16/03/2015
Material Handling atau Perpindahan Bahan merupakan aktivitas memindahkan bahan/material dari suatu titik ke titik lainnya (dengan jarak tertentu)
Material handling TATA LETAK FASILITAS (TIN 4124)
Perpindahan merupakan gerakan yang tidak produktif, tidak ada value added pada produk kecuali hanya perpindahan
Kegiatan perpindahan bahan mencapai 50% - 70% dari total waktu produksi
UKURAN JARAK
(sumber : Apple,1977)
Horizontal Band Saw
C
MATERIAL HANDLING = WASTE
B
A Surface Grinder
REDUKSI
Beberapa contoh Material Handling
SUPPLIER / VENDOR / PEMASOK
PROSES PRODUKSI
STORAGE
: MATERIAL HANDLING
KONSUMEN/CUSTOMER/USER
• • • • • • • • • • • • •
Pengemasan dan pengepakan di pabrik pemasok/supplier Loading dari gudang ke alat pengangkut Transportasi ke customer Unloading di pabrik customer Proses penerimaan barang di customer Pengangkutan bahan ke gudang Pengiriman barang untuk proses produksi (transfer barang) Work in process Transportasi dalam proses produksi Perpindahan dalam/antar departemen Packaging Pengangkutan ke gudang barang jadi Delivery ke Pemakai berikutnya
1
16/03/2015
WHERE ?
WHY ?
MATERIAL HANDLING EQUATION (1)
UNNECESSARY
+
WHEN ?
MATERIAL HANDLING EQUATION (2)
MOVE
WHAT ? UNNECESSARY
4 Source & Destination
MATERIAL
1 TYPE
CHARACTERISTCS
Shape
Annual
Bulk
Dimension
Liquid
Temperature
Gas
Next slide
3 QUANTITY
2
Maximum Inventory
External
- point to point - area * workplace * departement * building * beyond building * measure - activities involved * vendor (thru..to) * cutomer
- Carrier * Type * Characteristics - Other building - Distant Location - Other
Internal - Same department - Other department - Next workplace - Other floor
- Place - Profile - Path - Level
Per move
Weight/unit
Scope
Route
Per delivery
Perishability
5 Logistics
Load/unload level Load/unload method
How received
WHERE ?
+
9 Equipment
Local Support Method
Function - Handling - Storage - Auxiliary
Support - Suspend - Squeeze - Spear - Other
Type Indicated - None - Manual - Mechanical - Automated
Container -
none type construction size tare cost disposal
Items/ handling unit
Desired Characteristics
Amount -
required capacity time/load number of loads hours/year number of pieces of equipment
Handling unit/ total quantity Weight
Rate Speed Motion
Transporting Conveying Maneuvering
Next slide
Elevating Positioning Transferring
Traffic Environment % transportation % Handling
WHEN ?
MATERIAL HANDLING EQUATION (3)
METHOD
-
Distance Frequency (Moves/time unit)
7 Type
Sequence
others
8 Handling Unit
6 Characteristics
Cost - Equipment cost/ hour - Annual cost
Number
10 Man power
11 Physical Restrictions
Time/Move
Area
Hours/Year
Column spacing
Hourly cost
Clear Height
Annual cost
Aisle Location Aisle Width Door size(s) Floor load capacity Running surface characteristic
Overhead load capacity Ramp grades Elevators capacity Power availability Congestion
PRINSIP – PRINSIP MATERIAL HANDLING (1) • Orientation Bertujuan untuk menyelesaikan permasalahan dan identifikasi besarnya permasalahan, pembatas dan tujuan.
• Planning Membangun rencana yang fleksibel dan relevan untuk masa mendatang
• System Mengintegrasikan seluruh aktivitas mulai dari receiving sampai delivery.
• Unit Load Unit load dirancang sebesar mungkin.
• Space Utilization Memakai volume ruangan seefektif mungkin.
• Standardization Jika memungkinkan, lakukan standarisasi peralatan dan metode
Storage area requirements
PRINSIP – PRINSIP MATERIAL HANDLING (2) • Ergonomic Merancang peralatan dan metode dengan memperhitungkan interaksi manusia dan mesin
• Energy Perhitungkan kebutuhan energi dan biayanya
• Ecology Usahakan menggunakan peralatan dan metode yang dapat mengurangi efek pada lingkungan
• Mechanization Jika memungkinkan, metode mekanik akan lebih efisien
• Flexibility Gunakan peralatan dan metode yang memiliki flesibilitas tinggi
PRINSIP – PRINSIP MATERIAL HANDLING (3) • Simplification Sederhanakan, gabungkan atau jika mungkin hilangkan perpindahan atau peralatan yang tidak perlu
• Gravity Gunakan gaya gravitasi sebenyak-banyaknya dalam perpindahan bahan
• Safety Gunakan peralatan pemindahan yang aman
• Computerization Gunakan sistem terkomputerisasi dalam proses perpindahan maupun dalam pengontrolan perpindahan.
• System Flow Intergrasikan aliran meterial dan informasi
2
16/03/2015
PRINSIP – PRINSIP MATERIAL HANDLING (4)
UNIT LOAD
• Layout Evaluasi setiap alternatif layout dan pilih yang paling efisien dan efektif
• Cost Evaluasi setiap alternatif penyelesaian dan pilih berdasarkan biaya per unit pengangkutan.
• Maintenance Lakukanlah preventive maintenance
• Obsoloscence lakukan pergantian peralatan sesuai dengan life cycle
Unit Load Procedure 1. Determine whether the unit load concept is applicable 2. Select the unit load type 3. Identify the most remote source of a potential unit load 4. Determine the farthest practicable destination for the unit load 5. Established the unit load size 6. Determine the unit load configuration 7. Determine how to build the unit load
Items or bulk material arranged so that they can be picked up and delivered as one load
The larger the unit load, the lower the cost per unit handled. We need to determine the device and type of pallets or containers that will be used for handling the unit load
Ukuran standard Pallet (source : A.N.S.I)
60 x 80 cm 80 x 100 cm 90 x 105 cm 80 x 120 cm 100 x 120 cm 120 x 150 cm 120 x 180 cm 220 x 270 cm 90 x 90 cm 105 x 105 cm 120 x 120 cm
3
16/03/2015
Space utilization principle • In work areas, cluttered, unorganized spaces and blocked aisles should be eliminated • In storage areas, the objective of maximizing storage density must be balanced againts accessibility and selectivity • When transporting loads within a facility, always consider using overhead space
8 Basic types of MHD 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.
Conveyor fixed-path MHDs Palletizers Pallet Lifting Devices Trucks Robots Automated Guided Vehicles (AGVs) Jibs, Cranes and hoists Warehouse material handling systems (WMHSs)
Mhd fits in the overall system • • • •
Does it permit flexibelity? Is it inexpensive and easy to maintain? Can it be integrated with the existing systems? Does it significantly increase manufacturing efficiency?
CONVEYORS • • • • • • • • • • • • • • •
Accumulation conveyors Belt conveyors Buckets conveyors Can conveyors Chain conveyors Gravity conveyors Pneumatic/Vacuum conveyors Power and free conveyors Roller conveyors Screw conveyors Skid conveyors Slat conveyors Tow line conveyors Trolley conveyors Wheel conveyors
4
16/03/2015
• • • • • • •
Hand truck Fork lift truck Pallet truck Platform truck Counterbalanced truck Tractor-trailer truck Automated Guided Vehicles (AGVs)
ROBOT • • • • • •
FORK LIFT
TRUCK
Automated GUIDED VEHICLES
Point to point robots Contouring or continuous robots Walkthrough or teach robots Leadthrough or teach pendant robots Hydraulic robots Servo-controlled robots
Model untuk MHS Design • Pemilihan MHD/MHS dapat dilakukan setelah atau sebelum atau bersamaan dengan perancangan layout mesin-mesin, tergantung mana yang lebih menguntungkan Contoh: penggunaan layout U-line atau circular layout, akan mendikte untuk menggunakan robot atau conveyor. Jika layout straight-line maka menggunakan AGV. • Model untuk MHS Design dapat menggunakan pendekatan: 1. Rule of thumb approach Berdasarkan pengalaman, Groos & Associates mengembangkan online cost calculator (http://www.grossassociates.com/resources/online-rulesof-thumb/) untuk membuat estimasi biaya modal equipment untuk MHD sehingga dapat membantu untuk mencari alternatif pilihan MHD
Model untuk MHS Design 1. Pendekatan Deterministik menggunakan model Mixed Integer Linear Programming 2. Pendekatan Probabilistik Queuing Model atau Simulation 3. Pendekatan Statik dan Probabilistik model transportasi (statik) untuk menentukan jumlah AGV yang minimum, model probabilistik untuk mengestimasi rata-rata jumlah kendaraan yang diperlukan untuk pemindahan material antara workstation. 4. Knowledge-based Expert System
5
16/03/2015
Model Assignment dan Pemilihan MHD
Model Assignment dan Pemilihan MHD
• Minimizes operating and annualized investment costs of MHD • Variables and parameters • • • • • • •
i part type index, i=1,2,...,p j machine type index, j=1,2,...,m l MHD type index, l=1,2,...,n Li set of MHDs that can transport part i H length of planning period Di number of units of part type i to be produced Kij set of machines to which part type i can be sent from machine j for next process • Mij set of machines from which part type i can be sent to machine j for next process
Model Assignment dan Pemilihan MHD p
n
Minimize
Subject to
m
VlYl l 1
ijkl
jAi kK ij lLi
X
ikjl
kK ij lLi
X
Contoh Assignment dan Pemilihan MHD (1)
Di
X
• Small manufacturing system • Processes two high volume parts P 1 and P2- 50 and 60 units, respectively
i 1,2,..., p
ijkl
0
i 1,2,..., p
• Part P1 processed first on machine M1, and on machines M2 or M4 for second step and to machine M3 for final step
kK ij lLi
j : j Ai Bi ikjl
Di
• Of the 60 units of part P 2, 30 are processed first on machine M1 and then on machine M2. • The remaining 30 units of part P 2 are processed first on machine M3 and then sent to machine M2 for final processing
i 1,2 ,...,p
jBi kM ij lLi p
m
X i 1
ijklTijkl
HYl
l 1,2 ,...,n
j 1 kK ij
X ijkl 0
i 1,2 ,...,p
• Two candidate MHDs - H1 and H2 with purchase costs of $100,000 and $140,000 available
j 1,2 ,...,m k 1,2 ,...,n l 1,2 ,...,n Yl 0 dan integer
Ai set of machine types required for the first operation on part type i Bi set of machine types required for last operation on part type i Vl purchase cost of MHD Hl Tijkl time required to move one unit of part type i from machine type j to k using MHD l • Cijkl unit transportation cost to move part type i from machine j to k using MHD l • Xijkl number of units of part type i to be transported from machine j to k using MHD l • Yl number of units of MHD type l selected
Cijkl X ijkl
i 1 j 1 kKij lLi
X
• • • •
l 1,2 ,...,n
Contoh Assignment dan Pemilihan MHD (2)
Contoh Assignment dan Pemilihan MHD (3)
• Unit cost for transporting P 1 and P2 on each of the MHDs as well as transportation times given • Assume there are 7150 seconds in the planning period • Each handling device is expected to make empty trips 30% of the time • Determine the required MHDs and assign departmental moves to them M
From M1 P1
M2 M4
1
M2
M1 P1
M3
M1
M4
M2
P2
P2 M3
M3
To
M1
M2
M3
M4
H1
-
7 (10)
-
8 (5)
H2
-
5 (8)
-
2 (20
H1
-
-
8 (6)
-
H2
-
-
4 (5)
-
H1
-
-
8 (8)
H2
-
-
4 (5)
-
H1
-
2 (4)
-
-
H2
-
1 (2)
-
-
H1
-
20 (6)
-
-
H2
-
12 (2)
-
-
Solusi: Y1=1, X1121=50, X1231=50, X2121=30, X2321=1; OFV=101.410
6
16/03/2015
Issue Operasional MHS • Jika sudah diputuskan MHD yang dibeli maka harus dijamin bahwa tidak ada permasalahan performance atau operasional seperti underutilized, part tidak terlalu lama menunggu untuk dipindahkan, dan lain-lain • Model yang digunakan dalam operasional MHS: 1. 2.
References • Heragu, S. (2008). Facilities Design (3rd Ed.). CRC Press. • Wignjosoebroto, S. (1996). Tata Letak Pabrik dan Pemindahan Bahan. Surabaya: Guna Widya.
Pendekatan deterministik Model untuk Analisis Performance Conveyor Pendekatan probabilistik/stokhastik Queuing and Queuing Network Models for MHS Performance Analysis, Discrete Event Simulation
Warehouse design & layout TATA LETAK FASILITAS (TIN 4214)
Jaringan Distribusi dan Warehouse
Fungsi-fungsi umum Warehouse • • • • • • •
•
PERSEDIAAN (penyeimbang dan penyangga akibat adanya perbedaan antara perencanaan produksi dengan permintaan aktual)
•
KONSOLIDASI BARANG (penggabungan barang-barang dari beberapa pabrik atau gudang kecil sebelum dikirimkan)
•
DEPO (Gudang penyangga yang mendekati pasar, untuk mempercepat respon supply)
Provide temporary storage of goods Put together customer orders Serve as a customer service facility Protect goods Segregate hazardous or contaminated materials Perform value-added services Inventory
7
16/03/2015
Storage Medium • • • • •
Stacking Frames
Stacking Frames Cantilever Racks Selective Rack Flow Rack Racks for Automated Storage and Retrieval System (AS/RS)
Cantilever Racks
Selective Rack
Flow rack
AS/RS (Automated Storage / Retrieval Systems)
8
16/03/2015
AS/RS
Storage and Retrieval Systems • Person-to-item Rak penyimpanan statis (diam) dan orang/mesin yang mendatangi lokasi barang dan mengambilnya. • Item-to-person Barang yang berjalan dengan menggunakan material handling device (seperti conveyor) menuju lokasi penerimaan yang telah ditentukan. Flow rack merupakan salah satu media yang dirancang menggunakan sistem ini.
Lokasi Gudang • Penentuan lokasi gudang didirikan merupakan permasalahan awal dan kritis dalam perancangan gudang. • Permasalahan berikutnya adalah berapa unit gudang yang harus dibangun serta luas dari tiap unit gudang tersebut. • Faktor yang harus dipertimbangkan dalam pembangunan gudang antara lain: Lokasi Pelanggan/Pengguna, Tingkat layanan yang diharapkan kepada pelanggan, harga tanah, biaya sewa, pajak, biaya konnstruksi, dan asuransi.
Layout of Warehouse store
Layout Gudang secara umum • Layout gudang tergantung beberapa hal, yaitu: • • • • • •
Barang yang disimpan Luas lahan yang tersedia Tinggi bangunan Storage media yang digunakan S/R methods Jalan/lintasan pada rak penyimpanan
Lokasi dan Layout Galangan • Beberapa hal yang perlu dipertimbangkan dalam perancangan galangan: • • • • • •
Waktu pengiriman dan penerimaan barang Jumlah dan rata-rata truk yang dilayani per hari Jumlah dan rata-rata barang yang dilayani per hari Trend atau pola naik turunnya jumlah layanan Tipe barang yang dilayani (ukuran, bentuk, dan packaging) Perlu tidaknya barang dilindungi dari perubahan cuaca.
9
16/03/2015
Storage Layout Planning
Storage Policies
• Prinsip yang diperhitungkan dalam perencanaan gudang: • Popularity
• • • • •
(Frekuensi perpindahan barang, masuk dan keluar)
• Similarity (item yang diterima dan dikirim bersamaan, seharusnya disimpan bersama)
• Size (pengelompokan • Characteristics
Random storage policy Dedicated policy Cube-per-order index (COI) policy Class-based storage policy Shared storage policy
berdasakan ukuran fisik barang)
(Jenis dan sifat barang yang disimpan)
• Utilisasi ruang (termasuk kemudahan
akses)
Penyimpanan barang berdasarkan popularitas barang yang disimpan
Entrance/Exit
FAST MOVING ITEMS
MEDIUM MOVING ITEMS
190 180 170 160 150 140 130 120 110 100 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190
SLOW MOVING ITEMS
• Dirancangan berdasarkan hukum Pareto: “80% the turnover will be as the result of 20% of material stored”. • Sehingga 20% material yang menentukan tersebut dipertimbangkan untuk disimpan dan diambil dalam jarak yang paling pendek. • Barang yang masuk dalam kategori fast moving diletakkan mendekati pintu masuk atau/dan keluar.
“Optimum” Dedicated Storage Layout 180 170 160 150 140 130 120 110 100 90
90 100 110 120 130 140 150 160 170 180
170 160 150 140 130 120 110 100 90
80
80
90 100 110 120 130 140 150 160 170
160 150 140 130 120 110 100 90
80
70
70
80
90 100 110 120 130 140 150 160
150 140 130 120 110 100 90
80
70
60
60
70
80
90 100 110 120 130 140 150
140 130 120 110 100 90
80
70
60
50
50
60
70
80
90 100 110 120 130 140
130 120 110 100 90
80
70
60
50
40
40
50
60
70
80
90 100 110 120 130
120 110 100 90
80
70
60
50
40
30
30
40
50
60
70
80
90 100 110 120
110 100 90
80
70
60
50
40
30
20
20
30
40
50
60
70
80
90 100 110
100 90
70
60
50
40
30
20
10
10
20
30
40
50
60
70
80
80
15%
Dock
90 100
80% 5%
Rencana Penyimpanan berdasarkan karekteristik barang • Barang mudah busuk/tidak tahan lama, seperti ikan, sayur, buah, dll. Media penyimpanan dirancang dengan temperatur yang khusus. • Barang yang berdimensi khusus/tidak standar. Barang yang dimensinya tidak umum baik panjang ataupun luasannya. Sehingga memerlukan rak/media simpan yang fleksible dari dimensi dan ketinggiannya. • Barang berbahaya/beracun, seperti cat, pernis, bahan kimia yang mudah meledak, dll. Penanganan khusus terhadap barang ini diatur dalam regulasi safety dan harus menempati lokasi yang aman dan terisolir. • Barang berharga/kecil. Penanganan barang yang mudah dicuri dan bernilai tinggi harus mempertimbangkan penjagaan dan lokasi penempatan yang aman. • Barang yang bersesuaian. Barang yang akan rusak jika ditempatkan berdekatan dengan barang yang mempengaruhinya secara kimia ataupun secara fisik. Seperti margarin, jika disimpan diruang pendingin bersamaan dengan ikan, maka bau ikan akan mempengaruhi/merusak aroma margarin.
REFERENCES • Heragu, S. (2008). Facilities Design (3rd Ed.). CRC Press. • Tompkins, White, Bozer and Tanchoco. (2010). Facilities Planning (4th Ed.). New York: Wiley.
10
16/03/2015
Terima Kasih
11
