Pengaruh Substitusi Pasir dengan Abu Vulkanik Gunung Sinabung Terhadap Karakteristik Batako dengan Menggunakan Metode Taguchi dan Fault Tree Analysis

PENGARUH SUBSTITUSI PASIR DENGAN ABU VULKANIK GUNUNG
SINABUNG TERHADAP KARAKTERISTIK BATAKO DENGAN
MENGGUNAKAN METODE TAGUCHI DAN
FAULT TREE ANALYSIS

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

Oleh:
NIKO JUNIARTO LUBIS
NIM. 110423018

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

V-1

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 “Pengaruh
Substitusi Pasir dengan Abu Vulkanik Gunung Sinabung Terhadap Karakteristik
Batako dengan Menggunakan Metode Taguchi dan Fault Tree Analysis”.
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, Juni 2015
Penulis

Niko Juniarto Lubis

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. Arif Chairul Lubisdan Ibunda Dra.
Sri Arni Wahyuwardaniserta kakanda Dr. Pika Novriani Lubisyang 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 dekat penulis yaitupara pemain dota antara lain tyos “tugit”,
syafii anak betawi, reza gembung, rio “opung”, maksum copo, taufik salim,
ryan kiting, bred josua, joekie, teman-teman futsal yang tidak bias disebutkan
satu persatu dan pacar yaitu devi wulandari yang selalu ada untuk membantu
penulis dalam banyak hal, serta banyak memotivasi penulis sehingga mampu
menyelesaian penelitian ini.

8.

Seluruh mahasiswa Teknik Industri Ekstensi USU 2011 dan 2012.

9.

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,

Juni 2015

Penulis,

Niko Juniarto Lubis

ABSTRAK

CV. Sigma Block merupakan perusahaan yang bergerak dalam bidang
produksi bahan bangunan yang dibuat dari campuran semen portland atau bahan

perekat hidrolis sejenisnya, air dan bahan pengisi.Salah satu produk yang
dihasilkan CV. Sigma Block adalah batako.Kecacatan yang terdapat pada produk
batakoberupa patah yang dipengaruhi oleh manusia, mesin, dan material.Untuk
mengidentifikasi faktor yang paling dominan mempengaruhi kualitas batako
digunakan fault tree analysis dan untuk menentukan komposisi batako terbaik
dengan jumlah eksperimen yang mininaldapat dilakukan dengan metode desain
eksperimen taguchi. Untuk meningkatkan kualitas batako maka digunakanlah
alternatif bahan pengganti pasir yaitu abu vulkanik Gunung Sinabung dan
memiliki kesamaan karakteristik dengan semen.Hasil dari penelitian ini adalah
peningkatan kualitas batako yang ditandai dengan meningkatnya kuat tekan
berdasarkan nilai rata-rata meningkat dari 86,974 menjadi 102,099. Sedangkan
variabilitas (SNR) meningkat dari 38,309 menjadi 40,108. Kombinasi level faktor
optimal yang berpengaruh signifikan adalah komposisi pasir 1080 gram dan abu
vulkanik Gunung Sinabung 720 gram pada level 3, komposisi semen 450 gram
pada level 3 dan level faktor air dengan komposisi pada level 2 yaitu 300 mL.
Kata kunci :Batako, Abu Vulkanik Gunung Sinabung , Desain Eksperimen,
Metode Taguchi, Fault Tree Analysis

DAFTAR ISI

BAB

HALAMAN

LEMBAR JUDUL
LEMBAR PENGESAHAN
KATA PENGANTAR .................................................................................. i
UCAPAN TERIMA KASIH ....................................................................... ii
ABSTRAK ................................................................................................... iv
DAFTAR ISI ................................................................................................ v
DAFTAR TABEL ...................................................................................... xii
DAFTAR GAMBAR ................................................................................ xiv
DAFTAR LAMPIRAN.............................................................................. xv

I

PENDAHULUAN ...................................................................................... I-1
1.1. Latar Belakang Masalah .......................................................................I-1
1.2.Perumusan Masalah ...............................................................................I-4
1.3. Tujuan Penelitian dan Manfaat Penelitian ............................................I-5

1.4. Batasan Masalah dan Asumsi ...............................................................I-6
1.5. Sistematika Penulisan Tugas Akhir ......................................................I-6

II LANDASAN TEORI ................................................................................ II-1
2.1. Sejarah Perusahaan ............................................................................. II-1
2.2. Ruang Lingkup Bidang Usaha ........................................................... II-1
2.3. Lokasi Perusahaan ............................................................................. II-2

DAFTAR ISI (LANJUTAN)

BAB

HALAMAN

2.4. Daerah Pemasaran .............................................................................. II-2
2.5. Proses Produksi .................................................................................. II-3
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
2.6. Struktur Organisasi ............................................................................ II-8
2.6.1. Uraian Tugas dan Tanggung Jawab ......................................... II-9
2.6.2. Jumlah Tenaga Kerja dan Jam Kerja ..................................... II-11

III LANDASAN TEORI ............................................................................. III-1
3.1. Batako ................................................................................................ III-1
3.2. Bahan Penyusun Batako .................................................................... III-2
3.2.1. Semen Portland (Portland Cement) ......................................... III-3
3.2.2. Agregat Halus.......................................................................... III-5
3.2.3. Air ........................................................................................... III-7

DAFTAR ISI (LANJUTAN)

BAB

HALAMAN

3.2.4. Abu Vulkanik .......................................................................... III-7

3.3. Desain Eksperimen ............................................................................ III-8
3.4. Single-Factor Experiment................................................................ III-14
3.4.1. Completely Randomized Design ........................................... III-14
3.4.2. Randomize Completely Block Design ................................... III-16
3.4.3. Balanced Incomplete Block Design (BIBD) ......................... III-17
3.4.4. Latin Square Design.............................................................. III-18
3.5. Multi-factor Factorial Experiments................................................. III-19
3.5.1. Two-Factor Factorial Experiment ........................................ III-20
3.5.2. Three-Factor Factorial Experiment ...................................... III-21
3.6. Defenisi Metode Taguchi ................................................................ III-22
3.7. Desain Ekperimen Taguchi ............................................................. III-23
3.7.1. Tahap Perencanaan ................................................................ III-24
3.7.2. Tahap Pelaksanaan ................................................................. III-26
3.7.3.Tahap Analisa ......................................................................... III-27
3.7.4.Interprestasi Hasil Eksperimen ............................................... III-30
3.7.5.Eksperimen Konfirmasi .......................................................... III-32
3.8. Fault Tree Analysis .......................................................................... III-33
3.8.1. Langkah-langkah dalam Pelaksanaan Fault Tree Analysis ... III-34

3.8.2. Konstruksi Fault Tree ............................................................ III-35

DAFTAR ISI (LANJUTAN)

BAB

HALAMAN

IV METODOLOGI PENELITIAN ............................................................IV-1
4.1. Lokasi dan Waktu Penelitian ............................................................ IV-1
4.2. Jenis Penelitian................................................................................... IV-1
4.3. Objek Penelitian ................................................................................. IV-1
4.4. Variabel Penelitian ............................................................................. IV-2
4.5. Kerangka Konseptual ......................................................................... IV-2
4.6. Instrumen Penelitian .......................................................................... IV-3
4.7. Sumber Data....................................................................................... IV-3
4.8. Metode Pengumpulan Data ................................................................ IV-4
4.9.Prosedur Penelitian ............................................................................. IV-4
4.10.MetodePengolahanData .................................................................... IV-6
4.11.Hasil dan Pembahasan ...................................................................... IV-9
4.12.Kesimpulan dan Saran .................................................................... IV-10

V PENGUMPULAN DAN PENGOLAHAN DATA.................................. V-1
5.1. Pengumpulan Data .............................................................................. V-1
5.2. Identifikasi Faktor-faktor .................................................................... V-4
5.3. Fault Tree Analysis (FTA) .................................................................. V-7
5.3.1. Penentuan Puncak Masalah (Top Event) ................................. V-7
5.3.2. Penentuan Ruang Lingkup Fault Tree Analysis ..................... V-8

DAFTAR ISI (LANJUTAN)

BAB

HALAMAN
5.3.3. Penentuan Aturan Dasar untuk Fault Tree Analysis ............... V-8
5.3.4. Pembuatan Fault Tree Analysis .............................................. V-8
5.3.5. Perhitungan Probabilitas Kegagalan pada Fault Tree
Analysis (FTA) ...................................................................... V-10
5.3.5.1. Data Responden Kuesioner ...................................... V-10
5.3.5.2. Kuesioner ................................................................. V-10
5.3.5.3. Kuesioner Probabilitas ............................................. V-11
5.3.5.4. Hasil Rekapan Kuesioner ......................................... V-12

5.4. Metode Taguchi ................................................................................ V-15
5.4.1. Penentuan Variabel Tak Bebas .............................................. V-15
5.4.2. Penentuan Jumlah Level dan Nilai Level Faktor ................... V-16
5.4.3.. Perhitungan Derajad Kebebasan ........................................... V-17
5.4.4. Pemilihan Matriks Ortogonal ................................................. V-18
5.4.5. Penempatan Kolom untuk Faktor dan Interaksi ke Dalam
Matriks Ortogonal ................................................................. V-19
5.4.6. Tahap Pelaksanaan Eksperimen ............................................. V-20
5.4.7. Perhitungan Efek Faktor Utama.............................................. V-21
5.4.7.1. Perhitungan Efek Faktor dari Rata-rata.................... V-21
5.4.7.2. Perhitungan Efek Faktor Signal to Noise Ratio
(SNR) ...................................................................... V-24

DAFTAR ISI (LANJUTAN)

BAB

HALAMAN
5.4.8. Analisis Varians Taguchi ........................................................ V-26
5.4.8.1. Analisis Varians Rata-rata........................................ V-26
5.4.8.2. Analisis Varians Signal to Noise Ratio (SNR)......... V-33
5.4.9. Strategi Pooling Up................................................................. V-38
5.4.9.1. Strategi Pooling UpRata-rata ................................... V-38
5.4.9.2.Strategi Pooling Up Signal to Noise Ratio (SNR) .... V-42
5.4.10. Perhitungan Interval Kepercayaan ........................................ V-45
5.4.10.1. Perhitungan Interval Kepercayaan Rata-rata .......... V-45
5.4.10.2. Perhitungan Interval Kepercayaan SNR ................ V-47
5.4.11. Eksperimen Konfirmasi ........................................................ V-49

VI ANALISIS DAN PEMBAHASAN ........................................................VI-1
6.1. Analisis Cause and Effect Diagram/Fishbone Diagram ................... VI-1
6.2. Analisis Fault Tree Analysis (FTA) ................................................... VI-2
6.3. Analisis Hasil Penerapan Metode Taguchi ........................................ VI-2

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

DAFTAR ISI (LANJUTAN)

BAB
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN

HALAMAN

DAFTAR TABEL

TABEL

HALAMAN

1.1. Data Kecacatan Bulan Februari 2015 ........................................................I-2
2.1. Jumlah Karyawan CV. Sigma Block ..................................................... II-12
3.1. Jenis-Jenis Semen Portland Serta Penggunaannya ................................. III-3
3.2. Persentase dari komposisi dan kadar senyawa kimia semen portland ... III-5
3.3. Persyaratan gradasi untuk agregat pada beton berbobot normal
(ASTM C-33).......................................................................................... III-6
3.4. 5 x 5 desain latin square ....................................................................... III-19
3.5. Two-factor factorial experiment ........................................................... III-20
3.6. Simbol-simbol Utama dari Fault Tree Analysis (FTA) ........................ III-35
3.7. Simbol-simbol Khusus dari Fault Tree Analysis (FTA)....................... III-36
3.8. Simbol-simbol Events dari Fault Tree Analysis (FTA) ........................ III-36
5.1. Hasil Rekapan Kuesioner Batako Patah ................................................ V-12
5.2. Rekapitulasi Perhitungan Probabilitas Penyebab Kecacatan Batako
Patah ...................................................................................................... V-14
5.3. Faktor yang Diindentifikasi .................................................................... V-15
5.4. Faktor Kontrol Pada Proses Produksi Pembuatan Batako....................... V-16
5.5. Jumlah level dan Nilai Level Faktor ....................................................... V-17
5.6. Perhitungan Derajad Kebebasan ............................................................. V-18
5.7. Matriks Ortogonal L9(34) ....................................................................... V-19
5.8. Matriks Ortogonal L9(34) untuk Eksperimen ......................................... V-20

DAFTAR TABEL (LANJUTAN)

TABEL

HALAMAN

5.9. Data Hasil Percobaan Terhadap Kuat Tekan Batako............................. V-21
5.10. Tabel Respon dari Pengaruh Faktor .................................................... V-24
5.11. Rekapitulasi Hasil Perhitungan Nilai S/N Ratio ................................. V-25
5.12. Peringkat dan Selisih Faktor dan Interaksi Signal to Noise ................. V-26
5.13. Analisis Varians Rata-rata ................................................................... V-33
5.14. Analisis Varians Signal to Noise Ratio (SNR) .................................... V-38
5.15. Analisis Varians Rata-rata Akhir ......................................................... V-42
5.16. Analisis Varians Akhir SNR ................................................................ V-45
5.17. Faktor dan Level Eksperimen Konfirmasi ........................................... V-49
5.18. Hasil Eksperimen Konfirmasi.............................................................. V-50
5.19. Interpretasi Hasil Perhitungan Kuat Tekan Batako ............................. V-52

DAFTAR GAMBAR

GAMBAR

HALAMAN

2.1.Blok Diagram Proses Produksi Batako di CV. Sigma Block .............. II-6
2.2.Struktur Organisasi CV. Sigma Block ................................................. II-9
3.1.Langkah-langkah Fault Tree Analysis .............................................. III-35
4.1.Kerangka Konseptual Penelitian ......................................................... IV-3
4.2.Blok Diagram Penelitian ..................................................................... IV-5
4.3.Blok Diagram Pengolahan Data Metode Fault Tree Analysis ............ IV-7
4.4.Blok Diagram Pengolahan Data Metode Taguchi .............................. IV-9
5.1.Blok Diagram Proses Produksi Batako di CV. Sigma Block .............. V-3
5.2.Flowchart Proses Pembuatan Batako .................................................. V-4
5.3.Diagram Sebab Akibat Batako Patah ................................................... V-6
5.4.Fault Tree Analysis untuk Batako Patah .............................................. V-9
5.5.Grafik linier L9(34) ............................................................................. V-19

DAFTAR LAMPIRAN

LAMPIRAN

HALAMAN

1.

Kuesioner penyebab kecacatan batako patah di CV. Sigma Block ...

L-1

2.

Data Kuat Tekan Batako ....................................................................

L-2

3.

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

L-3

4.

Surat Penjajakan Pabrik ..........................................................................

L-4

5.

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

L-5

6.

Surat Keputusan Tentang Tugas Sarjana Mahasiswa .............................

L-6