USAHA PENINGKATAN KEKUATAN TARIK BENANG DENGAN METODE TAGUCHI PADA PROSES PENGANJIAN BENANG

Transkripsi

1 USAHA PENINGKATAN KEKUATAN TARIK BENANG DENGAN METODE TAGUCHI PADA PROSES PENGANJIAN BENANG Giyanto, dan Sutresna Juhara Dosen Fakultas Teknik, Program Stusi Teknik Industri Universitas Islam Syekh Yusuf Tangerang ABSTRAK Kekuatan benang adalah factor penting dalam proses pebuatan kain baik itu pertenunan dan perajutan. PT. X salah satu pabrik pembuat kain tenun (weaving) effis iensi produksinya tidak memenuhi target yang telah ditetapkan oleh perusahaan. Penyebab tidak tercapainya efisiensi adalah karena benang putusnya sangat tinggi. Untuk meningkatkan kekuatan tarik benang agar benang tidak mudah putus dimesin tenun dilakukan percobaan di mesin kanji. Percobaan melibatkan tiga factor yaitu komposisi bahan baku, jeins nozzle dan kecepatyan drum penganjian. Eksperimen dengan menggunakan metode Taguchi kemudian data dianalisa dengan analisis of varians (Anova). Karena kekuatan tarik benang yang tinggi adalah yang terbaik maka SN ratio yang dipakai adalah makin besar makin baik. Dari Percobaan yang didapat menunjukkan bahwa komposisi bahan baku KTZ (45%, 35 %, 20%) dan nozzle spiral serta speed drum 65 m/menit menghasikan kekuatan tarik benang yang paling tinggi. Kata Kunci : Kekuatan tarik, proses penganjian, metode Taguchi 4

2 PENDAHULUAN Industri manufaktur berkembang semakin pesat, ini ditandai dengan adanya pabrik-pabrik yang mendominasi di sepanjang jalan di kota besar di seluruh Indonesia. Dampak perkembangan tersebut menyebabkan semakin banyak persaingan khususnya dibidang industri. Teknologi permesinan juga berkembang seiring dengan adanya kebutuhan produsen dalam meningkatkan kualitas produk dipasaran. Oleh karena itu selain pekerja yang terampil dibutuhkan pengaturan mesin yang sesuai dengan keadaan produk tersebut dalam menuju karakteristik kualitas yang baik. PT.X merupakan suatu perusahaan yang bergerak dibidang industri Benang. Akhir-akhir ini bagian produksi sering mendapatkan banyak keluhan dari devisi sarung tangan akibat banyaknya benang 20 S TC (Tetron Catton) yang mudah putus pada saat pembuatan sarung tangan jenil lokal maupun eksport. Untuk mengetahui seberapa besar kekuatan benang yang tidak sesuai dengan standart yang telah ditentukan oleh perusahaan, peneliti menggunakan metode taguchi sebagai alat/cara berdasarkan desain eksperimen yang menggunakan matriks orthogonal array sebagai pengujian terhadap benang jenis 12 S TC dengan penentuan perubahan setting dari faktor-faktor yang berpengaruh. Faktor-faktor tersebut antara lain komposisi bahan baku, jenis Nozel, speed drum. Oleh karena itu, dari hasil suatu penelitian dengan menggunakan standar uji untuk menghasilkan kekuatan benang jenis 12 S TC sesuai dengan standart parameter perusahaan, diharapkan pihak perusahaan dapat meningkatkan kualitas benang jenis 12 S TC serata mengurangai keluhan dari divisi sarung tangan. Pemintalan adalah proses pembuatan benang dengan bahan baku serat tekstil. Dan pada prinsipnya permintalan itu adalah menarik dan mensejajarkan serat kemudian memberikan puntiran pada serat tersebut dan akhirnya digulung dalam cone. Pada umumnya dalam pembuatan benang menggunakan alat yang sederhana yaitu sebuah Spindle yang diputar dengan suatu roda yang digerakkan dengan tangan. Tangan kiri memegang segumpal serat 5

3 yang ujungnya dikaitkan pada Spindle untuk mendapatkan ukurang benang yang dikehendaki. Dengan perkembangan teknologi maka dihasilkan mesin-mesin pintal yang saat ini digunakan. Garis besar pembuatan benang pada saat ini dapat digambarkan sebagai berikut : Bahan baku yang telah disediakan yaitu serat dilewatkan pada rol-rol regangan dengan kecepatan rol depan lebih cepat dibandingkan rol belakang sehingga terjadi pengecilan diameter karena adanya penarikan serat. Bahan yang keluar dari rol depan diberi putiran untuk memberikan kekuatan. Untuk bahan baku tidak hanya bergantung pada serat alam saja tetapi saat ini telah diproduksi serat buatan yang ditinjau dari segi ekonomis lebih menguntungkan. Desain eksperimen Taguchi merupakan pengembangan dari desain faktorial biasa dan desain fraksional faktorial telah mengembangkan suatu matrik orthogonal array yang dapat menghemat waktu, biaya, dan sumber daya percobaan tanpa mengurangi bobot yang dihasilkan. Dengan memakai orthogonal array maka sejumlah besar faktor eksperimen yang diamati akan direduksi menjadi lebih sedikit eksperimen dibandingkan dengan desain faktorial biasa. Metode Taguchi merupakan suatu metodologi baru dalam bidang teknik yang bertujuan untuk memperbaiki kualitas produk dan proses dan dalam waktu yang bersamaan menekan biaya dan sumbersumber seminimal mungkin. Metode Taguchi berupaya mencapai sasaran itu dengan menjadikan produk atau proses tidak sensitif dengan berbagai faktor seperti misalnya material, perlengkapan manufaktur, tenaga kerja manusia, dan kondisi-kondisi operasional. Metode Taguchi menjadikan produk atau proses bersifat robust, karenanya metode ini disebut juga sebagai Robust Design. Metode Taguchi menggunakan seperangkat matriks khusus yang disebut orthogonal array. Matriks standart ini merupakan langkah untuk menentukan jumlah eksperimen minimal yang dapat memberikan informasi sebanyak mungkin semua faktor yang mempengaruhi parameter. Bagian terpenting dari metode orthogonal array terletak pada pemilihan kombinasi level variabel-variabel input untuk masing-masing eksperimen. 6

4 Dalam penelitian ini digunakan metode parancangan eksperimen Taguchi dengan menerapkan langkah-langkah prinsip desain parameter, yaitu melakukan eksperimen guna menentukan faktor-faktor dominan yang berpengaruh terhadap kuat tarik benang dan menentukan kombinasi faktor-faktor dimana kombinasi tersebut tahan terhadap penyebab timbulnya variabilitas. Pengumpulan data guna keperluan identifikasi faktor dilakukan dengan dua cara, yaitu studi pustaka dan brainstorming melalui penyebaran kuesioner. Adapun variabel-variabel dalam eksperimen ini adalah terdiri dari : 1. Variabel bebas atau faktor terkendali Variabel bebas atau faktor terkendali yang berpengaruh terhadap kuat tarik, berdasarkan kuesioner dan studi literatur adalah sebagai berikut : Faktor A adalah komposisi bahan baku Faktor B adalah jenis Nozzel Faktor C adalah Speed Drum 2. Level-level faktor Pemilihan level pada masing-masing faktor kendali berdasarkan pengaruh yang diberikan jika nilai faktor-faktor tersebut diubah berdasarkan pengalaman yang ada dan dibantu dengan studi pustaka. Levellevel faktor yang dipilih dapat ditabelkan sebagai berikut : Tabel 1 Faktor kontrol dan level Kode Faktor Level 1 Level 2 Level 3 A Komposisi Bahan Baku Kapas TCRZ Kapas TCRZ Kapas TCRZ (tetran catton (tetran catton (tetran catton water zet) 45%, water zet) 50%, water zet) 55%, kapas KTC kapas KTC kapas KTC (komber tentran (Komber tetran (komber tetran catton 35%, kapas catton) 30%, kapas catton) 25%, Poliester 20%) Policster 20% kapas Poliester 20% B Jenis Nozzel Polos Garis Spiral C Speed Drum 60 rpm 65 rpm 70 rpm 7

5 3. Variabel Respon Variabel respon atau karakteristik kualitas yang menjadi tujuan perbaikan dalam penelitian ini adalah kuat tarik benang. Dimana kuat tarik benang mempunyai karakteristik pada nilai target ( Larger-thebetter). Secara sistematis ada beberapa langkah eksperimen yang dilakukan yaitu sebagai berikut : 1. Menyatakan permasalahan yang akan dipecahkan Mendefinisikan dengan jelas permasalah yang akan dihadapi untuk kemudian dilakukan suatu upaya perbaikan kualitas. 2. Penentuan tujuan penelitian Dalam penentuan tujuan penelitian ini yaitu mengidentifikasi karakteristik kualitas dan tingkat performasi dari eksperimen. 3. Menentukan metode pengukuran Dalam menentukan metode pengukuran yaitu dengan menentukan bagaimanakah parameterparameter yang diamati akan diukur dan bagaimana cara pengukurannya, serta peralatan yang diperlukan 4. Identifikasi faktor Yaitu dengan melakukan pendekatan yang sistematis guna menemukan penyebab permasalahan, menghidari aktivitas yang meloncat-loncat, tetapi kemudian diperoleh kesimpulan yang tidak benar. 5. Memisahkan faktor kontrol dan faktor noise Hal-hal yang harus diketahui untuk memulai langkah dalam desain parameter Taguchi, adalah jenisjenis faktor yang mempengaruhi karakteristik proses atau produk. Taguchi membedakan faktor kedalam dua golongan besar yaitu faktor kontrol dan faktor noise. 6. Menentukan level dari faktor dan nilai faktor Pada penentuan level ini adalah untuk menentukan jumlah derajat kebebasan yang akan digunakan dalam pemilihan Orghogonal Array. 7. Mengidentifikasikan faktor yang mungkin berinteraksi 8

6 Suatu interaksi terjadi apabila pengaruh dari suatu faktor tergantung dari level faktor lain. Dengan kata lain interaksi terjadi apabila kumpulan pengaruh dari dua atau lebih faktor berbeda dari jumlah masing-masing faktor secara individu. Adanya interaksi ini juga turut mempengaruhi jumlah derajat kebebasan. 8. Menggambarkan Liner Graph yang diperlukan untuk faktor kontrol dan interaksi Taguchi telah menetapkan beberapa linear graph untuk mempermudah mengatur faktor-faktor dan interaksi ke dalam kolom. Penggambaran linear graph ini guna menentukan penempatan faktor-faktor serta interaksi yang mungkin digunakan pada kolom-kolom dalam Orthogonal Array. 9. Memilih Orthogonal Array Pemilihan orthogonal array yang sesuai tergantung dari nilai faktor dan interaksi yang diharapkan dan nilai level dari tiap-tiap faktor. Penentuan ini akan mempengaruhi total jumlah derajat kebebsan yang berguna untuk menentukan jenis orthogonal array yang dipilih. 10. Pemasukan faktor dan atau interaksi ke dalam kolom Taguchi menyediakan dua alat untuk membantu memasukkan faktor dan interaksi ke dalam kolom array yaitu linear graphs dan triangular tables. Linear graph menunjukkan variasi kolom dimana faktor dapat dimasukkan dan mengevaluasi interaksi faktor. Triangular table berisi semua kemungkinan interaksi antara faktor/kolom. 11. Melakukan eksperimen Dalam melakukan eksperimen ini sejumlah percobaan (trial) disusun untuk meminimasi kesempatan terjadinya kesalahan dalam menyusun level yang tepat untuk percobaan. 12. Analisa hasil eksperimen Dalam menganalisa hasil eksperimen dari Taguchi ini juga menggunakan metode ANOVA yaitu perhitungan jumlah kuadrat total, jumlah kuadrat terhadap rata-rata, jumlah kuadrat faktor, dan jumlah kuadrat terhadap rata-rata, jumlah kuadrat faktor, dan jumlah kuadrat error. Beberapa hal yang dilakukan dalam analisa hasil eksperimen yaitu : a) Persen Kontribusi 9

7 Bagian dari total variasi yang menunjukkan kekuatan relatif dari suatu faktor dan atau interaksi yang signifikan untuk mengurangi variasi pada metode Taguchi dinyatakan dalam persen konstribusi (Ross, 1996: ). b) Rasio Signal terhadap Noise (S/N Ratio) Taguchi memperkenalkan pendekatan S/N guna meneliti pengaruh faktor noise terhadap variasi yang timbul. Taguchi memperkenalkan transformasi dari pengulangan data kepada nilai yang lain yang mengukur variabilitas yang ada. S/N ratio menggabungkan beberapa pengulangan pada satu point data yang mencerminkan jumlah variasi yang ada. 13. Interpretasi hasil Yaitu mengevaluasi faktor mana yang berpengaruh dan tidak berpengaruh terhadap karakteristik kualitas yang dikehendaki. 14. Pemilihan level faktor untuk kondisi optimal Apabila percobaan terdiri dari banyak faktor dan tiap-tiap faktor terdiri dari beberapa level, maka untuk mentukan kombinasi level yang optimal adalah dengan membandingkan nilai perbedaan rata-rata eksperimen dari level-level yang ada. Faktor dengan perbedaan rata-rata percobaan dari level-levelnya besar, maka faktor tersebut mempunyai pengaruh yang signifikan. 15. Perkiraan rata-rata proses pada kondisi optimal Setelah mendapatkan kondisi yang optimal dari eksperimen dengan orthogonal array, kita dapat memperkirakan rata-rata proses prediksi pada kondisi yang optimal. Hal ini di dapat dengan menjumlahkan pengaruh dari ranking faktor yang lebih tinggi. Pengaruh dari faktor yang signifikan adalah pengaruhnya pada rata-rata eksperimen. 16. Menjalankan eksperimen konfirmasi Ekperimen konfirmasi dimaksudkan bahwa faktor dan level yang dimaksud memberikan hasil seperti yang diharapkan. Untuk menguji apakah hasil yang didapat sesuai dengan yang diharapkan, maka harus diuji dengan interval kepercayaan. Hasil yang didapat harus berada pada interval yang ditentukan. 10

8 PEMBAHASAN Sesuai dengan karakteristik kualitas large the better atau semakin besar kuat tarik benang yang didapat dari kombinasi masing-masing level dari tiap faktor pada proses produksi berarti kualitas produk semakin baik. 1. Perhitungan nilai rata-rata kuat tarik benang melalui kombinasi level dari masing-masingfaktor dapat dilihat dibawah ini : A 1 = ( , ) = Untuk mengetahui hasil perhitungan dari pengujian kuat tarik benang dari proses produksi melalui kombinasi faktor utama, yaitu komposisi bahan baku (A), jenis Nozzel (B), dan speed drum (C) serta interaksi faktor AxC dan BxC dapat dilihat pada tabel respon dibawah ini : Tabel 2 Respon Rata-rata Kuat Tarik Benang (kg/m) dari pengaruh faktor : A B C AxC(1) AxC(2) BxC(1) BxC (2) Level 1 49,308 48,674 48,777 48,825 48,822 48,901 48,814 Level 2 48,894 48,892 48,841 48,841 48,857 48,798 48,877 Level 3 48,351 48,987 48,887 48,887 48,874 48,854 48,862 Selisih ,313 0,296 0,062 0,052 0,103 0,063 Rank Karena orthogonal array L 27 (3 13 ) mempunyai 13 derajat kebebasan, maka kita dapat mengambil kira-kira setengah derajad kebebasan sebagai pengaruh penting. Namun dalam penelitian ini hanya menggunakan 7 kolom saja, maka cukuplah kita mengambil 3 sebagai pengaruh penting. Dari tabel respon, pengaruh yang signifikan adalah A, B dan C. 11

9 Pengaruh faktor A dan B untuk kombinasi faktor sebagai berikut : - Rata-rata pengaruh A 1 B 1 = (49, , ,07) / 3 = 49,093 - Rata-rata pengaruh A 1 B 2 = (49, , ,17) / 3 = 49,203 - Rata-rata pengaruh A 1 B 3 = (49, , ,53) / 3 = 49,630 - Rata-rata pengaruh A 2 B 1 = (48, , ,63) / 3 = 48,743 - Rata-rata pengaruh A 2 B 2 = (48, , ,03) / 3 = 49,063 - Rata-rata pengaruh A 2 B 3 = (48, , ,63) / 3 = 48,876 - Rata-rata pengaruh A 3 B 1 = (48, , ,03) / 3 = 48,186 - Rata-Rata pengaruh A 3 B 2 = (48, , ,37) / 3 = 48,410 - Rata-Rata pengaruh A 3 B 3 = (48, , ,20) / 3 = 48,456 Tabel 3. Pemecahan Interaksi Interaksi B 1 B 2 B 3 A 1 49,093 49,203 49,630 A 2 48,743 49,063 48,876 A 3 48,186 48,410 48,456 Sebagai karakteristik kualitas Large the better, maka penentuan level faktor yang optimal adalah yang mendapatkan hasil pengujian kuat tarik benang yang paling kuat. Kombinasi level faktor optimum, adalah : - A 1 = Komposisi bahan baku 1 (Kapas TCRZ ( tetran catton water zet) 45% kapas KTC ( komber tetran catton) 35% kapas Poliester 20%) - B 3 = Jenis Nozzel yaitu Spiral - C 2 = Speed drum yaitu 65 rpm 2. Perhitungan variabilitas nilai rasio S/N kuat tarik benang melalui kombinasi level dari masingmasing faktor dapat dilihat dibawah ini: A 1 = (33, , , ,8979) = 33,858 12

10 9 Untuk mengetahui hasil perhitungan dari pengujian kuat tarik benang dari yarn strength mechine melalui kombinasi faktor utama yaitu komposisi bahan baku (A), jenis Nozzel (B), dan speed drum (C) serta interaksi AxC, dan BxC dapat dilihat pada tabel respon dibawah ini : Tabel 4. Respon Rasio S/N Kuat Tarik Benang (kg/m) dari Pengaruh Faktor A B C AxC(1) AxC(2) BxC(1) BxC(2) Level 1 33,858 33, , , , , ,7705 Level 2 33, , , , , , ,7825 Level 3 33, , , , , , ,7790 Selisih 0,1693 0,0558 0,052 0,011 0,0088 0,0183 0,012 Rank Karena orthogonal array L 27 (3 13 ) mempunyai 13 derajad kebebasan, maka kita dapat mengambil kira-kira setengah derajad kebebasan sebagai pengaruh penting. Namun dalam penelitian ini hanya menggunakan 7 kolom saja, maka cukuplah kita mengambil 3 sebagai pengaruh penting. Dari tabel respon, pengaruh yang signigikan adalah A, B dan C. Untuk memperoleh pengaruh interaksi faktor A dan B mana yang terbesar melalui perhitungan respon interaksi AxB seperti dibawah ini : - Rata-rata pengaruh A 1 B 1 = (33, , ,8157)/3 = 33, Rata-rata pengaruh A 1 B 2 = (33, , ,8334)/3 = 33, Rata-rata pengaruh A 1 B 3 = (33, , ,8979)/3 = 33, Rata-rata pengaruh A 2 B 1 = (33, , ,7386)/3 = 33, Rata-rata pengaruh A 2 B 2 = (33, , ,8098)/3 = 33, Rata-rata pengaruh A 2 B 3 = (33, , ,7386)/3 = 33, Rata-rata pengaruh A 3 B 1 = (33, , ,6308)/3 = 33, Rata-Rata pengaruh A 3 B 2 = (33, , ,6968)/3 = 33,

11 - Rata-Rata pengaruh A 3 B 3 = (33, , ,6609)/3 = 33,7067 Tabel 5 Pemecahan Interaksi Interaksi B 1 B 2 B 3 A 1 33, , ,9153 A 2 33, , ,7821 A 3 33, , ,7067 Sebagai karakteristik kualitas large the better, maka penentuan level faktor yang optimal adalah yang mendapatkan hasil pengujian variansi kuat tarik benang yang terbesar. Kombinasi level faktor optimum, adalah : - A 1 = Komposisi bahan baku (Kapas TCRZ (tetran catton wa ter zet) 45%, kapas KTC (komber tetran catton) 35% kapas Poliester 20%) - B 3 = Jenis Nozzel adalah spiral - C 2 = Speed drum adalah 65 rpm PEMBAHASAN: Berdasarkan hasil yang didapatkan pada analisa sebelumnya, maka diketahui kombinasi faktor yang berpengaruh terhadap rata-rata dan variasi kuat tarik benang adalah sama, yaitu komposisi bahan baku (kapas TCRZ (tetran catton water zet) 45%, kapas KTC (komber tetran catton) 35%, kapas poliester 20%) (level 1), jenis Nozzel adalah Spiral (level 3), speed drum adalah 65 rpm (level 2). Selanjutny dari hasil perhitungan interval kepercayaan untuk eksperimen konfirmasi kemudian dibandingkan dengan interval kepercayaan pada eksperimen awal. Kedua interval ini apabila dibandingkan ternyata hasilnya berimpit, dan rata-rata dan variansi kuat tarik benang pada eksperimen 14

12 konfirmasi berada pada interval kepercayaan eksperimen awal Taguchi. Dengan tingkat 90%, interval kepercayaan yang hasil perhitungan dapat dilihat pada tabel berikut : Tabel 6. Interpretasi Hasil Maximasi Kuat Tarik Benang: Respon (kuat tarik benang) Prediksi Optimasi Eksperimen Taguchi Rata-rata 49, , ,02783 Variabilitas (S/N) 33,948 33, , Eksperimen Konfirmasi Rata-rata 49, , , Variabilitas (S/N) 33,948 33, , Berdasarkan interpretasi hasil perhitungan kuat tarik benang dari yarn strength tester machine yang tertera pada tabel 6, yaitu eksperimen Taguchi ke eksperimen konfirmasi mengalami peningkatan pada rata-rata dan variabilitasnya. Dengan demikian kombinasi optimal faktor-faktor tersebut diatas terbukti menambah kuat tarik benang dari hasil yarn strength tester machine. KESIMPULAN Berdasarkan hasil penelitian dapat disimpulkan sebagai berikut : 1. Faktor-faktor terkendali yang berpengaruh terhadap kuat tarik benang dari yarn strength tester machine adalah faktor Komposisi bahan baku (level 1) (kapas TCRZ (tetran catton water zet) 45%, kapas KTC (Komber tetran catton) 35%, kapas polyester 20%), jenis Nozzel adalah spiral, dan speed drum dengan kecepatan 65 rpm. 2. Kombinsi level dari faktor yang menghasilkan nilai rata-rata dan variansi kuat tark benang yang optimal sama, yaitu diperoleh dari setting faktor. DAFTAR PUSTAK 1. Bagchi, Tapan P., Taguchi Method Explained: Practical Steps to Robust Design, New Delhi: Prentice Hall,

13 2. Moerdoko Wibowo, Evaluasi Tekstil Bagian Fisika: ITT Bandung 3. Pawitro dkk., Teknologi Penganjian Bagian Kedua: ITT Bandung 4. SNI , Cara uji kekuatan tarik benang kapas : Badan Standarisasi nasional. 5. Soejanto Irwan, Desain eksperimen dengan metode Taguchi : Penerbit Graha Ilmu, Jakarta. 6. Wahyudi Didik, Studi kasus optimasi proses sizing benang di PT.XYZ : Jurnal ilmiah Universitas kristen petra, Surabaya 7. W-Klien, A Pratical guide to ring spinning,short staple fiber series : Volume 4 8. Zinser, Hand Manual Book For Ring Frame Machine: Zinser Germany 16