EVALUASI SISTEM PRODUKSI PADA PEMENUHAN PESANAN DENGAN SIMULASI KEJADIAN DISKRIT: STUDI KASUS PADA INDUSTRI KAROSERI Nadiya Firma Zulfana 1), Nurhadi Siswanto 1) dan Dewanti Anggrahini 1) 1) Jurusan Teknik Industri, Institut Teknologi Sepuluh Nopember Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111 Indonesia e-mail: siswanto@ie.its.ac.id ABSTRAK Tingkat pemenuhan pesanan yang berhasil dipenuhi dalam jangka waktu tertentu mengalami waktu tunggu yang tinggi. Lamanya proses pemenuhan pesanan dalam sistem produksi (Time in System) disebabkan oleh terjadinya bottleneck di stasiun kerja, akibatnya material tidak bisa segera diproses. Penelitian ini bertujuan untuk melakukan evaluasi terhadap sistem produksi PT. X dalam pemenuhan pesanan. Penelitian ini dilakukan untuk mencari skenario terbaik pemecahan masalah dengan simulasi kejadian diskrit. Level inventori yang terlalu tinggi dapat menimbulkan pemborosan dalam penggunaan rak, sehingga skenario yang akan dilakukan adalah melakukan penambahan fasilitas untuk memenuhi pesanan konsumen sehingga throughput semakin meningkat. Hasil simulasi yang dilakukan adalah menambah fasilitas Rakit Pintu, Rakit Kusen, dan Mesin Potong Aluminium. Adapun skenario perbaikan layout dilakukan dengan metode Systematic Layout Planning untuk memberikan gambaran penambahan fasilitas yang dilakukan dengan pengaturan fasilitas yang optimal. Kata kunci: simulasi kejadian diskrit, systematic layout planning, throughput, time in system. PENDAHULUAN Industri karoseri sebagai sub sektor industri otomotif dihadapkan pada persaingan pasar dan basis produksi. Asosiasi Karoseri Indonesia (Askrindo) sudah meminta pengusaha anggota melakukan efisiensi dengan tetap bahkan meningkatkan kualitas produk agar bisa memenangkan persaingan pasar. Produk dalam negeri mampu menembus pasar internasional, menyusul tren membaiknya bisnis industri otomotif. Sejalan dengan hal itu, jumlah perusahan karoseri nasional terus bertambah dan kini sudah mencapai 600 perusahaan. Bertambahnya jumlah produsen dan masih banjirnya produk impor, maka pangsa pasar akan semakin mengecil. Bila pada pada 2012 pertumbuhan bisnis industri karoseri sebesar 17 persen, maka pada 2013 ini diperkirakan hanya di kisaran 14-15% (Indonesia, 2013). PT. X adalah perusahaan yang bergerak di bidang konstruksi kendaraan karoseri untuk niaga. Perusahaan tengah berusaha meningkatkan efisiensi dan produktivitas demi menciptakan value yang lebih tinggi bagi pasar dalam hal ini konsumen. Perusahaan ini bersifat job shop sehingga hanya memproduksi sesuai dengan pesanan dari pasar. Permintaan produk yang customize dalam berbagai spesifikasi tertentu, membuat perusahaan harus memiliki perencanaan yang memadai. Komitmen perusahaan yang diberikan kepada pasar meliputi A-13-1
penghematan biaya dan waktu, mobil box dapat cepat beroperasi, serta memiliki value yang tertinggi karena kualitas bahan dan harga (Key, 2014). Produk yang dihasilkan oleh PT. X pada umumnya adalah aluminum box. Sejalan dengan berkembangnya kebutuhan konsumen. Variasi produk semakin bermacam-macam dengan berbagai macam spesifikasi dan ukuran. Variasi jenis produk dikategorikan menjadi 6 macam produk yaitu, Light Truck 4 Roda, Light Truck 4 Roda Long, Light Truck 6 Roda, Light Truck 6 Roda Long, L 300, Mobil kecil dan Tronton. Permasalahan yang terjadi pada PT. X adalah terjadi penumpukan material bahan baku yang belum diproses. Tingkat pemenuhan order yang berhasil dipenuhi dalam jangka waktu tertentu mengalami waktu tunggu yang bervariasi pula. Gambar 1.2 menunjukkan lamanya pemenuhan pesanan di PT. X. Selain itu, penumpukan material terjadi karena material tersebut menunggu untuk diproses. Kedatangan material tersebut membutuhkan ruang atau tempat penyimpananan, sedangkan perusahaan tidak memiliki gudang untuk menyimpan material. Penempatan material berada pada area produksi, sehingga barang setengah jadi juga menempati area yang sama. Peningkatan produksi dapat memicu permasalahan seperti kekurangan tempat penyimpanan maupun area perakitan box yang membutuhkan area yang luas. Berdasarkan uraian yang telah dipaparkan, maka diperlukan upaya untuk mengkaji dan mengevaluasi sistem produksi PT. X agar dapat mencapai target produksi dan dapat meminimalkan penumpukan material. Pendekatan yang dilakukan adalah dengan melakukan simulasi sistem produksi PT. X. Model yang dibangun nantinya akan dibuat skenario perbaikan yang nantinya dapat digunakan untuk mendapatkan hasil yang terbaik. METODE Penelitian ini dilakukan secara garis besar terdiri atas empat tahap, yaitu penelitian pegumpulan data, pengolahan data dengan pembuatan simulasi serta evaluasi layout lantai produksi. Tahap Penelitian pendahuluan dilakukan dengan identifikasi kondisi lapangan, permasalahan, serta pengumpulan data relevan PT. X. Kegiatan tersebut dilakukan dengan cara wawancara dengan pihak PT. X dan observasi lantai produksi. Tahap Pengolahan Data Pada tahap ini akan dilakukan pembuatan model analitis yang dijadikan dasar dalam simulasi. Model yang dibuat kemudian dilakukan verifikasi dan validasi sebelum melakukan eksperimen. Beberapa alternatif skenario perbaikan dibuat untuk melakukan perbandingan hasil simulasi. 1. Data order (pesanan) pada bulan Januari 2014, data ini digunakan sebagai waktu antar kedatangan entitas yang masuk dalam sistem produksi. Sistem produksi akan berjalan apabila ada order yang masuk ke dalam sistem. 2. Peta Proses Operasi (OPC) meliputi urutan proses produksi. Data ini akan digunakan untuk menentukan urutan proses produksi yang dibuat dalam simulasi. 3. Jumlah jam kerja, operator maupun karyawan memiliki jam kerja 8 jam per hari. 4. Layout awal lantai produksi, meliputi gambaran tata letak fasilitas lantai produksi. Lantai produksi terdiri dari Hall A dan Hall B. 5. Jumlah sumber daya yang ada di lantai produksi, meliputi jumlah operator dan jumlah kapasitas rak. 6. Jarak antar stasiun kerja, meliputi jarak antar fasilitas produksi. A-13-2
HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil pembuatan model simulasi kemudian dilakukan validasi dan verifikasi. Validasi dilakukan untuk memastikan model yang dibuat sesuai dengan tujuan dan melihat seberapa besar tingkat kepercayaan yang diberikan terhadap model yang dibuat. Metode validasi yang digunakan adalah melakukan uji statistik Welch confidence interval dengan tingkat kepercayaan 95%. Replikasi ke- Tabel 1 Perhitungan Banyaknya Replikasi Output Simulasi Replikasi (Real) ke- Terpenuhi Pesanan 1 5 1 6 2 5 2 2 3 5 3 4 5 4 5 5 5 6 5 6 7 6 7 8 6 8 9 5 9 10 6 10 Mean 5.3 Mean 4 Standar deviasi 0.48 Standar deviasi 2.83 Variansi 0.2 Variansi 8.00 Hipotesis awal adalah bahwa throughput simulasi sama dengan throughput kondisi eksisting, atau ouput model dengan replikasi sebanyak 10 kali. Sedangkan untuk output kondisi eksisting diambil data produk jadi pada tanggal 10 Februari 2014 sebanyak 6 unit dan tanggal 18 Februari sebanyak 2 unit. Persamaan hipotesis ditulis sebagai berikut. : = 0 : 0 + ( 1) + ( 1) = [0.02 + 4] 0.00006 + 16 = 1.01 1 0.48 h =, / + =,. / 10 + 2.83 = (12.7)(2.01) = 25.47 2 ( ) h ( ) + h (5.3 4) 25.47 (5.3 4) + 25.47 24.17 26.77 Karena nilai 0 pada hipotesa awal berada pada rentang dengan tingkat kepercayaan 95%, maka keputusannya adalah terima H0 bahwa sama dengan 0. A-13-3
Dengan demikian model tersebut dapat dikatakan valid karena tidak terdapat perbedaan yang signifikan antara model dengan kondisi eksisting. Berdasarkan simulasi kondisi eksisting maka dapat diketahui usulan perbaikan pada obyek amatan. Perbaikan dilakukan untuk mengurangi waktu tunggu proses / waiting time dan meningkatkan jumlah konsumen yang dilayani. Parameter yang diukur meliputi (Altinkilinc, 2004). Persentase jumlah produksi ( throughput) selesai yang didapat dari modul Record pada model Order. Rata-rata waktu yang dihabiskan dalam sistem (Time in System) yang didapat dari modul Record pada model Order. Rata-rata kebutuhan rak material yang didapat dari work in process (WIP) modul Process pemotongan Aluminium pada model Proses Produksi. Tabel 2 Output Simulasi Kondisi Eksisting Replikasi Throughput Time in System (jam) Jumlah Rak (unit) 1 5 46.38 60 2 5 46.77 68 3 5 51.67 64 4 5 48.20 68 5 5 37.53 68 6 5 47.71 62 7 6 44.26 67 8 6 52.44 68 9 5 35.25 68 10 6 48.52 65 Mean 5.3 45.87 65.8 Standar deviasi 0.48 5.56 2.94 Variansi 0.2 31.0 8.6 Dalam running model simulasi pada penelitian ini dilakukan 2 kelompok alternatif yaitu alternatif perubahan layout dan alternatif perubahan sumber daya produksi di lantai produksi PT. X. Berikut dua skenario perbaikan sumber daya yang direkomendasikan untuk sistem. Sistem dijalankan dengan replication length 12 hari. Tabel 2 menunjukkan hasil output simulasi. Dari Tabel 1, hasil running model simulasi, dapat diketahui throughput, time in system dan jumlah rak. Jumlah replikasi yang dijalankan menghasilkan rata-rata throughput 5 unit per 12 hari kerja. Sedangkan time in system untuk suatu produk yang dihasilkan memiliki rata-rata 45.87 jam. Sedangkan jumlah eksisting yang digunakan sebanyak 66 (pembulatan ke atas). Terdapat beberapa aktivitas yang menyebabkan terjadinya bottleneck dilihat dari ratarata waktu tunggu dan jumlah antrian yang bernilai cukup tinggi. Sehingga untuk melakukan perbaikan aktivitas yang kritis dilakukan perbaikan terhadap masalah yang menyebabkan terjadinya bottleneck dengan diagram Pareto. Diagram Pareto adalah serangkaian seri diagram A-13-4
batang yang menggambarkan frekuensi atau pengaruh dari proses/keadaan/masalah (Montgomery et al., 2009). Tabel 3 Aktivitas dengan Rata-Rata Waktu Tunggu Tertinggi Aktivitas Rata-Rata Waktu Tunggu (Jam) Cumulative Count % Cumulative Proses Pemotongan SA 35.85 35.85 6.87 Proses Pemotongan Kusen Bawah 34.87 70.72 13.54 Proses Pemotongan AA 34.18 104.90 20.09 Proses Pemotongan AA 2 33.99 138.89 26.59 Proses Pemotongan DD 33.29 172.18 32.97 Proses Pemotongan KA 32.14 204.32 39.12 Proses Pemotongan RP2 31.59 235.91 45.17 Proses Pemotongan RP1 31.25 267.16 51.16 Rakit Kusen 30.97 298.13 57.09 Proses Pemotongan Kell Atap1 30.52 328.65 62.93 Proses Pemotongan Alas 29.68 358.33 68.61 Rakit Pintu 27.67 386.00 73.91 Proses Pemotongan KS 26.26 412.26 78.94 Proses Pemotongan Tiang 24.76 437.02 83.68 Berdasarkan Gambar 1 menunjukkan bahwa 80% waktu tunggu rata-rata aktivitas yang menyebabkan bottleneck adalah aktivitas pemotongan Siku Atap, Kusen Bawah, Angin-Angin, Angin-Angin 2, Dinding, Kusen Atas, Rel Pendek, Rel Panjang. Adapun aktivitas perakitan yang menyebabkan waktu proses lama adalah Rakit Kusen. Sehingga aktivitas pada kedua departemen tersebut perlu dikendalikan. Berdasarkan output simulasi tersebut akan dilakukan eksperimen pembuatan skenario perbaikan melalui peningkatan throughput, penurunan time in system dan optimalisasi jumlah rak material yang digunakan. Gambar 1. Diagram Pareto Rata-Rata Waktu Tunggu Pesanan pada Sistem Produksi PT. X A-13-5
Perbaikan dilakukan dengan melakukan beberapa eksperimen skenario perbaikan untuk mengatasi masalah di sistem produksi PT. X. Untuk mengantisipasi fluktuasi jumlah pesanan (order) yang timbul, perlu dilakukan antisipasi terhadap kebutuhan material, ruang yang tersedia dan kesiapan sumber daya yang ada. Skenario 1 Skenario 1 adalah skenario perbaikan dengan menambah fasilitas Departemen Rakit Kusen. Penambahan fasilitas tersebut untuk mempercepat proses produksi komponen Kusen. Selain itu, dilakukan penambahan operator potong untuk mempercepat pemotongan aluminium. Penambahan lini fasilitas area untuk Rakit Kusen ditambahkan ke dalam model skenario 1. Material yang datang dari proses pemotongan ke Rakit Kusen ini menunggu semua komponen lengkap untuk dirakit menjadi Kusen. Material tidak dapat segera diproses karena menunggu kelengkapan material, sehingga proses perakitan harus dipercepat dengan penambahan lini Rakit Kusen tersebut. Jumlah operator yang menangani perakitan di satu lini ada 2 orang operator. Untuk lini yang baru ditambah satu operator dengan bantuan 1 operator di lini Rakit Kusen eksisting. Pembagian tugas atau beban kerja di masing-masing lini Rakit Kusen dibuat sama. Skenario 2 Skenario 2 sama dengan skenario 1 yang menambah fasilitas Rakit Pintu. Penambahan fasilitas meliputi menambah tool/jig yang digunakan untuk merakit komponen serta penambahan operator. Penambahan meliputi 1 unit tool/jig serta 1 operator Rakit Pintu. Kedatangan material dari proses pemotongan masuk ke dalam Area Sub Assembly Kusen. Sama halnya dengan penambahan lini di Rakit Kusen. Penambahan operator untuk melakukan proses perakitan Pintu sebanyak satu operator yang dibantu dengan satu operator dari Rakit Pintu eksisting. Selain itu dilakukan penambahan resource untuk pemotongan aluminium dan finishing. Evaluasi layout dilakukan dengan membandingkan layout yang ada dengan kriteria evaluasi dengan melakukan minimasi total perkalian antara jarak perpindahan, biaya dan frekuensi (Heragu, 2006). Keterangan: cij = biaya untuk memindahkan 1 unit load material dari i ke j dij = jarak perpindahan dari i ke j fij = jumlah frekuensi perpindahan dari i ke j Biaya yang dikeluarkan diasumsikan sebesar Rp 1 per satuan jarak pergerakan. Berdasarkan perkalian antara jarak dan frekuensi perpindahan yang dilakukan, maka jumlah biaya yang dikeluarkan ditunjukkan sebesar Rp5.186. Selanjutnya untuk mengevaluasi layout optimal PT. X dilakukan running software BLOCPLAN yang menunjukkan hubungan antar fasilitas di lantai produksi PT. X. Pada fasilitas Rak Plat Besi memiliki hubungan biasa (ordinary) dengan Rak Aluminium. Sehingga kemungkinan untuk menempatkan kedua fasilitas tersebut saling berdekatan. A-13-6
Gambar 2. Usulan Layout Berdasarkan Software BLOCPLAN Berdasarkan Gambar 2, hasil running software BLOCPLAN menunjukkan layout area kerja yang diperoleh berdasarkan hubungan antar fasilitas. Untuk area bangunan yang sifatnya tetap seperti Gudang Bahan Pembantu dan Area Finishing tetap di posisi yang sama dengan kondisi eksisting. KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan dari hasil penelitian ini adalah sebagai berikut: 1. Berdasarkan kondisi eksisting di lantai produksi tersebut lama pemenuhan order (time in system) rata-rata 45 jam untuk 1 unit produk Aluminium Box 4 Roda S11. Rata-rata throughput 5 unit per 12 hari kerja. Jumlah rata-rata rak ada 67 unit. 2. Berdasarkan model simulasi yang dibuat mempertimbangkan antara logika order dan kedatangan material. Berdasarkan skenario 1 perbaikan di lantai produksi tersebut lama pemenuhan order (time in system) rata-rata 42.63 jam untuk 1 unit produk Aluminium Box 4 Roda S11. Rata-rata throughput 7 unit per 12 hari kerja. Jumlah rata-rata rak ada 62 unit. Berdasarkan skenario 2 perbaikan di lantai produksi tersebut lama pemenuhan order (time in system) rata-rata 32.32 jam untuk 1 unit produk Aluminium Box 4 Roda S11. Rata-rata throughput 11 unit per 12 hari kerja. Jumlah rata-rata rak ada 61 unit. 3. Rekomendasi perbaikan berdasarkan hasil simulasi adalah menerapkan skenario 2 untuk menambah fasilitas Rakit Pintu, Rakit Kusen, Mesin Potong Aluminium dan operator finishing yang diinvestasikan untuk penambahan fasilitas memiliki manfaat sebesar 34.16 Rupiah. Untuk memperbaiki hasil penelitian ini, maka sarannya adalah: 1. Untuk Perusahaan sebaiknya mempertimbangkan penambahan jig/tool tambahan untuk perakitan Kusen agar proses perakitan menjadi lebih cepat. 2. Perusaaan sebaiknya mempertimbangkan kebutuhan rak untuk material hasil potong sesuai dengan atribut produk agar dapat diidentifikasi dengan mudah. A-13-7
3. Perusahaan sebaiknya mempertimbangkan untuk mengubah layout lantai produksi sesuai dengan layout usulan agar mempermudah aktivitas proses produksi dan mengurangi pergerakan operator atau material. 4. Perancangan model simulasi untuk skenario perbaikan sebaiknya mempertimbangkan untuk penggunaan jig/tool baru dengan melakukan uji coba waktu penyelesaian dengan jig/tool yang akan digunakan. 5. Pemilihan skenario model simulasi dapat mempertimbangkan biaya investasi jangka panjang dari penambahan fasilitas skenario perbaikan. DAFTAR PUSTAKA Altinkilinc, M. (2004). Simulation-based layout planning of a production plant. Paper presented at the Simulation Conference, 2004. Proceedings of the 2004 Winter. Heragu, S. S. (2006). Facilities design: iuniverse. Indonesia, T. (2013, 8 April 2014). Karoseri Cina Banjiri Indonesia. Retrieved 1 April 2014, from http://transportasiindonesia.com/karoseri_china_banjiri_indonesia_berita195.html Kelton, W. D., & Law, A. M. (2000). Simulation modeling and analysis: McGraw Hill Boston, MA. Key, F. P. (2014). Wawancara Perkembangan Bisnis Karoseri. Montgomery, D. C., Runger, G. C., & Hubele, N. F. (2009). Engineering statistics: John Wiley & Sons. A-13-8