Transcript
1 EVALUASI SISTEM PRODUKSI PADA PEMENUHAN PESANAN DENGAN SIMULASI KEJADIAN DISKRIT: STUDI KASUS PADA INDUSTRI KAROSERI Nadiya Firma Zulfana, Nurhadi Siswanto, dan Dewanti Anggrahini Jurusan Teknik Industri Fakultas Teknologi Industri,Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya Indonesia Abstrak Tingkat pemenuhan pesanan yang berhasil dipenuhi dalam jangka waktu tertentu mengalami waktu tunggu yang tinggi. Lamanya proses pemenuhan pesanan dalam sistem produksi (Time in System) disebabkan oleh terjadinya bottleneck di stasiun kerja, akibatnya material tidak bisa segera diproses. Penelitian ini bertujuan untuk melakukan evaluasi terhadap sistem produksi PT. X dalam pemenuhan pesanan. Penelitian ini dilakukan untuk mencari skenario terbaik pemecahan masalah dengan simulasi kejadian diskrit. Level inventori yang terlalu tinggi dapat menimbulkan pemborosan dalam penggunaan rak, sehingga skenario yang akan dilakukan adalah melakukan penambahan fasilitas untuk memenuhi pesanan konsumen sehingga throughput semakin meningkat. Hasil simulasi yang dilakukan adalah menambah fasilitas Rakit Pintu, Rakit Kusen, dan Mesin Potong Aluminium. Adapun skenario perbaikan layout dilakukan dengan metode Systematic Layout Planning untuk memberikan gambaran penambahan fasilitas yang dilakukan dengan pengaturan fasilitas yang optimal. Kata Kunci simulasi kejadian diskrit, systematic layout planning, throughput, time in system. P I. PENDAHULUAN T X adalah perusahaan yang bergerak di bidang konstruksi kendaraan niaga. Perusahaan tengah berusaha meningkatkan efisiensi dan produktivitas demi menciptakan value yang lebih tinggi bagi pasar dalam hal ini konsumen. Perusahaan ini bersifat job shop sehingga hanya memproduksi sesuai dengan pesanan dari pasar. Permintaan produk yang customize dalam berbagai spesifikasi tertentu, membuat perusahaan harus memiliki perencanaan yang memadai. Komitmen perusahaan yang diberikan kepada pasar meliputi penghematan biaya dan waktu, kendaraan dapat cepat beroperasi, serta memiliki value yang tertinggi karena kualitas bahan dan harga [1]. Permasalahan yang terjadi pada PT X adalah terjadi penumpukan material bahan baku yang belum diproses. Tingkat pemenuhan order yang berhasil dipenuhi dalam jangka waktu tertentu mengalami waktu tunggu yang bervariasi pula. Kedatangan material tersebut membutuhkan ruang atau tempat penyimpananan, sedangkan perusahaan tidak memiliki gudang untuk menyimpan material. Penempatan material berada pada area produksi, sehingga barang setengah jadi juga menempati area yang sama. Peningkatan produksi dapat memicu permasalahan seperti kekurangan tempat penyimpanan maupun area perakitan box yang membutuhkan area yang luas. Permasalahan yang akan dibahas dalam penelitian ini adalah bagaimana meningkatkan performansi dari sistem produksi untuk memenuhi pesanan (order). Maka diperlukan upaya untuk mengkaji dan mengevaluasi sistem produksi PT X agar dapat mencapai target produksi dan dapat meminimalkan penumpukan material. Pendekatan yang dilakukan adalah dengan melakukan simulasi sistem produksi PT X dengan bantuan software ARENA. Model yang dibangun nantinya akan dibuat skenario perbaikan yang nantinya dapat digunakan untuk mendapatkan hasil yang terbaik. A. Tahap Pengumpulan Data II. URAIAN PENELITIAN Data yang terkait dalam penelitian adalah data permintaan produk yang digunakan untuk menentukan berapa jumlah yang harus diproduksi perusahaan. Data waktu produksi digunakan untuk model simulasi lantai produksi yang dibuat. Metode pengambilan untuk data adalah observasi, wawancara langsung dengan operator di tiap stasiun kerja, kepala bagian produksi PT, Quality Control dan PPIC. Data yang dikumpulkan dalam penelitian mengenai perancangan simulasi shop floor layout, meliputi: 1. Data order (pesanan) 2. Waktu proses setiap komponen pada masing-masing stasiun kerja. 3. Jarak antar stasiun kerja. 4. Jumlah jam kerja. 5. Layout awal lantai produksi. 6. Jumlah resource di tiap stasiun kerja Data waktu produksi yang diamati meliputi beberapa departemen yang ada di lantai produksi PT X. Pada bagian proses pemotongan material plat besi dan aluminium ditangani oleh Departemen PPIC. Sedangkan proses perakitan atau assembly dilakukan oleh Departemen Produksi. Berdasarkan Gambar1. alur produksi di PT X dibagi menjadi 3 fase. Pembagian fase tersebut untuk memudahkan dalam pengecekan hasil perakitan produk. Untuk fase pertama terdiri dari sub assembly lantai, kusen, dinding depan, atap dan rakit pintu. Sedangkan untuk fase kedua meliputi assembly rakit box, pemasangan melamin, pemasangan pintu belakang. Apabila konsumen membutuhkan box pintu samping, maka ditambahkan pintu samping disamping pemasangan pintu belakang. Selain itu dilakukan pemasangan lampu yang dilanjutkan dengan pemasangan kawel. Pada fase ketiga yaitu 2 Gambar. 1. Alur Proses Produksi PT X finishing, chasis atau komponen yang sudah dilakukan perakitan menjadi box dapat dinaikkan ke kendaraan. Pada fase ini dilakukan pemasnagan perisai kolom, pengecatan dan finishing agar kendaraan tampak bersih. B. Tahap Pengolahan Data Pada tahap ini akan dilakukan pembuatan model analitis yang dijadikan dasar dalam simulasi. Model yang dibuat kemudian dilakukan verifikasi dan validasi sebelum melakukan eksperimen. Beberapa alternatif skenario perbandingan dibuat untuk melakukan perbandingan hasil simulasi. Pada tahap pengumpulan data telah dilakukan pengumpulan data spesifikasi produk, waktu proses serta alur produksi. Data waktu proses akan digunakan sebagai input simulasi. Uji (fitting) distribusi ini dilakukan dengan menggunakan Input Analyzer pada software ARENA 5.0. C. Simulasi ARENA 5.0 Alur proses produksi dibuat sesuai dengan kondisi eksisting sistem produksi perusahaan. Gambar 2. menunjukkan urutan proses simulasi sistem kedatangan pesanan PT X. Sedangkan Gambar 3. menunjukkan kedatangan material untuk tiap komponen. Perancangan model simulasi ini dijalankan selama 8 jam kerja yaitu dari jam 8.00 sampai dengan waktu istirahat pada pukul hingga Hal ini ditujukan untuk validasi output yang dihasilkan pada model simulasi dengan output yang dihasilkan pada sistem nyata. Apabila model simulasi sudah valid, maka dilakukan running simulasi sebanyak 10 hari kerja untuk pengembangan alternatif model simulasi selanjutnya. Gambar. 2. Flowchart Pesanan (Order) Gambar. 3. Flowchart Proses Produk Gambar. 3. Flowchart Proses Produk (lanjutan) Keterangan : M = Jenis material S = Variabel selesai T = Jumlah material U = Sub Assembly Komponen V = Assembly Komponen W = Rakit Box Jumlah Replikasi Banyaknya replikasi yang dibutuhkan (n ) dari proses simulasi menurut Harrel, et all [2] dapat dicari dengan persamaan berikut ini. Dimana : s = simpangan baku e = absolut error α = tingkat signifikansi Zα/2 = nilai dari tabel distribusi normal Untuk mengetahui jumlah replikasi (n ) yang dibutuhkan pada proses produksi maka diperlukan hasil output yang dihasilkan pada Tabel 1. Tabel 1. Rekap Data Replikasi Replikasi ke- Output Mean 5.3 Standar deviasi 0.48 3 asumsi P = confidence level = 0.95 α = (1 P) = = 0.05 e = 10% unit Batas bawah dan batas atas dari interval tingkat kepercayaan 95% adalah: Batas bawah = = = 4.96 unit Batas atas = = = 5.64 unit replikasi Berdasarkan banyaknya replikasi yang dibuat sebanyak 10 replikasi, eksperimen tidak membutuhkan replikasi tambahan (n n = 9 10). Kemudian dilakukan perhitungan koefisien variansi yang menunjukkan seberapa besar nilai simpangan baku relatif terhadap rata-ratanya serta mengidentifikasikan homogenitas suatu data. Nilai koefisien variansi yang baik yakni berada pada rentang 0 KV 1. Nilai koefisien variansi pada perhitungan tersebut menunjukkan bahwa hasil dari 10 replikasi yang telah dilakukan hasil datanya cukup homogen yaitu sebesar Verifikasi dan Validasi Model Verifikasi model digunakan untuk memastikan apakah model yang dibuat sudah berjalan sesuai dengan model konseptual. Setelah melalui tahap formulasi, verifikasi dilakukan dengan melakukan pengecekan model terhadap persamaan matematis yang telah dibuat. Berdasarkan Gambar 4, dalam hal ini, unit produk tidak hilang, panjang aliran (throughput) unit di lini produksi dengan mesin K adalah sama pada setiap mesin [3]. Kedatangan order yang masuk sebanyak 6. Sedangkan jumlah yang keluar sebanyak 2. Jumlah order yang sedang diproses di lantai produksi yang di tahan di modul Hold sejumlah 4. Sehingga jumlah yang masuk dan keluar ditambah dengan yang ada di sistem benar. Gambar. 4. Verifikasi Model pada Proses Pemenuhan Pesanan (Order) Tahap Selanjutnya adalah validasi. Metode validasi yang digunakan adalah melakukan uji statistik Welch confidence interval dengan tingkat kepercayaan 95%. Tabel 1. Rekap Data Replikasi Output Replikasi Simulasi (Real) ke Mean 5.3 Mean 4 Replikasi ke- Terpenuhi Pesanan Standar Standar deviasi deviasi Variansi 0.2 Variansi 8.00 Hipotesis awal adalah bahwa throughput simulasi sama dengan throughput kondisi eksisting, atau ouput model ARENA dengan replikasi sebanyak 10 kali. Sedangkan untuk output kondisi eksisting diambil data produk jadi pada tanggal 10 Februari 2014 sebanyak 6 unit dan tanggal 18 Februari sebanyak 2 unit. Persamaan hipotesis ditulis sebagai berikut. Karena nilai 0 pada hipotesa awal berada pada rentang dengan tingkat kepercayaan 95%, maka keputusannya adalah terima H 0 bahwa sama dengan 0. Dengan demikian model Arena tersebut dapat dikatakan valid karena tidak terdapat perbedaan yang signifikan antara model dengan kondisi eksisting Running Simulasi Berdasarkan simulasi kondisi eksisting maka dapat diketahui usulan perbaikan pada obyek amatan. Perbaikan dilakukan untuk mengurangi waktu tunggu proses / waiting time dan meningkatkan jumlah konsumen yang dilayani. Parameter yang diukur meliputi: Persentase jumlah produksi (throughput) selesai, rata-rata waktu yang dihabiskan dalam sistem (time in system), rata-rata kebutuhan rak material [4]. Dalam running model simulasi pada penilitian ini dilakukan 2 kelompok alternatif yaitu alternatif perubahan layout dan alternatif perubahan sumber daya produksi di lantai produksi PT X. Berikut dua skenario perbaikan yang direkomendasikan untuk sistem. Sistem dijalankan dengan replication length 10 hari. Tabel 2. menunjukkan hasil output simulasi. 4 Tabel 2. Output Simulasi Eksisting Replikasi Throughput Time in System (jam) Jumlah Rak (unit) Mean Standar deviasi Variansi Analisis Hasil Running Simulasi Berdasarkan simulasi kondisi eksisting maka dapat diketahui usulan perbaikan pada obyek amatan. Perbaikan dilakukan untuk mengurangi waktu tunggu proses / waiting Berdasarkan Tabel 3. dapat diketahui rata-rata waktu tunggu dan jumlah antrian dari tiap proses yang terjadi di dalam proses produksi. Terdapat beberapa aktivitas yang menyebabkan terjadinya bottleneck dilihat dari rata-rata waktu tunggu dan jumlah antrian yang bernilai cukup tinggi. Sehingga untuk melakukan perbaikan aktivitas yang kritis dilakukan perbaikan terhadap masalah yang menyebabkan terjadinya bottleneck dengan diagram Pareto. Diagram Pareto adalah serangkaian seri diagram batang yang menggambarkan frekuensi atau pengaruh dari proses/keadaan/masalah [5]. Berdasarkan Gambar 5. menunjukkkan bahwa 80% waktu tunggu rata-rata aktivitas yang menyebabkan bottleneck adalah aktivitas pemotongan Siku Atap, Kusen Bawah, Angin- Angin, Angin-Angin 2, Dinding, Kusen Atas, Rel Pendek, Rel Panjang. Adapun aktivitas perakitan yang menyebabkan waktu proses lama adalah Rakit Kusen. Sehingga aktivitas pada kedua departemen tersebut perlu dikendalikan. Berdasarkan output simulasi tersebut akan dilakukan eksperimen pembuatan skenario perbaikan melalui peningkatan throughput, penurunan time in system dan optimalisasi jumlah rak material yang digunakan. Diagram Pareto Gambar 5. Diagram Pareto Rata-Rata Waktu Tunggu Pesanan pada Sistem Produksi PT. X time dan meningkatkan jumlah konsumen yang dilayani. Parameter yang diukur meliputi (Altinkilinc, 2004). Persentase jumlah produksi (throughput) selesai yang didapat dari modul Record pada model Order. Rata-rata waktu yang dihabiskan dalam sistem (Time in System) yang didapat dari modul Record pada model Order. Rata-rata kebutuhan rak material yang didapat dari Work in Process (WIP) modul Process pemotongan Aluminium pada model Proses Produksi. Eksperimen Model Skenario Perbaikan Perbaikan dilakukan dengan melakukan beberapa eksperimen skenario perbaikan untuk mengatasi masalah di sistem produksi PT. X. Untuk mengantisipasi fluktuasi jumlah pesanan (order) yang timbul, perlu dilakukan antisipasi terhadap kebutuhan material, ruang yang tersedia dan kesiapan sumber daya yang ada. 1) Skenario 1 Skenario 1 adalah skenario perbaikan dengan menambah fasilitas Departemen Rakit Kusen. Penambahan fasilitas 5 tersebut untuk mempercepat proses produksi komponen Kusen. Selain itu, dilakukan penambahan operator potong untuk mempercepat pemotongan aluminium. Gambar. 6. Penambahan Fasilitas Rakit Kusen 2) Skenario 2 Skenario 2 sama dengan skenario 1 yang menambah fasilitas Rakit Pintu. Penambahan fasilitas meliputi menambah tool/jig yang digunakan untuk merakit komponen serta penambahan operator. Penambahan meliputi 1 unit tool/jig serta 1 operator Rakit Pintu. Karena nilai 0 berada di luar rentang maka tolak H 0. Kesimpulan: throughput kondisi eksisting dan skenario perbaikan 2 berbeda secara signifikan 3) Membandingkan unit per periode Sehingga 98% confidence interval sebagai berikut Karena nilai 0 berada di dalam rentang maka tolak H 0. Kesimpulan: throughput kondisi skenario perbaikan 1 berbeda secara signifikan dengan skenario perbaikan 2. Berdasarkan hasil tersebut dapat diketahui bahwa ketiga kondisi memberikan rata-rata throughput yang berbeda satu dengan lainnya. Gambar. 7. Penambahan Fasilitas Rakit Pintu Uji Signifikansi Output Running Simulasi Uji signifikansi output running model simulasi digunakan untuk mengetahui apakah antar model simulasi memiliki perbedaan yang signifikan. Uji signifikansi menggunakan Bonferrorini Approach. Uji tersebut dilakukan untuk menguji output running simulasi antara model simulasi dan alternatif skenario perbaikan. H 0 : throughput running simulasi antara model simulasi eksisting PT. X dengan model simulasi skenario perbaikan sama (tidak berbeda signifikan) H 1 : throughput running simulasi antara model simulasi eksisting PT. X dengan model simulasi skenario perbaikan berbeda. level of significant α = 0.06, maka level of significant individual adalah α i = α/3 = 0.02 Nilai degree of freedom dari Tabel Student s t diperoleh 1) Membandingkan unit per periode Sehingga 98% confidence interval sebagai berikut Karena nilai 0 berada di luar rentang maka tolak H 0. Kesimpulan: throughput kondisi eksisting dan skenario perbaikan 1 berbeda secara signifikan 2) Membandingkan unit per periode Sehingga 98% confidence interval sebagai berikut D. Evaluasi Layout Lantai Produksi Evaluasi layout dilakukan dengan membandingkan layout yang ada dengan kriteria evaluasi dengan melakukan minimasi total perkalian antara jarak perpindahan, biaya dan frekuensi. Keterangan: c ij = biaya untuk memindahkan 1 unit load material dari i ke j d ij = jarak perpindahan dari i ke j f ij = jumlah frekuensi perpindahan dari i ke j Biaya yang dikeluarkan diasumsikan sebesar Rp 1 per satuan jarak pergerakan. Berdasarkan hubungan antar fasilitas di lantai produksi PT. X. Pada fasilitas Rak Plat Besi memiliki hubungan biasa (ordinary) dengan Rak Aluminium. Sehingga kemungkinan untuk menempatkan kedua fasilitas tersebut saling berdekatan. III. ANALISIS DAN INTERPRETASI DATA A. Analisis Model Simulasi untuk Kondisi Eksisting Berdasarkan data historis yang dikumpulkan dalam pengumpulan data, terdapat variasi jumlah pesanan dalam periode tertentu. Sehingga jumlah kedatangan order material dengan kuantitas yang berbeda mempengaruhi tingkat pemenuhan order konsumen. Hasil pembangkitan bilangan acak atau replikasi simulasi menunjukkan variasi throughput. Nilai throughput ini menyatakan tingkat order yang berhasil diselesaikan di lantai produksi. Dalam periode 12 hari produksi, Aluminium Box 4 Roda yang telah selesai diproduksi mencapai 2 hingga 6 unit produk. Tingkat kecepatan dalam produksi ini mempengaruhi penyimpanan dan waktu tunggu material untuk diproses. B. Analisis Model Simulasi untuk Kondisi Perbaikan PT. X Analisis Skenario Perbaikan 1 6 Penambahan fasilitas di area Rakit Kusen memberikan hasil yang signifikan. Sama halnya dengan Skenario perbaikan 1, parameter throughput yang digunakan pada skenario perbaikan menunjukkan bahwa kondisi eksisting berpengaruh pada throughput. Sedangkan time in system skenario perbaikan 2 berkurang dan mengalami perubahan yang signifikan. Adapun jumlah rak yang digunakan rata-rata menunjukkan penurunan. Jumlah rak yang dibutuhkan berkurang ini dapat mengoptimalkan area perakitan yang digunakan. Analisis Skenario Perbaikan 2 Penambahan fasilitas di area Rakit Kusen, Rakit Pintu dan Pemotongan Aluminium memberikan hasil yang signifikan. Sama halnya dengan Skenario perbaikan 1, parameter throughput yang digunakan pada skenario perbaikan menunjukkan bahwa kondisi eksisting berpengaruh pada throughput. Sedangkan time in system skenario perbaikan 2 berkurang dan mengalami perubahan yang signifikan. Adapun jumlah rak yang digunakan rata-rata menunjukkan penurunan. C. Analisis Pemilihan Model Simulasi Perbaikan Berdasarkan hasil simulasi eksisting dan skenario perbaikan, kemudian dilakukan komparasi dengan tiga parameter yang digunakan. Adanya perbedaan dalam throughput dan time in system dipengaruhi oleh bottleneck yang terjadi di proses produksi. Hal ini disebabkan karena perakitan dilakukan apabila semua komponen material tersedia. Sedangkan apabila komponen tidak lengkap, proses perakitan akan terhambat. Ketersediaan material juga berpengaruh pada proses produksi. Apabila jumlah material tidak memadai, maka proses produksi di suatu area juga akan terhambat. D. Analisis Hasil Evaluasi Layout Usulan layout dari hasil running software menunjukkan bahwa sebaiknya lokasi rak Besi, Plat dan Mesin Tekuk didekatkan dengan lokasi penggantiannya sehingga akan mampu menghemat jarak pergerakan yang dilakukan oleh operator. Pada kondisi eksisting, antara rak Besi dan Mesin Tekuk ini sudah berada di area yang sama sedangkan lokasi penggantiannya hanya berubah posisi. Lokasi material rak Aluminium dan rak Besi saling berdekatan Sedangkan ada 3 Mesin Potong Aluminium pada kondisi eksisting (Lurus, Sudut dan Tambahan). Adapun semua fasilitas perakitan mulai dari Rakit Kusen, Rakit Dinding Depan, Rakit Lantai, Rakit Pintu dan Rakit Atap menempati Hall B. Sehingga Area Rakit Box lebih luas dan memudahkan kendaraan untuk keluar masuk. Termasuk untuk mengantisipasi area rakit yang membutuhkan ruang tambahan seperti Area Rakit Lantai yang ditempatkan di Hall B. Letak Rakit Box dikelilingi oleh area perakitan masingmasing komponen yang dibutuhkan sehingga memudahkan juga dalam pergerakan sesuai dengan tingkat aktivitas antar fasilitas. IV. KESIMPULAN/RINGKASAN Secara umum penelitian ini telah berhasil mencapai tujuan penelitian yaitu untuk menemukan solusi riil dalam menaikkan throughput, mengurangi time in system dan optimasi jumlah rak. Beberapa kesimpulan dari Tugas Akhir ini sebagai berikut: 1. Berdasarkan kondisi eksisting di lantai produksi tersebut lama pemenuhan order (time in system) rata-rata 45 jam untuk 1 unit produk Aluminium Box 4 Roda S11. Ratarata throughput 5 unit per 12 hari kerja. Jumlah rata-rata rak ada 67 unit. 2. Berdasarkan model simulasi yang dibuat mempertimbangkan antara logika order dan kedatangan material. Berdasarkan skenario 1 perbaikan di lantai produksi tersebut lama pemenuhan order (time in system) rata-rata jam untuk 1 unit produk Aluminium Box 4 Roda S11. Rata-rata throughput 7 unit per 12 hari kerja. Jumlah rata-rata rak ada 62 unit. Berdasarkan skenario 2 perbaikan di lantai produksi tersebut lama pemenuhan order (time in system) rata
