USULAN PERBAIKAN KUALITAS DENGAN METODE SIX SIGMA DAN FAILURE MODE AND EFFECT (FMEA) PADA PRODUK RIBBED SMOKE SHEET DI PABRIK KARET PTPN. II KEBUN BATANG SERANGAN TUGAS SARJANA Diajukan Untuk Memenuhi Sebagian Dari Syarat-Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Industri Oleh IVAN HERBETH H. SIBURIAN 080423023 PROGRAM PENDIDIKAN SARJANA EKSTENSI DEPARTEMEN TEKNIK INDUSTRI F A K U L T A S T E K N I K UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2011 No. Dok.: FM-GKM-TI-TS-01-06B; Tgl. Efektif : 15 Juli 2011; Rev : 0; Halaman : 1 dari 1
KATA PENGANTAR Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa karena atas rahmat dan karunia-nya, penulis dapat menyelesaikan tugas sarjana ini dengan baik. Tugas Sarjana ini berjudul Usulan Perbaikan Kualitas Dengan Metode Six Sigma Dan Failure Mode And Effect (FMEA) Pada Produk Ribbed Smoke Sheet Di Pabrik Karet PTPN. II Kebun Batang Serangan. Tugas Sarjana ini merupakan sarana bagi penulis untuk melakukan studi terhadap salah satu permasalahan nyata dalam perusahaan. Penulis menyadari bahwa dalam penulisan Tugas Sarjana ini belum sepenuhnya sempurna. Oleh karena itu, penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun dari pembaca untuk kesempurnaan Tugas Sarjana ini.akhir kata, penulis berharap agar tugas sarjana ini bermanfaat bagi semua pihak yang memerlukannya. Medan, Juli 2011 Penulis
UCAPAN TERIMA KASIH Dalam penulisan Tugas Sarjana ini, penulis telah mendapatkan bimbingan dan dukungan yang besar dari berbagai pihak, baik berupa materi, spiritual, informasi maupun administrasi. Oleh karena itu, penulis mengucapkan terima kasih kepada : 1. Ibu Ir. Khawarita Siregar, MT, selaku Ketua Departemen Teknik Industri serta dosen pembimbing I, atas bimbingan, pengarahan dan masukan yang diberikan dalam penyelesaian tugas sarjana ini. 2. Bapak Ir. Ukurta Tarigan, MT, selaku Sekretaris Jurusan Teknik Industri. 3. Ibu Ir. Dini Wahyuni, MT, selaku Dosen Pembimbing II atas bimbingan, pengarahan, dan masukan yang diberikan dalam penyelesaian Tugas Sarjana ini. 4. Bapak H. Sitanggang selaku kepala bagian teknik PTPN. II Kebun Batang Serangan yang memberi bantuan berupa informasi dan data selama melakukan penelitian di perusahaan. 5. Kedua orang tua J. Siburian dan S. br. Siagian dan keluarga penulis yang telah memberikan dukungan sepenuhnya kepada penulis baik doa, moral maupun materi dalam menyelesaikan tugas sarjana ini. 6. Semua teman angkatan 2008 Ekstensi di Departemen Teknik Industri USU yang telah memberikan banyak masukan kepada penulis.
7. Rekan seperjuangan pada saat penelitian, Ganda Siahaan, Vanessa dan Rosnidawati. Kepada semua pihak yang telah banyak membantu dalam menyelesaian laporan ini dan tidak dapat penulis sebutkan satu per satu, penulis mengucapkan terima kasih. Semoga laporan ini bermanfaat bagi kita semua.
DAFTAR ISI BAB LEMBAR JUDUL LEMBAR PENGESAHAN... KATA PENGANTAR... UCAPAN TERIMA KASIH... DAFTAR ISI... DAFTAR TABEL... DAFTAR GAMBAR... DAFTAR LAMPIRAN... i ii iii iv xi xiii xiv I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Masalah... I-1 1.2. Identifikasi Permasalahan... I-2 1.3. Tujuan Pemecahan Masalah... I-2 1.4. Batasan Masalah... I-3 1.5. Asumsi-Asumsi Yang Digunakan... I-3 1.6. Sistematika Penulisan Tugas Akhir... I-4 II GAMBARAN UMUM PERUSAHAAN 2.1. Sejarah Perusahaan... II-1 2.2. Ruang Lingkup Bidang Usaha... II-3
DAFTAR ISI (Lanjutan) BAB 2.3. Lokasi Perusahaan... II-3 2.4. Organisasi dan Manajemen... II-4 2.4.1. Struktur Organisasi Perusahaan... II-4 2.4.2. Pembagian Tugas dan Tanggung Jawab... II-6 2.4.3. Jumlah Tenaga Kerja... II-6 2.4.4. Jam Kerja... II-7 2.4.5. Sistem Pengupahan dan Fasilitas Lainnya... II-9 2.4.6. Fasilitas Lainnya... II-12 2.5. Proses Produksi... II-15 2.5.1. Standard Mutu Produk... II-15 2.5.2. Bahan yang Diigunakan... II-16 2.5.2.1. Bahan Baku... II-16 2.5.2.2. Bahan Tambahan... II-17 2.5.2.3. Bahan Penolong... II-17 2.5.3. Uraian Proses... II-18 2.6. Mesin, Peralatan dan Utilitas... II-21 2.6.1. Mesin dan Peralatan... II-21 2.6.2. Utilitas... II-28 2.6.3. Waste Treatment... II-29
DAFTAR ISI (Lanjutan) BAB III LANDASAN TEORI 3.1. Pengendalian Kualitas Statistik... III-1 3.2. Critical to Quality (CTQ)... III-4 3.3. Process Capability... III-4 3.4. DMAIC (Define, Measure, Analyze, Improve and Control)... III-5 3.5. Pengukuran, Analisis dan Peningkatan Kualitas... III-6 3.7. Six Sigma Motorola (Tahun 1988)... III-8 3.7.1. Six Sigma dan Kapabilitas Proses... III-9 3.7.2. Perspektif Six Sigma... III-10 3.7.3. Prinsip Six Sigma... III-11 3.8. Tahapan-Tahapan dalam Six Sigma... III-11 3.8.1. Define... III-12 3.8.1.1. Diagram SIPOC... III-12 3.8.1.2. Peta Kerja... III-14 3.8.2. Measure... III-16 3.8.2.1. Uji Kenormalan Data Metode Kolmogorov-Smirnov... III-17 3.8.2.2. Peta Kontrol... III-19 3.8.2.3. Perhitungan Tingkat Sigma... III-23
DAFTAR ISI (Lanjutan) BAB 3.8.3. Analyze... III-23 3.8.3.1. Diagram Pareto... III-24 3.8.3.2. Diagram Sebab Akibat... III-27 3.8.3.3. Failure Mode and Effect Analysis... III-29 3.8.4. Improve... III-35 3.8.4.1. Eksperimental Faktorial... III-34 3.8.5. Control... III-41 IV METODOLOGI PENELITIAN 4.1. Jenis Penelitian... IV-1 4.2. Tempat dan Waktu Penelitian... IV-1 4.3. Kerangka Berfikir... IV-2 4.4. Pengumpulan Data... IV-3 4.5. Intrumen Pengumpulan Data... IV-4 4.6. Pengolahan Data... IV-5 4.7. Kesimpulan dan Saran... IV-7 V PENGUMPULAN DAN PENGOLAHAN DATA 5.1. Pengumpulan Data... V-1
DAFTAR ISI (Lanjutan) BAB 5.1.1. Data Produksi... V-1 5.1.2. Data Cacat Per Bulan... V-1 5.1.3. Data Parameter Kotoran... V-2 5.1.4. Data Parameter Gelembung Udara... V-3 5.1.5. Data Parameter Gumpalan Karet... V-4 5.1.6. Data Jumlah Produk Cacat Berdasarkan Kecepatan Rool Penggilingan, Lama Pembekuan dan Lama Pengasapan. V-5 5.2. Pengolahan Data... V-6 5.2.1. Define... V-6 5.2.1.1. Penentuan Tujuan dan Kriteria... V-6 5.2.1.2. Pemetaan Diagram Alir Proses Produksi... V-7 5.2.1.3. Penentuan CTQ... V-9 5.2.2. Measure... V-9 5.2.2.1. Pengukuran DPMO dan Sigma... V-9 5.2.2.2. Penentuan CTQ Potensial yang Dominan... V-11 5.2.2.3. Perhitungan Kemampuan Proses... V-13 5.2.2.3.1. Perhitungan Kemampuan Proses Terhadap Kotoran... V-13 5.2.2.3.2. Perhitungan Kemampuan Proses Terhadap Gelembung Udara... V-20
DAFTAR ISI (Lanjutan) BAB 5.2.2.3.3. Perhitungan Kemampuan Proses Terhadap Gumpalan Karet... V-26 5.2.3. Analisis (analyze)... V-31 5.2.3.1. Analisis Cause & Effect Diagram... V-32 5.3.2.1.1. Cause & Effect Diagram adanya Kotoran... V-32 5.3.2.1.2. Cause & Effect Diagram Gelembung Udara... V-33 5.3.2.1.3. Cause & Effect Diagram Gumpalan Karet... V-35 5.2.3.2. Analisis Kesamaan Penyebab Terjadinya Cacat Produk... V-36 5.2.3.3. Failure Mode and Effect Analysis (FMEA)... V-37 5.2.4. Improve... V-40 5.2.5. Control... V-57 VI ANALISA DAN PEMBAHASAN HASIL 6.1. Analisis Fase Define... VI-1 6.2. Analisis Fase Measure... VI-1 6.3. Analisis Fase Analyze... VI-4
DAFTAR ISI (Lanjutan) BAB 6.4. Analisis Fase Improve... VI-5 6.5. Analisis Fase Control... VI-7 VII KESIMPULAN DAN SARAN 7.1. Kesimpulan... VII-1 7.2. Saran... VII-2 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
DAFTAR TABEL TABEL 2.1. Daftar Nama Peralihan... II-1 2.2. Luas Tiap Afdeling... II-2 2.3. Jumlah Tenaga Kerja di PTPN II... II-7 2.4. Klasifikasi Standard Mutu... II-16 2.5. Spesifikasi dan Kapasitas Mesin... II-21 2.6. Spesifikasi dan Kapasitas Peralatan... II-24 3.1. Nilai Saverity... III-33 3.2. Nilai Occurence... III-33 3.3. Nilai Detection... III-34 3.4. Daftar ANAVA Desain Eksperimen Faktorial a x b x c... III-40 5.1. Jumlah Produksi Ribbed Smoke Sheet... V-1 5.2. Jumlah Produk Cacat Ribbed Smoke Sheet... V-2 5.3. Hasil Pengukuran Parameter Kotoran... V-2 5.4. Hasil Pengukuran Parameter Gelembung Udara... V-3 5.5. Hasil Pengukuran Parameter Gumpalan Karet... V-4 5.6. Jumlah Produk Cacat untuk Tiap Taraf Faktor... V-5 5.7. CTQ Potensial Ribbed Smoke Sheet... V-9 5.8. Nilai DPMO dan Sigma Ribbed Smoke Sheet... V-10 5.9. Rekapitulasi CTQ Potensial Ribbed Smoke Sheet... V-12
DAFTAR TABEL (Lanjutan) TABEL 5.10. Persentase Kumlatif CTQ Potensial Ribbed Smoke Sheet... V-12 5.11. Uji Kenormalan Data dengan Kolmogorov-Smirnov Test untuk Parameter Kotoran... V-15 5.12. Perhitungan Batas Kontrol Peta p... V-18 5.13. Uji Kenormalan Data dengan Kolmogorov-Smirnov Test untuk Parameter Gelembung udata... V-21 5.14. Perhitungan Batas Kontrol Peta p... V-24 5.15. Uji Kenormalan Data dengan Kolmogorov-Smirnov Test untuk Parameter Gumpalan Karet... V-27 5.16. Perhitungan Batas Kontrol Peta p... V-30 5.17. Kesamaan Faktor Penyebab Terjadinya Cacat Produk... V-37 5.18. Analisis FMEA Produk Ribbed Smoke Sheet... V-38 5.19. Urutan Penyebab Kegagalan Proses Berdasarkan RPN... V-40 5.20. Data Urutan Jumlah Produk Cacat... V-44 5.21. Data Distribusi Frekuensi untuk Jumlah Produk Cacat... V-45 5.22. Perhitungan Luas Kurva... V-46 5.23. Data Observasi dan Frekuensi Ekspetasi untuk Jumlah Produk Cacat. V-47 5.24. Data Revisi Frekuensi Observasi dan Frekuensi Ekspetasi untuk Jumlah Produk Cacat... V-48
DAFTAR TABEL (Lanjutan) TABEL 5.25. Jumlah Produk Cacat Akibat Perbedaan Ketiga Taraf Faktor... V-50 5.26. Daftar a x b x c... V-50 5.27. Daftar a x b... V-51 5.28. Daftar b x c... V-51 5.29. Daftar a x c... V-51 5.30. Daftar ANAVA dengan F Tabel... V-54 5.31. Rata-rata Hasil Respon Terhadap Tiap Taraf Faktor... V-56 6.1. Nilai DPMO dan Nilai σ Proses... VI-2 6.2. Jenis Cacat Dominan berdasarkan Diagram Pareto... VI-3 6.3. Usulan Tindakan Kegagalan Karena Kotoran... VI-6 6.4. Usulan Tindakan Kegagalan Karena Gelembung Udara... VI-6 6.5. Usulan Tindakan Kegagalan Karena Gumpalan Karet... VI-7
DAFTAR GAMBAR GAMBAR 2.1. Struktur Organisasi PTPN. II Kebun Batang Serangan... II-5 2.2. Genset... II-29 3.1. Interpretasi dari Program Six Sigma Motorola... III-9 3.2. Bentuk Diagram SIPOC... III-12 3.3. Contoh Peta Kontrol... III-20 3.4. Diagram Pareto... III-26 3.5. Model Diagram Sebab Akibat... III-28 3.6. Contoh Tabel FMEA... III-30 4.1. Kerangka Berfikir Penelitian... IV-3 4.2. Blok Diagram Langkah-Langkah Penelitian... IV-8 5.1. Diagram SIPOC... V- 7 5.2. Operation Process Chart (OPC) Produk Ribbed Smoke Sheet... V-8 5.3. Diagram Pareto Jenis Kecacatan Produk Ribbed Smoke Sheet... V-13 5.4. Peta p untuk Kecacatan Kotoran... V-19 5.5. Peta p untuk Kecacatan Gelembung Udara... V-25 5.6. Peta p untuk Kecacatan Gumpalan Karet... V-31 5.7. Cause & Effect Diagram Kotoran... V-32 5.8. Cause & Effect Diagram Gelembung Udara... V-34 5.9. Cause & Effect Diagram Gumpalan Karet... V-35
DAFTAR GAMBAR (Lanjutan) GAMBAR 6.1. Grafik Nilai DPMO... VI-2 6.2. Grafik Nilai Sigma... VI-3
DAFTAR LAMPIRAN LAMPIRAN I. Tugas dan Tanggung Jawab... L-1 II. Penyebaran Tenaga Kerja... L-6 III. Tabel Kolmogorof-Smirnov... L-7 IV. Tabel Distribusi Chi-Kuadrat... L-8 V. Tabel Distribusi F... L-9 VI. Tabel Kriteria Rating FMEA... L-10 VII. Form Permohonan Tugas Sarjana... L-11 X. Formulir Penetapan Tugas Sarjana... L-12 XI. Surat Penjajakan Pabrik... L-13 XII. Surat Balasan Pabrik... L-14 XIII. Surat Keputusan Tugas Sarjana... L-15
ABSTRAK PT. Perkebunan Nusantara II Kebun Batang Serangan merupakan perusahaan manufaktur yang bergerak dibidang produksi Ribbed Smoke Sheet. Perusahaan ini berlokasi di desa Batang Serangan-Langkat, Sumatera Utara. Permasalahan yang dihadapi oleh perusahaan adalah banyaknya produk Ribbed Smoke Sheet yang mengalami cacat. Dimana jumlah rata-rata cacat produksi Ribbed Smoke yaitu sebesar 7.283,667 kg (7% dari total produksi tiap bulannya). Jumlah ini masih diatas standard yang ditetapkan oleh perusahaan yaitu maksimum sebesar 3%. Berdasarkan kondisi tersebut maka PT. Perkebunan Nusantara II Kebun Batang Serangan perlu mengadakan perbaikan kualitas untuk menghasilkan produk dengan kualitas baik. Untuk menanggulangi permasalahan tersebut, maka dilakukan penelitian untuk mengetahui jenis kecacatan yang domninan, tingkat performansi proses, faktor-faktor terjadinya cacat, dan tindakan perbaikan untuk mencegah dan mengurangi terjadinya cacat pada produk dengan menggunakan metode DMAIC Six Sigma. DMAIC Six Sigma merupakan suatu metode pengendalian dan peningkatan kualitas secara sistematis yang terdiri dari empat tahap yaitu Define, Measure, Analyze, Improve, dan Control. Dari hasil penelitian diketehui jenis kecacatan yang paling dominan yaitu yaitu terdapat kotoran 29,11 %, terdapat gelembung udara 19,805 %, gumpalan karet 14,53 %, maka yang menjadi prioritas penanganan masalah yaitu kotoran, warna tidak homogen dan gelembung udara. Level Sigma proses 3,60 dengan nilai DPMO 17.675. Kemampuan proses untuk tiap parameter sesuai dengan urutan CTQ yang dominan dengan central line sebesar 3,78% ; 3,57% ; 3,35%. Kemampuan proses ini masih sangat rendah. Berdasarkan hasil analisis Cause and Effect Diagram dan FMEA yang telah dilakukan, diketahui faktor penyebab terjadinya cacat produk adalah akibat dari kegagalan mesin penggilingan, kegagalan metode penyaringan yang kurang sempurna, kontrol material lemah serta tidak ada standard baku kerja. Kegagalan akibat material disebabkan karena kesalahan operator dan mesin. Kegagalan manusia/operator disebabkan kelalaian dalam bekerja, kurang motivasi dan kedisiplinan kerja. Kegagalan akibat lingkungan disebabkan karena faktor debu atau kotoran lainnya. Selanjutnya dilakukan tahap improve. Pada tahap ini diberikan usulanusulan perbaikan untuk diimplementasikan kepada perusahaan yaitu pembuatan usulan revisi instruksi kerja seperti manusia; memberikan training kepada operator unit pengenceran, menciptakan kekompakan team, metode; memberikan pengarahan tentang teknik penyaringan, pembekuan dan penggilingan sheet dan pengasapan. Mesin; pengecekan dan pergantian elemen pada motor listrik, Bahan/Material ; mengawasi standard bahan baku yang datang. Untuk perbaikan yang bersifat kuantitatif seharusnya dilakukan melalui eksperimen, namun karena keterbatasan yang ada perbaikan hanya dengan ANAVA menggunakan data historis perusahaan. Keyword : Six Sigma, DMAIC, ANAVA