OPTIMASI PEMAKAIAN SCRAP DI PENGECORAN LOGAM DENGAN METODE LINEAR PROGRAMMING (Studi Kasus di PT Jatim Taman Steel Mfg)

Transkripsi

1 OPTIMASI PEMAKAIAN SCRAP DI PENGECORAN LOGAM DENGAN METODE LINEAR PROGRAMMING (Stud Kasus d PT Jatm Taman Steel Mfg) Agustnus Sudaryanto, I Nyoman Puawan Program Stud Magster Manaemen Teknolog Insttut Teknolog Sepuluh Nopember Emal: agustnus_s78@yahoo.com ABSTRAK PT Jatm Taman Steel Mfg adalah merupakan perusahaan manufaktur yang bergerak dalam peleburan baa. Sepert d ndustr logam pada umumnya, permasalahan yang dhadap adalah adalah bagamana membuat formula percampuran scrap sehngga dhaslkan produk yang mempunya unsur logam yang sesua standar/pesanan dengan baya yang mnmum. Dalam hal n permasalahan datas dapat dkategorkan sebaga Blendng Problem. Adapun peneltan yang akan dlakukan d PT Jatm Taman Steel Mfg khususnya d unt Foundry adalah bagamana mengoptmalkan baya scrap dan bahan addtve sebanyak 27 macam dengan unsur-unsur kma yang terkandung ddalamnya untuk menghaslkan produk sebanyak 13 tpe dengan standard unsur-unsur kma yang harus dpenuh. Untuk mendapatkan hasl yang optmum, persoalan n dselesakan dengan menggunakan model Lnear Programmng dan penyelesaannya dlakukan dengan software optmas LINGO (Lnear Interactve and Global Optmzer). Dengan membuat model optmas pemakaan scrap/bahan dperoleh baya yang optmum sebesar Rp ,-. Selan tu dar 351 varabel keputusan yang ada hanya 67 varabel keputusan yang mempunya value, hal n menunukkan tdak semua bahan harus dpaka dalam membuat produk pengecoran logam dan dar 27 ens bahan baku bahan baku yang ada, hanya 14 ens bahan baku yang dgunakan dalam mebuat 13 tpe produk pengecoran n. Kata kunc : Lnear programmng, Optmas Scrap, Blendng Problem PENDAHULUAN Latar Belakang Proses produks dalam suatu ndustr manufaktur mempunya ketergantungan dengan bahan baku sebaga nput dalam proses, karena nput atau materal akan mempengaruh out put. Dengan semakn kompleks dan cepatnya perubahan kegatan produks mendorong kemampuan untuk mengambl keputusan secara tepat dan akurat sangat dperlukan. Secara umum permasalahan yang tmbul dalam proses peleburan d ndustr logam adalah bagamana pengendalan komposs unsur-unsur kma dar scrap yang dlebur kembal. Adapun defns sekrap (scrap) berdasarkan SNI dbag dua yatu sekrap bes dan sekrap baa. Sekrap bes adalah produk pengecoran dar produk bes lannya yang tdak dapat berfungs lag dan pada umumnya dpaka untuk dlebur kembal menad produk pengecoran baru. Sedangkan defns sekrap baa adalah produk baa yang tdak berfugs lag dan dpaka untuk dlebur kembal atau dproses lan menad produk baru.

2 PT Jatm Taman Steel dalam ndustr logam sebaga perusahaan manufaktur bergerak dalam peleburan baa dan pembuatan bes beton. Selan memlk unt Refnng yang memproduks Bllet maupun unt Rollng yang memproduks bes beton dan kanal U, PT Jatm Taman Steel MFG uga mempunya unt produks Foundry. Unt Foundry memproduks spare part (couplng, poros, roda gg, roll dan lan-lan) untuk unt lan d PT Jatm Taman Steel maupun menerma pesanan dar ndustr lan. Serng dengan semakn ketatnya persangan khususnya pada ndustr logam, maka perusahaan dtuntut melakukan efesens, dan tetap menaga kualtas dan kepuasan pelanggan. D ndustr pengecoran logam, melakukan efesens dan menaga kualtas merupakan salah satu aspek yang pentng yang harus dperhatkan adalah pengunaan scrap dan materal addtve seoptmal mungkn untuk mendapatkan produk dengan komposs yang sesua spesfkas. Untuk menentukan produk tu berkualtas apa tdak, komposs dar suatu logam dadkan salah satu acuannya karena komposs dar suatu logam akan mempengaruh sfat mekans, fsk, dan kma logam tersebut. D PT Jatm Taman Steel, dalam membuat formula percampuran scrap untuk mendapatkan unsur logam yang dkehendak kurang memperhtungkan baya pemakaan materal yang mnmum. Jka ada unsur logam yang kurang maka akan dtambahkan bahan addtve. Hal n akan membuat baya bahan baku bertambah tngg sebab baya dar materal paduan lebh mahal darpada baya scrap, begtu sebalknya ka ada kelebhan unsur logam maka akan dtambahkan scrap atau bahan penolong (supportng materal) sehngga prosentase unsur tersebut dapat sesua dengan target. Jad dengan adanya ketdaktepatan komposs akan membuat waktu peleburan yang semakn lama dan hal n akan berdampak pada pemakaan energ lstrk tdak efesen serta baya materal akan bertambah. Sesua dengan masalah yang telah dsebut datas maka permasalahan yang akan dbahas adalah bagamana menentukan formula percampuran scrap dan bahan addtve sehngga dhaslkan produk yang mempunya unsur logam sesua standar/pesanan yang dapat memnmalkan pemakaan materal yang ada untuk memnmalkan baya produks. Dalam hal n permasalahan datas dapat dkategorkan sebaga Blendng Problem. Proses Produks Unt Foundry d PT Jatm Taman Steel Mfg Pada umumnya proses pengecoran logam mempunya dasar-dasar teor yang hampr sama, menurut Surda Tata dan Chwa Ken,(1996), proses pembuatan coran melput : pencaran logam, membuat cetakan, menuang, membongkar dan membershkan. Adapun dagram alr proses pengecoran dapat dlhat pada Gambar 1. Pada proses pengecoran d PT Jatm Taman Steel Mfg merupakan Job Order dengan kata lan komposs pengecoran dtentukan oleh phak pengorder atau pemesan dengan menggunakan Japanese Industral Standard (JIS) sebaga acuan. Pada PT Jatm Taman Steel Mfg memproduks empat ens pengecoran logam yatu bes, baa, stanless steel dan hgh manganese steel. Dar dagram alr proses pengecoran logam akan ddapatkan gambaran tentang proses pengecoran logam tersebut mula dar awal proses hngga terbentuknya benda coran. Adapun proses pengecorannya adalah sebaga berkut; setelah mendapatkan order pengecoran, sub bagan pembuatan pola memerksa/mempelaar gambar teknk. Jka order tdak dlengkap gambar teknk maka harus memberkan contoh barangnya untuk dbuatkan pola/model dar bahan kayu. A-26-2

3 Bahan Baku Tanur Induks Ladel Pembuatan Pola Sstem Pengolahan Pasr Pembuatan Cetakan Penuangan Pembongkaran Pembershan Gambar 1. Dagram Alr Proses Pengecoran Pemerksaan Dan sesudah model selesa selanutnya model tersebut dserahkan ke bagan Cetakan Pasr untuk melaksanakan proses pembuatan cetakan pasr yang dbuat sesua menurut bentuk coran, sedangkan dbagan Ladle menyapkan ladle yang akan dpaka untuk proses pengecoran dengan cara memanasn sampa temperatur ± C. Jka cetakan sudah sap untuk dcor maka bagan dapur mempersapkan materal dengan cara memlh atau menentukan bahan baku yang akan dlebur agar tercapa komposs kma dan berat yang dmnta. Untuk menghaslkan produk yang berkualtas pemlhan bahan baku sangat besar pengaruhnya maka setap bahan yang akan dpergunakan sebelumnya d test d laboratorum logam untuk mengetahu kompossnya sehngga dapat dperhtungkan kekuatan serta kemampuan bahan karena komposs bahan akan mempengaruh komposs kma produk. Dalam pengoperasan dapur nduks untuk proses peleburan dlakukan pemerksaan awal dar caran logam dengan menggunakan spectrometer, ka komposs caran logam mash belum sesua yang dngnkan maka perlu dtambah bahan addtve (Fe-Alloy) sampa memenuh standar dan ka komposs sudah sesua standar maka dlakukan proses penuangan ke ladle. Ladle yang bers caran logam tersebut dangkat dengan crane kemudan dtuangkan ke cetakan yang telah dsapkan dengan memutar roda gg yang terpasang d ladle. Selanutnya caran logam dalam cetakan akan mengalam proses pembekuan yang membutuhkan waktu beberapa har. Dan setelah pembekuan selesa, hasl cetakan dbongkar dan dbershkan serta dlakukan pemerksaan fsk barang dar hasl coran, ka konds barang cacat maka dlakukan perbakan atau barang dreect yang dapat dgunakan bahan baku cor lag. Sedangkan barang yang tdak cacat dsmpan / dtempatkan secara teratur dan rap untuk sap dkrm. Blendng Problem atau Det Problem Dalam blendng problem (permasalahan pencampuran) harus ada : 1. Dua atau lebh bahan baku sebaga materal nput 2. Satu atau lebh standard kualtas dar setap materal nput 3. Satu atau lebh produk yang dhaslkan dar pencampuran materal nput harus memenuh standar kualtas yang dngnkan. A-26-3

4 Penggunaan lnear programmng dalam blendng atau Det problem dformulaskan pertama kal oleh George Stgler tahun Dmana da membuat resep dar sektar 80 makanan, sehngga campuran mencukup sektar 12 kebutuhan perhal gz. Pada tahun 1978 Feld dan McGee menggunakan Lnear Programmng untuk membuat campuran makanan lembu sehngga ddapatkan baya yang palng mnmum. Dan pada tahun 1998 Schuster dan Allen membuat campuran sar buah anggur, dmana kualtas dar sar buah anggur yang menad perhatan adalah kemansan, kadar keasaman, dan warna. Permasalahan yang mereka hadap adalah bagamana membuat sar buah anggur sesua standar kualtas dar beberapa tpe buah anggur yang dambl dar berbaga suppler. Dan dalam perkembangannya model blendng basanya serng dpaka dalam tga ndustr yatu ndustr makanan, ndustr logam dan ndustr permnyakan. Untuk ndustr logam umumnya standar kualtas dar produk akhr dtentukan dar unsur-unsur logam yang terkandung sepert unsur carbon, slcon, mangenese, sulfur, phospor dan lan-lan. Permasalahan d ndustr logam bagamana mencampur scrap (bes tua) dar beberapa tpe dengan unsur-unsur yang terkandung ddalamnya dproses ulang sehngga ddapatkan produk dengan kualtas yang dkehendak. Untuk dapat memperelas tentang blendng problem dapat dlhat pada Gambar 2. Unsur kma Materal A B A1 A2 A3 A C 4 A1.X 1 A2.X 2 A3.X 3 A4.X 4 Fnal Blend Gambar 2. Blendng Problem Kandungan unsur kma yang terdapat d produk (fnal blend) A = A1.X1 + A2.X2 + A3.X3 + A4.X4 B = B1.X1 + B2.X2 + B3.X3 + B4.X4 C = C1.X1 + C2.X2 + C3.X3 + C4.X4 Keterangan : X1 = Banyaknya materal 1 yang dgunakan untuk membuat produk X2 = Banyaknya materal 2 yang dgunakan untuk membuat produk X3 = Banyaknya materal 3 yang dgunakan untuk membuat produk X4 = Banyaknya materal 4 yang dgunakan untuk membuat produk X1, X2, X3, X4 merupakan varabel keputusan. A, B, C, D merupakan unsur yang terkandung d dalam materal A1,A2,A3, A4 merupakan kandungan unsur A yang terdapat d materal 1, 2, 3, dan 4. Begtu uga untuk unsur B dan C yang terkandung d materal 1,2,3, dan 4. A-26-4

5 METODOLOGI PENELITIAN Dalam melakukan peneltan n, dperlukan langkah-langkah peneltan agar tuuan dar peneltan dapat tercapa. Secara umum langkah-langkah peneltan tersebut dapat dlhat pada Gambar 3. IDENTIFIKASI MASALAH STUDI PUSTAKA STUDI PENDAHULUAN DAN OBSERVASI AWAL PENGEMBANGAN MODEL Pengembangan model optmas pemakaan Scrap PENGUMPULAN DATA 1. Macam bahan baku / Scrap 2. Macam bahan penambah (addtve Materal) 3. Macam produk. 4. Harga bahan baku scrap & bahan penolong 5. Data Produks unt Foundry PENYELESAIAN MODEL Penyelesaan model menggunakan software/program Lngo KESIMPULAN DAN SARAN Gambar 3. Dagram Alr Metodolog Peneltan Pengembangan Model Optmas Pemakaan Scrap Dalam pengembangan model dperlukan asums-asums yang tuuannya untuk menyederhanakan sstem nyata yang komplek, sehngga dengan asums tersebut pengembangan model menad lebh mungkn dlakukan. Varabel keputusan Varabel keputusan dalam peneltan n terdr dar 27 macam bahan baku yang akan dgunakan untuk memproduks 13 ens produk logam. Index = Bahan baku (1, 2, ) = Produk (1, 2, 3,... 13) r = Macam unsur kma yang terkandung dalam bahan (Carbon, Sulfur, Phospor, Slkon, Manganese dll) Varabel X = Jumlah bahan baku yang dgunakan pada produk A-26-5

6 Parameter a = Yeld dar raw materal br = Yeld koefsen dar unsur (element) r R h = Harga bahan baku ( Rp/kg) M = Massa produk yang akan dbuat (kg) αr = Kandungan unsur kma r pada bahan βr = Mnmum kandungan unsur kma r pada produk μr = Maksmum kandungan unsur kma r pada produk Perumusan Fungs Tuuan Pada model optmas n yang akan dselesakan adalah optmas percampuran bahan baku untuk membuat produk pengecoran sehngga ddapatkan baya produks yang mnmum. Mn J h X Perumusan Fungs Kendala Dalam perumusan fungs kendala perlu dketahu pembatas apa aa yang terad dalam proses produks. Kendala-kendala dalam persoalan n adalah sebaga berkut : Kendala Jumlah Produk Yang Akan Dbuat r b a r r X M r, Kendala Mengena Unsur Kma r. M a b X. M r, r r r Kendala ketersedaan bahan (scrap) Kendala ketersedan merupakan batasan umlah bahan/scrap yang dapat dpaka untuk membuat produk. X K K = Ketersedan bahan/scrap (kg) Penyelesaan Model Penyelesaan dalam persoalan n dengan menggunakan model Lnear Programmng dan penyelesaannyan dlakukan dengan software optmas LINGO (Lnear Interactve and Global Optmzer) dengan cara memformulaskan ke matemats model ke dalam program komputer untuk mendapatkan solus yang optmum. Setelah solus dperoleh maka selanutkan dlakukan analsa untuk menla pengaruh dar berbaga kendala terhadap penggunaan bahan baku dalam memenuh standard kandungan unsur-unsur kma produk serta menganalsa capaan tuuan secara kesuluruhan. HASIL DAN DISKUSI Hasl dar pengolahan data dengan program LINGO ddapatkan konds optmum untuk mencapa fungs tuuan dengan kendala yang ada. Sepert terlhat pada Tabel 1 berkut n menyakan hasl optmal pemakaan bahan baku dalam pembuatan produk pengecoran logam. A-26-6

7 No. Bahan Baku ( ) Tabel 1. Hasl Optmas Blendng Problem Pemakaan Bahan Baku (Kg) No. Bahan Baku ( ) Pemakaan Bahan Baku (Kg) 1 Scrap Bllet FMn H1 0 2 Scrap Baa FMn H Scrap Bes FMn M0 0 4 Scrap Roll FMn M1 0 5 Scrap HMn FMn L0 0 6 Scrap Staenls FMn L1 0 7 Pg Iron FeCr H 99 8 Pg Iron FeCr L 16 9 Carbon FeN H 0 10 FeS FeN L 0 11 FeS FMo H FeS FMo L FeS FeS FMn H0 0 Hasl optmas blendng problem n menunukkan: Baya mnmum dalam pemakaan bahan baku (scrap) sebagamana dtunukkan pada obectve value yatu sebesar Rp ,-. Jka dbandngkan dengan cara perhtungan yang d paka d PT Jatm Taman Steel, dmana target komposs produk dambl nla tengahnya maka hasl tersebut datas dapat menghemat baya sebesar Rp ,- Ddapatkan bahwa 351 varabel keputusan yang ada hanya 67 varabel keputusan yang mempunya value, hal n menunukkan tdak semua bahan harus dpaka dalam membuat produk pengecoran logam. KESIMPULAN Dar hasl analsa dan perhtungan yang telah dlakukan, maka dapat dambl beberapa kesmpulan sebaga berkut : Hasl yang ddapat dar metoda optmas dengan menggunakan lnear programmng dalam blendng problem n telah menunukkan hasl optmal untuk formula percampuran scrap dan bahan addtve. Jad tdak semua ens bahan akan lebh menguntungkan bla dpaka semuanya. Unsur kma yang terkandung dalam bahan sangat berpengaruh terhadap umlah pemakaan bahan tersebut. Hal n dsebabkan karena unsur kma tersebut sangat berpengaruh dalam mencapa kandungan unsur kma produk yang dngnkan. Model n bsa dpaka untuk pemlhan ens bahan baku yang cocok dpaka yang sesua dengan kebutuhan kandungan unsur kma tap spesfkas produk pengecoran dengan harga yang mnmum. Model n sangat bermanfaat bla dterapkan pada ndustr pengecoran logam khususnya d unt Foundry PT Jatm Taman Steel Mfg. A-26-7

8 DAFTAR PUSTAKA Amanto Har dan Daryanto, (1999), Ilmu Bahan, PT Bum Aksara, Jakarta. Bala Besar Logam dan Mesn (BBLM ) dan Japan Internatonal Cooperaton Agency (JICA), (2003), Petunuk Prakts Teknolog Pengecoran Bes Tuang. Departemen Perndustran dan Perdagangan. Bernard W. Taylor, (1999), Management Scence, Sxth Edton, Prentce Hall. Hller Frederck and Leberman Gerald J, (2005), Introducton To Operaton Research, Eghth Edton, McGraw-Hll. Husey, J & Husey, R (1997), Busness Research, Macmlan Press Ltd. JIS HANDBOOK, (1981), Ferrous Materals and Metallurgy, Japanese Standards Assocaton. LINDO System, Inc, (2006), Optmzaton Modelng wth Lngo, Sxth Edton, 1415 North Dayton Street, Chcago, Illnos Lahdelma, R & Rong, A, (2006), Scrap Charge Optmzaton Usng Fuzzy Chance Contraned Lnear Programmng. Unversty of Turku, Department of Informaton Technology, Fnland. Standar Nasonal Indonesa, (1989), Standardsas Nasonal-DSN. Standar Nasonal Indonesa, (1989), Standardsas Nasonal-DSN. Feromanggan, SNI , Dewan Feroslkon, SNI , Dewan Standar Nasonal Indonesa, (1989), Klasfkas sekrap dan baa, SNI , Dewan Standardsas Nasonal-DSN. Supranto Johannes, (1988), Rset Operas Untuk Pengamblan Keputusan, Unverstas Indonesa (UI-Press). Surda Tata dan Chwa Ken (1996), Teknk Pengecoran Logam, Cetakan Ketuuh, Pradnya Paramata, Jakarta. Taha Hamdy A, (2003), Operaton Research an Introducton, Seventh Edton, Prentce Hall. Wnston Wayne L and Albrgth S Chrstan, (2001), Pratcal Management Scence, 2th Edton, Thomson Learnng, Inc. Wston Wayne L, (2004), Learnng, Inc. Applcatons and Algorthms, Four Edton, Thomson A-26-8

9 A-26-9

10 A-26-10