Studi Penerapan Perubahan Temperature, Tekanan, Dan Kecepatan Pada Mesin Pengolahan Green Tea Berdasarkan Hasil Response Surface Methodology

STUDI PENERAPAN PERUBAHAN TEMPERATURE,
TEKANAN, DAN KECEPATAN PADA MESIN PENGOLAHAN
GREEN TEA BERDASARKAN HASIL RESPONSE SURFACE
METHODOLOGY

TUGASSARJANA
Diajukan untuk Memenuhi Sebagian dari
Syarat-syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

Oleh
MAJESTY RUTH L.N
110403170

DEPARTEMENTEKNIKINDUSTRI
F A K U L T A S T E K N I K
UNIVERSITASSUMATERAUTARA
MEDAN
2016

Universitas Sumatera Utara


KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis sampaikan ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa atas
segala

kasih

Karunia-Nya

serta

kemurahan-Nyasehingga

penulis

dapat

menyelesaikan Laporan Tugas Sarjana ini. Tugas Sarjana merupakan salah satu
syarat akademis yang harus dipenuhi oleh mahasiswa Teknik Industri untuk
memperoleh gelar Sarjana Teknik.

Penulis melaksanakan Tugas Sarjana di PT. Mitra Kerinci yang bergerak
dalam bidang produksi green tea. Tugas Sarjana ini berjudul “Studi Penerapan
Perubahan Temperature, Tekanan, dan Kecepatan Pada Mesin Pengolahan
Green Tea Berdasarkan Hasil Response Surface Methodology”.
Penulis menyadari bahwa laporan Tugas Sarjana ini masih jauh dari
kesempurnaan.Oleh sebab itu, penulis menerima secara terbuka setiap kritik dan
saran yang bersifat membangun dari semua pihak untuk perbaikan tulisan ini.

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
Medan,

January 2016

Penulis
Majesty Ruth L.N

Universitas Sumatera Utara

UCAPAN TERIMA KASIH


Dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini, banyak pihak yang telah
membantu, maka pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada:
1. Tuhan Yesus Kristus atas berkat, rahmat, dan kasihNya kepada saya yang tak
terhingga.
2. Kedua orang tua penulis yang tercinta, yaitu L. Nainggolan danT. Sitorus,
terima kasih untuk dukunganya. Terima kasih untuk doa-doanya sehingga
anakmu bisa kuat dalam menyelesaikan tugas akhir ini. Saudara penulis yaitu
Werista Rulita Nainggolan dan Guntar Harri Dickson Nainggolan yang
memberikan semangat dan dukungan.
3. Ibu Ir. Khawarita Siregar, MT selaku Ketua Departemen Teknik Industri,
Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara, Medan.
4. Ir. Mangara M Tambunan, M.Sc selaku koordinator tugas akhir yang sudah
memberikan arahan dalam pemilihan judul tugas akhir.
5. Bapak Prof. Dr. Ir. A. Rahim Matondang, MSIE selaku koordinator bidang
manajemen yang memberikan arahan terhadap judul tugas akhir ini.
6. Dr. Meilita T Sembiring ST, MT selaku dosen pembimbing I yang banyak
meluangkan waktu, memberikan ilmu dan saran untuk penulisan draft tugas
akhir ini.
7. Ibu Khalida Syahputri,ST, MT selaku dosen pembimbing II yang sudah
banyak memberikan saran dan arahan terkait judul dan isi proposal tugas

akhir.

Universitas Sumatera Utara

8. Manajer dan Staft PT Mitra Kerinci yang sudah banyak meluangkan waktu di
pabrik untuk mengumpulkan data.
9. Rekan satu kelompok tugas akhir di PT. Mitra Kerinci Nurul Asmah Hidayah
yang saling menguatkan dan mendoakan.
10. Sahabat-sahabatpenulis di Departemen Teknik Industri, Fakultas Teknik USU
khususnya Yesie Meirisa Sinuhaji danstambuk 2011 serta teman-teman satu
kost yang tidak dapat disebutkan satu per satu yang telah memberikan
dukungan kepada penulis dalam penyelesaian tugas akhir ini.
11. Seluruh staf dan karyawan Departemen Teknik Industri, Fakultas Teknik,
Universitas Sumatera Utara khususnya Bang Ridho, Kak Aniaty, Bang Mijo
dan Bang Nurmansyah yang banyak membantu dan memberikan dukungan
kepada penulis..
12. Semua pihak yang telah banyak membantu penulis dalam menyelesaikan
laporan ini yang tidak dapat disebutkan satu per satu.

Medan, January 2016

Penulis

Majesty Ruth L.N

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR ISI

BAB

HALAMAN

LEMBAR JUDUL ..........................................................................................

i

LEMBAR PENGESAHAN ...........................................................................

ii


SERTIFIKAT EVALUASI TUGAS SARJANA .........................................

iii

KATA PENGANTAR ....................................................................................

iv

UCAPAN TERIMA KASIH .........................................................................

v

DAFTAR ISI ...................................................................................................

vii

DAFTAR TABEL ..........................................................................................

xii


DAFTAR GAMBAR ......................................................................................

xiv

DAFTAR LAMPIRAN ..................................................................................

xv

ABSTRAK ......................................................................................................

xvi

I

PENDAHULUAN ..........................................................................

I-1

1.1. Latar Belakang..........................................................................


I-1

1.2. Rumusan Masalah ....................................................................

I-3

1.3. Tujuan Pemecahan Masalah .....................................................

I-4

1.4. Manfaat Penelitian ....................................................................

I-4

1.5. Batasan dan Asumsi Penelitian ................................................

I-5

1.6. Sistematika Penulisan Tugas Akhir ..........................................


I-6

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR ISI (LANJUTAN)

BAB
II

HALAMAN
GAMBARAN UMUM PERUSAHAAN ........................................ II-1
2.1. Sejarah Perusahaan ...................................................................

II-1

2.2. Lokasi Perusahaan ....................................................................

II-1

2.3. Visi dan Misi PT Mitra Kerinci ................................................


II-2

2.4. Daerah Pemasaran ....................................................................

II-3

2.5. Struktur Orgnisasi Perusahaan .................................................

II-3

2.5.1. Pembagian Tugas dan Tanggung Jawab .......................

II-4

2.5.2. Jumlah Tenaga Kerja dan Jam Kerja ............................ II-10
2.6. Proses Produksi ........................................................................ II-12

II


LANDASAN TEORI ....................................................................... III-1
3.1. Kualitas ..................................................................................... III-1
3.2. Response Surface Methodology (RSM).................................... III-2
3.3. Model Orde Pertama................................................................. III-5
3.4. Metode Steepest Descent .......................................................... III-6
3.5. Model Orde Kedua ................................................................... III-8
3.6. Central Composite Design ....................................................... III-10
3.7. Teori Desain Eksperimen ......................................................... III-15
3.7.1. Tujuan Desain ............................................................... III-16
3.7.2. Perlakuan dan Satuan Percobaan .................................. III-17

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR ISI (LANJUTAN)

BAB

HALAMAN
3.7.3. Galat Percobaan ............................................................ III-17
3.7.4. Prinsip Dasar Dalam Desain Eksperimen ..................... III-19
3.7.5. Rancangan Lingkungan ................................................ III-20
3.7.6. Rancangan Perlakuan ................................................... III-21
3.7.7. Langkah-langkah Desain Eksperimen .......................... III-22

IV

METODOLOGI PENELITIAN ..................................................... IV-1
4.1. Jenis Penelitian ......................................................................... IV-1
4.2. Tempat dan Waktu Penelitian .................................................. IV-1
4.3. Objek Penelitian ....................................................................... IV-1
4.4. Instrumen Penelitian ................................................................. IV-2
4.5. Identifikasi Variabel Operasional ............................................. IV-2
4.6. Identifikasi Kebutuhan Data ..................................................... IV-3
4.7. Penentuan Teknik Pengumpulan Data...................................... IV-3
4.8. Metode Pengolahan Data .......................................................... IV-4
4.9. Analisis Pemecahan Masalah ................................................... IV-7
4.10. Kesimpulan dan Saran .............................................................. IV-7

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR ISI (LANJUTAN)

BAB
V

HALAMAN
PENGUMPULAN DAN PENGOLAHAN DATA ........................ V-1
5.1. Pengumpulan Data Orde Pertama ............................................ V-1
5.1.1. Penentuan Faktor Penelitian ......................................... V-1
5.1.2. Penetapan Titik Setting Faktor ..................................... V-1
5.1.3. Penetapan Range Faktor ............................................... V-2
5.1.4. Pengumpulan Data Hasil Eksperimen .......................... V-2
5.2. Pengolahan Data Orde Pertama ................................................ V-4
5.2.1. Penentuan Koefisien b0, b1, b2, dan b3 .......................... V-4
5.2.2. Uji Ketidaksesuaian Model Orde Pertama ................... V-8
5.3. Steepest Descent ....................................................................... V-9
5.4. Penentuan Model Orde Kedua.................................................. V-12
5.4.1. Penentuan Koefisien b0, b1, b2, b3, b11, b22, b33, b12, b13,
b23............................................................................................................................ V-12
5.4.2. Uji Ketidaksesuaian Model Orde Kedua ...................... V-20
5.5. Penentuan Titik Optimum Faktor ............................................. V-21

VI

ANALISIS PEMECAHAN MASALAH ............................. VI-1
6.1. Analisis Model Orde Pertama .................................................. VI-1
6.2. Analisis Steepest Descent ......................................................... VI-2

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR ISI (LANJUTAN)

BAB

HALAMAN
6.3. Analisis Model Orde Kedua ..................................................... VI-3
6.4. Analisis Penentuan Titik Optimum Faktor ............................... VI-4

VII

KESIMPULAN DAN SARAN ............................................... VII-1
7.1. Kesimpulan ............................................................................... VII-1
7.2. Saran ......................................................................................... VII-2

DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR TABEL

TABEL

HALAMAN

1.1.

Persentase Output Masing-Masing Kualitas Green Tea ............

I-3

2.1.

Jumlah Tenaga Kerja PT. Mitra Kerinci ....................................

II-10

2.2.

Material Balance ........................................................................

II-19

2.3.

Karakteristik Kualitas Green Tea ...............................................

II-20

3.1.

Faktor dan Level dalam Desain Eksperimen ..............................

III-7

3.2.

Perhitungan Pergerakan Steepest Descent ..................................

III-8

3.3.

Perhitungan Uji Ketidaksesuaian untuk Model Orde Kedua......

III-12

3.4.

Penelitian Terdahulu ...................................................................

III-15

5.1.

Simbol Faktor .............................................................................

V-1

5.2.

Titik Setting Faktor .....................................................................

V-2

5.3.

Range Faktor...............................................................................

V-2

5.4.

Hasil Ekspertimen Orde Pertama ...............................................

V-3

5.5.

Perhitungan Metode Steepest Descent ........................................

V-9

5.6.

Perhitungan Pergerakan Level Pada Metode Steepest Descent ..

V-11

5.7.

Nilai Faktor Setelah Stepest Descent ..........................................

V-12

5.8.

Nilai α untuk Masing-Masing Faktor .........................................

V-15

5.9.

Data Hasil Eksperimen Orde Kedua ...........................................

V-16

5.10. Titik Setting Optimum ................................................................

V-24

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR TABEL (LANJUTAN)

TABEL

HALAMAN

6.1.

Perhitungan Pergerakan Level Pada Metode Steepest Descent ..

VI-2

6.2

Nilai Faktor Setelah Stepest Descent ..........................................

VI-3

6.3.

Nilai α untuk Masing-Masing Faktor .........................................

VI-3

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR GAMBAR

GAMBAR

HALAMAN

2.1.

Struktur Organisasi PT. Mitra Kerinci ........................................

II-4

3.1.

Central Composite Design .......................................................... III-10

4.1.

Kerangka Konseptual ..................................................................

IV-3

4.2.

Flowchart Pengolahan Response Surface Methodology .............

IV-7

5.1.

Desain 2k .....................................................................................

V-3

5.2.

Central Composite Design .......................................................... V-13

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR LAMPIRAN

LAMPIRAN

HALAMAN

1

Tabel F ..........................................................................

L-1

2

Form Tugas Akhir ........................................................

L-2

3

Surat Penjajakan ...........................................................

L-3

4

Surat Balasan Pabrik.....................................................

L-4

5

Surat Keputusan Tentang Tugas Sarjana Mahasiswa ...

L-5

6

Berita Acara Laporan Tugas Sarjana ............................

L-6

Universitas Sumatera Utara

ABSTRAK
PT. XYZ merupakan perusahaan manufaktur yang memproduksi green tea. Green
tea tersebut terbagi dalam kualitas eksport (kualitas strenght) dan kualitas dalam
negeri (kualitas dry, smoky, sour, overfire, dan fruity). PT. XYZ mengalami
masalah yaitu banyaknya produk akhir yang tidak sesuai dengan kualitas yang
diinginkan perusahaan yaitu produk eksport. Hal ini dapat dilihat dari kualitas dry,
smoky, sour, overfire, dan fruity lebih banyak dihasilkan dibandingkan dengan
kualitas strength. Faktor penyebab terjadinya penyimpangan kualitas adalah
karena pengaturan setting mesin pengolahan green tea yang tidak tepat. Oleh
karena itu dibutuhkan suatu metode untuk mendapatkan setting mesin yang
optimal agar kualitas strength lebih banyak dihasilkan. Salah satu metode yang
dapat digunakan untuk mendapatkan informasi kondisi optimal yang diinginkan
adalah dengan menggunakan Response Surface Methodology (RSM). Berdasarkan
hasil perhitungan orde pertama didapatkan persamaan orde pertama yaitu Y= 939
– 48X1 – 49X2 – 49X3. Setelah itu dilakukan pembuatan model orde kedua dan
menghasilkan model Y = 901 – 94,8X1 + 19,4X2 – 76,7X3 – 80,6X12 – 79,5X22 80X32 – 49X1X2 - 48X1X3 – 48X2X3 dimana hasil pengujian yang dilakukan
memberikan kesesuaian untuk melanjutkan ke tahap penentuan titik optimum.
Penentuan titik optimum memberikan hasil X1 sebesar 1130C, tekanan (X2)
sebesar 0,5 psi, kecepatan (X3) sebesar 158 rpm.
Kata Kunci: Temperature, tekanan, kecepatan, danResponse Surface Methodology

BAB I

Universitas Sumatera Utara