Penggunaan Desain Eksperimen dengan Metode Taguchi dan Failure Mode and Effect Analysis (FMEA) untuk Menentukan Komposisi Paving Block Berbahan Alteratif Cangkang Kelapa Sawit
PENGGUNAAN DESAIN EKSPERIMEN DENGAN METODE TAGUCHI
DAN FAILURE MODE AND EFFECT ANALYSIS (FMEA) UNTUK
MENENTUKAN KOMPOSISI PAVING BLOCK BERBAHAN
ALTERNATIF CANGKANG KELAPA SAWIT
TUGAS SARJANA
Diajukan untuk Memenuhi Sebagian dari
Syarat-syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
Oleh:
MUHAMMAD REZA SITOMPUL
NIM. 110423011
P R O G R AM PE ND I DI K A N S A RJ A N A E K S T E N S I
DEPARTEMEN TEKNIK INDUSTRI
F A K U L T A S
T E K N I K
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2015
`
KATA PENGANTAR
Segala puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan yang Maha Esa karena
atas berkat dan karuniaNya sehingga penulis memperoleh pengetahuan, kesehatan dan
kesempatan untuk bisa menyelesaikan tugas sarjana ini.
Tugas sarjana merupakan salah satu dari kurikulum dan salah satu syarat khusus
untuk menyelesaikan Tugas Akhir diDepartemen Teknik Industri, Fakultas Teknik,
Universitas Sumatera Utara.Tugas sarjanayang berjudul “Penggunaan Desain Eksperimen
dengan Metode Taguchi dan Failure Mode and Effect Analysis (FMEA) untuk
Menentukan Komposisi Paving Block Berbahan Alteratif Cangkang Kelapa Sawit”.
Walaupun penulis sudah berusaha semaksimal mungkin, namun penulis juga
menyadari kemungkinan terdapat kekurangan. Oleh karena itu, penulis sangat
mengharapkan saran dan kritik untuk menyempurnakan tugas sarjana ini.
Akhir kata penulis mengharapkan tugas sarjana ini bermanfaat bagi
siapapun yang membacanya.
Medan, Mei 2015
Penulis
Muhammad Reza Sitompul
UCAPAN TERIMA KASIH
Dalam penulisan laporan ini, penulis telah banyak mendapat bimbingan,
dukungan dan bantuan dari berbagai pihak, baik secara langsung maupun tidak langsung.
Untuk dukungan dan bantuan yang luar biasa, pada kesempatan kali ini penulis ingin
beterima kasih kepada pihak dan nama-nama dibawah ini.
1.
Kedua orangtua penulis Ayahanda Drs. Burhanuddin Sitompul, MA dan
Ibunda Dra. Rasimah Purba, MA serta adik-adik Rizky Nurhidayah Sitompul,
Dian Hanis Mawarni Sitompul, Desi Anggraini Sitompul dan Nazly Putri
Andini Sitompul yang tidak henti mendukungpenulis baik moril, materil,
serta memberi motivasi terbesar bagipenulis hingga akhirnya mampu
menyelesaikan laporan tugas akhir ini.
2.
Dosen Pembimbing Bapak Ir. Abadi Ginting, MSIE yang telah menyediakan
waktunya untuk membimbing dan mengajarkan banyak ilmu serta banyak
memotivasi penulis dalam melakukan penelitian dan pengerjaan laporan tugas
akhir ini.
3.
Ibu Ir. Khawarita Siregar, MT. selaku Ketua Departemen Teknik Industri,
Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
4.
Bapak Ir. Ukurta Tarigan, MT. selaku Sekretaris Departemen Teknik Industri,
Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
5.
Ibu Ir. Rosnani Ginting, MT.dan Bapak Ir. Mangara M. Tambunan, M.Sc
selaku koordinator Tugas Akhir yang telah memberikan bimbingan dan
arahan dalam pengajuan judul Tugas Sarjana.
6.
Pimpinan CV Sigma Block, Bapak Petrus Barus dan segenap karyawan CV
Sigma Block yang membantu penulis dalam pelaksanaan penelitian.
7.
Teman-teman terdekat penulis dalam Genk Hoax: Hakim Hidayat, Raja
Meliala, Dede Nurdiansyah, Galih Tohari, Nurul Faradhilla, dan Khairunissa
Lubis yang selalu memberi mitovasi, inspirasi dan semangat kepada penulis
dalam mengerjakan tulisan ini.
8.
Teman-teman dekat seperjuangan penulis di Teknik Industri maupun Teknik
Kimia:Niko Juniarto, Mhd. Syafii, Adrian Akbar, Nalendro Kertiyoso, Ardini
Atilla, Christy Nella, Taufik Pratama, Josua Alexander, Hendra Marjuki,
Ryan Baihaqi, Jeffry Tampubolon, Sabam, Jolly Calm, Dhanne, Rolandy, Rio
Karnawan, Rahmad Nauli, Januar Sasmitra, Dennie Pohan yang selalu ada
untuk membantu penulis dalam banyak hal, serta banyak memotivasi penulis
sehingga mampu menyelesaian penelitian ini.
9.
Seluruh mahasiswa Teknik Industri Ekstensi USU 2011 dan 2012.
10. Segenap Pegawai Jurusan Teknik Industri: Bang Nurman, Bang Mijo, Kak Dina,
Kak Ani, Bang Ridho, Kak Rahma, Bang Kumis dan Kak Mia atas bantuan dan
tenaga yang telah diberikan dalam memperlancar penyelesaian Tugas Sarjana ini.
Terima kasih dan rasa syukur terbesar kepada Tuhan yang telah menghadirkan
orang-orang yang luar biasa di hidup penulis.
Medan,
Januari 2015
Penulis,
Muhammad Reza Sitompul
ABSTRAK
CV. Sigma Block adalah sebuah perusahaan yang bergerak dalam memproduksi
paving block, dimana terdapat beberapa masalah pada produk yang dihasilkan. Kecacatan
yang terdapat pada produk paving block berupa retak dan pecah.Hal yang sangat penting
untuk diperhatikan dalam proses pembuatan paving block adalah komposisi bahan baku
dari paving tersebut, oleh sebab itu untuk menghindari produk yang cacat maka perlu
dilakukan penelitian mengenai faktor-faktor yang mempengaruhi kualitas paving block
dan interaksi faktor-faktor tersebut untuk meminimumkan produk cacat serta
mengidentifikasi faktor yang paling berpengaruh terhadap jumlah produk cacat.
Penelitian untuk menentukan komposisi paving block dapat dilakukan dengan metode
desain eksperimen taguchi dan untuk menganalisis kualitas produk digunakan metode
Failure Mode and Effect Analysis (FMEA). Dalam eksperimen ini digunakan bahan
alternatif berupa cangkang kelapa sawit sebagai pengganti batu kerikil kacang. Cangkang
kelapa sawit merupakan limbah yang belum dimanfaatkan secara optimal oleh
masyarakat dan hanya dimanfaatkan sebagian kecil kebutuhan saja, misalnya sebagai
bahan untuk membuat arang. Jenis kelapa sawit yang digunakan adalah jenis tenera yang
banyak digunakan oleh industri kelapa sawit. Melalui metode FMEA diketahui jenis
kerusakan yang terjadi pada paving block adalah terjadi keretakan yang disebabkan oleh
komposisi adonan kurang baik, masalah saat pencetakan, dan benturan ketika penjemuran
yang memiliki nilai Risk Priority Number (RPN) beturut-turut sebesar 210, 42 dan
80.Hasil dari penelitian ini adalah peningkatan kualitas paving block dari metode taguchi
dan eksperimen konfirmasi ditandai dengan meningkatnya kuat tekan berdasarkan nilai
rata-rata (µ) dan variabilitasnya (SNR). Kuat tekan rata-rata (µ) paving block meningkat
dari 282,3467≤289,4542 ≤ 296,5617 pada eksperimen taguchi menjadi 290,8732
≤300,17 ≤ 309,4668 pada eksperimen konfirmasi. Sedangkan variabilitas (SNR)
meningkat dari 48,9294 ≤49,1413 ≤ 49,3531 pada eksperimen taguchi menjadi 49,2632 ≤
49,5474 ≤ 49,8316. Komposisi optimal dari pasir : semen : cangkang : abu batu yang
menghasilkan kuat tekan terbaik berdasarkan respon faktor dan SNR berturut-turut adalah
1800 g : 650 g : 250 g : 210 g. Dan faktor yang paling berpengaruh terhadap kuat tekan
paving block adalah komposisi cangkang.
Kata kunci: Taguchi, FMEA, Desain Eksperimen, Paving Block
DAFTAR ISI
BAB
HALAMAN
LEMBAR JUDUL
LEMBAR PENGESAHAN
KATA PENGANTAR.............................................................................................. i
UCAPAN TERIMA KASIH .................................................................................. ii
ABSTRAK .............................................................................................................. iv
DAFTAR ISI ........................................................................................................... v
DAFTAR TABEL .................................................................................................. xi
DAFTAR GAMBAR............................................................................................xiii
DAFTAR LAMPIRAN ........................................................................................ xiv
I
PENDAHULUAN .................................................................................................. I-1
1.1. Latar Belakang Masalah .................................................................................. I-1
1.2. Rumusan Masalah ........................................................................................... I-7
1.3. Tujuan Penelitian dan Manfaat Penelitian....................................................... I-7
1.4. Batasan Masalah dan Asumsi .......................................................................... I-8
1.5. Sistematika Penulisan Tugas Akhir................................................................. I-9
DAFTAR ISI (LANJUTAN)
BAB
HALAMAN
II GAMBARAN UMUM PERUSAHAAN ............................................................ II-1
2.1. Sejarah Perusahaan......................................................................................... II-1
2.2. Ruang Lingkup Bidang Usaha ...................................................................... II-1
2.3. Lokasi Perusahaan ......................................................................................... II-2
2.4. Daerah Pemasaran ......................................................................................... II-2
2.5. Proses Produksi ............................................................................................. II-2
2.5.1. Standar Mutu Bahan/Produk............................................................... II-3
2.5.2. Bahan yang Digunakan ....................................................................... II-3
2.5.2.1. Bahan Baku .......................................................................... II-3
2.5.2.2. Bahan Penolong.................................................................... II-4
2.5.3. Uraian Proses Produksi ....................................................................... II-5
2.5.4. Mesin dan Peralatan............................................................................ II-7
2.5.4.1. Mesin Produksi..................................................................... II-7
2.5.5. Utilitas ................................................................................................ II-7
DAFTAR ISI (LANJUTAN)
BAB
HALAMAN
2.5.6. Safety and Fire Protection .................................................................................. II-8
2.6. Struktur Organisasi Perusahaan ..................................................................... II-9
2.6.1. Uraian Tugas dan Tanggung Jawab .................................................. II-10
2.6.2. Jumlah Tenaga Kerja dan Jam Kerja ................................................ II-11
III LANDASAN TEORI ......................................................................................... III-1
3.1. Rekayasa Mutu ..............................................................................................III-1
3.2. Desain Eksperimen .......................................................................................III-2
3.3. Prinsip Dasar Desain Eksperimen.................................................................III-3
3.4. Single-Factor Experiment .............................................................................III-9
3.4.1. Completely Randomized Design ........................................................III-9
3.4.2. Randomize Completely Block Design ..............................................III-11
3.4.3. Balanced Incomplete Block Design (BIBD) ....................................III-12
3.4.4. Latin Square Design ........................................................................III-13
3.5. Multi-factor Factorial Experiments ............................................................III-15
DAFTAR ISI (LANJUTAN)
BAB
HALAMAN
3.5.1. Two-Factor Factorial Experiment...................................................III-15
3.5.2. Three-Factor Factorial Experiment ................................................III-16
3.6.Desain Eksperimen Taguchi ........................................................................III-17
3.6.1. Tahap Perencanaan Eksperimen .......................................................III-18
3.6.2. Tahap Pelaksanaa Eksperimen ........................................................III-26
3.6.3. Tahap Analisa ...................................................................................III-26
3.6.4. Intrepretasi Hasil Eksperimen ..........................................................III-28
3.7. Failure Mode and Effect Analysis (FMEA) ................................................III-32
IV METODOLOGI PENELITIAN ....................................................................... IV-1
4.1. Tempat dan Waktu Penelitian ..................................................................... IV-1
4.2. Jenis Penelitian ............................................................................................. IV-1
4.3. Objek Penelitian ........................................................................................... IV-1
4.4. Variabel Penelitian ....................................................................................... IV-1
4.5. Rancangan Prosedur Penelitian .................................................................... IV-3
4.6. Sumber Data ................................................................................................. IV-4
DAFTAR ISI (LANJUTAN)
BAB
HALAMAN
4.7. Metode Pengumpulan Data .......................................................................... IV-5
4.8. Pengolahan Data........................................................................................... IV-5
4.9.Analisis Pemecahan Masalah ........................................................................ IV-8
4.10.Kesimpulan dan Saran................................................................................. IV-8
V PENGUMPULAN DAN PENGOLAHAN DATA .............................................. V-1
5.1. Pengumpulan Data ......................................................................................... V-1
5.2. Pengolahan Data............................................................................................. V-3
5.2.1. Failure Mode and Effect Analysis (FMEA) ........................................ V-3
5.2.1.1.Penentuan Jenis Kegagalan Potensial ........................................ V-3
5.2.1.2.Penentuan
Dampak/Efek
yang
Ditimbulkan
olehKegagalan ........................................................................ V-3
5.2.1.3.Penentuan Nilai Efek Kegagalan (Severity, S) ........................... V-4
5.2.1.4.Penentuan Nilai Peluang Kegagalan (Occurance, O) ................ V-4
5.2.1.5.Identifikasi
Metode
Peluang
Penanggulangan
Kegagalan....................................................................................... V-5
DAFTAR ISI (LANJUTAN)
BAB
HALAMAN
5.2.1.6.Penentuan Nilai Peluang Kegagalan (Detection, D) .................. V-5
5.2.1.7.Menghitung Nilai RPN (Risk Priority Number) ........................ V-7
5.2.2. Metode Taguchi ................................................................................... V-8
5.2.2.1.Penentuan Variabel Tak Bebas .................................................. V-8
5.2.2.2.Identifikasi Faktor-faktor ........................................................... V-9
5.2.2.3.Perhitungan Jumlah Level ....................................................... V-11
5.2.2.4.Perhitungan Derajad Kebebasan .............................................. V-12
5.2.2.5.Pemilihan Matriks Ortogonal................................................... V-13
5.2.2.6.Penempatan Kolom untuk Faktor
dan Interaksi
ke dalam Matriks Ortogonal ................................................. V-15
5.2.2.7.Tahap Pelaksanaan Eksperimen ............................................... V-16
5.2.2.8.Perhitungan Efek Faktor Utama............................................... V-17
5.2.2.8.1. Perhitungan
Pengaruh Nilai Level dan
Faktor ....................................................................... V-17
5.2.2.8.2. Perhitungan Efek Faktor dari Rasio S/N ................... V-19
DAFTAR ISI (LANJUTAN)
BAB
HALAMAN
5.2.2.9.Analisis Varians ....................................................................... V-21
5.2.2.9.1. Analisis Varians Rata-rata ......................................... V-22
5.2.2.9.2. Analisis VariansSignal to Noise Ratio
(SNR) ...................................................................... V-26
5.2.2.10.Strategi Pooling Up ............................................................... V-31
5.2.2.10.1. Strategi Pooling UpRata-rata................................... V-31
5.2.2.10.1. Strategi Pooling UpSignal to Noise
Ratio (SNR) .......................................................... V-34
5.2.2.11.Perhitungan Interval Kepercayaan ......................................... V-36
5.2.2.11.1. Perhitungan
Interval
Kepercayaan
Rata-rata ................................................................ V-36
5.2.2.11.1. Perhitungan Interval Kepercayaan SNR .................. V-38
5.2.2.12.Eksperimen Konfirmasi ......................................................... V-39
DAFTAR ISI (LANJUTAN)
BAB
HALAMAN
VI ANALISIS PEMECAHAN MASALAH ...............................................VI-1
6.2. Analisis Failure Mode and Effect Analysis (FMEA) ................................... VI-1
6.1. AnalisisPerencanaan dan Pelaksanaan Metode Taguchi .............................. VI-1
6.1.1. Analisis Perhitungan Pengaruh Nilai Level dan Faktor.................... VI-2
6.1.2. Analisa Perhitungan Analisis Varians .............................................. VI-2
6.1.3. Analisis Perhitungan Eksperimen Konfirmasi.................................. VI-3
VII KESIMPULAN DAN SARAN ........................................................................VII-1
7.1. Kesimpulan ................................................................................................ VII-1
7.2. Saran ........................................................................................................... VII-2
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
DAFTAR TABEL
TABEL
HALAMAN
1.1. Nilai Komposisi Standar untuk Pembuatan Paving Block ................................... I-3
2.1. Jumlah Karyawan CV. Sigma Block ................................................................. II-13
3.1. Desain Latin Square 5 x 5 ................................................................................III-14
3.2. Two-factor factorial experiment .......................................................................III-15
3.3. Matriks Ortogonal Standar dengan 2 Level......................................................III-22
3.4. Matriks Ortogonal L8(27) ..................................................................................III-22
3.5. Matriks Ortogonal L4(23) ..................................................................................III-23
3.6. Analisis Orthogonal ArrayL8(27) .....................................................................III-24
3.7. Penentuan Nilai Severity...................................................................................III-35
3.8. Occurrence dalam FMEA Process ...................................................................III-36
3.9. Detection dalam FMEA Process ......................................................................III-37
5.1. Identifikasi metode Penanggulangan Kegagalan................................................. V-5
5.2. Penilaian Detection.............................................................................................. V-6
5.3. FMEA Terhadap Proses dengan Nilai RPN ........................................................ V-8
5.4. Faktor yang Di-identifikasi ................................................................................ V-10
DAFTAR TABEL (LANJUTAN)
TABEL
HALAMAN
5.5. Faktor Kontrol Pada Proses Produksi Pembuatan Paving block ......................... V-11
5.6. Jumlah level dan Nilai Level Faktor ................................................................... V-12
5.7. Perhitungan Derajad Kebebasan......................................................................... V-13
5.8. Matriks Ortogonal Standar dengan 2 Level....................................................... V-13
5.9. Matriks Ortogonal L8(27) ................................................................................... V-14
5.10. Matriks Ortogonal L8(27) ................................................................................. V-15
5.11. Data Hasil Percobaan Terhadap Kualitas Paving block .................................. V-16
5.12. Hasil Perhitungan Nilai Rata-Rata Setiap Kondisi Eksperimen ...................... V-18
5.13. Tabel Respon dari Pengaruh Faktor ................................................................ V-19
5.14. Signal to Noise Ratio ....................................................................................... V-21
5.15. Peringkat dan Selisih Faktor dan Interaksi Signal to Noise............................. V-21
5.16. Analisis Varians Rata-rata ............................................................................... V-26
5.17. Analisis Varians SNR...................................................................................... V-30
5.18. Analisis Varians Akhir Rata-rata..................................................................... V-33
5.19. Analisis Varians Akhir SNR ........................................................................... V-36
5.20. Faktor dan Level Eksperimen Konfirmasi ...................................................... V-39
5.21. Hasil Eksperimen Konfirmasi ......................................................................... V-39
5.22. Interpretasi Hasil Perhitungan Kuat Tekan Paving Block ............................... V-41
DAFTAR GAMBAR
GAMBAR
HALAMAN
2.1.Urutan Proses Produksi Paving BlockCV. Sigma Block ................................. II-6
2.2.Struktur Organisasi CV. Sigma Block .......................................................... II-10
3.1.Grafik linier L4(23) .......................................................................................III-25
3.2.Grafik linier L8(27) .......................................................................................III-25
4.1.Kerangka Konseptual Penelitian ................................................................... IV-3
4.2.Block Diagram Penelitian ............................................................................. IV-4
4.3.Blok Diagram Pengolahan data dengan metode FMEA ............................... IV-6
4.4. Block Diagram Pengolahan data dengan Metode Taguchi .......................... IV-7
5.1. Urutan Proses Produksi Paving Block CV Sigma Block ............................... V-2
5.2.Flowchart Proses Pembuatan Paving Block.................................................... V-9
5.3.Fishbone Diagram Proses Pembuatan Paving Block .................................... V-10
5.4.Grafik linier L8(27) ........................................................................................ V-15
DAFTAR LAMPIRAN
LAMPIRAN
HALAMAN
1.
Tugas dan Tanggung Jawab ..............................................................
L-1
2.
Data Pengujian Kokoh Tekan Paving Block .....................................
L-2
3.
Tabel F untuk α = 0,05 .....................................................................
L-3
4.
Surat Permohonan Riset Tugas Sarjana ..................................................
L-4
5.
Surat Pemberian Izin Riset Tugas Sarjana ..............................................
L-5
6.
Surat Keputusan Tentang Tugas Sarjana Mahasiswa .............................
L-6
7.
Surat Perpanjangan Masa Berlaku Surat Keputusan Tentang Tugas
Sarjana Mahasiswa .................................................................................
L-7
8.
Surat Permohonan Tugas Sarjana ...........................................................
L-8
9.
Formulir Penetapan Tugas Sarjana .........................................................
L-9
10. Lembar Asistensi ....................................................................................
L-10
11. Lembar Usulan Perbaikan Seminar Tugas Sarjana.................................
L-11
DAN FAILURE MODE AND EFFECT ANALYSIS (FMEA) UNTUK
MENENTUKAN KOMPOSISI PAVING BLOCK BERBAHAN
ALTERNATIF CANGKANG KELAPA SAWIT
TUGAS SARJANA
Diajukan untuk Memenuhi Sebagian dari
Syarat-syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
Oleh:
MUHAMMAD REZA SITOMPUL
NIM. 110423011
P R O G R AM PE ND I DI K A N S A RJ A N A E K S T E N S I
DEPARTEMEN TEKNIK INDUSTRI
F A K U L T A S
T E K N I K
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2015
`
KATA PENGANTAR
Segala puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan yang Maha Esa karena
atas berkat dan karuniaNya sehingga penulis memperoleh pengetahuan, kesehatan dan
kesempatan untuk bisa menyelesaikan tugas sarjana ini.
Tugas sarjana merupakan salah satu dari kurikulum dan salah satu syarat khusus
untuk menyelesaikan Tugas Akhir diDepartemen Teknik Industri, Fakultas Teknik,
Universitas Sumatera Utara.Tugas sarjanayang berjudul “Penggunaan Desain Eksperimen
dengan Metode Taguchi dan Failure Mode and Effect Analysis (FMEA) untuk
Menentukan Komposisi Paving Block Berbahan Alteratif Cangkang Kelapa Sawit”.
Walaupun penulis sudah berusaha semaksimal mungkin, namun penulis juga
menyadari kemungkinan terdapat kekurangan. Oleh karena itu, penulis sangat
mengharapkan saran dan kritik untuk menyempurnakan tugas sarjana ini.
Akhir kata penulis mengharapkan tugas sarjana ini bermanfaat bagi
siapapun yang membacanya.
Medan, Mei 2015
Penulis
Muhammad Reza Sitompul
UCAPAN TERIMA KASIH
Dalam penulisan laporan ini, penulis telah banyak mendapat bimbingan,
dukungan dan bantuan dari berbagai pihak, baik secara langsung maupun tidak langsung.
Untuk dukungan dan bantuan yang luar biasa, pada kesempatan kali ini penulis ingin
beterima kasih kepada pihak dan nama-nama dibawah ini.
1.
Kedua orangtua penulis Ayahanda Drs. Burhanuddin Sitompul, MA dan
Ibunda Dra. Rasimah Purba, MA serta adik-adik Rizky Nurhidayah Sitompul,
Dian Hanis Mawarni Sitompul, Desi Anggraini Sitompul dan Nazly Putri
Andini Sitompul yang tidak henti mendukungpenulis baik moril, materil,
serta memberi motivasi terbesar bagipenulis hingga akhirnya mampu
menyelesaikan laporan tugas akhir ini.
2.
Dosen Pembimbing Bapak Ir. Abadi Ginting, MSIE yang telah menyediakan
waktunya untuk membimbing dan mengajarkan banyak ilmu serta banyak
memotivasi penulis dalam melakukan penelitian dan pengerjaan laporan tugas
akhir ini.
3.
Ibu Ir. Khawarita Siregar, MT. selaku Ketua Departemen Teknik Industri,
Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
4.
Bapak Ir. Ukurta Tarigan, MT. selaku Sekretaris Departemen Teknik Industri,
Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
5.
Ibu Ir. Rosnani Ginting, MT.dan Bapak Ir. Mangara M. Tambunan, M.Sc
selaku koordinator Tugas Akhir yang telah memberikan bimbingan dan
arahan dalam pengajuan judul Tugas Sarjana.
6.
Pimpinan CV Sigma Block, Bapak Petrus Barus dan segenap karyawan CV
Sigma Block yang membantu penulis dalam pelaksanaan penelitian.
7.
Teman-teman terdekat penulis dalam Genk Hoax: Hakim Hidayat, Raja
Meliala, Dede Nurdiansyah, Galih Tohari, Nurul Faradhilla, dan Khairunissa
Lubis yang selalu memberi mitovasi, inspirasi dan semangat kepada penulis
dalam mengerjakan tulisan ini.
8.
Teman-teman dekat seperjuangan penulis di Teknik Industri maupun Teknik
Kimia:Niko Juniarto, Mhd. Syafii, Adrian Akbar, Nalendro Kertiyoso, Ardini
Atilla, Christy Nella, Taufik Pratama, Josua Alexander, Hendra Marjuki,
Ryan Baihaqi, Jeffry Tampubolon, Sabam, Jolly Calm, Dhanne, Rolandy, Rio
Karnawan, Rahmad Nauli, Januar Sasmitra, Dennie Pohan yang selalu ada
untuk membantu penulis dalam banyak hal, serta banyak memotivasi penulis
sehingga mampu menyelesaian penelitian ini.
9.
Seluruh mahasiswa Teknik Industri Ekstensi USU 2011 dan 2012.
10. Segenap Pegawai Jurusan Teknik Industri: Bang Nurman, Bang Mijo, Kak Dina,
Kak Ani, Bang Ridho, Kak Rahma, Bang Kumis dan Kak Mia atas bantuan dan
tenaga yang telah diberikan dalam memperlancar penyelesaian Tugas Sarjana ini.
Terima kasih dan rasa syukur terbesar kepada Tuhan yang telah menghadirkan
orang-orang yang luar biasa di hidup penulis.
Medan,
Januari 2015
Penulis,
Muhammad Reza Sitompul
ABSTRAK
CV. Sigma Block adalah sebuah perusahaan yang bergerak dalam memproduksi
paving block, dimana terdapat beberapa masalah pada produk yang dihasilkan. Kecacatan
yang terdapat pada produk paving block berupa retak dan pecah.Hal yang sangat penting
untuk diperhatikan dalam proses pembuatan paving block adalah komposisi bahan baku
dari paving tersebut, oleh sebab itu untuk menghindari produk yang cacat maka perlu
dilakukan penelitian mengenai faktor-faktor yang mempengaruhi kualitas paving block
dan interaksi faktor-faktor tersebut untuk meminimumkan produk cacat serta
mengidentifikasi faktor yang paling berpengaruh terhadap jumlah produk cacat.
Penelitian untuk menentukan komposisi paving block dapat dilakukan dengan metode
desain eksperimen taguchi dan untuk menganalisis kualitas produk digunakan metode
Failure Mode and Effect Analysis (FMEA). Dalam eksperimen ini digunakan bahan
alternatif berupa cangkang kelapa sawit sebagai pengganti batu kerikil kacang. Cangkang
kelapa sawit merupakan limbah yang belum dimanfaatkan secara optimal oleh
masyarakat dan hanya dimanfaatkan sebagian kecil kebutuhan saja, misalnya sebagai
bahan untuk membuat arang. Jenis kelapa sawit yang digunakan adalah jenis tenera yang
banyak digunakan oleh industri kelapa sawit. Melalui metode FMEA diketahui jenis
kerusakan yang terjadi pada paving block adalah terjadi keretakan yang disebabkan oleh
komposisi adonan kurang baik, masalah saat pencetakan, dan benturan ketika penjemuran
yang memiliki nilai Risk Priority Number (RPN) beturut-turut sebesar 210, 42 dan
80.Hasil dari penelitian ini adalah peningkatan kualitas paving block dari metode taguchi
dan eksperimen konfirmasi ditandai dengan meningkatnya kuat tekan berdasarkan nilai
rata-rata (µ) dan variabilitasnya (SNR). Kuat tekan rata-rata (µ) paving block meningkat
dari 282,3467≤289,4542 ≤ 296,5617 pada eksperimen taguchi menjadi 290,8732
≤300,17 ≤ 309,4668 pada eksperimen konfirmasi. Sedangkan variabilitas (SNR)
meningkat dari 48,9294 ≤49,1413 ≤ 49,3531 pada eksperimen taguchi menjadi 49,2632 ≤
49,5474 ≤ 49,8316. Komposisi optimal dari pasir : semen : cangkang : abu batu yang
menghasilkan kuat tekan terbaik berdasarkan respon faktor dan SNR berturut-turut adalah
1800 g : 650 g : 250 g : 210 g. Dan faktor yang paling berpengaruh terhadap kuat tekan
paving block adalah komposisi cangkang.
Kata kunci: Taguchi, FMEA, Desain Eksperimen, Paving Block
DAFTAR ISI
BAB
HALAMAN
LEMBAR JUDUL
LEMBAR PENGESAHAN
KATA PENGANTAR.............................................................................................. i
UCAPAN TERIMA KASIH .................................................................................. ii
ABSTRAK .............................................................................................................. iv
DAFTAR ISI ........................................................................................................... v
DAFTAR TABEL .................................................................................................. xi
DAFTAR GAMBAR............................................................................................xiii
DAFTAR LAMPIRAN ........................................................................................ xiv
I
PENDAHULUAN .................................................................................................. I-1
1.1. Latar Belakang Masalah .................................................................................. I-1
1.2. Rumusan Masalah ........................................................................................... I-7
1.3. Tujuan Penelitian dan Manfaat Penelitian....................................................... I-7
1.4. Batasan Masalah dan Asumsi .......................................................................... I-8
1.5. Sistematika Penulisan Tugas Akhir................................................................. I-9
DAFTAR ISI (LANJUTAN)
BAB
HALAMAN
II GAMBARAN UMUM PERUSAHAAN ............................................................ II-1
2.1. Sejarah Perusahaan......................................................................................... II-1
2.2. Ruang Lingkup Bidang Usaha ...................................................................... II-1
2.3. Lokasi Perusahaan ......................................................................................... II-2
2.4. Daerah Pemasaran ......................................................................................... II-2
2.5. Proses Produksi ............................................................................................. II-2
2.5.1. Standar Mutu Bahan/Produk............................................................... II-3
2.5.2. Bahan yang Digunakan ....................................................................... II-3
2.5.2.1. Bahan Baku .......................................................................... II-3
2.5.2.2. Bahan Penolong.................................................................... II-4
2.5.3. Uraian Proses Produksi ....................................................................... II-5
2.5.4. Mesin dan Peralatan............................................................................ II-7
2.5.4.1. Mesin Produksi..................................................................... II-7
2.5.5. Utilitas ................................................................................................ II-7
DAFTAR ISI (LANJUTAN)
BAB
HALAMAN
2.5.6. Safety and Fire Protection .................................................................................. II-8
2.6. Struktur Organisasi Perusahaan ..................................................................... II-9
2.6.1. Uraian Tugas dan Tanggung Jawab .................................................. II-10
2.6.2. Jumlah Tenaga Kerja dan Jam Kerja ................................................ II-11
III LANDASAN TEORI ......................................................................................... III-1
3.1. Rekayasa Mutu ..............................................................................................III-1
3.2. Desain Eksperimen .......................................................................................III-2
3.3. Prinsip Dasar Desain Eksperimen.................................................................III-3
3.4. Single-Factor Experiment .............................................................................III-9
3.4.1. Completely Randomized Design ........................................................III-9
3.4.2. Randomize Completely Block Design ..............................................III-11
3.4.3. Balanced Incomplete Block Design (BIBD) ....................................III-12
3.4.4. Latin Square Design ........................................................................III-13
3.5. Multi-factor Factorial Experiments ............................................................III-15
DAFTAR ISI (LANJUTAN)
BAB
HALAMAN
3.5.1. Two-Factor Factorial Experiment...................................................III-15
3.5.2. Three-Factor Factorial Experiment ................................................III-16
3.6.Desain Eksperimen Taguchi ........................................................................III-17
3.6.1. Tahap Perencanaan Eksperimen .......................................................III-18
3.6.2. Tahap Pelaksanaa Eksperimen ........................................................III-26
3.6.3. Tahap Analisa ...................................................................................III-26
3.6.4. Intrepretasi Hasil Eksperimen ..........................................................III-28
3.7. Failure Mode and Effect Analysis (FMEA) ................................................III-32
IV METODOLOGI PENELITIAN ....................................................................... IV-1
4.1. Tempat dan Waktu Penelitian ..................................................................... IV-1
4.2. Jenis Penelitian ............................................................................................. IV-1
4.3. Objek Penelitian ........................................................................................... IV-1
4.4. Variabel Penelitian ....................................................................................... IV-1
4.5. Rancangan Prosedur Penelitian .................................................................... IV-3
4.6. Sumber Data ................................................................................................. IV-4
DAFTAR ISI (LANJUTAN)
BAB
HALAMAN
4.7. Metode Pengumpulan Data .......................................................................... IV-5
4.8. Pengolahan Data........................................................................................... IV-5
4.9.Analisis Pemecahan Masalah ........................................................................ IV-8
4.10.Kesimpulan dan Saran................................................................................. IV-8
V PENGUMPULAN DAN PENGOLAHAN DATA .............................................. V-1
5.1. Pengumpulan Data ......................................................................................... V-1
5.2. Pengolahan Data............................................................................................. V-3
5.2.1. Failure Mode and Effect Analysis (FMEA) ........................................ V-3
5.2.1.1.Penentuan Jenis Kegagalan Potensial ........................................ V-3
5.2.1.2.Penentuan
Dampak/Efek
yang
Ditimbulkan
olehKegagalan ........................................................................ V-3
5.2.1.3.Penentuan Nilai Efek Kegagalan (Severity, S) ........................... V-4
5.2.1.4.Penentuan Nilai Peluang Kegagalan (Occurance, O) ................ V-4
5.2.1.5.Identifikasi
Metode
Peluang
Penanggulangan
Kegagalan....................................................................................... V-5
DAFTAR ISI (LANJUTAN)
BAB
HALAMAN
5.2.1.6.Penentuan Nilai Peluang Kegagalan (Detection, D) .................. V-5
5.2.1.7.Menghitung Nilai RPN (Risk Priority Number) ........................ V-7
5.2.2. Metode Taguchi ................................................................................... V-8
5.2.2.1.Penentuan Variabel Tak Bebas .................................................. V-8
5.2.2.2.Identifikasi Faktor-faktor ........................................................... V-9
5.2.2.3.Perhitungan Jumlah Level ....................................................... V-11
5.2.2.4.Perhitungan Derajad Kebebasan .............................................. V-12
5.2.2.5.Pemilihan Matriks Ortogonal................................................... V-13
5.2.2.6.Penempatan Kolom untuk Faktor
dan Interaksi
ke dalam Matriks Ortogonal ................................................. V-15
5.2.2.7.Tahap Pelaksanaan Eksperimen ............................................... V-16
5.2.2.8.Perhitungan Efek Faktor Utama............................................... V-17
5.2.2.8.1. Perhitungan
Pengaruh Nilai Level dan
Faktor ....................................................................... V-17
5.2.2.8.2. Perhitungan Efek Faktor dari Rasio S/N ................... V-19
DAFTAR ISI (LANJUTAN)
BAB
HALAMAN
5.2.2.9.Analisis Varians ....................................................................... V-21
5.2.2.9.1. Analisis Varians Rata-rata ......................................... V-22
5.2.2.9.2. Analisis VariansSignal to Noise Ratio
(SNR) ...................................................................... V-26
5.2.2.10.Strategi Pooling Up ............................................................... V-31
5.2.2.10.1. Strategi Pooling UpRata-rata................................... V-31
5.2.2.10.1. Strategi Pooling UpSignal to Noise
Ratio (SNR) .......................................................... V-34
5.2.2.11.Perhitungan Interval Kepercayaan ......................................... V-36
5.2.2.11.1. Perhitungan
Interval
Kepercayaan
Rata-rata ................................................................ V-36
5.2.2.11.1. Perhitungan Interval Kepercayaan SNR .................. V-38
5.2.2.12.Eksperimen Konfirmasi ......................................................... V-39
DAFTAR ISI (LANJUTAN)
BAB
HALAMAN
VI ANALISIS PEMECAHAN MASALAH ...............................................VI-1
6.2. Analisis Failure Mode and Effect Analysis (FMEA) ................................... VI-1
6.1. AnalisisPerencanaan dan Pelaksanaan Metode Taguchi .............................. VI-1
6.1.1. Analisis Perhitungan Pengaruh Nilai Level dan Faktor.................... VI-2
6.1.2. Analisa Perhitungan Analisis Varians .............................................. VI-2
6.1.3. Analisis Perhitungan Eksperimen Konfirmasi.................................. VI-3
VII KESIMPULAN DAN SARAN ........................................................................VII-1
7.1. Kesimpulan ................................................................................................ VII-1
7.2. Saran ........................................................................................................... VII-2
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
DAFTAR TABEL
TABEL
HALAMAN
1.1. Nilai Komposisi Standar untuk Pembuatan Paving Block ................................... I-3
2.1. Jumlah Karyawan CV. Sigma Block ................................................................. II-13
3.1. Desain Latin Square 5 x 5 ................................................................................III-14
3.2. Two-factor factorial experiment .......................................................................III-15
3.3. Matriks Ortogonal Standar dengan 2 Level......................................................III-22
3.4. Matriks Ortogonal L8(27) ..................................................................................III-22
3.5. Matriks Ortogonal L4(23) ..................................................................................III-23
3.6. Analisis Orthogonal ArrayL8(27) .....................................................................III-24
3.7. Penentuan Nilai Severity...................................................................................III-35
3.8. Occurrence dalam FMEA Process ...................................................................III-36
3.9. Detection dalam FMEA Process ......................................................................III-37
5.1. Identifikasi metode Penanggulangan Kegagalan................................................. V-5
5.2. Penilaian Detection.............................................................................................. V-6
5.3. FMEA Terhadap Proses dengan Nilai RPN ........................................................ V-8
5.4. Faktor yang Di-identifikasi ................................................................................ V-10
DAFTAR TABEL (LANJUTAN)
TABEL
HALAMAN
5.5. Faktor Kontrol Pada Proses Produksi Pembuatan Paving block ......................... V-11
5.6. Jumlah level dan Nilai Level Faktor ................................................................... V-12
5.7. Perhitungan Derajad Kebebasan......................................................................... V-13
5.8. Matriks Ortogonal Standar dengan 2 Level....................................................... V-13
5.9. Matriks Ortogonal L8(27) ................................................................................... V-14
5.10. Matriks Ortogonal L8(27) ................................................................................. V-15
5.11. Data Hasil Percobaan Terhadap Kualitas Paving block .................................. V-16
5.12. Hasil Perhitungan Nilai Rata-Rata Setiap Kondisi Eksperimen ...................... V-18
5.13. Tabel Respon dari Pengaruh Faktor ................................................................ V-19
5.14. Signal to Noise Ratio ....................................................................................... V-21
5.15. Peringkat dan Selisih Faktor dan Interaksi Signal to Noise............................. V-21
5.16. Analisis Varians Rata-rata ............................................................................... V-26
5.17. Analisis Varians SNR...................................................................................... V-30
5.18. Analisis Varians Akhir Rata-rata..................................................................... V-33
5.19. Analisis Varians Akhir SNR ........................................................................... V-36
5.20. Faktor dan Level Eksperimen Konfirmasi ...................................................... V-39
5.21. Hasil Eksperimen Konfirmasi ......................................................................... V-39
5.22. Interpretasi Hasil Perhitungan Kuat Tekan Paving Block ............................... V-41
DAFTAR GAMBAR
GAMBAR
HALAMAN
2.1.Urutan Proses Produksi Paving BlockCV. Sigma Block ................................. II-6
2.2.Struktur Organisasi CV. Sigma Block .......................................................... II-10
3.1.Grafik linier L4(23) .......................................................................................III-25
3.2.Grafik linier L8(27) .......................................................................................III-25
4.1.Kerangka Konseptual Penelitian ................................................................... IV-3
4.2.Block Diagram Penelitian ............................................................................. IV-4
4.3.Blok Diagram Pengolahan data dengan metode FMEA ............................... IV-6
4.4. Block Diagram Pengolahan data dengan Metode Taguchi .......................... IV-7
5.1. Urutan Proses Produksi Paving Block CV Sigma Block ............................... V-2
5.2.Flowchart Proses Pembuatan Paving Block.................................................... V-9
5.3.Fishbone Diagram Proses Pembuatan Paving Block .................................... V-10
5.4.Grafik linier L8(27) ........................................................................................ V-15
DAFTAR LAMPIRAN
LAMPIRAN
HALAMAN
1.
Tugas dan Tanggung Jawab ..............................................................
L-1
2.
Data Pengujian Kokoh Tekan Paving Block .....................................
L-2
3.
Tabel F untuk α = 0,05 .....................................................................
L-3
4.
Surat Permohonan Riset Tugas Sarjana ..................................................
L-4
5.
Surat Pemberian Izin Riset Tugas Sarjana ..............................................
L-5
6.
Surat Keputusan Tentang Tugas Sarjana Mahasiswa .............................
L-6
7.
Surat Perpanjangan Masa Berlaku Surat Keputusan Tentang Tugas
Sarjana Mahasiswa .................................................................................
L-7
8.
Surat Permohonan Tugas Sarjana ...........................................................
L-8
9.
Formulir Penetapan Tugas Sarjana .........................................................
L-9
10. Lembar Asistensi ....................................................................................
L-10
11. Lembar Usulan Perbaikan Seminar Tugas Sarjana.................................
L-11