Gambar I. 1 Biaya penggunaan otomasi global (Credit Suisse,2012)

Transkripsi

1 BAB I PENDAHULUAN I.1 Latar Belakang Diawali dengan ditemukannya mesin uap yang mendorong revolusi industri atau dikenal juga dengan industri 1.0 pada tahun 1784, revolusi industri terus berkembang mulai saat itu. Revolusi industri menyebabkan peralihan penggunaan tenaga manusia dan hewan yang digantikan dengan teknologi mekanik. Industri 1.0 ini berkembang hingga akhir abad 19, yang kemudian pada awal abad 20 digantikan dengan industri 2.0 yaitu produksi massal yang menggunakan tenaga listrik. Pada awal tahun 1970 terjadi revolusi industri ketiga yaitu industri 3.0, pada revolusi ini mulai dikenal penggunaan alat elektronik dan IT untuk proses manufaktur otomatis. Proses manufaktur otomatis ini mulai menggantikan tugas-tugas operator dengan mesin dan robot. Revolusi industri keempat atau industri 4.0 terjadi pada tahun 2012, industri 4.0 memperkenalkan proses produksi Cyber-Physical. Industri 4.0 ini mengarah kepada proses manufaktur yang berbasis internet atau jaringan wireless. Penggunaan teknologi ini tidak hanya sebatas pada komunikasi, akan tetapi juga mencakup kontrol dan kendali jarak jauh (Wahlster, 2012). Perkembangan industri dan teknologi telah berkembang dengan sangat cepat terutama di bidang otomasi. Berdasarkan survey yang dilakukan oleh Credit Suisse total biaya yang dikeluarkan untuk otomasi secara global pada tahun 2012 adalah 152 milyar dollar. Sedangkan biaya yang dikeluarkan untuk otomasi dalam bidang proses makanan dan minuman adalah 5.8% dari total otomasi secara global. Gambar I. 1 Biaya penggunaan otomasi global (Credit Suisse,2012) 1

2 Salah satu industri minuman yang menggunakan sistem otomasi dalam proses kerjanya adalah industri pengolahan teh. Berdasarkan statistik dari Food and Agriculture Organization (FAO) tingkat produksi teh secara global meningkat 4,2% pada tahun 2010 dan tingkat konsumsi teh meningkat 5,6% pada tahun Pada tahun 2010 negara dengan produksi paling banyak adalah China dengan produksi ton, sedangkan peringkat kedua hingga kelima diduduki oleh India ( ton), Kenya ( ton), Srilanka ( ton), dan Turki ( ton). Pada tahun 2012 China masih menduduki peringkat pertama sebagai negara dengan produksi teh terbesar didunia. Gambar I. 2 Produksi teh tahun 2012 (FAO, 2012) Produksi dalam negeri Indonesia sendiri mengalami fluktuasi dari, pada tahun 2011 menduduki peringkat 7 produsen teh di dunia dengan tingkat produksi sebesar 3,31% dari total produksi teh di dunia dan pada tahun 2012 menurun 1 peringkat dari tahun sebelumnya dengan tingkat produksi sebesar 3,18% dari total produksi teh di dunia. Untuk dalam negeri produksi terbesar berasal dari provinsi Jawa Barat. Pada tahun 2010 produksi teh dari Jawa Barat sebesar ton atau sekitar 66% dari total produksi Indonesia. Penghasil teh terbesar lainnya di Indonesia adalah provinsi Sumatra Indonesia sebesar ton dan provinsi Jawa Tengah sebesar ton. Salah satu produsen teh di Indonesia adalah PT.Perkebunan Nusantara VIII (PTPN VIII) yang merupakan perkebunan milik negara yang didirikan tahun PTPN 2

3 VIII menghasilkan 80% dari produksi yang dihasilkan provinsi Jawa Barat. Luas lahan yang dimiliki oleh PTPN VIII adalah ha, dan sekitar ha adalah perkebunan teh. Salah satu perkebunan teh yang dikelola oleh PTPN VIII berlokasi di Ciater yang memiliki luas lahan sekitar ha. Di perkebunan ini juga terdapat pabrik pengolahan dan produksi teh yang merupakan salah satu bidang usaha PTPN VIII. Produk yang dihasilkan dari pabrik ini adalah teh hitam orthodoks dan crushing tearing curling (CTC). Dari hasil produksi tersebut, 90% total produksi di ekspor ke negara Eropa dan Timur Tengah, sedangkan 10% dipasarkan ke dalam negeri. Pabrik ini memiliki kapasitas produksi teh hitam orthodoks kering hingga 70 ton per hari (Dede Yusuf, 2011). Dengan terus meningkatnya persaingan teh global, maka PTPN VIII dituntut untuk meningkatkan kualitas agar produk teh dapat memenuhi standar internasional sehingga dapat meraih sertifikasi internasional yang dapat meningkatkan harga jual dan daya saing. Produsen juga dituntut untuk meningkatkan perlindungan terhadap konsumen dan nama baik perusahaan itu sendiri dengan memperhatikan aspek kebersihan dari mesin-mesin yang digunakan dalam proses produksi. Untuk mencapai tujuan tersebut, negara-negara Eropa memiliki standarisasi mesin produksi makanan yaitu The European standard EN (Festo, 2014). Selain itu, pemintaan terhadap Food Factory Concept dan sistem sertifikasi seperti Hazard Analysis Critical Control Points (HACCP) terus meningkat, dan untuk mencapai sertifikasi tersebut perlu dilakukan modernisasi pabrik atau otomasisasi proses (Institute of Social Development, 2008). Salah satu negara yang sudah menerapkan sistem otomasi dalam proses pengolahan teh adalah Sri Lanka. Dengan standarisasi yang ada saat ini dan perkembangan teknologi otomasi maka proses pengolahan akan memperbaiki kualitas produk. Dalam pengolahan teh hitam terdapat beberapa proses yaitu pelayuan, pengayakan, pengeringan, sortasi, dan pengepakan. Proses pelayuan merupakan proses yang memerlukan perhatian khusus karena proses ini adalah tahap pertama sehingga hasil dari proses ini akan menentukan keberhasilan proses pengolahan teh secara keseluruhan dan menentukan kondisi yang cocok untuk proses pengolahan selanjutnya (Djajaatmadja, dalam Anto 1987). Proses pelayuan yang baik akan 3

4 menghasilkan pucuk yang lemas merata dan apabila ditekuk batang tidak patah serta memiliki bau yang harum (PT.Perkebunan Nusantara VIII, 2008). Salah satu proses yang berperan penting dalam proses pelayuan adalah proses pemberian udara panas. Durasi pemberian udara panas dan suhu mempengaruhi karakteristik teh yang dihasilkan. Suhu yang rendah akan meningkatkan kualitas rasa, sedangkan suhu yang tinggi akan memberi warna yang bagus akan tetapi mengorbankan kualitas rasa teh. Selain itu, teh yang kurang layu atau under-withered tea dengan kondisi cuaca di atas 25ºC akan meningkatkan kontaminasi bakteri. Underwithered tea juga akan membuat teh menjadi serpihan kecil saat digulung sehingga tidak dapat diterima untuk proses selanjutnya (Tea Research Association, 2012). Proses pelayuan di PTPN VIII Ciater sendiri masih menggunakan sistem manual sehingga mandor harus mendatangi masing-masing withering trough (WT) untuk memeriksa suhu setiap 2 jam sekali, sehingga dapat menyebabkan pemberian udara panas tidak tepat. Selain itu kelemahan sistem eksisting adalah pembeberan berat pucuk yang tidak sesuai dengan kapasitas WT sehingga waktu pelayuan akan bertambah dari waktu normal. Sistem manual tersebut juga menyebabkan tidak adanya pecatatn informasi pelayuan secara berkala. Berdasarkan hal-hal diatas diperlukan penerapan sistem otomasi dalam proses pelayuan untuk mengurangi kemungkinan terjadinya under-withered tea, mencapai target kualitas rasa dan warna yang diharapkan, dan memperoleh standarisasi yang ingin dicapai. Dalam penerapan sistem otomasi tersebut diperlukan perancangan yang matang agar mempermudah pemahaman user terhadap sistem dan mengurangi risiko perancangan ulang sistem. Selain itu, hal itu dilakukan agar sistem rancangan otomasi dapat mencapai tujuan produksi dengan efisien dan efektif. Oleh karena itu, industri manufaktur harus mengetahui kebutuhan sistem otomasi yang akan dirancang. Cara untuk mengetahui kebutuhan tersebut adalah dengan menggunakan User Requirement Specification (URS). User Requirement Specification adalah dokumen yang berisi gambaran umum tentang sebuah sistem. Sebelum URS dibuat, perancang harus melakukan langkah pertama atau tahap Requirement Elicitation adalah mengumpulkan dan memahami kebutuhan user serta menentukan gambaran input, output dan bagaimana proses itu bekerja (process description). Hal selanjutnya yang dibutuhkan adalah membuat piping and instrumentation diagram 4

5 yang menggambarkan aliran pipa dan instrumentasi yang digunakan dan electrical diagram yang menggambarkan aliran listrik yang terhubung antar equipment. Setelah itu dibuat dokumen yang menjelaskan kebijakan desain dan prinsip-prinsip yang berkaitan dengan pengambilan keputusan sistem kontrol (Love, 2007). Tahap terakhir adalah menguji menguji kesesuaian URS dengan kebutuhan user dengan melakukan User Acceptance Testing (Ofni, 2014). I.2 Perumusan Masalah Berdasarkan latar belakang di atas maka perumusan masalah daam penelitian ini adalah bagaimana merancang User Requirement Specification (URS) sistem otomasi pada stasiun kerja pelayuan di PTPN VIII Ciater? I.3 Tujuan Penelitian Tujuan penelitian ini adalah merancang User Requirement Specification (URS) sistem otomasi ada stasiun kerja pelayuan di PTPN VIII Ciater. I.4 Manfaat Penelitian Manfaat penelitian ini adalah sebagai berikut: 1. Mengetahui gambaran sistem otomasi secara keseluruhan pada stasiun kerja pelayuan di PTPN VIII Ciater 2. Mengetahui urutan proses pada stasiun kerja pelayuan di PTPN VIII Ciater 3. Mengetahui gambaran aliran listrik pada stasiun kerja pelayuan di PTPN VIII Ciater 4. Mengetahui spesifikasi hardware pada stasiun kerja pelayuan di PTPN VIII Ciater 5. Menjadi acuan dalam perancangan sistem kendali otomasi. I.5 Batasan Penelitian Batasan penelitian ini adalah sebagai berikut: 1. User Requirement Specification (URS) yang digunakan meliputi process description, electrical diagram, dan control philosophy. 5

6 2. Control philosophy yang dibahas yaitu pemilihan spesifikasi hardware. 3. Analisis biaya pengadaan hardware dan implementasi tidak dibahas. 4. Perancangan sistem ini hanya sampai pada pembuatan tahap simulasi dan miniplant. I.6 Sistematika Penulisan Sistematika penulisan pada penelitian ini adalah sebagai berikut: Bab I Pendahuluan Pada bab ini dijelaskan latar belakang penelitian, perumusan masalah, tujuan penelitian, manfaat penelitian, dan batasan penelitian. Bab II Tinjauan Pustaka Pada bab ini dijelaskan mengenai teori-teori dasar yang mendukung dan melandasi perancangan mengenai User Requirement System (URS) pada sistem otomasi pada proses pelayuan di PTPN VIII Ciater. Kajian teroi yang digunakan pada penilitan ini adalah teori otomasi dan juga User Requirement System. Bab III Metodologi Penelitian Pada bab ini dijelaskan secara rinci langkah-langkah penelitian meliputi: tahap perumusan masalah, penentuan tujuan penelitian, merancang pengumpulan dan pengolahan data, melakukan perancangan sistem, serta analisis pengolahan data dan perancagnan sistem. Bab IV Pengumpulan Data Bab ini berisi kumpulan data yang dibutuhkan untuk merancang sistem otomasi pada proses pelayuan teh PTPN VIII Ciater. Data tersebut diperoleh PTPN VIII Ciater yang selanjutnya diolah 6

7 menjadi User Requirement Specification meliputi Process Description, Process and Instrumentation Diagram, Electrical Diagram, dan Control Philosophy. Bab V Analisis Sistem Bab ini berisi tentang analisis mengenai User Requirement Specification yang telah dirancang pada bab sebelumnya. Bab VI Kesimpulan dan Saran Bab ini berisi kesimpulan dari perancangan User Requirement Specification yang telah dirancang. Bab ini juga berisi saran yang berhubungan dengan sistem yang telah diusulkan. 7