Analisis Keseimbangan Lintasan Produksi dengan Menggunakan Theory of Constraints (TOC) dan Algoritma Tabu Search di PT. Cipta Baja Raya
BAB I
PENDAHULUAN
1.1.
Latar Belakang
Peningkatan daya saing industri membuat perusahaan perlu berusaha
untuk meningkatkan kinerjanya. Perencanaan produksi menentukan ukuran
kemampuan perusahaan
dalam penyediaan
produk. Namun, perusahaan
manufaktur sering berhadapan dengan adanya perbedaan keseimbangan lintasan
produksi. Lintasan produksi sendiri merupakan gabungan dari beberapa stasiun
kerja (work centre). Jika salah satu dari beberapa stasiun kerja memiliki waktu
siklus dibawah waktu siklus yang ideal, maka dapat dipastikan akan terjadi
kondisi menganggur dalam proses produksi, sedangkan waktu siklus terbesar
menjadi bottleneck.
PT. Cipta Baja Raya berlokasi di Jalan Pertahanan No. 96 Patumbak, Deli
Serdang, Provinsi Sumatera Utara. PT. Cipta Baja Raya merupakan salah satu
perusahaan yang bergerak di bidang foundry (pengecoran logam besi dan baja).
PT. Cipta Baja Raya bersifat make to order (MTO), yaitu produk dibuat
berdasarkan pesanan dari konsumen. Perusahaan ini memproduksi berbagai spare
part industri dengan jenis produk yang dihasilkan adalah grey cast irons (contoh:
gears dan coupling), ductile irons (contoh: pulley dan mangle stands), low alloy
steels (contoh: bollard dan bucket), dan carbon steels (contoh: roda lorry dan
press cage). Data permintaan selama setahun mulai April 2015-Maret 2016 dapat
dilihat pada Tabel 1.1.
Universitas Sumatera Utara
Tabel 1.1. Data Permintaan April 2015-Maret 2016
Bulan
April
Mei
Juni
Juli
Agustus
September
Oktober
November
Desember
Januari
Februari
Maret
Gears
(unit)
180
185
180
180
182
185
180
180
186
185
185
185
Coupling
(unit)
160
160
165
165
165
170
170
173
178
182
186
188
Pulley
(unit)
120
120
120
124
124
110
118
120
118
118
121
125
Mangle Bollard
Stands
(unit)
(unit)
164
150
158
156
156
160
161
160
160
164
160
176
158
176
156
176
159
176
159
180
160
180
165
180
Bucket
(unit)
110
116
112
112
112
126
119
120
110
114
119
115
Roda
Lorry
(unit)
194
195
190
205
206
190
198
200
205
205
205
205
Press
Cage
(unit)
100
106
105
110
110
102
105
110
110
120
130
125
Berdasarkan tabel diatas dapat dilihat bahwa jumlah permintaan pada
produk roda lorry merupakan yang terbesar. Sehingga produk roda lorry
merupakan jenis produk yang akan diteliti dalam penelitian ini. Berikut produk
roda lorry dapat dilihat pada Gambar 1.1. berikut.
Gambar 1.1. Roda Lorry
Berikut adalah waktu siklus setiap elemen kegiatan dalam memproduksi
roda lorry, seperti tertera pada Tabel 1.2.
Tabel 1.2. Data Waktu Siklus Setiap Elemen Kegiatan Produksi
No.
1
2
3
4
Proses
Pembuatan drag atas
Pembuatan mal atas roda lorry
Pembuatan drag bawah
Pembuatan mal bawah roda lorry
Waktu Siklus
(detik)
283
302
540
486
Universitas Sumatera Utara
Tabel 1.2. Data Waktu Siklus Setiap Elemen Kegiatan Produksi
(Lanjutan)
No.
Proses
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
Penyatuan drag atas dengan mal atas
Penyatuan drag bawah dengan mal bawah
Penyatuan drag atas dan drag bawah menjadi drag roda lorry
Pengeringan pasir
Pengayakan pasir
Penuangan pasir ke dalam drag
Pengerasan cetakan pasir
Peleburan besi-besi tua
Penuangan baja ke dalam ladle
Penuangan leburan baja dari ladle ke dalam cetakan pasir
Pengeringan hasil leburan
Pembersihan pasir
Penghalusan roda lorry
Pengujian heat treatment
Proses pelubangan roda lorry
Pembubutan roda lorry
Pengecatan roda lorry
Packaging
Waktu Siklus
(detik)
175
149
286
600
379
342
153
2101
212
350
711
480
689
512
479
378
260
63
Tabel 1.2. menunjukkan perbedaan waktu produksi, hal tersebut dapat
menyebabkan ketidakseimbangan lintasan produksi dan perbedaan jumlah
produksi yang mengakibatkan bottleneck dan work in process. Ilustrasi lintasan
produksi roda lorry dapat dilihat pada Gambar 1.2.
Gambar 1.2. Lintasan Produksi Pembuatan Roda Lorry
Universitas Sumatera Utara
Berdasarkan Gambar 1.2. terdapat bottleneck pada elemen kegiatan 17
(penghalusan roda lorry), 18 (pengujian heat treatment), dan 19 (proses
pelubangan roda lorry). Jumlah output harian berkisar antara 210 unit roda lorry,
dengan rata-rata harian penumpukan work in process tertera pada Tabel 1.3.
Tabel 1.3. Data Perusahaan Produk WIP Harian
No.
Elemen Kegiatan
17. Penghalusan roda lorry
18. Pengujian heat treatment
19. Proses pelubangan roda lorry
Jumlah WIP/Hari
(Unit/hari)
8
5
6
Penelitian yang dilakukan Shamuvel V. Padit pada industri makanan
menujukkan terdapat masalah pada keseimbangan lintasan produksi1. Peneliti
tersebut melakukan penerapan Theory of Constaint (TOC) dan menghasilkan
penurunan rata-rata work in process, meningkatkan persentase waktu kerja, dan
mengurangi lembur. Penelitian lain dilakukan Hotna Marina Sitorus dengan
mengembangkan model penyeimbangan lintasan menggunakan metode heusristik
Tabu Search dengan inisial awal menggunakan metode Rank Positional Weight
(RPW) 2. Hasil penelitiannya menunjukkan bahwa penggunaan metode Tabu
Search menghasilkan efesiensi lebih besar.
Pada penelitian ini akan dilakukan penyeimbangan lintasan produksi
menggunakan Theory Of Constraints (TOC) dan Algoritma Tabu Search agar
lintasan produksi menjadi lebih efisien.
1
Shamuvel.V.Pandit.,“Application Of Theory Of Constraints On Scheduling Of Drum-Buffer-Rope
System”, (Kolhapur: Department of Engineering. KIT’S College of Engineering,2013)
2
Hotna Marina Sitorus,” Penerapan Algoritma Tabu Search Pada Permasalahan Lintasan
Keseimbangan Bentuk U dan I dengan Waktu Proses Stokastik”,(Bandung: Industrial Engineering.
Universitas Katolik Parahyangan,2014).
Universitas Sumatera Utara
1.2.
Perumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang yang telah dipaparkan, bahwa terjadi
ketidakseimbangan waktu proses pada setiap stasiun kerja yang mengakibatkan
terjadi bottleneck dan work in process di beberapa elemen kegiatan. Keadaan ini
bila tidak diperbaiki dapat menimbulkan kerugian bagi perusahaan.
1.3.
Tujuan Penelitian
Tujuan umum dari penelitian ini adalah mengidentifikasi stasiun kerja
bottleneck untuk mendapatkan rancangan lintasan yang efisien dari proses
produksi. Tujuan khusus dari penelitian ini adalah:
a. Mengukur efisiensi lintasan aktual.
b. Menerapkan metode Theory Of Constraints untuk mengidentifikasi bottleneck.
c. Mendapatkan rancangan lintasan yang efisien dengan metode heuristik tabu
search
d. Membandingkan kondisi awal lintasan dengan usulan yang terpilih
1.4.
Manfaat Penelitian
Manfaat yang diperoleh dalam penelitian ini adalah sebagai berikut:
1.
Bagi Mahasiswa
a. Meningkatkan kompetensi mahasiswa dalam mengaplikasikan terori yang
diperoleh selama kuliah.
b. Menambah wawasan dan pengetahuan dalam mengembangkan pola pikir
yang lebih cerdas dan cermat pada bidang kerja nyata.
Universitas Sumatera Utara
c. Mendapat kesempatan untuk dapat memecahkan masalah yang dihadapi
oleh perusahaan.
2.
Bagi Perusahaan
Hasil penelitian dapat dijadikan sebagai suatu bahan pertimbangan dalam
memperkirakan kendala-kendala yang terjadi pada lantai produksi sehingga
perusahaan dapat mengatasi setiap kendala yang terjadi dan target dalam
peningkatan kapasitas produksi dapat terlaksana.
1.5.
Batasan Masalah dan Asumsi
Pembatasan masalah dalam penelitian ini adalah:
1. Lintasan produksi yang diteliti adalah produksi roda lorry.
2. Metode yang digunakan adalah lima prinsip dasar perbaikan TOC untuk
mengoptimalkan stasiun kerja bottleneck.
3. Data historis permintaan konsumen digunakan data dari April 2015 – Maret
2016.
4. Penelitian tidak membahas masalah biaya.
Asumsi-asumsi yang digunakan dalam penelitian ini adalah:
1.
Tidak terjadi penambahan
jumlah
sumber daya selama penelitian
berlangsung.
2.
Semua mesin maupun peralatan yang digunakan pada proses produksi tidak
mengalami kerusakan selama penelitian berlangsung.
3.
Metode kerja tidak mengalami perubahan selama penelitian berlangsung dan
sudah sesuai SOP.
Universitas Sumatera Utara
1.6.
Sistematika Penulisan Laporan
Sistematika penulisan laporan dari tugas sarjana akan disajikan dalam
beberapa bab sebagai berikut:
Bab I pendahuluan, menguraikan latar belakang permasalahan yang
mendasari dilakukannya penelitian, perumusan permasalahan, tujuan dan manfaat
penelitian, batasan dan asumsi yang digunakan dalam penelitian serta sistematika
penulisan laporan penelitian.
Bab II Gambaran Umum Perusahaan, menguraikan sejarah singkat dari
PT. Cipta Baja Raya, ruang lingkup bidang usaha, visi dan misi, lokasi
perusahaan, daerah pemasaran, serta organisasi dan manajemen.
Bab III Landasan Teori, berisi tinjauan pustaka yang berisi teori-teori yang
mendukung pemecahan permasalahan penelitian. Teori yang digunakan
berhubungan line balancing, pengukuran waktu, theory of constraints, tabu
search, dan uji kenormalan data.
Bab IV Metodologi Penelitian, menjelaskan langkah-langkah yang
dilakukan dalam penelitian seperti penentuan lokasi penelitian, jenis penelitian,
objek penelitian, variabel penelitian, kerangka konseptual penelitian, blok
diagram prosedur penelitian, pengumpulan data, metode pengolahan data, analisis
pemecahan masalah, serta kesimpulan dan saran.
Bab V Pengumpulan dan Pengolahan Data, memuat data ketersediaan jam
kerja dari April 2015-Maret 2016, data elemen kerja proses produksi roda lorry,
data waktu siklus proses produksi roda lorry, precedence diagram proses produksi
roda lorry, waktu perpindahan, data waktu delay, waktu menunggu, waktu set-up,
Universitas Sumatera Utara
data rating factor, allowance, data kapasitas harian, dan target produksi. Datadata tersebut diolah untuk memperoleh hasil pengujian keseragaman data,
kecukupan data dan penerapan lima langkah theory of constraints (identifikasi
kendala, mengeksploitasi kendala, menentukan perbaikan yang dilakukan
berdasarkan kondisi yang ada, melakukan perbaikan dengan solusi line balancing,
dan pengulangan langkah kedua sampai keempat untuk mendapatkan solusi yang
lebih baik).
Bab VI Analisis Pemecahan Masalah, yang memaparkan analisis terhadap
penyebab bottleneck, dan membandingkan kondisis aktual dengan usulan untuk
mengetahui seberapa baik usulan yang diberikan untuk perusahaan.
Bab VII Kesimpulan dan Saran, berisi kesimpulan yang diperoleh dari
hasil pemecahan masalah, serta saran-saran yang bermanfaat bagi perusahaan dan
pengembangan penelitian selanjutnya.
Universitas Sumatera Utara
PENDAHULUAN
1.1.
Latar Belakang
Peningkatan daya saing industri membuat perusahaan perlu berusaha
untuk meningkatkan kinerjanya. Perencanaan produksi menentukan ukuran
kemampuan perusahaan
dalam penyediaan
produk. Namun, perusahaan
manufaktur sering berhadapan dengan adanya perbedaan keseimbangan lintasan
produksi. Lintasan produksi sendiri merupakan gabungan dari beberapa stasiun
kerja (work centre). Jika salah satu dari beberapa stasiun kerja memiliki waktu
siklus dibawah waktu siklus yang ideal, maka dapat dipastikan akan terjadi
kondisi menganggur dalam proses produksi, sedangkan waktu siklus terbesar
menjadi bottleneck.
PT. Cipta Baja Raya berlokasi di Jalan Pertahanan No. 96 Patumbak, Deli
Serdang, Provinsi Sumatera Utara. PT. Cipta Baja Raya merupakan salah satu
perusahaan yang bergerak di bidang foundry (pengecoran logam besi dan baja).
PT. Cipta Baja Raya bersifat make to order (MTO), yaitu produk dibuat
berdasarkan pesanan dari konsumen. Perusahaan ini memproduksi berbagai spare
part industri dengan jenis produk yang dihasilkan adalah grey cast irons (contoh:
gears dan coupling), ductile irons (contoh: pulley dan mangle stands), low alloy
steels (contoh: bollard dan bucket), dan carbon steels (contoh: roda lorry dan
press cage). Data permintaan selama setahun mulai April 2015-Maret 2016 dapat
dilihat pada Tabel 1.1.
Universitas Sumatera Utara
Tabel 1.1. Data Permintaan April 2015-Maret 2016
Bulan
April
Mei
Juni
Juli
Agustus
September
Oktober
November
Desember
Januari
Februari
Maret
Gears
(unit)
180
185
180
180
182
185
180
180
186
185
185
185
Coupling
(unit)
160
160
165
165
165
170
170
173
178
182
186
188
Pulley
(unit)
120
120
120
124
124
110
118
120
118
118
121
125
Mangle Bollard
Stands
(unit)
(unit)
164
150
158
156
156
160
161
160
160
164
160
176
158
176
156
176
159
176
159
180
160
180
165
180
Bucket
(unit)
110
116
112
112
112
126
119
120
110
114
119
115
Roda
Lorry
(unit)
194
195
190
205
206
190
198
200
205
205
205
205
Press
Cage
(unit)
100
106
105
110
110
102
105
110
110
120
130
125
Berdasarkan tabel diatas dapat dilihat bahwa jumlah permintaan pada
produk roda lorry merupakan yang terbesar. Sehingga produk roda lorry
merupakan jenis produk yang akan diteliti dalam penelitian ini. Berikut produk
roda lorry dapat dilihat pada Gambar 1.1. berikut.
Gambar 1.1. Roda Lorry
Berikut adalah waktu siklus setiap elemen kegiatan dalam memproduksi
roda lorry, seperti tertera pada Tabel 1.2.
Tabel 1.2. Data Waktu Siklus Setiap Elemen Kegiatan Produksi
No.
1
2
3
4
Proses
Pembuatan drag atas
Pembuatan mal atas roda lorry
Pembuatan drag bawah
Pembuatan mal bawah roda lorry
Waktu Siklus
(detik)
283
302
540
486
Universitas Sumatera Utara
Tabel 1.2. Data Waktu Siklus Setiap Elemen Kegiatan Produksi
(Lanjutan)
No.
Proses
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
Penyatuan drag atas dengan mal atas
Penyatuan drag bawah dengan mal bawah
Penyatuan drag atas dan drag bawah menjadi drag roda lorry
Pengeringan pasir
Pengayakan pasir
Penuangan pasir ke dalam drag
Pengerasan cetakan pasir
Peleburan besi-besi tua
Penuangan baja ke dalam ladle
Penuangan leburan baja dari ladle ke dalam cetakan pasir
Pengeringan hasil leburan
Pembersihan pasir
Penghalusan roda lorry
Pengujian heat treatment
Proses pelubangan roda lorry
Pembubutan roda lorry
Pengecatan roda lorry
Packaging
Waktu Siklus
(detik)
175
149
286
600
379
342
153
2101
212
350
711
480
689
512
479
378
260
63
Tabel 1.2. menunjukkan perbedaan waktu produksi, hal tersebut dapat
menyebabkan ketidakseimbangan lintasan produksi dan perbedaan jumlah
produksi yang mengakibatkan bottleneck dan work in process. Ilustrasi lintasan
produksi roda lorry dapat dilihat pada Gambar 1.2.
Gambar 1.2. Lintasan Produksi Pembuatan Roda Lorry
Universitas Sumatera Utara
Berdasarkan Gambar 1.2. terdapat bottleneck pada elemen kegiatan 17
(penghalusan roda lorry), 18 (pengujian heat treatment), dan 19 (proses
pelubangan roda lorry). Jumlah output harian berkisar antara 210 unit roda lorry,
dengan rata-rata harian penumpukan work in process tertera pada Tabel 1.3.
Tabel 1.3. Data Perusahaan Produk WIP Harian
No.
Elemen Kegiatan
17. Penghalusan roda lorry
18. Pengujian heat treatment
19. Proses pelubangan roda lorry
Jumlah WIP/Hari
(Unit/hari)
8
5
6
Penelitian yang dilakukan Shamuvel V. Padit pada industri makanan
menujukkan terdapat masalah pada keseimbangan lintasan produksi1. Peneliti
tersebut melakukan penerapan Theory of Constaint (TOC) dan menghasilkan
penurunan rata-rata work in process, meningkatkan persentase waktu kerja, dan
mengurangi lembur. Penelitian lain dilakukan Hotna Marina Sitorus dengan
mengembangkan model penyeimbangan lintasan menggunakan metode heusristik
Tabu Search dengan inisial awal menggunakan metode Rank Positional Weight
(RPW) 2. Hasil penelitiannya menunjukkan bahwa penggunaan metode Tabu
Search menghasilkan efesiensi lebih besar.
Pada penelitian ini akan dilakukan penyeimbangan lintasan produksi
menggunakan Theory Of Constraints (TOC) dan Algoritma Tabu Search agar
lintasan produksi menjadi lebih efisien.
1
Shamuvel.V.Pandit.,“Application Of Theory Of Constraints On Scheduling Of Drum-Buffer-Rope
System”, (Kolhapur: Department of Engineering. KIT’S College of Engineering,2013)
2
Hotna Marina Sitorus,” Penerapan Algoritma Tabu Search Pada Permasalahan Lintasan
Keseimbangan Bentuk U dan I dengan Waktu Proses Stokastik”,(Bandung: Industrial Engineering.
Universitas Katolik Parahyangan,2014).
Universitas Sumatera Utara
1.2.
Perumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang yang telah dipaparkan, bahwa terjadi
ketidakseimbangan waktu proses pada setiap stasiun kerja yang mengakibatkan
terjadi bottleneck dan work in process di beberapa elemen kegiatan. Keadaan ini
bila tidak diperbaiki dapat menimbulkan kerugian bagi perusahaan.
1.3.
Tujuan Penelitian
Tujuan umum dari penelitian ini adalah mengidentifikasi stasiun kerja
bottleneck untuk mendapatkan rancangan lintasan yang efisien dari proses
produksi. Tujuan khusus dari penelitian ini adalah:
a. Mengukur efisiensi lintasan aktual.
b. Menerapkan metode Theory Of Constraints untuk mengidentifikasi bottleneck.
c. Mendapatkan rancangan lintasan yang efisien dengan metode heuristik tabu
search
d. Membandingkan kondisi awal lintasan dengan usulan yang terpilih
1.4.
Manfaat Penelitian
Manfaat yang diperoleh dalam penelitian ini adalah sebagai berikut:
1.
Bagi Mahasiswa
a. Meningkatkan kompetensi mahasiswa dalam mengaplikasikan terori yang
diperoleh selama kuliah.
b. Menambah wawasan dan pengetahuan dalam mengembangkan pola pikir
yang lebih cerdas dan cermat pada bidang kerja nyata.
Universitas Sumatera Utara
c. Mendapat kesempatan untuk dapat memecahkan masalah yang dihadapi
oleh perusahaan.
2.
Bagi Perusahaan
Hasil penelitian dapat dijadikan sebagai suatu bahan pertimbangan dalam
memperkirakan kendala-kendala yang terjadi pada lantai produksi sehingga
perusahaan dapat mengatasi setiap kendala yang terjadi dan target dalam
peningkatan kapasitas produksi dapat terlaksana.
1.5.
Batasan Masalah dan Asumsi
Pembatasan masalah dalam penelitian ini adalah:
1. Lintasan produksi yang diteliti adalah produksi roda lorry.
2. Metode yang digunakan adalah lima prinsip dasar perbaikan TOC untuk
mengoptimalkan stasiun kerja bottleneck.
3. Data historis permintaan konsumen digunakan data dari April 2015 – Maret
2016.
4. Penelitian tidak membahas masalah biaya.
Asumsi-asumsi yang digunakan dalam penelitian ini adalah:
1.
Tidak terjadi penambahan
jumlah
sumber daya selama penelitian
berlangsung.
2.
Semua mesin maupun peralatan yang digunakan pada proses produksi tidak
mengalami kerusakan selama penelitian berlangsung.
3.
Metode kerja tidak mengalami perubahan selama penelitian berlangsung dan
sudah sesuai SOP.
Universitas Sumatera Utara
1.6.
Sistematika Penulisan Laporan
Sistematika penulisan laporan dari tugas sarjana akan disajikan dalam
beberapa bab sebagai berikut:
Bab I pendahuluan, menguraikan latar belakang permasalahan yang
mendasari dilakukannya penelitian, perumusan permasalahan, tujuan dan manfaat
penelitian, batasan dan asumsi yang digunakan dalam penelitian serta sistematika
penulisan laporan penelitian.
Bab II Gambaran Umum Perusahaan, menguraikan sejarah singkat dari
PT. Cipta Baja Raya, ruang lingkup bidang usaha, visi dan misi, lokasi
perusahaan, daerah pemasaran, serta organisasi dan manajemen.
Bab III Landasan Teori, berisi tinjauan pustaka yang berisi teori-teori yang
mendukung pemecahan permasalahan penelitian. Teori yang digunakan
berhubungan line balancing, pengukuran waktu, theory of constraints, tabu
search, dan uji kenormalan data.
Bab IV Metodologi Penelitian, menjelaskan langkah-langkah yang
dilakukan dalam penelitian seperti penentuan lokasi penelitian, jenis penelitian,
objek penelitian, variabel penelitian, kerangka konseptual penelitian, blok
diagram prosedur penelitian, pengumpulan data, metode pengolahan data, analisis
pemecahan masalah, serta kesimpulan dan saran.
Bab V Pengumpulan dan Pengolahan Data, memuat data ketersediaan jam
kerja dari April 2015-Maret 2016, data elemen kerja proses produksi roda lorry,
data waktu siklus proses produksi roda lorry, precedence diagram proses produksi
roda lorry, waktu perpindahan, data waktu delay, waktu menunggu, waktu set-up,
Universitas Sumatera Utara
data rating factor, allowance, data kapasitas harian, dan target produksi. Datadata tersebut diolah untuk memperoleh hasil pengujian keseragaman data,
kecukupan data dan penerapan lima langkah theory of constraints (identifikasi
kendala, mengeksploitasi kendala, menentukan perbaikan yang dilakukan
berdasarkan kondisi yang ada, melakukan perbaikan dengan solusi line balancing,
dan pengulangan langkah kedua sampai keempat untuk mendapatkan solusi yang
lebih baik).
Bab VI Analisis Pemecahan Masalah, yang memaparkan analisis terhadap
penyebab bottleneck, dan membandingkan kondisis aktual dengan usulan untuk
mengetahui seberapa baik usulan yang diberikan untuk perusahaan.
Bab VII Kesimpulan dan Saran, berisi kesimpulan yang diperoleh dari
hasil pemecahan masalah, serta saran-saran yang bermanfaat bagi perusahaan dan
pengembangan penelitian selanjutnya.
Universitas Sumatera Utara