Penjadwalan Jangka Pendek (Short-term Scheduling) 1
Referensi Utama Scheduling Algorithm, Peter Brucker, Springer, Fifth Edition 2
Implikasi Strategis dari Penjadwalan Jangka Pendek Dengan menjadwalkan secara efektif maka perusahaan mendayagunakan aset secara efektif dan membuat kapasitas yang lebih besar dalam setiap Rupiah yang diinvestasikan yang pada akhirnya, Biaya produksi yang lebih rendah Dengan bertambahnya kapasitas dan flexibilitas berakibat pada pengiriman yang lebih cepat yang pada akhirnya berimplikasi pada pelayanan konsumen yang lebih baik Penjadwalan yang baik merupakan sebuah competitive advantage yang berkontribusi pada dependable delivery 3
Competitive Advantage: Overall Equipment Effectiveness A (Availability rate) = Uptime/Total Availability Rate P (Performance rate) = Actual Output/Standard Output Q (Quality rate) = Good Output/Actual Output OEE = A x P x Q 4
Setup times for resources SU 15 R1 120 R2 Resource FG 9 8 7 Unit 40 50 40 Menit/Unit R3-18 R3-6 R3-10 R4-20 R5-9 R4-7 60 R3 6 R3-15 30 R4 5 R2-15 R1-6 R1-28 R1-14 0 R5 4 25 WIP 10 3 R2-4 15 R4-20 2 R4-18 R3-12 1 R2-4 R2-5 R3-9 R2-15 RM RM A RM C RM E RM F 5 A B C D E F
Capacity Planning, Aggregate Scheduling, Master Schedule, and Short-Term Scheduling Capacity Planning 1. Facility size 2. Equipment procurement Long-term Aggregate Scheduling 1. Facility utilization 2. Personnel needs 3. Subcontracting Intermediate-term Master Schedule 1. MRP 2. Disaggregation of master plan Intermediate-term Short-term Scheduling 1. Work center loading 2. Job sequencing Short-term 6
Production System-Decision Hierarchy Inputs Process Outputs Planning Horizon Long Range Economic Forecasts Financial Choices Processing Technologies/Efficiency Medium Range Product Family Forecasts Machine Schedules Strategic Planning Aggregate Production Planning Operating Facilities Product Line (Families) Technologies Production Level Workforce Level Family Inventories Years Months Production Levels Workforce Levels Current Inventory Status Changeover Times and Costs Item Forecasts Disaggregation Master Production Schedule (MPS) - Final Assembly by item Item Inventories Weeks MPS Bill of Materials Process Plans Production Scheduling Job Priorities Order Releases Machine Schedules Days-Shift Labor Status Machine Status Job Priorities Order Releases Machine Schedules Shop Floor Control Machine Priorities Job Status Labor Reporting Material Handling Tasks Load/Prices/Unload Authorization Real Time Minutes 7
Contoh Perjadwalan Jangka Pendek Rumah Sakit Ruang Operasi Universitas Ruang Kelas Pabrik Produksi 1984-1994 T/Maker Co. 8
Forward and Backward Scheduling Forward scheduling: Jadwal ditentukan berdasarkan kebutuhannya yang telah diketahui Pekerjaan dilakukan berdasarkan pesanan konsumen Jadwal dapat dipenuhi walaupun batas waktunya terlewati Sering menimbulkan adanya WIP Backward scheduling: Jadwal ditentukan berdasar batas waktu operasi terakhir; schedules jobs in reverse order Banyak digunakan di sistem manufaktur, katering dan penjadwalan bedah operasi di rumah sakit 9
Penjadwalan Jangka Pendek Berhubungan dengan waktu dari suatu operasi Fokus jangka pendek: Jam, Harian, Mingguan Types Forward Scheduling Backward Scheduling B E B E Hari ini Batas Waktu Hari ini Batas Waktu 10
Tujuan Penjadwalan Jangka Pendek Minimasi completion time Minimasi Flow Time Maksimisasi utilization (Mengefektifkan penggunaan tenaga kerja dan mesin) Minimasi WIP inventory (Menjaga tingkat persediaan tetap rendah) Minimasi customer wait time Minimasi average lateness Minimasi average tardiness, dan lain-lain 11
Worker: Utilization Evaluation (Ushada et al., 2014) Over Capacity Worker is a worker which has µ Capacity > the ʎ arrival rate of material and causing low utility (utility is less than 50%) Capacity Constrained Worker (CCW) is a worker which has µ < ʎ and causing high workload and high risk to hazard (Utility is more than 100%) Normal Worker is a worker which has µ close or equal to ʎ (Utility is between 50% and 100%) Worker status is difficult to be derived due to the complexity of Motion and Time Study to measure the µ Capacity Fish Chips Bakpia Tempe Crackers
Proportion of Worker Performance Evaluation (Ushada et al., 2014) No Food Industry Normal (%) CCW (%) Over Capacity (%) 1. Tempe 20 60 20 2. Bakpia 60 40 0 3. Fish Chips 20 60 20 4. Crackers 40 30 30 13
Sistem Penjadwalan Pekerja/Mesin Di UKM (Ushada et al., 2014) Worker Measurement Worker Assignment Worker Shift Scheduling Daily Check-in/ Check-out Before Working Rapid Measuremen t Data Logger1 Data Logger2 Data Logger3 Total Mood Disturbance Heart Rate Workplace Temperature Relative Humidity Worker Performance Evaluation After Working Data Logger4 Light Intensity Data Logger5 Noise Level Workplace Measurement Environment Set Point Workplace Maintenance
Machine: Productive and Non-productive Time 15
Istilah yang harus dimengerti (Scheduling Objectives): Processing Time: Waktu yand diestimasi untuk menentukan berapa lama yang diperlukan untuk menyelesaikan suatu pekerjaan (Termasuk setup time) p j : WAKTU UNTUK MEMPROSES PEKERJAAN j. Release Time: Waktu dimana sebuah pekerjaan siap untuk diproses r j : RELEASE TIME (OR RELEASE DATE) DARI PEKERJAAN j. Completion Time: Waktu dimana sebuah pekerjaan telah diselesaikan C j : WAKTU UNTUK MENYELESAIKAN PEKERJAAN j Due Date: Batas waktu yang telah ditentukan untuk sebuah pekerjaan yang akan dipahami sebagai Tardy d j : DUE TIME (OR DUE DATE) DARI PEKERJAAN j. Slack Time: Waktu tersisa akibat perbedaan antara due date dan processing time SLj = d j - p j : SLACK TIME PEKERJAAN j 16
Lateness: Perbedaan antara completion time dan due date dari sebuah pekerjaan. LATENESS, Lj = Cj dj (Lj < 0 DENOTES EARLINESS) Tardiness: Ukuran dari positive Lateness TARDINESS, Tj = max{0, Lj} Earliness: Ukuran dari negative Lateness: EARLINESS, Ej = max{0, - Lj} Flow Time: Waktu rentang yang tersedia saat dimana sebuah pekerjaan tersedia untuk diproses dan saat dimana pekerjaan telah diselesaikan (Sama dengan processing time ditambah waiting time sebelum dilakukan pemrosesan) FLOW TIME, Fj = Cj rj (Fj > 0). Makespan: Waktu yang diperlukan untuk menyelesaikan seluruh set pekerjaan n MAKESPAN = Cmax = max{cj} or M s p j 1 j 17
Penjadwalan Job Shop Disaggregasi Master Production Schedule (MPS)/jadwal induk produksi Merinci aktivitas berdasarkan fase waktu (Mingguan, harian, dan setiap jam). Mengendalikan kemajuan pesanan pekerjaan, mempercepat pesanan, dan penyesuaian kapasitas. 18
Penjadwalan Job Shop Penjadwalan dan sistem kendali harus mampu: Mengalokasikan pesanan, mesin peralatan dan tenaga kerja ke stasiun kerja atau lokasi lain yang telah ditentukan. Menentukan urutan (sequence) kinerja pesanan. Pemberian perintah kerja kepada sistem produksi. Menjaga dan mengendalikan aktifitas produksi untuk mereview status pesanan dan mempercepat order-order pesanan yang akan datang atau yang bersifat kritis. Revisi jadwal untuk menandakan perubahan dalam status pesanan. Menjamin kebutuhan pengendalian kualitas tetap terpenuhi. 19
Classification of Scheduling Problem Job Shop Data: Single Processor Job Shop Characteristic: Precedence relation, Occurrence, Paralel and Series Flow Shop Optimality Criteria: Objective Function 20
Penjadwalan n Pekerjaan pada 1 Mesin n PEKERJAAN 1 MESIN 3 1 2 4 n MESIN 21
Penjadwalan n Pekerjaan pada 1 Mesin n PEKERJAAN YANG BERBEDA AKAN DIPROSES SEBUAH UNIT (m = 1) MESIN. KEPUTUSAN YANG TEPAT: SEQUENCING: URUTAN, PEKERJAAN MANA YANG AKAN DIDAHULUKAN. SCHEDULING: PENUGASAN START AND COMPLETION TIMES PADA SETIAP PEKERJAAN. 22
Chart for Sequencing & Scheduling Gantt Chart menunjukan beban kerja relatif dalam sebuah fasilitas Kelemahannya: Tidak dapat diandalkan untuk aktivitas tak terduga Harus diupdate secara teratur Job Job A Day 1 Day 2 Day 3 Day Day 4 Day 5 Day 6 Day 7 S T W T F S Job B Job C Actual work 23
Sequencing Challenge Order release Job Packet Job XYZ Which job do I run next? Dispatch List Order Part Due Qty XYZ 6014 123 100 ABC 6020 124 50 Production Control Production 24
Priority Rules for Dispatching Jobs FCFS EDD SPT LCFS RS STR First Come, First Served Pekerjaan pertama yang datang dalam sebuah stasiun kerja akan diproses pertama kali Earliest Due Date Pekerjaan yang mempunyai batas waktu yang lebih awal akan diproses pertama kali Shortest Processing Time Pekerjaan dengan waktu proses terpendek, akan diproses pertama kali Last Come, First Served Pekerjaan terakhir yang datang dalam sebuah stasiun kerja akan diproses pertama kali Random Schedule Pekerjaan mengalami sequence secara acak Slack Time Remaining Pekerjaan dengan slack time terkecil akan diproses pertama kali 25
Penjadwalan n Pekerjaan pada 1 Mesin Mari kita asumsikan bahwa ada 5 pekerjaan yang akan dijadwalkan dengan informasi processing time dan due dates sebagai berikut: Job (in order of arrival Processing Time (days) A 3 5 B 4 6 C 2 7 D 6 9 E 1 2 Due Date (days hence) 26
Penjadwalan n Pekerjaan pada 1 Mesin FCFS Schedule Job (in order Processing Due Date of arrival Time (days) (days hence) Start Job Time Finish A 3 5 0 + 3 3 B 4 6 3 + 4 7 C 2 7 7 + 2 9 D 6 9 9 + 6 15 E 1 2 15 + 1 16 Total flow time = 3+7+9+15+16 = 50 days Mean flow time = 50/5 = 10 days Average days tardy/job = 23/5=4.6 days Average days late/job = 21/5=4.2 days 27
Penjadwalan n Pekerjaan pada 1 Mesin SPT Schedule Processing Due Date Flow Time Job Time (days) (days) (days) E 1 2 0 + 1 = 1 C 2 7 1 + 2 = 3 A 3 5 3 + 3 = 6 B 4 6 6 + 4 = 10 D 6 9 10 + 6 = 16 Total flow time = 1+3+6+10+16 = 36 days Mean flow time = 36/5 = 7.2 days Average days tardy/job = 12/5=2.4 days Average days late/job = 7/5=1.4 days 28
Penjadwalan n Pekerjaan pada 1 Mesin EDD Schedule Processing Due Date Flow Time Job Time (days) (days) (days) E 1 2 0 + 1 = 1 A 3 5 1 + 3 = 4 B 4 6 4 + 4 = 8 C 2 7 8 + 2 = 10 D 6 9 10 + 6 = 16 Total flow time = 1+4+8+10+16 = 39 days Mean flow time = 39/5 = 7.8 days Average days tardy/job = 12/5=2.4 days Average days late/job = 10/5=2.0 days 29
Penjadwalan n Pekerjaan pada 1 Mesin LCFS Schedule Processing Due Date Flow Time Job Time (days) (days) (days) E 1 2 0 + 1 = 1 D 6 9 1 + 6 = 7 C 2 7 7 + 2 = 9 B 4 6 9 + 4 = 13 A 3 5 13 + 3 = 16 Total flow time = 1+7+9+13+16 = 46 days Mean flow time = 46/5 = 9.2 days Average days tardy/job = 20/5=4.0 days Average days late/job = 17/5=3.4 days 30
Penjadwalan n Pekerjaan pada 1 Mesin Random Schedule Processing Due Date Flow Time Job Time (days) (days) (days) D 6 9 0 + 6 = 6 C 2 7 6 + 2 = 8 A 3 5 8 + 3 = 11 E 1 2 11 + 1 = 12 B 4 6 12 + 4 = 16 Total Flow time = 6+8+11+12+16 = 53 days Mean flow time = 53/5 = 10.6 days Average days tardy/job = 27/5=5.4 days Average days late/job = 24/5=4.8 days 31
Penjadwalan n Pekerjaan pada 1 Mesin STR Schedule Processing Due Date Flow Time Job Time (days) (days) (days) E 1 2 0 + 1 = 1 A 3 5 1 + 3 = 4 B 4 6 4 + 4 = 8 D 6 9 8 + 6 = 14 C 2 7 14 + 2 = 16 Total Flow time = 1+4+8+14+16 = 43 days Mean flow time = 43/5 = 8.6 days Average days tardy/job = 16/5=3.2 days Average days late/job = 14/5=2.8 days 32
Penjadwalan n Pekerjaan pada 1 Mesin Scheduling Rule Total Completion Time (days) Average Completion Time (days) Average tardiness (days) FCFS 50 10.0 4.6 SPT 36 7.2 2.4 EDD 39 7.8 2.4 LCFS 46 9.2 4.0 Random 53 10.6 5.4 STR 43 8.6 3.2 33
Penjadwalan n Pekerjaan pada 1 Mesin Total Flow Time (days) Average Flow Time (days) Scheduling Rule FCFS 50 10.0 4.2 SPT 36 7.2 1.4 EDD 39 7.8 2 LCFS 46 9.2 3.4 Random 53 10.6 4.8 STR 43 8.6 2.8 Average Lateness (days) 34
Some points to remember: 1. SPT Schedule minimizes average Flow time on One processor 2. SPT Schedule minimizes average lateness on one processor 3. SPT Schedule minimizes average tardiness on one processor if all tasks have the same due date or if SPT Schedule results in all tasks being tardy 4. EDD Schedule minimizes maximum lateness on one processor 5. EDD Schedule minimizes average tardiness on one processor if EDD schedule produces zero or one tardy jobs 35