Paskal Rachman

Biodata

Nama : Paskal Rachman

NPM : 1706104306

TTL : Tasikmalaya, 20 Oktober 1993

Email : paskal.rachman@ui.ac.id

Riwayat Pendidikan :

D3 - Teknik Perancangan Manufaktur, Politeknik Manufaktur Negeri Bandung 2012 - 2015

S1 - Teknik Mesin, Universitas Indonesia 2017 - 2020

S2 - Perancangan dan Manufaktur Produk, Teknik Mesin, Universitas Indonesia 2019 - sekarang

Pertemuan 1 - 3 Februari 2020

Komputasi Teknik

Komputasi teknik merupakan suatu penyelesaian permasalahan teknik dalam bentuk matematis (numerik). Komputasi teknik sendiri berhubungan erat dengan metode numerik. Pemodelan suatu masalah keteknikan diharapkan bisa diselesaikan dengan cepat dengan metode numerik, dimana pengoperasianya berdasarkan suatu pemodelan algoritma yang dalam pengoperasian memerlukan banyak operasi numerikal, sehingga komputasi teknik dapat memudahkan engineer dalam menyelesaikan suatu permasalahan. Metode numerik sendiri dapat berarti cara sistematis untuk menyelesaikan persoalan matematika dengan operasi angka.

Tujuan Mempelajari Komputasi Teknik

1. Mampu memahami konsep dan prinsip dalam pembelajaran komputasi teknik

2. Menerapkan pemahaman komputasi teknik dalam menyelesaikan permasalahan didalam masyarakat

3. Lebih mengenali diri (Muhasabah)

Muhasabah

Muhasabah bisa diartikan sebagai introspeksi diri atau lebih mengenali diri. Muhasabah sering kali berkaitan dengan kebaikan dan keburukan yang pernah dilakukan di masa lampau dan berniat untuk melakukan yang lebih baik lagi di masa mendatang. Hal ini erat kaitannya dengan akal.

Pada perkuliahan pertemuan pertama, Pak DAI selaku dosen komputasi teknik menyampaikan tentang akal, dimana hal ini yang membedakan bahwa kita itu adalah manusia bukan hewan. Akal sendiri berada di hati (jantung) bukan di kepala (otak). Dengan akal, manusia mampu membedakan hal yang baik atau salah. Dengan ketiadaannya akal, maka manusia tidak ada beda nya dengan hewan, dimana manusia akan berlaku sesuai kehendak nafsu dan emosi belaka.

Pertemuan 2 - 10 Februari 2020

Sinopsis Skripsi

Judul : Perancangan Lumbosacroiliac Prosthesis Untuk Pasien Pengidap Chordoma

Penelitian ini difokuskan untuk desain prosthesis khusus pada kasus pasien yang terkena chordoma bagian tulang belakang lumbar 4, lumbar 5 dan tulang ekor. Chordoma merupakan salah satu golongan jenis kanker ganas dan langka, yang biasa ditemukan pada tulang belakang atau tulang tengkorak. Sebagai metode pengobatannya jika kanker belum menyebar keluar tulang, prosedur pengangkatan tulang yang terinfeksi dilakukan dan digantikan dengan sebuah tulang buatan (prosthesis). Metode perancangan dilakukan dengan menggunakan CT Scan data pasien, yang diolah menjadi model 3D dengan software Materialise Mimics, rekayasa 3D model dilanjutkan dengan menggunakan software Solidworks dan simulasi dengan ANSYS. Proses perancangan dilakukan dengan beberapa macam variasi desain, diantaranya model implan tulang dengan solid dan shell model yang terbagi menjadi beberapa komponen, penggunaan iliac screw lateral connector, modifikasi iliac screw locking head dan modifikasi iliac screw locking head dengan cross connector. Dari hasil analisa perhitungan dan simulasi konsep terbaik yang terpilih yaitu dengan nilai Peak von Mises Stress dominan terendah pada bagian iliac screw diantara jenis desain yang lain adalah desain dengan menggunakan locking head iliac screw yang menggunakan implan shell model lattice structure.

Sinopsis Skripsi yang berkaitan dengan Komputasi Teknik

Kunci utama pada penyelesaian penelitian skripsi saya merupakan dengan komputasi dan perhitungan numerikal. Dikarenakan pada proses nya saya melakukan perencanaan desain dengan menggunakan pendekatan formula yang ada dan melakukan proses simulasi pembebanan dengan bantuan software diantaranya Solidworks dan ANsys.

Stokastik dan Deterministik

- Deterministik adalah kejadian yang pasti terjadi.

Salah satu contoh yang sederhana nya adalah jika suatu batang diberikan gaya tarik F1 maka akan menghasilkan gaya tahanan sebesar F2 yang berbeda arah. F2 merupakan suatu nilai deterministik yang besarannya bisa ditentukan.

- Stokastik adalah kebolehjadian atau sesuatu yag mempunyai unsur peluang.

Sebagai contoh sederhananya adalah forcecasting suatu data dengan analisa regresi.

Pertemuan 3 - 17 Februari 2020

Presentasi Sinopsis Project Komputasi Teknik

Resume Kuliah Pertemuan 3

Pada pertemuan ketika Pak Dai menyampaikan 3 komponen yang merupakan penghalang besar bagi manusia maupun suatu bangsa untuk berkembang.

Yaitu Ketidaktahuan, Malas dan Egois.

Perlu kita sebagai manusia untuk melawan 3 komponen tersebut yaitu sebagai contoh perlawanan tersebut dengan cara :

1. Ketidak tahuan, dengan belajar sungguh-sungguh

2. Egois, dengan selalu mendengarkan masukkan orang lain agar bisa menjadi prinadi yang lebih baik

3. Malas, dengan menetapkan tujuan dan target sehingga kita bisa termotivasi untuk bergerak maju menjadi lebih baik.

Dalam perkuliahan pertemuan ketiga juga Pa Dai menyampaikan bahwa salah satu sarana untuk melawan 3 komponen tersebut adalah dengan belajar Komputasi Teknik.

Pemodelan Matematis Tugas Besar Komputasi Teknik

Pada skiripsi saya yang berjudul perancangan lumbosacroiliac prosthesis untuk pasien pengidap chordoma, saya melakukan perancangan dengan analisa stress dan deformasi menggunakan bantuan FEM (finite element method).

Sebagai tugas besar dari matakuliah komputasi teknik ini. Saya akan berfokus pada analisa dan simulasi komponen kunci prosthesis, yaitu pada bagian Pedicle Screw. Dimana pada proses validasi nya akan dilakukan pemodelan matematis dengan teori yang ada. Model screw yang dianalisa diasumsikan sebagai batang kantilver. Formula yang digunakan pada pemodelan matematis ini yaitu :

q = O

Q = ∫q.dx

M = ∫Q.dx

EIθ = ∫M.dx

EIy = ∫EIθ.dx

Dimana,

q= Beban Terdistribusi

Q= Beban Terpusat

M= Momen

θ= Sudut Defleksi

y= Panjang Defleksi

E= Elastic Modulus

I= Moment Inertia

Momen inersia pada pemodelan ini berupa lingkaran, mengikuti bentuk screw.

Dimana, I=πd^4/64

Pertemuan 4 - 24 Februari 2020

Extended Abstract

Judul : Perancangan Lumbosacroiliac Prosthesis untuk Pasien Pengidap Chordoma

Penelitian ini difokuskan untuk desain prosthesis khusus pada kasus pasien yang terkena chordoma bagian tulang belakang lumbar 4, lumbar 5 dan tulang ekor. Chordoma merupakan salah satu golongan jenis kanker ganas dan langka, yang biasa ditemukan pada tulang belakang atau tulang tengkorak. Sebagai metode pengobatannya jika kanker belum menyebar keluar tulang, prosedur pengangkatan tulang yang terinfeksi dilakukan dan digantikan dengan sebuah tulang buatan (prosthesis). Metode perancangan dilakukan dengan menggunakan CT Scan data pasien, yang diolah menjadi model 3D dengan software Materialise Mimics, rekayasa 3D model dilanjutkan dengan menggunakan software Solidworks dan simulasi dengan ANSYS.

Proses perancangan terdiri dari beberapa komponen utama diantara nya prosthesis lumbar, prosthesis intervertebral disc, rod dan screw. Dari beberapa komponen diatas, terdapat komponen kunci yaitu screw. Sehingga fokus pada penelitian ini pada analisa dan simulasi komponen screw. Dimana screw yang digunakan berfungsi sebagai komponen anchor yang membantu memastikan prosthesis terkunci dengan tepat terhadap tulang terdekatnya. Komponen screw ini terdapat 2 macam diantaranya Pedicle Screw dan Iliac Screw. Secara konstruksi, screw menerima beban bengkok yang dihasilkan dari berat badan. Penyederhanaan dilakukan dengan melakukan pemodelan pembebanan screw sebagai model kantilever yang menerima beban bengkok, sehingga tegangan yang terjadi berupa tegangan bengkok dan sedikit tegangan geser. Proses analisa dilakukan dengan simulasi software finite element method dan sebagai metode verifikasi nya dilakukan analisa dengan pendekatan formula matematis batang kantilever dan formula tegangan bengkok, dimana formula matematis tersebut menghasilkan beberapa persamaan dengan banyak variabel. Penyelesaian persamaan dengan banyak variabel ini akan diselesaikan dengan metode eleminasi gauss.

Hasil dari penelitian ini diharapkan memberikan dimensi screw yang ideal terhadap beban yang diberikan, dimana dari proses verifikasi antara hasil simulasi dengan pemodelan matematis memberikan nilai stress dan defleksi dengan nilai error yang dapat diterima.

Resume Kuliah Pertemuan 4

Pada pertemuan keempat, perkuliahan komputasi teknik diawali dengan quiz. Quiz tersebut berkaitan materi Matematika Teknik yang telah didapat pada semester sebelumnya.

Berikut soal dan jawaban quiz pertama tersebut :

Soal Kuis 1

Jawaban Hal. 1

Jawaban Hal. 2

Pertemuan 5 - 2 Maret 2020

Optimasi Kebutuhan Energi Manusia

Pada kelas komputasi teknik pertemuan kelima, Pa Dai selaku dosen memberikan tugas untuk melakukan pengumpulan data tentang kebutuhan dan keinginan dari setiap individu, dalam hal ini mahasiswa. Pengumpulan data tersebut dimaksudkan untuk melakukan optimasi dari setiap poin kebutuhan dan keinginan sehingga didapatkan margin pengeluaran dan pendapatan yang optimal.

Pengumpulan data dilakukan dengan menganalisa dalam bentuk kegiatan individu berdasarkan energi yang digunakan sehari-hari. Baik itu dari energi dari dalam (internal individu) dan juga energi dari luar (eksternal). Pendekatan pengumpulan data energi dikonversikan dalam unit satuan energi yaitu kalori atau Joule atau Watt-hour. Satuan tersebut bisa juga dihitung dan dibentuk dalam bentuk satuan mata uang (rupiah) berdasarkan satuan biaya energi listrik yang berlaku di Indonesia

Sebagai salah satu contoh, seorang laki-laki dewasa rata-rata mengeluarkan energi dalam sehari kurang lebih sebesar 2000 kalori. Sedangkan wanita dewasa rata-rata sebesar 1500 kalori

Dari macam macam kegiatan sehari-hari tersebut dapat dikonversikan dengan persamaan-persamaan berikut:

1 joule (J) = 0,2389 kalori

1 joule (J) = 2,778 × 10-7 kWh

Biaya listrik tahun 2020 di Indonesia untuk golongan rumah tangga kecil:

1 kWh = Rp. 1467,28

Kemudian dari hasil data yang didapat dikumpulkan dan di plot dalam grafik hubungan energi/biaya Kebutuhan sehari hari (sumbu X) vs pengeluaran dan pendapatan (sumbu Y). Dari grafik tersebut dilakukan analisa agar bisa dilakukan optimasi sehingga pengeluaran yang didapat optimal terhadap pendapatan yang ada dalam rentang waktu satu bulan.

Pengolahan data dilakukan dengan cara pembentukan garis kurva dan persamaannya berdasarkan dengan regresi linear, regresi linear sendiri adalah sebuah pendekatan untuk memodelkan hubungan antara variable terikat Y (pengeluaran dan pendapatan) dan satu atau lebih variable bebas yang disebut X (energi/biaya kebutuhan).

Pertemuan 6 - 9 Maret 2020

Rule of Thumb Analisa Komputasi Teknik

Berikut ini merupakan tahapan-tahapan dalam menyelesaikan permasalahan teknik dengan menggunakan komputasi teknik:

1. Initial thinking about the problem,

Merupakan permikiran awal dari sebuah masalah dan membuat daftar daftar asumsi yang berkaitan. Engineer perlu menentukan batasan-batasan masalah yang berkaitan dengan kasus yang akan dianalisa. Tidak semua variable perlu diikutsertakan dalam pemecahan sebuah masalah. Diantaranya yang perlu diperhatikan adalah:

- Governing Equations

- Penyederhanaan solusi

- Beban

- Parameter yang mempengaruhi

- Diskritisasi seperti, FEM

2. Menentukan Model Komputasi.

Merupakan langkah yang dilakukan untuk membentuk suatu pemodelan yang dapat diselesaikan dengan komputasi

3. Simulasi

Merupakan langkah untuk mengeksekusi dari hasil pemodelan komputasi dengan bantuan software

4. Verifikasi

Merupakan langkah untuk memasktikan bahwa model komputasi dibuat mendekati dengan keadaan sebenarnya. Contohnya memastikan bentuk model sesuai, pembebanan sesuai, material sesuai, suhu yang terjadi sesuai dan input pada software sesuai.

5. Validasi

Merupakan langkah membandingkan hasil perhitungan numeris dari software dengan hasil dari referensi atau pengujian/eksperimen yang sudah dilakukan, hal ini dikarenakan bisa saja terjadi kesalahan pada konsep awal atau pada saat pemodelannya.

6. Rekomendasi

Merupakan saran yang sifatnya menganjurkan, membenarkan, atau menguatkan mengenai hasil baik itu dari penelitian yang telah dilakukan dan penelitian yang akan dilakukan selanjutnya

Pertemuan 7 - 16 Maret 2020

Perkuliahan Jarak Jauh

Proses pembelajaran tatap muka yang seperti biasa tidak dilakukan. Pada pertemuan ke 7 ini mahasiswa dituntut untuk melakukan pembelajaran mandiri dengan fokus menyelesaikan tugas besar dan tugas optimasi kebutuhan energi pada manusia.

UTS KOMPUTASI TEKNIK 2020

1. MEMBUAT VIDEO PRESENTASI HASIL BELAJAR (BAIK PENGETAHUAN (KONSEP/TEORI) DAN KETERAMPILAN (MENGGUNAKAN KOMPUTASI TEKNIK).

Berikut video tentang beberapa pembelajaran komputasi teknik

2. MEMBUAT LAPORAN HASIL TUGAS OPTIMASI KEBUTUHAN ENERGI MANUSIA.

Kebutuhan energi dari setiap orang mempunyai nilai yang berbeda-berbeda. Beberapa hal yang mempengaruhi kebutuhan energi ini diantaranya jenis kelamin, usia, berat badan, tinggi badan dan keadaan fisik. Berdasarkan Angka Kecukupan Gizi (AKG) laki-laki mepunyai rata-rata kebutuhan energi sebesar 2500 kkal dan wanita 2000 kkal dalam sehari. Angka tersebut untuk memenuhi kebutuhan energi manusia dalam kegiatan personal ringan sehari-hari. Seperti mempertahankan kesehatan tubuh, melakukan perjalanan ringan, tidur, berpikir dll.

Pada tugas kali ini dalam pengumpulan data kebutuhan energi secara pribadi, saya mengasumsikan kebutuhan energi dalam kegiatan sehari-sehari saya sebesar 2500 kkal. Adapun kebutuhan energi lain yang berhubungan dengan suatu energi yang terukur, seperti energi listrik yang digunakan atau penggunaan bensin akan dianalisa berdasarkan penggunaannya per hari dalam 1 minggu. Data 1 minggu tersebut dapat diproyeksikan menjadi kebutuhan energi dalam 1 bulan dengan menghitung secara kumulatif penggunaan energi dan membentuknya menjadi suatu persamaan kuadratik hasil dari regresi data kumulatif 1 minggu.

Persamaan tersebut digunakan untuk menentukan apakah total income dengan jumlah pengeluaran biaya tetap dan pengeluaran kebutuhan energi seimbang. Biaya tetap disini berupa pengeluaran biaya kostan, biaya parkir kampus dll. Dalam hal ini, total income saya selama sebulan sebesar Rp. 2.500.000,- Berikut data pengeluaran biaya tetap, ditampilkan pada tabel dibawah ini :

Selisih dari total income dan pengeluaran tetap ini menjadi total biaya yang tersedia untuk kebutuhan energi. Didapatkan sebesar Rp 1.080.000,-

Pengumpulan data kegiatan/penggunaan energi sehari-hari dilakukan selama 1 minggu dilakukan dengan membentuk kegiatan tersebut sebagai satuan energi, yang nanti nya dapat dibentuk dalam satuan mata uang (rupiah) hasil konversi dari pendekatan biaya penggunaan energi listrik. Konversi unit dilakukan seperti yang tertera pada link ini Data bahan bakar bensin berdasarkan 1 liter bensin mengandung energi sebanyak 34.8 megajoule, diasumsikan efisiensi paling optimal. Penggunaan energi dari bensin ini perkiraan dalam 1 minggu sebanyak kurang lebih 1 liter.

Maka, energi bensin selama sehari terlihat pada table dibawah ini :

Adapun data olahraga yang saya lakukan berupa olahraga lari didapatkan sesuai chart dibawah.

Data-data kegiatan dan penggunaan energi sehari – hari ditampilkan pada tabel dibawah ini :

Dibentuk dalam grafik, tertera dibawah ini :

Terlihat bahwa terjadi lonjakan pada hari sabtu dan minggu hal ini dikarenakan kegiatan banyak dilakukan di kostan. Sehingga penggunaan energi pada alat-alat yang ada semakin meningkat

Prediksi penggunaan energi dalam sebulan Prediksi ini dilakukan dengan melakukan pengumpulan data secara kumulatif dan kemudian membentuk nya menjadi sebuah persamaan. Berikut terlampir dibawah ini data kumulatif biaya dalam seminggu :

Dibentuk dalam grafik biaya kumulatif dalam seminggu :

Dari data tersebut dengan memanfaatkan software Excel yang dapat membentuk regresi polynomial secara otomatis. Didapat persamaan :

Menghitung biaya energi berdasarkan persamaan diatas,

Kemudian memprediksi hari ke berapa, biaya tersedia untuk kebutuhan energi akan habis. Dalam hal ini biaya tersedia untuk kebutuhan energi sebesar Rp. 1.080.000,- digunakan sebagai variable y dan hari ke- dalam variable x

Dengan menyelesaikan persamaan kuadrat, didapat nilai x :

X1 = 32.77313306

X2 = -54.6494848

Karena hari pasti bertanda positif, maka biaya yang tersedia akan habis pada hari ke – 33

Berikut ditampilkan grafik biaya energi vs biaya yang tersedia

Seperti yang nampak pada hasil perhitungan dan grafik diatas, biaya yang tersedia secara optimal akan habis pada hari ke 33.

Dalam hal ini jika penggunaan biaya tersedia tersebut digunakan dalam sebulan atau 30 hari. Maka terdapat sisa yang bisa digunakan sebagai saving (menabung).

Berdasarkan prediksi dari persamaan, hari ke- 30 penggunaan biaya energi adalah sebesar :

Didapat penggunaan biaya energi selama 30 hari sebesar Rp. 938.904,6

Hal ini dapat disimpulkan bahwa dengan total income yang ada semua kebutuhan tetap dan kebutuhan energi selama sebulan dapat terpenuhi dan menghasilkan sisa yang dapat dimanfaatkan sebagai tabungan atau untuk kebutuhan mendesak lainnya.  

3. MENYIAPKAN DRAFT PAPER PROJECT KOMPUTASI TEKNIK.

Pertemuan 10 - 6 April 2020 Video Draft Paper Project Komputasi Teknik

Initial Thinking

Pemodelan Matematika

Verifikasi, Validasi, Hasil

Pertemuan 11 - 13 April 2020 Kuis Komputasi Teknik

Berikut lampiran dokumen proses perhitungan metode numerikal menggunakan software Microsoft Excel

https://drive.google.com/drive/folders/13o-48WC2sBfRG0EJ-GAOFJWfqVyFE7Wj?usp=sharing

Pertemuan 12 - 20 April 2020 Tugas Kelompok Tugas Kelompok Artikel ke-1 Oscillating One-Dimensional Systems

Pada pertemuan ini, mahasiswa diharapkan berdiskusi dengan kelompok tim-nya mengenai Oscillating 1D Systems. Pada pembahasan kelompok saya memperdalam kasus Osilasi Pegas dengan Peredam. Penulisan artikel kelompok lebih detail nya terlampir pada link dibawah ini :

http://air.eng.ui.ac.id/index.php?title=Oscillating_one-dimensional_systems#Artikel_4.3.10._Osilasi_Pegas_dengan_Peredam

Pertemuan 13 - 27 April 2020 Evaluasi Individu setiap Mahasiswa

Pada pertemuan ini mahasiswa diberi kesempatan untuk sharing mengenai hal hal apa saja yang telah dipelajari pada perkuliahan komputasi Teknik ini. Diantara nya poin-poin pengetahuan tersebut terdiri dari :

1. Memahami Prinsip dan Konsep Komputasi Teknik

2. Penerapan Konsep ataupun Skill dalam Komputasi

3. Lebih mengenal diri

Poin tersebut disampaikan pada presentasi tiap tiap mahasiswa dengan cara menyampaikan apa yang telah dikontribusikan atas pembelajaran ini di wiki (kontribusi individu, kelompok, terjemahan artikel), menyampaikan pemahaman konsep yang sudah dipahami dan menunjukkan skill atau kemampuan yang telah didapat selam perkuliahan ini.

Pertemuan 14 - 4 Mei 2020 Tugas Kelompok Artikel ke-2

Pada pertemuan ini para mahasiswa melanjutkan sharing menganai evaluasi belajar yang minggu sebelumnya sudah dilakukan, dengan memperhatikan poin penyampaian berupa

1. Value, yang berarti kesungguhan dalam belajar, kerajinan, sikap pantang menyerah dalam mencoba memahami dan mempelajari beberapa materi

2. Understanding, mengenai konsep yang telah dipahami selama perkuliahan mata kuliah ini

3. Skill/Performa, kemampuan yang didapat bak itu penggunaan sodtware atau keterampilan yang didapat pada perkuliahan ini

Adapula tugas tambahan dari dosen pengampi berupa pembelajaran artikel tentang Spring-Mass Model Struktur Bangunan pada Simulasi Dinamis.

Pertemuan 15 - 11 Mei 2020 Melanjutkan Evaluasi Mahasiswa dan Studi Kasus

Pada pertemuan ini evaluasi setiap mahasiswa dilanjutkan dan kemudian berlanjut ke studi kasus. Dimana kasus tersebut mengenai jatuh tekanan/penurunan tekanan pada fluida dalam pipa dengan membandingkannya atau mencari korelasi nya terhadap gaya gesek yang terjadi.

Berikut jawaban dari studi kasus tersebut menurut pendapat saya :

UAS KOMPUTASI TEKNIK 2020

Berikut jawaban dan analisa dari persoalan UAS Komputasi Teknik

Terlampir hasil pengolahan data dan perhitungan dengan software Excel :

https://drive.google.com/file/d/1gBrDX2T3Nh2YLl4USecwyrosKtXWHj9F/view?usp=sharing