BAB 2 LANDASAN TEORI
2.1
Pengertian Sistem Beberapa pengertian sistem menurut para ahli adalah sebagai berikut (Sutabri, 2012) : 1. Secara sederhana, sistem dapat diartikan sebagai suatu kumpulan dari unsur ataupun variabel yang sudah terorganisir dan saling berinteraksi satu sama lain. 2. Menurut Gordon B. Davis, sistem dapat berupa abstrak atau fisis. Sistem yang abstrak adalah sistem yang tersusun secara teratur dari gagasangagasan atau konsepsi yang saling bergantung satu sama lain. Sedangkan sistem yang fisis adalah serangkaian unsur yang bekerja sama untuk mencapai suatu tujuan. 3. Menurut Norman L. Enger, suatu sistem terdiri atas kegiatan-kegiatan yang saling berhubungan satu sama lain guna mencapai tujuan-tujuan suatu perusahaan. Sedangkan definisi sistem dalam ilmu teknik adalah suatu perangkat/algoritma yang beroperasi berdasarkan sinyak input dengan mengikuti aturan tertentu biasanya berupa persamaan matematik kemudian menghasilkan sinyal output. (ARENA 14.0 Simulation Software Training oleh BINUS University, 2013)
2.2
Pengertian Model Model adalah suatu bentuk sederhana dari sebuah sistem yang ada dengan memperhatikan faktor-faktor yang dianggap penting dan mengabaikan faktor-faktor yang tidak penting. Dengan demikian, model dapat diartikan sebagai gambaran abstrak suatu sistem yang ada beserta proses yang terjadi dalam sistem tersebut. Terdapat empat jenis model berdasarkan model simbolik yaitu, (Assegaf, 2013): 1. Model skokastik merupakan model yang mencakup distribusi kemungkinan untuk input dan memberikan serangkaian nilai dari sekurang-kurangnya satu variabel output dengan probabilitas yang berkaitan setiap hari. 2. Model deterministik merupakan model yang digunakan untuk memecahkan berbagai persoalan yang sudah pasti. 3. Model statis merupakan model yang berhubungan dengan keadaan sistem yang tidak mempertimbangkan perubahan waktu dan biasanya melibatkan pembangkitan bilangan acak untuk menjalankan simulasi. 4. Model dinamis adalah model yang berhubungan dengan keadaan sistem yang dapat mengalami suatu proses perubahan akibat aktivitas tertentu setiap saatnya.
2.3
Simulasi Simulasi adalah proses perancangan model dari suatu sistem nyata dengan melaksanakan eksperimen-eksperimen terhadap model tersebut untuk 5
6 memahami tingkah laku sistem dan menyusun strategi sesuai dengan batas yang telah ditentukan oleh beberapa kriteria sehubungan dengan sistem operasi tersebut. Dalam melakukan simulasi terdapat 5 langkah pokok yang perlu diperhatikan yaitu: 1. Tentukan permasalahan. 2. Formulasikan model simulasi. 3. Ujilah model kemudian bandingkanlah tingkah laku sistem baru dengan tingkah laku dari sistem nyata. 4. Lakukan percobaan-percobaan terhadap model simulasi. 5. Jalankan simulasi dan analisa data. Terdapat beberapa kelebihan dan kekurangan dalam melakukan model simulasi, yaitu: 1. Tidak semua sistem dapat direpresentasikan dalam model matematis sehingga simulasi merupakan alternatif yang tepat. 2. Dapat melakukan eksperimen tanpa adanya resiko pada sistem nyata. tanpa harus menanggung resiko terhadap sistem yang berjalan. 3. Dapat mengestimasi kinerja sistem pada kondisi tertentu dan memberikan alternatif terbaik sesuai dengan spesifikasi yang diinginkan. 4. Simulasi memungkinkan untuk melakukan studi jangka panjang dalam waktu relatif singkat. 5. Dapat menggunakan input data yang bervariasi. Sedangkan kekurangannya yaitu : 1. Kualitas dan analisis tergantung pada pembuat model. 2. Hanya dapat mengestimasi karakteristik sistem berdasarkan masukan tertentu. (Assegaf, 2013) 2.4
Software ARENA Software simulasi ARENA merupakan salah satu software simulasi general purpose yang berbasiskan pada Graphical User Interface (GUI) yang dibuat oleh Systems Modeling Corp., USA. Pada arena 14.0 Simulation Software Training oleh BINUS University (2013) dijelaskan modul pada simulasi ARENA, yaitu:
2.4.1 Panel Basic Process A. Modul - Modul Flowchart 1. Modul Create Modul ini digunakan sebagai awal mula masuknya entitas pada suatu model simulasi. Entitas ini akan dibuat penjadwalan berdasarkan waktu antar kedatangan. Setelah itu entitas akan meninggalkan modul ini untuk memulai proses dalam sistem. 2. Modul Dispose Modul ini merupakan titik akhir dari perjalanan entitas pada model simulasi. 3. Modul Process Modul ini merupakan proses utama dalam model simulasi. Pada kotak proses menampilkan nama dari proses itu sendiri, tipe dari proses
7
4.
5.
6. 7.
8.
yaitu standar atau submodel. Kemudian ada logika yang menampilkan aksi dari proses, dan terdapat tipe distribusi yang digunakan serta unit waktu yang digunakan. Modul Decide Modul ini menunjukan proses pengambilan keputusan dalam sebuah sistem. Dimana pilihan untuk membuat keputusan berdasarkan pada satu atau lebih kondisi dan satu atau lebih probabilitas. Jika berdasarkan kondisi maka bisa menggunakan nilai attribute (priority), nilai variable, tipe entitas atau expression. Modul Batch Modul ini menunjukan mekanisme kelompok dalam model simulasi. Modul batch dapat berupa kelompok permanen atau sementara. Modul batch sementara harus dibagi menggunakan modul separate. Entitas yang datang menuju modul batch akan ditempatkan dalam suatu antrian sampai jumlah yang telah ditentukan. Modul Separate Modul ini untuk membagi entitas dari modul batch sebelumnya. Modul Assign Modul ini untuk memasukan nilai baru ke dalam variable, entitas, attribute, tipe entitas, gambaran entitas atau sistem variable yang lainnya. Modul Record Modul ini digunakan untuk mengumpulkan statistik dalam model simulasi. Berbagai macam statistik penelitian dapat diterapkan seperti waktu antar keluaran melalui modul, statistik entitas (waktu, biaya, dan lainnya), dan statistik interval (dari tanda waktu sementara ke waktu simulasi biasa).
B. Modul – Modul Data 1. Modul Entity Modul data ini menjelaskan berbagai macam tipe dari entitas dan memberikan nilai gambaran dalam simulasi. 2. Model Queue Modul data ini dapat digunakan untuk mengubah aturan ranking untuk antrean yang spesifik. Aturan yang biasa digunakan adalah first in dan first out namun pada modul ini terdapat ruang tambahan untuk antrean yang ditempati entitas. 3. Modul Resource Modul ini didefinisikan sebagai sumber/resource dalam sebuah sistem simulasi. 4. Modul Variable Modul data ini digunakan untuk mendefinisikan dimensi variabel dan nilai awal. Variabel dapat diambil dari modul lain seperti modul decide, modul assign, dan dapat digunakan pada segala ekspresi. 5. Modul Schedule Modul data ini digunakan dengan modul resource untuk mendefinisikan jadwal pengoperasian. 6. Modul Set Modul data ini mendefinisikan berbagai macam tipe dari sets yaitu resources, counter, tally, entity, type, dan entity pictures. Resource sets
8 dapat digunakan dalam modul process. Counter dan tally sets dapat digunakan dalam modul record. Queue sets dapat digunakan dengan menggunakan seize, hold, acess, request, leave, dan allocate pada panel advance process dan advance transfer. 2.4.2 Panel Advance Process A. Modul-Modul Flowchart 1. Modul Hold Modul ini digunakan untuk menahan entitas dalam sebuah antrean dengan menunggu sinyal dimana jika entitas sedang menunggu sinyal, modul sinyal harus digunakan pada model untuk mengikuti pergerakan ke modul berikutnya. Jika entitas tertahan untuk kondisi tertentu agar menjadi true, entitas akan kembali pada modul sampai kondisi menjadi true. Ketika entitas terus menerus tertahan, maka modul remove digunakan untuk melanjutkan pemrosesan. Pada modul ini terdapat beberapa data yang dapat digunakan diantaranya: • Name : nama dari modul yang akan digunakan • Wait for Value : jumlah entitas yang akan menunggu • Type : wait for signal, scan for condition, dan infinite hold • Queue type • Queue name 2. Modul remove Modul ini digunakan untuk menghilangkan entitas dari posisi yang telah ditentukan dalam antrian dan mengirimnya ke modul designated. Pada modul ini terdapat beberapa data yang harus diisi yaitu name, queue, dan rank of entity. 2.4.3 Panel Advance Transfer A. Modul-Modul Flowchart 1. Modul Route Modul ini digunakan untuk mengirim sebuah entitas ke station yang telah ditentukan atau ke station berikutnya. Dalam modul ini terdapat beberapa data yang harus diisi diantaranya name, station name, destination type (station, by sequence, attribute, expression), route time (EXPO (Mean), NORM (Mean, StdDev), dan lainnya), serta units (hour, seconds, days, minutes). 2. Modul Station Modul ini mendefnisikan lokasi station dimana proses itu berlangsung. Dalam modul ini terdapat beberapa data yang harus diisi yaitu name, station name, station type, report statistic, dan parents activity area.
9 2.4.4 Analisis Input Data Pada arena 14.0 Simulation Software Training oleh BINUS University (2013) menjelaskan mengenai penginputan data pada model simulasi yaitu: 1. Buatlah sebuah text file (.txt) yang berisi matrik set data yang telah dikumpulkan menggunakan notepad kemudian data disimpan. Matrik set data diperoleh melalui sejumlah data yang dibangkitkan secara acak dengan menggunakan program MS.Excel. 2. Buka software simulasi ARENA, lalu membuka input analyzer dari menu tools. Dan buat sebuah field baru (File > new). 3. Masukkan data matrik yang disimpan ke dalam input analyzer (File > Data File > Use Existing). 4. Langkah terakhir adalah melakukan fitting distribusi (Fit > poisson/normal/exponential) 2.5
Verifikasi Verifikasi model memastikan bahwa pemrograman komputer dan implementasi konseptual model sudah benar dan terbebas dari error. Verifikasi model merupakan proses yang akan menentukan apakah konseptual model sudah menggambarkan sistem yang nyata atau tidak. Verifikasi berkaitan dengan menentukan bahwa fungsi simulasi misalnya mekanisme time-flow, pembangkit bilangan acak, pembangkit variasi acak dan model komputer telah diprogram dan dilaksanakan dengan benar (Utami, 2013).
2.6
Pengukuran Waktu Kerja (Time Study) Ada beberapa teknik yang digunakan dalam pengukuran kerja yaitu, (Bahri, 2011): 1. Secara langsung - Jam henti (stopwatch jam) - Sampling kerja (work sampling) 2. Secara tidak langsung - Data waktu baku (standard data) - Data waktu gerakan (predetermined time system) yang terdiri dari : • Work Factor (WF) system • Maynard Operation Sequence System (MOST System) • Motion Time Measurement (MTM System)
2.6.1 Teknik Jam Henti (Stopwatch) Pengukuran waktu kerja dengan jam henti dilakukan dengan menggunakan stopwatch dimana metode ini mulai diperkenalkan oleh Frederick W. Taylor. Metode ini baik digunakan untuk pengukuran pada situasi yaitu : a. Terdapat siklus kerja yang berulang dengan durasi waktu pendek hingga panjang. b. Operasi baru dapat dilakukan tanpa standar hingga pengukuran dilakukan. c. Terdapat variasi kerja yang berbeda-beda.
10 d. Adanya elemen-elemen pengendali proses menyusun satu bagian siklus. Pengukuran dengan jam henti dilakukan dengan metode pengukuran waktu secara berulang-ulang (repetitive timing). Pada metode ini jarum penunjuk selalu dikembalikan lagi ke posisi nol pada setiap akhir pengukuran sebuah elemen. Dari hasil pengukuran maka akan diperoleh waktu baku untuk menyelesaikan suatu pekerjaan yang kemudian akan berlaku bagi semua pekerja yang akan melaksanakan pekerjaan yang sama. (Bahri, 2011)
2.7 Keseimbangan Lini (Line Balancing) 2.7.1 Definisi Line Balancing Keseimbangan lini merupakan suatu metode penugasan sejumlah pekerjaan ke dalam stasiun kerja yang saling berkaitan dalam satu lini produksi, dimana setiap stasiun kerja memiliki waktu yang tidak melebihi waktu siklus yang telah ditentukan dari stasiun kerja tersebut. (Gozali, Widodo, & Bernhard, 2012) 2.7.2 Permasalahan Dalam Line Balancing Terdapat beberapa masalah yang sering dihadapi dalam lintasan poduksi yaitu: 1) Adanya kendala sistem yang berhubungan dengan fungsi perawatan. 2) Beban kerja pada beberapa stasiun kerja harus seimbang untuk mencapai tingkat efisiensi yang tinggi dan memenuhi produksi yang telah direncanakan. Adanya ketidakseimbangan lini produksi disebabkan karena adanya stasiun kerja yang sibuk dan idle secara mencolok serta adanya work in process pada beberapa stasiu kerja. Beberapa hal yang dapat mengakibatkan terjadinya ketidakseimbangan lini produksi antara lain: 1. Perancangan lintasan yang salah. 2. Peralatan/mesin yang sudah tua sehingga sering mengalami breakdown dan perlu diatur ulang. 3. Tenaga kerja yang kurang terampil. 4. Metode kerja yang kurang baik. (Gozali, Widodo, & Bernhard, 2012) 2.7.3 Tujuan Line Balancing Adapun tujuan lintasan produksi yang seimbang yaitu (Gozali, Widodo, & Bernhard, 2012) : 1. Menyeimbangkan beban kerja untuk setiap stasiun kerja sehingga pekerjaan dapat selesai dalam waktu yang seimbang. 2. Mencegah terjadinya bottleneck. 3. Menjaga lini produksi agar tetap berlangsung dengan lancar dan berkelanjutan.
11 2.7.4 Faktor Penentuan Allowance dan Performance Rating Penyesuaian performance rating perlu diperhatikan karena adanya faktor-faktor yang tidak sesuai terjadi selama proses kerja berlangsung. Contohnya adalah operator bekerja tanpa kesungguhan, operator menemui kesulitan, dan lain-lain sehingga dapat mempengaruhi kecepatan kerja. Salah satu metode yang digunakan untuk menentukan besarnya penyesuaian adalah metode westinghouse (Bahri, 2011). Untuk penyesuaian ketrampilan dibagi menjadi enam kelas, yaitu: 1. Super skill 2. Excelent skill 3. Good skill 4. Average skill 5. Fair skill 6. Poor skill Untuk effort yang dimaksud adalah kesungguhan yang ditunjukkan oleh operator ketika melakukan pekerjaannya. Dimana dibagi menjadi enam kelas, yaitu: 1. Excessive effort 2. Excellent effort 3. Good effort 4. Average effort 5. Fair effort 6. Poor effort Kondisi kerja dibagi menjadi enam kelas yaitu Ideal, Excellent,Good, Average, Fair, dan Poor. Faktor lain yang juga harus diperhatikan adalah konsistensi (consistency). Faktor ini sangat penting karena pada kenyataannya bahwa setiap pengukuran waktu kerja tidak pernah semuanya sama, waktu penyelesaian yang ditunjukkan oleh pekerja selalu berubah dari satu siklus ke siklus lainnya. Konsistensi juga dibagi menjadi enam kelas yaitu Perfect, Excellent, Good, Average, Fair, dan Poor. Seseorang yang bekerja dengan sempurna adalah yang dapat bekerja dengan waktu penyelesaian yang tetap dari satu siklus ke siklus lainnya. Konsistensi poor terjadi apabila waktu penyelesaiannya berselisih jauh dari rata-rata. Sedangkan konsistensi rata-rata adalah apabila selisih antar waktu penyelesaian dengan rata-ratanya tidak besar walaupun ada satu/dua yang letaknya jauh. Dengan melihat tabel westinghouse yang terdapat pada lampiran maka nilai p dapat ditentukan dengan cara : P = 1 + total nilai performance dari empat faktor Dalam perhitungan waktu baku (Wb) akan ditambahkan faktor kelonggaran (K) di dalamnya sedangkan untuk waktu normal (Wn) akan ditambahkan dengan faktor penyesuaian (P). Keduanya dapat dilakukan setelah melakukan pengambilan sampel data waktu siklus (Ws) secara aktual. Untuk menghitung waktu normal digunakan rumus sebagai berikut : Waktu Normal (Wn) = Ws × p Dimana : Waktu Siklus (Ws) =
12 Penentuan allowance umumnya meliputi tiga hal: 1. Istirahat untuk kebutuhan perorangan Kelonggaran waktu ini ditunjukan untuk kebutuhan yang bersifat pribadi seperti makan, minum, dan lain-lain. 2. Kelelahan (fatique) Kelonggaran ini diberikan karena kelelahan fisik maupun mental setelah bekerja beberapa waktu. Terdapat beberapa faktor yang mengakibatkan kelelahan yaitu kondisi kerja, sifat dari pekerjaan, dan kesehatan pekerja. 3. Keterlambatan yang tak terhindarkan (Unavoidable Delay) Kelonggaran ini diberikan untuk elemen-elemen pekerjaan yang kemungkinan dapat terhenti karena adanya hal-hal seperti keterlambatan datangnya material, kerusakan mesin, dan lain-lain. 2.7.5 Terminologi Line Balancing Beberapa termonologi yang berkaitan dengan keseimbangan lini yaitu (Gozali, Widodo, dan Bernhard, 2012) : 1. Elemen Kerja (Work Element) Merupakan bagian dari keseluruhan pekerjaan dalam proses perakitan. Dimana N didefinisikan sebagai jumlah total dari elemen kerja yang dibutuhkan untuk menyelesaikan suatu proses perakitan dan i adalah elemen kerja. 2. Stasiun Kerja (Work Station) Merupakan lokasi pada lini produksi dimana pekerjaan diselesaikan secara manual ataupun otomatis. K didefinisikan sebagai jumlah stasiun kerja pada lini produksi dimana K
13 6. Waktu Siklus (Cycle Time) Merupakan waktu rata-rata yang dibutuhkan untuk menyelesaikan suatu produk dari lini produksi dengan asumsi setiap perakitan mempunyai kecepatan konstan. Nilai minimum dari waktu siklus > waktu stasiun kerja terpanjang. Ti maks ≤ CT ≤ Dimana : Ti maks = Waktu operasi terbesar pada lintasan CT = Waktu siklus P = Jam kerja efektif per hari Q = Jumlah produksi per hari 7. Line Efficiency (Effisiensi Lini) Efisiensi lini produksi merupakan tingkat koefisiensian dari lintasan produksi dan dinyatakan dalam bentuk persentase. Dengan hasil efisiensi yang tinggi, maka dapat dikatakan bahwa lintasan produksinya sudah baik. Berikut adalah rumus untuk mencari efisiensi lini yaitu (Natalia, Sinulingga, dan Siregar, 2013) :
Dimana : Sti : Waktu masing-masing stasiun kerja (i=1,2,...) n : Jumlah stasiun kerja 8. Balance Delay Merupakan perhitungan ketidak efisienan pada lintasan produksi yang disebabkan karena ketidaksempurnaan alokasi kerja diantara stasiun kerja, yang dirumuskan sebagai berikut (Indrawan dan Hariastuti, 2013) : 9. Smoothing Index (SI) Berikut adalah rumus perhitungan untuk smoothing index yaitu (Natalia, Sinulingga, dan Siregar, 2013):
Dimana : STmaks STi
: Maksimum waktu di stasiun kerja : Waktu masing-masing stasiun kerja (i=1,2,...)
2.7.6 Metode Line Balancing Terdapat beberapa metode penyeimbangan lini perakitan yaitu (Marfuah & Alfiat, 2014): 1. Metode Ranked Positional Weight (RPW) Metode RPW disebut juga metode Hegelson-Bernie. Metode ini dilakukan dengan cara menentukan bobot posisi untuk setiap elemen pekerjaan dari suatu proses operasi dengan memperhatikan diagram keterkaitan. Cara menentukan bobotnya adalah sebagai berikut : Bobot RPW = waktu proses operasi tersebut + waktu proses operasioperasi berikutnya.
14 2. Metode Region Apporch (RA) Dalam metode ini terdapat kelebihan dan kelemahan yang dapat menjadi bahan pertimbangan ketika akan menggunakan metode ini. Kelebihan dari metode ini adalah berusaha membebankan terlebih dahulu operasi yang memiliki tanggung jawab keterdahuluan yang besar sehingga hasilnya akan mendekati optimal. Sedangkan kelemahannya adalah tidak dapat menghasilkan sebuah solusi yang optimal melainkan solusi yang mendekati optimal. 3. Metode Largest Candidate Rule (LCR) Dalam metode ini juga terdapat kelebihan dan kelemahan yang dapat menjadi bahan pertimbangan. Kelebihan dari metode ini adalah secara keseluruhan metode ini memiliki tingkat kemudahan yang lebih tinggi dibanding metode lainnya tetapi hasil yang diperoleh masih harus saling dipertukarkan dengan cara trial dan error untuk mendapatkan penyusunan stasiun kerja yang optimal. Sedangkan kelemahannya adalah didapatkan lebih banyak operasi seri yang digabungkan ke dalam satu stasiun kerja.
