BAB II LANDASAN TEORI 2.1 Konsep SPC dan Pengendalian Kualitas Persyaratan utama untuk mencapai kepuasan pelanggan (customer satisfaction) dalam dunia industri manufaktur adalah kualitas dari produk maupun jasa yang ditawarkan. Kualitas sebagai tolok ukur dari kehandalan dan ketersediaan serta pelayanan dari suatu produk maupun jasa dan yang paling penting adalah ssuai dengan keinginan konsumen. Seperti yang diutarakan oleh Scherkenbach (1991) kualitas ditentukan oleh pelanggan; pelanggan menginginkan produk dan jasa yang sesuai dengan kebutuhan dan harapannya pada suatu tingkat harga tertentu yang menunjukkan nilai produk tersebut. Menurut Deming (1982) bahwa kualitas harus bertujuan memenuhi kebutuhan pelanggan sekarang dan di masa mendatang. Pendefinisian kualitas memang beragam dari orientasi yang berbeda pula. Pada dasarnya kualitas berorientasi pada kepuasan pelanggan. Kualitas juga mempunyai dua persepektif yaitu persepektif produsen dan persepektif konsumen, dimanabila kedua hal tersebut disatukan maka akan tercapai kesesuaian antara kedua sisi tersebut yang 11
dikenal sebagai kesesuaian untuk digunakan oleh konsumen. Menurut Russel (1996), dalam hal ini dapat digambarkan seperti gambar 2.1. Arti Kualitas Pandangan Produsen Pandangan Konsumen Produksi Kualitas Kesesuaian Kualitas Desain Pemasaran Sesuai dengan standar Karakteristik Kualitas Biaya Harga Sumber: Russel, 1996 Fitness for Customer Use Gambar 2.1 Dua Perspektif Kualitas Pengendalian kualitas adalah mengembangkan, memproduksi, dan memberikan jasa atau produk bermutu yang paling ekonomis, paling berguna, dan selalu memuaskan pelanggan (Kaoru Ishikawa). Sedangkan SPC (Statistical Process Control) merupakan teknik menyelesaikan masalah yang digunakan untuk memonitor, mengendalikan, mengelola, dan memperbaiki produk dan proses menggunakan metode-metode statistik. Filosofi pada konsep pengendalian kualitas proses statistik atau SPC adalah output pada proses atau pelayanan dapat dikemukakan ke dalam 12
pengendalian statistik melalui alat-alat manajemen dan tindakan perancangan. Beberapa metode dan pendekatan seperti Statistical Process Control (SPC) and Statistical Quality Control (SQC); Quality Planning, Implementation, and Improvement (Juran Trilogy); Total Quality Management(TQM), Lean, and Six Sigma TM berakar pada model kualitas. Semua pendekatan tesebut mempunyai prinsip yang sama, ketika digunakan maka tujuan perbaikan kualitas akan tercapai dan mempermudahkan perusahaan mencapai kinerja yang tinggi. Itu merupakan prinsip dasar dari Model Kualitas, antara lain: 1. Tujuan setiap perusahaan harus tercapai adalah memperbolehkan pelanggan mereka untuk mengejar penerapan perbaikan kualitas yang mereka tawarkan untuk menyempurnakan. 2. Dasar masukan kebutuhan untuk perusahaan yang sukses adalah mengerti secara akurat kebutuhan riil pelanggan. 3. Mesin perusahaan yang sukses adalah keterlibatan semua karyawan dalam pemecahan masalah menjadi jalan terbaik untuk mencapai kepuasan pelanggan. 4. Ukuran sukses adalah konsumen merasa puas dengan produk dan jasa yang ditawarkan dan perbaikan secara berkelanjutan dalam pemahaman dan produktivitas kepuasan setiap kebutuhan riil konsumen. Jadi perusahaan harus selamanya memperbaiki secara konstan (Deming, 1998). 13
2.2 Proses Yang Mempengaruhi Kualitas Produk Secara langsung maupun tidak langsung kualitas produk dipengaruhi oleh beberapa hal persiapan bahan baku hingga proses packaging. Tahapan proses yang mempengaruhi kualitas produksi dikategorikan sebagai berikut: 1. Desain dan Rancangan Produk Perancangan produk harus mempertimbangkan karakterisrik, spesifikasi dan bentuk untuk menarik perhatian pelanggan dan kedah serta fungsi dari produk tersebut. Selain itu proses produksi untuk desain tersebut akan berpengaruh terhadap kehandalan produk. 2. Bahan Baku Kualitas bahan baku berperan penting pada produk akhir. Selain perlakuan terhadap bahan baku, spesifikasi bahan baku juga harus sesuai dengan standar yang ditetapkan oleh pabrik pengguna.oleh karena itu pengujian bahan baku pra produksi harus dilakukan. 3. Proses Produksi Proses produksi yang sesuai dengan SOP akan menjaga kualitas produk tersebut. Keterampilan dan pengetahuan operator dalam melakukan proses produksi dengan dukungan peralatan yang baik juga menjadi variable penting penentu kualitas produk. 4. Penyimpanan dan Distribusi Penyimpanan barang baik bahan baku maupun produk jadi harus memperhatikan karakteristik bahan atau produk dan pengaruh lingkungan terhadap bahan baku ataupun produk jadi. Transportasi untuk 14
memindahkan bahan baku atau produk juga harus dipertimbangkan untuk menghindari kerusakan. 5. Manajemen Pengelolaan perusahaan mulai dari menyediakan peralatan utama dan pendukung serta suku cadangnya, pelatihan karyawan serta pengaturan prosedur kerja dan keselamatan kerja harus dilakukan oleh pihak manajemen untuk mencapai produk yang berkualitas. 6. Penggunaan Produk Informasi penggunaan produk yang meliputi spesifikasi produk, penyimpanan, cara aplikasi produk, penanggulangan bahaya produk terhadap pengguna dan lingkungan harus dicantumkan untuk meningkatkan kualitas pelayanan. 7. Pemeriksaan Produk Untuk menjaga kualitas produk sampai ke tangan konsumen, pengujian sampel dilakukan pada saat produk akan di-packing dan saat produk akan dikirim ke konsumen. 2.3 Pengendalian Kualitas Metode Six Sigma Secara harfiah Six Sigma adalah sebuah proses yang memiliki kemungkinan cacat (defects opportunity) 3, 4 buah dalam satu juta produk/jasa. Dalam istilah bisnis, Six Sigma didefinisikan sebagai perbaikan bisnis untuk menghilangkan pemborosan, mengurangi biaya karena menghasilkan kualitas 15
yang buruk, dan memperbaiki efektifitas dan efisiensi semua kegiatan operasi, sehingga mampu memenuhi kebutuhan dan harapan pelanggan. Secara konseptual Six Sigma berorientasi pada perbaikan kualitas produk dan proses secara statistik. Dalam penerapannya Six Sigma membutuhkan dukungan dari operator hingga top manajemen sehingga secara sinergi perbaikan kualitas yang dicanangkan oleh manajemen dapat dipahami dan dilaksanakan langsung oleh kedua pihak baik top manajemen dan pelaksana operasional. Six Sigma merupakan program perbaikan perusahaan dan seperangkat alat statistik yang berdasarkan pada alat perbaikan mutu. Sebagai program perbaikan perusahaan, Six Sigma menekankan pengembangan yang sangat terstruktur dan disiplin yang didesain untuk menterjemahkan strategi dan peluang operasional ke dalam sumber daya, proyek yang dapat dikerjakan dengan baik, untuk melatih, mendidik serta membimbing ahli perbaikan produk dan proses serta untuk memastikan proyek dapat dipertanggungjawabkan dan sesuai dengan garis dasar hasil keuangan. Tabel 2.1 Perbedaan Kualitas Tradisional dengan 6 Sigma Kualitas Tradisional (3,8 sigma) 99% bagus 5000 kesalahan prosedur tiap minggu Produk rusak hampir 15 menit setiap hari Sumber: Singgih Santoso, 2007 Kualitas 6σ (Six Sigma) (6 sigma) 99,99966% bagus 1,7 kesalahan tiap minggu Produk rusak 1 menit setiap bulan 16
Tujuan penggunaan metode Six Sigma dalam kaitannya dengan perhitungan kuantitatif statistik adalah 1. Menentukan berapa sigma proses produksi saat ini. Apakah jauh dari angka 6 sigma atau masih dibawah 3 sigma? Selanjutnya menghitung Process Capability Analysis untuk mengetahui sigma sebuah proses produksi yang dilengkapi dengan angka DPMO dan Tingkat Yield yang dicapai. 2. Setelah kapabilitas proses diketahui (lewat Cp atau Cpk), kegiatan dilanjutkan dengan upaya meningkatkan angka Cp atau Cpk ini. 3. Program selanjutnya yang harus dilakukan adalah proses pengendalian dan penghitungan ulang Cp dan Cpk dengan menggunakan Control Chart untuk melihat terjadinya produk rusak. Pada dasarnya Six Sigma didesain untuk menciptakan produk dan proses manufaktur dengan nilai mean maksimal 1,5 σ dari target. Dalam Six Sigma toleransi kesalahan dalam setiap satu juta kesempatan hanya sebesar 3,4 bagian dan biasanya dinyatakan dalam notasi 3,4 DPMO (Defect Per Million Opportunities) dengan nilai Cp = 1. Sehingga proses pada kondisi ini berada pada in statistical control. Semakin tinggi indeks kemampuan proses maka semakin sedikit produk yang berada di luar batas batas spesifikasi. Penghitungan nilai DPMO dapat dihitung dengan rumus: 10 17
-1,5σ T +1,5σ BSB Cp<1 Cp>1 BSA Sumber: Dorothea W.A Mean 6 σ Gambar 2.2 Jarak Spesifikasi 6 σ dan Cp Pada praktiknya, pergeseran rata rata 1,5 σ sering dilakukan oleh beberapa industri dengan mengatur strategi untuk meningkatkan kualitas melalui perubahan pada produk maupun proses. Untuk mentolerir pergeseran sebesar 1,5 σ memerlukan nilai rasio kemampuan proses (Cp). Pada gambar diatas, proses berada dalam batas pengendali statistic dengan peta Statistical Process Control (SPC) normal dan rata rata proses terpusat pada target. Maka rasio indeks kemampuan proses dihitung dengan rumus seperti berikut: 18
Batas Spesifikasi Atas (BSA) dan Batas Spesifikasi Bawah (BSB) merupakan batas toleransi yang ditetapkan oleh konsumen yang harus dipenuhi oleh produsen untuk mencapai kepuasan pelanggan. Berikut adalah perbandingan nilai Cp dan tingkat kesalahan produk setiap satu juta kesempatan antara proses yang terpusat dengan proses yang bergeser 1,5 σ. Tabel 2.2 Level Six Sigma dan Level Kesalahan Level σ Proses Terpusat Pergeseran Proses 1,5 σ RKP (Cp) PPM IKP (Cpk) PPM 3 1 2.700 0,5 66.803 4 1,33 63 0,833 6.200 5 1,67 0,57 1,67 233 6 2 0,0002 1,5 3,4 Sumber: Mc Fadden, 1993 Program peningkatan kualitas dengan Six Sigma biasanya dilaksanakan dengan pendekatan metode DMAIC (Define, Analyze, Improve, and Control) yaitu antara lain: 1. Define Define merupakan proses untuk mengidentifikasi kebutuhan konsumen melalui interview ataupun kuisioner terhadap produk kemudian 19
mengembangkan karakteristik kualitas yang diinginkan konsumen. Alat yang digunakan untuk metode ini adalah (1) Pareto chart digunakan untuk melihat variable mana yang menjadi vital few. (2) Cause Effect Diagram digunakan untuk melihat relasi antara penyebab masalah dengan akibat yang ditimbulkan masalah tersebut untuk mencari solusi. (3) Six Sigma Calculator digunakan untuk menghitung berapa sigma sebuah proses produksi. 2. Measure Measure digunakan untuk mengidentifikasi karakteristik kualitas kemudian mengumpulkan data serta mengukur sigma proses pada saat ini. Alat yang digunakan pada tahap ini adalah (1) Detailed Process Mapping digunakan untuk melihat proses produksi secara rinci. (2) Quality Function Deployment (QFD) merupakan alat yang digunakan untuk memenuhi harapan konsumen melalui perancangan produk baru dan benchmarking terhadap kompetitor. (3) Cause and Effect Analysis digunakan untuk menganalisa sebab dan akibat yang timbul selama proses produksi yang menyebabkan produk tidak sesuai standar. 20
(4) Failure Mode and Effects Analysis (FMEA) digunakan untuk mengetahui kegagalan produk karena tidak sesuai dengan ekspetasi pelanggan dan mempelajari pengaruh kegagalan terhadap kesesuaian dan kegunaan. (5) Capability Analysis digunakan untuk mengetahui kinerja kemampuan suatu proses. 3. Analysis Tahapan dalam Six Sigma yang digunakan untuk mengidentifikasi berbagai sebab adanya produk rusak dan penyebab lain ketidakpuasan pelanggan. Alat yang digunakan antara lain: (1) Cause Effect Diagram (2) Scatter Plot digunakan untuk menentukan hubungan sebab akibat dari dua variabel melalui penyebaran titik - titik. (3) Korelasi Regresi digunakan untuk menentukan hubungan sebab akibat dari dua variabel melalui garis regresi. (4) Desain Eksperimen digunakan untuk menguji proses ataupun sistem sehingga dapat meneliti dan mengidentifikasi sebab terjadinya perubahan pada output. 4. Improve Pada tahapan ini proses internal dimodifikasi untuk meningkatkan kualitas dengan metode statistik. Alat yang digunakan antara lain: 21
(1) Control Chart digunakan untuk melihat proses dibawah kendali atau tidak dengan melihat adanya common cause of variance atau special cause of variance. (2) Histogram digunakan untuk memetakan distribusi frekuensi dengan luasan area grafis batangan menunjukkan proporsi banyak frekuensi yang terjadi pada tiap kategori. (3) Pareto Chart (4) Capability Analysis (5) Six Sigma Calculator (6) Design Experiment 5. Control Tahapan control bertujuan untuk mengevaluasi dan mengendalikan hasil peningkatan kualitas mengunakan metode statistik Control Chart. 2.4 Teknik Perbaikan Kualitas Dengan Metode Six Sigma Perbaikan kualitas yang dilakukan oleh perusahaan untuk menghasilkan produk maupun jasa menggunakan alat dasar manajemen kualitas untuk memecahkan masalah yang terjadi pada proses maupun sistem yang berpengaruh terhadap mutu produk ataupun jasa. 22
2.4.1 Histogram Histogram menjelaskan variasi proses secara grafis untuk melihat apakah proses terdistribusi secara normal atau distribusi normal yang miring (skew) maupun tidak beraturan. Histogram dan Pareto mempunyai prinsip yang sama tetapi Histogram tidak mengurutkan klasifikasi data menurut peringkat. 2.4.2 Diagram Pareto Diagram Pareto merupakan suatu grafik batang dengan mengurutkan urutan prioritas masalah utama untuk segera diselesaikan hingga ke urutan tingkat paling rendah berdasarkan jumlah observasi/frekuensi. Diagram Pareto menjadi alat dasar perbaikan kualitas karena dapat mengidentifikasi permasalahan secara komulatif variabel yang menjadi vital few. 2.4.3 Diagram Sebab Akibat (Cause and Effect Diagram) Diagram ini dikembangkan oleh Dr. Kaoru Ishikawa menunjukkan hubungan sebab akibat suatu masalah melalui garis dan simbol. Diagram ini menunjukkan penyebab masalah utama secara rinci dengan menarik masalah utama sampai ke akar masalah yang sebenarnya. Secara garis besar penyebab masalah dapat berupa metode kerja, mesin, bahan, pekerja, lingkungan, dan pengukuran. Diagram ini juga dapat mencari penyebab minor yang menjadi penyebab masalah utama. 23
Metode Bahan Lingkungan Masalah utama Mesin Karyawan Gambar 2.3 Cause and Effect Diagram 2.4.4 Run Chart Secara umum Run chart merupakan penggambaran dari karakteristik kualitas suatu produk terhadap waktu. Dari run chart dapat diketahui variasi proses yang berlangsung pada periode tertentu. Data Sumber: Mitra, 1993 Waktu Gambar 2.4 Run Chart 24
2.4.5 Diagram Pencar (Scatter Diagram) Diagram pencar merupakan cara yang paling sederhana untuk mengetahui relasi antara dua variabel. Dari pola titik-titik koordinat yang dihasilkan dari dua variabel tersebut dapat diketahui keterkaitan kedua variabel. Jika pola tidak beraturan maka tidak ada relasi aatara kedua variabel, sedangkan jika pola cenderung miring ke kanan menandakan terdapat hubungan positif antara kedua variabel. Dan jika pola cenderung miring ke kiri maka tidak dan relasi antara kedua variabel. 2.4.6 Peta Pengendali (Control Chart) Peta pengendali digunakan untuk mengadakan perbaikan kualitas dan mengendalikan kualitas produk agar sesuai dengan batas pengendali dan batas spesifikasi. Secara umum peta pengendali dibagi menjadi dua yaitu peta pengendali untuk data variabel dan peta pengendali untuk data atribut. 2.4.6.1 Peta Pengendali untuk Data Variabel Metode ini digunakan untuk menggambarkan variasi proses dan penyimpangan yang terjadi pada kecenderungan memusat dan penyebaran observasi. Dalam kondisi in statistical control, proses berada pada batas pengendali dan dalam kondisi yang stabil. Dalam metode ini tindakan yang diambil berdasarkan pada batas spesifikasi produk. Jika proses dalam batas pengendali tetapi produk tidak sesuai spesifikasi maka perlu tindakan agar produk bisa in spec, karena tujuan sebenarnya pegendalian kualitas adalah kepuasan pelanggan. Pengendalian kualitas untuk data variabel menggunakan peta R dan 25
peta X yang masing-masing peta untuk menentukan garis pusat (centre line) dan batas pengendalian (control limits). Berikut adalah perhitungan batas pengendali atas (BPA), batas pengendali bawah (BPB), rata-ratanya untuk peta R dan Peta X dengan konsep 3σ: Peta X BPA X 2. BPB X 2. Garis tengah Peta R BPA R R D4 BPA R R D3 Garis tengah R Di mana: g = banyaknya observasi yang dilakukan xi = data pada sub kelompok atau sampel yang diambil Ri = range untuk setiap sub kelompok 26
2.4.6.2 Peta Pengendali untuk Data Atribut Peta pengendali kualitas proses data atribut dapat membantu mengidentifikasi masalah pada tingkat umum maupun mendetail dan digunakan untuk menentukan penyebab khusus pada situasi out of control. Metode ini dibagi menjadi dua kelompok yaitu: 2.4.6.2.1 Berdasarkan distribusi Binomial 1) Peta Pengendali Proporsi Kesalahan (p-chart) Peta ini digunakan untuk menunjukkan proporsi ketidaksesuain dalam sampel. Berikut adalah perhitungan untuk garis tengah, batas pengendali atas, dan batas pengendali bawah: Garis tengah p BPA 3 BPB 3 2) Peta Pengendali Banyaknya Kesalahan Dalam Sampel (np) Peta ini digunakan untuk menunjukkan banyaknya ketidaksesuaian dalam sampel. Garis tengah np np 3 BPA 31 BPB 31 27
Dimana: = Garis pusat peta pengendali proporsi kesalahan = Garis pusat peta pengendali banyaknya kesalahan = proporsi kesalahan setiap sampel dalam setiap observasi = banyaknya kesalahan setiap sampel dalam setiap observasi g = banyaknya observasi yang dilakukan 2.4.6.2.2 Berdasarkan Distribusi Poison 1. Peta Pengendali c (c-chart) Garis tengah c BPA 3 BPB 3 2. Peta Pengendali u (u-chart) Garis tengah u. BPA 3 BPB 3 Dimana: = Garis pusat = Garis pusat 28
ci = banyaknya kesalahan pada setiap unit produk sebagai sampel pada setiap observasi. 2.4.7 Indeks Kemampuan Proses (Cp) Analisis kemampuan proses dalam Statistical Process Control (SPC) digunakan untuk mengetahui kemampuan suatu proses. Analisis kemampuan proses hanya dilakukan pada kondisi proses dalam batas pengendali statistik sehingga penyebab penyimpangan hanya terdapat penyebab umum dan hanya dapat digunakan untuk pengendalian data variabel. Rasio kemampuan proses dan indeks kemampuan proses dapat dihitung dengan:, 3 3 Dimana: USL = batas spesifikasi atas LSL = batas spesifikasi bawah σ = standar deviasi (R/d2) µ = rata - rata 29