UNIVERSITAS BINA NUSANTARA ________________________________________________________________ Jurusan Teknik Industri Tugas Akhir Sarjana Semester Genap tahun 2007/2008
OPTIMASI PROSES PRODUKSI UNTUK PRODUK MAKANAN DENGAN METODE INTEGER LINEAR PROGRAMMING (ILP) PADA PT PANCA SURYA ABADI Wiwi Indriani NIM: 0800778134
Abstrak PT PANCA SURYA ABADI selama 16 bulan beroperasi tidak memiliki perencanaan produksi yang terstruktur, selain itu perencanaan dan pengendalian bahan baku dilakukan hanya berdasarkan intuisi. Berdasarkan kondisi tersebut, maka penelitian ini ingin memberikan suatu gambaran produksi untuk memaksimalkan profit (keuntungan), serta perencanaan dan pengendalian bahan baku yang sebaiknya dilakukan pada periode Juni 2008. Metode integer linear programming (ILP) digunakan karena produk akhir memiliki satuan yang bulat (box) sehingga hasil dari optimasi juga harus berupa angka bulat. Metode MRP digunakan dalam perencanaan dan pengendalian bahan baku, dan metode Wagner Whitin algorithm digunakan dalam prosedur lotting untuk menentukan kapan dan jumlah pemesanan yang paling optimal. Keuntungan optimal dari permasalahan maksimasi keuntungan adalah sebesar Rp 968,184,500.00 dengan perincian 11058 box opak balado, 19455 box opak keju, 16636 box kacang polong dan 13166 box pilus. Jumlah bahan baku yang dibutuhkan pada setiap periode perencanaan dapat dilihat pada tabel MRP, sedangkan jumlah pemesanan dan waktu pemesanan yang optimal dapat dilihat pada tabel Wagner Whitin. Dari hasil permasalahan maksimasi profit tersebut, dapat disimpulkan bahwa kapasitas sumber daya PT PANCA SURYA ABADI masih mencukupi untuk memenuhi rencana produksi pada periode Juni 2008. Kata Kunci Optimasi, Produksi, Profit, ILP, MRP.
iv
KATA PENGANTAR Puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa atas berkat dan rahmat-Nya sehingga penyusun dapat menyelesaikan laporan Tugas Akhir ini tepat pada waktunya. Laporan ini dibuat sebagai salah satu persyaratan untuk mendapatkan gelar Sarjana pada fakultas teknik jurusan teknik industri jenjang pendidikan Strata 1. Penyusunan laporan Tugas Akhir ini dibuat berdasarkan hasil dari studi lapangan yang telah penyusun lakukan pada PT. PANCA SURYA ABADI selama kurun waktu 2 bulan efektif. Penyusun menyadari bahwa laporan Tugas Akhir ini tidak mungkin dapat diselesaikan tanpa bantuan dari pihak-pihak luar yang terkait dalam pelaksanaan kerja praktek sampai dengan penyelesaian laporan ini. Maka oleh dari itu, penyusun menyampaikan ucapan terima kasih kepada: - Bapak Prof. Dr. Gerardus Polla, M.App.Sc., selaku Rektor Universitas Bina Nusantara - Bapak Imam H. Kartowisastro, Ph.D., selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Bina Nusantara. - Bapak Bahtiar S. Abbas Ph.D., selaku Dosen pembimbing yang telah membimbing selama pengerjaan laporan Tugas Akhir ini. - Bapak Iwan Budiharjo Ph.D., yang telah memberikan masukan-masukan dalam penyusunan laporan Tugas Akhir ini. - Bapak Yansen Ferdy, selaku Direktur PT. PANCA SURYA ABADI yang memberikan kesempatan untuk melakukan observasi dan membimbing selama observasi berlangsung pada perusahaan tersebut. - Semua operator dan staff PT. PANCA SURYA ABADI yang turut serta membantu dalam penyelesaian laporan Tugas Akhir ini. - Keluarga, khususnya Ayah dan Ibu yang telah memberi dukungan moral dalam penyelesaian laporan Tugas Akhir ini. - Rekan-rekan mahasiswa yang telah mendukung dan memberikan masukanmasukan dalam penyelesaian laporan Tugas Akhir ini. - Sulaiman, yang telah setia mendukung dan memberi semangat pada penulis dalam menyelesaikan laporan Tugas Akhir ini. Demikian laporan ini dibuat, adapun kekurangan dari isi laporan ini baik dalam penulisan, percetakan maupun isi, penyusun mohon maaf yang sebesarbesarnya. Penyusun bersedia menerima saran dan juga kritik untuk membangun Penyusun agar lebih baik didalam pembuatan dan penyusunan laporan ini. Pada akhirnya penyusun berharap semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi para pembaca. Jakarta, 18 Juli 2008 Penyusun, Wiwi Indriani
v
DAFTAR ISI Halaman Halaman Judul Luar
i
Halaman Judul Dalam
ii
Halaman Pengesahan
iii
ABSTRAK
iv
KATA PENGANTAR
v
DAFTAR ISI
vi
DAFTAR TABEL
xi
DAFTAR GAMBAR
xv
DAFTAR LAMPIRAN
xvi
BAB 1. PENDAHULUAN
1
1.1
Latar Belakang
1
1.2
Identifikasi dan Perumusan Masalah
2
1.3
Ruang Lingkup
6
1.4
Tujuan dan Manfaat
7
1.4.1 Tujuan
7
1.4.2
8
1.5
Manfaat
Gambaran Umum Perusahaan 1.5.1 Proses Produksi
9 12
1.5.1.1 Opak Balado dan Opak Keju
vi
12
1.5.1.2 Kacang Polong
13
1.5.1.3 Pilus Sticky
13
1.5.2
Bahan Baku
18
1.5.3
Struktur Organisasi dan Sumber Daya Manusia
19
BAB 2. LANDASAN TEORI
31
2.1
Pendahuluan
31
2.2
Pengukuran Waktu
33
2.2.1
Tingkat Ketelitian dan Tingkat Keyakinan
34
2.2.2
Kecukupan Data
35
2.2.3
Keseragaman Data
36
2.2.4
Kenormalan Data
37
2.2.5
Waktu Normal
38
2.2.6 Waktu Baku
40
2.3
Peramalan
41
2.4
Bill Of Materials (BOM)
43
2.5
Permasalahan Linear
44
2.5.1
Pengertian Linear
45
2.5.3
Karakteristik Linear Programming
46
2.5.4
Asumsi Dasar Linear Programming
47
2.5.5
Metode Simplex
49
2.5.6
Integer Linear Programming
54
2.5.7
Metode Branch And Bound
55
vii
2.6
Analisa Sensitivitas
56
2.7
Safety Stock
59
2.8
Lot Sizing (Lotting)
60
2.9
Material Requirement Planning (MRPI)
62
2.9.1
Field Pada Material Requirement Planning (MRP)
65
2.9.2
Faktor Scrap Pada MRP
68
BAB 3. METODOLOGI PENELITIAN
69
3.1
Diagram Alur Penelitian
69
3.2
Langkah-Langkah Penelitian
71
BAB 4. PEMBAHASAN 4.1
4.2
77
Pengumpulan Data
77
4.1.1
77
Data Waktu Proses Produksi
4.1.2 Data Jumlah Alat, Mesin dan Tenaga Kerja
78
4.1.3
Bill Of Materials (BOM)
80
4.1.4
Data Kapasitas Bahan Baku
83
4.1.5
Data Harga Jual dan Profit Produk
85
4.1.6
Data Demand Historis
86
4.1.7
Data Status Inventory
88
4.1.8
Data Biaya Pemesanan, Pembelian Dan Penyimpanan
90
Pengolahan Data
92
4.2.1
Konversi Data Pengamatan
92
4.2.2
Perhitungan Uji Kecukupan Data
93
viii
4.2.3
Perhitungan Uji Keseragaman Data
94
4.2.4
Perhitungan Uji Kenormalan Data
95
4.2.5 Perhitungan Waktu Baku Proses Produksi
96
4.2.6
Peramalan Demand Periode Juni 2008
100
4.2.7
Perhitungan Kapasitas Waktu Proses Produksi
101
4.2.8
Perhitungan Safety Stock
102
4.2.9
Formulasi Fungsi Tujuan (Objective Function)
103
4.2.10 Formulasi Fungsi Pembatas (Constraints)
4.3
104
4.2.10.1Fungsi Pembatas Kapasitas Bahan Baku
105
4.2.10.2Fungsi Pembatas Kapasitas Proses Produksi
106
4.2.10.3Fungsi Pembatas Demand
107
4.2.10.4Fungsi Pembatas Non-Negativity
109
4.2.11 Optimasi Integer Programming Dengan Lingo 11.0
109
4.2.12 Analisa Sensitivitas Dengan Lindo 6.0
111
4.2.13 Perhitungan MRP dan Teknik Lotting
113
Analisa
130
4.3.1
Analisa Uji Kecukupan Data
130
4.3.2
Analisa Uji Keseragaman Data
130
4.3.3
Analisa Uji Kenormalan Data
131
4.3.4
Analisa Waktu Baku
131
4.3.4.1 Analisa Faktor Penyesuaian
132
4.3.4.2 Analisa Faktor Kelonggaran
133
ix
4.3.5
Analisa Hasil Peramalan
136
4.3.6
Analisa Safety Stock
137
4.3.7
Analisa Fungsi Tujuan (Objective Function)
138
4.3.8
Analisa Fungsi Pembatas (Constraints)
138
4.3.8.1 Analisa Fungsi Pembatas Kapasitas Bahan Baku
138
4.3.8.2 Analisa Fungsi Pembatas Kapasitas Proses Produksi 141
4.3.9
4.3.8.3 Analisa Fungsi Pembatas Demand
144
4.3.8.4 Analisa Fungsi Pembatas Non-Negativity
146
Analisa Hasil Optimasi
147
4.3.10 Analisa Sensitivitas
149
4.3.10.1 Analisa Sensitivitas Fungsi Tujuan
149
4.3.10.2 Analisa Sensitivitas Fungsi Pembatas (Constraints)151 4.3.11 Analisa MRP dan Teknik Lotting BAB 5. KESIMPULAN DAN SARAN
154 160
5.1
Kesimpulan
160
5.2
Saran
162
DAFTAR PUSTAKA
164
DAFTAR RIWAYAT HIDUP
166
LAMPIRAN
167
x
DAFTAR TABEL Halaman Tabel 1.1
Mesin dan Peralatan Produksi
11
Tabel 1.2
Bahan Baku PT. PANCA SURYA ABADI
18
Tabel 1.3
Tenaga Kerja PT. PANCA SURYA ABADI
19
Tabel 2.1
Matrix Metode Simplex
50
Tabel 4.1
Waktu Siklus Proses Ayak Bumbu Keju (Menit:Detik)
77
Tabel 4.2
Jumlah Mesin, Alat dan Tenaga Kerja
79
Tabel 4.3
Bill Of Materials (BOM) Opak Balado
80
Tabel 4.4
Bill Of Materials (BOM) Opak Keju
81
Tabel 4.5
Bill Of Materials (BOM) Kacang Polong
82
Tabel 4.6
Bill Of Materials (BOM) Pilus Sticky
82
Tabel 4.7
Kapasitas Gudang Bahan Baku (Storage)
84
Tabel 4.8
Harga Jual Produk Per Box dan Profit Per Box
85
Tabel 4.9
Demand Historis Periode April 2007 – Mei 2008
87
Tabel 4.10
Data Status Inventori Akhir Periode Mei 2008
88
Tabel 4.11
Biaya Pembelian Bahan Baku
91
Tabel 4.12
Waktu Siklus Proses Ayak Bumbu Keju (Menit)
92
Tabel 4.13
Perhitungan Sub Group Uji Keseragaman Data
94
Tabel 4.14
Faktor Penyesuaian Proses Pengayakan
97
Tabel 4.15
Faktor Penyesuaian Proses Penggorengan
97
xi
Tabel 4.16
Faktor Penyesuaian Proses Packing
97
Tabel 4.17
Faktor Kelonggaran Proses Pengayakan
98
Tabel 4.18
Faktor Kelonggaran Proses Penggorengan
98
Tabel 4.19
Faktor Kelonggaran Proses Packing
99
Tabel 4.20
Hasil Safety Stock Per Produk
101
Tabel 4.21
Kapasitas Proses Produksi
102
Tabel 4.22
MRP Induk Produk Opak Balado
114
Tabel 4.23
MRP Induk Produk Opak Keju
114
Tabel 4.24
MRP Induk Produk Kacang Polong
115
Tabel 4.25
MRP Induk Produk Pilus
115
Tabel 4.26
MRP Bahan Baku Opak
116
Tabel 4.27
MRP Bahan Baku Kacang Polong
116
Tabel 4.28
MRP Bahan Baku Bumbu Balado
117
Tabel 4.29
MRP Bahan Baku Bumbu Bawang Merah
117
Tabel 4.30
MRP Bahan Baku Bumbu Bawang Putih
118
Tabel 4.31
MRP Bahan Baku Bumbu Keju
118
Tabel 4.32
MRP Bahan Baku Tepung Tapioka
119
Tabel 4.33
MRP Bahan Baku Kaldu
119
Tabel 4.34
MRP Bahan Baku Garam
120
Tabel 4.35
MRP Bahan Baku Fetsin
120
Tabel 4.36
MRP Bahan Baku Gula (Lot For Lot)
121
Tabel 4.37
MRP Bahan Baku Gula
121
xii
Tabel 4.38
MRP Bahan Baku Solar
122
Tabel 4.39
MRP Bahan Baku Minyak Goreng
122
Tabel 4.40
MRP Bahan Baku Plastik H0 (Lot For Lot)
123
Tabel 4.41
MRP Bahan Baku Plastik H0 (Lot For Lot)
123
Tabel 4.42
MRP Bahan Baku Kemasan I
124
Tabel 4.43
MRP Bahan Baku Kemasan II
124
Tabel 4.44
MRP Bahan Baku Kemasan III
125
Tabel 4.45
MRP Bahan Baku Kemasan IV
125
Tabel 4.46
MRP Bahan Baku Plastik
126
Tabel 4.47
MRP Bahan Baku Carton Box I
126
Tabel 4.48
MRP Bahan Baku Carton Box II
127
Tabel 4.49
MRP Bahan Baku Carton Box III
127
Tabel 4.50
MRP Bahan Baku Carton Box IV
128
Tabel 4.51
Wagner Whitin Bahan Baku Gula
128
Tabel 4.52
Wagner Whitin Bahan Baku Plastik H0
128
xiii
DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 1.1
Diagram Alir Proses Produksi Opak Balado
96
Gambar 1.2
Diagram Alir Proses Produksi Opak Keju
14
Gambar 1.3
Diagram Alir Proses Produksi Kacang Polong
15
Gambar 1.4
Diagram Alir Proses Produksi Pilus Sticky
16
Gambar 1.5
Layout Fasilitas PT. PANCA SURYA ABADI
17
Gambar 1.6
Struktur Organisasi PT. PANCA SURYA ABADI
21
Gambar 2.1
Kurva Normal
37
Gambar 3.1
Diagram Alur Penelitian
69
Gambar 4.1
Grafik Normality Untuk Waktu Proses Ayak Bumbu Keju
96
Gambar 4.2
Hasil Peramalan Demand Opak Balado Dengan QM
100
Gambar 4.3
Solution Report Integer Programming
110
Gambar 4.4
Tampilan Hasil Analisa Sensitivitas
112
Gambar 4.5
Contoh Solution Report
147
xiv
DAFTAR LAMPIRAN Halaman Lampiran 1.
Kartu Mata Kuliah
167
Lampiran 2.
Penyesuaian Westinghouse
168
Lampiran 3.
Tabel Kelonggaran
169
Lampiran 4.
Tabel Distribusi Normal
170
Lampiran 5.
Data Waktu Siklus Proses Produksi
171
Lampiran 6.
Hasil Konversi Waktu Siklus Proses Produksi
172
Lampiran 7.
Uji Kecukupan Data Waktu Proses Produksi
173
Lampiran 8.
Uji Keseragaman Data Waktu Proses Produksi
174
Lampiran 9.
Uji Kenormalan Data Waktu Proses Produksi Dan Demand
175
Lampiran 10. Waktu Normal Dan Waktu Baku Proses Produksi
185
Lampiran 11. Hasil Permalan Demand
186
Lampiran 12. Grafik Hasil Peramalan Demand
188
Lampiran 13. Syntax Integer Programming Problem dengan Lingo11.0
190
Lampiran 14. Solution Report dengan Lingo 11.0
200
Lampiran 15. Sensitivity Analisist Report
207
Lampiran 16. Perhitungan Lot Sizing dengan Wagner Whitin Algorithm
212
Lampiran 17. Surat Keterangan Survei
219
Lampiran 18. Foto-Foto Survei Lapangan
220
xv
