UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2011

Transkripsi

1 PENJADWALAN FLOW SHOP MULTIKRITERIA DENGAN KOMBINASI METODE GENETIC ALGORITHM DENGAN DATA ENVELOPMENT ANALYSIS (GA-DEA) DI PT. MORAWA ELECTRIC TRANSBUANA TUGAS SARJANA Diajukan untuk Memenuhi Sebagian dari Syarat-syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Oleh : Santa Monita Sitorus NIM DEPARTEMEN TEKNIK INDUSTRI F A K U L T A S T E K N I K UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2011 No. Dok.: FM-GKM-TI-TS-01-06A; Tgl. Efektif : 15 Juli 2011; Rev : 0; Halaman : 1 dari 1 II-1

2 PENJADWALAN FLOW SHOP MULTIKRITERIA DENGAN KOMBINASI METODE GENETIC ALGORITHM DENGAN DATA ENVELOPMENT ANALYSIS (GA-DEA) DI PT. MORAWA ELECTRIC TRANSBUANA TUGAS SARJANA Diajukan untuk Memenuhi Sebagian dari Syarat-syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Oleh : Santa Monita Sitorus NIM Disetujui oleh: Dosen Pembimbing I Dosen Pembimbing II Ir. Tanib S Tjolia, M.Eng Ir. Rosnani Ginting, MT DEPARTEMEN TEKNIK INDUSTRI F A K U L T A S T E K N I K UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2011 No. Dok.: FM-GKM-TI-TS-01-11A; Tgl. Efektif : 15 Juli 2011; Rev : 0; Halaman : 1 dari 1

3 KATA PENGANTAR Segala puji dan syukur kepada Tuhan Allah Yang Maha Kuasa atas segala anugerah dan kasih karunia-nya yang senantiasa menyertai penulis sehingga dapat menyelesaikan laporan tugas sarjana ini dengan baik. Laporan Tugas Akhir ini merupakan salah satu syarat bagi penulis untuk mengikuti sidang tugas sarjana untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik di Departemen Teknik Industri, Fakultas Teknik,. Peneliti melaksanakan penelitian di PT. Morawa Electric Transbuana yaitu suatu perusahaan manufaktur yang bergerak dalam bidang industri perakitan transformator. Tugas sarjana ini membahas tentang penjadwalan produksi dengan menggunakan kombinasi metode Algoritma Genetik dan Data Envelopment Analysis (DEA) yang bertujuan untuk meminimisasi makespan, total weighted tardiness, dan mean flowtime. Judul penelitian yang dilaksanakan oleh penulis yaitu Penjadwalan Flow Shop Multikriteria dengan Kombinasi Metode Genetic Algorithm dengan Data Envelopment Analysis (GA-DEA) di PT. Morawa Electric Transbuana. Akhirnya, penulis berharap agar Laporan tugas sarjana ini bermanfaat bagi semua pihak yang memerlukan. UNIVERSITAS SUMATERA UTARA, MEDAN PENULIS Agustus 2011

4 UCAPAN TERIMA KASIH Pada penulisan Tugas Sarjana ini penulis banyak mengalami hambatan dan tantangan, namun berkat bimbingan dan motivasi dari berbagai pihak akhirnya hambatan dan tantangan tersebut dapat teratasi. Untuk itu, pada kesempatan ini penulis menyampaikan rasa terima kasih kepada pihak yang telah memberikan bantuan kepada penulis, antara lain: 1. Ibu Ir. Khawarita Siregar, MT selaku Ketua Departemen Teknik Industri, Fakultas Teknik,, Medan. 2. Bapak Ir. Ukurta Tarigan, MT selaku Sekretaris Departemen Teknik Industri. 3. Bapak Ir. Sugih Arto Pujangkoro, MM dan Bapak Aulia Ishak, ST, MT pada saat pengajuan Form Tugas akhir bertindak sebagai selaku koordinator Tugas Akhir di Departemen Teknik Industri USU. 4. Bapak Ir. Tanib S. Tjolia, M.Eng selaku dosen pembimbing I yang telah meluangkan waktu dalam memberikan bimbingan dan arahan kepada penulis dalam menyelesaikan Laporan Tugas Akhir ini. 5. Ibu Ir. Rosnani Ginting, MT selaku dosen pembimbing II yang telah memberikan waktu, perhatian dan pemikiran dalam memberikan bimbingan, arahan dan nasihat serta dorongan semangat bagi penulis. 6. Para dosen pembanding/penguji Bapak Ir. Mangara M. Tambunan, M.Sc., Bapak Ir. Ukurta Tarigan, MT., dan Bapak Ikhsan Siregar, ST, M.Eng yang telah memberi masukan dan arahan untuk menyempurnakan laporan Tugas Sarjana ini.

5 7. Bapak Ir. H. L. Tobing selaku Kepala Pabrik di PT. Morawa Electric Transbuana yang telah memberikan izin bagi penulis dalam melaksanakan Tugas Akhir di perusahaan tersebut dan Bapak Francis selaku Pembimbing Lapangan yang telah banyak memberikan bimbingan dan motivasi yang berharga bagi penulis selama penyelesaian Laporan Tugas Akhir ini. 8. Kedua orangtua (Bapak K.P. Sitorus dan Ibu R. br Siahaan) dan Saudarasaudara (Kel. Madju Managara Sitorus,ST/br.Nadapdap dan Kel. Marulak Sitorus/br. Malau) yang telah banyak memberikan dukungan, baik moril maupun materiil serta mendoakan penulis selama pelaksanaan Tugas Akhir. 9. Pegawai Departemen Teknik Industri dan Fakultas (Kak Dina, Bang Mijo, Bang Ridho, Kak Ani, Bang Nur, Bang Bowo) serta Pegawai Perpustakaan Teknik Industri (Kak Rahma dan Bang Kumis) yang telah mendukung penulis. 10. Teman-temanku Wenny C.S Purba, ST., Ruth Helena, ST., dan Rotua Panjaitan, ST selaku teman satu tim Tugas Akhir yang telah bersama-sama dengan penulis dalam diskusi dan kunjungan ke perusahaan. 11. Keluargaku di Blessed to Be Blessing (K Desima, B Marojahan, Necha, dan Wenny) dan seluruh teman sepelayanan di PD. Maranatha yang selalu memberikan dukungan doa dan semangat untuk berjuang menyelesaikan Tugas Akhir ini. 12. Abangku, Bripda Binhot Samosir, yang selalu mendukung dalam doa dan motivasi kepada penulis.

6 13. Teman-teman stambuk 2006 (Silvia M. Marpaung, ST., Julius Sinurat, ST., Andi Veriko Stg, ST., Maria, ST., Dian Amru, ST., Indah PS Siahaan, ST., Riski Yohana Farucia Pandiangan, ST., Viva Surensia Damanik, ST., Eddy dan teman-teman yang lain yang belum saya sebutkan satu-persatu) yang telah membantu dalam memberikan motivasi dan doa kepada penulis. 14. Sahabatku di Kost H 67 sweety Girls tercinta yang selalu memotivasi penulis (K Riris, K Dona, K Feby, Fretty, Kiyo dan Lenny).

7 DAFTAR ISI BAB LEMBAR JUDUL... i LEMBAR PENGESAHAN... KATA PENGANTAR... UCAPAN TERIMA KASIH... DAFTAR ISI... DAFTAR TABEL... DAFTAR GAMBAR... DAFTAR LAMPIRAN... ii iii iv vii xii xv xvi ABSTRAK... xvii I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Masalah... I Rumusan Permasalahan... I Tujuan Penelitian... I Batasan Masalah dan Asumsi... I Manfaat Penelitian... I Sistematika Penulisan Laporan... I-5 II GAMBARAN UMUM PERUSAHAAN 2.1. Sejarah Perusahaan... II-1

8 DAFTAR ISI (LANJUTAN) BAB 2.2. Ruang Lingkup Bidang Usaha... II Organisasi dan Manajemen... II Struktur Organisasi Perusahaan... II Uraian Tugas dan Tanggung Jawab... II Tenaga Kerja dan Jam Kerja... II Tenaga Kerja... II Jam Kerja... II Sistem Pengupahan dan Fasilitas yang Digunakan... II Proses Produksi... II Bahan..... II Bahan Baku... II Bahan Penolong... II Bahan Tambahan... II Jumlah dan Spesifikasi Produk... II Uraian Proses Produksi... II Mesin dan Peralatan... II Mesin Produksi.... II Peralatan... II-35

9 DAFTAR ISI (LANJUTAN) BAB III LANDASAN TEORI 3.1. Penjadwalan... III Terminologi Penjadwalan... III Tujuan Penjadwalan... III Kriteria Penjadwalan... III Parameter Performansi Penjadwalan... III Penjadwalan Flow Shop... III Algoritma Genetik... III Aplikasi Algoritma Genetik dalam Penjadwalan... III Penetapan Fungsi Tujuan Sebagai Proses Seleksi... III Probabilitas Kemunculan Individu... III Langkah-langkah Algoritma Genetik... III Kriteria Berhenti dalam Algoritma Genetik (Keadaaan Stead State)... III Data Envelopment Analysis (DEA)... III Algoritma Kombinasi GA-DEA pada Penjadwalan Flow Shop Multikriteria... III Studi Waktu (Time Study)... III Pengukuran Waktu Jam Henti... III-30

10 DAFTAR ISI (LANJUTAN) BAB Tingkat Ketelitian dan Tingkat Keyakinan... III Pengujian Keseragaman Data... III Pengujian Kecukupan Data... III Rating Factor dan Allowance... III Perhitungan Waktu Standar... III-36 IV METODOLOGI PENELITIAN 4.1. Jenis Penelitian... IV Lokasi dan Waktu Penelitian... IV Kerangka Konseptual Penelitian... IV Subjek dan Objek Penelitian... IV Metodologi Penelitian... IV Pengumpulan Data... IV Metode Pengumpulan Data... IV Metode Pengolahan Data... IV Analisis Pemecahan Masalah... IV Keimpulan dan Saran... IV-16 V PENGUMPULAN DAN PENGOLAHAN DATA 5.1. Pengumpulan Data... V Data Permintaan Produk... V-1

11 DAFTAR ISI (LANJUTAN) BAB Data Jumlah Mesin (Prosessor)... V Ururtan Proses Produksi... V Rating Factor Pekerja... V Allowance... V Data Pengukuran Waktu Tiap Job... V Pengolahan Data... V Input Permasalahan (Pengukuran Waktu)... V Uji Keseragaman Data... V Uji Kecukupan Data... V Menghitung Waktu Standar setiap Stasiun Kerja... V Waktu Penyelesaian... V Penjadwalan dengan Kombinasi Algoritma Genetik dan Data Envelopment Analysis (GA-DEA)... V Solusi Awal... V Pembentukan Kromosom/Individu... V Populasi Awal... V Data Envelopment Analysis (DEA) dalam Perhitungan Fitted Value... V Seleksi... V-35

12 DAFTAR ISI (LANJUTAN) BAB Crossover/Mutasi... V Crossover... V Mutasi... V Elitism... V Solusi Akhir... V-41 VI ANALISIS PEMECAHAN MASALAH 6.1. Analisis Urutan Pengerjaan Produk dengan Metode Earliest Due Date... VI Analisis Urutan Job Hasil Penjadwalan dengan Kombinasi Algoritma Genetik DEA... VI Perbandingan Metode EDD dengan Kombinasi GA-DEA... VI-3 VII KESIMPULAN SARAN 7.1. Kesimpulan... VII Saran... VII-2 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

13 DAFTAR TABEL TABEL 2.1. Perincian Jumlah Tenaga Kerja pada PT. Morawa Electric Transbuana... II Jam Kerja PT. Morawa Electric Transbuana... II Spesifikasi Produk Transformator Satu Phasa... II Spesifikasi Produk Transformator Tiga Phasa... II Daftar Mesin Produksi PT. Morawa Electric Transbuana... II Daftar Peralatan Produksi PT. Morawa Electric Transbuana... II Analogi Penjadwalan dalam Bentuk Algoritma Genetik... III Spesifikasi Setiap Jenis Transformator Tiga Phasa... V Permintaan Produk Trafo Tiap KVA pada Bulan Februari V Jumlah Mesin dan Waktu Setup... V Penilaian Rating Factor Operator... V Allowance untuk Tiap Operator Tiap Stasiun Kerja... V Waktu Siklus Trafo Tiga Phasa 25 KVA... V Waktu Siklus Trafo Tiga Phasa 50 KVA... V Waktu Siklus Trafo Tiga Phasa 100 KVA... V Waktu Siklus Trafo Tiga Phasa 160 KVA... V Waktu Siklus Trafo Tiga Phasa 200 KVA... V Pengukuran Waktu Stasiun Kerja I... V-11

14 DAFTAR TABEL (LANJUTAN) TABEL Uji Keseragaman Data untuk Trafo 25 KVA... V Pengukuran Waktu WC I Trafo 25 KVA... V Uji Kecukupan Data Pembuatan Trafo Tiga Phasa... V Waktu Terpilih tiap Job... V Perhitungan Waktu Standar... V Kapasitas Mesin Untuk Satu Siklus Kerja... V Waktu Penyelesaian Tiap Job Pada Tiap Stasiun Kerja... V Waktu Penyelesaian Setelah Dikonversi dalam Satuan Jam... V Permasalahan Flow Shop... V Penentuan Populasi Awal dengan EDD... V Pengurutan Jadwal Job V Populasi Awal... V Nilai Efisiensi Relatif Generasi Awal... V Nilai Fitted Value Generasi ke-0... V Proses Seleksi... V Random Mutasi/Crossover... V Tabel Hasil Mutasi/Crossover Iterasi 1... V Elitism Generasi 1... V Solusi Akhir... V-41

15 DAFTAR TABEL (LANJUTAN) TABEL 6.1. Waktu Proses per Unit dengan Pendekatan EDD... VI Hasil Perhitungan Makespan Metode EDD... VI Nilai Makespan dan Efisiensi Relatif Kriteria Penjadwalan... VI Perbandingan Metode EDD dengan Metode Algoritma Genetik... VI-4

16 DAFTAR GAMBAR GAMBAR 2.1. Struktur Organisasi PT. Morawa Electric Transbuana... II Blok Diagram Pembuatan Transformator... II Kerangka Konseptual Penelitian... IV Blok Diagram Prosedur Penelitian... IV Blok Diagram Pengukuran Waktu... IV Blok Diagram Populasi Awal dengan Early Due Date... IV Blok Diagram Pengolahan Data dengan Kombinasi AG-DEA... IV Blok Diagram Perhitungan Fitted Value... IV Uji Keseragaman Data pada WC I Trafo 25 KVA... V Daerah Potong Parents 8 dan 4... V-38

17 DAFTAR LAMPIRAN LAMPIRAN I. Rekapitulasi Uji Keseragaman Data

18 ABSTRAK PT.Morawa Electric Transbuana merupakan perusahaan swasta nasional yang bergerak di bidang produksi transformator yaitu piranti listrik yang berfungsi untuk memindahkan arus bolak-balik dari suatu rangkaian ke rangkaian lainnya. Trafo tiga phasa merupakan produk perusahaan yang paling banyak dipesan oleh pelanggan dalam jumlah yang besar. Masalah penjadwalan produksi di lantai pabrik terkait dengan kemampuan perusahaan untuk memenuhi seluruh order yang datang sesuai dengan batas waktu penyerahan (due date) yang telah ditentukan. Masalah penjadwalan job (job scheduling) ini berkaitan dengan semua sumber yang ada di lantai pabrik mulai dari waktu proses, jumlah stasiun kerja yang ada serta jumlah order yang datang. Penelitian ini disajikan konsep pengurutan job aktual di perusahaan berdasarkan waktu proses pada 9 stasiun kerja dengan metode stopwatch time study. Perhitungan makespan aktual dilakukan dengan metode Earliest Due Date. Kemudian akan diiterasi secara acak untuk mendapatkan urutan job usulan dengan kombinasi metode Genetic Algorithm dengan Data Envelopment Analisis (GA- DEA) untuk memperoleh nilai setiap kriteria penjadwalan yang terkecil dimana DEA digunakan untuk menghitung efisiensi relatif dari masing-masing kriteria. Untuk menilai performansi penjadwalan tersebut digunakan penyelesaian penjadwalan dengan tiga kriteria, yaitu makespan, total weighted tardiness dan mean flow time. Solusi pemecahan masalah diperoleh berdasarkan kombinasi urutan job yang dilakukan secara random sebanyak 15 iterasi setiap penurunan nilai kriteria penjadwalan sampai mencapai kondisi steady state, dimana nilai efisiensi relatif setiap kriteria penjadwalan sama dengan 1. Kondisi tersebut terjadi pada nilai makespan 729. Berdasarkan nilai total weighted tardiness memberikan nilai yang terkecil sebesar 919 dan nilai mean flow time sebesar 432,4. Urutan job yang baru terjadi pada urutan Job 200 KVA 160 KVA 100 KVA 25 KVA 50 KVA. Dari hasil penelitian diperoleh bahwa penjadwalan usulan dengan kombinasi metode Genetic Algorithm dengan Data Envelopment Analysis adalah lebih baik daripada penjadwalan aktual. Kata kunci : Penjadwalan Flow Shop mulkriteria, Algoritma Genetik, Data Envelopment Analysis