modul 4 - perancangan sistem produksi perakitan

PROGRAM STUDI TEKNIK INDUSTRI

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG

2015

Modul 4

Perancangan Sistem Produksi Perakitan

Modul 4 || Perancangan Sistem Produksi Perakitan

2

DAFTAR ISI

Tujuan Praktikum .................................................................................................................................... 3

Tujuan Umum ..................................................................................................................................... 3

Tujuan Khusus ..................................................................................................................................... 3

Output Praktikum .................................................................................................................................... 3

Input Praktikum....................................................................................................................................... 3

A. Pendahuluan ....................................................................................................................................... 4

B. 1 Proses Perakitan .............................................................................................................................. 4

B. 2 Permasalahan Keseimbangan Lintas Perakitan (Assembly Line Balancing) .................................... 5

B. 3 Flow Time, Station Time, dan Cycle Time ......................................................................................... 6

B. 4 Algoritma Penyeimbangan Lintasan Perakitan ................................................................................ 6

B. 5 Pembatasan dalam Penyelesaian Lintas Perakitan .......................................................................... 8

B. 6 Performansi Lintasan Perakitan ....................................................................................................... 9

C. Prosedur Praktikum .......................................................................................................................... 10

Referensi ............................................................................................................................................... 10

Struktur Laporan ................................................................................................................................... 11

Format Laporan ..................................................................................................................................... 12


3

Tujuan Praktikum

Tujuan Umum 1. Memahami dan mampu merancang lintas perakitan.

2. Memahami konsep bottleneck dalam lintas perakitan.

3. Mampu menganalisis performansi suatu lintas perakitan.

Tujuan Khusus 1. Memahami dan mengetahui kegunaan precedence diagram, waktu elemen kerja dalam

perancangan lintas perakitan, dan hasil forecasting demand.

2. Mampu menentukan cycle time dan jumlah stasiun kerja minimum.

3. Mampu memahami dan menggunakan algoritma heuristik dalam menyelesaikan masalah lintas

perakitan.

4. Mengetahui parameter yang digunakan dalam menganalisis performansi suatu lintas perakitan.

5. Mampu

Output Praktikum Output dari praktikum modul ini adalah rancangan lintasan perakitan.

Input Praktikum Output dari praktikum modul ini, antara lain :

Data demand hasil forecasting

Precedence diagram

Waktu baku setiap elemen kerja


4

A. Pendahuluan Posisi Modul ini pada siklus manufaktur terletak pada proses pembuatan. Proses ini merupakan

lanjutan dari perencanaan proses, perancangan metode kerja, waktu standar, dan perbaikan

produktivitas, dan perencanaan produksi seperti yang ditunjukkan pada gambar siklus manufaktur di

bawah ini.

B. 1 Proses Perakitan Proses manufaktur dapat dibagi dalam 2 tipe dasar, yaitu :

Proses permesinan

Proses pengubahan material dari status awal ke status berikutnya hingga menjadi produk

akhir yang diinginkan. Nilai tambah dihasilkan melalui perubahan geometri, bentuk, ataupun

sifat dari material awal (Groover, 2002).

Proses perakitan

Proses penggabungan dua atau lebih komponen menjadi entitas baru (subassembly atau

assembly) baik bersifat permanen (welding, soldering, dll) maupun semi permanen

(menggunakan screw, bolt, nut, dll)

Dalam proses perakitan manual, konsep lintas perakitan (assembly line) banyak diimplementasikan

untuk meningkatkan produktivitas departemen perakitan. Total suatu aktivitas merakit suatu produk

dibagi menjadi elemen-elemen kerja terkecil, kemudian elemen-elemen tersebut dikelompokkan ke

dalam beberapa stasiun kerja dengan beban kerja yang sama. Penentuan jumlah stasiun kerja harus

mempertimbangkan laju permintaan. Implementasi spesialisasi kerja melalui pembagian aktivitas

lebih menguntungkan dibandingkan bila setiap pekerja harus melakukan semua aktivitas merakit

produk.

Proses perakitan mendapat perhatian besar karena operasi perakitan menimbulkan biaya yang

tinggi, terutama biaya tenaga kerja. Salah satu cara menurunkan biaya perakitan adalah dengan

menerapkan Design for Assembly (DFA) yang bertujuan mengurangi lead time perakitan dengan cara

meminimasi jumlah komponen yang dirakit serta membuat desain komponen yang mudah dirakit.


5

B. 2 Permasalahan Keseimbangan Lintas Perakitan (Assembly Line

Balancing) Terdapat dua masalah utama dalam lintas perakitan yaitu menyeimbangkan stasiun kerja dan

menjaga agar lintas perakitan berproduksi secara kontinu. Lintas perakitan yang sempurna terjadi

ketika setiap stasiun kerja memiliki waktu stasiun (station time) yang sama dengan cycle time (cycle

time). Lintas perakitan yang tidak seimbang akan menyebabkan penumpukkan Work in Process (WIP)

pada stasiun kerja bottleneck, sedangkan pada saat yang sama stasiun kerja yang lain menganggur.

Hal ini dapat menimbulkan dampak psikologis bagi pekerja yang menganggur, lingkungan kerja dapat

menjadi tidak kondusif, dan dapat menyebabkan ongkos manufaktur menjadi lebih tinggi.

Bottleneck adalah suatu fenomena dimana kapasitas sistem terbatas oleh jumlah komponen atau

sumber sehingga terjadi penumpukan WIP dalam proses perakitan.

Tujuan perancangan lintas perakitan adalah bagaimana merancang suatu lintas perakitan yang

sempurna dari suatu produk yang memiliki aktivitas perakitan N buah elemen kerja.

Indikasi :

N adalah total jumlah elemen yang dibutuhkan dalam satu siklus perakitan

i adalah index elemen {1..N}

Workstation adalah suatu lokasi yang berada di dalam lintas perakitan dimana satu atau

lebih elemen kerja dilakukan.

Perancangan lintas perakitan memperhatikan hal‐hal berikut ini :

Hubungan ketergantungan (precedence relationship).

1 ≤ Jumlah Stasiun Kerja ≤ N.

Waktu Elemen (Ti) ≤ Waktu Stasiun (STi) ≤ Cycle time (CT).

Simple Assembly Line Balancing (SALB) dapat dibedakan menjadi 2 tipe yaitu :

SALB‐I

Menentukan jumlah stasiun kerja minimal untuk mencapai laju produksi yang diinginkan

dengan memperhatikan precedence constraint.

SALB‐II

Membagi pekerjaan ke stasiun kerja yang telah ditetapkan untuk memaksimalkan laju

produksi dengan memperhatikan precedence constraint.

Permasalahan keseimbangan lintasan akan semakin kompleks jika produk yang melalui lintas

perakitan variasinya tinggi dan waktu setiap elemen kerja tidak deterministik.


6

B. 3 Flow Time, Station Time, dan Cycle Time Flow time adalah waktu yang dibutuhkan untuk menyelesaikan seluruh aktivitas di seluruh stasiun.

Station time adalah waktu yang dibutuhkan operator untuk menyelesaikan elemen kerja didalam

setiap stasiun kerja.

Cycle time adalah waktu aktual yang diperlukan untuk menghasilkan satu unit produk dalam lintas

perakitan.

Pada pembahasan lean manufacturing terdapat istilah takt time. Pengertian takt time sama dengan

cycle time pada modul ini. Penggunaan istilah takt time biasanya menggantikan istilah cycle time di

perusahaan-perusahaan Jepang.

Dengan mengetahui cycle time dari suatu lintasan produksi, maka dapat dihitung jumlah stasiun

kerja minimum yang dibutuhkan dengan menggunakan perhitungan sebagai berikut.

B. 4 Algoritma Penyeimbangan Lintasan Perakitan Secara umum, terdapat 2 metode dasar yang dapat digunakan untuk menyeimbangkan lintas

perakitan, yaitu :

Metode Analitik

Metode yang dapat menghasilkan solusi optimal. Contoh : branch & bound, linear

programming

Metode Heuristik

Metode yang dapat menghasilkan solusi sub-optimal. Solusi yang dihasilkan hanya

mendekati optimal.

Berikut ini adalah beberapa metode heuristik yang umum digunakan beserta langkah

pengerjaannya:

Metode Helgeson‐Birnie atau Ranked Positional Weight

1. Gambarkan precedence diagram.

2. Hitung bobot posisi setiap elemen kerja.

3. Bobot posisi suatu elemen adalah jumlah waktu elemen-elemen pada rantai terpanjang yang

dimulai oleh elemen tersebut sampai elemen terakhir. Urutkan elemen-elemen kerja

menurut bobot posisi dari besar ke kecil.

4. Tempatkan elemen kerja dengan bobot terbesar pada stasiun kerja, selama tidak melanggar

precedence constraint dan waktu stasiun tidak melebihi cycle time. Elemen kerja yang telah

ditempatkan tidak diperhatikan kembali pada iterasi selanjutnya

5. Ulangi Langkah 3 sampai seluruh elemen ditempatkan.


7

Berikut adalah contoh perhitungan bobot posisi :

Bobot posisi untuk tiap elemen adalah : Elemen kerja 1 : 1’ + 2’ + 5’ + 1’ = 9’ Elemen kerja 2 : 2’ + 5’ + 1’ = 8’ Elemen kerja 3 : 3’ + 1’ = 4’ Elemen kerja 4 : 5’ + 1’ = 6’ Elemen kerja 5 : 1’ = 1’

Metode Region Approach

1. Gambarkan precedence diagram

2. Bagi elemen-elemen kerja dalam diagram tersebut ke dalam kolom-kolom. Kolom I adalah

elemen-elemen kerja yang tidak memiliki elemen kerja pendahulu (predecessor). Kolom II

adalah elemen-elemen kerja pendahulu di kolom I. Kolom III adalah elemen-elemen kerja

dengan elemen kerja pendahulu di kolom II, dan seterusnya.

3. Tempatkan elemen-elemen kerja ke stasiun kerja sedemikian sehingga total waktu elemen

kerja tidak melebihi cycle time. Hapus elemen kerja yang sudah ditempatkan dari daftar

elemen kerja

4. Bila penempatan suatu elemen kerja mengakibatkan total waktu elemen kerja melebihi

cycle time, maka elemen kerja tersebut ditempatkan di stasiun kerja berikutnya.

5. Ulangi langkah 2 dan 3 sampai seluruh elemen kerja ditempatkan.

Berikut adalah contoh pembagian elemen kerja ke dalam region-region :


8

Metode Largest Candidate Rule

1. Gambarkan precedence diagram

2. Identifikasi elemen kerja pendahulu (predecessor) dari masing-masing elemen kerja.

3. Urutkan elemen-elemen kerja tersebut mulai dari elemen kerja dengan predecessor yang

paling sedikit hingga elemen kerja dengan predecessor paling banyak.

4. Jika terdapat elemen-elemen kerja dengan jumlah predecessor yang sama, urutkan elemen-

elemen kerja mulai waktu kerja yang terbesar hingga yang terkecil.

5. Memilih elemen-elemen kerja untuk ditempatkan pada stasiun-stasiun kerja mulai dari

waktu proses terbesar dengan memperhatikan precedence constraint dan cycle time.

6. Lakukan langkah 4 hingga seluruh elemen kerja telah ditempatkan pada stasiun kerja

Berikut contoh perhitungan predecessor :

Jumlah predecessor untuk masing-masing elemen kerja adalah:

Elemen kerja 1 : 0 predecessor





B. 5 Pembatasan dalam Penyelesaian Lintas Perakitan Selain precedence constraints, pembatas lain yang perlu diperhatikan ketika menyeimbangkan suatu

lintas perakitan adalah :

Pembatas Fasilitas (facility restriction)

Pembatas ini adalah akibat adanya fasilitas/mesin yang tidak dapat dipindahkan (fixed).

Pembatas Posisi (positional restriction)

Pengelompokkan elemen‐elemen kerja dibatasi oleh orientasinya terhadap operator

tertentu.

Zoning Constraint

Positive Zoning Constraints berarti bahwa elemen‐elemen tertentu harus ditempatkan

dalam stasiun kerja yang sama. Negative Zoning Constraint berarti bahwa elemen‐elemen

tertentu tidak boleh ditempatkan dalam stasiun kerja yang sama karena sifatnya saling

mengganggu. Sebagai contoh, suatu pekerjaan yang membutuhkan konsentrasi tinggi jangan

ditempatkan berdekatan dengan stasiun kerja yang menimbulkan kegaduhan dan getaran.


9

B. 6 Performansi Lintasan Perakitan Kriteria untuk mengukur performansi suatu lintas perakitan adalah :

Minimum Waktu Menganggur

Minimum Keseimbangan Waktu Senggang

Maksimum Efisiensi

Smoothness Index (SI)

Dimana :

n = Jumlah stasiun kerja

Ws =Waktu stasiun kerja terbesar (waktu siklus)

Wi = Waktu sebenarnya pada setiap stasiun kerja

I = 1, 2, 3, …, n


10

C. Prosedur Praktikum Alat dan bahan yang digunakan dalam praktikum ini adalah :

1. Precedence Diagram (diperoleh dari modul 1).

2. Data peramalan permintaan produk dongkrak.

3. Waktu baku setiap elemen kerja (diperoleh dari modul 4).

4. Stop watch.

Langkah‐langkah pengolahan data yang dilakukan pada praktikum ini, antara lain :

1. Siapkan data demand hasil agregat forecasting, precedence diagram, dan waktu baku setiap

elemen kerja perakitan dongkrak .

2. Dengan menggunakan data forecasting demand, hitung waktu siklus jika direncanakan

perusahaan akan memperkerjakan karyawan dalam 2 shift per hari dimana setiap shift

selama 8 jam dan dalam 1 bulan diasumsikan terdapat 25 hari kerja. Waktu siklus dihitung

dalam satuan detik.

3. Dengan hasil pada langkah 1 dan 2, rancang sebuah lintas perakitan dengan menggunakan

algoritma :

a. Ranked Positional Weight.

b. Region Approach

c. Largest Candidate Rule

4. Buat analisis performansi lintas perakitan pada hasil dari masing-masing algoritma.

5. Pilih satu rancangan terbaik dari ketiga algoritma dan berikan alasannya.

6. Lakukan iterasi perbaikan, minimal 5 kali, pada hasil rancangan terbaik.

7. Pilih satu rancangan terbaik dari semua alternatif yang dihasilkan iterasi dan berikan

alasannya.

Referensi [1] Groover, Mikell P. 2001. Automation, Production System, and Computer•]Integrated

Manufacturing 2nd ed. P.514•]556. New Jersey : Prentice•]Hall.

[2] Bedworth, David D. & Bailey, James A. 1987. Integrated Production Control System. P.360•]379.

Canada : John Wiley & Sons.

[3] Elsayed, Boucher, Thomas O. 1994. Analysis & Control of Production System 2nd ed.

P.344•]370.New Jersey : Prentice Hall.

[4] Handout Kuliah Perencanaan dan Pengendalian Produksi.


11

Struktur Laporan

Lembar Pengesahan

Lembar Asistensi

Daftar Isi

Daftar Gambar

Daftar Tabel

Bab 1 Pendahuluan

Bab 2 Pengolahan Data

Bab 3 Analisis

Bab 4 Kesimpulan & Saran

4.1 Kesimpulan

4.2 Saran

4.2.1. Saran untuk Praktikum

4.2.2. Saran untuk Asisten

Daftar Pustaka

Lampiran


12

Format Laporan Kertas A4

Print Bolak-balik

Ukuran Margin KIRI – ATAS – KANAN – BAWAH : 3 cm – 2 cm – 2 cm – 2 cm

Halaman 1 dimulai dari BAB 1, halaman sebelumnya menggunakan angka romawi.

Setiap Awal Bab berada di sebalah kanan halaman

Font:

1. Isi laporan Calibri 10

2. Judul dan sub judul Cambria 11

3. Spasi multiple 1.3

Header kiri : “Modul xx : Judul Modul”

Header kanan : Nama Asisten/NIM

Footer kiri : Nim Anggota kelompok (nimnya saja)

Footer kanan : Nomor halaman

modul 4 - perancangan sistem produksi perakitan

Documents