PENJADWALAN PRODUKSI DENGAN PENDEKATAN CROSS ENTROPY-GENETIC ALGORITHM DI PT WIJAYA KARYA BETON PPB SUMUT TUGAS SARJANA Diajukan untuk Memenuhi Sebagian dari Syarat-Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Industri Oleh: VERAYANTI C. SIMANULLANG NIM. 120403139 D E P A R T E M E N T E K N I K I N D U S T R I F A K U L T A S T E K N I K UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2016 No. Dok.: FM-GKM-TI-TS-01-01A; Tgl. Efektif : 01 Desember 2015; Revisi : 00
KATA PENGANTAR Puji syukur dipanjatkan ke hadirat Tuhan yang Maha Esa karena atas berkat dan rahmat-nya sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan tugas sarjana dengan baik. Tugas sarjana merupakan salah satu syarat bagi penulis untuk mendapatkan gelar sarjana teknik di Departemen Teknik Industri, khususnya program studi reguler strata satu, Fakultas Teknik,. Adapun judul untuk tugas sarjana ini adalah Penjadwalan Produksi dengan Pendekatan Cross Entropy-Genetic Algorithm di PT. Wijaya Karya Beton PPB SUMUT. Penulis menyadari bahwa masih banyak kekurangan dalam penulisan tugas sarjana ini. Penulis sangat mengharapkan saran dan masukan yang sifatnya membangun demi kesempurnaan laporan tugas sarjana ini. Semoga tugas sarjana ini dapat bermanfaat bagi penulis sendiri, perpustakaan Universitas Sumatera Utara, dan pembaca lainnya. UNIVERSITAS SUMATERA UTARA, MEDAN PENULIS JULI, 2016
UCAPAN TERIMAKASIH Syukur dan terimakasih penulis ucapkan yang sebesar-besarnya kepada Tuhan Yang Maha Esa yang telah memberikan kesempatan kepada penulis untuk merasakan dan mengikuti pendidikan di Departemen Teknik Industri USU serta telah membimbing penulis selama masa kuliah dan penulisan laporan tugas sarjana ini. Dalam penulisan tugas sarjana ini penulis telah mendapatkan bimbingan dan bantuan dari berbagai pihak, baik berupa materil, spiritual, informasi maupun administrasi. Oleh karena itu sudah selayaknya penulis mengucapkan terima kasih kepada: 1. Ir. Khawarita Siregar, M.T. selaku Ketua Departemen Teknik Industri, yang telah memberi izin pelaksanaan Tugas Sarjana ini. 2. Ir. Dini Wahyuni, M.T. selaku Dosen Pembimbing atas waktu, bimbingan, pengarahan, dan masukan yang diberikan kepada penulis dalam penyelesaian Tugas Sarjana ini. 3. Ayahanda Parsaoran Simanullang dan Ibunda Maniur Manalu yang tiada hentinya mendukung penulis baik secara moril maupun materil sehingga laporan ini dapat diselesaikan. Penulis menyadari tidak dapat membalas segala kebaikan dan kasih sayang dari keduanya, oleh karena itu izinkanlah penulis memberikan karya ini sebagai ungkapan rasa terima kasih sebesarbesarnya kepada Ayahanda dan Ibunda tercinta.
4. Seluruh dosen Departemen Teknik Industri, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara yang telah memberikan pengajaran selama perkuliahan yang menjadi bekal penulis dalam meyelesaikan penulisan tugas sarjana ini. 5. Staf pegawai Teknik Industri, Bang Nurmansyah, Bang Ridho, Bang Mijo, Kak Dina, Kak Rahma dan Kak Ani, terimakasih atas bantuannya dalam hal penyelesaian administrasi untuk melaksanakan tugas sarjana ini. 6. Pak Ahmad Zainudin, Pak Rahmad Randianto, Pak Muharyanto, dan seluruh Staff Bagian TM yang telah memberikan izin dan berbagai fasilitas di PT Wijaya Karya Beton PPB Sumut sehingga memudahkan penulis dalam mengumpulkan data. 7. Abang dan kakak tercinta Charly Simanullang, Eben Simanullang, Suminta Simanullang, Astrina Simanullang, Sanggul Simanullang yang selalu membantu dan mendukung penulis untuk secepatnya menyelesaikan laporan ini. 8. Rekan-rekan seperjuangan TA di PT Wijaya Karya Beton PPB Sumut, Dewi Clara Siahaan dan Dessy Marpaung yang telah banyak memberi kenangan, motivasi, dan saran kepada penulis dalam menyelesaikan laporan ini. 9. Sahabat kancil, Dessy, Laksmi, Tivani, Mega, Neneng, Timbul, Blandina dan Tiur yang selalu memberikan dukungan, semangat, dan telah menemani penulis melewati masa-masa perkuliahan di USU. 10. Sahabat seperjuangan selama di Teknik Industri, Miska, Sarah, Ami, Dewi, Febri, Nurul yang telah menemani penulis melewati masa-masa perkuliahan di USU.
11. Teman-teman DUA BELATI yang telah memberi dukungan kepada penulis. 12. Dan seluruh pihak yang telah membantu penulis yang tidak mungkin disebutkan satu per satu, hanya Tuhan Yang Maha Esa yang dapat membalas kalian semua, Amin.
DAFTAR ISI BAB LEMBAR SAMPUL... LEMBAR PENGESAHAN... SERTIFIKAT EVALUASI TUGAS SARJANA... KATA PENGANTAR... ABSTRAK... DAFTAR ISI... DAFTAR TABEL... DAFTAR GAMBAR... DAFTAR LAMPIRAN... i ii iii iv viii ix xv xx xxi I PENDAHULUAN... I-1 1.1. Latar Belakang... I-1 1.2. Rumusan Masalah... I-5 1.3. Tujuan dan Manfaat... I-5 1.4. Batasan dan Asumsi Penelitian... I-6 1.5. Sistematika Penulisan Laporan... I-7 II GAMBARAN UMUM PERUSAHAAN... II-1 2.1. Sejarah Perusahaan... II-1 2.2. Ruang Lingkup Bidang Usaha... II-3 2.3. Organisasi dan Manajemen... II-5
DAFTAR ISI (LANJUTAN) BAB 2.4. Pembagian Tugas dan Tanggung Jawab... II-6 2.5. Tenaga Kerja, Jam Kerja, dan Sistem Pengupahan... II-7 2.5.1. Tenaga Kerja... II-7 2.5.2. Jam Kerja... II-8 2.5.3. Sistem Pengupahan... II-10 2.6. Proses Produksi... II-11 2.6.1. Standar Mutu Bahan/Produk... II-11 2.6.2. Bahan... II-12 2.6.2.1. Bahan Baku... II-12 2.6.2.2. Bahan Penolong... II-14 2.6.2.2. Bahan Tambahan... II-15 2.6.2. Uraian Proses Produksi... II-16 III TINJAUAN PUSTAKA... III-1 3.1. Penjadwalan... III-1 3.1.1. Tujuan Penjadwalan... III-3 3.1.2. Terminologi Penjadwalan... III-4 3.1.3. Klasifikasi Penjadwalan... III-5 3.1.4. Penjadwalan Flow shop... III-8 3.2. Makespan... III-9
DAFTAR ISI (LANJUTAN) BAB 3.3. Pengukuran Waktu (Time Study)... III-10 3.3.1. Pengukuran Waktu Jam Henti... III-11 3.3.2. Tingkat Ketelitian dan Tingkat Keyakinan... III-13 3.3.3. Pengujian Keseragaman Data... III-14 3.3.4. Menghitung Jumlah Data Pengamatan yang Diperlukan (N )... III-15 3.3.5. Menentukan Waktu Terpilih, Waktu Normal dan Waktu Standar... III-15 3.3.6. Penyesuaian dan Kelonggaran... III-16 3.4. Cross Entropy... III-21 3.4.1. Ide Dasar Cross Entropy... III-23 3.4.2. Cross Entropy Sebagai Kombinasi Optimisasi... III-25 3.5. Algoritma Genetika... III-27 3.5.1. Struktur Umum Algoritma Genetika... III-28 3.5.2. Istilah dalam Genetic Algorithm... III-29 3.5.3. Komponen Utama Dalam Genetic Algorithm. III-30 IV METODOLOGI PENELITIAN... IV-1 4.1. Tempat dan Waktu Penelitian... IV-1 4.2. Jenis Penelitian... IV-1
DAFTAR ISI (LANJUTAN) BAB 4.3. Objek Penelitian... IV-1 4.4. Variabel Penelitian... IV-2 4.5. Kerangka Berpikir... IV-3 4.6. Instrumen Penelitian... IV-3 4.7. Metode Pengumpulan Data... IV-3 4.8. Metode Pengolahan Data... IV-4 4.9. Analisis Pemecahan Masalah... IV-6 V PENGUMPULAN DAN PENGOLAHAN DATA... IV-1 5.1. Pengumpulan Data... V-1 5.1.1. Data Permintaan Produk... V-1 5.1.2. Data Mesin... V-1 5.1.3. Uraian Proses Produksi... V-2 5.1.4. Data Pengukuran Waktu... V-4 5.1.5. Rating Factor dan Allowance... V-7 5.1.6. Kapasitas dan Waktu Setup Tiap Work Center... V-9 5.2. Pengolahan Data... V-9 5.2.1. Uji Keseragaman Data... V-9 5.2.2. Uji Kecukupan Data... V-15
DAFTAR ISI (LANJUTAN) BAB 5.2.3. Perhitungan Waktu Normal dan Waktu Standar.. V-16 5.2.4. Waktu Penyelesaian... V-19 5.2.5. Penjadwalan Aktual Perusahaan... V-21 5.2.6. Penjadwalan dengan Cross Entropy Genetic Algorithm... V-22 VI ANALISIS PEMECAHAN MASALAH... IV-1 6.1. Analisis Penjadwalan Produksi Tiang Pancang Kondisi Aktual Perusahaan... VI-1 6.2. Analisis Penjadwalan dengan Metode Cross Entropy-Genetic Algorithm... VI-2 6.3. Analisis Total Keterlambatan... VI-2 6.4. Analisis Parameter Performansi Penjadwalan... VI-4 6.4.1. Analisis Performansi dengan Efficiency Index (EI)... VI-4 6.4.2. Analisis Performansi dengan Relative Error (RE)... VI-4 VII KESIMPULAN DAN SARAN... VII-1 7.1. Kesimpulan... VII-1
DAFTAR ISI (LANJUTAN) BAB 7.2. Saran... VII-2 DAFTAR PUSTAKA
DAFTAR TABEL TABEL 1.1. Data Keterlambatan Pengiriman Produk Tahun 2015... I-2 1.2. Data Produksi PT Wijaya Karya PPB SUMUT Tahun 2015... I-5 2.1. Jumlah Tenaga Kerja PT. Wijaya Karya Beton... II-7 2.2. Jam Kerja Bagian Kantor pada PT Wijaya Karya Beton PPB SUMUT... II-8 2.3. Jam Kerja Shift Pagi dan Malam pada PT Wijaya Karya Beton PPB SUMUT... II-9 2.4. Bahan Baku Material Alam... II-11 2.5. Bahan Baku Material Industri... II-12 2.6. Bahan Tambahan Additive... II-12 3.1. Westinghouse Factors... II-19 5.1. Data Permintaan Tiang Pancang Bulan April 2016... V-1 5.2. Data Mesin Pembuatan Produk Tiang Pancang... V-1 5.3. Waktu Siklus untuk Tiang Pancang Tipe 40.A2.M.09.7.B... V-4 5.4. Waktu Siklus untuk Tiang Pancang Tipe 40.A2.B.10.7.B... V-5 5.5. Waktu Siklus untuk Tiang Pancang Tipe 40.B0.B.12.7.B... V-5
DAFTAR TABEL (Lanjutan) TABEL 5.6. Waktu Siklus untuk Tiang Pancang Tipe 45.A1.M.12.7.B... V-5 5.7. Waktu Siklus untuk Tiang Pancang Tipe 50.A1.M.10.7.B... V-6 5.8. Waktu Siklus untuk Tiang Pancang Tipe 50.A1.B.11.7.B... V-6 5.9. Waktu Siklus untuk Tiang Pancang Tipe 60.A1.M.09.7.B... V-7 5.10. Rating Factor dan Allowance Tiap Stasiun Kerja... V-8 5.11. Data Kapasitas dan Waktu Setup Tiap Work Center.. V-9 5.12. Uji Keseragaman Data untuk Tiang Pancang Tipe 40.A2.M.09.7.B... V-12 5.13. Uji Keseragaman Data untuk Tiang Pancang Tipe 40.A2.B.10.7.B... V-12 5.14. Uji Keseragaman Data untuk Tiang Pancang Tipe 40.B0.B.12.7.B... V-13 5.15. Uji Keseragaman Data untuk Tiang Pancang Tipe 45.A1.M.12.7.B... V-13 5.16. Uji Keseragaman Data untuk Tiang Pancang Tipe 50.A1.M.10.7.B... V-14
DAFTAR TABEL (Lanjutan) TABEL 5.17. Uji Keseragaman Data untuk Tiang Pancang Tipe 50.A1.B.11.7.B... V-14 5.18. Uji Keseragaman Data untuk Tiang Pancang Tipe 60.A1.M.09.7.B... V-15 5.19. Uji Kecukupan Data untuk PembuatanTiang Pancang... V-16 5.20. Perhitungan Waktu Standar... V-18 5.21. Data Kapasitas dan Waktu Setup Tiap Work Center.. V-20 5.22. Waktu Penyelesaian Tiap Job pada Tiap Work Center... V-20 5.23. Urutan Pekerjaan Produk Tiang Pancang... V-21 5.24. Makespan Penjadwalan Aktual Perusahaan... V-21 5.25. Perhitungan Makespan Penjadwalan CEGA Sampel X1... V-25 5.26. Perhitungan Makespan Penjadwalan CEGA Sampel X2... V-26 5.27. Perhitungan Makespan Penjadwalan CEGA Sampel X3... V-26 5.28. Perhitungan Makespan Penjadwalan CEGA Sampel X4... V-27
DAFTAR TABEL (Lanjutan) TABEL 5.29. Perhitungan Makespan Penjadwalan CEGA Sampel X5... V-27 5.30. Perhitungan Makespan Penjadwalan CEGA Sampel X6... V-28 5.31. Perhitungan Makespan Penjadwalan CEGA Sampel X7... V-28 5.32. Perhitungan Makespan Penjadwalan CEGA Sampel X8... V-29 5.33. Perhitungan Makespan Penjadwalan CEGA Sampel X9... V-29 5.34. Perhitungan Makespan Penjadwalan CEGA Sampel X10... V-30 5.35. Rekapitulasi Perhitungan Makespan Untuk Semua Sampel... V-31 5.36. Pengurutan Perhitungan Makespan... V-31 5.37. Pembangkitan Bilangan Random Penentuan Cross Over... V-37 5.38. Proses Cross Over... V-39 5.39. Hasil Cross Over... V-40 5.40. Penentuan Mutasi Pada Kromosom... V-41
DAFTAR TABEL (Lanjutan) TABEL 5.41. Proses Hasil Mutasi... V-43 5.42. Hasil Perhitungan Makespan Sampel X1... V-47 5.43. Hasil Perhitungan Makespan Sampel X2... V-47 5.44. Hasil Perhitungan Makespan Sampel X3... V-48 5.45. Hasil Perhitungan Makespan Sampel X4... V-48 5.46. Hasil Perhitungan Makespan Sampel X5... V-49 5.47. Hasil Perhitungan Makespan Sampel X6... V-49 5.48. Hasil Perhitungan Makespan Sampel X7... V-50 5.49. Hasil Perhitungan Makespan Sampel X8... V-50 5.50. Hasil Perhitungan Makespan Sampel X9... V-51 5.51. Hasil Perhitungan Makespan Sampel X10... V-51 5.52. Rekap Hasil Perhitungan Makespan Populasi Baru... V-52 6.1. Jenis Tiang Pancang yang Dipesan... VI-1 6.2. Keterlambatan Produk Bulan April 2016 Kondisi Aktual... VI-2 6.3. Keterlambatan Produk Bulan April 2016 Metode CEGA... VI-3
DAFTAR GAMBAR GAMBAR 2.1. Struktur organisasi PT Wijaya Karya Beton PPB SUMUT... III-6 3.1. Flowchart Algoritma Cross Entropy... III-26 3.2. Ilustrasi Prosedur PMX... III-34 4.1. Kerangka Konseptual Penelitian... IV-3 4.2. Block Diagram Pengolahan Data... IV-5 4.3. Flowchart Penjadwalan dengan Pendekatan Algoritma Cross Entropy-Genetic Algorithm... IV-8 5.1. Uji Keseragaman Data pada Work Center I Pembuatan Produk Tiang Pancang Tipe 40.A2.M.09.7.B... V-11
DAFTAR LAMPIRAN LAMPIRAN 1. Uraian Tugas dan Tanggung Jawab PT Wijaya Karya Beton PPB Sumut... L-1 2. Penentuan Rating factor dengan Menggunakan Metode Westinghouse... L-2 3. Allowance... L-3 4. Peta Kontrol Uji Keseragaman Data... L-4 5. Surat Permohonan Tugas Sarjana... L-5 6. Surat Penjajakan ke PT Wijaya Karya Beton PPB Sumut... L-6 7. Surat Keputusan tentang Surat Sarjana... L-7 8. Surat Balasan Permohonan Melakukan Riset Sarjana dari PT Wijaya Karya Beton PPB Sumut... L-8 9. Form Asistensi Tugas Sarjana Dosen Pembimbing I... L-9