Multivariate Statistical Process Control dalam Produksi Pulp pada PT. Toba Pulp Lestari Sumatera Utara
1
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
Statistical Process Control (SPC) merupakan bagian dari statistik yang dapat
dipakai untuk memonitor, mengendalikan dan menganalisis proses suatu produksi
dengan menggunakan metode - metode statistik. SPC dibagi mejadi 2 bagian
berdasarkan variabelnya yaitu Univariate Statistical Process Control dan
Multivariate Statistical Process Control. Salah satu alat yang digunakan dalam
SPC adalah dengan Control Chart (diagram kontrol) atau disebut juga grafik
pengendali.
Pulp adalah hasil pemisahan serat dari bahan kayu (kayu maupun non
kayu) berserat melalui berbagai proses pembuatannya. Pulp digunakan sebagai
bahan baku dalam industri kertas dan tekstil. Pulp itu sendiri dapat diartikan
sebagai suatu material/bahan yang bersifat halus dan lembab yang terdiri dari
bahan serat kayu. Tampilannya dapat berupa benda setengah cair dan hingga
setengah padat dan padat (tergantung seberapa banyak kandungan air/zat di dalam
nya). Ketika berbentuk sebagai benda cair, pulp menyerupai “bubur” oleh karena
itu pulp juga disebut sebagai bubur kayu. Pulp diolah dari berbagai proses yang
mengaplikasikan teknologi mesin, kimia dan manusia. Meningkatnya kebutuhan
masyarakat terhadap sejumlah produk barang seperti kertas dan juga pakaian serta
pelengkap busana,
mendorong tumbuhnya berbagai kegiatan industri yang
memproduksi barang tersebut untuk memenuhi kebutuhan masyarakat.
Setiap perusahaan pasti menginginkan suatu produk yang dihasilkan
berada dalam kualitas yang baik sehingga konsumen merasa puas karena kualitas
merupakan faktor utama dalam keputusan konsumen memilih suatu produk.
Secara umum kualitas adalah suatu kondisi yang memenuhi standar yang telah
ditetapkan. Definisi kualitas berbasiskan pengguna adalah kesesuaian terhadap
kegunaan yang diinginkan oleh pengguna. Defini kualitas berbasiskan Produsen
adalah kesesuaian terhadap spesifikasi yang telah ditentukan oleh produsen.
Universitas Sumatera Utara
2
Kualitas produk yang baik merupakan suatu hal yang penting bagi perusahaan
agar memperoleh daya saing produk di pasaran. Kemampuan bersaing yang tinggi
menentukan perusahaan dapat bertahan dalam persaingan di pasaran.
Salah satu masalah utama dalam proses manufaktur sekarang ini adalah
bahwa beberapa perusahaan menggunakan pengendali kualitas sederhana
menemukan produk yang cacat atau tidak sesuai dengan spesifikasi perusahaan
setelah proses produksi selesai. Hal ini disebut juga sebagai detection model atau
model deteksi kualitas. Tetapi, model ini tidak benar-benar memperoleh kualitas
yang diinginkan, walaupun sistem ini dapat menemukan produk yang memiliki
kualitas yang benar – benar rendah. Model deteksi bergantung pada sekumpulan
pemeriksa untuk menguji produk pada proses yang bervariasi dari keseluruhan
proses produksi dan menangkap kesalahan atau error. Metode pengendali kualitas
seperti ini menghabiskan banyak biaya dan sangat tidak memadai mengingat
banyaknya jumlah uang, waktu dan material produksi yang dihabiskan dan
terbuang untuk produk yang tidak dapat dijual di pasaran atau yang tidak
memenuhi standar kualitas. Inspeksi tidak akan menemukan semua produk cacat
dan dengan demikian akan meningkatkan jumlah material yang terbuang karena
telah digunakan untuk membuat produk yang bahkan tidak dapat dijual ke pasaran
karena memiliki kualitas di bawah standar. Produk cacat yang tidak dapat
dideteksi oleh pemeriksa akan dijual ke pasaran dengan resiko rusaknya reputasi
produk dan perusahaan yang memproduksinya dan resiko dibatalkannya pesanan
produk oleh konsumen yang kecewa.
Salah satu tindakan yang dapat dilakukan untuk menjaga agar kualitas
sesuai dengan spesifikasi konsumen adalah pengontrolan proses produksi. Di
dalam proses produksi pasti pernah didapatkan variabilitas dalam proses.
Variabilitas ini dapat terjadi karena berbagai hal seperti peralatan serta bahan
baku yang tidak sesuai serta operator yang tidak memadai serta beberapa sebab
yang lain. Untuk itu diperlukan suatu metode pengontrolan proses produksi yang
tepat untuk meningkatkan kualitas dan meminimalisir tingkat variabilitas dalam
proses produksi agar mencegah terjadinya masalah yaitu menghindari produk
yang tidak sesuai dengan karakteristik kualitas perusahaan tersebut seperti produk
cacat.
Universitas Sumatera Utara
3
SPC lebih mengarah ke prevention model atau model pencegahan, yang
akan menggantikan sistem deteksi. Statistik digunakan untuk meningkatkan suatu
proses secara sistematis, sehingga produksi dari material yang di bawah standar
kualitas akan dicegah. Kondisi di mana persentase produk cacat akan bertambah
jika proses produksi tidak ditingkatkan. Pada dasarnya, model pencegahan akan
mengurangi atau bahkan meniadakan pemborosan yang harus ditanggung oleh
model deteksi. Jika cacat pada produk sudah ditemukan pada awal proses
produksi, perbaiki proses sehingga cacat produk bisa diperbaiki pada proses
berikutnya. Model ini memantau proses sehingga penyesuaian yang dibutuhkan
dapat dilakukan sebelum kualitas produk menurun.
PT. Toba Pulp Lestari adalah suatu industri penghasil pulp atau lazim
disebut bubur kertas. PT. Toba Pulp Lestari merupakan salah satu perusahaan
dengan bahan baku Eucalyptus yang digunakan untuk bahan baku kertas dan
bahan baku serat rayon. Pabrik ini merupakan salah satu industri strategis
penghasil devisa di antara 5.935 unit pabrik sejenis yang terdapat di dunia dengan
kapasitas produksi terpasang 210.459 ton pulp per tahun. Dari jumlah tersebut di
atas, 5.258 unit terdapat di Asia.
Lokasi pabrik ini terletak di Desa Sosor ladang, Kecamatan Permaksian,
Kabupaten Toba Samosir, Sumatera Utara. Kegiatan produksi pulp secara
komersial dimulai pada tahun 1989, di mana produksi sekitar 70% diekspor ke
mancanegara, sisanya untuk kebutuhan pasar domestik. Oleh karena itu,
penelitian ini dilakukan untuk memonitor proses produksi sehingga diketahui
hasil produksi yang tidak terkontrol dengan menggunakan diagram kontrol pada
proses produksi PT. Toba Pulp Lestari.
1.2
Rumusan Masalah
Permasalahan yang akan dibahas adalah masih banyaknya produk pulp yang
dihasilkan tidak sesuai dengan spesifikasi PT. Toba Pulp Lestari Sumatera Utara
oleh sebab itu perlu digunakan metode Multivariate Statistical Process Control
dengan diagram kontrol T2 Hotelling sehingga produk yang dihasilkan dapat
memenuhi spesifikasi perusahaan.
Universitas Sumatera Utara
4
1.3
Batasan Masalah
Adapun batasan masalah dalam penelitian ini adalah :
1. Data yang digunakan sebagai sampel adalah data pada PT. Toba Pulp
Lestari Sumatera Utara.
2. Karakteristik kualitas yang diteliti dibatasi hanya untuk karakteristik
kualitas yang berlaku di perusahaan, karakteristik kualitas atau variabel
yang
akan
diteliti
adalah
VISCOSITY(Cuam),
VISCOSITY,
BRIGHTNESS, SOLUBILITY IN 10% NaOH [S10], SOLUBILITY IN
18% NaOH [S18], ALPHA CELLULOSE, ASH CONTENT, CALCIUM
As Ca, IRON As Fe, DCM EXTRACTIVES.
3. Penelitian dilakukan pada produk akhir yaitu produk pada tahapan proses
terakhir produksi.
4. Data yang diolah adalah data selama satu bulan yaitu data pada bulan
Desember tahun 2015.
1.4
Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian ini adalah mencegah terjadinya produk pulp yang tidak sesuai
dengan spesifikasi PT. Toba Pulp Lestari Sumatera Utara dengan menggunakan
metode Multivariate Statistical Process Control dengan diagram kontrol T2
Hotelling sehingga produk yang dihasilkan sesuai spesifikasi perusahaan.
1.5
Manfaat Penelitian
Manfaat dari penelitian ini adalah dapat memberikan suatu informasi kepada PT.
Toba Pulp Lestari Sumatera Utara mengenai kondisi proses produksi sehingga
diketahui apakah proses produksi berada dalam kondisi terkendali atau masih ada
beberapa hal yang menunjukkan adanya ketidakterkendalian dalam proses
produksi.
Universitas Sumatera Utara
5
1.6
Metodologi Penelitian
Penelitian ini disusun dengan langkah – langkah sebagai berikut:
a. Mengumpulkan data atau bahan referensi yang berkaitan dengan
Multivariate Statistical Process Control.
b. Menentukan lokasi dan waktu penelitian.
c. Mengumpulkan data sekunder. Data sekunder merupakan metode
penggunaan bahan dokumen, karena dalam hal ini peneliti tidak secara
langsung mengambil data sendiri tetapi meneliti dan memanfaatkan data
atau dokumen yang dihasilkan pihak-pihak lain. Dalam hal ini, data yang
digunakan adalah data yang bersumber pada Data PT. Toba Pulp Lestari
Sumatera Utara.
d. Mengolah dan menganalisis data.
1. Data yang digunakan merupakan karakteristik yang diukur secara
sebenarnya pada perusahaan, karakteristik kualitas atau variabel
yang akan diteliti adalah VISCOSITY(Cuam), VISCOSITY,
BRIGHTNESS,
SOLUBILITY
IN
10%
NaOH[S10],
SOLUBILITY IN 18% NaOH[S18], ALPHA CELLULOSE, ASH
CONTENT,
CALCIUM
As
Ca,
IRON
As
Fe,
DCM
EXTRACTIVES.
2. Melakukan uji distribusi normal multivariat data. Pengujian
distribusi normal multivariat dilakukan dengan menggunakan
metode q-q plot.
3. Menentukan rata – rata sampel dari setiap karakteristik mutu
sampel.
4. Menentukan varians – kovariansi sampel.
5. Menghitung nilai T2 untuk masing – masing sampel.
6. Menghitung batas atas diagram kontrol.
7. Membuat digram kontrol T2Hotelling.
e. Membuat kesimpulan.
Universitas Sumatera Utara
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
Statistical Process Control (SPC) merupakan bagian dari statistik yang dapat
dipakai untuk memonitor, mengendalikan dan menganalisis proses suatu produksi
dengan menggunakan metode - metode statistik. SPC dibagi mejadi 2 bagian
berdasarkan variabelnya yaitu Univariate Statistical Process Control dan
Multivariate Statistical Process Control. Salah satu alat yang digunakan dalam
SPC adalah dengan Control Chart (diagram kontrol) atau disebut juga grafik
pengendali.
Pulp adalah hasil pemisahan serat dari bahan kayu (kayu maupun non
kayu) berserat melalui berbagai proses pembuatannya. Pulp digunakan sebagai
bahan baku dalam industri kertas dan tekstil. Pulp itu sendiri dapat diartikan
sebagai suatu material/bahan yang bersifat halus dan lembab yang terdiri dari
bahan serat kayu. Tampilannya dapat berupa benda setengah cair dan hingga
setengah padat dan padat (tergantung seberapa banyak kandungan air/zat di dalam
nya). Ketika berbentuk sebagai benda cair, pulp menyerupai “bubur” oleh karena
itu pulp juga disebut sebagai bubur kayu. Pulp diolah dari berbagai proses yang
mengaplikasikan teknologi mesin, kimia dan manusia. Meningkatnya kebutuhan
masyarakat terhadap sejumlah produk barang seperti kertas dan juga pakaian serta
pelengkap busana,
mendorong tumbuhnya berbagai kegiatan industri yang
memproduksi barang tersebut untuk memenuhi kebutuhan masyarakat.
Setiap perusahaan pasti menginginkan suatu produk yang dihasilkan
berada dalam kualitas yang baik sehingga konsumen merasa puas karena kualitas
merupakan faktor utama dalam keputusan konsumen memilih suatu produk.
Secara umum kualitas adalah suatu kondisi yang memenuhi standar yang telah
ditetapkan. Definisi kualitas berbasiskan pengguna adalah kesesuaian terhadap
kegunaan yang diinginkan oleh pengguna. Defini kualitas berbasiskan Produsen
adalah kesesuaian terhadap spesifikasi yang telah ditentukan oleh produsen.
Universitas Sumatera Utara
2
Kualitas produk yang baik merupakan suatu hal yang penting bagi perusahaan
agar memperoleh daya saing produk di pasaran. Kemampuan bersaing yang tinggi
menentukan perusahaan dapat bertahan dalam persaingan di pasaran.
Salah satu masalah utama dalam proses manufaktur sekarang ini adalah
bahwa beberapa perusahaan menggunakan pengendali kualitas sederhana
menemukan produk yang cacat atau tidak sesuai dengan spesifikasi perusahaan
setelah proses produksi selesai. Hal ini disebut juga sebagai detection model atau
model deteksi kualitas. Tetapi, model ini tidak benar-benar memperoleh kualitas
yang diinginkan, walaupun sistem ini dapat menemukan produk yang memiliki
kualitas yang benar – benar rendah. Model deteksi bergantung pada sekumpulan
pemeriksa untuk menguji produk pada proses yang bervariasi dari keseluruhan
proses produksi dan menangkap kesalahan atau error. Metode pengendali kualitas
seperti ini menghabiskan banyak biaya dan sangat tidak memadai mengingat
banyaknya jumlah uang, waktu dan material produksi yang dihabiskan dan
terbuang untuk produk yang tidak dapat dijual di pasaran atau yang tidak
memenuhi standar kualitas. Inspeksi tidak akan menemukan semua produk cacat
dan dengan demikian akan meningkatkan jumlah material yang terbuang karena
telah digunakan untuk membuat produk yang bahkan tidak dapat dijual ke pasaran
karena memiliki kualitas di bawah standar. Produk cacat yang tidak dapat
dideteksi oleh pemeriksa akan dijual ke pasaran dengan resiko rusaknya reputasi
produk dan perusahaan yang memproduksinya dan resiko dibatalkannya pesanan
produk oleh konsumen yang kecewa.
Salah satu tindakan yang dapat dilakukan untuk menjaga agar kualitas
sesuai dengan spesifikasi konsumen adalah pengontrolan proses produksi. Di
dalam proses produksi pasti pernah didapatkan variabilitas dalam proses.
Variabilitas ini dapat terjadi karena berbagai hal seperti peralatan serta bahan
baku yang tidak sesuai serta operator yang tidak memadai serta beberapa sebab
yang lain. Untuk itu diperlukan suatu metode pengontrolan proses produksi yang
tepat untuk meningkatkan kualitas dan meminimalisir tingkat variabilitas dalam
proses produksi agar mencegah terjadinya masalah yaitu menghindari produk
yang tidak sesuai dengan karakteristik kualitas perusahaan tersebut seperti produk
cacat.
Universitas Sumatera Utara
3
SPC lebih mengarah ke prevention model atau model pencegahan, yang
akan menggantikan sistem deteksi. Statistik digunakan untuk meningkatkan suatu
proses secara sistematis, sehingga produksi dari material yang di bawah standar
kualitas akan dicegah. Kondisi di mana persentase produk cacat akan bertambah
jika proses produksi tidak ditingkatkan. Pada dasarnya, model pencegahan akan
mengurangi atau bahkan meniadakan pemborosan yang harus ditanggung oleh
model deteksi. Jika cacat pada produk sudah ditemukan pada awal proses
produksi, perbaiki proses sehingga cacat produk bisa diperbaiki pada proses
berikutnya. Model ini memantau proses sehingga penyesuaian yang dibutuhkan
dapat dilakukan sebelum kualitas produk menurun.
PT. Toba Pulp Lestari adalah suatu industri penghasil pulp atau lazim
disebut bubur kertas. PT. Toba Pulp Lestari merupakan salah satu perusahaan
dengan bahan baku Eucalyptus yang digunakan untuk bahan baku kertas dan
bahan baku serat rayon. Pabrik ini merupakan salah satu industri strategis
penghasil devisa di antara 5.935 unit pabrik sejenis yang terdapat di dunia dengan
kapasitas produksi terpasang 210.459 ton pulp per tahun. Dari jumlah tersebut di
atas, 5.258 unit terdapat di Asia.
Lokasi pabrik ini terletak di Desa Sosor ladang, Kecamatan Permaksian,
Kabupaten Toba Samosir, Sumatera Utara. Kegiatan produksi pulp secara
komersial dimulai pada tahun 1989, di mana produksi sekitar 70% diekspor ke
mancanegara, sisanya untuk kebutuhan pasar domestik. Oleh karena itu,
penelitian ini dilakukan untuk memonitor proses produksi sehingga diketahui
hasil produksi yang tidak terkontrol dengan menggunakan diagram kontrol pada
proses produksi PT. Toba Pulp Lestari.
1.2
Rumusan Masalah
Permasalahan yang akan dibahas adalah masih banyaknya produk pulp yang
dihasilkan tidak sesuai dengan spesifikasi PT. Toba Pulp Lestari Sumatera Utara
oleh sebab itu perlu digunakan metode Multivariate Statistical Process Control
dengan diagram kontrol T2 Hotelling sehingga produk yang dihasilkan dapat
memenuhi spesifikasi perusahaan.
Universitas Sumatera Utara
4
1.3
Batasan Masalah
Adapun batasan masalah dalam penelitian ini adalah :
1. Data yang digunakan sebagai sampel adalah data pada PT. Toba Pulp
Lestari Sumatera Utara.
2. Karakteristik kualitas yang diteliti dibatasi hanya untuk karakteristik
kualitas yang berlaku di perusahaan, karakteristik kualitas atau variabel
yang
akan
diteliti
adalah
VISCOSITY(Cuam),
VISCOSITY,
BRIGHTNESS, SOLUBILITY IN 10% NaOH [S10], SOLUBILITY IN
18% NaOH [S18], ALPHA CELLULOSE, ASH CONTENT, CALCIUM
As Ca, IRON As Fe, DCM EXTRACTIVES.
3. Penelitian dilakukan pada produk akhir yaitu produk pada tahapan proses
terakhir produksi.
4. Data yang diolah adalah data selama satu bulan yaitu data pada bulan
Desember tahun 2015.
1.4
Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian ini adalah mencegah terjadinya produk pulp yang tidak sesuai
dengan spesifikasi PT. Toba Pulp Lestari Sumatera Utara dengan menggunakan
metode Multivariate Statistical Process Control dengan diagram kontrol T2
Hotelling sehingga produk yang dihasilkan sesuai spesifikasi perusahaan.
1.5
Manfaat Penelitian
Manfaat dari penelitian ini adalah dapat memberikan suatu informasi kepada PT.
Toba Pulp Lestari Sumatera Utara mengenai kondisi proses produksi sehingga
diketahui apakah proses produksi berada dalam kondisi terkendali atau masih ada
beberapa hal yang menunjukkan adanya ketidakterkendalian dalam proses
produksi.
Universitas Sumatera Utara
5
1.6
Metodologi Penelitian
Penelitian ini disusun dengan langkah – langkah sebagai berikut:
a. Mengumpulkan data atau bahan referensi yang berkaitan dengan
Multivariate Statistical Process Control.
b. Menentukan lokasi dan waktu penelitian.
c. Mengumpulkan data sekunder. Data sekunder merupakan metode
penggunaan bahan dokumen, karena dalam hal ini peneliti tidak secara
langsung mengambil data sendiri tetapi meneliti dan memanfaatkan data
atau dokumen yang dihasilkan pihak-pihak lain. Dalam hal ini, data yang
digunakan adalah data yang bersumber pada Data PT. Toba Pulp Lestari
Sumatera Utara.
d. Mengolah dan menganalisis data.
1. Data yang digunakan merupakan karakteristik yang diukur secara
sebenarnya pada perusahaan, karakteristik kualitas atau variabel
yang akan diteliti adalah VISCOSITY(Cuam), VISCOSITY,
BRIGHTNESS,
SOLUBILITY
IN
10%
NaOH[S10],
SOLUBILITY IN 18% NaOH[S18], ALPHA CELLULOSE, ASH
CONTENT,
CALCIUM
As
Ca,
IRON
As
Fe,
DCM
EXTRACTIVES.
2. Melakukan uji distribusi normal multivariat data. Pengujian
distribusi normal multivariat dilakukan dengan menggunakan
metode q-q plot.
3. Menentukan rata – rata sampel dari setiap karakteristik mutu
sampel.
4. Menentukan varians – kovariansi sampel.
5. Menghitung nilai T2 untuk masing – masing sampel.
6. Menghitung batas atas diagram kontrol.
7. Membuat digram kontrol T2Hotelling.
e. Membuat kesimpulan.
Universitas Sumatera Utara