Jurusan Teknik Industri Semester Gasal 2014/2015 Interaksi Manusia Mesin ANALISA DAN PENGUKURAN KERJA 4 Debrina Puspita Andriani e-mail : debrina@ub.ac.id Blog : http://debrina.lecture.ub.ac.id/
O U T L I N E Sistem Manusia Mesin Model Hubungan Manusia - Mesin Analisa Sistem Manusia - Mesin Analisa Kuantitatif Sistem Manusia - Mesin 10/03/16 2
Manusia vs Mesin Kecepatan Kekuatan Keseragaman Memory Lambat Kecil, terbatas, berubah-ubah Tidak dapat diandalkan, perlu di-monitor Mengingat segala macam, persepsi, dasar & strategis Cepat Dapat diatur dengan baik, bisa diperbesar, tetap Seragam / standar, cocok untuk pekerjaan massal Sesuai perintah, jangka panjang / jangka pendek Berpikir Induktif baik Deduktif baik Kalkulasi Overload Lambat, mungkin ada error, kemampuan koreksi Degradasi, kemampuan turun perlahan Cepat, tepat, tidak ada koreksi Kerusakan tiba-tiba Kepintaran Kemampuan adaptasi, meramal, menganalisa Keputusan Ya/Tidak sesuai program 10/03/16 3
SISTEM MANUSIA MESIN Kombinasi 1 atau beberapa manusia dengan 1 atau beberapa mesin yang saling berinteraksi untuk menghasilkan output berdasarkan input tertentu. 4 10/03/16
MESIN semua objek fisik termasuk peralatan, perlengkapan, fasilitas & benda-benda yang digunakan manusia dalam melakukan pekerjaannya 5 10/03/16
Man Machine Interface MAN MACHINE 10/03/16 PERCEPTION & 6 CONTROL
Simple Ergo System H e e H M H M = Human = Machine e = Environment 10/03/16 7
Complex Ergo System e e M M M H M H H M H H H M = Human = Machine e = Environment 10/03/16 8
PERFORMING TASK ENVIRONMENT Heat/Cold, Noise, Lighting, Vibration, etc INPUT Hardware Display Control, Machine, Equipment, etc Firmware Software-Loaded Hardware for Proper Identification TASK Human Operator Age, Sex, Education, Experience, etc Software Man, Manuals, Information, etc OUTPUT Feedback 10/03/16 9
Model Hubungan Manusia - Mesin Manual Man-Machine System Semi-Automa,c Man-Machine System Automa,c Man-Machine System 10/03/16 10
MANUAL MAN-MACHINE SYSTEM (Human) INPUT Sensing Information Storage Processing Action OUTPUT Feedback 10/03/16 11
SEMI-AUTOMATIC MAN-MACHINE SYSTEM (Human) INPUT Display Sensing Information Storage Processing Action Control Mechanism Process Feedback OUTPUT 10/03/16 12
AUTOMATIC MAN-MACHINE SYSTEM (Machine) INPUT Sensing Information Storage Action Process OUTPUT Processing Display Human ( Monitor) Control mechanism Feed back 10/03/16 13
MECHANISMS Recording display : memberi informasi tentang progress dari proses kerja yang berlangsung ( kinerja mesin ) Perception : operator yang menyerap / menangkap informasi dari display secara visual Interpretation Decision : menginterpretasikan dan mengartikan informasi yang masuk dan selanjutnya membuat keputusan Handing of Controls : mengkomunikasikan keputusan yang diambil ke sub-sistem mesin melalui rancangan mekanisme kendali Control Display : memberikan petunjuk kepada operator hasil dari keputusan dan tindakannya. Selanjutnya mesin akan membawa ke dalam bentuk aktivitas kerja 10/03/16 14
Analisa Sistem Manusia - Mesin KUALITATIF : Ê Peta Manusia - Mesin ( Man - Machine Process Chart ) Ê Menentukan berapa jumlah mesin / fasilitas kerja yang bisa dioperasikan oleh seorang operator. Ê Sederhana, praktis dan cepat. Ê Kendala : Ketelitian dalam menggambar peta manusiamesin KUANTITATIF : Ê Pengembangan model matematis. Ê Lebih teliti, akurat, dan memasukkan variabel biaya dalam proses analisanya. 10/03/16 15
Analisa Kuantitatif Sistem Manusia - Mesin Synchronous Servicing Completely Random Servicing Combina,on Servicing 10/03/16 16
Synchronous Servicing Kondisi kerja ideal Operator dan mesin bekerja secara penuh dalam siklus waktu yang tersedia. Operator lebih sering berada dalam kondisi idle, sehingga untuk itu bisa dibebani kerja dengan melayani operasi mesin yang kedua, ketiga, dstnya. 17 10/03/16
Synchronous Servicing n 1 operator menangani > 1 mesin DALAM KONDISI IDEAL à SINKRON. n Formulasi : machine time N= operator time = L + m L Dimana : N = Σ mesin yang harus dilayani (unit mesin) L = total operator servicing time (loading & unloading) (jam) m = total machining time (jam) 18 10/03/16
Synchronous Servicing m/c # 1 S t Cycle time - C t S t m/c # 2 S t C t S t m/c # 3 S t C t S t m/c # 4 S t C t S t m/c # 5 S t C t S t S t = L = service time (loading & unloading); C t = m = cycle time atau machining time 10/03/16 19
Synchronous Servicing n n n Kondisi ideal sulit untuk bisa dicapai; bilamana N > 5 atau N < 5 (dari contoh) maka akan dijumpai situasi adanya idle atau delay yang bisa terjadi pada mesin atau operator. Kondisi idle atau delay bisa terjadi manakala nilai N dari perhitungan akan menghasilkan bilangan pecahan; sedangkan banyaknya mesin yang harus dioperasikan merupakan bilangan bulat. Pertimbangan manakah yang sebaiknya idle? (Idle machine or idle operator?) n Formulasi perhitungan jumlah mesin yang dioperasikan oleh seorang operator perlu modifikasi dengan memperhitungkan waktu (w) yang diperlukan oleh operator untuk bergerak-pindah dari satu mesin menuju ke mesin berikutnya. Pada formulasi terdahulu, dalam kondisi yang ideal waktu (w) dianggap = NOL (?) 10/03/16 20
Synchronous Servicing n Dengan memperhitungkan waktu bergerak-pindahnya operator (w); maka jumlah mesin yang harus dilayani bisa dihitung dengan formulasi baru sbb : N= L L + + m w q q Nilai N merupakan bilangan bulat. Bilamana dijumpai nilai N merupakan bilangan pecah misalkan N = 4.57); maka perlu untuk dibulatkan kebawah (N 1 = 4) atau dibulatkan keatas (N 2 = N 1 + 1 = 5). Untuk menetapkan berapa jumlah mesin yang seharusnya dioperasikan oleh seorang operator dapat ditetapkan berdasarkan pertimbangan (analisa biaya) yang didasarkan pada The Expected Cost (TEC) yang paling ekonomis dilihat dari aspek idle/delay costs yang terjadi pada mesin atau operator. 10/03/16 21
The Expected Cost n The Expected Cost : n C M = machining cost (Rp/jam/mesin) n C O = operator cost (Rp/jam/operator) n n n N1 = idle mesin ( ê ), waktu siklus à waktu siklus mesin N2 = idle operator ( é ), waktu siklus à waktu siklus operator TEC N1 = (L + m)(co N 1 + N.C 1 M ) TECN2 = (L + w)(co + N 2.C Keputusan : Pilih jumlah mesin yang memberikan nilai TEC terkecil TEC N1 < TEC N2 à Pilih N 1 M ) TEC N1 >TEC N2 à Pilih N 2 10/03/16 22
Berapakah jumlah mesin yang seharusnya bisa dilayani oleh seorang operator, bilamana diketahui : Waktu yang dibutuhkan untuk kegiatan loading & unloading adalah 1,41 menit. Waktu yang dibutuhkan untuk operator bergerak berpindah dari satu mesin ke mesin lainnya 0,08 menit. Waktu permesinan 4,34 menit. Biaya operator Rp. 8500 / jam/operator. Biaya operasi mesin Rp. 15000 / jam/mesin. LATIHAN SOAL 10/03/16 23
L + m 1,41 + 4,34 N = = = L + w 1,41 + 0,08 N1 = 3 ; N2 = 4 TEC TEC N1 N2 = (L + m)(co N 1 + N.C 3,86 (5,75/60)(8500 + 3x15000) = 3 = Rp.1.709 = (L + w)(c O = (1,49/60)(8500+ 4x15000) = Rp.1.701 1 + N.C 2 M M ) ) PENYELESAIAN 10/03/16 24
Completely Random Servicing q Diaplikasikan untuk menghadapi kondisi : Ø Kapan suatu fasilitas kerja memerlukan pelayanan operator TIDAK DIKETAHUI; Ø Berapa lama pelayanan terhadap fasilitas kerja tersebut harus berlangsung juga TIDAK DIKETAHUI. q Mesin dapat berhenti (down) karena: v Siklus kerja selesai (dan ada proses loading atau unloading yang dilakukan oleh operator). v Mesin rusak sehingga operator harus melakukan perbaikan (maintenance services) 10/03/16 25
Completely Random Servicing q q q q Probabilitas mesin down (memerlukan pelayanan operator) : 0, 1, 2, 3 n (n relatif kecil). Kapan pelayanan dikehendaki dan berapa lama waktu pelayanan (service) bersifat acak (random). Pendekatan Distribusi Binomial digunakan untuk penyelesaiannya. Di-ASUMSI-kan bahwa mesin akan down / idle secara random selama siklus kerja berlangsung q q p = probability of running time q = probability of down/idle time q p + q = 1 10/03/16 26
Binomial Distribution Teorema Ekspansi Binomial ( n) n 1 ( n) 2 n 2 ( n) x n x n qp + q p +... + q p +... q n n (p + q) = p + 1 2 x + Proporsi waktu mesin yang hilang (d): Total jamkerjamesin yang hilang Total jamkerjamesin 100% Jika prosentase jam yang hilang ± 10% maka dapat dikatakan bahwa penugasan sudah baik. Sedangkan bila prosentase jam mesin yang hilang terlalu besar, maka dapat ditambah operator yang menangani mesin down. 10/03/16 27
C O N T O H Tentukan porsi minimal dari waktu permesinan yang akan hilang untuk pengoperasian 3 (tiga) mesin yang harus dilayani oleh seorang operator bila diketahui : Rata-rata running time = 60% Rata-rata operator attention time = 40% (irregular intervals). 28 10/03/16
Perhitungan Distribusi Binomial Ê Kemungkinan (probabilitas) adanya mesin running (p) dan down/idle (q) untuk 3 mesin yang harus dilayani oleh seorang operator dapat ditunjukkan sebagai berikut : (p + q) n = (p + q) 3 = p 3 + 3p 2 q + 3pq 2 + q 3 = (0.60) 3 + 3(0.60) 2 (0.40) + 3(0.60)(0.40) 2 + (0.40) 3 = (0.216) + (0.432) + (0.288) + (0.064) 10/03/16 29
Tree Diagram Mesin 1 Mesin 2 Mesin 3 Probabilitas R = 0.60 R = 0.60 D = 0.40 R = 0.60 (0.60)(0.60)(0.60) = 0.216 D = 0.40 (0.60)(0.60)(0.40) = 0.144 R = 0.60 (0.60)(0.40)(0.60) = 0.144 D = 0.40 (0.60)(0.40)(0.40) = 0.096 D = 0.40 R = 0.60 D = 0.40 R = 0.60 (0.40)(0.60)(0.60) = 0.144 D = 0.40 (0.40)(0.60)(0.40) = 0.096 R = 0.60 (0.40)(0.40)(0.60) = 0.096 D = 0.40 (0.40)(0.40)(0.40) = 0.064 1.000 10/03/16 30
Proporsi Waktu Hilang Ê Dari perhitungan tersebut diatas, maka proporsi waktu mesin down/idle bisa ditentukan. Waktu yang hilang untuk melayani 3 mesin dapat dihitung sebagai berikut: # mesin down/idle Probability Jam mesin yang hilang karena 1 operator Jam mesin yang hilang karena 2 operator 0 0.216 0 0 1 0.432 0 *) 0 2 0.288 (1)(0.288)(8) = 2.304 0 3 0.064 (2)(0.064)(8) = 1.024 (1)(0.064)(8) = 0.512 *) Karena hanya 1 (satu) mesin yang down maka operator dapat melayani mesin tersebut, sehingga secara keseluruhan tidak ada mesin yang down/ idle. Proporsi waktu permesinan yang hilang karena hanya 1 (orang) operator saja yang ditugaskan melayani 3 (tiga) mesin = (2.304 + 1.024) x 100% = 13.9% 3 x 8 10/03/16 31
The Expected Cost Asumsi : Biaya operator = Rp 10.000/jam Biaya permesinan = Rp 80.000/jam Output produksi = 250 unit/jam Untuk 1 operator : Produksi selama 8 jam = (24 3,328) x 250 = 5168 unit Biaya selama 8 jam = (10000 x 8) + (80000 x 3 x 8) = Rp 2.000.000 Biaya per unit = 2000000 / 5168 = Rp 386,9 Untuk 2 operator : Produksi selama 8 jam = (24 0,512) x 250 = 5872 unit Biaya selama 8 jam = (10000 x 8 x 2) + (80000 x 3 x 8) = Rp 2.080.000 Biaya per unit = 2080000 / 5872 = Rp 354,2 Untuk 3 operator : Produksi selama 8 jam = (24 0) x 250 = 6000 unit Biaya selama 8 jam = (10000 x 8 x 3) + (80000 x 3 x 8) = Rp 2.160.000 10/03/16 Biaya per unit = 2160000 / 6000 = Rp 360 32
Tentukan minimum prosentase dari waktu permesinan yang akan hilang dan jumlah operator optimum untuk menangani 4 (empat) mesin, bila rata-rata running time 70% dan rata-rata operator attention time sebesar 30%. Asumsi : Biaya tenaga kerja langsung : Rp 12.500/jam Biaya permesinan : Rp 85.000/jam Output produksi : 300 unit/jam LATIHAN SOAL 10/03/16 33
Combination Servicing Servicing Time à Constant Machine Down Time à Random Sebuah tipikal umum dari sistem manusia mesin. Problem teori antrian (Queuing Theory) yang bisa dijumpai cara penyelesaiannya dalam riset operasi (Operation Research) 34 10/03/16
The best way to predict the future is to invent it - Alan Kay - 10/03/16 35