PENJADWALAN JOB SHOP UNTUK MEMINIMASI MAKESPAN (Studi Kasus di PT. Fuji Dharma Electric)

Transkripsi

1 PENJADWALAN JOB SHOP UNTUK MEMINIMASI MAKESPAN (Studi Kasus di PT. Fuji Dharma Electric) Singgih Prasetyo, Soeparno Program Pasca Sarjana Magister Manajemen Teknologi Institut Teknologi Sepuluh Nopember ABSTRAK PT. FUJI DHARMA ELECTRIC adalah sebuah perusahaan yang memproduksi KWH meter dengan mutu tinggi dengan menerapkan sistem pengawasan mutu ISO 9001:2000. Hasil produksinya selama ini untuk memenuhi pemesanan PT. PLN Indonesia dan juga untuk memenuhi permintaan perusahaan listrik di luar negeri. Sistem produksi yang ada diperusahaan saat ini dituntut untuk memiliki fleksibilitas output dan efisiensi yang tinggi didalam memenuhi pesanan pelanggan dan juga mampu bereaksi dengan cepat terhadap perubahan kondisi produksi yang tidak teramal sebelumnya. Oleh karenanya perlu adanya rencana penjadwalan produksi beberapa komponen KWH meter pada Machine Shop (MS) I, dimana terjadi ketidakseimbangan pembebanan produksi akibat penjadwalan produksi yang kurang tepat pada masing-masing mesin produksinya, mengetahui besarnya makespan dan utilitas pada masing-masing mesin produksinya. Model penjadwalan yang dibuat nantinya akan diselesaikan dengan menggunakan algoritma heuristik dengan aturan prioritas Least Slack Remaining (LSKR) sebagai tie breaker 1 dan Most Work Remaining (MWKR) sebagai tie breaker 2. Untuk lebih meminimalkan makespan, digunakan algoritma heuristik dengan jadwal non delay dan mengijinkan adanya overlap dengan transfer batch minimum 1000 unit. Dari penelitian diperoleh makespan sebesar detik, lebih kecil 34% jika dibandingkan dengan hasil penjadwalan dengan bantuan software QS. Dari penjadwalan yang dibuat, juga bisa mengurangi number of tardiness dan meningkatkan machine utility jika dibandingkan dengan hasil penjadwalan dengan bantuan software QS. PENDAHULUAN PT. Fuji Dharma Electric didalam aktifitasnya memproduksi komponen yang kemudian siap dirakit (assembly) sendiri. Produk-produk yang dihasilkan oleh PT. Fuji Dharma Electric mempunyai banyak sekali pesaing dengan perusahaan-perusahaan penghasil produk sejenis. Sistem produksi yang ada diperusahaan saat ini dituntut untuk memiliki fleksibilitas output yang tinggi didalam memenuhi pesanan pelanggan dan efisien. Hal ini dikarenakan karakteristik customer dari PT. Fuji Dharma Electric yang mayoritas unpredictable dan sebagian predictable. Dengan adanya fleksibilitas yang tinggi akan membantu perusahaan didalam menghadapi permintaan pasar yang sangat bervariasi dan berubah dengan cepat serta dapat merespon keinginan konsumen dengan cepat. Dengan penjadwalan produksi yang tepat dan fleksibel didalam memenuhi demand dari pihak konsumen secara tepat waktu dan jumlah, akan meningkatkan daya saing perusahaan terhadap perusahaan sejenis.

2 Perumusan Masalah Rumusan permasalahan pada penelitian ini adalah bagaimana membuat rancangan penjadwalan produksi untuk beberapa komponen yang diproduksi pada Machine Shop 1 dengan tujuan meminimasi makespan. Tujuan Penelitian Tujuan dari dilakukannya penelitian ini adalah: 1. Membuat rancangan penjadwalan produksi dengan kriteria meminimasi makespan. 2. Mengetahui besarnya makespan dan utilitas mesin. Batasan Permasalahan Adapun pembatasan masalah dalam penelitian ini meliputi: 1. Masalah yang dibahas adalah masalah penjadwalan yang ada diperusahaan dan kriteria penjadwalan adalah meminimumkan makespan. 2. Penjadwalan hanya dilakukan pada pembuatan komponen-komponen Register Frame Assy(Undirectional), Register Frame Assy (Normal), Yoke, L.L. Setting Plate, Temperature Compensating Cap, Rotor Disc, L.L. Adjusting Plate, Potential Terminal Plate, dan Frame Magnet yang diproduksi pada Machine Shop I. 3. Perhitungan metode penjadwalan job pada mesin yang digunakan adalah dengan menggunakan algoritma heuristik. 4. Biaya Produksi tidak dibahas. Asumsi Untuk menyelesaikan permasalahan ini, diperlukan asumsi-asumsi sebagai berikut: 1. Proses berlangsung normal, dalam arti tidak ada gangguan selama pengamatan berlangsung. 2. Tidak ada penambahan atau pengurangan mesin selama proses penelitian berlangsung dan jumlah, jenis, serta routing tiap job diketahui secara pasti. 3. Preemption tidak diijinkan, tetapi overlap dapat dilakukan selama proses penjadwalan dengan jumlah minimal batch yang dapat dipindahkan sebesar 1000 unit. 4. Material selalu tersedia dan siap untuk diproduksi. 5. Data pengukuran waktu kerja terdistribusi secara normal. METODE Penjadwalan n job pada m mesin ini digunakan untuk meminimasi makespan. Adapun algoritma yang digunakan adalah algoritma heuristik dengan jadwal non delay. Dengan membuat jadwal non delay, maka mesin tidak diijinkan untuk menganggur selama ada pekerjaan yang bisa dikerjakan. Menurut Baker (1974), langkah-langkah dalam penjadwalan heuristik adalah : Langkah 1: Pada t = 0, PSt kosong. Inisialisasi St yang terdiri dari operasi-operasi tanpa pendahulu. Langkah 2: Tentukan Φ * = min j Є St {Φj} dan mesin m * yang dapat merealisasikannya. Langkah 3: Untuk setiap operasi j Є St yang memerlukan m * dan memenuhi σj = Φ *, hitung indek prioritas sesuai dengan aturan prioritas yang digunakan. Pilih operasi dengan indek prioritas terkecil dan tambahkan operasi A-27-2

3 tersebut kedalam PSt secepatnya, kemudian bentuk PSt+1 untuk tahap selanjutnya. Langkah 4: Untuk jadwal partial baru yang terbentuk, PSt+1, yang terbentuk pada langkah 3, ubah data sebagai berikut: a. Keluarkan operasi j dari St b. Bentuk S t+1 dengan menambahkan pengikut langsung dari operasi j Є S t. c. Tambahkan t dengan 1. Langkah 5: Kembali ke langkah 2 untuk PSt+1 yang terbentuk pada langkah 3 dan 4 sampai semua operasi dijadwalkan. Menurut Smith (1965), ada 3 macam penjadwalan khusus yang seringkali dipergunakan secara luas. Penjadwalan khusus dapat mengurangi lead time, mengurangi work in process, membagi beban kerja lebih tepat kedalam masing-masing waktu kerja. Adapun teknik penjadwalan khusus meliputi: 1. Overlap schedulling 2. Operation splitting 3. Order Splitting Waktu Standar Waktu standar adalah waktu yang dibutuhkan oleh seorang pekerja yang memiliki tingkat kemampuan rata-rata untuk menyelesaikan suatu pekerjaan yang dijalankan dalam stasiun kerja yang sudah distandarkan Test Kecukupan Data Untuk menentukan berapa jumlah pengamatan, maka disini harus ditentukan terlebih dahulu berapa tingkat kepercayaan dan tingkat keyakinan. Pada pengukuran tersebut, dapat dirumuskan sebagai berikut (wignjosoebroto,1992): 2 Xi Xi Xi 2 / k s N N' Dimana: N = Jumlah pengamatan K = Tingkat kepercayaan S = Tingkat ketelitian Xi = Data waktu yang tertera di stop watch untuk tiap-tiap pengamatan. N = Banyaknya pengamatan yang dilakukan Uji Keseragaman Data Uji keseragaman data perlu dilakukan sebelum menghitung waktu standar. Batas kontrol atas (BKA) dan ba tas kontrol bawah (BKB) dapat dicari dengan formulasi sebagai berikut: BKA (Batas kontrol atas) = X + k. SD BKB (Batas kontrol bawah) = X - k. SD Data pengamatan dapat dikatakan seragam apabila semua data berada antara batas kontrol atas dan batas kontrol bawah. 2 A-27-3

4 Penetapan Waktu Normal Perumusan dari waktu normal adalah sebagai berikut (Wignjosoebroto,1992): Wn X R Dimana: X = Waktu pengamatan rata-rata, R = Rating Factor Performance Rating Bagian yang paling penting dalam pelaksanaan pengukuran kerja adalah kegiatan evaluasi kecepatan atau tempo kerja operator pada saat pengukuran kerja berlangsung. Kecepatan, usaha, tempo ataupun performance kerka disebut performance rating. Dengan adanya rating factor, diharapkan waktu kerja yang diukur dapat dinormalkan kembali. Untuk menentukan rating factor dari para operator, dapat digunakan tabel dengan sistem Westinghouse seperti yang terlihat pada tabel 2.1. berikut ini: Tabel 1. Performance Rating dengan Sistem Westinghouse (Wignjosoebroto,1992) Skill + 0,15 A1 Super Skill + 0,13 A2 + 0,11 B1 Excellent + 0,08 B2 + 0,06 C1 Good + 0,03 C2-0,05 E1 Fair - 0,10 E2-0,16 F1 Poor - 0,22 F2 Condition + 0,05 A Ideal + 0,04 B Excellent + 0,02 C Good - 0,03 E Fair - 0,07 F Poor Effort + 0,15 A1 Super Skill + 0,13 A2 + 0,11 B1 Excellent + 0,08 B2 + 0,06 C1 Good + 0,03 C2-0,05 E1 Fair - 0,10 E2-0,16 F1 Poor - 0,22 F2 Consistency + 0,04 A Ideal + 0,03 B Excellent + 0,01 C Good - 0,02 E Fair - 0,04 F Poor Allowance Time Allowance time adalah sejumlah waktu yang ditambah pada waktu normal untuk tujuan personal allowance, fatique allowance dan delay allowance bagi operator yang selama pengukuran tidak teramati. Menurut Wignjosoebroto ( 1992), kelonggarankelonggaran tersebut adalah sebagai berikut: 1. Kelonggaran untuk kebutuhan personal (Personal allowance) 2. Kelonggaran untuk melepas lelah (Fatique allowance) 3. Kelonggaran untuk hambatan yang tidak terkendali (Unvoidable Delay) Penetapan Waktu Baku 100% Ws Wn 100% % allowance A-27-4

5 HASIL DAN DISKUSI Dari hasil perhitungan, waktu standar untuk masing-masing job adalah sebagai berikut: Tabel 2. Daftar Waktu Total Masing-masing Proses Job Proses Waktu Batch Order Waktu Standar ( sec ) (unit) Total ( sec ) Blanking Piercing Register Frame Assy (Norm) 1 st Bending nd Bending Caulking Blanking st Bending nd Bending Yoke Forming Emboss&Piercing V Bending Tapping Blanking st Bending L.L. Setting Plate 2 nd Bending Forming Piercing Tapping Blanking Frane Nagnet 1 st Bending nd Bending Tapping Blanking Temperature Compensating 1 Cap Bending nd Bending Register Frame Assy (UD) Blanking Rotor Disc Blanking L.L. Adjusting Plate Blanking Potential Terminal Plate Blanking Algoritma Heuristik Penjadwalan Asumsi-asumsi yang dipergunakan pada penjadwalan ini: 1. Pre emption tidak diijinkan 2. Proses operasi harus diselesaikan dalam satu mesin pada masa waktu tertentu 3. Overlap diijinkan dengan memperkecil transfer batch, yaitu minimal sebesar 1000 unit. Untuk memberikan deskripsi tentang algoritma ini, diperlukan beberapa terminology dan notasi sebagai berikut: St : Sekumpulan operasi yang siap dijadwalkan/dikerjakan pada waktu t. Φj : Saat paling awal dimana Job j dari anggota St selesai dikerjakan. Ωj : Saat paling awal dimana Job j dari anggota St dapat di pindahkan untuk proses selanjutnya. σj : Saat paling awal dari operasi j anggota St dapat dikerjakan pada mesin M *. EM : Earliest time ketika mesin M * siap untuk melakukan operasi. OiM : Operasi i pada mesin M. tim : Waktu operasi i pada mesin M. A-27-5

6 Adapun langkah-langkah penjadwalan tersebut adalah sebagai berikut: Langkah 1: Set data awal sebagai berikut: Hitung Slack Time masing-masing job Urutkan job-job berdasarkan slack order yang terkecil sampai terbesar (sesuai aturan Least Slack Remaining) Langkah 2: Operasi Job J = St dengan M* sesuai urutan prioritas pada langkah 1. Langkah 3: Jika Ωj > EM, maka lanjutkan ke langkah 5, jika tidak lanjutkan ke langkah 4. Langkah 4: Jika Φj > EM, maka lanjutkan ke langkah 5. Langkah 5: Jika ada mesin M * yang idle, maka : Alihkan operasi J dari St. Bentuk St+1 dengan memindahkan pengikut langsung dari operasi J=St. Langkah 6: Jika St+1 telah terbentuk, kembali ke langkah 1. ulangi langkah 1 sampai 5 sampai semua job terjadwal. Langkah 7: Makespan dan utilitasnya adalah Ĉmax dan Um. Job job dalam St, St+1,, Ŝt+ n dibebankan pada mesin M1, M2,, Mm secara berturut-turut. Adapun aturan prioritas yang digunakan adalah Least Slack Remaining (LSKR) sebagai tie breaker 1 dan Most Work Remaining (MWKR) sebagai tie breaker 2. Hasil Penjadwalan Hasil dari penjadwalan dengan menggunakan algoritma heuristik diatas adalah sebagai berikut : Tabel 3. Completion Time untuk Semua Job JOB Completion Time (second) Register Frame Assy (Norm) Yoke LL Setting Plate Frame Magnet Temperature Compensating Cap Register Frame Assy (UD) Rotor Disc LL Adjusting Plate Potential Terminal Plate Makespan (Ĉmax) = Tabel 4. Perbandingan hasil penjadwalan Kriteria Optimalitas Algoritma Heuristik Software QS Makespan detik detik Number of tardiness 0 3 job Mean of utility 53 % 31% A-27-6

7 Tabel 5. Utilitas semua Mesin Produksi Software QS Algoritma Heuristik Total Total No. Machine Utility Utility Time Time (%) (%) (second) (second) 1 Press Machine 60 T (Ferrous) Press Machine 60 T (Non Ferrous) Press Machine 35 T I Press Machine 35 T II Press Machine 35 T III Press Machine 35 T IV Press Machine 35 T V Press Machine 2 T Press Machine 25 T Tapping Machine I Tapping Machine II Tapping Machine III Dalam penjadwalan overlap, proses didalam suatu operasi dapat dilakukan sebelum operasi pendahulunya terselesaikan. Penjadwalan ini dilakukan untuk memenuhi order yang mendesak, atau dimungkinkan dilakukan secara rutin untuk mengurangi work in process. Dari hasil perbandingan juga menunjukkan dengan dilakukannya penjadwalan overlap akan mampu meminimasi makespan, dan utilitas mesin akan meningkat. KESIMPULAN Dari penjadwalan yang dilakukan, maka dapat diperoleh suatu kesimpulan sebagai berikut: 1. Algoritma heuristik yang dikembangkan dengan mengijinkan adanya overlap menghasilkan makespan (maximum completion time) sebesar detik, 35% lebih cepat dibandingkan penjadwalan heuristik biasa dengan bantuan software QS. 2. Dengan menggunakan jadwal non delay dan mengijinkan adanya overlap, akan mengurangi makespan, Number of Tardiness dan meningkatkan machine utility jika dibandingkan dengan penjadwalan heuristik biasa dengan bantuan software QS. DAFTAR PUSTAKA Baker, K.R., (1974), Introduction to Sequencing and Schedulling, John Wiley and Sons, New York. Chase, R. B., Jacobs F,R., and Aquilano N.J., (2004), Operations Management For Competitive Advantage, Tenth Edition, Mc Graw-Hill. Pinedo,M., (2002), Shedulling, Theory, Algorithms, and Systems, Second Edition, Prentice-Hall, Inc. Slipper, D. and Bulfin, R. L.,(1997), Production Planning Control And Integration, Mc Graw-Hill Companies Inc. New York. Virgianto A., (1997), Perancangan Algoritma Reschedulling untuk n job m mesin pada sistem produksi job shop, Jurusan Teknik Industri-Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya. Wignjosoebroto, Sritomo, (1992), Teknik Tata Cara Dan Pengukuran Kerja, PT. Guna Widya. A-27-7