak lagi terbatas pada desainer.

2. Tinjauan Pustaka2.1 Air Minum Dalam Kemasan (AMDK)

Kemasan botol bukan saja berfungsi sebagai tempat menampung air produk atau pada umumnya disebut juga Air Minum Dalam Kemasan (AMDK), tetapi dapat digunakan sebagai media komunikasi atau promosi dengan melihat desain yang dibuat memiliki nilai tambah dan estetika untuk menarik konsumen air minum. Untuk itulah, kemasan botol memegang peranan penting dalam pemilihan produk oleh konsumen. Kemasan botol yang beredar di masyarakat terdiri atas berbagai varian yang membedakan antar satu kemasan dengan kemasan lainnya, begitu pula akan merek air minum yang ditawarkan kepada konsumen. Gambar di bawah ini merupakan sample botol yang dipilih dari berbagai kemasan botol yang ada di masyarakat.

Gambar 2.1 Sample kemasan botol (AMDK)

Namun apabila diamati dengan lebih teliti, kemasan-kemasan tersebut mempunyai bentuk geometri hampir mirip satu dengan lainnya serta dapat disederhanakan menjadi 1 bentuk dasar saja. Proses yang dibutuhkan untuk membuat botol minum yaitu proses blow moulding material plastik PET pada cetakan yang telah memiliki cavity yang sesuai dengan desain yang telah dibuat.

2.2 Parametric ModelingParametric modeling memiliki arti dasar yaitu proses pemodelan dengan

menggunakan parameter dan constraint untuk menciptakan hubungan antara geometri dan topologi pada sebuah model[2] atau dalam artian lain adalah kemampuan geometri sebuah model untuk dikendalikan oleh serangkaian parameter[3]. Dalam sebuah pemodelan parametrik, geometri dan dimensi memiliki hubungan dua arah dimana perubahan bila ada perubahan dimensi maka geometrinya juga akan berubah [4]. Autodesk Mechanical Dekstop (MDt) adalah suatu program yang dapat membuat part modeling 3D Solid Parametric yang berbentuk tunggal/ individual, maupun Assembly Modeling yaitu

berbentuk gabungan beberapa part sebagai satu kesatuan dan dapat juga membuat surface modeling yaitu berbentuk bidang-bidang datar dan lengkung [5].

Dalam MDt pengaplikasian parameter pada model dapat dilakukan pada beberapa tahapan modeling maupun prosedur, yang antara lain berupa:

1. Constraint. Constrains adalah korelasi antara satu objek dalam profile dengan objek lainnya yang akan tetap dipertahankan meskipun ukuran objek tersebut diubah. Pemberian constrain ini dapat diberikan secara otomatis saat sebuah sketch diubah menjadi profile oleh MDt maupun diberikan secara manual yang meliputi: Horizontal, Vertical, Perpendicular, Parallel, Colinier, Concentric, dan lain-lain.

2. Equation. Equation adalah pemberian suatu persamaan matematis yang menjelaskan hubungan dimensi sebuah parameter dengan parameter yang lain, misal: d0=d1/2 Pemberian equation ini dilakukan melalui Equation Assistant yang terdapat pada MDt.

3. Design Variable.Terdapat dua macam design variable yang dapat diterapkan yaitu Active Part Design Variable ,yaitu untuk untuk mengontrol parameter pada satu part yang sedang aktif saja serta Global Desain Variable untuk mengontrol parameter yang tidak terbatas pada satu part atau feature saja tapi pada beberapa parts yang mempunyai persamaan bentuk tetapi berbeda dimensinya di beberapa bagian dari part tersebut[5].

4. Design table. Design table yang pada dasarnya adalah tabel dengan format Microsoft Excel yang dapat mengendalikan dimensi, geometri, maupun status fitur yang dimiliki model melalui alamat cell pada tabel dengan format baris adalah ragam model sedangkan kolom memuat parameter yang divariasikan

2.3 Visual Basic Application (VBA)Terbagi atas 3 kata yaitu visual, basic dan application, dimana artinya sebagai

berikut[6]: Visual menunjukkan cara yang digunakan untuk membuat graphical user

interface (GUI). Basic merupakan bagian bahasa BASIC (Beginners All-Purpose Symbolic

Instruction Code), yaitu sebuah bahasa pemrograman yang dalam sejarahnya sudah banyak digunakan oleh para programmer untuk menyusun aplikasi.Visual Basic dikembangkan dari bahasa pemrograman BASIC dan sekarang berisi statement, fungsi, dan keyword, yang beberapa di antaranya terhubung ke windows GUI.

Application merupakan aplikasi Visual Basic pada Microsoft, salah satunya pada Microsoft Excell.VBA dijalankan oleh sebuah prosedur yang telah diatur sendiri oleh aplikasi-

aplikasinya. Prosedur ini merupakan bagian kode yang akan dieksekusi. Pengeksekusi kode ini biasanya dimulai dari baris pertama kode. Jika ingin menjalankan prosedur yang dimaksud, maka dihubungkan aplikasi dengan prosedur yang dimaksud dengan menyebutkan nama prosedurnya [6].Urutan dalam event yang didefinisikan dalam sebuah urutan kodenya menunjukkan perbedaan waktu pengeksekusi saat program dijalankan. Berikut ini merupakan tahapan dalam penggunaan interface VBA hingga menjalankan program :

1. Form Designer2. Menset Properti3. Menulis kode program4. Menjalankan program

3. Metodologi Penelitian

Gambar 3.1 Tahapan metodologi penelitian4. Pembahasan4.1 Identifikasi Parameter

Pengidentifikasian parameter desain ini, diawali dengan pemilihan model template botol minum, dimana dari 12 jenis model yang berbeda yang terpilih sebagai sample yang memiliki model dasar yang sama dibangun menjadi 2 model utama yaitu seperti gambar berikut:

Gambar 4.1 Model botol dasar yang dibangun dari model dasarDari model tersebut ditentukan sejumlah parameter yang membentuk model yaitu sebagai berikut:

Jari-jari mulut tinggi mulut tinggi badan jari-jari dasar tinggi total jari-jari lengkung tinggi lengkung jumlah lengkung jari-jari cekungan dasar jarak atas cekungan jarak bawah cekungan jumlah cekungan jari-jari perut jarak atas perut jarak bawah perut jari-jari cutting dasar perut

jarak atas cutting perut jarak bawah cutting perut jari-jari cutting midplane perut jarak atas cutting midplane perut jarak bawah cutting midplane perut lebar midplane perut jumlah midplane perut tinggi cincin jari-jari luar cincin jarak atas cincin tebal kulit jari-jari ulir tinggi ulir jarak bawah ulir jumlah putaran ulir diameter putar ulir

4.2 Pengembangan model 3 Dimensi

Adapun tahapan urutan kerja proses pembentukan gambar 3D modeling solid parametric kemasan botol :

1. Gambar sketsa 2DPada gambar 4.2 memperlihatkan gambar sketsa geometri 2D yang sederhana dari

model botol hingga dibuat sebuah profile sampai bentuk luar yang diinginkan.

Gambar 4.2 Sketsa botol yang dikonversikan menjadi profile dan dilengkapi dimensi (kiri),

Sketsa botol dalam proses perubahan menjadi sketch profile (a) penampilan simbol-simbol dari constraint geometry (b) dan (c) constraint dimensi (kanan)

2. Sketch profileGambar sketsa yang telah dibuat dan dijadikan sebagai profile dan Mechanical

Desktop akan memberikan konstrain geometri. Kemudian diberikan konstrain dimensi secukupnya, dimana konstrain geometri dan konstrain dimensi mengontrol dan mengendalikan bentuk geometri dari part yang akan terbentuk kemudian sehingga terikat sesuai dengan yang dibutuhkan. Pada gambar 4.2 (kanan) menggambarkan perbedaan antara konstrain geometri dan konstrain dimensi.

3. FeaturesTahap berikutnya dari sketch profile dibentuk lagi menjadi 3D solid

parametrikmenggunakan firtur yang tersedia. Berikut ini akan dijelaskan setiap tahapan pembentukan feature pada model botol yang bermula dari model dasar.

a. Pembentukan feature lengkung dan perbanyak featureb. Pembentukan feature cekungan dasar dan perbanyak featurec. Pembentukan feature perutd. Pembentukan feature pinggul yang terdiri atas feature revolve cutting, extrude

midplane dan perbanyak feature.e. Pembentukan feature cincinf. Pembentukan ulir g. Pembentukan feature shell membentuk tebal kulit botol

Gambar 4.3 Tahapan pembentukan 3D Model

4. Tahap penyempurnaan gambar part atau 3D Solid ModelingModel 3D solid parametrik yang telah terbentuk yang terdiri atas sejumlah

feature masih terus dikembangkan dengan menambahkan feature lainnya dan atau mengedit dimensinya. Misalkan dengan menambahkan fillet pada beberapa feature yang

terlihat lancip atau tajam, yaitu pada feature mulut, ulir, lengkungan, cekungan, dasar botol dan leher botol.

4.3 Pengaplikasian parameterPengaplikasian parameter pada model dilakukan dengan menggunakan constraint,

equation, design variable, maupun design table secara bertahap. Khusus untuk constraint, diberikan saat model pada tahapan profile dan belum membentuk suatu solid body. Penamaan parameter dilakukan pada tahapan design variable dengan tujuan untuk mempermudah pengenalan nama serta maksud sebuah parameter yang diberikan pada model (gambar 4.4 a).

Tahapan selanjutnya yaitu mengaplikasikan design table yang berupa tabel dengan format Microsoft Excel (.xls) kepada parameter-parameter yang telah terlebih dahulu dibuat. Format yang dipakai di tabel Excel yaitu format baris berisi semua nama parameter yang ingin dikendalikan pada model, baik berupa dimensi numerik maupun status suppression dari sebuah fitur, sedangkan pada format kolom memuat variasi yang diinginkan. Pertemuan antara baris dan kolom memuat nilai dari parameter yang dikendalikan (gambar 4.4 b).

(a) (b)

Gambar 4.4 (a)Dimensi parametrik yang terbentuk(b)Design table untuk parameter pada model

4.4 Pengembangan User Input InterfaceDalam kaitannya dengan software MDt, Fungsi VBA yaitu untuk membuat sebuah

tampilan muka (user intput interface) sebagai akses perubahan pada parameter model melalui design table yang telah dibuat dengan format .xls [7]

Gambar 4.5 Tahapan penggunaan VBA interface hingga parametrik modelling[7]

Dengan urutan langkah seperti telah disebutkan pada point 2.3, maka tampilan muka dibuat sedimikian rupa sehingga dapat memfasilitasi segala perubahan yang diharapkan dan dimungkinkan pada model (gambar 4.6).

Pengguna

VBA interface

Design Table

Parametric Model

Input data

Datainputan

Parameter update

(a) (b)Gambar 4.6. (a)Tampilan keseluruhan VBA beserta komponen-komponen pendukung form

(b) Tampilan display All Option dan contoh pemilihan salah satu model standar

Agar tampilan yang telah dibuat dapat difungsikan untuk merubah nilai dari cell tabel Excel, maka perlu dibuatlah serangkaian kode program di VBA yang mengatur aturan main setiap isian yang terdapat pada tampilan. Jika Visual Basic menampilkan pesan error, berarti terdapat kesalahan dalam mengetik pernyataan program, dan Visual Basic akan menunjukkan pernyataan mana yang salah, dan apabila terdapat kekurangan dalam penulisan program, maka Visual Basic pun terkadang akan menunjukkan dan menampilkan yang sebenarnya dalam sebuah kotak pesan. Dalam penulisan kode program, terdapat beberapa bagian yaitu:

Opening CodeMerupakan suatu penyataan kode yang menandakan awal dimulainya atau ditampilkan form (gambar 4.7a).

Initial CodeMenunjukkan situasi mula-mula tanpa nilai dan juga menampilkan bentuk form yaitu dalam bentuk form display Basic maupun All Option. (gambar 4.8b)

Isi programMerupakan isi dari kode-kode penyataan program, yang melingkupi perintah semua command, baik dihubungkan ke form maupun dihubungkan ke tampilan Excel yang berupa nilai dan tanda. Dapat dilihat pada gambar 4.8c.

Gambar 4.7 (a) Kode opening, (b) Initial kode(c) Isi program dari salah satu jenis command

4.5 Menjalankan programUntuk menjalankan program, pada tampilan Excel diberi satu command “Open” yang berisi perintah opening program (gambar 4.8), yang akan menampilkan form yang telah

(a)

(b) (c)

dibuat sebelumnya. Apabila proses desain telah dilakukan secara interaktif pada Graphical User Interface yang telah dibuat dengan bantuan VBA, maka nilai dari dimensi numerik yang terdapat pada cell-cell tabel akan berubah ataupun terisikan dan apabila tabel .xls tersebut disimpan maka selanjutnya bila design table yang melekat pada model di-update, perubahan akan terjadi pada model sesuai dengan nilai parameter yang termuat di design table.

(a) (b)

Gambar 4.8 (a) Eksekusi Program. (b) Perubahan dimensi parametrik pada model

5. KesimpulanPengembangan produk botol minuman yang memiliki variasi bentuk desain dapat diaplikasikan menggunakan kemampuan permodelan parametrik software CAD yaitu Autodesk Mechanical Desktop 2006 serta bantuan Visual Basic Application melalui pengendalian perubahan nilai dimensi maupun status dari parameter desain model botol minum tersebut. Hal ini dapat dibuktikan dengan telah dapat dikendalikannya 34 parameter pada desain table yang mengontrol 12 parameter dimensi pada model dan 8 status fitur serta beberapa opsi perubahan lainnya secara interaktif pada model CAD.

6. Referensi[1] Wahyudi, D. “Penilaian Desain Produk dengan Assembly Analysis and Line Balancing

Spreadsheet dan Ullman 13 Guidelines untuk Meningkatkan Kinerja Perakita”. Jurnal Teknik Mesin Vol. 1, No. 2, Oktober 1999 : 143 – 150. 2 November 2006.

[2] Chua,C.K. and Lye,S.L. (1998)“Parametric Modelling of Drinking Bottles”. Integrated Manufacturing System, Vol 9/2 pp 99-108.

[3] Anderl,R. (1994) “Parametrics for Product Modelling”. Parametric and Variational Design. pp15-26. Ed by J. Hoschek and W. Dankwort. Germany: B.G Teubner Stuttgart

[4] Anderl,R. and Mendgen,R. (1995) “Modelling with Constraints: Theoretical Foundation and Application”. Computer Aided Design, Vol. 28. No.3 pp.155-168

[5] Kwari, H.W, dan Kwari, Andi. Mechanical Desktop 4.0. Jakarta: PT Elex Media Komputindo, 2004.

[6] Pemrograman Visual Basic 6.0. Wahana Komputer. Yogyakarta: Andi, 2003.[7] Ongkodjojo, Stefanus. Application of Parametric 3D Product Design for Multipurpose

Conveyor. Northumbria University, 2005.