dasar teori line balancing

39
BAB II LANDASAN TEORI 2.1. Definisi Line Balancing 1 Line balancing adalah serangkaian stasiun kerja (mesin dan peralatan) yang dipergunakan dalam pembuatan produk. Line balancing biasanya terdiri dari sejumlah area kerja yang dinamakan stasiun kerja yang ditangani oleh seorang atau lebih operator dan ada kemungkinan ditangani dengan menggunakan bermacam-macam alat. Adapun tujuan utama dalam menyusun line balancing adalah untuk membentuk dan menyeimbangkan beban kerja yang dialokasikan pada tiap-tiap stasiun kerja. Jika tidak dilakukan keseimbangan lintasan maka dapat mengakibatkan ketidakefisienan kerja di beberapa stasiun kerja dimana diantara stasiun kerja yang satu dengan stasiun kerja yang lain memiliki beban kerja yang tidak seimbang. Pembagian pekerjaan ini disebut production line balancing, assembly line balancing, atau hanya line balancing. Penyeimbangan mesin-mesin yang dipakai pada proses perakitan pun harus dilakukan. Demikian juga di dalam membeli dan merancang mesin-mesin yang memiliki kapasitas yang diperlukan. Selain itu penyeimbangan mesin-mesinyang dipakai baik itu dalam penggunaan dua 1 Rosnani Ginting. Sistem Produksi. Yogyakarta: Graha Ilmu, Cet. 1, 2007. h 205-225.

Upload: ardini-atilla

Post on 21-Jan-2016

443 views

Category:

Documents


1 download

DESCRIPTION

landasan teori line balancing , keseimbangan lintasan

TRANSCRIPT

Page 1: dasar teori line balancing

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1. Definisi Line Balancing1

Line balancing adalah serangkaian stasiun kerja (mesin dan peralatan) yang

dipergunakan dalam pembuatan produk. Line balancing biasanya terdiri dari

sejumlah area kerja yang dinamakan stasiun kerja yang ditangani oleh seorang atau

lebih operator dan ada kemungkinan ditangani dengan menggunakan bermacam-

macam alat.

Adapun tujuan utama dalam menyusun line balancing adalah untuk

membentuk dan menyeimbangkan beban kerja yang dialokasikan pada tiap-tiap

stasiun kerja. Jika tidak dilakukan keseimbangan lintasan maka dapat

mengakibatkan ketidakefisienan kerja di beberapa stasiun kerja dimana diantara

stasiun kerja yang satu dengan stasiun kerja yang lain memiliki beban kerja yang

tidak seimbang. Pembagian pekerjaan ini disebut production line balancing,

assembly line balancing, atau hanya line balancing.

Penyeimbangan mesin-mesin yang dipakai pada proses perakitan pun harus

dilakukan. Demikian juga di dalam membeli dan merancang mesin-mesin yang

memiliki kapasitas yang diperlukan. Selain itu penyeimbangan mesin-mesinyang

dipakai baik itu dalam penggunaan dua mesin untuk mendapatkan kapasitas yang

dibutuhkan maupun memperlambat mesin yang bekerja terlalu cepat atau

menghidupkan atau mematikan mesin secara terputus-putus perlu dilakukan. Selain

itu penyeimbangan mesin-mesin yang dipakai baik itu dalam penggunaan dua

mesin untuk mendapatkan kapasitas yang yang dibutuhkan maupun memperlambat

mesin yang bekerja terlalu cepat atau menghidupkan atau mematikan mesin secara

terputus-putus, dan lain-lain perlu dilakukan.

Area kerja atau stasiun kerja yang ditangani seorang atau lebih operator

dengan berbagai alat akan mengerjakan elemen kerja ketika unit produk melewati

stasiun kerjanya. Jadi dalam proses pengerjaan suatu produk, hampir semua stasiun

1Rosnani Ginting. Sistem Produksi. Yogyakarta: Graha Ilmu, Cet. 1, 2007. h 205-225.

Page 2: dasar teori line balancing

kerja terlibat dan item yang mengalami pengerjaan akan bertambah lengkap pada

setiap stasiun yang dilaluinya.

Waktu yang dibutuhkan dalam menyelesaikan pekerjaan pada masing-

masing stasiun kerja biasanya disebut service time atau station time. Sedangkan

waktu yang tersedia pada masing-masing stasiun kerja disebut waktu siklus. Waktu

siklus biasanya sama dengan waktu stasiun kerja yang paling besar. Jangka waktu

yang diperbolehkan untuk melakukan operasi pada stasiun kerja ditentukan oleh

kecepatan assembly line sehingga seluruh sehingga seluruh work center atau staiun

kerja berbagi waktu siklus yang sama. Waktu menganggur (float time) terjadi jika

dari stasiun pekerjaan yag ditugaskan padanya membutuhkan waktu yang sedikit

daripada waktu siklus yang telah diberikan. Maka selain untuk membentuk dan

menyeimbangkan beban kerja, line balancing bertujuan juga untuk

meminimisasikan waktu menganggur ketika operasi pengerjaan pada workcenter

berlangsung sesuai dengan urutan prosesnya. Sehingga keseimbangan yang

sempurna terjadi apabila dalam penugasan pekerjaan tidak menimbulkan waktu

menganggur.

Masalah line balancing telah memberikan perhatian yang cukup besar

mungkun melebihi assembly line yang lazim. Beberapa teknik menghasilkan solusi

yang tepat untuk asumsi-asumsi yang telah diberikan. Teknik lain dirancang untuk

menghasilkan perkiraan solusi berdasarkan pertimbangan yang praktis. Perhatian

utama adalah tidak harus memperoleh kesimbangan yang sempurna tetapi untuk

memperoleh tata letak dan aliran yang optimal sehubungan dengan operasi produksi

lainnya. Pengalokasian elemen-elemen pada stasiun kerja dibatasi oleh dua kendala

utama yaitu precedence constrain dan zoning constrain.

2.1.1. Precedence Constraint

Dalam pembagian elemen pekerjaan dapat diselesaikan dengan beberapa

alternatif. Dalam proses assembling ada dua kondisi yang biasanya muncul, yaitu:

1. Tidak ada ketergantungan dari komponen-komponen dalam proses pengerjaan,

jadi setiap komponen mempunyai kesempatan untuk dilaksanakan pertama kali

dan disini dibutuhkan prosedur penyeleksian untuk untuk menentukan prioritas.

Page 3: dasar teori line balancing

2. Apabila suatu komponen telah dipilih untuk disassembling maka urutan untuk

merakit komponen lain dimulai. Disinilah dinyatakan batasan precedence untuk

pengerjaan komponen-komponen.

Ada beberapa cara untuk menggambarkan kondisi precedence untuk

menggambarkan kondisi ini secara efektif yaitu dengan menggunakan diagram

precedence. Maksud dari diagram ini adalah untuk menggambarkan situasi lintasan

yang nyata dalam bentuk diagram.

Precedence diagram dapat disusun menggunakan dua simbol dasar, antara

lain:

1. Elemen simbol, adalah lingkaran dengan nomor atau huruf elemen terkandung

di dalamnya. Elemen akan diberi nomor atau huruf berurutan untuk menyatakan

identifikasi.

atau

Gambar 2.1. Elemen Simbol

2. Hubungan antar simbol biasanya menggunakan anak panah untuk menyatakan

hubungan dari elemen simbol yang satu terhadap elemen lainnya. Precedence

dinyatakan dengan perjanjian bahwa elemen pada ekor panah harus mendahului

elemen pada kepala panah.

Gambar 2.2. Hubungan Antar Simbol

2.1.2 Zoning Constraint

Selain precedence constraint, pengalokasian dari elemen-elemen kerja

pada stasiun kerja juga dibatasi oleh zoning constraint yang menghalangi atau

1 2 3

2 b

Page 4: dasar teori line balancing

mengharuskan pengelompokan elemen kerja tertentu pada stasiun tertentu. Zoning

constraint yang negatif menghalangi pengelompokan elemen kerja pada stasiun

kerja yang sama. Misalnya operasi 1 mempunyai sifat antagonis dengan operasi 2

sebab bisa menyebabkan percikan atau konseling api maka tidak dapat disatukan

walaupun dari segi makna dapat disatukan. Sebaliknya zoning constraint yang

positif menghendaki pengelompokan elemen-elemen kerja pada 1 stasiun yang

sama dengan alasan misalnya menggunakan peralatan yang sama dan peralatan itu

mahal.

2.2. Beberapa Teknik Line Balancing

Untuk penyeimbangan lintasan peralitan, terdapat beberapa teori yang

dikemukakan oleh para ahli yang meneliti bidang ini. Secara garis besar, metode ini

dibagi dalam dua bagian, yaitu:

1. Pendekatan Analitis

2. Pendekatan Heuristik

Pada awalnya, teori-teori line balancing dikembangkan dengan pendekatan

matematis/ analitis yang akan memberikan solusi optimal, tapi lambat laun

akhirnya para ahli yang meneliti bidang ini mulai menyadari bahwa pendekatan

secara matematis tidak ekonomis.

Hal tersebut membuat para ahli mengembangkan metode heuristik. Metode

ini didasarkan pada pendekatan matematis dan akal sehat. Batasan heuristik

menyatakan pendekatan trial and error dan teknik ini memberikan hasil yang

secara matematis belum optimal tetapi cukup mudah untuk memakainya.

Pendekatan heuristik merupakan suatu cara yang praktis, mudah dimengerti

dan mudah diterapkan. Untuk mendapatkan gambaran yang lebih lengkap, berikut

ini diberikan beberapa model analitis dan model heuristik untukpenyeimbangan

lintasan perakitan.

2.2.1. Pendekatan Analitis

Penyeimbangan lintasan dengan pendekatan analitis, terbagi atas:

1. Metode 0-1 (Zero-One)

Page 5: dasar teori line balancing

Kita dapat melihat model zero-one yang dikemukakan oleh Patterson dan

Albracht untuk memberikan bentuk matematis yang tepat bagi masalh

penyeimbangan lintasan perakitan. Dalam metode ini, kita dapat menggunakan

notasi:

C : Waktu siklus

tk : Waktu yang dibutuhkan untuk menyelesaikan elemen k dimana

k = 1,2,3,...,k.

Sk(Pk) : Subset dari semua elemen kerja yang harus mendahului atau sebelum

k

Wi : Subset dari semua elemen kerja yang ditugasi pada stasiun

I,I = 1,2,...,M

M : Batas atas dari jumlah stasiun

Xki : 1, Jika elemen kerja ditugaskan pada stasiun I; 0, Jika lainnya

Jumlah stasiun yang dibutuhkan untuk melengkapi semua predecessor dan

successor dari setiap tugas diberikan oleh formulasi sebagai berikut.

Ek = 1, untuk tk + ∑ t i=0 ,k=1,2 ,. . ., k dan |t k + ∑

j=pkt j

c|untuk lainnya.

Lk = M, untuk tk+∑j∈S k

t j=0 , k=1,2 , .. . , k dan

|t k + ∑

j∈ pkt j

c|untuk lainnya.

Notasi diatas yang pertama menyatakan integer yang paling kecil ≥ a. Definisi

I(M) dari Ek(Lk) dibutuhkan jika simbol dummy dipakai dalam diagram

precedence untuk permulaan atau akhir pekerjaan. Untuk perhitungan

selanjutnya, dibutuhkan batasan-batasan, antara lain:

a. Occurence Constrain

Kendala ini membatasi bahwa penugasan dari masing-masing elemen kerja

k hanya pada suatu stasiun dan ditulis sebagai berikut.

∑i=Ek

Lk

Xk=1, k=1,2 ,. .. , k

Page 6: dasar teori line balancing

b. Precedence Constrain

Untuk masing-masing hubungan precedence dimana mendahului dengan

tepat elemen b (a < b), dibuthkan precedence constrain dengan simulasi

sebagai berikut.

∑i−Ea

a

ix X ai≤∑jEb

bjx X bj

dimana a < b

c. Batasan Waktu Siklus

Jumlah waktu pengerjaan elemen kerja dalam satu stasiun harus lebih kecil

atau sama dengan waktu siklus C.

∑i=Wi

t k X ki≤C dengan i = 1,2,...,M

2. Metode Helgeson Birnie

Metode ini biasanya lebih dikenal dengan ranked positional weight system

(RPW). Langkah pertama adalah membuat diagram precedence dan matriks

precedence. Kemudian dihitung bobot positional untuk setiap elemen yang

diperoleh dari penjumlahan waktu pengerjaan elemen tersebut dengan waktu

pengerjaan elemen lain yang mengikuti elemen tersebut.

Gambar 2.3. Diagram Precedence untuk Menerangkan Metode RPW

Hubungan precedence juga dapat dibuat dalam bentuk matriks dimana setiap

hubungan bernilai -1,0,1. Hubungan precedence yang bernilai +1 jika elemen

yang hendak dihubungkan tersebut dikerjakan sebelum elemen yang mau

Page 7: dasar teori line balancing

dihubungkan dengannya, bernilai -1 jika sebaliknya dan 0 jika tidak ada

hubungan.

Penugasan elemen-elemen terhadap stasiun kerja mengikuti langkah-langkah

berikut:

1. Elemen yang mempunyai bobot tertinggi (rank 1)ditempatkan pada stasiun

1.

2. Hitung antara waktu siklus dengan waktu elemen (a) yang telah ditetapkan

T = C – a1.

3. Kemudian pilih elemen dengan bobot terbesar berikutnya dan dilakukan

pemeriksaan terhadap:

a. Precedence, hanya elemen yang semua pendahulunya sudah

ditempatkan boleh bergabung.

b. Waktu pengerjaan di elemen tersebut harus lebih kecil atau sama

dengan stasiun yang masih tersedia.

c. Langkah 2 dan 3 diulang sampai T = 0 atau tidak ada kemungkinan

untuk menugaskan elemen lagi pada stasiun kerja karena waktu T lebih

kecil dari waktu masing-masing elemen yang belum ditugaskan.

d. Stasiun kerja yang kedua kemudian dimulai dari elemen yang belum

ditugaskan yang bobotnya paling besar.

e. Langkah 2, 3, 4, dan 5 dilanjutkan sampai semua elemen telah

dikelompokkan dalam satu stasiun kerja.

3. Metode Moodie Young

Metode Moodie-Young memiliki dua tahap analisis. Fase (tahap) satu adalah

membuat pengelompokan stasiun kerja berdasarkan matriks hubungan antar-

task, tidak dirangking seperti metode Helgeson-Birnie. Fase dua, dilakukan

revisi pada hasil fase satu.

Fase satu: Elemen pengerjaan ditempatkan pada stasiun kerja yang berurutan

dalam lini perakitan dengan menggunakan aturan largest-candidate. Aturan

largest-candidate terdiri atas penempatan elemen-elemen yang ada untuk

tujuan penurunan waktu. Dari sini, bila dua elemen pengerjaan cukup untuk

Page 8: dasar teori line balancing

ditempatkan di stasiun, salah satu yang mempunyai waktu yang lebih besar

ditempatkan pertama. Setelah masing-masing elemen ditempatkan,

ketersediaan elemen dipertimbangkan untuk tujuan pengurangan nilai waktu

untuk penugasan selanjutnya. Sebagai pemisalan, matriks P menunjukkan

pengerjaan pendahulu masing-masing elemen dan matriks F pengerjaan

pengikut untuk tiap elemen untuk tiap prosedur penugasan.

Fase dua: Pada fase dua ini mencoba untuk mendistribusikan waktu nganggur

(idle) secara merata (sama) untuk tiap-tiap stasiun melalui mekanisme jual dan

transfer elemen antar stasiun. Langkah-langkah pada step dua ini adalah

sebagai berikut.

1. Menentukan dua elemen terpendek dan terpanjang dari waktu stasiun dari

penyeimbangan fase satu.

2. Tentungan setengah dari perbedaan kedua nilai tujuan (GOAL).

3. GOAL = (STmax – STmin) / 2.

4. Menentukan elemen tunggal dalam STmax yang lebih kecil dari kedua nilai

GOAL dan yang tidak melampaui elemen pengerjaan terdahulu.

5. Menentukan semua penukaran yang mungkin dari STmax dengan elemen

tunggal dari STmin yang mereduksi STmax dan mendapatkan STmin akan lebih

kecil dari 2 x GOAL.

6. Lakukan penukaran yang ditunjukkan oleh kandidat dengan perbedaan

mutlak terkecil antara kandidat tersebut dengan GOAL.

7. Bila tidak ada penukaran atau transfer yang dimungkinkan antara stasiun

terbesar dan terkecil, mengusahakan penukaran antara rank pada

pengerjaan berikut: N (stasiun ranking ke N memiliki jumlah waktu idle

terbesar), N-1, N-2, N-3, …, 3, 2, 1.

8. Bila penukaran masih tidak mungkin, lakukan pembatasan dengan nilai

GOAL dan ulangi langkah satu hingga enam.

2.2.2. Pendekatan Heuristik

Penyeimbangan lintasan dengan pendekatan heuristik terbagi atas:

1. Metode Kilbridge Wester (Region Approach)

Page 9: dasar teori line balancing

Dalam metode ini diagram precedence dengan elemen-elemennya

dikelompokkan dalam sejumlah kelompok. Semua elemen yang tergabung

dalam sebuah kolom independent karenanya dapat permutasikan diantara

mereka dalam berbagai cara tanpa melanggar kaidah precedence. Elemen-

elemen juga bisa ditransferkan dari kolom satu ke kolom lain dikanannya tanpa

mengubah precedence dengan menjaga permutabilitas dalam kolom yang baru.

Adapun langkah-langkah yang harus dilakukan salam metode ini, antara lain:

1. Buat diagram precedence dari persoalan yang dihadapi

2. Kelompokkan daerah precedence dari kiri ke kanan dalam bentuk kolom-

kolom

3. Gabungkan elemen-elemen dalam daerah precedence yang paling kiri

dalam berbagai cara dan ambil hasil gabungan terbaik yang hasilnya sama

atau hampir sama dengan waktu siklus

4. Apabila ada elemen-elemen yang belum bergabung dan jumlahnya lebih

kecil dari C lanjutkan menggabungkannya dengan elemen di daerah

precedence di kanannya dengan memperhatikan batasan precedence

5. Proses berlanjut sampai semua elemen bergabung dalam suatu stasiun

kerja

Sulit untuk mengatakan metode yang lebih baik, karena kalau dihitung delay

time antara kedua metode hasilnya akan sama. Kalau dilihat dalam kemudahan

penerapannya, misalnya untuk jaringa kerja yang rumit mungkin metode

Kilbridge dan Wester lebih mudah diterapkan. Tetapi pemakaian metode

tertentu saja tergantung dengan keadaan yang dihadapi, mana yang cocok dan

lebih mudah untuk diterapkan. Berikut contoh penerapan metode Kilbridge

Wester. Misalkan diagram precedence berikut ini akan diseimbangkan.

Page 10: dasar teori line balancing

Gambar 2.4. Diagram Precedence untuk Contoh Kasus

Metode Killbridge Wester

Dari diagram precedence dibuat tabel sebagai berikut :

Tabel 2.1. Matriks Precedence Diagram

Kolom Elemen Waktu Proses Jumlah WaktuI A 4 4II B

CDEF

36354 21

III GH

27 9

IV IJ

33 6

V K 6 6

Apabila diambil waktu siklus 12 menit dan perhatikan jumlah kumulatif suatu

kolom maka stasiun kerja pertama akan tediri dari Kolom I dan beberapa

elemen di Kolom II. Karena semua elemen dalam kolom saling tidak

bergantungan maka semua elemen dapat diseleksi. Maka alternatif yang

mungkin untuk stasiun I adalah:

a. Elemen a dan c = 10 menit

b. Elemen a,b,c = 12 menit

c. Elemen a,d = 12 menit

d. Elemen a,b,d = 11 menit

e. Elemen a,d,f = 11 menit

Maka alternatif yang dipilih boleh a,b,c atau a,d,e. Di sini diambil yang sesuai

dengan urutan yaitu a,b,c. Kemudian modifikasi tabel dengan membatasi

elemen yang sudah bergabung dalam satu stasiun kerja dengan garis putus-

putus.

Tabel 2.2. Matriks Precedence Diagram Alternatif

Kolom Elemen Waktu Proses Waktu Proses Jumlah WaktuI A 4 4 4II B

E35 8 9

Page 11: dasar teori line balancing

CDF

634 13

6

III GH

27

6

IV IJ

33 6

V K 6 6

Dari tabel pada kolom 2 elemen yang belum bergabung adalah g dan f. Jumlah

waktu ketiga elemen ini adalah 13 yang berarti lebih besar dari c.

Penggabungan terjadi pada kolom 2 ini dengan kemungkinan penggabungan.

a. Elemen c dan d = waktu 9 menit

b. Elemen c dan f = waktu 10 menit

Peenggabungan yang diambil adalah c dan f dan tabel kembali dimodifikasi.

Stasiun kerja berikutnya stasiun 3 dan dilihat dari tabel elemen yang bisa

bergabung adalah elemen d,g,h dan terakhir stasiun 4 jatuh pada elemen i,j,k.

Jadi, hasil akhir dari penyelesaian dengan metode Kilbridge & Wester adalah

sebagai berikut:

a. Stasiun kerja 1 elemen a,b,e waktu = 12 menit

b. Stasiun kerja 2 elemen c dan f waktu = 10 menit

c. Stasiun kerja 3 elemen d,g,h waktu = 12 menit

d. Stasiun kerja 4 elemen i,j,k waktu = 12 menit

Sesuai dengan batasan precedence tiap elemen hubungan antar stasiunnya

adalah seperti Gambar 2.5.

Gambar 2.5. Bentuk Hubungan antar Stasiun Hasil dari

Stasiun 1 Stasiun 2

Stasiun 3 Stasiun 4

Page 12: dasar teori line balancing

Metode Region Approach

2. Metode Integer (berdasarkan formulasi masalah line balancing U)

Perakitan terdiri dari rangkaian stasiun kerja kumpulan dari tugas yang

dinyatakan berdasarkan rangkaian tugas-tugas. Masalah dalam pemilihan dan

pengelompokkan subjek pada rangkaian ini terdiri atas rangkaian stasiun kerja

yang diberikan berdasarkan langkah-langkah produksi atau pemaksimalan

rata-rata produksi diberikan berdasarkan jumlah stasiun kerja yang biasanya

dalam lintasan perakitan.

Keterkaitan dan kekompleksitasan berdasarkan masalah line balancing

diselesaikan dengan metode riset operasi. Ketika perakitan dirancang pada garis

lurus, umumnya berhubungan dengan traditional line balancing problem

(TLBP). Jika waktu proses untuk tiap tugas diasumsikan tetap, kita akan

memperoleh visi deterministic traditional line balancing problem (DTLBP).

Ketika seminar DTLBP oleh Ssalveson (1995), ada sejumlah artikel yang

membahas mengenai masalah ini. Artikel tersebut dapat dikategorikan dengan

menggunakan prosedur solusi untuk menyelesaikan masalah, termasuk program

integer, program dinamik dan pendekatan heuristik. Kilbridge dan Wester

(1986) dan Ignal (1965) menyediakan pengulangan yang terbaik untuk

pendekatan ini. Dua puluh tahun kemudian Talbot (1986) mengulangi secara

khusus penggunaan pendekatan heuristik yang digunakan untuk menyelesaikan

masalah ini. Konsesus umum terlihat dari sudut praktis, versi dari masalah ini

telah terselesaikan jika waktu proses dari masing-masing tugas diketahui dalam

bentuk variabel, masalah ini biasanya berhubungan dengan stochastic line

balancing problem (SLBP). Versi dari masalah line balancing sangat kompleks,

prosedur pemecahan dikembangkan untuk masalah ini bergantung kepada

probabilitas distribusi normal yang digunakan mewakili waktu proses acak

algoritma. Algoritma yang dibuat oleh Kao (1976) dilanjutkan dengan program

dinamik dari Held (1963) diikuti proses variabel waktu Carrwoy (1989)

membuat dua algoritma yang dilanjutkan oleh formula Held. Peningkatan

tekanan kompetitif dihasilkan dalam pengingatan ulang perakitan arsitektur

Page 13: dasar teori line balancing

pada beberapa level. Perakitan tradisional tidak fleksibel dan biasanya dibuat

untuk perakitan dalam jumlah besar dan keragaman yang rendah.

Bagaimanapun dengan peningkatan permintaan untuk ragam yang tinggi,

produk berjumlah tinggi seperti automobile, dan pemakaian elektronik baru-

baru ini diperlukan untuk dibuat lebih fleksibel sesuai permintaan konsumen.

Selanjutnya keberhasilan dari sistem seperti just in time dan didesain untuk

meminimalkan bahan mentah dan kerja dalam proses inventori, umunya

bergantung pada fleksibilitas penetapan perakitan.

U-line mempunyai keuntungan diatas konfigurasi garis lurus. Untuk lebih cepat

ada jarak penglihatan yang besar dari pengoperasian dan komunikasi diantara

operator dalam barisan, yang keduanya merupakan kunci untuk meminimalkan

jumlah dari kualitas dan pengawasan yang berhubungan dengan kerusakan

dalam lintasan.

3. Algoritma Genetik

Algoritma genetik ditemukan oleh John Holland. Saat ini algoritma genetik

mulai banyak digunakan untuk menyelesaikan masalah optimisasi.Algoritma

benetik merupakan metode optimisasi yang tidak berdasarkan matematika,

melainkan berdasarkan fenomena alam yang dalam penelusurannya mencari

titik optimal berdasarkan pada ide yang ada pada genetik, yaitu ilmu yang

membahas tentang sifat keturunan.

Algoritma genetik merupakan merupakan algoritma pencarian yang yang

memanfaatkan analogi mekanisme seleksi alamiah pada teori Darwin dan

mekanisme kawin silang, mutasi, inverse, dan mekanisme-mekanisme lain yang

ada pada genetika.

2.3. Pola Aliran Bahan2

Dalam perencanaan tata letak fasilitas, dikenal 5 jenis pola aliran bahan,

yaitu:

1. Pola Garis Lurus (Straight Line)

2 James Apple. Tata Letak Pabrik dan Pemindahan Bahan. Bandung: ITB. 1997. h.121.

Page 14: dasar teori line balancing

Pola aliran ini dapat digunakan jika proses produksi relatif pendek, relatif

sederhana dan hanya mengandung sedikit komponen atau peralatan produksi

yang digunakan. Pola aliran garis lurus ini dapat dilihat pada Gambar 2.6.

Gambar 2.6. Pola Aliran Garis Lurus

2. Pola Zig-Zag (Serpenting)

Pola ini dapat diterapkan jika lintasan lebih panjang dari ruangan yang dapat

digunakan untuk ditempatinya, dan karenanya berbelok-belok dengan sendirinya

untuk memberikan lintasan aliran yang lebih panjang dalam bangunan yang luas,

bentuk, dan ukuran yang lebih ekonomis. Pola aliran zig-zag ini dapat dilihat

pada Gambar 2.7.

Gambar 2.7. Pola Aliran Zig-Zag

3. Pola Aliaran U (U-Shaped)

Pola aliran ini dapat diterapkan jika produk diharapkan produk jadinya

mengakhiri proses pada tempat yang relatif sama dengan awal proses. Pola

aliran bentuk U ini dapat dilihat pada Gambar 2.8.

Page 15: dasar teori line balancing

Gambar 2.8. Pola Aliran U-Shaped

4. Pola Aliran Melingkar (Circulair)

Pola ini dapat diterapkan jika diharapkan barang atau produk kembali ke tempat

waktu memulai proses. Pola aliran melingkar ini dapat dilihat pada Gambar 2.9.

Gambar 2.9. Pola Aliran Melingkar

5. Pola Aliran Tak Tentu / Tak Beraturan

Pola aliran ini digunakan untuk memperpendek lintasan aliran antara kelompok

peralatan, stasiun kerja dan komponen lainnya.

2.4. Metode Pengukuran Waktu3

Pengukuran waktu ditujukan untuk mendapatkan waktu baku penyelesaian

pekerjaan yaitu waktu yang dibutuhkan secara wajar oleh seorang pekerja normal

untuk menyelesaikan suatu pekerjaan yang dijalankan dalam sistem kerja terbaik.

Ini dimaksudkan untuk menunjukkan bahwa waktu baku yang dicari bukanlah

waktu penyelesaian yang diselesaikan secara tidak wajar seperti terlalu cepat atau

terlalu lambat.

Secara garis besar, metode pengukuran waktu terbagi ke dalam dua bagian,

yaitu:

1. Pengukuran secara langsung

3Iftikar Z Sutalaksana, dkk, Teknik Tata Cara Kerja, Bandung, 1979, Hal. 131-171.

Page 16: dasar teori line balancing

Pengukuran yang dilakukan secara langsung di tempat dimana pekerjaan yang

bersangkutan dijalankan. Dua cara yang termasuk pengukuran langsung adalah

cara jam henti (stopwatch time study) dan sampling kerja (work sampling).

2. Pengukuran secara tidak langsung

Pengukuran secara tidak langsung merupakan pengukuran waktu tanpa harus

berada ditempat kerja yaitu dengan membaca tabel-tabel yang tersedia asalkan

mengetahui jalannya pekerjaan melalui elemen-elemen pekerjaan atau elemen-

elemen gerakan. Yang termasuk pengukuran tidak langsung adalah data waktu

baku dan data waktu gerakan.

Dengan salah satu cara ini, waktu penyelesaian pekerjaan yang dikerjakan

dengan suatu sistem kerja tertentu dapat ditentukan sehingga jika pengukuran

dilakukan terhadap beberapa alternatif sistem kerja, kita dapat memilih yang terbaik

dari segi waktu yaitu sistem yang membutuhkan waktu penyelesaian yang

tersingkat. Adapun beberapa istilah di dalam metode pengukuran waktu, yaitu:

1. Waktu Siklus

Waktu Siklus merupakan data waktu sesungguhnya yang terukur oleh

pengamat yang diawali dan diakhiri oleh suatu elemen operasi yang sama.

Pengukuran waktu siklus haruslah mencakup seluruh elemen operasi (gerakan)

yang mungkin muncul pada saat pekerjaan dilakukan.

a. Pengujian Kecukupan Data

Untuk memastikan data yang dikumpulkan adalah cukup secara objektif.

b. Pengujian Keseragaman Data

Ini dilakukan untuk memastikan bahwa data yang terkumpul berasal dari

suatu sistem yang sama.

2. Waktu Siklus Rata-rata (Ws)

Waktu diperoleh dari dengan cara menjumlahkan seluruh data waktu siklus,

kemudian dibagi dengan banyaknya data yang telah terkumpul.

3. Waktu Normal (Wn)

Dalam melakukan pekerjaannya, seorang operator dapat saja menunjukkan

kecepatan kerja yang tidak konsisten. Operator dapat bekerja secara cenderung

Page 17: dasar teori line balancing

cepat, atau bahkan sebaliknya cenderung lambat. Data waktu yang terukur dari

cara kerja seperti ini, haruslah ditambah dengan rating factor (Rf).

Rumus : Wn = Ws x Rf

4. Waktu Standar (Waktu Baku)

Disamping melakukan pekerjaan rutin, seorang operator mungkin saja hanya

melakukan aktivitas-aktivitas lain yang tidak berhubungan secara langsung

dengan pekerjaan. Aspek ini di koreksi dengan menambahkan suatu nilai yang

disebut dengan allowance (kelonggaran).

Rumus : Wb = Wn x (1 + allowance)

Waktu Baku adalah waktu yang dibutuhkan oleh seorang pekerja normal untuk

bekerja secara wajar dalam sistem kerja yang terbaik.

2.4.1. Pengukuran Waktu Jam Henti (Stopwatch Time Study)

Sesuai dengan namanya, maka pengukuran waktu ini menggunakan jam

henti (stopwatch) sebagai alat utamanya. Cara ini tampaknya merupakan cara yang

paling banyak dikenal, dan karenanya paling banyak dipakai.Salah satu yang

menyebabkannya adalah kesederhanaan aturan-aturan yang dipakai.

Ada beberapa aturan pengukuran yang dijalankan untuk mendapatkan hasil

yang baik. Aturan-aturan tersebut dijelaskan dalam langkah-langkah berikut ini.

1. Langkah-langkah sebelum melakukan pengukuran

a. Penetapan tujuan pengukuran

Dalam pengukuran waktu, hal-hal penting yang harus diketahui dan ditetapkan

adalah untuk apa hasil pengukuran, berapa tingkat ketelitian dan tingkat

keyakinan yang diinginkan dari hasil pengukuran tersebut.

b. Melakukan penelitian pendahuluan

Yang dicari dari pengukuran waktu adalah waktu yang pantas diberikan kepada

pekerja untuk menyelesaikan suatu pekerjaan. Tentu suatu kondisi yang ada

dapat dicari waktu yang pantas tersebut, artinya akan didapat juga waktu yang

pantas untuk menyelesaikan pekerjaan dengan kondisi yang bersangkutan. Suatu

perusahaan biasanya menginginkan waktu kerja yang sesingkat-singkatnya agar

dapat meraih keuntungan yang sebesar-besarnya. Keuntungan demikian tidak

Page 18: dasar teori line balancing

akan diperoleh jika kondisi kerja dari pekerjaan-pekerjaan yang ada

diperusahaan tersebut tidak menunjang tercapainya hasil tadi.

c. Memilih operator

Operator yang akan melakukan pekerjaan yang diukur bukanlah operator dari

pabrik. Orang ini harus memenuhi beberapa syarat tertentu agar pengukuran

dapat berjalan dengan baik, dan dapat diandalkan hasilnya. Syarat-syarat tertentu

adalah berkemampuan normal dan dapat diajak kerja sama. Jika jumlah pekerja

yang bersangkutan banyak, maka jika kemampuan mereka dibandingkan akan

terlihat perbandingan perbedaan antaranya, yaitu dari yang berkemampuan

rendah hingga tinggi. Operator yang dipilih adalah operator yang pada saat

pengukuran dilakukan mau bekerja secara wajar. Walau operator yang

bersangkutan sehari-hari dikenalmemenuhi syarat pertama tadi, bukan berarti

mustahikldia bekerja secara tidak wajar ketika pengukuran dilakukan karena

alasan tertentu.

d. Melatih operator

Walaupun operator yang baik telah didapat, kadang-kadang masih diperlukan

adalah bagi operator tersebut terutama jika kondisi dan cara kerja yang dipakai

tidak sama dengan yang biasa dilakukan operator. Hal ini terjadi jika pada saat

penelitian pendahuluan kondisi kerja atau cara kerja sesudah mengalami

perubahan. Dalam keadaan ini operator harus dilatih terlebih dahulu karena

sebelum diukur operator harus terbiasa dengan kondisi kerja yang telah

ditetapkan. Harap diingat bahwa yang dicari adalah waktu penyelesaian

pekerjaan yang didapat dari suatu penyelesaian yang wajar dan bukan

penyelesaian dari orang-orang yang bekerja kaku dengan berbagai kesalahan.

e. Mengurai pekerjaan atas elemen-elemen pekerjaan

Disini pekerjaan dipecah menjadi elemen pekerjaan yaitu merupakan gerakan

bagian dari pekerjaan yang bersangkutan. Elemen-elemen inilah yang diukur

waktu siklusnya. Waktu siklus adalah waktu penyelesaian satu satuan produksi

sejak bahan baku mulai diproses di tempat kerja yang bersangkutan. Namun satu

siklus tidak harus berarti waktu yang diperlukan untuk menyelesaikan suatu

produk sehingga menjadi barang jadi. Ada beberapa alasan yang menyebabkan

Page 19: dasar teori line balancing

pentingnya melakukan penguraian pekerjaan atas beberapa elemennya, yaitu

menjelaskan cacatan tentang tata cara kerja yang dibakukan, untuk

memungkinkan melakukan penyesuaian bagi setiap elemen karena ketrampilan

bekerjanya operator karena ketrampilan bekerjanya operator belum tentu sama

untuk semua bagian dari gerakan-gerakan kerjanya, untuk memudahkan

mengamati terjadinya elemen yang tidak baku yang mungkin saja dilakukan

pekerja, untuk memungkinkan dikembangkannya data waktu standard atau

tempat kerja yang bersangkutan.

f. Menyiapkan alat-alat pengukuran

Setelah kelima langkah tersebut dapat dijalankan dengan baik, tibalah sekarang

pada langkah terakhir sebelum melakukan pengukuran yaitu menyiapkan alat-

alat yang diperlukan.

Alat-alat tersebut adalah:

i. Stopwatch

ii. Lembar pengamatan

iii. Pena atau pensil

iv. Papan pengamatan

2. Melakukan pengukuran waktu

Pengukuran waktu adalah pekerjaan mengamati dan mencatat waktu-waktu

kerjanya baik setiap elemen ataupun siklus dengan menggunakan alat-alat yang

telah disiapkan terlebih dahulu. Bila operator telah siap didepan mesin atau

ditempat kerja lain yang waktu kerjanya akan diukur, maka pengukuran

memilih posisi tempat dia berdiri mengamati dan mencatat. Posisi ini

hendaknya sedemikian rupa sehingga operator tidak terganggu gerakan-

gerakannya ataupun merasa canggung karena terlampau merasa diamati,

misalnya juga pengukur berdiri didepan operator. Posisi ini pun hendaknya

memudahkan pengukur mengamati jalannya pekerjaan sehingga dapat

mengikuti dengan baik saat-saat suatu siklus atau elemen bermula dan berakhir.

Umumnya posisi agak menyimpang dibelakang operator sejauh 1,5 m

merupakan tempat yang baik. Hal pertama yang dilakukan adalah pengukuran

pendahuluan. Tujuan pengukuran pendahuluan ialah untuk mengetahui berapa

Page 20: dasar teori line balancing

kali pengukuran harus dilakukan untuk tingkat ketelitian dan keyakinan yang

diinginkan. Pengukuran pendahuluan pertama dilakukan dengan melakukan

beberapa buah pengukuran yang banyaknya ditentukan oleh pengukur.

Biasanya sepuluh kali atau lebih.

3. Tingkat ketelitian dan tingkat keyakinan

Tingkat ketelitian dan keyakinan adalah pencerminan tingkat kepastian yang

diinginkan oleh pengukur setelah memutuskan tidak akan melakukan

pengukuran yang sangat banyak. Tingkat ketelitian menunjukkan

penyimpangan maksimum hasil pengukuran dari waktu penyelesaian

sebenarnya. Sedangkan tingkat keyakinan menunjukkan besarnya keyakinan

pengukur bahwa hasil yang diperoleh memenuhi syarat ketelitian tadi.

4. Melakukan perhitungan waktu baku

Jika pengukuran-pengukuran telah selesai yaitu semua data yang didapat

memiliki keseragaman yang dikehendaki dan jumlahnya telah memenuhi

tingkat ketelitian dan keyakinan yang diinginkan, maka selesailah kegiatan

pengukuran waktu. Langkah selanjutnya adalah mengolah data tersebut

sehingga memeberikan waktu baku.

2.4.2. Rating Factor

Rating Factor (faktor penyesuaian) merupakan perbandingan performansi

seseorang pekerja atau individual dengan konsep normalnya. Ada beberapa kriteria

rating factor (Rf) dari pekerja yaitu:

1. Pekerja normal

Rf = 100% =1 (waktu normal).

2. Pekerja terampil

Rf > 1 ( waktu pekerja lebih kecil dari waktu normal).

3. Pekerja lamban

Rf < 1 ( waktu pekerja lebih besar dari waktu normal).

Ada beberapa cara menentukan rating factor antara lain:

1. Cara Persentase

Page 21: dasar teori line balancing

Cara ini merupakan cara yang paling awal digunakan dalam melakukan

penyesuaian. Di sini besarnya faktor penyesuian sepenuhnya ditentukan oleh

pengukur melalui pengamatan selama pengukuran.

WN=14,6 x 1,1 = 16,6 menit.

2. Cara Shumard

Cara Shumard memberikan patokan-patokan penilaian melalui kelas-kelas

performansi kerja dimana setiap kelas mempunyai nilai tersendiri.

Tabel 2.3. Penyesuaian Menurut Cara Shumard

Kelas PenyesuaianSuperfast 100

Fast + 95Fast 90

Fast – 85Excellent 80Good + 75Good + 75Good 70

Good – 65Normal 60Fair + 55Fair 50

Fair – 45Poor 40

3. Cara Westinghouse

Cara Westinghouse mengarahkan penilaian pada empat faktor yang dianggap

menentukan kewajaran atau ketidakwajaran dalam bekerja yaitu keterampilan,

usaha, kondisi kerja dan konsistensi. Setiap faktor terbagi kedalam kelas-kelas

dengan nilainya masing-masing. Untuk keperluan penyesuaian keterampilan

dibagi menjadi enam kelas yaitu:

1. Super Skill

Yaitu untuk pekerja sudah sangat terbiasa melakukan pekerjaan yang

dilakukannya sehingga sangat cepat menyelesaikan pekerjaanya.

2. Exellent Skill

Page 22: dasar teori line balancing

Yaitu untuk pekerja yang terampil, dapat berkoordinasi dengan baik, dan

jarang melakuan kesalahan.

3. Good Skill

Ciri-ciri dari pekerja tipe ini adalah tiada keragu-raguan, bekerjanya stabil,

gerakannya terkordinasi dengan baik.

4. Average Skill

Pekerja tipe ini tamapak sebagai pekerja yang cakap, bekerjanya cukup

teliti, dan secara keseluruhan hasil kerjanya cukup memuaskan.

5. Fair Skill

Tipe pekerja dengan tingkat ini dalah pekerja yang belum terbiasa denagn

lingkungan kerjanya sehingga banyak melakukan kesalahan.

6. Poor Skill

Untuk tingkat ini adalah pekerja yang masih sangat baru sehingga sangat

banyak melakukan kesalahan dan juga tipe pekerja seperti ini tidak dapat

mengambil inisiatif sendiri.

Tabel 2.4. Penyesuaian Menurut Westinghouse

Faktor Kelas Lambang Penyesuaian

Keterampilan

SuperskillA1 +0,15A2 +0,13

ExcellentB1 +0,11B2 +0,08

Good C1 +0,06C2 +0,03

Average D 0,00

FairE1 -0,05E2 -0,10

PoorF1 -0,16F2 -0,22

UsahaExcessive

A1 +0,13A2 +0,12

ExcellentB1 +0,10B2 +0,08

Tabel 2.4. Penyesuaian Menurut Westinghouse (Lanjutan)

Faktor Kelas Lambang PenyesuaianGood C1 +0,05

C2 +0,02

Page 23: dasar teori line balancing

Average D 0,00

FairE1 -0,04E2 -0,08

PoorF1 -0,12F2 -0,17

Kondisi Kerja

Ideal A +0,06Excellently B +0,04

Good C +0,02Average D 0,00

Fair E -0,03Poor F -0,07

Konsistensi

Perfect A +0,04Excellent B +0,03

Good C +0,01Average D 0,00

Fair E -0,02Poor F -0,04

2.3.3. Allowance

Kelonggaran (allowance) diberikan kepada tiga hal yaitu untuk kebutuhan

pribadi, menghilangkan kelelahan dan hambatan yang tidak dapat dihindarkan.

Ketiganya merupakan hal yang secara nyata dibutuhkan oleh pekerja selama

pengamatan karenanya setelah mendapatkan waktu normal perlu ditambahkan

kelonggaran. Dalam menghitung besarnya allowance, bagi keadaan yang dianggap

wajar diambil harga allowance =100 %. Sedangkan bila terjadi penyimpangan dari

keadaan ini, harga p harus ditambah dengan faktor-faktor yang sesuai dengan

waktu siklus yang diperoleh dan waktu ini dicapai berdasarkan setiap departemen.

Kelonggaran diberikan untuk tiga hal, yaitu:

1. Kelonggaran untuk kebutuhan pribadi (personal)

Yang termasuk didalam kebutuhan pribadi adalah hal-hal sepeti minum

sekedarnya untuk menghilangkan rasa haus, ke kamar kecil, bercakap-cakap

dengan teman sekedarnya untuk menghilangkan ketegangan ataupun

kejenuhan dalam sewaktu bekerja.

2. Kelonggaran untuk menghilangkan rasa fatique.

Fatique merupakan hal yang akan terjadi pada diri seseorang sebagai akibat dari

melakukan suatu pekerjaan.

3. Kelonggaran untuk hambatan-hambatan tidak terhindarkan (delay)

Page 24: dasar teori line balancing

Hambatan-hambatan tidak terhindarkan terjadi karena berada diluar

kekuasaan/kendali pekerja.

Tabel 2.5. Besar Allowance yang Diberikan Berdasarkan Faktor-faktor yang

Berpengaruh

No Faktor Contoh Pekerjaan Kelonggaran (%)

ATenaga yang dikeluarkan

Ekuivalen bebas (kg)

Pria Wanita

1. Dapat diabaikan Bekerja di meja, dudukTanpa beban

0,0 – 6,0 0,0 – 6,0

2. Sangat ringan Bekerja di meja, berdiri0,00 – 2,25

6,0 – 7,5 6,0 – 7,5

3. Ringan Menyekop, ringan2,25 – 9,00

7,5 – 12,0 7,5 – 16,0

4. Sedang Mencangkul9,00 – 18,00

12,0 – 19,0 16,0 – 30,0

5. Berat Mengayun palu yang berat19,00 – 27,00

19,0 – 30,0

6. Sangat berat Memanggul beban27,00 – 50,00

30,0 – 50,0

7. Luar biasa berat Memanggul karung beratDi atas 50,00

B Sikap Kerja1. Duduk Bekerja duduk, ringan 0,00 – 1,00

2.Berdiri di atas dua kaki

Badan tegak, ditumpu dua kaki

1,00 – 2,50

3.Berdiri di atas satu kaki

Satu kaki mengerjakan alat kontrol

2,50 – 4,00

4. BerbaringPada bagian sisi, belakang, atau depan badan

2,50 – 4,00

5. MembungkukBadan dibungkukkan bertumpu pada kedua kaki

4,00 – 10,0

C Gerakan Kerja1. Normal Ayunan bebas dari palu 02. Agak terbatas Ayunan terbatas dari palu 0 – 5

3. SulitMembawa beban berat dengan satu tangan

0 – 5

4.Pada anggota badan terbatas

Bekerja dengan tangan di atas kepala

5 – 10

Tabel 2.5. Besar Allowance yang Diberikan Berdasarkan Faktor-faktor yang

Berpengaruh (Lanjutan)

Page 25: dasar teori line balancing

No Faktor Contoh Pekerjaan Kelonggaran (%)

D Kelelahan Mata *)Pencahayaan

BaikPencahayaan

Buruk

5.Seluruh anggota badan terbatas

Bekerja di lorongan pertambangan yang sempit

10 – 15

1.Pandangan yang terputus-putus

Membawa alat ukur 0,0 – 6,0 0,0 – 6,0

2.Pandangan yang hampir terus-menerus

Pekerjaan-pekerjaan yang teliti

6,0 – 7,5 6,0 – 7,5

3.

Pandangan terus-menerus dengan fokus berubah-ubah

Memeriksa cacat-cacat pada kain

7,5 – 19,0 7,5 – 16,0

4.

Pandangan terus-menerus dengan fokus tetap

Pemeriksaan yang sangat teliti

19,0 – 50,0 16,0 – 30,0

E

Keadaan Temperatur Tempat Kerja **)

Temperatur (°C)Kelemahan

NormalBerlebihan

1. Beku Di bawah 0 Di atas 0 Di atas 122. Rendah 0 - 13 10 – 0 12 – 53. Sedang 13 – 22 5 – 0 8 – 04. Normal 22 – 28 0 – 5 0 - 85. Tinggi 28 – 38 5 – 40 8 – 1006. Sangat tinggi Di atas 38 Di atas 40 Di atas 100F Keadaan Atmosfer ***)

1. BaikRuang yang berventilasi baik, udara segar

0

2. Cukup Ventilasi kurang baik, ada bau-bauan tidak berbahaya

0 – 5

3. Kurang baikAdanya debu-debu beracun dan tidak beracun

5 – 10

4. Buruk

Adanya bau-bauan berbahaya yang mengharuskan menggunakan alat-alat pernapasan

10 – 20

G Keadaan Lingkungan yang Baik

1.Bersih, sehat, cerah dengan kebisingan rendah

0

Tabel 2.5. Besar Allowance yang Diberikan Berdasarkan Faktor-faktor yang

Berpengaruh (Lanjutan)

Page 26: dasar teori line balancing

No Faktor Contoh Pekerjaan Kelonggaran (%)2. Siklus kerja berulang-ulang antara 5-10 detik 0 – 1 3. Siklus kerja berulang-ulang antara 0-5 detik 1 – 34. Sangat bising 0 – 5

5.Jika faktor-faktor yang berpengaruh dapat menurunkan kualitas

0 – 5

6. Terasa adanya getaran lantai 5 – 10

7.Keadaan-keadaan yang luar biasa (bunyi, kebersihan, dll)

5 – 15

Keterangan: *) Kontras antara warna perlu diperhatikan

**) Tergantung juga pada keadaan ventilasi

***) Dipengaruhi juga oleh ketinggian tempat kerja dari permukaan

laut dan keadaan iklim

Kelonggaran untuk kebutuhan pribadi bagi:

Pria : 0 – 2,5%

Wanita : 2 – 5,0%