Pemodelan Simulasi untuk Analisis Performansi Penjadwalan pada Sistem Manufaktur Make to Order dengan Mesin Paralel

Transkripsi

1 Petunjuk Sitasi: Zagloel, T. Y., Ardi, R., & Adriana, L. (2017). Pemodelan Simulasi untuk Analisis Performansi Penjadwalan pada Sistem Manufaktur. Prosiding SNTI dan SATELIT 2017 (pp. E66-71). Malang: Jurusan Teknik Industri Universitas Brawijaya. Pemodelan Simulasi untuk Analisis Performansi Penjadwalan pada Sistem Manufaktur T. Yuri M. Zagloel (1), Romadhani Ardi (2), Levina Adriana (3) (1), (2), (3) Departemen Teknik Industri, Fakultas Teknik, Universitas Indonesia Kampus Baru UI Depok, Depok (1) ABSTRAK Penjadwalan merupakan hal yang sangat penting dalam suatu sistem manufaktur. Dengan pemodelan simulasi, dapat dilihat bagaimana kombinasi strategi penjadwalan yang digunakan mempengaruhi performansi penjadwalan suatu industri manufaktur yang bersifat make to order yang memiliki job splitting properti. Kelonggaran due date, mekanisme perilisan order, aturan pengurutan pekerjaan, dan pembagian pekerjaan merupakan faktor faktor yang secara signifikan mempengaruhi beberapa kriteria performansi penjadwalan seperti rata rata waktu alir dan rata rata absolut keterlambatan. Kata kunci Make to order, pembagian pekerjaan, penjadwalan, simulasi. I. PENDAHULUAN Dalam sistem manufaktur, penjadwalan dapat didefinisikan sebagai proses mengalokasikan pekerjaan pekerjaan atau tugas tugas yang ada untuk menentukan urutan dan prioritas kapan pekerjaan pekerjaan tersebut harus dikerjakan agar pesanan konsumen dapat diselesaikan tepat pada waktunya (Herrmann, 2007). Tujuan penjadwalan adalah untuk memenuhi due dates, meminimalkan lead time, mengurangi setup time dan atau biaya, mengurangi work in process pada inventori, dan memaksimalkan utilisasi mesin atau pekerja. Penjadwalan merupakan hal yang sangat penting dalam industri manufaktur yang bersifat make to order. Industri manufaktur yang bersifat make to order memiliki karakteristik yang lebih kompleks bila dibandingkan dengan industri yang bersifat make to stock. Pada industri yang bersifat make to order, pesanan baru diproses pada saat konsumen sudah melakukan konfirmasi pemesanan. Industri make to order memproses pesanan mulai dari bahan baku, bagian - bagian, komponen - komponen, sampai barang jadi. Umumnya industri yang bersifat make to order menghasilkan barang dengan variasi yang tinggi dalam volume yang rendah sampai sedang. Job shop merupakan konfigurasi yang sesuai untuk banyak perusahaan atau industri yang bersifat make to order (Stevenson, Hendry, & Kingsman, 2005). Banyak penelitian telah dilakukan dengan menggunakan metode simulasi untuk memodelkan masalah penjadwalan, terutama untuk menentukan strategi penjadwalan yang akan digunakan seperti aturan pengurutan pekerjaan, mekanisme perilisan pesanan, mekanisme penentuan batas tanggal terakhir, metode penerimaan order dan sebagainya. Simulasi banyak digunakan untuk memodelkan masalah penjadwalan sistem manufaktur karena simulasi dapat digunakan untuk menganalisa pertanyaan bagaimana jika. Model simulasi yang telah dibuat dapat digunakan berulang ulang untuk mengetahui bagaimana pengaruh beberapa kebijakan atau strategi penjadwalan yang berbeda terhadap performansi penjadwalan. Interaksi antara penetapan due date, prosedur rilis pekerjaan, dan pengurutan pekerjaan diteliti dalam sebuah penjadwalan job shop. Dalam penelitian tersebut dijelaskan adanya interaksi dari ketiga faktor tersebut yang mempengaruhi performansi penjadwalan seperti biaya persediaan, biaya penalti keterlambatan, mean flow time, mean tardiness, missed due date, rata rata waktu tunggu, dan persentase keterlambatan (Ahmed & Fisher, 1992). Sebuah penelitian lain mengintegrasikan metode rilis order dengan aturan penetapan due date. Eksperimental desain dengan tiga aturan penetapan due date, tiga aturan pengurutan pekerjaan, dan tiga metode rilis E-66

2 Pemodelan Simulasi untuk Analisis Performansi Penjadwalan pada Sistem Manufaktur order dilakukan untuk mengetahui interaksi antar faktor faktor tersebut. Hasil simulasi dalam penelitian tersebut menunjukkan bahwa mengintegrasikan metode rilis order dengan aturan penetapan due date secara signifikan meningkatkan ketepatan estimasi waktu antar operasi dan juga performansi aturan penetapan due date (Tsai, Chang, & Li, 1997). Dalam penelitian ini, diasumsikan terdapat sebuah industri make to order yang menerima pekerjaan jasa pemotongan komponen komponen berbahan dasar lembaran pelat. Setiap pesanan yang datang dari pelanggan dapat terdiri dari beberapa sub pekerjaan, sehingga sebuah pesanan dapat dibagi menjadi beberapa bagian. Terdapat dua buah mesin paralel yang identik untuk mengerjakan pesanan pesanan yang ada. Dengan adanya lebih dari satu mesin, maka dimungkinkan adanya pembagian pekerjaan dalam penyelesaian pesanan pesanan yang ada. Simulasi digunakan untuk mengetahui bagaimana performansi penjadwalan (rata rata waktu alir dan rata rata absolut keterlambatan) suatu sistem manufaktur make to order jika diterapkan beberapa kelonggaran due date, mekanisme perilisan order, aturan pengurutan pekerjaan, dan pembagian pekerjaan yang berbeda. Dengan simulasi, dapat diketahui bagaimana pengaruh faktor faktor tersebut terhadap performansi penjadwalan sehingga dapat diputuskan kombinasi strategi penjadwalan yang memberikan performansi terbaik. Tujuan utama dari penelitian ini adalah untuk mendapatkan model simulasi penjadwalan sistem manufaktur make to order dengan mesin paralel dengan mempertimbangkan faktor faktor seperti kelonggaran due date, mekanisme perilisan order, aturan pengurutan pekerjaan, dan pembagian pekerjaan. Tujuan lainnya adalah untuk mengetahui apakah faktor faktor tersebut secara signifikan mempengaruhi kriteria performansi penjadwalan seperti rata rata waktu alir dan rata rata absolut keterlambatan. Selain itu, juga untuk mengetahui kombinasi faktor faktor mana yang memberikan performansi terbaik. II. METODE PENELITIAN Dalam penelitian terdapat sebuah industri manufaktur make to order yang menerima pekerjaan jasa pemotongan komponen komponen berbahan dasar lembaran pelat. Pekerjaan yang ada memiliki sifat dapat dibagi, di mana setiap pesanan dapat terdiri dari beberapa pekerjaan. Diasumsikan ada 2 (dua) buah mesin potong yang identik dan terdapat 6 (enam) tipe pekerjaan yang jumlah operasi dan waktu prosesnya telah diketahui. Pemodelan simulasi dibuat dengan menggunakan Tecnomatix Plant Simulation 13. Sebelumnya, sebuah konseptual model dibuat untuk mengetahui bagaimana aliran proses dan hubungan logis dari setiap objek objek yang ada. Tampilan model simulasi yang dibuat dengan perangkat lunak tersebut dapat dilihat pada Gambar 1. Gambar 1 Model Penelitian Eksperimental desain yang digunakan adalah General Full Factorial Design dengan 4 (empat) faktor, di mana setiap faktor memiliki beberapa level. Total seluruh observasi adalah 3 x 2 x 2 x 2 = 24 perlakuan (treatment). Replikasi dilakukan sebanyak 12 kali untuk setiap perlakuan. Dengan demikian terdapat 288 kali run pada simulasi. Faktor kelonggaran due date E-67

3 Zagloel, Ardi, Adriana terdiri dari 3 level, yaitu 3, 5, dan 7. Angka tersebut juga digunakan oleh penelitian penelitian sebelumnya (Jayamohan & Rajendran, 2000; Vinod & Sridharan, 2008). Due date ditetapkan dengan menggunakan metode Total Work Content (TWK). Faktor mekanisme perilisan order terdiri dari 2 level, yaitu IMM (immediate release) dan INF (infinite loading). Dengan menggunakan metode IMM, pekerjaan langsung dirilis begitu diterima oleh sistem, sedangkan dengan metode INF, waktu rilis sebuah pekerjaan dihitung berdasarkan due date dikurangi waktu prosesnya. Faktor aturan pengurutan pekerjaan terdiri dari 2 level, yaitu SPT (Shortest Processing Time) dan EDD (Earliest Due Date). Pekerjaan diurutkan berdasarkan waktu proses atau due datenya. Faktor pembagian pekerjaan terdiri dari 2 level, yaitu dengan pembagian pekerjaan atau tanpa pembagian pekerjaan. Dengan pembagian pekerjaan, satu pesanan dapat dijalankan pada kedua mesin secara bersamaan. Tanpa pembagian pekerjaan, satu pesanan hanya boleh dijalankan pada satu mesin, dengan kata lain setiap mesin hanya boleh memproses satu pesanan. Respon variabel yang diukur adalah rata rata waktu alir dan rata rata absolut keterlambatan. Hasil simulasi yang dilakukan berdasarkan rancangan eksperimental desain kemudian diolah dengan menggunakan Minitab seperti tersaji salah satunya pada tabel 1. III. HASIL DAN PEMBAHASAN Dari hasil ANOVA untuk rata rata waktu alir pada Tabel 1, faktor kelonggaran due date, mekanisme perilisan order, dan pembagian pekerjaan memiliki p-value lebih kecil dari 0,05. Hal ini berarti ketiga faktor utama tersebut secara signifikan mempengaruhi rata rata waktu alir. Faktor yang paling mempengaruhi rata rata waktu alir adalah mekanisme perilisan order karena faktor tersebut memiliki F-value yang paling besar, kemudian diikuti oleh faktor pembagian pekerjaan dan kelonggaran due date. Tabel 1 Hasil ANOVA untuk Rata Rata Waktu Alir Source DF Adj SS Adj MS F-Value P-Value Due Date Tightness (A) ORR Mechanism (B) Dispatching Rule (C) Job Splitting (D) Way Interactions AB AC AD BC BD CD Way Interactions ABC ABD ACD BCD Way Interactions ABCD Error Dari hasil simulasi, rata rata waktu alir tersingkat diperoleh dengan menggunakan mekanisme perilisan order INF dan dengan pembagian pekerjaan. Hal ini terjadi karena dengan metode perilisan order INF, pekerjaan yang datang tidak langsung dirilis ke dalam sistem, sehingga waktu yang dihabiskan suatu pekerjaan dalam sistem menjadi lebih pendek atau lebih singkat. Dengan adanya pembagian pekerjaan, waktu alir sebuah pekerjaan juga menjadi lebih singkat karena satu pekerjaan dapat dijalankan oleh lebih dari satu mesin. Dari hasil ANOVA pada interaksi antara 2 faktor yang mempengaruhi rata rata waktu alir (Gambar 2), interaksi antara kelonggaran due date dan mekanisme perilisan order, kelonggaran due date dan pembagian pekerjaan, serta mekanisme perilisan order dan pembagian pekerjaan E-68

4 Pemodelan Simulasi untuk Analisis Performansi Penjadwalan pada Sistem Manufaktur memiliki p-value lebih kecil dari 0,05. Hal ini berarti interaksi interaksi antara kedua faktor tersebut secara signifikan mempengaruhi rata rata waktu alir. Interaksi antara mekanisme perilisan order dan pembagian pekerjaan memiliki F-value yang paling besar. Gambar 2 Grafik Faktor faktor Utama terhadap Rata rata Waktu Alir Dari hasil ANOVA pada interaksi antara 3 faktor, hanya interaksi antara kelonggaran due date, mekanisme perilisan order, dan pembagian pekerjaan yang memiliki p-value lebih kecil dari 0,05. Dari hasil ANOVA pada interaksi antara 4 faktor, p-value adalah 0,984 (p-value > 0,05). Dengan demikian, tidak terdapat pengaruh yang signifikan dari interaksi keempat faktor utama terhadap rata rata waktu alir. Dari hasil ANOVA untuk rata rata absolut keterlambatan pada Tabel 2, faktor kelonggaran due date, mekanisme perilisan order, dan pembagian pekerjaan memiliki p-value lebih kecil dari 0,05. Hal ini berarti ketiga faktor utama tersebut secara signifikan mempengaruhi rata rata absolut keterlambatan. Faktor yang paling mempengaruhi rata rata absolut keterlambatan adalah mekanisme perilisan order karena faktor tersebut memiliki F-value yang paling besar, kemudian diikuti oleh faktor kelonggaran due date, dan pembagian pekerjaan. Tabel 2 Hasil ANOVA untuk Rata Rata Absolut Keterlambatan Source DF Adj SS Adj MS F-Value P-Value Due Date Tightness (A) ORR Mechanism (B) Dispatching Rule (C) Job Splitting (D) Way Interactions AB AC AD BC BD CD Way Interactions ABC ABD ACD BCD Way Interactions ABCD Error E-69

5 Zagloel, Ardi, Adriana Rata rata absolut keterlambatan terkecil diperoleh dengan menggunakan faktor kelonggaran due date 3, mekanisme perilisan order INF dan tanpa pembagian pekerjaan. Dari hasil simulasi, nilai absolut keterlambatan banyak yang merupakan nilai earliness, di mana pekerjaan selesai sebelum due date-nya. Dengan faktor kelonggaran due date 3, jarak antara waktu pekerjaan selesai dengan due date menjadi lebih sedikit, sehingga meminimalkan nilai absolut keterlambatan. Dengan metode perilisan order INF, selisih waktu selesai pekerjaan dengan due date juga menjadi lebih sedikit karena pekerjaan dirilis berdasarkan waktu due date-nya. Nilai absolut keterlambatan yang rendah juga diperoleh ketika tidak ada pembagian pekerjaan. Hal ini mungkin terjadi karena dengan pembagian pekerjaan, pekerjaan menjadi selesai lebih awal, sehingga memperbesar nilai absolut keterlambatan. Dari hasil ANOVA pada interaksi antara 2 faktor yang mempengaruhi rata rata absolut keterlambatan (Gambar 3); interaksi antara kelonggaran due date dan mekanisme perilisan order, kelonggaran due date dan pembagian pekerjaan, serta mekanisme perilisan order dan pembagian pekerjaan memiliki p-value lebih kecil dari 0,05. Hal ini berarti interaksi interaksi antara kedua faktor tersebut secara signifikan mempengaruhi rata rata absolut keterlambatan. Interaksi antara kelonggaran due date dan mekanisme perilisan order memiliki F-value yang paling besar. Gambar 3 Grafik Faktor faktor Utama terhadap Rata rata Absolut Keterlambatan Dari hasil ANOVA pada interaksi antara 3 faktor, hanya interaksi antara kelonggaran due date, mekanisme perilisan order, dan pembagian pekerjaan yang memiliki p-value lebih kecil dari 0,05. Dari hasil ANOVA pada 4-way interactions, nilai p-value adalah 0,540 (p-value > 0,05). Dengan demikian, tidak terdapat pengaruh yang signifikan dari interaksi keempat faktor utama terhadap rata rata absolut keterlambatan. IV. PENUTUP Pemodelan dengan simulasi dapat digunakan untuk memodelkan masalah penjadwalan maketo-order shop dengan mesin paralel dengan mempertimbangkan faktor faktor seperti kelonggaran due date, mekanisme perilisan order, aturan pengurutan pekerjaan, dan pembagian pekerjaan. Kelonggaran due date, mekanisme perilisan order dan pembagian pekerjaan secara signifikan mempengaruhi rata rata waktu alir. Kelonggaran due date, mekanisme perilisan order dan permbagian pekerjaan secara signifikan mempengaruhi rata rata absolut keterlambatan. Nilai rata rata waktu alir terkecil diperoleh ketika digunakan mekanisme perilisan order INF dan dengan pembagian pekerjaan. Nilai rata rata absolut keterlambatan terkecil diperoleh ketika digunakan faktor kelonggaran due date 3, mekanisme perilisan order INF, dan tanpa permbagian pekerjaan. Dari hasil penelitian ini, tidak ada satu kombinasi strategi penjadwalan yang dapat digunakan untuk mendapatkan hasil terbaik untuk semua kriteria E-70

6 Pemodelan Simulasi untuk Analisis Performansi Penjadwalan pada Sistem Manufaktur performansi. Tergantung dari kriteria performansi apa yang ingin dimaksimalkan atau diperbaiki, kombinasi strategi penjadwalan yang digunakan dapat berbeda beda. Untuk penelitian selanjutnya, dapat digunakan metode penetapan due date, mekanisme perilisan order, dan aturan penjadwalan yang berbeda dari yang ada dalam penelitian ini. Selain itu juga dapat dipertimbangkan faktor faktor lain seperti ketersediaan mesin, pekerja dan waktu setup mesin, serta penambahan jumlah mesin, stasiun kerja, dan memperbanyak tipe job DAFTAR PUSTAKA Ahmed, I., & Fisher, W. W., 1992, Due Date Assignment, Job Order Release, and Sequencing Interaction in Job Shop Scheduling, Decision Sciences, 23(3), Herrmann, J. W, 2007, a History of Production Scheduling. Springer, (1984), Jayamohan, M. S., & Rajendran, C., 2000, New dispatching rules for shop scheduling: A step forward, International Journal of Production Research, 38 October 2014, Stevenson, M., Hendry, L. C., & Kingsman, B. G., 2005, International Journal of Production A review of production planning and control: the applicability of key concepts to the make-to-order industry, International Journal of Production Research, 43 March 2005, Tsai, C. H., Chang, G. T., & Li, R. K., 1997, Integrating order release control with due-date assignment rules, International Journal of Production Research, 35(12), Vinod, V., & Sridharan, R., 2008, Scheduling a dynamic job shop production system with sequencedependent setups: An experimental study, Robotics and Computer-Integrated Manufacturing, 24(3), E-71