SIDANG TUGAS AKHIR PENERAPAN METODE INTEGER PROGRAMMING PADA PENJADWALAN PRODUKSI MAKE TO ORDER DENGAN MESIN PARALEL (Studi Kasus: Bengkel Umum Unit III, PT. Gudang Garam,Tbk.) Dosen Pembimbing: Prof. Dr. Ir. Suparno, MSIE. Oleh: Triyono Priyosaputro 2506 100 102
Latar Belakang Kebijakan inventory spare part mesin & fasilitas perusahaan Tidak sedikit terjadi keterlambatan dalam penyelesaian order Melakukan produksi sendiri di Bengkel Umum Unit III yang bersifat make to order Sifat kedatangan yang sewaktu-waktu dengan variasi jenis dan jumlah yang tinggi Pendekatan optimasi untuk penjadwalan produksi yang optimal Integer Programming
Perumusan Masalah Bagaimana menerapkan konsep optimasi yakni integer programming untuk kasus penjadwalan make to order mesin paralel multiperiode agar jumlah keterlambatan (number of tardy) dan total waktu keterlambatan (total tardiness) pesanan yang berupa spare part bisa minimum sehingga time to repaire untuk mesin-mesin perusahaan yang rusak tidak mengalami kendala
Tujuan Penelitian Menerapkan konsep integer programming untuk kasus penjadwalan make to order mesin paralel multiperiode agar didapatkan hasil yang optimal. Meminimumkan jumlah pesanan yang terlambat (number of tardy) dan total waktu keterlambatan (total tardiness) melalui penjadwalan yang tepat.
Ruang Lingkup Penelitian Batasan 1. Order yang dijadwalkan hanya order yang berasal dari bagian produksi sedangkan yang non-prosuksi tidak. 2. Data order yang digunanakan dalam penelitian ini adalah data order pada bulan Desember 2009. 3. Tidak menjadwalkan order yang membutuhkan urutan proses ulang pada mesin. Asumsi 1. Selama dilakukan penelitian, mesin-mesin yang ada dapat berjalan normal (tidak terjadi kerusakan atau perbaikan) dan bahan baku yang dibutuhkan tersedia dan tidak kurang dalam jumlahnya. 2. Order yang yang diterima dapat diproses lebih dari satu periode penjadwalan (multiperiode). 3. Satu mesin dipegang oleh satu operator dan selama penelitian ini tidak terdapat pekerja yang lembur. 4. Waktu set up mesin dan waktu transfer order selama proses ditiadakan.
Manfaat Penelitian Diperoleh penjadwalan produksi pada sistem produksi make to order mesin paralel multiperiode dengan pendekatan integer programming agar hasil yang didapat adalah solusi yang optimal. Diperoleh sistem penjadwalan yang mampu meminimalkan number of tardy job dan total tardiness yang erat hubungannya dengan ketepatan penyelesaian order yang sesuai due date dan time to repaire mesin yang di proses spare part-nya.
Tinjauan Pustaka Sistem Produksi Berdasarkan Proses Operasi 1.Proses Produksi Discrete 2.Proses Produksi Continous Berdasarkan Tujuan Operasinya 1.Make To Stock (MTS) 2.Make To Order (MTO) 3.Assembly To Order (ATO) 4.Engineering To Order (ETO) Berdasarkan Aliran Proses dan Variasi Produk. 1.Flow Shop 2.Continous 3.Job Shop 4.Batch 5.Proyek
Next.. Kriteria-kriteria keberhasilan dalam penjadwalan: 1. Rata-rata waktu alir (mean flow time) 2. Makespan, yaitu total waktu proses yang dibutuhkan untuk menyesuaikan suatu kumpulan job 3. Rata-rata keterlambatan (mean tardiness) 4. Jumlah mesin yang menganggur 5. Jumlah persediaan 6. Jumlah job yang terlambat 7. Total keterlambatan Istilah-istilah yang sering digunakan dalam penjadwalan produksi: Processing time (waktu proses) Due date (batas waktu) Lateness (kelambatan) Tardiness (ukuran kelambatan) Slack (kelonggaran) Completion time (waktu penyelesaian) Flow time (waktu alir)
Next.. Metode Penjadwalan Metode Optimasi Integer programming Branch and Bound Metode Heuristic SPT, FCFS, EDD, MWKR, dan sebagainya Metode Metaheuristic TS, PSO, GA, dan sebagainya
Penelitian-penelitian sebelumnya Pengarang Judul Penelitian Content William Goenardi (2008) Anggunsatria Nurhikmawan (2008) Penjadwalan Produksi untuk Proses Produksi Buku PAD dengan Integer Programming Perencanaan dan Penjadwalan Produksi Multiproduct dengan Metode Hierarchical Production Planning (HPP) pada Sistem Produksi Batch Hanya betujuan untuk meminimalkan completion time Penerapan programa integer pada sistem batch
Metode Penelitian Mulai Pengamatan dan Kunjungan Lapangan Observasi objek (lantai produksi) Proses produksi Sistem penjadwalan Identifikasi dan Perumusan Masalah Menentukan masalah yang diambil dari hasil pengamatan Optimasi penjadwalan produksi Penentuan Tujuan Penelitian Meminimasi jumlah keterlambatan order dan meminimasi total keterlambatan pesanan komponen agar penyediaannya bisa tepat waktu Tinjauan Pustaka Teori-teori yang dijadikan landasan Penelitian-penelitian yang sejenis yang pernah dilakukan sebelumnya Informasi-informasi terbaru yang berkaitan dengan masalah penelitian A
Next.. A Pengumpulan Data Data job order yang terdiri dari jenis produk, spesifikasi produk, jumlah dan due date. Data mesin produksi Penyusunan Model Matematis Integer Programming Model Running Software LINGO Penyelesaian formulasi Membandingkan Performa Model dengan Kondisi Aktual Tidak Ya Analisa Hasil Kesimpulan dan Saran Akhir
Sistem Produksi bagian Bengkel Umum Unit III PT. Gudang Garam Tbk. beroperasi tiap minggunya mulai hari Senin sampai hari Sabtu dengan jam kerja untuk hari Senin sampai dengan hari Jumat yaitu 8 jam termasuk didalamnya satu jam istirahat dan 5 jam kerja khusus untuk hari Sabtu. Kegiatan utama dari Bengkel Umum Unit III ini terhadap komponen, peralatan maupun spare part di perusahaan antara lain: 1. Proses modifiksai, yaitu komponen, peralatan maupun spare part dengan maksud agar produk yang dipesan tersebut dimodif agar sesuai spesifikasi yang diinginkan. 2. Proses repaire, produk yang dipesan hanya mengalami proses perbaikan jadi tidak dilakukan proses pembuatan dari material bahan baku hingga produk jadi, biasanya proses ini menyempurnakan komponen, peralatan maupun spare part yang rusak agar berfungsi kembali dengan baik. 3. Proses pembuatan, memesan produk yang diproses mulai raw material hingga finishing product. Biasanya untuk produk yang diinginkan desain bisa diperoleh melalui contoh produk yang sudah ada, hasil rancangan atau desain dari biro teknik yang ada di Bengkel Umum Unit III maupun desain dari pihak pemesan.
Sistem Penjadwalan dan Mesin Penjadwalan pada Bengkel Umum Unit III ini memiliki aturan yaitu first in first serve. Namun pada kenyataannya apabila terdapat suatu order dengan due date yang pendek atau dengan kata lain range kedatangan order dengan due date-nya berdekatan maka diprioritaskan order tersebut untuk dikerjakan terlebih dahulu meskipun datangnya tidak paling awal. Dengan variasi order memiliki karakteristik yang berbeda baik desain maupun prosesnya maka setiap order yang datang tersebut akan memiliki kebutuhan untuk diproses pada tiap mesin yang berbeda-beda namun sebenarnya untuk semua proses yang harus dilakukan untuk semua order yang datang tersebut memiliki urutan pengerjaan yang hampir sama pada mesin-mesin produksi yang ada di bagian ini. Urutan yang dimaksud adalah proses pemotongan, proses las, proses bubut kecil atau besar, frais, dan gerinda. Tetapi disini memungkinkan untuk urutan tersebut dilewati sehingga ada proses yang memang tidak dibutuhkan oleh suatu order. Tabel Jenis Mesin, Jumlah dan Kapasitas yang Dioperasikan Pada Bulan Desember 2009
Identifikasi Produk atau Order Amatan Untuk objek penelitian berasal dari bagian Threshing Tembakau, Clove Processing, Divisi Teknik Pengolahan dan Bagian Teknik Kemasan dengan alasan merupakan bagian penting yang berhubungan langsung dengan sistem produksi utama perusahaan Dalam pengamatan tiap order, terdapat atribut berupa waktu kedatangan, due date, size per order, minimum batch, proses yang dibutuhkan. Berikut jumlah pesanan yang ada pada bulan Desember dari empat lembaga.
Pengolahan Data Untuk penelitian ini menggunakan dua model integer programming dengan fungsi tujuan: 1. Meminimalkan jumlah pesanan yang terlambat (min number of tardy) 2. Meminimalkan total keterlambatan (min total tardiness) Model yang digunakan dalam penelitian ini adalah mengacu pada model integer programming yang telah dikembangkan oleh Sawik (2005).
Hasil Output Model 1 (min number of tardy) Jumlah order yang terlambat sebanyak 2 buah
Penugasan Mesin Keterangan: Seksi 1 : seksi potong Seksi 2 : seksi las Seksi 3 : seksi bubut kecil Seksi 4 : seksi bubut besar Seksi 5 : seksi frais Seksi 6 : bagian gerinda.
Hasil Output Model 2 (min total tardiness) Total keterlambatan adalah 2 periode
Penugasan Mesin Keterangan: Seksi 1 : seksi potong Seksi 2 : seksi las Seksi 3 : seksi bubut kecil Seksi 4 : seksi bubut besar Seksi 5 : seksi frais Seksi 6 : bagian gerinda.
Perbandingan Performa Aktual dengan Model Maka dari data perbandingan performansi antara model dengan kondisi aktual, dapat dilakukan penarikan hasil mengenai presentase perbaikan Presentase perbaikan dalam hal meminimasi jumlah job yang terlambat Presentase perbaikan = (9-2)/9.100% = 77% Presentase perbaikan dalam hal meminimasi total keterlambatan Presentase perbaikan = (22-2)/22.100% = 90%
Analisis Kondisi Perusahaan Amatan Untuk mendefinisian sistem yang ada di perusahaan, sehingga data dan metode yang digunakan dalam penelitian sesuai dengan keadaan realita di perusahaan. Dan model yang disusun tidak terjadi kesalah pahaman. Bagian yang dijadikan objek memiliki sistem operasinya Make To Order. Dimana produk yang dipesan mempunyai spesifikasi bentuk sesuai dengan pesanan konsumen, ditandai dengan tidak ditemukannya spesifikasi produk yang sama di setiap produk yang dipesan oleh pemesan. Karena memiliki spesifikasi yang berbeda-beda menyebabkan setiap produk membutuhkan proses yang berbeda-beda pula. Dengan penyusunan mesin-mesin produksi secara parallel, hal ini bertujuan agar dengan banyaknya order yang datang dalam hal jumlah maupun karakteristiknya mampu meminimalkan waktu tunggu sebab apabila satu mesin yang dipegang oleh satu operator dalam satu seksi sedang bekerja maka mesin lain dalam satu seksi yang sama dapat memproses order yang datang tersebut. Selain itu dengan penyusunan mesin seperti ini menguntungkan dalam hal mempercepat proses produksi yaitu apabila terdapat suatu order sengan jumlah yang besar maka dengan susunan mesin seperti ini memungkinkan order tersebut dibagi-bagi ke mesin-mesin yang ada.
Analisis Produk Amatan Penentuan order amatan harus bisa mempresentasikan permasalahan yang terjadi di perusahaan dan tentunya nantinya bisa diharapkan untuk membantu penyelesaian masalah yang terjadi. Dalam penelitian ini order yang dijadikan amatan adalah dibatasi pada order yang berasal dari bagian produksi khususnya bagian Threshing Tembakau, Clove Processing, Divisi Teknik Pengolahan, dan Teknik Kemasan. Hal ini dilakukan sebab bagian-bagian tersebut merupakan beberapa bagian yang berhubungan langsung dengan proses produksi utama perusahaan jadi bisa disimpulkan bahwa bagian-bagian tersebut merupakan bagian yang sangat utama dan penting Alasan pemilihan order amatan harus sesuai dengan fungsi tujuan dari penelitian ini, yaitu untuk meminimumkan jumlah order yang terlambat (number of tardy) dan meminimumkan total keterlambatan (total tardiness). Data tentang order dengan due date digunakan untuk mengetahui lamanya waktu yang dimiliki oleh perusahaan untuk menyelesaikan semua order yang datang dari pemesan. Keuntungan yang dimiliki dengan mengetahui due date produk adalah dapat dilakukannya suatu perencanaan produksi dan penjadwalan produksi untuk memenuhi order dari pemesan, tepatnya berapa size yang harus diproses untuk per periode penjadwalan.
Analisis Model 1 (min number of tardy) Dengan model ini diharapkan semua order yang datang didalam penyelesaiannya harus kurang dari due date-nya yaitu dengan cara sebisa mungkin mengalokasikan order ke dalam periode penjadwalan dan memprosesnya sebelum due date. Kemudian dengan model ini juga dilakukan perumusan terhadap penugasan mesin-mesin yang terdapat pada setiap seksi kerja, dari ouput model bisa diketahui mesin ke berapa pada seksi kerja mana yang melakukan proses kerja pada order yang dilakukan pada periode ke-t. Dari situ kita bisa mengetahui mesin yang dipegang oleh satu operator tersebut kapan harus bekerja dan dari output software terlihat juga kapan mesin-mesin tersebut tidak bekerja atau menganggur. Berdasarkan ouput LINGO dapat disimpulkan bahwa order dapat dialokasikan ke periode-periode penjadwalan dengan baik.
Analisis Model 2 (min total tardiness) Dengan pengalokasian order dan penjadwalan yang optimal didapatkan hasil total keterlambatan sebanyak 2 order. Dengan model ini diharapkan bahwa apabila terjadi keterlambatan maka total waktu terlambatnya bisa diminimumkan. Apabila dikaitkan dengan latar belakang penelitian yaitu agar proses penyedian spare part tepat waktu untuk kegiatan perbaikan mesin perusahaan maka hasil dari model ini diharapkan mampu meminimalkan waktu keterlambatannya sehingga proses perbaikan bisa segera dilakukan.
Analisis Perbandingan Performansi Penjadwalan Produksi Aktual dengan Model Perlu dilakukan karena untuk melihat perbandingan performa antara model yang sudah disusun dengan metode aktual yang biasa diterapkan oleh perusahaan, sehingga dapat dihasilkan suatu kesimpulan atau ingin diterapkan di perusahaan. Berdasarkan hasil running software LINGO untuk model pertama yaitu didapatkan hasil yang lebih baik yaitu hanya terdapat 2 (dua) order yang terlambat sedangkan untuk kondisi aktual terdapat 9 (sembilan) order yang terlambat dari total 120 order yang ada. Sehingga persentase perbaikan yang didapat apabila dibandnigkan antara performa model dengan kondisi aktual adalah sebesar 77% Untuk model kedua yaitu minimasi total tardiness, untuk kondisi aktual tercatat bahwa total tardiness yang terjadi adalah sebesar 22 periode (hari) sedangkan untuk model mampu menghasilkan performa yang lebih bagus yaitu dengan total tardiness sebesar 2 periode (hari) saja. Sehingga persentase perbaikan yang didapat apabila dilakukan perbandingan antara performa model dengan kondisi aktual adalah sebesar 90%. Hal ini bisa terjadi karena kondisi nyata jauh dari ideal sedangkan model yang dibuat disini berada pada kondisi yang sangat ideal.
Kesimpulan Dengan model integer programming 1 yaitu dengan fungsi tujuan minimasi number of tardy mampu menghasilkan penjadwalan produksi optimal yaitu menghasilkan order terlambat dari sebesar 2 order yaitu order 101 (Shaft Pad Separator) dan 102 (Plate Valve) yang berasal dari Divisi Teknik Pengolahan. Sedangkan dengan model integer programming 2 yaitu dengan fungsi tujuan minimasi total tardiness mampu meminimumkan total keterlambatan sebesar 2 periode (hari) yaitu detailnya order 101 (Shaft Pad Separator) sebesar 1 hari dan 102 (Plate Valve) sebesar 1 hari. Performa dari model integer programming 1 dan model integer programming 2 mampu menghasilkan perbaikan dari kondisi aktual sebesar 77% dan 90%. Dan dengan melihat presentasenya bisa dikatakan bahwa perbaikan yang dihasilkan cukup tinggi. Untuk tiap model mampu menghasilkan urutan pengerjaan atau alokasi order yang berbeda-beda, namun keduanya mampu menghasilkan solusi yang optimal bila dibandingkan dengan kondisi aktual yang terjadi di perusahaan.
Saran Saran untuk Penelitian Selanjutnya: Adanya batasan yaitu tidak menjadwalkan order yang membutuhkan urutan proses ulang pada mesin karena keterbatasan model maka untuk penelitian selanjutnya diharapkan pengembangan model dapat setahap lebih maju dengan kondisi yang lebih baik. Peluang lain untuk penelitian selanjutnya adalah dengan pengembangan metode heuristic untuk memecahkan banyak permasalahan nyata di lapangan, dengan variasi proses yang lebih rumit. Saran untuk Perusahaan: Dengan penjadwalan sistem multiperiode yaitu order dengan suatu ukuran tertentu dapat dibagi-bagi atau dipecah ukurannya tersebut dalam hal pengerjaannya pada periode penjadwalan yang ada mampu menghasilkan penjadwalan yang optimal. Perbaikan dalam penyimpanan data-data perusahaan dalam suatu database perusahaan yang terstruktur dan sistematis, bisa dilakukan dengan membuat sistem informasi yang baik dan terintegrasi. Dalam menetapkan keputusan urutan penjadwalan produksi, hendaknya digunakan suatu pendekatan berdasarkan teoritis yang ada, untuk melengkapi kevalidan keputusan yang telah dibuat.
Daftar Pustaka Baker, Kenneth. 1974. Introduction to Sequencing and Scheduling. Jhon Wiley and Sons, Inc. Nasution, Arman Hakim. 1999. Perencanaan dan Pengendalian Produksi. Jakarta: Guna Widya Pinedo, Michael. 2002. Scheduling: Theory, Algorithms, and Systems. New Jersey: Prentice Hall Kusuma, Hendra. 2002. Manajemen Produksi: Perencanaan dan Pengendalian Produksi. Yogyakarta: ANDI. Sawik, Tadeusz. 2005. Integer Programming Approach to Production Scheduling for Make-To-Order Manufacturing. Mathematichal and Computer modelling 41 (2005) 99-118 Goenardi, Willian. 2008. Penjadwalan Produksi untuk Proses Produksi Buku PAD dengan Integer Programming. Thesis. Institut Teknologi Sepuluh Nopember Nurhikmawan, Anggunsatria. 2008. Perencanaan dan Penjadwalan Produksi Multiproduct dengan Metode Hierarchical Production Planning (HPP) pada Sistem Produksi Batch. Tugas Akhir. Instintut Teknologi Sepuluh Nopember. Hoitomt, Debra J. 1993. A Practical Approach to Job-Shop Scheduling Problems. IEEE Transactions on Robotics and Automation Vol. 9 No. 1 Sawik, Tadeusz. 2005. Integer Programming Approach to Reactive Scheduling in Make-To-Order Manufacturing. Mathematichal and Computer modelling 46 (2007) 1373-1387