Penjadwalan Produksi dengan Algoritma Genetik untuk Meminimisasi Makespan di PT. Sumatera Timberindo Industry
PENJADWALAN PRODUKSI DENGAN ALGORITMA
GENETIK UNTUK MEMINIMISASI MAKESPAN
DI PT. SUMATERA TIMBERINDO INDUSTRY
TUGAS SARJANA
Diajukan untuk Memenuhi Sebagian dari
Syarat-syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
Oleh
RECKY YOHANY PANTRA SIMAMORA
090403025
DEPARTEMEN TEKNIK INDUSTRI
F A K U L T A S
T E K N I K
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2014
No. Dok.:FM-GKM-TI-TS-01-06A; Tgl. Efektif : 2 Juli 2012; Rev : 0; Halaman : 1 dari 1
Universitas Sumatera Utara
No. Dok.:FM-GKM-TI-TS-01-06A; Tgl. Efektif : 2 Juli 2012; Rev : 0; Halaman : 1 dari 1
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis ucapkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas
segala kasih karunia serta kemurahan-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan
Laporan Tugas Sarjana ini.
Tugas sarjana ini merupakan salah satu syarat untuk mendapatkan gelar
sarjana teknik di Departemen Teknik Industri. Adapun judul untuk tugas sarjana ini
adalah “Penjadwalan Produksi dengan Algoritma Genetik untuk Meminimisasi
Makespan di PT. Sumatera Timberindo Industry”.
Penulis menyadari masih banyak kekurangan dalam penulisan tugas
sarjana ini. Oleh karena itu, penulis sangat mengharapkan saran dan masukan
yang sifatnya membangun demi kesempurnaan laporan tugas sarjana ini. Semoga
tugas sarjana ini dapat bermanfaat bagi penulis sendiri, perpustakaan Universitas
Sumatera Utara, dan pembaca lainnya.
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA, MEDAN
PENULIS
Desember 2014
Universitas Sumatera Utara
UCAPAN TERIMA KASIH
Syukur dan terima kasih saya ucapkan yang sebesar-besarnya kepada
Tuahn Yang Maha Esa yang telah memberikan kesempatan kepada saya untuk
merasakan dan mengikuti pendidikan di Departemen Teknik Industri Universitas
Sumatera Utara serta telah membimbing saya selama masa kuliah dan penulisan
laporan tugas sarjana ini.
Dalam penulisan tugas sarjana ini saya telah mendapatkan bimbingan dan
bantuan dari berbagai pihak, baik berupa materil, spiritual, informasi maupun
administrasi. Oleh karena itu sudah selayaknya saya mengucapkan terima kasih
kepada:
1.
Ibu Ir. Khawarita Siregar, MT,, selaku Ketua Departemen Teknik Industri
Universitas Sumatera Utara, yang telah memberi izin pelaksanaan Tugas
Sarjana ini.
2.
Bapak Ir. Ukurta Tarigan, MT, selaku Sekretaris Departemen Teknik
Industri Universitas Sumatera Utara yang telah memberi izin pelaksanaan
tugas sarjana ini.
3.
Bapak Dr. Ir. Nazaruddin MT, selaku Dosen Pembimbing I yang telah
menyediakan waktu untuk membimbing, mengarahkan, serta memberikan
masukan kepada saya dalam penyelesaian Tugas Sarjana ini.
4.
Bapak Erwin Sitorus, ST, MT, selaku Dosen Pembimbing II yang juga telah
menyediakan waktu untuk membimbing serta memberikan masukan kepada
saya dalam penyelesaian Tugas Sarjana ini.
Universitas Sumatera Utara
5.
Bapak Prof. Dr. Ir. Sukaria Sinulingga, M.Eng selaku Ketua Bidang
Rekayasa Manufaktur atas waktu, bimbingan, dan masukan yang diberikan
kepada saya dalam penyelesaian tugas sarjana ini.
6.
Ibu Ir. Rosnani Ginting, MT selaku selaku Koordinator Tugas Akhir yang
telah menyediakan waktu untuk membimbing, mengarahkan serta
memberikan masukan dalam proses penyelesaian tugas sarjana ini.
7.
Seluruh Dosen Departemen Teknik Industri USU, yang telah memberikan
ilmu kepada saya selama proses perkuliahan.
8.
Papa dan Mama tercinta P. Simamora dan M. Napitupulu yang tiada
hentinya mendukung saya baik secara moril maupun materil sehingga
laporan ini dapat diselesaikan. Saya menyadari tidak dapat membalas segala
kebaikan dan kasih sayang dari keduanya. oleh karena itu izinkanlah saya
memberikan karya ini sebagai ungkapan rasa terima kasih kepada Papa dan
Mama tercinta.
9.
Kakakku tercinta Konita Lady yang selalu membantu dan mendukung dan
memaksa saya untuk secepatnya menyelesaikan laporan ini.
10.
Bapak Johannes Sembiring selaku pimpinan pabrik PT Sumatera
Timberindo Industry yang telah mengizinkan serta membantu saya
melakukan penelitian dan banyak membantu saya dalam pengumpulan data.
11.
Bapak Hendrawan selaku pembimbing lapangan di PT Sumatera
Timberindo Industry yang telah membantu dan membimbing saya dalam
penelitian dan pengumpulan data di lantai produksi.
Universitas Sumatera Utara
12.
Teman-teman seperjuangan, Perlin, Ezri, Bermart, Oloan, Kak Yusnia, Yon,
Wesly, Teguh, Mandala, Ridho, Rozi, Yoan, Lusi, Raysha, Regina,
Hasianna, Christy dan seluruh teman-teman IE-KLAN yang tidak dapat
disebutkan satu-persatu, atas dukungan dan kerjasama yang baik atas
bantuan dan masukan serta motivasi yang diberikan kepada saya.
13.
Teman-teman satu kontrakan Founder, Aseng, Maruli, Irwan, Julius, Ucok,
Daniel, Jhon, dan Nimrod yang banyak meluangkan waktu bersama saya
dalam melepas jenuh selama mengerjakan tugas sarjana ini.
14.
Staf pegawai Teknik Industri, Bang Nurmansyah, Bang Mijo, Bang Ridho,
Kak Dina, Kak Rahma dan Kak Ani, terima kasih atas bantuannya dalam
masalah administrasi untuk melaksanakan tugas sarjana ini.
15.
Dan seluruh pihak yang telah membantu saya yang tidak mungkin
disebutkan satu per satu yang telah memberikan dukungan, bantuan, dan
inspirasi yang sangat berharga.
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
PT. Sumatera Timberindo Industry bergerak di bidang manufaktur kayu
olahan yang berfokus pada pembuatan daun pintu. Perusahaan berproduksi secara
flow shop berdasarkan pesanan yang masuk (make to-order). PT. Sumatera
Timberindo Industry mengalami keterlambatan dalam penyampaian pesanan
kepada konsumen. Penjadwalan produksi selama ini menggunakan aturan First
Come First Served (FCFS). Penjadwalan dengan pendekatan Algoritma Genetik
diajukan dalam penelitian ini untuk memperoleh urutan penjadwalan produksi
lebih optimal dengan kriteria minimisasi makespan. Urutan job dengan aturan
FCFS adalah ABCDEF yakni tipe daun pintu Elizabeth, Butter, Dior, Richmond,
Richmond, dan Hamlet yang menghasilkan makespan sebesar 503,1314 jam
dengan nilai fitness 0,001988 dengan 3 keterlambatan. Dengan Algoritma
Genetik, urutan job terbaik yang diperoleh CEAFDB yakni tipe daun pintu Dior,
Richmond, Elizabeth, Hamlet, Richmond, dan Butter. Makespan yang dihasilkan
dengan Algoritma Genetik lebih kecil dari makespan FCFS yaitu 436,0682 jam
dengan nilai fitness 0,002293 dengan 1 keterlambatan. Penjadwalan dengan
Algoritma Genetik memberi performansi yang lebih baik dibanding dengan
metode FCFS dengan Efficiency Index paling besar yaitu 1,1538. Penghematan
makespan yang diperoleh adalah sebesar 67,06 jam atau 15,38%.
Kata Kunci: Algoritma Genetik, Penjadwalan, First Come First Serve,
Makespan, Lateness.
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
BAB
I
II
HALAMAN
LEMBAR JUDUL ..............................................................................
i
LEMBAR PENGESAHAN ................................................................
ii
SERTIFIKAT EVALUASI DRAFT TUGAS SARJANA ...............
iii
KATA PENGANTAR .......................................................................
iv
DAFTAR ISI ......................................................................................
viii
DAFTAR TABEL ...............................................................................
xiv
DAFTAR GAMBAR ..........................................................................
xviii
DAFTAR LAMPIRAN .......................................................................
xix
ABSTRAK ...........................................................................................
xx
PENDAHULUAN ................................................................................
I-1
1.1. Latar Belakang Masalah ..............................................................
I-1
1.2. Perumusan Masalah.....................................................................
I-4
1.3. Tujuan Penelitian.........................................................................
I-5
1.4. Batasan Masalah dan Asumsi......................................................
I-5
1.5. Manfaat Penelitian.......................................................................
I-6
GAMBARAN UMUM PERUSAHAAN ...........................................
II-1
2.1. Sejarah Singkat Perusahaan ..........................................................
II-1
2.2. Ruang Lingkup Bidang Usaha ....................................................
II-1
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI (Lanjutan)
BAB
III
HALAMAN
2.3. Daerah Pemasaran .......................................................................
II-2
2.4. Organisasi dan Manajemen .........................................................
II-2
2.4.1. Struktur Organisasi Perusahaan.......................................
II-2
2.4.2. Uraian Tugas dan Tanggung Jawab ................................
II-3
2.4.3. Jumlah Tenaga Kerja dan Jam Kerja ...............................
II-3
2.4.3.1.
Jumlah Tenaga Kerja ......................................
II-3
2.4.3.2.
Jam Kerja ........................................................
II-5
2.4.4. Sistem Pengupahan dan Fasilitas Lainnya ......................
II-5
2.5. Proses Produksi ...........................................................................
II-6
2.5.1. Bahan yang Digunakan ...................................................
II-6
2.5.2. Uraian Proses ...................................................................
II-7
LANDASAN TEORI........................................................................... III-1
3.1. Penjadwalan ................................................................................
III-1
3.1.1. Terminologi Penjadwalan................................................
III-1
3.1.2. Jenis-jenis Model Penjadwalan .......................................
III-3
3.1.3. Kriteria Penjadwalan .......................................................
III-4
3.2. Algoritma Genetik .......................................................................
III-4
3.2.1. Aplikasi Algoritma Genetik dalam Penjadwalan ............
III-5
3.2.2. Penetapan Fungsi Tujuan Sebagai Proses Seleksi ...........
III-6
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI (Lanjutan)
BAB
HALAMAN
3.2.3. Probabilitas Kemunculan Individu ..................................
III-7
3.2.4. Langkah-langkah Algoritma Genetik ..............................
III-8
3.2.5. Parameter Performansi Penjadwalan ............................... III-12
3.3. Pengukuran Waktu........................................................................ III-13
3.3.1. Teknik-teknik Pengukuran Waktu................................... III-15
3.3.2. Metode Pengukuran Waktu Jam Henti ............................ III-16
3.3.3. Langkah-langkah Sebelum Melakukan Pengukuran
Waktu .............................................................................. III-17
3.3.4. Pengukuran Waktu Kerja ................................................ III-19
3.3.5. Faktor Penyesuaian dan Kelonggaran ............................. III-24
3.4. Penelitian Terdahulu ................................................................... III-25
3.4.1. Algoritma Penjadawalan Flow shop untuk
Meminimisasi Waktu dalam Masalah n-Job m-Mesin.... III-25
3.4.2. Minimisasi Makespan Masalah Penjadwalan Batch
terhadap Tiga Mesin Flowshop dengan Transportasi
Menggunakan Algoritma Genetik ................................... III-26
3.4.3. Optimisasi Algoritma Genetik dari Masalah
Penjadwalan Flow shop dengan Waktu Setup
Bergantung Waktu dan Pemisahan Lot ........................... III-27
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI (Lanjutan)
BAB
IV
V
HALAMAN
METODOLOGI PENELITIAN ........................................................ IV-1
4.1. Lokasi Penelitian .........................................................................
IV-1
4.2. Jenis Penelitian ............................................................................
IV-1
4.3. Subjek dan Objek Penelitian .........................................................
IV-1
4.4. Kerangka Konseptual ..................................................................
IV-1
4.5. Identifikasi Variabel Penelitian ...................................................
IV-2
4.6. Metode Pengumpulan Data .........................................................
IV-4
4.6.1. Data Primer......................................................................
IV-5
4.6.2. Data Sekunder .................................................................
IV-5
4.7. Metode Pengolahan Data ............................................................
IV-6
4.8. Metode Analisis...........................................................................
IV-7
PENGUMPULAN DAN PENGOLAHAN DATA............................
V-1
5.1. Pengumpulan Data ......................................................................
V-1
5.1.1. Data Permintaan Produk....................................................
V-1
5.1.2. Urutan Proses Produksi Daun Pintu ..................................
V-1
5.1.3. Data Kapasitas Work Center .............................................
V-3
5.1.4. Data Pengukuran Waktu Tiap Job ....................................
V-4
5.1.5. Data Pengukuran Rating Factor........................................
V-6
5.1.6. Data Penetapan Allowance ................................................
V-8
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI (Lanjutan)
BAB
HALAMAN
5.2. Pengolahan Data
5.2.1. Pengukuran Waktu .......................................................... V-12
5.2.1.1.
Uji Keseragaman dan Kecukupan Data .......... V-13
5.2.1.2.
Perhitungan Waktu Baku ................................ V-20
5.2.1.3.
Perhitungan Waktu Penyelesaian .................... V-22
5.2.2. Penjadwalan..................................................................... V-23
5.2.2.1.
Penjadwalan dengan Metode FCFS ................ V-23
5.2.2.2.
Penjadwalan
dengan
Metode
Algoritma
Genetik ............................................................ V-23
5.2.2.2.1. Generasi Pertama ......................... V-34
5.2.2.2.2. Generasi Kedua ............................ V-50
5.2.2.2.3. Generasi Ketiga ............................ V-64
5.2.3. Perhitungan Lateness ....................................................... V-81
VI
ANALISIS PEMECAHAN MASALAH ........................................... VI-1
6.1. Analisis Penjadwalan dengan Metode First Come First Served .
VI-1
6.2. Analisis Penjadwalan dengan Algoritma Genetik .......................
VI-2
6.3. Analisis Paramater Performansi Penjadwalan.............................
VI-2
Analisis Performansi dengan Efficiency Index (EI) ......
VI-2
6.3.1.
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI (Lanjutan)
BAB
HALAMAN
Analisis Performansi dengan Relative Error ................
VI-2
6.3. Analisis Perhitungan Lateness ....................................................
VI-3
6.3.2.
VII KESIMPULAN DAN SARAN ........................................................... VII-1
7.1. Kesimpulan.................................................................................. VII-1
7.2. Saran ............................................................................................ VII-2
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
TABEL
HALAMAN
1.1. Data Jumlah Pesanan yang Terlambat .............................................
I-2
2.1.
Jam Kerja Perusahaan .....................................................................
II-5
3.2.
Analogi Penjadwalan Kedalam Bentuk Algoritma Genetik ...........
III-5
5.1.
Data Permintaan Daun Pintu ...........................................................
V-1
5.2.
Data Kapasitas Work Center ...........................................................
V-4
5.3.
Waktu Proses Tipe Elizabeth ..........................................................
V-4
5.4.
Waktu Proses Tipe Butter ...............................................................
V-5
5.5.
Waktu Proses Tipe Dior ..................................................................
V-5
5.6.
Waktu Proses Tipe Richmond.........................................................
V-5
5.7.
Waktu Proses Tipe Hamlet..............................................................
V-5
5.8.
Rating Factor Tiap Work Center ....................................................
V-6
5.9.
Allowance Operator Tiap Work Center ...........................................
V-9
5.10. Pengukuran Waktu Proses WC I Tipe Elizabeth ............................ V-12
5.11. Pengukuran Waktu Proses WC I Tipe Elizabeth ............................ V-14
5.12. Uji Keseragaman dan Kecukupan Data Tipe Elizabeth .................. V-15
5.13. Uji Keseragaman dan Kecukupan Data Tipe Butter ....................... V-16
5.14. Uji Keseragaman dan Kecukupan Data Tipe Dior .......................... V-17
5.15. Uji Keseragaman dan Kecukupan Data Tipe Richmond ................ V-18
5.16. Uji Keseragaman dan Kecukupan Data Tipe Hamlet ..................... V-19
5.17. Waktu Terpilih tiap Tipe ................................................................. V-20
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL (Lanjutan)
TABEL
HALAMAN
5.18. Perhitungan Waktu Baku ................................................................ V-21
5.19. Waktu Penyelesaian Job Tiap Work Center.................................... V-23
5.20. Makespan Penjadwalan dengan Metode FCFS ............................... V-24
5.21. Pembentukan Kromosom ................................................................ V-26
5.22. Kromosom Terpilih ......................................................................... V-29
5.23. Waktu Proses per Unit Kromosom I1 (Jam).................................... V-30
5.24. Hasil Perhitungan Makespan I1 ....................................................... V-30
5.25. Makespan dan Nilai Fitness Populasi Awal.................................... V-31
5.26. Nilai Fitness Relatif dan Nilai Fitness Kumulatif Tiap
Kromosom ....................................................................................... V-34
5.27. Bilangan Acak untuk Seleksi .......................................................... V-37
5.28. Kromosom Baru Hasil Seleksi ........................................................ V-38
5.29. Bilangan Acak untuk Crossover Generasi Pertama ........................ V-40
5.30. Kromosom yang Akan Mengalami Crossover ................................ V-41
5.31. Kromosom Anak Setelah Crossover ............................................... V-43
5.32. Bilangan Acak untuk Mutasi........................................................... V-44
5.33. Mutasi Kromosom........................................................................... V-47
5.34. Populasi Akhir Generasi Pertama dan Populasi Awal Generasi
Kedua .............................................................................................. V-47
5.35. Nilai Fitness Relatif dan Nilai Fitness Kumulatif Tiap
Kromosom ....................................................................................... V-50
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL (Lanjutan)
TABEL
HALAMAN
5.36. Bilangan Acak untuk Seleksi .......................................................... V-52
5.37. Kromosom Baru Hasil Seleksi ........................................................ V-53
5.38. Bilangan Acak untuk Crossover Generasi Pertama ........................ V-56
5.39. Kromosom yang Akan Mengalami Crossover ................................ V-41
5.40. Kromosom Anak Setelah Crossover ............................................... V-57
5.41. Bilangan Acak untuk Mutasi........................................................... V-59
5.42. Mutasi Kromosom........................................................................... V-61
5.43. Populasi Akhir Generasi Kedua dan Populasi Awal Generasi
Ketiga .............................................................................................. V-62
5.44. Nilai Fitness Relatif dan Nilai Fitness Kumulatif Tiap
Kromosom ....................................................................................... V-64
5.45. Bilangan Acak untuk Seleksi .......................................................... V-67
5.46. Kromosom Baru Hasil Seleksi ........................................................ V-68
5.47. Bilangan Acak untuk Crossover Generasi Ketiga .......................... V-70
5.48. Kromosom yang Akan Mengalami Crossover ................................ V-71
5.49. Kromosom Anak Setelah Crossover ............................................... V-72
5.50. Bilangan Acak untuk Mutasi........................................................... V-73
5.51. Mutasi Kromosom........................................................................... V-75
5.52. Populasi Akhir Generasi Ketiga ...................................................... V-76
5.53. Rekapitulasi Kromosom Terbaik .................................................... V-79
5.54. Waktu Proses per Unit Kromosom Terbaik (Jam) .......................... V-80
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL (Lanjutan)
TABEL
HALAMAN
5.55. Hasil Perhitungan Makespan Kromosom Terbaik .......................... V-80
5.56. Kalender Juli-September 2014 ........................................................ V-81
5.57. Perhitungan Lateness dengan Urutan Job FCFS ............................ V-83
5.58. Perhitungan Lateness dengan Urutan Job Algoritma Genetik ....... V-83
6.1.
Perbandingan Penjadwalan Aktual dan Penjadwalan Algoritma
Genetik ............................................................................................
VI-2
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
GAMBAR
HALAMAN
2.1. Struktur Organisasi PT. Sumatera Timberindo Industry .................
II-4
2.2. Daun Pintu Tipe Butter ....................................................................
II-2
4.1. Kerangka Konseptual .......................................................................
IV-2
4.2. Blok Diagram Pengolahan Data dengan Algoritma Genetik ...........
IV-8
5.1. Uji Keseragaman Data Pada WC I untuk Tipe Elizabeth ................ V-13
5.2. Gantt Chart Penjadwalan Aturan FCFS .......................................... V-25
5.2. Gantt Chart Kromosom Terbaik Penjadwalan Algoritma Genetik . V-81
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR LAMPIRAN
LAMPIRAN
HALAMAN
1.
Uraian Tugas dan Tanggung Jawab .................................................
L-1
2.
Penyesuaian Menurut Westinghouse................................................
L-2
3.
Allowance.........................................................................................
L-3
4.
Form Tugas Akhir............................................................................
L-4
5.
SK Tugas Sarjana .............................................................................
L-5
6.
Surat Penjajakan...............................................................................
L-6
7.
Surat Balasan ...................................................................................
L-7
8.
Lembar Asistensi .............................................................................
L-8
Universitas Sumatera Utara
GENETIK UNTUK MEMINIMISASI MAKESPAN
DI PT. SUMATERA TIMBERINDO INDUSTRY
TUGAS SARJANA
Diajukan untuk Memenuhi Sebagian dari
Syarat-syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
Oleh
RECKY YOHANY PANTRA SIMAMORA
090403025
DEPARTEMEN TEKNIK INDUSTRI
F A K U L T A S
T E K N I K
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2014
No. Dok.:FM-GKM-TI-TS-01-06A; Tgl. Efektif : 2 Juli 2012; Rev : 0; Halaman : 1 dari 1
Universitas Sumatera Utara
No. Dok.:FM-GKM-TI-TS-01-06A; Tgl. Efektif : 2 Juli 2012; Rev : 0; Halaman : 1 dari 1
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis ucapkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas
segala kasih karunia serta kemurahan-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan
Laporan Tugas Sarjana ini.
Tugas sarjana ini merupakan salah satu syarat untuk mendapatkan gelar
sarjana teknik di Departemen Teknik Industri. Adapun judul untuk tugas sarjana ini
adalah “Penjadwalan Produksi dengan Algoritma Genetik untuk Meminimisasi
Makespan di PT. Sumatera Timberindo Industry”.
Penulis menyadari masih banyak kekurangan dalam penulisan tugas
sarjana ini. Oleh karena itu, penulis sangat mengharapkan saran dan masukan
yang sifatnya membangun demi kesempurnaan laporan tugas sarjana ini. Semoga
tugas sarjana ini dapat bermanfaat bagi penulis sendiri, perpustakaan Universitas
Sumatera Utara, dan pembaca lainnya.
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA, MEDAN
PENULIS
Desember 2014
Universitas Sumatera Utara
UCAPAN TERIMA KASIH
Syukur dan terima kasih saya ucapkan yang sebesar-besarnya kepada
Tuahn Yang Maha Esa yang telah memberikan kesempatan kepada saya untuk
merasakan dan mengikuti pendidikan di Departemen Teknik Industri Universitas
Sumatera Utara serta telah membimbing saya selama masa kuliah dan penulisan
laporan tugas sarjana ini.
Dalam penulisan tugas sarjana ini saya telah mendapatkan bimbingan dan
bantuan dari berbagai pihak, baik berupa materil, spiritual, informasi maupun
administrasi. Oleh karena itu sudah selayaknya saya mengucapkan terima kasih
kepada:
1.
Ibu Ir. Khawarita Siregar, MT,, selaku Ketua Departemen Teknik Industri
Universitas Sumatera Utara, yang telah memberi izin pelaksanaan Tugas
Sarjana ini.
2.
Bapak Ir. Ukurta Tarigan, MT, selaku Sekretaris Departemen Teknik
Industri Universitas Sumatera Utara yang telah memberi izin pelaksanaan
tugas sarjana ini.
3.
Bapak Dr. Ir. Nazaruddin MT, selaku Dosen Pembimbing I yang telah
menyediakan waktu untuk membimbing, mengarahkan, serta memberikan
masukan kepada saya dalam penyelesaian Tugas Sarjana ini.
4.
Bapak Erwin Sitorus, ST, MT, selaku Dosen Pembimbing II yang juga telah
menyediakan waktu untuk membimbing serta memberikan masukan kepada
saya dalam penyelesaian Tugas Sarjana ini.
Universitas Sumatera Utara
5.
Bapak Prof. Dr. Ir. Sukaria Sinulingga, M.Eng selaku Ketua Bidang
Rekayasa Manufaktur atas waktu, bimbingan, dan masukan yang diberikan
kepada saya dalam penyelesaian tugas sarjana ini.
6.
Ibu Ir. Rosnani Ginting, MT selaku selaku Koordinator Tugas Akhir yang
telah menyediakan waktu untuk membimbing, mengarahkan serta
memberikan masukan dalam proses penyelesaian tugas sarjana ini.
7.
Seluruh Dosen Departemen Teknik Industri USU, yang telah memberikan
ilmu kepada saya selama proses perkuliahan.
8.
Papa dan Mama tercinta P. Simamora dan M. Napitupulu yang tiada
hentinya mendukung saya baik secara moril maupun materil sehingga
laporan ini dapat diselesaikan. Saya menyadari tidak dapat membalas segala
kebaikan dan kasih sayang dari keduanya. oleh karena itu izinkanlah saya
memberikan karya ini sebagai ungkapan rasa terima kasih kepada Papa dan
Mama tercinta.
9.
Kakakku tercinta Konita Lady yang selalu membantu dan mendukung dan
memaksa saya untuk secepatnya menyelesaikan laporan ini.
10.
Bapak Johannes Sembiring selaku pimpinan pabrik PT Sumatera
Timberindo Industry yang telah mengizinkan serta membantu saya
melakukan penelitian dan banyak membantu saya dalam pengumpulan data.
11.
Bapak Hendrawan selaku pembimbing lapangan di PT Sumatera
Timberindo Industry yang telah membantu dan membimbing saya dalam
penelitian dan pengumpulan data di lantai produksi.
Universitas Sumatera Utara
12.
Teman-teman seperjuangan, Perlin, Ezri, Bermart, Oloan, Kak Yusnia, Yon,
Wesly, Teguh, Mandala, Ridho, Rozi, Yoan, Lusi, Raysha, Regina,
Hasianna, Christy dan seluruh teman-teman IE-KLAN yang tidak dapat
disebutkan satu-persatu, atas dukungan dan kerjasama yang baik atas
bantuan dan masukan serta motivasi yang diberikan kepada saya.
13.
Teman-teman satu kontrakan Founder, Aseng, Maruli, Irwan, Julius, Ucok,
Daniel, Jhon, dan Nimrod yang banyak meluangkan waktu bersama saya
dalam melepas jenuh selama mengerjakan tugas sarjana ini.
14.
Staf pegawai Teknik Industri, Bang Nurmansyah, Bang Mijo, Bang Ridho,
Kak Dina, Kak Rahma dan Kak Ani, terima kasih atas bantuannya dalam
masalah administrasi untuk melaksanakan tugas sarjana ini.
15.
Dan seluruh pihak yang telah membantu saya yang tidak mungkin
disebutkan satu per satu yang telah memberikan dukungan, bantuan, dan
inspirasi yang sangat berharga.
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
PT. Sumatera Timberindo Industry bergerak di bidang manufaktur kayu
olahan yang berfokus pada pembuatan daun pintu. Perusahaan berproduksi secara
flow shop berdasarkan pesanan yang masuk (make to-order). PT. Sumatera
Timberindo Industry mengalami keterlambatan dalam penyampaian pesanan
kepada konsumen. Penjadwalan produksi selama ini menggunakan aturan First
Come First Served (FCFS). Penjadwalan dengan pendekatan Algoritma Genetik
diajukan dalam penelitian ini untuk memperoleh urutan penjadwalan produksi
lebih optimal dengan kriteria minimisasi makespan. Urutan job dengan aturan
FCFS adalah ABCDEF yakni tipe daun pintu Elizabeth, Butter, Dior, Richmond,
Richmond, dan Hamlet yang menghasilkan makespan sebesar 503,1314 jam
dengan nilai fitness 0,001988 dengan 3 keterlambatan. Dengan Algoritma
Genetik, urutan job terbaik yang diperoleh CEAFDB yakni tipe daun pintu Dior,
Richmond, Elizabeth, Hamlet, Richmond, dan Butter. Makespan yang dihasilkan
dengan Algoritma Genetik lebih kecil dari makespan FCFS yaitu 436,0682 jam
dengan nilai fitness 0,002293 dengan 1 keterlambatan. Penjadwalan dengan
Algoritma Genetik memberi performansi yang lebih baik dibanding dengan
metode FCFS dengan Efficiency Index paling besar yaitu 1,1538. Penghematan
makespan yang diperoleh adalah sebesar 67,06 jam atau 15,38%.
Kata Kunci: Algoritma Genetik, Penjadwalan, First Come First Serve,
Makespan, Lateness.
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
BAB
I
II
HALAMAN
LEMBAR JUDUL ..............................................................................
i
LEMBAR PENGESAHAN ................................................................
ii
SERTIFIKAT EVALUASI DRAFT TUGAS SARJANA ...............
iii
KATA PENGANTAR .......................................................................
iv
DAFTAR ISI ......................................................................................
viii
DAFTAR TABEL ...............................................................................
xiv
DAFTAR GAMBAR ..........................................................................
xviii
DAFTAR LAMPIRAN .......................................................................
xix
ABSTRAK ...........................................................................................
xx
PENDAHULUAN ................................................................................
I-1
1.1. Latar Belakang Masalah ..............................................................
I-1
1.2. Perumusan Masalah.....................................................................
I-4
1.3. Tujuan Penelitian.........................................................................
I-5
1.4. Batasan Masalah dan Asumsi......................................................
I-5
1.5. Manfaat Penelitian.......................................................................
I-6
GAMBARAN UMUM PERUSAHAAN ...........................................
II-1
2.1. Sejarah Singkat Perusahaan ..........................................................
II-1
2.2. Ruang Lingkup Bidang Usaha ....................................................
II-1
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI (Lanjutan)
BAB
III
HALAMAN
2.3. Daerah Pemasaran .......................................................................
II-2
2.4. Organisasi dan Manajemen .........................................................
II-2
2.4.1. Struktur Organisasi Perusahaan.......................................
II-2
2.4.2. Uraian Tugas dan Tanggung Jawab ................................
II-3
2.4.3. Jumlah Tenaga Kerja dan Jam Kerja ...............................
II-3
2.4.3.1.
Jumlah Tenaga Kerja ......................................
II-3
2.4.3.2.
Jam Kerja ........................................................
II-5
2.4.4. Sistem Pengupahan dan Fasilitas Lainnya ......................
II-5
2.5. Proses Produksi ...........................................................................
II-6
2.5.1. Bahan yang Digunakan ...................................................
II-6
2.5.2. Uraian Proses ...................................................................
II-7
LANDASAN TEORI........................................................................... III-1
3.1. Penjadwalan ................................................................................
III-1
3.1.1. Terminologi Penjadwalan................................................
III-1
3.1.2. Jenis-jenis Model Penjadwalan .......................................
III-3
3.1.3. Kriteria Penjadwalan .......................................................
III-4
3.2. Algoritma Genetik .......................................................................
III-4
3.2.1. Aplikasi Algoritma Genetik dalam Penjadwalan ............
III-5
3.2.2. Penetapan Fungsi Tujuan Sebagai Proses Seleksi ...........
III-6
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI (Lanjutan)
BAB
HALAMAN
3.2.3. Probabilitas Kemunculan Individu ..................................
III-7
3.2.4. Langkah-langkah Algoritma Genetik ..............................
III-8
3.2.5. Parameter Performansi Penjadwalan ............................... III-12
3.3. Pengukuran Waktu........................................................................ III-13
3.3.1. Teknik-teknik Pengukuran Waktu................................... III-15
3.3.2. Metode Pengukuran Waktu Jam Henti ............................ III-16
3.3.3. Langkah-langkah Sebelum Melakukan Pengukuran
Waktu .............................................................................. III-17
3.3.4. Pengukuran Waktu Kerja ................................................ III-19
3.3.5. Faktor Penyesuaian dan Kelonggaran ............................. III-24
3.4. Penelitian Terdahulu ................................................................... III-25
3.4.1. Algoritma Penjadawalan Flow shop untuk
Meminimisasi Waktu dalam Masalah n-Job m-Mesin.... III-25
3.4.2. Minimisasi Makespan Masalah Penjadwalan Batch
terhadap Tiga Mesin Flowshop dengan Transportasi
Menggunakan Algoritma Genetik ................................... III-26
3.4.3. Optimisasi Algoritma Genetik dari Masalah
Penjadwalan Flow shop dengan Waktu Setup
Bergantung Waktu dan Pemisahan Lot ........................... III-27
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI (Lanjutan)
BAB
IV
V
HALAMAN
METODOLOGI PENELITIAN ........................................................ IV-1
4.1. Lokasi Penelitian .........................................................................
IV-1
4.2. Jenis Penelitian ............................................................................
IV-1
4.3. Subjek dan Objek Penelitian .........................................................
IV-1
4.4. Kerangka Konseptual ..................................................................
IV-1
4.5. Identifikasi Variabel Penelitian ...................................................
IV-2
4.6. Metode Pengumpulan Data .........................................................
IV-4
4.6.1. Data Primer......................................................................
IV-5
4.6.2. Data Sekunder .................................................................
IV-5
4.7. Metode Pengolahan Data ............................................................
IV-6
4.8. Metode Analisis...........................................................................
IV-7
PENGUMPULAN DAN PENGOLAHAN DATA............................
V-1
5.1. Pengumpulan Data ......................................................................
V-1
5.1.1. Data Permintaan Produk....................................................
V-1
5.1.2. Urutan Proses Produksi Daun Pintu ..................................
V-1
5.1.3. Data Kapasitas Work Center .............................................
V-3
5.1.4. Data Pengukuran Waktu Tiap Job ....................................
V-4
5.1.5. Data Pengukuran Rating Factor........................................
V-6
5.1.6. Data Penetapan Allowance ................................................
V-8
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI (Lanjutan)
BAB
HALAMAN
5.2. Pengolahan Data
5.2.1. Pengukuran Waktu .......................................................... V-12
5.2.1.1.
Uji Keseragaman dan Kecukupan Data .......... V-13
5.2.1.2.
Perhitungan Waktu Baku ................................ V-20
5.2.1.3.
Perhitungan Waktu Penyelesaian .................... V-22
5.2.2. Penjadwalan..................................................................... V-23
5.2.2.1.
Penjadwalan dengan Metode FCFS ................ V-23
5.2.2.2.
Penjadwalan
dengan
Metode
Algoritma
Genetik ............................................................ V-23
5.2.2.2.1. Generasi Pertama ......................... V-34
5.2.2.2.2. Generasi Kedua ............................ V-50
5.2.2.2.3. Generasi Ketiga ............................ V-64
5.2.3. Perhitungan Lateness ....................................................... V-81
VI
ANALISIS PEMECAHAN MASALAH ........................................... VI-1
6.1. Analisis Penjadwalan dengan Metode First Come First Served .
VI-1
6.2. Analisis Penjadwalan dengan Algoritma Genetik .......................
VI-2
6.3. Analisis Paramater Performansi Penjadwalan.............................
VI-2
Analisis Performansi dengan Efficiency Index (EI) ......
VI-2
6.3.1.
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI (Lanjutan)
BAB
HALAMAN
Analisis Performansi dengan Relative Error ................
VI-2
6.3. Analisis Perhitungan Lateness ....................................................
VI-3
6.3.2.
VII KESIMPULAN DAN SARAN ........................................................... VII-1
7.1. Kesimpulan.................................................................................. VII-1
7.2. Saran ............................................................................................ VII-2
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
TABEL
HALAMAN
1.1. Data Jumlah Pesanan yang Terlambat .............................................
I-2
2.1.
Jam Kerja Perusahaan .....................................................................
II-5
3.2.
Analogi Penjadwalan Kedalam Bentuk Algoritma Genetik ...........
III-5
5.1.
Data Permintaan Daun Pintu ...........................................................
V-1
5.2.
Data Kapasitas Work Center ...........................................................
V-4
5.3.
Waktu Proses Tipe Elizabeth ..........................................................
V-4
5.4.
Waktu Proses Tipe Butter ...............................................................
V-5
5.5.
Waktu Proses Tipe Dior ..................................................................
V-5
5.6.
Waktu Proses Tipe Richmond.........................................................
V-5
5.7.
Waktu Proses Tipe Hamlet..............................................................
V-5
5.8.
Rating Factor Tiap Work Center ....................................................
V-6
5.9.
Allowance Operator Tiap Work Center ...........................................
V-9
5.10. Pengukuran Waktu Proses WC I Tipe Elizabeth ............................ V-12
5.11. Pengukuran Waktu Proses WC I Tipe Elizabeth ............................ V-14
5.12. Uji Keseragaman dan Kecukupan Data Tipe Elizabeth .................. V-15
5.13. Uji Keseragaman dan Kecukupan Data Tipe Butter ....................... V-16
5.14. Uji Keseragaman dan Kecukupan Data Tipe Dior .......................... V-17
5.15. Uji Keseragaman dan Kecukupan Data Tipe Richmond ................ V-18
5.16. Uji Keseragaman dan Kecukupan Data Tipe Hamlet ..................... V-19
5.17. Waktu Terpilih tiap Tipe ................................................................. V-20
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL (Lanjutan)
TABEL
HALAMAN
5.18. Perhitungan Waktu Baku ................................................................ V-21
5.19. Waktu Penyelesaian Job Tiap Work Center.................................... V-23
5.20. Makespan Penjadwalan dengan Metode FCFS ............................... V-24
5.21. Pembentukan Kromosom ................................................................ V-26
5.22. Kromosom Terpilih ......................................................................... V-29
5.23. Waktu Proses per Unit Kromosom I1 (Jam).................................... V-30
5.24. Hasil Perhitungan Makespan I1 ....................................................... V-30
5.25. Makespan dan Nilai Fitness Populasi Awal.................................... V-31
5.26. Nilai Fitness Relatif dan Nilai Fitness Kumulatif Tiap
Kromosom ....................................................................................... V-34
5.27. Bilangan Acak untuk Seleksi .......................................................... V-37
5.28. Kromosom Baru Hasil Seleksi ........................................................ V-38
5.29. Bilangan Acak untuk Crossover Generasi Pertama ........................ V-40
5.30. Kromosom yang Akan Mengalami Crossover ................................ V-41
5.31. Kromosom Anak Setelah Crossover ............................................... V-43
5.32. Bilangan Acak untuk Mutasi........................................................... V-44
5.33. Mutasi Kromosom........................................................................... V-47
5.34. Populasi Akhir Generasi Pertama dan Populasi Awal Generasi
Kedua .............................................................................................. V-47
5.35. Nilai Fitness Relatif dan Nilai Fitness Kumulatif Tiap
Kromosom ....................................................................................... V-50
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL (Lanjutan)
TABEL
HALAMAN
5.36. Bilangan Acak untuk Seleksi .......................................................... V-52
5.37. Kromosom Baru Hasil Seleksi ........................................................ V-53
5.38. Bilangan Acak untuk Crossover Generasi Pertama ........................ V-56
5.39. Kromosom yang Akan Mengalami Crossover ................................ V-41
5.40. Kromosom Anak Setelah Crossover ............................................... V-57
5.41. Bilangan Acak untuk Mutasi........................................................... V-59
5.42. Mutasi Kromosom........................................................................... V-61
5.43. Populasi Akhir Generasi Kedua dan Populasi Awal Generasi
Ketiga .............................................................................................. V-62
5.44. Nilai Fitness Relatif dan Nilai Fitness Kumulatif Tiap
Kromosom ....................................................................................... V-64
5.45. Bilangan Acak untuk Seleksi .......................................................... V-67
5.46. Kromosom Baru Hasil Seleksi ........................................................ V-68
5.47. Bilangan Acak untuk Crossover Generasi Ketiga .......................... V-70
5.48. Kromosom yang Akan Mengalami Crossover ................................ V-71
5.49. Kromosom Anak Setelah Crossover ............................................... V-72
5.50. Bilangan Acak untuk Mutasi........................................................... V-73
5.51. Mutasi Kromosom........................................................................... V-75
5.52. Populasi Akhir Generasi Ketiga ...................................................... V-76
5.53. Rekapitulasi Kromosom Terbaik .................................................... V-79
5.54. Waktu Proses per Unit Kromosom Terbaik (Jam) .......................... V-80
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL (Lanjutan)
TABEL
HALAMAN
5.55. Hasil Perhitungan Makespan Kromosom Terbaik .......................... V-80
5.56. Kalender Juli-September 2014 ........................................................ V-81
5.57. Perhitungan Lateness dengan Urutan Job FCFS ............................ V-83
5.58. Perhitungan Lateness dengan Urutan Job Algoritma Genetik ....... V-83
6.1.
Perbandingan Penjadwalan Aktual dan Penjadwalan Algoritma
Genetik ............................................................................................
VI-2
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
GAMBAR
HALAMAN
2.1. Struktur Organisasi PT. Sumatera Timberindo Industry .................
II-4
2.2. Daun Pintu Tipe Butter ....................................................................
II-2
4.1. Kerangka Konseptual .......................................................................
IV-2
4.2. Blok Diagram Pengolahan Data dengan Algoritma Genetik ...........
IV-8
5.1. Uji Keseragaman Data Pada WC I untuk Tipe Elizabeth ................ V-13
5.2. Gantt Chart Penjadwalan Aturan FCFS .......................................... V-25
5.2. Gantt Chart Kromosom Terbaik Penjadwalan Algoritma Genetik . V-81
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR LAMPIRAN
LAMPIRAN
HALAMAN
1.
Uraian Tugas dan Tanggung Jawab .................................................
L-1
2.
Penyesuaian Menurut Westinghouse................................................
L-2
3.
Allowance.........................................................................................
L-3
4.
Form Tugas Akhir............................................................................
L-4
5.
SK Tugas Sarjana .............................................................................
L-5
6.
Surat Penjajakan...............................................................................
L-6
7.
Surat Balasan ...................................................................................
L-7
8.
Lembar Asistensi .............................................................................
L-8
Universitas Sumatera Utara