BAB 2 LANDASAN TEORI 2.1. Pengukuran Waktu Pengukuran waktu adalah pekerjaan mengamati dan mencatat waktuwaktu kerjanya baik setiap elemen ataupun siklus. Teknik pengukuran waktu terbagi atas dua bagian yaitu secara langsung dan secara tidak langsung. Pengukuran secara langsung adalah pengukuran yang dilakukan secara langsung yaitu ditempat dimana pekerjaan yang bersangkutan dilaksanakan.dua cara yang termasuk didalamnya adalah cara jam henti dan sampling pekerjaan. Cara tidak langsung melakukan perhitungan waktu tanpa harus berada ditempat pekerjaan yaitu dengan membaca tabel-tabel yang tersedia asalkan mengetahui jalannya pekerjaan melalui elemen-elemen pekerjaan atau elemen-elemen gerakan. Lebih jauh lagi pengukuran waktu ditujukan juga untuk mendapatkan waktu baku penyelesaian pekerjaan, yaitu waktu yang dibutuhkan secara wajar untuk menyelesaikan suatu pekerjaan yang dijalankan dalam sistem kerja terbaik. Harap diperhatikan pengertian waktu baku ini kata-kata wajar, normal, dan terbaik. Ini dimaksudkan untuk menunjukkan bahwa waktu baku yang dicari bukanlah waktu penyelesaian yang diselesaikan secara tidak wajar atau terlampau cepat atau terlampau lambat.
12 Hal-hal yang dikerjakan selama pengukuran berlangsung adalah pengkuran pendahuluan. Tujuan melakukan pengukuran pendahuluan adalah untuk mengetahui berapa kali pengukuran harus dilakukan untuk tingkattingkat ketelitian dan keyakinan yang diinginkan. Tingkat-tingkat ketelitian dan keyakinan ini ditetapkan pada saat menjalankan langkah penetapan tujuan pengukuran. Untuk mengetahui berapa kali pengukuran harus dilakukan, dilakukan beberapa tahap pengukuran pendahuluan. Pengukuran pendahuluan pertama dilakukan dengan melakukan beberapa buah pengukuran yang banyaknya ditentukan oleh pengukur. Biasanya sepuluh kali atau lebih. Setelah pengukuran tahap pertama ini dijalankan, tiga hal harus mengikutinya yaitu menguji keseragaman data, menghitung jumlah pengukuran yang diperlukan, dan bila jumlah belum mencukupi dilanjutkan dengan pengukuran pendahuluan kedua. Jika tahap kedua selesai maka dilakukanlah ketiga hal yang sama seperti tadi, dimana bila perlu dilanjutkan dengan pengukuran pendahuluan tahap kedua. Begitu seterusnya sampai jumlah keseluruhan pengukuran mencukupi untuk tingkattingkat ketelitian dan keyakinan yang dikehendaki. Istilah pengukuran pendahuluan terus digunakan selama jumlah pengukuran yang telah dilakukan pada tahap pengukuran belum mencukupi. (Sutalaksana, 1979, p131-132).
13 2.2. Operation Process Chart Operation Process Chart (OPC) merupakan peta kerja yang mencoba mengambarkan urutan-urutan kerja dengan jalan membagi pekerjaan tersebut menjadi elemen-elemen operasi secara detail atau menggambarkan urutan kerja dari saat awal rakit (operasinya), inspeksi, penyimpanan dan hingga proses tersebut menjadi produk jadi. keseluruhan operasi kerja dapat digambarkan dari awal (raw material) sampai menjadi produk akhir (finished goods product) dan analisa perbaikan dari masing-masing operasi kerja secara individual maupun urutanurutannya secara keseluruhan akan dapat dilakukan. Menyediakan instruksi lengkap tentang bagaimana harus memproduksi komponen, termasuk spesifikasi untuk komponen ditambahkan dengan pengoperasian dan waktu inspeksi. OPC biasa digunakan untuk menganalisa operasi-operasi kerja suatu produk yang membutuhkan waktu beberapa menit per siklus kerjanya. Dari OPC ini dapat diperoleh manfaat: a. Alternatif-alternatif perbaikan prosedur dan tata cara kerja yang sedang dipakai. b. Data kebutuhan bahan baku dengan memperhitungkan efisiensi pada setiap elemen operasi kerja atau pemeriksaan. c. Aliran tata letak fasilitas kegiatan produksi dan aliran pemindahan bahan baku (material).
14 d. Data kebutuhan jenis proses atau mesin yang diperlukan dalam pelaksanaan operasi kerja dan penganggarannya. Aturan dasar untuk membuat OPC antara lain : Penomoran terhadap kegiatan operasi diberikan secara berurutan sesuai dengan urutan operasi yang diperlukan untuk pembuatan produk tersebut atau sesuai dengan proses yang terjadi. Material yang akan diproses diletakkan diatas garis horizontal yang akan menunjukkan bahwa material tersebut masuk ke dalam proses kerja. Adanya lambing-lambang dalam pembuatan OPC, yaitu pada proses, pada inspeksi, dan pada penyimpanan hingga produk itu menjadi barang jadi. Agar diperoleh gambar peta proses operasi yang baik, maka produk yang paling banyak memerlukan proses operasi harus dipetakan terlebih dahulu dan digambar pada garis vertical paling kanan sendiri. Adanya catatan ringkasan, agar kita dapat mengetahui berapa proses, berapa pemeriksaan, dan berapa penyimpanan yang dilakukan dalam membuat satu produk. 2.3. Penjadwalan Produksi Untuk jangka pendek, dalam rentang periode beberapa hari sampai beberapa bulan, perusahaan harus melakukan penjadwalan produksi untuk memenuhi order atau permintaan konsumen. Penjadwalan itu untuk
15 melaksanakkan rencana agregat dan jadwal induk produksi yang telah dibuat. Order aktual, dalam fase agregat, adalah dasar untuk penjadwalan sumber daya produksi (fasilitas, tenaga kerja, dan peralatan), kemudian pada setiap unit produksi untuk mendapatkan tingkat penggunaan optimal dari kapasitas yang ada atau tujuan lainnya. Dalam perencanaan agregat, peramalan permintaan untuk beberapa periode dipenuhi dengan kapasitas yang ada tanpa perincian lebih spesifik untuk setiap produk atau item yang diproduksi. Dalam penjadwalan produksi, pembebanan agregat ini harus dipecah pada masing-masing produk (item) dalam pembebanan dari jam, harian, atau mingguan, sampai bulanan di setiap unit produksi. Penjadwalan yang tidak efektif akan menghasilkan tingkat penggunaan yang rendah dari kapasitas yang ada. Fasilitas, tenaga kerja, dan peralatan akan menunggu (idle) untuk waktu tertentu, karena tidak ada jadwal. Sebagai akibatnya, biaya produksi membengkak. Ini dapat menurunkan efektifitas dan daya saing perusahaan. Meskipun kapasitas keseluruhan mungkin didesain agar biaya sumber daya minimal, penjadwalan yang tidak tepat dapat menyebabkan menurunnya tingkat pelayanan dan banyak hal lain secara tidak langsung.
16 2.3.1. Definisi Penjadwalan Secara umum, penjadwalan merupakan suatu proses dalam perencanaan dan pengendalian produksi yang merencanakan produksi serta pengalokasian sumber daya pada suatu waktu tertentu dengan memperhatikan kapasitas sumber daya yang ada. Menurut Kenneth R. Baker, penjadwalan (scheduling) didefinisikan sebagai proses pengalokasian sumber untuk memilih sekumpulan tugas dalam jangka waktu tertentu. Definisi ini dapat dijabarkan dalam dua arti yang berbeda. Pertama, penjadwalan merupakan sebuah fungsi pengambilan keputusan dalam menentukan jadwal yang paling tepat. Kedua, penjadwalan merupakan teori yang berisi kumpulan prinsip, model, teknik, dan konklusi logis dalam proses pengambi!an keputusan. Keputusan yang dibuat dalam penjadwalan meliputi pengurutan pekerjaan (sequencing), waktu mulai dan selesai pekerjaan (timing), urutan operasi untuk suatu pekerjaan (routing). Masalah penjadwalan selalu berkaitan dengan pengurutan produksi (sequencing) yang didefinisikan sebagai penentuan urutan-urutan kedatangan dan bermacam-macam pekerjaan yang harus diselesaikan dalam jangka waktu tertentu. Masalah penjadwalan seringkali muncul jika terdapat sekumpulan tugas secara bersamaan, sedangkan peralatan yang dimiliki terbatas. Untuk membuat suatu penjadwalan maka masukan yang dibutuhkan untuk membuatnya adalah mencakup jenis dan banyaknya pekerjaan yang
17 akan diproses, urutan ketergantungan antar operasi atau proses produksinya, waktu proses untuk masing-masing operasi, serta fasilitas lainnya yang dibutuhkan oleh setiap operasi. Dari masukan tersebut, maka penjadwalan yang akan dihasilkan adalah berupa urutan-urutan pekerjaan yang akan dijadwalkan. Dalam membuat penjadwalan yang baik, suatu perusahaan membutuhkan suatu perencanaan dan pengendalian produksi agar fasilitas yang digunakan untuk memproduksi dapat digunakan secara efektif dan efisien. Perencanaan dan pengendalian produksi yang dibutuhkan untuk proses penjadwalan sebagai berikut : a. Membuat suatu daftar pesanan yang datang dengan memperhitungkan kapasitas produksinya. b. Sebelum pesanan dari konsumen diproduksi, maka terlebih dahulu memeriksa ketersediaan bahan bakunya. c. Menentukan batas waktu (due date) untuk setiap pekerjaan yang ada, dan melakukan pengawasan secara langsung saat produksi. d. Dari semua aktifitas produksi yang berjalan baru kemudian membuat laporannya sebagai feedback. e. Dilakukan pengawasan terhadap efisiensi produk yang berjalan. 2.3.2. Peranan Penjadwalan dan Pengaruhnya Penjadwalan adalah suatu proses pengambilan keputusan yang memainkan peranan sangat penting dalam dunia industri manufaktur maupun
18 jasa. Penjadwalan dapat digunakan dalam pengadaan (procurement) dan produksi (production), dalam transportasi dan distribusi, serta dalam pemprosesan informasi dan komunikasi. Penjadwalan dalam perusahaan biasanya menggunakan teknik matematika atau metode heuristic yang biasanya digunakan untuk mengalokasikan sumber daya yang terbatas kepada tugas-tugas yang ada. Alokasi sumber daya yang tepat memungkinkan perusahaan untuk mengoptimalkan dan mencapai tujuannya. Sumber daya tersebut dapat berupa mesin-mesin di lantai produksi, landasan di bandara udara, atau tahap-tahap dalam proyek konstruksi. Setiap tugas mempunyai suatu level prioritas yang berbeda, waktu memulai pekerjaan yang tercepat dan memungkinkan, serta batas waktu (due date). Sedangkan, tujuan yang ingin dicapai bermacammacam seperti meminimumkan waktu penyelesaian semua pekerjaan atau meminimumkan jumlah tugas yang terlambat, mengurangi waktu menganggur dan lain sebagainya. 2.3.3. Fungsi Penjadwalan Perkembangan dunia usaha yang semakin maju dan tingkat persaingan yang semakin ketat, membangkitkan kesadaran para pengusaha untuk bekerja lebih keras dalam mengelola perusahaannya. Perusahaan dalam menghasilkan suatu produk tertentu tidak lepas dari kegiatan pengontrolan proses produksi itu sendiri. Proses produksi merupakan faktor yang sangat penting dalam
19 usaha untuk mengelola bahan baku menjadi barang jadi. Selain itu, proses produksi ini juga berhubungan erat dengan penjadwalan produksi yang akan digunakan dalam proses produksi. Fungsi penjadwalan didalam sebuah sistem produksi sangat penting, dimana fungsi tersebut harus dapat berinteraksi dengan fungsi-fungsi lainnya. Interaksi ini bergantung pada sistem yang ada dalam perusahaan, biasanya dapat melalui jaringan komputer maupun dapat diputuskan melalui rapat. Dalam hal ini, lantai produksi bukanlah satu-satunya bagian dari organisasi yang turut menentukan proses penjadwalan. Proses penjadwalan dipengaruhi oleh perencanaan produksi yang menangani jangka waktu menengah dan jangka panjang keseluruhan perusahaan. Proses ini bertujuan untuk mengoptimalkan komposisi produk yang akan dihasilkan oleh perusahaan dan alokasi sumber daya dalam jangka panjang berdasarkan inventori, peramalan permintaan dan kebutuhan akan sumber daya. Keputusan-keputusan yang diambil pada level perencanaan yang lebih tinggi dapat memberikan dampak secara langsung pada proses penjadwalan tersebut. Penjadwalan produksi memiliki beberapa fungsi dalam sistem produksi, aktivitas-aktivitas fungsi tersebut adalah sebagai berikut : 1. Loading (pembebanan) Bertujuan mengkompromikan antara kebutuhan yang diminta dengan kapasitas yang ada. Loading ini untuk menentukan fasilitas, operator, dan peralatan.
20 2. Sequencing (penentuan urutan) Bertujuan membuat prioritas pengerjaan dalam pemrosesan order-order yang masuk. 3. Dispatching Pemberian perintah-perintah kerja ke tiap mesin atau fasilitas lainnya. 4. Pengendalian kinerja penjadwalan, dengan cara : a. Memonitor perkembangan pencapaian pemenuhan order dalam semua sektor. b. Merancang ulang sequencing, bila ada kesalahan atau ada prioritas utama baru. 5. Updating Schedules Pelaksanaan jadwal biasanya selalu ada masalah baru yang berbeda dari saat pembuatan jadwal, maka jadwal harus segera di-update bila ada permasalahan baru yang memang perlu diakomodasi. 2.3.4. Tujuan Penjadwalan Penjadwalan mempunyai beberapa tujuan, yaitu : 1. Meningkatkan produktivitas mesin, yaitu dengan mengurangi waktu menganggur. 2. Mengurangi persediaan barang setengah jadi (work in process inventory) untuk mengurangi biaya penyimpanan dengan jalan mengurangi jumlah
21 rata-rata pekerjaan yang menunggu dalam antrian suatu mesin karena mesin terlalu sibuk. 3. Mengurangi waktu keterlambatan karena batas waktu (due date) telah dilampaui dengan cara mengurangi maksimum keterlambatan maupun dengan mengurangi jumlah pekerja yang terlambat. 4. Meminimasi ongkos produksi 5. Pemenuhan due date karena dalam kenyataannya apabila terjadi keterlambatan pemenuhan due date yang telah ditetapkan dapat dikenakan suatu denda atau penalty. Dengan adanya penjadwalan berarti tujuan-tujuan yang ingin dicapai oleh suatu perusahaan yang pastinya akan lebih menguntungkan bagi perusahaan. Tujuan dari adanya penjadwalan adalah mengurangi waktu keterlambatan suatu pekerjaan dari batas waktu yang telah ditentukan agar dapat memenuhi batas waktu (due date) yang telah disetujui dengan pihak konsumen, mengurangi persediaan barang setengah jadi dengan cara mengurangi jumlah rata-rata tugas yang menunggu dalam antrian suatu mesin. Dengan adanya penjadwalan maka perusahaan berusaha untuk dapat meningkatkan sumber daya yang ada dalam perusahaan tersebut, sehingga dapat meningkatkan produktifitas mesin dan mengurangi waktu menganggur dari sumber daya seperti manusia, peralatan, dan fasilitas yang akan digunakan untuk kegiatan proses produksi.
22 Dengan adanya penjadwalan yang baik, maka produktifitas mesin semakin meningkat dan dapat mengurangi waktu menganggur, sehingga secara tidak langsung perusahaan dapat mengurangi ongkos produksi dan mengurangi waktu keterlambatan dalam penyelesaian atau pengiriman pesanan. Jika perusahaan dalam memenuhi pesanan konsumen tepat waktu, maka hal ini dapat menjadi nilai tambah bagi perusahaan dalam hal pelayanan (service). Jika tujuan penjadwalan tersebut dapat tercapai, maka dapat juga memberikan keuntungan dan strategi bagi perusahaan dalam menjaga hubungan dengan pelanggan. Menurut Baker, jika makespan suatu penjadwalan adalah konstan maka urutan kerja yang tepat akan menurunkan flow time dan rataan work in process. 2.3.5. Permasalahan Penjadwalan Produksi Masalah penjadwalan sering kali muncul jika terdapat sekumpulan tugas yang harus ditetapkan harus dikerjakan terlebih dahulu, bagaimana urutan kerja dan tugas-tugas yang berikutnya, serta pengalokasian tugas pada mesin sehingga diperoleh suatu proses yang terjadwal. Pada umumnya persoa!an penjadwalan ini dipecahkan dengan sendirinya menurut kebiasaan tanpa memberikan perhatian yang lebih besar sehingga pemecahan persoalan dengan suatu teknik baru akan lebih mudah dan lebih menguntungkan. Cara yang umum dilakukan adalah cara yang
23 didasarkan pada FCFS (First Come First Serve), sehingga tugas yang datang lebih dahulu akan dilayani lebih awal daripada tugas yang datang kemudian. Dengan dilakukannya pengurutan pekerjaan terlebih dahulu maka diharapkan dapat memenuhi tujuan dari diadakannya penjadwalan, yaitu mengurangi waktu keterlambatan dari batas waktu yang telah ditetapkan oleh konsumen. Dengan demikian, perusahaan dapat lebih meningkatkan kegunaan dari sumber daya yang ada dalam perusahaan secara optimal, sehingga produktifitas mesin dapat meningkatkan dan mengurangi waktu menganggur. 2.3.6. Klasifikasi Penjadwalan Penjadwalan produksi dapat berbeda-beda dilihat dari kondisi yang mendasarinya. Beberapa model penjadwalan sering terjadi di dalam proses produksi berdasarkan beberapa keadaan antara lain : 1. Berdasarkan mesin yang dipergunakan dalam proses a. Penjadwalan pada mesin tunggal (single machine shop) b. Penjadwalan pada mesin jamak atau pararel (m machine) Lingkungan model mesin tunggal sangatlah sederhana dan merupakan kasus khusus dari model lingkungan yang lain. Pemecahannya dapat diperoleh dari model mesin tunggal, tidak hanya memberikan wawasan terhadap lingkungan model mesin tunggal, akan tetapi dapat menjadi dasar bagi pemecahan masalah pada lingkungan model mesin yang lebih rumit (mesin jamak atau pararel).
24 2. Berdasarkan pola aliran proses a. Flow Shop Proses produksi dengan aliran flow shop berarti proses produksi dengan pola aliran identik dari satu mesin ke mesin lain. Walaupun pada flow shop semua tugas akan mengalir pada jalur produksi yang sama, yang sangat biasa dikenal sebagai pure flow shop, tetapi dapat pula berbeda dalam dua hal. Pertama, jika flow shop dapat menangani tugas yang bervariasi. Kedua, jika tugas yang datang ke dalam flow shop tidak harus dikerjakan pada semua jenis mesin. Jenis flow seperti ini disebut general flow shop. Gambar 2.1. Aliran Flow Shop b. Job Shop Proses produksi dengan aliran job shop berarti proses produksi dengan pola aliran atau rute proses pada tiap mesin yang spesifik untuk setiap pekerjaan, dan mungkin berbeda untuk tiap job. Akibat aliran proses yang tidak searah ini, maka setiap job yang akan diproses pada satu mesin dapat merupakan job yang baru atau job dalam proses, dan job
25 yang keluar dari suatu mesin dapat merupakan job tadi atau job dalam proses. Gambar 2.2. Aliran Job Shop 3. Berdasarkan pola aliran kedatangan job a. Penjadwalan Statis Pengurutan pekerjaan terbatas pada pesanan yang ada atau datang secara bersamaan dan siap untuk dikerjakan pada mesin yang tidak bekerja (menganggur). Dengan demikian, pekerjaan yang baru tidak akan mempengaruhi pengurutan pekerjaan yang telah dibuat. b. Penjadwalan Dinamis Pengurutan pekerjaan, dimana proses kedatangan pekerjaan tersebut tidak menentu baik itu dari jumlah maupun kedatangannya. 4. Berdasarkan sifat informasi yang diterima a. Penjadwalan Deterministik Informasi yang diperoleh sudah diketahui dengan pasti, misalnya indormasi tentang pekerjaan dan mesin seperti waktu kedatangan dan waktu prosesnya.
26 b. Penjadwalan Stokastik Informasi yang diperoleh belum diketahui dengan pasti, oleh karena itu perlu memperkirakannya dengan menggunakan distribusi probabilitas. 5. Berdasarkan product positioning a. Make to Order Jumlah dan jenis produk yang dibuat berdasarkan permintaan dari konsumen, biasanya salah satu tujuannya adalah untuk mengurangi biaya simpan. b. Make to Stock Jumlah dan jenis produk terus-menerus dibuat untuk disimpan sebagai persediaan (inventory). 2.3.7. Aturan Prioritas Aturan prioritas (priority rule) adalah aturan dalam proses penjadwalan produksi yang digunakan untuk menentukan pekerjaan mana yang harus dikerjakan terlebih dahulu. Aturan prioritas ini berguna untuk membantu dalam menyusun penjadwalan dalam usaha untuk mencapai tujuan penjadwalan, yaitu meminimasi keterlambatan (due date) dan meningkatkan utilitas dari mesin. Beberapa aturan prioritas yang paling banyak digunakan antara lain adalah :
27 1. Slack Suatu aturan dimana urutan pengerjaan job yang memiliki selisih watu batas penyelesaian akhir dengan waktu proses yang tercepat akan dikerjakan terlebih dahulu. 2. CR (Critical Ratio) Aturan ini akan mengurutkan pekerjaan dengan menghitung waktu sisa sampai dengan batas waktu pengerjaannya. 3. SPT (Short Processing Time) Suatu aturan, dimana urutan pengerjaan job yang memiliki waktu proses yang paling kecil yang akan dikerjakan terlebih dahulu. 4. LPT (Longest Processing Time) Aturan ini bertolak belakang dengan SPT yaitu mengerjakan job berdasarkan urutan waktu proses dari yang paling besar atau yang paling lama. 2.3.8. Algoritma Branch and Bound Pada algoritma ini, problem digambarkan dalam bentuk diagram pohon dimana masing-masing cabang menggambarkan urutan parsial. Untuk menentukan bagian mana yang menjadi cabang, dihitung make-span terendah (lower bound) dari masing-masing cabang. Besarnya lower bound untuk make-span untuk semua job diperkirakan sebagai berikut.
28 Misalkan n job (1, 2, 3 n) dan masing-masing job diproses pada tiga mesin, yaitu M1, M2, dan M3 pada urutan yang sama. Lower bound dari make-span untuk semua job dihitung sebagai berikut. n 1. L1 t i, M1 t n, M2 t n,m3 t1 2. L2 t1, M1 t i, M2 t n,m3 n t1 n 1 i, M3 t1 3. L3 t, M1 t1, M2 t Untuk menentukan lower bound tiap-tiap cabang, misalkan untuk tiaptiap cabang terdapat urutan Jr, yaitu berisi sub set tertentu r job dari n job yang ada. Didefinisikan TM1 (Jr), TM2 (Jr), dan TM3 (Jr) sebagai waktu di M1, M2, dan M3 untuk penyelesaian job terakhir pada urutan Jr. Maka lower bound make-span untuk semua jadwal yang dapat dimulai dengan urutan Jr adalah : TM1(Jr) LB(Jr) maxtm2(jr) TM3(Jr) jr jr jr t i i i 3 t 1 min t i2 t 2 min t i3 t i3