KESEIMBANGAN LINTASAN TIPE U- LINE ASSEMBLY PADA PERAKITAN POMPA AIR

Transkripsi

1 Jurnal Teknik Industri, Vol., No., Juni 2009, pp ISSN KESEIMBANGAN LINTASAN TIPE U- LINE ASSEMBLY PADA PERAKITAN POMPA AIR Pratikto, Tanti Octavia 2 Fakultas Teknik, Jurusan Teknik Mesin, Progra Studi Teknik Industri, Universitas Brawaya Jl. MT. Haryono 67 Malang 6545 Eail : pratiktoprawoto@yahoo.co 2 Fakultas Teknologi Industri, Jurusan Teknik Industri, Universitas Kristen Petra Jl. Siwalankerto 2- Surabaya 6026 Eail: tanti@petra.ac.id ABSTRAK Saat ini, secara uu banyak perusahaan dihadapkan pada asalah einialkan beban kerja yang tidak seibang dan julah stasiun kerja dengan batasan proses serta lokasi yang ada. Banyak penelitian yang telah dilakukan untuk enyelesaikan perasalahan di atas. Penelitian ini bertujuan untuk ebandingkan keseibangan lintasan straight line dan tipe U-line enggunakan odel ixed integer prograing pada suatu perakitan popa air. Model ixed integer prograing diselesaikan dengan enggunakan LINGO. Hasil penelitian enunjukkan tipe U-line eberikan hasil yang lebih baik dibandingkan straight line berdasarkan julah work station dan lebih efisien secara signifikan. Kata kunci: keseibangan lintasan, keseibangan lintasan tipe U-line, ixed integer prograing ABSTRACT Many copanies strive for iniizing ibalance work station as well as nuber of work stations. Besides, the work station s precedence and space curb also have to be considered. So far, there exist any solutions on those quests. Two of those solutions are the straight line and the U-type line balancing. In this paper, we copare the straight line balancing to U-type line balancing using Mixed Integer Prograing (MIP), particularly, for solving the assebly line of water pups production. Additionally, we eployed LINGO to solve the MIP odel. The result shows that the U-type line gives a better solution than the straight line balancing in ter of nuber of work station. Moreover, it also shows that U-type line balancing is ore efficient than the straight line balancing, significantly. Keywords: line balancing, U-type line balancing, ixed integer prograing. PENDAHULUAN Suatu industri selalu dituntut untuk beroperasi secara lebih efisien agar tetap dapat berkopetisi dengan industri yang lain. Salah satu upaya efisiensi yang dapat dilakukan adalah dengan einialkan julah stasiun kerja, terutaa stasiun kerja pada lintasan perakitan. Perasalahan einialkan julah stasiun kerja selaa ini dikenal juga dengan perasalahan keseibangan lintasan. Penyelesaian asalah keseibangan lintasan ini bertujuan untuk einialkan kerja yang tidak seibang dan julah stasiun kerja. Dala penyelesaian keseibangan lintasan, beberapa asukan dibutuhkan seperti: perintaan, waktu eleen kerja dan precedence di antara eleen kerja. Penyelesaian keseibangan lintasan telah banyak dikebangkan baik dengan pendekatan heuristic aupun odel optiasi. Sebuah prosedur heuristic dikebangkan oleh Chiang dan 4

2 Pratikno et al. / Keseibangan Lintasan Tipe U- Line Assebly / JTI, Vol., No., Juni 2009, pp Urban (2006) untuk enyelesaikan keseibangan lintasan pada lintasan tipe U dengan waktu proses stochastic. Pendekatan etaheuristic juga digunakan pada beberapa proble keseibangan lintasan, seperti penggunaan tabu search algorith (Lapierre et al., 2006) dan genetic algorith (Ki et al., 2009). Solusi optial penyelesaian asalah keseibangan lintasan dapat diperoleh dengan enggunakan odel perograan linear. Essafi et al. (2008) enggunakan odel Mixed Integer Prograing (MIP) pada perasalahan keseibangan lintasan dengan batasan yang kopleks. Selain perasalahan keseibangan lintasan, odel MIP juga telah banyak diteliti pada perasalahan penjadwalan flowshop (Sutanto et al., 2004). Pengebangan odel keseibangan lintasan cukup banyak dilakukan pada beberapa tahun terakhir ini. Pengebangan odel ini disesuaikan dengan keungkinan penerapan di dunia industri. Becker dan Scholl (2006) elakukan survei pengebangan odel keseibangan lintasan untuk enyelesaikan asalah yang lebih realistis. Mereka enyatakan bahwa sudah banyak proble yang relevan dengan dunia industri yang sudah diidentifikasi dan diselesaikan. Boysen et al. (2007) engklasifikasikan beberapa odel keseibangan lintasan untuk engurangi adanya kesenjangan antara peneliti dan praktisi. Penelitian ini encoba untuk enerapkan odel-odel keseibangan lintasan pada suatu industri perakitan popa air di Indonesia. Dua odel yang akan digunakan pada penelitian ini adalah odel straight line dan odel U-line. Model straight line adalah odel keseibangan lintasan sederhana yang sering digunakan di banyak penelitian, diana stasiun kerja diurutkan dari proses-proses awal hingga ke proses akhir. Seentara odel U-line berkebang sebagai akibat dari perkebangan tata letak fasilitas. Tipe U-line assebly ini eiliki keuntungan dengan diungkinkannya penanganan eleen kerja yang tidak berurutan dala satu stasiun kerja. Tipe U-line ini eiliki keleahan pada keterbatasan space untuk MIP sehingga sebagai konsekuensinya keseibangan lintasan yang ada haruslah sangat baik. Beberapa penelitian engenai keseibangan lintasan tipe U-line ini antara lain dilakukan oleh Nakade dan Ohno (999) serta Gokcen dan Agpak (2004). Julah proses yang tidak terlalu banyak dan urutan proses yang tidak ruit pada proses perakitan popa air ebuat penggunaan etode MIP tidak ebutuhkan waktu perhitungan yang laa. Hal tersebut di ataslah yang enjadi alasan bahwa odel MIP akan digunakan untuk enyelesaikan asalah keseibangan lintasan untuk straight line dan U-line. Model MIP untuk asing-asing odel keseibangan lintasan delaskan pada Subbab 2 dan. Penerapan kedua odel delaskan pada Subbab ke epat dan kesipulan penelitian ini delaskan pada Subbab lia. 2. MODEL STRAIGHT LINE Penepatan eleen kerja pada suatu stasiun kerja dengan tipe straight line dilakukan dengan eperhatikan precedence constraint dan banyaknya eleen kerja. Keleahan dari tipe ini adalah kurangnya fleksibilitas penggabungan eleen kerja dala satu stasiun kerja. Gabar enunjukkan keseibangan lintasan straight line. Stasiun Stasiun 2 Stasiun Stasiun Gabar. Keseibangan lintasan straight line 44

3 Pratikno et al. / Keseibangan Lintasan Tipe U- Line Assebly / JTI, Vol., No., Juni 2009, pp Beberapa penelitian telah dikebangkan pada penyelesaian odel straight line. Di antaranya adalah kesibangan lintasan heuristik, isal, Kilbridge-Wester, Helgeson-Birnie dan kesibangan lintasan yang dibangun berdasarkan odel ateatika, isal, MIP (Elsayed, 994). Pada pendekatan Kilbridge-Wester, keseibangan lintasan dilakukan dengan enepatkan eleen kerja berdasarkan banyaknya eleen kerja terdahulu. Sedangkan, pada pendekatan Helgeson-Birnie penepatkan eleen kerja dilakukan berdasarkan bobot posisi di tiap eleen kerja. Penyelesaian dengan MIP pada odel straight line adalah sebagai berikut: Notasi yang digunakan: i indeks eleen kerja j indeks stasiun kerja N julah eleen kerja C waktu siklus W j total eleen kerja yang berada pada stasiun kerja j aksiu julah stasiun kerja Variabel keputusan: x, jika ada eleen kerja i berada di stasiun kerja j; lainnya 0 Z j, jika ada eleen kerja berada di stasiun kerja j; lainnya 0 Fungsi tujuan: Meiniukan julah stasiun kerja z j Kendala:. Tiap eleen kerja hanya ditugaskan pada satu stasiun kerja Min () x =, untuk i =,,n (2) 2. Waktu tiap stasiun kerja tidak elebihi waktu siklus n ti i= ( x ) C, untuk j =,..., (). Miniu julah stasiun kerja x W Z, untuk j =,..., (4) i= W j j j 4. Precedence diana eleen kerja pendahulu berada di stasiun kerja terlebih dahulu daripada eleen kerja sesudah ( k + )( ) x rj x sj 0, untuk (r,s) P (5) Persaaan () erupakan fungsi tujuan dari odel MIP untuk straight line balancing sedangkan (2) hingga (5) erupakan batasan yang ada pada penugasan eleen kerja, waktu pada tiap stasiun kerja, dan precedence di antara eleen kerja. 45

4 Pratikno et al. / Keseibangan Lintasan Tipe U- Line Assebly / JTI, Vol., No., Juni 2009, pp MODEL U-LINE BALANCING Model U-line erupakan lintasan pada proses produksi yang berbentuk U. Model ini lebih fleksibel dan efisien dibandingkan odel straight line dikarenakan proses awal dan akhir suatu produk dapat dikelopokkan dala satu stasiun kerja. Tujuan keseibangan U-line adalah einialkan waktu siklus yang dapat eningkatkan laju produksi atau einialkan julah stasiun kerja yang akan enurunkan julah tenaga kerja. Keseibangan U-line dapat dilihat pada Gabar 2. Stasiun Stasiun 2 Stasiun Gabar 2. Keseibangan lintasan U-line (Gokcen, 2004) Notasi-notasi yang digunakan dala pebuatan U-line balancing berdasarkan integer prograing adalah sebagai berikut (Urban, 998): Notasi yang digunakan: i indeks eleen kerja j indeks stasiun kerja n julah eleen kerja c waktu siklus r eleen kerja pendahulu s eleen kerja pengikut p precedence constraint W j total eleen kerja yang berada pada stasiun kerja j aksiu julah stasiun kerja t i waktu proses eleen kerja i Variabel keputusan: x, jika ada eleen kerja i di original precedence diagra berada di stasiun kerja berada di stasiun kerja j diana i =..., n, j =,..., ; lainnya 0 y, jika eleen kerja i di phanto precedence diagra berada di stasiun kerja j; i =,..., n, j =,..., ; lainnya 0 Z j, jika ada eleen kerja berada di stasiun kerja j diana j =,..., ; lainnya 0 46

5 Pratikno et al. / Keseibangan Lintasan Tipe U- Line Assebly / JTI, Vol., No., Juni 2009, pp Fungsi tujuan: Meiniukan julah stasiun kerja Min z j + in Kendala:. Tiap eleen kerja hanya ditugaskan pada satu stasiun kerja ( + ) x =, untuk i =,,n (7) y 2. Waktu proses di setiap stasiun kerja tidak boleh elebihi waktu siklus. n t i i= ( x + y ) C, untuk j =,..., in (8). Waktu proses di setiap stasiun kerja setelah stasiun kerja ke- in waktu siklus jika stasiun tersebut ada. n ti i= ( x + y ) Cz j (6) tidak boleh elebihi, untuk j = in +,..., (9) 4. Hubungan tiap eleen kerja yaitu eleen kerja pengikut harus berada di stasiun berikutnya atau stasiun kerja yang saa dengan eleen kerja pendahulunya, baik untuk original network aupun phantoed network. ( j + )( x rj x sj ) 0, untuk (r,s) P ( j + )( ) y sj y rj, untuk (r,s) P (0) 0 Pendekatan keseibangan lintasan di atas dapat dibandingkan berdasarkan efisiensi dari lintasan tersebut. Suatu lintasan yang seibang eiliki total waktu siklus yang dibutuhkan endekati saa dengan total waktu siklus yang tersedia dari keseluruhan stasiun kerja. Berikut ini tingkat efisiensi dari suatu keseibangan lintasan: diana: Tt total waktu siklus yang dibutuhkan n julah stasiun kerja c waktu siklus satu stasiun kerja η SL = Tt nxc 4. KESEIMBANGAN LINTASAN PADA PERAKITAN POMPA Pada bagian ini perasalahan keseibangan lintasan proses perakitan popa air diselesaikan dengan ebandingkan tipe U-line dan straight line balancing. Proses perakitan popa air ini dibagi enjadi proses perakitan beberapa bagian kecil yang disebut Assy dan penggabungan Assy enghasilkan sebuah unit popa air. Urutan proses perakitan dan rata-rata waktu kegiatan tiap proses perakitan dapat dilihat pada Gabar dan Tabel secara berurutan. 47

6 Pratikno et al. / Keseibangan Lintasan Tipe U- Line Assebly / JTI, Vol., No., Juni 2009, pp Waktu siklus satu stasiun kerja ditetapkan berdasarkan waktu terlaa dari perakitan yang ada sebesar 29 detik. Tabel. Waktu standar tiap perakitan No Perakitan Waktu (detik) No Perakitan Waktu (detik) Assy I 29 0 Assy IIIb 25 2 Assy Iia 84 Assy IIIc 22 Assy Iib 2 Assy Iva 29 4 Assy Iic 69 Assy Ivb 26 5 Assy Iid 79 4 Assy Ivc 92 6 Assy Iie 5 Assy Ivd 92 7 Assy Iif 6 Assy V 0 8 Assy Iig 5 7 Assy VI 2 9 Assy IIIa 8 Assy VII 4 Penyelesaian asalah di atas dilakukan dengan enggunakan LINGO. Hasil straight line balancing ditunjukkan pada Tabel 2 berikut ini: Tabel 2. Penugasan dengan straight line balancing Stasiun kerja Perakitan Waktu siklus stasiun kerja ,, 4, 5, 6, , , 0, 7 5 4, , 6, 7, Total waktu siklus (Tt) 570 WS WS WS 4 WS WS 5 WS 6 Gabar. Keseibangan lintasan untuk straight line Model MIP untuk straight line balancing diolah dengan bantuan LINGO enunjukkan julah stasiun kerja yang dibutuhkan sebanyak ena buah. Hasil ini lebih banyak dibandingkan dengan enggunakan U-line balancing yang berjulah lia stasiun kerja. Hasil penugasan dengan U-line balancing dapat dilihat pada Gabar 4 dan Tabel berikut ini: 48

7 Pratikno et al. / Keseibangan Lintasan Tipe U- Line Assebly / JTI, Vol., No., Juni 2009, pp WS 2 WS WS WS WS Tabel. Penugasan dengan U-line balancing Gabar 4. Keseibangan lintasan untuk U-Line Stasiun kerja Perakitan Waktu siklus stasiun kerja 2,, 4, 7, , 6, 7, 8, 9, , 5, 4 4 5,, 2 2 Total waktu siklus (Tt) 570 Efisiensi yang dihasilkan dengan straight line balancing sebesar: Tt η SL = nxc 570 ηsl = = 79,5% 6 x 29 Sedangkan dengan enggunakan U-line balancing, tingkat efisiensi yang dihasilkan sebagai berikut: Tt η UL = nxc 570 ηul = = 95,44% 5 x 29 Perbedaan tingkat efisiensi U-line balancing dibandingkan dengan straight line sangat signifikan pada keseibangan lintasan perakitan popa air ini. Hal ini terjadi dikarenakan lebih sedikitnya julah stasiun kerja yang dibutuhkan dengan U-line balancing. Pengurangan julah stasiun kerja ini tentu saja ebutuhkan julah tenaga kerja yang lebih sedikit tetapi sebagai konsekuensinya dibutuhkan skill tenaga kerja yang lebih ahli. 5. KESIMPULAN Hasil penyelesaian odel MIP keseibangan lintasan U-line dan straight line balancing pada perasalahan perakitan popa air enujukkan bahwa U-line assebly ebutuhkan julah stasiun kerja yang lebih sedikit dibandingkan straight line assebly. Konsekuensi hasil berikutnya adalah tercapainya tingkat efisiensi yang lebih tinggi secara signifikan untuk U-line 49

8 Pratikno et al. / Keseibangan Lintasan Tipe U- Line Assebly / JTI, Vol., No., Juni 2009, pp assebly dibandingkan straight line assebly. Hasil ini sesuai dengan beberapa penelitian terdahulu yang secara teori enyatakan bahwa keseibangan lintasan U-line lebih baik daripada straight line. Kesipulan di atas diabil berdasarkan asusi bahwa waktu proses kerja antara straight line dan U-line tidak berbeda. Secara praktis, ada keungkinan waktu proses bisa berbeda karena kedua siste ini berbeda. Maka pada penelitian lebih lanjut akan dievaluasi apakah dala penerapan yang sesungguhnya odel U-line eang lebih efisien daripada odel straight line secara signifikan. DAFTAR PUSTAKA Becker, C., and Scholl, A., A Survey on Probles and Methods in Generalized Assebly Line Balancing. European Journal of Operational Research, Vol. 68, pp Boysen, N., Fliedner, M., and Scholl, A., A Classification of Assebly Line Balancing Probles. European Journal of Operational Research, Vol. 8, pp Chiang, W. C., and Urban, T. L., The Stochastic U-line Balancing Proble: A Heuristic Procedure. European Journal of Operational Research, Vol. 75, pp Elsayed, E. A., 994. Analysis and Control of Production Syste. Prentice Hall, Inc., New Jersey. Essafi, M., Delore, X., Dolgui, A., and Gusvhinskaya, O., A MIP Approach for Balancing Transfer Line with Coplex Industrial Constraints. Coputers & Industrial Engineering, doi: 0.06/j.cie Gokcen, H., and Agpak, K., A Goal Prograing Approach to Siple U-Line Balancing Proble. European Journal of Operational Research, Vol. 70, pp Ki, Y. K., Song, W. S., and Ki, J. H., A Matheatical Model and a Genetic Algorith for Two Sided Assebly Line Balancing. Coputers & Operations Research, Vol. 6, pp Lapierre, S. D., Ruiz, A., and Soriano, P., Balancing Assebly Lines with Tabu Search. European Journal of Operational Research, Vol. 68, pp Nakade, K., and Ohno, K., 999. An optial worker allocation proble for a U-shaped production line. International Journal of Production Econoics, Vol. 60 6, pp Sutanto, T. V., Palit, H. C., dan Munika, I., Studi Perbandingan Perforance Algorita Heuristik Pour terhadap Mixed Integer Prograing dala Menyelesaikan Penjadwalan Flowshop. Jurnal Teknik Industri, Vol. 6, pp Urban, T. L., 998. Note: Optial Balancing of U-Shaped Assebly Lines. Manageent Science, Vol. 44, pp