15

BAB 2

LANDASAN TEORI

2.1 Tinjauan Pustaka

2.1.1 Pengertian Dasar Penjadwalan Produksi

Loading dan Scheduling merupakan salah satu poin dalan fungsi dan kegiatan

pengawasan produksi. Pemuatan (Loading) mempunyai arti penentuan dan

pengaturan muatan pekerjaan (work Load) pada masing-masing pusat pekerjaan

(Work Centre) sehingga dapat ditentukan berapa lama waktu yang diperlukan pada

setiap operasi tanpa adanya penundaan atau keterlambatan waktu (Delay Time)

(Sofyan Assauri, 1993 hal. 193).

Penjadwalan (Scheduling) merupakan langkah akhir dalam proses perencanaan

yang di mulai dengan perencanaan strategi dan yang diteruskan sampai memerinci

kegiatan-kegiatan perencanaan (Mark A. Vanderemse dan Gregory P.White, 1988

hal. 480), dan dalam artian umum Sofyan Assauri mendefinisikannya sebagai

kutipan berikut ini:

Penjadwalan merupakan pengkoordinasian tentang waktu dalam kegiatan berproduksi, sehingga dapat diadakan pengalokasian bahan-bahan baku dan bahan-bahan pembantu, serta perlengkapan kepada fasilitas-fasilitas atau bagian-bagian pengolahan dalam pabrik pada waktu yang telah ditentukan (Sofyan Assauri, 1993 hal. 193).

Jadi penjadwalan meliputi persoalan berapa banyak produk yang akan dihasilkan

dan bilamana bagian-bagian dari produk tersebut akan diolah (bagian mana yang

16

harus didahulukan dalam proses produksi dan bagian mana yang dapat

dibelakangkan). Banyaknya produk yang akan diproduksi ditentukan atas dasar

ramalan penjualan atau pesanan (order) yang masuk.

Keputusan penjadwalan mengalokasikan sumber daya (peralatan, tenaga kerja,

dan ruang) atau kapasitas tersedia ke pekerjaan, aktivitas, tugas, atau pelanggan

melalui waktu (Roger. G Schroeder, 1993, hal 491).

Dalam suatu perusahaan industri, penjadwalan diperlukan dalam mengalokasikan

tenaga operator, mesin dan peralatan produksi, urutan proses, jenis produk,

pembelian material, dan sebagainya. Dalam suatu lembaga pendidikan, penjadwalan

diperlukan untuk mengalokasikan ruang kelas, peralatan mengajar, tenaga pengajar,

staf administrasi, pendaftaran mahasiswa baru, dan sebagainya.

2.1.2 Tujuan Penjadwalan

Pada buku Manajemen Operasi (H.A Harding, 1984, hal.222 ) Tujuan

penjadwalan adalah untuk menyusun pekerjaan unit produksi sedemikian rupa

sehingga:

a. Semua pesanan diserahkan tepat pada waktunya.

b. Pesanan diselesaikan dengan biaya total yang minimum.

Tujuan ini hampir sepenuhnya dalam bidang produksi lini, di mana jangka waktu

semua operasi adalah sama, dan setiap potong pekerjaan setelah diselesaikan dapat

segera bergerak pindah dengan lancarnya ke mesin selanjutnya. Dengan cara

demikian semua mesin akan selalu sibuk. Atas dasar itu kita dapat mengenali prinsip

penjadwalan yang berlaku untuk semua kasus:

17

a. Jangka waktu operasi harus pendek.

b. Operasi yang berbeda harus mempunyai jangka waktu yang kurang lebih

sama.

c. Semua kelompok mesin, atau departemen, harus memperoleh beban yang

sama rata.

d. Sejauh mungkin, pusat kerja agar dipekerjakan menurut aturan yang sama.

2.1.3 Klasifikasi Penjadwalan Produksi

Pada penjadwalan produksi terdapat beberapa klasifikasi, salah satunya adalah

berdasarkan pola aliran proses (Ronald G. Askin dan Jeffrey B. Goldberg, 2003, hal.

411):

a. Penjadwalan Flow Shop

Proses produksi dengan aliran Flow Shop berarti proses produksi dengan

aliran identik dari satu mesin ke mesin lain. Dan dalam prosesnya produk

hanya melewati satu kali proses dalam satu mesin untuk kemudian diproses

kembali dengan mesin lainnya.

Gambar 2.1 Lintasan Proses Flow Shop

Dalam Gambar 2.1 diatas, terlihat kotak paling kiri yang digambarkan

sebagai proses aliran permesinan pertama diwakili dengan notasi M yang

18

merupakan singkatan dari Mesin dan angka 1 yang merupakan tahap dari

proses permesinan.

Perjalanan tahap demi tahap proses permesinan dari tahap M1 sampai

dengan M2 dilakukan dengan hanya melewati satu kali permesinan saja dan

tanpa perulangan.

b. Penjadwalan Job Shop

Proses produksi dengan aliran Job Shop berarti proses produksi dengan

pola aliran atau rute proses pada tiap mesin yang spesifik untuk setiap

pekerjaan dan mungkin berbeda untuk tiap Job. Akibat aliran proses yang

tidak searah ini, maka setiap Job yang akan diproses pada suatu mesin dapat

merupakan Job yang baru atau Job dalam proses dan Job yang keluar dari

suatu mesin dapat merupakan Job jadi atau Job dalam proses.

Gambar 2.2 Lintasan Proses Job Shop

Seperti yang digambarkan pada gambar 2.2 di atas, tanda anak panah yang

mempunyai garis terputus-putus menunjukkan, bahwa pada aliran prosesnya

dimungkinkan bahwa Job dapat melakukan proses permesinan ulang kembali,

ataupun lompat ke tahapan selanjutnya tanpa melewati mesin yang di

depannya, seperti yang digambarkan pada Gambar 2.2, pada lintasan Job dari

19

mesin M1 dimungkinkan untuk lompat ke proses permesinan M3 dan kembali

mundur ke mesin M2.

c. Flexible Flow Shop

Dimana tiap Job mengambil rute yang sama melewati aliran proses seperti

flow shop, akan tetapi dalam prosesnya akan terdapat jumlah mesin yang lebih

dari satu tipe dan hanya digunakan dalam satu Job saja. Keuntungan dalam

menggunakan aliran proses ini adalah semakin singkatnya pekerjaan, karena

menggunakan nesin lebih dari satu.

Gambar 2.3 Lintasan Flexible Flow Shop

Dalam gambar 2.3 di atas bahwa dalam proses permesinan M2 dan M5

masing-masing mempunyai dua mesin dengan inisial angka 1 dan 2 yang

memungkinkan untuk Job-Job melakukan permesinan di mesin tambahan

tersebut dengan tujuan untuk mempersingkat proses permesinan pada tahapan

tersebut.

d. Re-entrant Flow Shop

Adalah dimana tiap job dapat mengunjungi mesin sebelumnya kembali dan

dapat dilakukan berkali-kali.

20

M1 M2 M3 M4 M5 M6

Gambar 2.4 Lintasan Re-Entrant Flow Shop

Seperti Gambar 2.4 diatas pada permesinan M3 akan dilakukan permesinan

ulang pada mesin M2 untuk kemudian dilakukan permesinan pada M3 dan

dilanjutkan pada M4 dan seterusnya hingga M6.

2.1.5 Masalah dalam Penjadwalan

Problem dalam penjadwalan seringkali sulit dikendalikan terutama di dalam

bengkel kerja dengan menggunakan metode satuan, di mana banyak tujuan

pembebanan sukar sekali dicapai, menurut (H.A Harding, 1984, hal. 223) problem

itu disebabkan:

a. Banyaknya mesin, misalnya M1, M2, M3

Perhitungan penjadwalan sangat memperhitungkan dari kuantitas mesin

sebagai alat produksi, banyaknya jumlah mesin yang digunakan akan

berakibat makin rumitnya perhitungan dan memerlukan ketelitian ekstra,

belum lagi apabila terdapat mesin yang rusak ketika akan dilakukan produksi

hal ini akan menyebabkan dilakukanya tindakan penjadwalan ulang.

b. Banyaknya pekerjaan.

Sama dengan jumlah mesin, jumlah pekerjaan yang ada dalam satuan

waktu akan makin menambah kerumitan, terlebih lagi apabila terjadi

21

penambahan pekerjaan, hal seperti ini akan menyebakan kekacauan

produksi, maka langkah yang dilakukan adalah dengan melakukan

perhitungan ulang dengan memperhitungkan pekerjaan baru tersebut,

sehingga produksi akan tetap optimal.

c. Setiap pekerjaan mempunyai urutan operasi

Dalam perusahaan yang mengandalkan pesanan dalam produksinya

dimana setiap operasi tersebut setiap produk dimungkinkan mempunyai

urutan operasi yang berbeda-beda, penggunaan metode yang tepat akan bisa

mengoptimalkan produksi dalam perusahaan.

d. Setiap operasi mempunyai waktu tertentu.

Kesalahan dalam menganalisa waktu operasi tiap produk yang ada akan

menyebabkan penjadwalan produksi akan kacau-balau, ketelitian akan

analisis waktu operasi merupakan hal paling penting, karena pada dasarnya

penjadwalan merupakan upaya untuk mengefisiensikan waktu.

2.1.6 Penjadwalan Flow Shop

Flow Shop adalah suatu sistem dimana kesemua job mempunyai rute lintasan

yang sama seperti yang diterangkan pada (Gambar 2.1) sebelumnya, dan tiap Job

hanya melewati mesin sebanyak satu kali saja, sebagai contoh untuk dibayangkan

adalah sistem permesinan pada lini perakitan misalnya, tiap job dikerjakan secara

teratur, bergerak dari satu mesin ke mesin yang lain.

22

Terkadang dengan menggunakan struktur yang sangat sederhana sekalipun,

menemukan penjadwalan yang optimal sangatlah sulit. Penjadwalan dengan urutan

job dan mesin yang sama biasa disebut dengan Permutation Schedules.

Usaha terbanyak yang dibutuhkan untuk melaksanakan suatu bentuk penjadwalan

Flow Shop dilakukan pada tahap desain sistem produksinya. Pada Flow Shop ini,

terjadilah suatu pergerakan unit-unit yang benar-benar terus menerus melalui

rangkaian stasiun-stasiun kerja yang disusun berdasarkan produk.

Susunan suatu bentuk proses poduksi jenis Flow Shop dapat diterapkan dengan

tepat untuk produk-produk dengan desain yang stabil dan diproduksi secara banyak

volume, sehingga investasi dengan Special Purpose (tujuan khusus) yang digunakan

dapat secepatnya kembali.

2.1.7 Metode Penjadwalan Produksi

Dalam penjadwalan produksi terdapat banyak sekali metode dalam

pengunaannya, dan masing-masing mempunyai kelemahan dan keungulannya

tersendiri, namun dari kesemua metode tersebut ada beberapa yang sering digunakan,

ke-empat metode tersebut adalah metode Branch And Bound, Heuristic palmer, CDS

dan SPT yang masing-masing metode tersebut akan dijelaskan secara singkat dalam

sub-bab berikut ini.

2.1.7.1 Metode Branch and Bound

Metode Branch and Bound pada makespan (Daniel Sipper & Robert Bulfin L Jr,

1997, hal. 431). Menemukan solusi optimal dalam menentukan penjadwalan

berdasarkan makespan yang mempunyai setidaknya tiga mesin dalam pemrosesannya

23

adalah sulit. Harapan terbaik yang dapat digunakan adalah dengan menggunakan

pengurutan permutasi, dan hal ini dapat digunakan dengan menggunakan metode

Branch and Bound .

Berikut ini adalah notasi notasi yang digunakan dalam metode Branch and

Bound pada makespan:

tj = waktu proses

q1 = waktu penyelesaian terakhir pada mesin 1 di antara job-job

q2 = waktu penyelesaian terakhir pada mesin 2 di antara job-job

qn = waktu penyelesaian terakhir pada mesin n di antara job-job

Rumus untuk waktu pemrosesan yang dibutuhkan pada mesin 1 adalah :

(2.1)

Dengan rumus satu batas bawah makespan mesin (dinotasikan dengan b1):

(2.2)

pada mesin 2, dihasilkan batas bawah kedua (dinotasikan dengan b2 ) yaitu :

(2.3)

pemrosesan pada mesin 3 (dinotasikan dengan b3) yaitu :

(2.4)

1jt

+='

313j

jtqb

{ }

++='

3'222min

jjjj

ttqb

{ }

+++='

32'111min

jjjjj

tttqb

24

yang pada berikutnya akan ditentukan batas bawah dengan nilai paling maksimum (di

notasikan dengan huruf B).

(2.5)

2.1.7.2 Metode Heuristic Palmer

Pada perhitungan dengan menggunakan metode-metode yang lain memiliki

kelemahan yaitu memerlukan perhitungan terkomputasi untuk permasalahan yang

besar dan walaupun untuk permasalahan yang kecil, tidak ada jaminan bahwa

penyelesaian dapat tersedia dengan cepat karena perhitungan harus dilakukan satu-

persatu dan bergantung pada data-data dalam masalah yang diselesaikan.

Namun bukan berarti dalam metode ini tidak terdapat kelemahan, kelemahan dari

metode ini adalah bahwa penyelesaian yang dihasilkan belum tentu optimal dan untuk

beberapa kasus sulit untuk menentukan keefektifannya.

Langkah pengerjaan pada metode ini adalah dengan memberikan prioritas untuk

semua job yang memiliki kecenderungan kuat dari waktu proses yang paling cepat

hingga waktu proses yang terlama dalam urutan operasi (Ronald G. Askin dan Jeffrey

B. Goldberg, 2003, hal. 442). Palmer telah menetapkan urutan pekerjaan dalam

Metode ini berdasarkan kepada slope index dari tiap pekerjaan, slope index untuk

job j , S , didefinisikan sebagai:

(2.6)

B = max {b1,b2,b3}

( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) jjjtjMjMmj tMtMtMtMtMtMS 12331 135...531 +++=

25

maka penjadwalan disusun berdasarkan urutan sebagai berikut:

(2.7)

Pada Slope index (S) positif diutamakan untuk menempati urutan penjadwalan

paling awal terhadap negatif, dengan angka positif terbesar mempunyai urutan awal

di penjadwalan dan angka negatif terbesar mempunyai urutan terakhir dalam urutan

penjadwalan, yang berarti Jobs yang mempunyai waktu proses terpendek diutamakan

untuk menempati urutan pertama untuk produksi.

2.1.7.3 Metode CDS (Campbell Dudeck Smith)

Heuristic CDS (Ronald G. Askin dan Jeffrey B. Goldberg, 2003, hal. 443)

menghasilkan pengurutan M 1 dan memilih makespan terkecil, definisikan l sebagai

index urutan, l = 1 ... M 1. Ide dasar nya adalah untuk mengubah masalah M-mesin

menjadi masalah dua-mesin, untuk kemudian gunakan metode Johnsons untuk

menemukan urutannya. Dengan cara yang sama dapat digunakan untuk permasalahan

tiga-mesin atau lebih tanpa adanya permasalahan Bottleneck, di umpamakan dengan

permasalahan dua-mesin dengan memasukkan waktu proses untuk lth problem dengan

rumus (2.8) seperti di bawah ini:

(2.8)

( ) jiMM

i

lj

l

iij

lj

tt

tt

,11

2

11

+=

=

=

=

( ) ( ) ( )nSSS ...21

26

Dimana : tl1j adalah waktu proses mesin pertama

tl2j adalah waktu proses mesin kedua

M adalah Mesin

l adalah urutan (langkah)

Kemudian gunakan tl1j dan tl2j, pecahkan permasalahan dua-mesin untuk

mendapatkan urutan lth . pada permasalahan pertama gunakan waktu proses mesin

pertama untuk tl1j dan waktu proses pada mesin Mth untuk tl2j. Permasalahan lth

menggunakan waktu operasi pada mesin l petama untuk tl1j dan waktu proses pada

mesin l terakhir adalah untuk tl2j. Metode ini berhenti pada l = M 1 karena ketika l =

M, tl1j dan tl2j adalah sama.

2.1.7.4 Metode SPT (Short Processing Time) Rule

Merupakan metode yang paling umum digunakan untuk meminimasi Flow Time

pada sistem dimana pekerjaan yang paling cepat selesai mendapatkan prioritas

pertama untuk dikerjakan lebih dahulu, cara ini sering diterapkan pada perusahaan

perakitan atau jasa. Maka penjadwalan disusun berdasarkan urutan sebagai berikut

(Ronald G. Askin dan Jeffrey B. Goldberg, 2003, hal. 424):

(2.9)

Dimana : t adalah waktu proses permesinan

t(1) t(2) t(3) ... t(N)

27

2.2 Kerangka Pemikiran

Kunci dalam penerapan sistem penjadwalan adalah penjadwalan tersebut haruslah

membantu manajemen perusahaan dalam pengambilan keputusan tentang

penjadwalan jangka pendek dari operasi, mesin dan tenaga kerja. Sistem tersebut

haruslah dapat digunakan dalam penerapan nyata sehari-hari dan dapat dihubungkan

dengan real-time database yang secara akurat menggambarkan bagian dari sistem

produksi. Sistem tersebut haruslah mudah untuk digunakan, mampu memperlihatkan

penjadwalan yang nyata dan optimal. Seperti yang tergambar pada (gambar 2.5)

sistem penjadwalan berikut:

Kerangka Pemikiran Sistem Penjadwalan Produksi

Gambar 2.5 Kerangka Pemikiran Sistem Penjadwalan Produksi

Pengambilan keputusan Penjadwalan Produksi

Urutan penjadwalan Jadwal permesinan Jadwal untuk tenaga

kerja

Data pekerja Ketersediaan Skill Upah

Mesin dan peralatan Ketersediaan Jadwal maintenance Kehandalan biaya

Data operasi dan pekerjaan Job routing Waktu proses Release date Pelanggan Kebutuhan akan mesin Kebutuhan akan pekakas Bahan baku Input

Proses

Output

28

Dari kerangka pemikiran di atas (Gambar 2.5) dapat dilihat bahwa dalam

melakukan Pengambilan Keputusan Penjadwalan Produksi (pengolahan dengan

menggunakan metode penjadwalan produksi) terdapat beberapa masukan (input)

berupa: data operasi dan pekerjaan, data pekerja, peralatan dan mesin, yang

digunakan untuk diolah dan menjadikannya keluaran (output) hasil keputusan yang

berupa jadwal terperinci seperti:

Urutan Penjadwalan Merupakan urutan job dalam melakukan produksi. Pengurutan (sequencing) ini

merupakan penugasan tentang order mana yang diprioritaskan untuk diproses

dahulu bila suatu fasilitas harus memproses banyak job.

Jadwal untuk mesin Penjadwalan untuk mesin-mesin mana yang akan digunakn untuk produksi,

sehingga jika akan dilakukan produksi, sehingga mesi langsung siap untuk

melakukan produksi .

Jadwal untuk tenaga kerja Dimana penjadwalan ini akan me-manage pekerja untuk bekerja sesuai dengan

apa yang diperintahkan , dengan adanya jadwal ini para pekerja tentunya akan

bekerja lebih terorganisir.

Data-data masukan (input) merupakan data yang digunakan sebagai landasan

perhitungan untuk menghasilkan keluaran (output), masukan-masukan tersebut

adalah:

29

Data operasi dan pekerjaan o Job Routing

Merupakan data proses-proses permesinan apa saja yang akan dilakukan

oleh job itu.

o Waktu proses

Merupakan standar waktu proses permesinan yang akan dilakukan oleh job

itu.

o Release Date

Merupakan data tanggal pemesanan yang dilakukan oleh pelanggan kepada

perusahaan.

o Pelanggan

Merupakan data-data pelanggan dan jenis pesanannya.

o Kebutuhan akan mesin

Kebutuhan untuk menentukan mesin apa yang cocok untuk produksi.

o Kebutuhan akan peralatan

Kebutuhan akan peralatan penunjang produksi.

o Bahan Baku

Bagian terpenting dalam produksi, ketersediaan dari bahan baku untuk di

produksi.

30

Data Pekerja o Ketersediaan

Ketersediaan dari jumlah pekerja di perusahaan, tentu dengan semakin

banyaknnya pekerja, maka waktu untuk menyelesaikan pekerjaan akan

semakin cepat pula.

o Skill

Kemampuan akan keterampilan pekerja akan menjadi sustu indikator untuk

perhitungan dalam melakukan penjadwalan produksi, janga sampai seorang

pekerja untuk bekerja tidak sesuai dengan kemampuan dan ketrampilan

pekerja itu.

o Upah

Merupakan salah satu hal yang diperhitungkan untuk mencapai efisiensi

dan optimalisasi biaya.

Data Mesin dan Peralatan o Ketersedian

Ketersediaan dari mesin yang dibutuhkan untuk melakukan produksi.

o Jadwal Maintenance

Memperhitungkan jadwal perawatan mesin, perawatan mesin merupakan

salah satu keharusan untuk menjaga produksi konstan dan terjamin

kehandalannya.

31

o Kehandalan

Kemampuan dari mesin itu apakah masih baik atau sudah buruk bahkan

rusak.

o Biaya

Biaya yang dimaksud adalah biaya operasional mesin, yang meliputi energi

dan suku cadang mesin tersebut.