production activity controll

Production Activity Control

Daniel Siswanto

Reference

U1-14Fogarty et al., Production and

Inventory Management, South-Western Publishing Co., Cincinnati, 1991

R1-13,14,15 Narasimhan S.L., Mc Leavey D.W.,

and Billington P.J., Production Planning and Inventory Control, Prentice-Hall, 1995

Mencakup prinsip, pendekatan dan teknik yang dibutuhkan untuk merencanakan, menjadwalkan, mengontrol dan mengevaluasi efektivitas dari operasi-operasi dalam lantai produksi. Mengintegrasikan faktor-faktor produksi (pekerja, mesin, persediaan, alat material handling, dsb).

Subsistem dari SFC (in product-based manufacturing cells):

1. Factory Coordination2. Production Activity Control

Shop Floor Control

Business Planning

Master Schedule

RequirementsPlanning

FactoryCoordination

PAC PAC PACPAC

Cell Cell Cell Cell

Manufacturing Controls Systems Hierarchy

Fungsi SFC:1. Mengeksekusi MPS dengan efisien.2. Mengontrol prioritas proses.3. Memperbaiki efisiensi operasi (proses) melalui

penjadwalan mesin dan pekerja yang tepat.4. Menjaga jumlah minimum WIP dan persediaan barang

jadi.

Pada akhirnya berfungsi untuk memperbaiki tingkat pelayanan terhadap konsumen.

Fungsi PAC:1. Memastikan operasi yang terjadi sesuai dengan rencana.2. Melaporkan hasil operasi.3. Jika diperlukan, merevisi rencana untuk mencapai hasil

yang diperlukan.

Database Information Requirementsfor PAC System

1. The Planning Files

a. The Part Master FileMemuat data-data yang berkaitan dengan suatu part atau item: nomor part, deskripsi, MLT, on hand, allocated & on order quantities, serta lot size.

b. The Routing File Memuat informasi tentang proses operasi yang dialami oleh suatu item: nomor operasi, deskripsi, waktu setup, waktu proses, kode operasi.

c. The Work Center Master FileMemuat semua data yang berkaitan dengan

stasiun kerja: kapasitas, efisiensi, utilisasi, rata-rata waktu menunggu, alternatif stasiun kerja.

2. The Control Files memonitor dan mengontrol

a. The Shop Order Master File (for entire order)Kuantitas order, referensi data, prioritas, status informasi, data biaya, due date.

b. The Shop Order Detail File (for each operation)Hampir sama seperti Master File, hanya lebih detil untuk tiap operasi: planning, scheduling, actual progress of operations.

3. The Shop Planning CalendarJika kontrol produksi dilakukan dengan komputer, sulit untuk mengikuti penanggalan Gregorian, maka dibuat penanggalan khusus untuk rencana produksi.

Lead Time

Is a span of time required to perform an activity.

In a production and inventory context, the activity in question is normally the procurement of materials and/or products either from an outside supplier or from one’s own manufacturing facility.

The individual components of any given lead time can include some or all of the following: order preparation time, queue time, move time, receiving and inspection time.

Manufacturing lead timeInterval antara job dilepas ke lantai produksi sampai disimpan atau sampai level operasi yang lebih tinggi,terdiri dari operation duration dan interoperation time.

Operation duration Waktu produksi sebenarnya dari suatu job pada mesin. tergantung dari ukuran lot.Operation duration = Setup time (S) + Run time (R)

Interoperation time Adalah waktu antara suatu job selesai di suatu stasiun dan mulainya proses (setup) di stasiun berikutnya.Interoprt. time = Waiting time + Move time +Queue time

Waiting time (W) Waktu suatu job menunggu sebelum dipindahkan ke

stasiun/proses berikutnya. Waktu antara selesainya suatu job sampai job tersebut

dipindahkan.

Move/transport time (M)Waktu yang dibutuhkan untuk memindahkan job dari suatu stasiun/proses ke stasiun atau proses berikutnya. Tergantung dari lokasi.

Queue time (Q)Waktu suatu job menunggu pada suatu stasiun sebelum mulai diproses/dikerjakan pada stasiun tersebut.

Total MLT = Q + S + R + W + M

Set uptime

Processtime

Waitingtime

Transport timeQueue time

The Production Environment

Flow ShopJob ShopIntermittent Flow Shop = Batch Processing = Batch Flow Lines = Batch Prod. When high production volumes are needed on a periodic basis.

Flow shop vs Job shop

Item Flow Shop Job ShopEquipment Special purpose MultipurposeInvestment Medium to high Low to mediumWorkers Low skill High skillProduct Make to stock Make to orderDemand volume High LowNo. of end item Few Many

Production control systems

Fixed layout and continuous flow;Uses assembly line balancing

Variable flow pattern controlled by batch, order, or service needs;Uses sequencing rules and simulation

Efficiency of prod. Most LeastFinished good inv. High LowIn process inv. Low HighRaw material inv. High Low

Flow Shop flow controlJob Shop order control

HIGH VOLUME Production Activity Control

Scheduling for Batch Processing

Beberapa jenis produk diproduksi di satu lini produksi.

Pergantian produksi dari suatu jenis produk ke jenis lainnya membutuhkan waktu setup/changeover diminimasi.

Zero setup Mixed Model Production (JIT)

Keputusan untuk menentukan item mana yang akan dikerjakan selanjutnya dan berapa jumlahnya didasarkan pada :

1. Jumlah persediaan tiap item2. Tingkat permintaan tiap item3. Waktu yang dibutuhkan untuk berubah dari item

satu ke item lainnya (setup)4. Kecepatan produksi tiap item5. Urutan proses tiap item (jika ada)

Jika waktu setup relatif kecil dan urutan produksi tiap item saling independent :

prioritaskan item dengan Run Out Time terkecil.

Run Out Time Method (with lot size considerations)Item diurutkan berdasarkan ROT terkecil.

ii Item Permintaan Tingkat Item Persediaan Jumlah

ROTi

ContohKapasitas tersedia = 80 hours/week.

Item Standard Hours / unit

Lot Size

Forecast per weeks

Current Inventory

Machine Hours per Order

A 0.10 100 35 100 10

B 0.20 150 50 120 30

C 0.15 100 40 130 15

D 0.20 200 60 80 40

Item Current Inv. Forecast per weeks ROT (weeks) Sequence

A 100 35 2.86 3

B 120 50 2.40 2

C 130 40 3.25 4

D 80 60 1.33 1

Sequence ROT (weeks)

Lot Size Cap. Required Remaining Cap.

D 1.33 200 40 40

B 2.40 150 30 10

A 2.86 100 10 0

C 3.25 100 15 -15

ii Item Permintaan Tingkat Item Persediaan Jumlah

ROTi

Aggregate Run Out TimeBatasan lot size dihilangkan.

MI = Machine hours Inventory for all items in the familyT = Total available machine hoursMF = Machine hours requirements forecasted for all

items in the family

MFTMI

ART

Item Standard Hours / unit

Forecast per weeks

Machine Hours for The

Forecast

Current Inv.

Machine Hours Inv.

A 0.10 35 3.5 100 10.0B 0.20 50 10.0 120 24.0C 0.15 40 6.0 130 19.5D 0.20 60 12.0 80 16.0

Total 31.5 69.5

4.74631.5

8069.5ART

Kapasitas tersedia = 80 hours/week.

Item Std.Hours/unit

Forecast /week ART GR Current

Inv.Net Req

A 0.10 35 4.746 166 100 66

B 0.20 50 4.746 237 120 117

C 0.15 40 4.746 190 130 60

D 0.20 60 4.746 285 80 205

Item Std.Hours/unit

Net Req Machine Hours Req. Remaining Cap.

A 0.10 66 6.6 73.4

B 0.20 117 23.4 50.0

C 0.15 60 9 41.0

D 0.20 205 41.0 0

Gross Requirements = Forecast per period x ARTNet Requirements = Gross Requirements – Current Inventory

Scheduling for Process Industry

Karakteristik umum: variasi input rendah, variasi output tinggi.Contoh : minyak mentah kerosene, jet fuel, dsb.

Biasanya memiliki Inverted Bill of Material.

Salah satu metode penjadwalan untuk menentukan ukuran lot jika terjadi perubahan produksi adalah metode Krajewski and Ritzman:

Produce each product in sequence, each the same fraction of annual demand.

Tentukan jumlah siklus (N) per tahun, sehingga diperoleh besar lot size tiap siklus.

Ti = total hari produksi per tahun untuk produk iNi = jumlah siklus per tahun untuk produk itsi = waktu setup untuk produk iDi = permintaan tahunan untuk produk itpi = waktu produksi per unit untuk produk i

i

i

ii

i

iii )H

pr

-(12Q

QSD

C

Ci = biaya per tahun untuk produk iSi = biaya setup untuk produk iQi = jumlah produksi per siklus untuk produk

i = ukuran lot untuk produk i= Di / Ni

ri = permintaan per hari untuk produk ipi = produksi per hari untuk produk iHi = biaya simpan per unit untuk produk i

Ti = Nitsi + Ditpi

Contoh :Suatu perusahaan memproduksi 3 jenis produk yaitu jet fuel (JF), unleaded regular gasoline (UR) dan unleaded high-octane gasoline (UH). Untuk ketiga produk tersebut digunakan input yang sama. Tentukan ukuran lot yang tepat untuk setiap produk (1 tahun = 250 hari kerja).

Annual demand

Di

Daily demand

ri

Daily Prod.Pi

Process time/gallon

tpi

Setup time

tsi

Holding CostHi

Setup CostSi

JF 10000 40 gln 150 gln 1/150 days 1 day $1.00 $200

UR 20000 80 gln 200 gln 0.005 days 0.5 day $0.50 $100

UH 5000 20 gln 100 gln 0.01 days 0.5 day $0.75 $100

Jika N = 4 siklus:

Qi Ti Ci ($)

JF 2500 70.7 1717UR 5000 102 1150UH 1250 52 775

Total 224.7 3641

Jika N = 5 siklus:

Qi Ti Ci ($)

JF 2000 71.7 1733UR 4000 102.5 1100UH 1000 52.5 800

Total 226.7 3633

Jika N = 6 siklus:

Qi Ti Ci ($)

JF 1667 72.7 1811UR 3333 103 1100UH 833 53 850

Total 228.7 3761

Jika N = 1, T = 219 dan TC = $8567.

TC paling rendah didapat dengan menjalankan 5 siklus per tahun dengan TC = $3633.

Annual demand

Di

Daily demand

ri

Daily Prod.Pi

Process time/gallon

tpi

Setup time

tsi

Holding CostHi

Setup CostSi

JF 10000 40 gln 150 gln 1/150 days 1 day $1.00 $200

UR 20000 80 gln 200 gln 0.005 days 0.5 day $0.50 $100

UH 5000 20 gln 100 gln 0.01 days 0.5 day $0.75 $100

JOB SHOP Production Activity Planning

Production Activity Planning Stages

Scheduling Stage The assignment of dates to specific jobs or operation

steps. Forward Scheduling vs Backward Scheduling Job Shop Scheduling : Jadwal Feasible, Semi Aktif, Jadwal

Aktif, Non Delay.

Machine Loading Stage The process of determining which work center receives

which jobs. The Assignment Method of Linear Programming

Operation Sequencing Stage Determine the priorities of operations at each machine.

Priority rules

Priority Rules:FCFS, EDD, SPT, LPT, Fewest Operations, Slack Time, Critical Ratio.

Slack TimeST = DD – Present Date – Total Op. Remaining

Critical Ratio

Remaining MLTDate Present - Date Due

CR

CR = 1 on timeCR < 1 lateCR > 1 early

U1-14, p.453, Fig 14-4: CR

U1-14, p.453, Tab 14-3: Common Priority Rules

Present Date : 125 (All times are in days)

OrderDue date

Current operation

time

Total op. time

remaining

MLT remaining

Slack time

CR

A 130 1.5 3 6 2 0.83

B 132 1 4.5 9.5 2.5 0.74

C 136 2 4 8 7 1.38

D 138 3.5 7 9 6 1.44

ST = DD – Present Date – Total Op. Remaining

Remaining MLTDate Present - Date Due

CR

Present Date : 35 (All times are in days)

OrderDue date

Actual time remaining

MLT remaining

CRDays

behind/ahead to schedule

A 40 5 2 2.5 +3

B 35 0 10 0 -10

C 35 0 8 0 -8

D 25 -10 4 -2.5 -14

E 25 -10 8 -1.25 -18

CR bukan aturan prioritas yang tepat digunakan jika order sudah melewati due date.

U1-14, p.455-456, Fig 14.5-14.7: Priority for overdue orders

Present Date : 35 (All times are in days)

OrderDue date

Actual time

remaining

MLT remaining

Days behind/ahead to

schedulePriority

A 40 5 2 3 5

B 35 0 10 -10 3

C 35 0 8 -8 4

D 25 -10 4 -14 2

E 25 -10 8 -18 1

Manufacturing Lead Time Remaining

Present Date : 35 (All times are in days)

OrderDue date

Actual time

remaining

Process time

remaining

Days behind/ahead to

schedulePriority

A 40 5 2 3 5

B 35 0 4 -4 4

C 35 0 5 -5 3

D 25 -10 1 -11 2

E 25 -10 3 -13 1

Processing Time Remaining

JOB SHOP PRODUCTION ACTIVITY CONTROL

Dispatching Fungsi kontrol produksi yang dilakukan oleh seorang dispatcher yang berkoordinasi dengan departemen manufaktur.

Dispatch ListSemua job yang siap untuk dijalankan, diurutkan berdasarkan prioritas dengan metoda tertentu.

Corrections to Short-term Capacity

Jika terjadi kekurangan kapasitas corrective actions:OvertimeAlternative routingsReallocating workforceOperation overlappingOperation splittingSubcontract

OPERATION OVERLAPPING (Transfer Batch)Merupakan salah satu teknik yang dipakai untuk menurunkan total lead time dari suatu order produksi dengan membagi ukuran lot menjadi 2 atau lebih.

Overlapping Setup Internal:

Overlapping Setup Eksternal:

AB

BA1 P+P

S-QPQ

AB

A1 P+P

QPQ

SA QPA

SB QPB

TANPA OVERLAPPING

T

SA Q1PA Q2PA

Q1PBSB Q2PB

T T

DENGAN OVERLAPPING (SETUP INTERNAL)

Q2 tiba di mesin B

Setup internal

Q1 selesai diproses di mesin B

SA Q1PA Q2PA

Q1PBSB Q2PB

T T

DENGAN OVERLAPPING (SETUP INTERNAL)

Q2 tiba di mesin B

Q1 selesai diproses di mesin B

Waktu Q2 tiba di mesin B ≤ Waktu Q1 selesai di proses di mesin B

SA + Q1PA + Q2PA + T ≤ SA + Q1PA + T + SB + Q1PB

Q2PA ≤ SB+ Q1PB

QPA - Q1PA ≤ SB + Q1PB

AB

BA1 P+P

S-QPQ

Q=Q1+Q2 (Q-Q1)PA ≤ SB+ Q1PB

QPA - SB ≤ Q1PB - Q1PA

QPA - SB ≤ Q1(PB+PA)

Q1(PB+PA) ≥ QPA - SB

SA QPA

SB QPB

TANPA OVERLAPPING

T

SA Q1PA Q2PA

Q1PBSB Q2PB

T T

DENGAN OVERLAPPING (SETUP EKSTERNAL)

Setup eksternal

Q2 sampai di mesin B

Q1 selesai diproses di mesin B

AB

A1 P+P

QPQ

OPERATION SPLITTINGMengurangi total lead time dengan membagi lot produksi menjadi 2 atau lebih dengan pengerjaan operasi secara simultan.

SU Run

Single Machine Processing

SU Run

SU Run

Operation Splitting

SU

SU

Run

Run

Operation Splitting with Setup Offset

Short Term Capacity Planning and Control:

INPUT / OUTPUT CONTROL

Merupakan proses terintegrasi yang mencakup aktivitas:1. Merencanakan performansi input dan output yang

dapat diterima pada tiap stasiun kerja.2. Mengukur dan melaporkan input dan output actual

(feedback).3. Koreksi situasi out of control.

I/O Control merupakan teknik yang efektif dalam mengontrol antrian (queues), WIP, dan MLT.

I/O Control memungkinkan perencana untuk menentukan tindakan apa yang diperlukan untuk mencapai output, WIP dan MLT yang diinginkan.

Konsep dasar: Deviation = Actual – PlannedCumulative = CDi = CDi-1 + Deviation

= CDi-1 + (Ai – Pi)

WIPi = WIPi-1 + Ii - Oi

RateOutput

WIPTime Lead

Input Queue Process Output

Work In Process

Actual input and output deviate little from plan. WIP never deviate more than 5 hours from plan.

U1-14, Table 14.8-14.11

Planned WIP appears to be too high.

Reducing WIP from 32 hours to 20 hours. Once the desired level of WIP is reached, the input must be returned to the output level.

Equipment problem in Day 30: output decreased, but WIP did not decrease as planned.

Rectify the problem: fix the equipment, reduce WIP by reducing input and output.

Input is insufficient to produce the planned output. Actual input must be increased. The cause of input reduction must be identified and corrected.

Prinsip dari I/O Control adalah:1. Output yang direncanakan harus realistis dan

menggambarkan kapasitas tenaga kerja dan peralatan.

2. Rencana input atau aktual input yang lebih besar dari output realistis akan menambah WIP dan MLT.

3. Perbedaan signifikan antara input dan output yang direncanakan menunjukkan problem operasional yang harus diidentifikasi dan diselesaikan.