10
BAB 2 LANDASAN TEORI
2.1
Pengendalian Kualitas (QC) Seperti yang telah diuraikan dalam bab sebelumnya, salah satu langkah
untuk memenuhi kepuasan pelanggan adalah dengan Pengendalian Kualitas (Quality Control_QC). Pengendalian adalah bekerjanya suatu sistem sebab-sebab acak yang stabil yakni bawaan (inherent) dalam suatu skema produksi dan pemeriksaan tertentu. Sedangkan definisi dari kualitas adalah karakteristik dan ciri-ciri dari sebuah pelayanan atau produk yang mampu memuaskan kebutuhan pelanggan. Kebutuhankebutuhan ini menyangkut : keamanan, ketersediaan, ekonomis (harga), kemampuan merawat, keandalan, dapat digunakan, dan lingkungan. Jadi pengendalian kualitas adalah
teknik-teknik
pemakaian
dan
kegiatan-kegiatan
untuk
mencapai,
memperpanjang, dan memperbaiki mutu produk ataupun pelayanan. Adapun dimensi yang seringkali dikaitkan dengan kualitas yaitu harga, biaya, pangsa pasar, iklan, produktivitas, dan keuntungan. Kualitas itu sendiri merupakan alat (tools) untuk berkompetisi dengan para pesaing lainnya, karena kualitas memiliki beberapa aspek dan menentukan posisi produk, selain itu juga membantu mempertahankan konsumen dan bertahan dalam persaingan bisnis, serta
11
membantu dalam mengambil alih pangsa pasar pesaing, terutama dalam persaingan terhadap harga murah produk pesaing (competitor’s price).
2.1.1
Sejarah Perkembangan Aplikasi Pengendalian Kualitas Beberapa orang yang berperan besar dalam hal kualitas, yaitu W.E. Deming,
P.B. Crosby, J.M. Juran, dan Genichi Taguchi. Untuk sejarah perkembangan aplikasi QC dan penerapannya hingga sekarang, dapat dilihat dalam tabel 2.1 dibawah ini. Tabel 2.1 : Sejarah Perkembangan Aplikasi QC dan Penerapannya TAHUN APLIKASI QC DAN PENERAPANNYA Pengendalian kualitas mulai diberlakukan di pabrik-pabrik USA 1920 oleh Departemen QC. Foreman Quality Control (Shewart Control Chart) atau peta kendali 1924 – 1930 (Control Chart) W.A. Shewart. Pengendalian kualitas (QC) menggunakan metode Statistik yang 1940 dipelopori oleh Dr. Juran. 1945 – 1958 QC Statistik diperkenalkan di USA. 1946 Dibentuk American Society for QC. 1951 – 1954 Perkembangan intensif dari QC Statistik Peter Drucker mengembangkan MBO dengan tekanan kepada 1955 Strategic Planning dan Pengembangan Manajemen. - Top dan middle manajemen di Jepang berpartisipasi dalam QC dan mempelajari metode statistik. - Bulan November dan bendera “Q” menjadi bulan “mutu”. 1960 - Dibentuk Gugus Kendali Mutu (QCC) dan mengorganisasikannya dalam bengkel. - Pusat produktivitas Jepang mengadakan “Kursus Instruktur Kendali Mutu” Dibulan November, diadakan konferensi dengan tema : “Peranan 1961 Penyelia dalam Jaminan Mutu”. 1970 Quality by Design (Taguchi Method) Diperkenalkan TQC yang menekankan pada Plan, Do, Check, 1978 Action (PDCA) untuk diimplementasikan keseluruh organisasi Policy Management. Sumber : Transparansi Mata Kuliah Bina Nusantara
12
2.1.2
Teknik Pengendalian Proses Statistikal Suatu proses untuk menghasilkan suatu produk harus memiliki dua syarat,
yaitu stabil (stable) dan mampu (capable). Didalam QC dikenal adanya istilah Pengendalian Proses Statistikal (Statistical Process Control_SPC), yaitu seperangkat alat pemecahan masalah yang baik; berguna dalam mencapai stabilitas proses dan memperbaiki
kapabilitas
melalui
pengurangan
variabilitas.
SPC
ini
dapat
diaplikasikan pada berbagai proses. Adapun tujuh alat utama SPC yang sering dikenal dengan istilah “Seven Tools” atau “The Magnigficient Seven”, yaitu : 1)
Stratifikasi dan Checksheet ; Stratifikasi yaitu menguraikan dan mengklasifikasikan data menjadi faktorfaktor yang lebih spesifik; sedangkan Checksheet adalah formulir dengan itemitem yang sudah distratifikasi dan disusun sedemikian rupa sehingga memudahkan pengisian dan pekerjaan selanjutnya. Contoh Data ketidakhadiran per mahasiswa Universitas “PQR” bulan April 20xx
Tanpa Stratifikasi
Tabel 2.2 : Contoh Stratifikasi dan Checksheet Nama Mahasiswa (NIM) Absensi A (080078xxxx) 2,0 % B (090078xxxx) 4,0 % C (080077xxxx) 1,0 %
Dengan Stratifikasi Nama Mahasiswa (NIM) A (080078xxxx) B (090078xxxx) C (080077xxxx)
Absensi 2,0 % 4,0 % 1,0 %
Sakit 2,5 % 1,0 %
Ijin 1,5 % 1,0 % -
Cuti 0,5 % -
Mangkir 0,5 % -
13
Lembar Pemeriksaan Tanggal : 1 ~ 4 Januari 20xx CHEEK SHEET Inspektor : Mr. X Jumlah : 500 Nama Part/No. : ABC / xxxxx Jenis Cacat 1/01 2/01 3/01 4/01 Total Tergores // /// / / 7 Tidak Rata /// // /// // 10 5 5 4 3 Total 17
2)
Grafik ; Yaitu data yang dinyatakan dalam bentuk gambar, dapat berupa : grafik Garis, grafik Balok, grafik Lingkaran, dan sebagainya. Pr oduksi Merk "X" Selama 5 Per iode
PRODUKSI 10000
9000
9000 8000
8000
7500
7800
6000
7800
5000
7500
4000 2000
5000
8000
0 2001
2002
2003
2004
2005
Ta hun
2001
2002
2003
2004
2005
Gambar 2.1 : Contoh Grafik Garis dan Lingkaran
3)
Diagram Pareto (Pareto Diagram) ; Yaitu diagram yang hampir sama dengan kombinasi grafik balok dan grafik garis. Fungsi diagram Pareto biasanya untuk menunjukkan prioritas, menujukkan perbaikan setelah adanya tindakan, menyatakan perbandingan masing-masing terhadap keseluruhan (baik sebelum/sesudah perbaikan).
Gambar 2.2 : Contoh Diagram Pareto
14
4)
Diagram Tulang Ikan (FishBone) ; Yaitu diagram yang menggambarkan hubungan antara faktor penyebab dan akibat (Cause-Effect Diagram). Faktor tidak harus 4M-1E, tergantung masalah yang dihadapi. Methode
Material
Man
MASALAH
Environment
Machine
Gambar 2.3 : Contoh Diagram Tulang Ikan
5)
Peta Kendali (Control Chart) ; Yaitu sejenis grafik garis yang dilengkapi dengan satu atau dua garis batas kendali. Ada beberapa peta kendali yang dikenal dalam pengendalian kualitas, diantaranya adalah : Peta X − R , Peta X − S , Peta I – MR, Peta P, Peta nP, Peta C/U. Seluruh peta ini digunakan untuk mengontrol setiap data sampel produk yang diteliti, untuk mengetahui apakah data-data tersebut terkendali atau tidak. Pengelompokan jenis-jenis peta kendali tergantung pada jenis tipe datanya. Dalam pengendalian proses statistikal dikenal dua jenis data, yaitu : 1. Data Variabel, adalah data kuantitatif yang diukur untuk keperluan analisis. Contoh : panjang, lebar, tinggi, volume, diameter, dan sebagainya.
15
2. Data Atribut, adalah data kuantitatif yang dapat dihitung untuk pencatatan dan analisis. Biasanya data atribut diperoleh dari ketidaksesuaian dengan spesifikasi yang ditetapkan. Contoh : banyaknya jenis cacat pada produk, kesalahan proses administrasi, dan sebagainya.
Untuk kasus dalam laporan ilmiah ini, akan menggunakan Peta Kendali nP. Hal ini disebabkan karena data sampel yang diperoleh di Sub-Lini Penyortiran merupakan data atribut. Peta kendali nP dapat dihitung menggunakan dua cara, yaitu dengan nrata-rata atau ni. Beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam membuat peta kendali nP, yaitu menentukan : _
¾ nrata-rata (n ) =
∑ ni , dengan n i adalah sampel ke − i ∑ Sub Grup
¾ Jumlah Unit Cacat ke-i (Di) ^
¾ Proporsi Cacat (P i ) ^
(Pi ) = D i
^
_
ATAU (Pi ) = D i
n
¾ Prata-rata
^
∑ Pi (P) = ∑ Sub Grup _
_
¾ Center Line (CL) = P ¾ Lower Control Limit (LCL)
ni
16
_ _ ⎤ ⎡ P (1 − P) ⎥ ⎢ LCL = P − ⎢3* ⎥ _ ⎥ ⎢ n ⎦ ⎣
ATAU
_ _ ⎤ ⎡ P (1 − P) ⎥ ⎢ LCL = P − ⎢3* ni ⎥ ⎥ ⎢ ⎦ ⎣
ATAU
_ _ ⎤ ⎡ P (1 − P) ⎥ ⎢ UCL = P + ⎢3* ni ⎥ ⎢ ⎥ ⎣ ⎦
_
_
¾ Upper Control Limit (UCL) _ _ ⎤ ⎡ P (1 − P) ⎥ ⎢ UCL = P + ⎢3* ⎥ _ ⎢ ⎥ n ⎣ ⎦ _
_
Control Chart: SAMPEL1 27.291
26.224
25.157 SAMPEL1
Mean
24.090
UCL = 27.1332 Average = 25.1571
23.023
LCL = 23.1811 1
2
3
4
5
6
7
Sigma level: 3
Gambar 2.4 : Contoh Grafik Control Chart
6)
Histogram (Steam and Leaf Display) ;
Yaitu suatu diagram yang mirip dengan grafik Balok yang digunakan untuk menggambarkan penyebaran data.
Gambar 2.5 : Contoh Histogram
17
7)
Diagram Pencar (Scatter Diagram).
Yaitu diagram yang digunakan untuk menggambarkan korelasi dua kelompok data yang berpasangan.
Gambar 2.6 : Jenis-Jenis Diagram Pencar
2.1.3 A.
Diagram Diagram Alir Proses
Merupakan representasi visual dari semua langkah-langkah utama dari sebuah proses. Diagram ini membantu proses menjadi lebih baik, mengidentifikasi perbaikan yang dapat dilakukan. Dalam membuat diagram alir suatu proses, dimulai dengan membuat aliran kegiatan-kegiatan utama, kemudian dilanjutkan dengan membuat aliran yang lebih mendetail dari kegiatan-kegiatan utama tersebut.
18
Mulai / Stop
Kegiatan / Proses
Keputusan
Penghubung ke halaman berikut
Gambar 2.7 : Simbol dan Arti dari Diagram Alir Proses
B.
Diagram Input – Process – Output (IPO)
Diagram IPO sangat bermanfaat dalam mendefinisikan suatu proses dan mengenali hubungan antara variabel input dan response. Hal ini dikarenakan diagram IPO memuat seluruh daftar karakteristik input dan output.
2.2
Metode Six Sigma
Metode Six Sigma merupakan suatu terobosan baru dalam menjalankan semua jenis usaha baik manufaktur ataupun jasa untuk meningkatkan kualitas proses dan produk. Metode ini dibangun berdasarkan banyak ide manajemen paling penting dan praktek terbaik dari abad-abad yang lalu, menciptakan sebuah rumusan untuk sukses di bisnis abad 21. Lebih dari itu metode Six Sigma juga memiliki kerangka berpikir, struktur pemecahan masalah yang jelas, alat-alat statistik yang memadai serta mendukung proses perbaikan, konsep tim organisasi yang jelas dan terstruktur, pelatihan karyawan yang intensif dan meyeluruh, sistem hubungan pelanggan yang baik, pendekatan proses secara detail dan juga menyeluruh serta target peningkatan kinerja bisnis yang ambisius; baik dari hasil-hasil keuangan, hasil-hasil proses/produk ataupun kepuasan pelanggan dan karyawan.
19
Sebagai sebuah metode, Six Sigma dapat diaplikasikan ke berbagai proses bisnis. Secara keseluruhan, ada tiga metode yang digunakan dalam Six Sigma, yaitu : 1)
Untuk memperbaiki proses yang ada, yaitu DMAIC (Define, Measure, Analyze, Improve and Control); yang akan digunakan dalam laporan ilmiah ini.
Diharapkan dengan menggunakan metode DMAIC, proses yang ada di PT. INDOMILK menjadi lebih baik. 2)
Untuk mengembangkan produk baru, yaitu DMADV (Define, Measure, Analyze, Design and Verify).
3)
Untuk mengembangkan proses, yaitu IDOV (Identify, Design, Optimize, and Validate).
2.2.1
Sejarah Six Sigma Six
Sigma adalah metode untuk meningkatkan produktivitas dan
profitabilitas. Six Sigma juga merupakan penerapan metodik dari alat penyelesaian masalah statistik untuk mengidentifikasi dan mengukur pemborosan serta menunjukkan langkah-langkah untuk perbaikan. Six Sigma memberikan kepada perusahaan suatu keuntungan yang berlipat
setiap tahunnya, hubungan yang baik dengan pelanggan dan proses yang lebih efektif. Tentunya semua ini dapat memberikan perusahaan kesempatan untuk tetap bertumbuh di tengah ketatnya persaingan pasar global saat ini. Bukti kekuatan metode peningkatan kinerja bisnis ini dapat dilihat dalam keuntungan besar yang dicapai oleh beberapa perusahaan dengan profil yang sangat tinggi, seperti Motorola,
20
GE dan Allied Signal / HoneyWell yang telah meraup berbagai keuntungan dan menjadi tiga perusahaan yang paling sukses di dunia. Kisah Six Sigma berawal pada tahun 1980 di Motorola. Motorola merupakan salah satu dari banyak korporat AS dan Eropa yang kehilangan pasarnya dikarenakan perbedaan kualitas dengan perusahaan Jepang. Konsep mutu berbasis TQC/QCC yang diperkenalkan di Jepang telah membuat banyak perusahaan barat kehilangan daya saingnya. Seperti kebanyakan perusahaan di AS saat itu, Motorola tidak memiliki program "Kualitas". Pada tahun 1983, reliability engineer Bill Smith menyimpulkan bahwa pemeriksaan dan pengujian tidak mendeteksi seluruh cacat produk, pelanggan menemukan cacat, dan cacat menyebabkan produk gagal. Karena taraf kegagalan proses jauh lebih tinggi dibandingkan yang ditunjukkan pada uji akhir produk, Smith memutuskan bahwa cara yang terbaik untuk mengatasi masalah cacat adalah terutama dengan memperbaiki proses untuk menurunkan/menghilangkan kemungkinan cacat tersebut. Ia lalu menetapkan standar Six Sigma (hampir sempurna) yang mencapai 99,9997% dan menciptakan istilah itu untuk metodologi tersebut. Mikel Harry, insinyur mutu dan reliability di Motorola yang mendirikan Motorola Six Sigma Research Institute, memperbaiki metodologi itu lebih jauh bukan
untuk menghilangkan pemborosan proses. Bob Galvin, CEO Motorola pada saat itu, memperkenalkan Six Sigma dan Motorola memperoleh hasil akhir yang besar sebagai buah dari upaya Six Sigma, dengan mencatat lebih dari $16 milyar penghematan dalam 15 tahun. Hanya kurang dari dua tahun setelah meluncurkan Six Sigma, pada tahun 1988 Bob Galvin selaku CEO Motorola menerima penghargaan Malcolm
21
Baldariige National Quality Award (MBNQA) untuk penerapan metode Six Sigma
pada perusahaan tersebut. Larry Bossidy dari Allied Signal (kini Honeywell) dan Jack Welch dari General Electric, memprakarsai program Six Sigma di perusahaan mereka. Allied Signal menghemat $500 juta dalam waktu satu tahun, Honeywell menghemat $1,8 milyar dalam waktu tiga tahun. General Electric (GE) pada tahun 1995 menggulirkan Six Sigma di segala aspek bisnisnya guna menghadapi tantangan kualitas world class, lalu GE memperbaharui prosesnya seperti produktivitas, Inventory Return namun perbaikan tersebut tertunda karena adanya cacat diprosesnya. GE berpikir bahwa World Class Quality adalah suatu hal yang menantang. GE akan memfokuskan prosesnya
berdasarkan Six Sigma untuk generasi berikutnya. Hasilnya GE dapat menghemat $4,4 milyar dalam waktu empat tahun. Kebanyakan perusahaan berfungsi pada sigma empat, mentoleransi 6.210 cacat per satu juta peluang. Beroperasi pada Six Sigma menciptakan lingkungan yang nyaris bebas cacat, hanya memungkinkan 3,4 Defects Per Million Opportunities (DPMO); produk dan jasa nyaris sempurna (99,9997%). Menghilangkan cacat berarti menghilangkan ketidakpuasan pelanggan. Six Sigma mengajukan pertanyaan-pertanyaan tajam mengenai proses-proses
di perusahaan, lalu memberikan solusi. Six Sigma menyingkirkan variasi yang menyebabkan pemborosan, mengubah budaya bisnis, dan menciptakan infrastruktur
22
yang
diperlukan
untuk
memprakarsai
dan
mempertahankan
produktivitas,
profitabilitas, dan tingkat kepuasaan pelanggan yang lebih besar. Secara statistik, Six Sigma mengukur dan mencerminkan kapabilitas proses yang sebenarnya, menghubungkannya dengan ciri-ciri seperti jumlah cacat per jumlah keluaran (hasil), dan profitabilitas keberhasilan atau kegagalan proses. Pentingnya nilai Six Sigma yaitu untuk membandingkan gambaran proses sebelum dan sesudahnya. Agar Six Sigma berhasil, manajer pada semua tingkatan, dari puncak sampai dasar, harus mempunyai komitmen untuk menginvestasikan sumber daya untuk memprakarsai, mempromosikan, melaksanakan, dan mendukung program Six Sigma. Itu berarti memberi karyawan mereka pelatihan, sumber daya, pengetahuan, dan otoritas untuk memecahkan masalah dan kemudian mempercayai mereka untuk melaksanakannya.
Gambar 2.8 : Grafik Six Sigma
2.2.2
Konsep Dasar, Aktifitas, dan Strategi Bisnis dari Six Sigma
Beberapa hal yang menjadi konsep dasar/landasan, aktifitas, dan strategi bisnis dari Six Sigma, adalah sebagai berikut :
23
Menggeser ke Target dan Menurunkan Variasi.
Gambar 2.9 : Konsep Dasar / Landasan dari Six Sigma
Six Sigma sebagai suatu Aktifitas yang menuju pencapaian 3,4 PPM, antara lain :
Mengidentifikasikan faktor penyebab cacat (defect causes).
Meakukan analisa dan perbaikan (Improvement).
Melalui penurunan defect ratio akan meningkatkan Yield & total kepuasan pelanggan.
Six Sigma sebagai suatu Strategi Bisnis, antara lain : 1.
Sebagai suatu Pengukuran Statistik
Memberikan informasi kepada kita seberapa bagus produk, pelayanan, dan proses didalamnya.
Six Sigma membantu kita untuk menentukan langkah dan arah guna kepuasan
pelanggan secara total.
24
2.
Sebagai suatu Alat Perbaikan (Improvement Tool)
Adalah suatu Tool yang lengkap yang dapat dipergunakan dan diaplikasikan pada Design, Manufaktur, Sales, Service, dan lain-lain.
Gambar 2.10 : Six Sigma sebagai Alat Perbaikan
3.
Sebagai suatu Strategi Bisnis
Dapat membantu kita dalam meraih keuntungan pada suatu persaingan.
Bila dapat memperbaiki tingkat Sigma pada proses, berarti kualitas produk akan lebih baik dan biaya yang tidak perlu akan berkurang. Tentunya pelanggan akan semakin puas.
4.
Sebagai suatu Philosophy
Dengan Six Sigma, kesalahan dalam perkerjaan yang kita lakukan akan semakin berkurang. Six Sigma adalah suatu analisa proses yang teliti untuk penyelesaian masalah, seperti dijelaskan pada gambar 2.11 dibawah ini.
25
Perusahaan bertambah besar berdasarkan kepuasan pelanggan.
Kepuasan pelanggan ditentukan oleh Quality, Price dan Delivery.
Quality, Price dan Delivery dikontrol oleh Process Capability.
Process Capability tergantung dari variasi.
Variasi proses menentukan kenaikan Defect, Cost dan Cycle Time.
Untuk mengurangi variasi, kita harus mengaplikasikan pengetahuan yang benar.
Untuk mengaplikasikan pengetahuan yang benar, langkah pertama adalah dengan mengukur. Dengan mengukur permasalahan, kita akan dapat pengetahuan yang benar.
Gambar 2.11 : DMAIC (Define, Measure, Analyze, Improve and Control)
2.2.3
Manfaat dan Keunggulan Six Sigma
Adapun manfaat dan keunggulan yang dapat diperoleh dengan menjalankan Six Sigma dalam suatu organisasi, yaitu :
26
Manfaat Six Sigma
Menurunkan cost of loss, perbaikan kualitas, dan kepuasan konsumen.
Six Sigma dapat membuat Output Business menjadi jelas.
Keunggulan Six Sigma
Dapat diaplikasikan di segala bidang (proses desain, industri manufaktur, service, dan finansial).
Mengejar common goal, yaitu inovasi di segala aspek bisnis.
Dapat mengontrol faktor-faktor utama, seperti reduksi claim dan rework.
Mengaplikasikan statistik di semua bisnis didukung dengan software (Minitab), sehingga mempermudah mengambil solusi dalam permasalahan yang sulit.
Analisa data melalui experiment yang dapat membuat hal yang tidak nyata menjadi nyata.
Membuat keputusan berdasarkan data, tidak berdasarkan ide-ide yang salah dan praduga.
2.2.4
Bahasa Six Sigma
Ada Beberapa istilah yang sering digunakan dalam Six Sigma (Welch, J.F.:9), antara lain yaitu :
CTQ Kependekkan dari Critical To Quality, yaitu suatu pernyataan konsumen yang merasa bahwa karakteristik suatu produk, pelayanan atau proses merupakan
27
sesuatu yang kritikal. Kebanyakan CTQ berasal dari konsumen, namun bisa juga dari resiko, ekonomi, dan peraturan. Contoh : spesifikasi part, waktu perbaikan. Karakteristik yang diperiksa/diukur disebut sebagai opportunity.
DPU – DPO – DPMO DPU (Defect per Unit) yaitu untuk mengetahui bahwa proses tersebut tidak
bagus atau mengandung cacat. Contoh, sebuah laporan ilmiah terdiri dari 100 halaman dan 10 halaman diantaranya salah, maka : DPU =
D 10 = = 10 U 1
DPO (Defect per Opportunity) yaitu pengembangan dari konsep DPU
ditambah dengan kemungkinan (variabel opportunity). Contoh, sebuah laporan ilmiah terdiri dari 100 halaman dan 10 halaman diantaranya salah, maka : TOp = U * Op DPO =
10 [defect ] D D = = = 0,1 TOp ( U * Op) 1[unit ]*100 [opportunities]
DPMO (Defect per Million Opportunities) yaitu mengubah DPO menjadi
sejuta unit karena dalam Six Sigma biasanya menggunakan PPM (Part per Million), maka :
DPMO = 0,1[DPO]*1.000.000 = 100.000 Keterangan : Unit (U)
= Jumlah part, sub-assy atau sistem yang diukur/diperiksa.
28
Defective (D)
= Semua unit yang cacat (defect) TOp = Total Opportunity
Op = Opportunity
Ukuran Sigma Sigma Quality Level = 0,8406 +
29,37 − [2,221* Ln (DPMO)]
Proportion Defective
Adalah persentase sampel-sampel item yang memiliki satu atau lebih cacat.
Proportion Defective =
Jumlah Defective Jumlah Unit
Final Yield (YFinal)
Digunakan untuk mengetahui apakah pecahan dari unit total yang dihasilkan atau dikirim bebas cacat (defect free). Bila Final Yield dikalikan dengan 100 maka akan menghasilkan persentase yang “baik”. YFinal = 1 – Proportion Defective
Z – Value Nilai Z merupakan standar terhadap nilai normal untuk Variasi Distribusi Normal sehingga memudahkan dalam analisa statistik. Z adalah perbandingan nilai perbedaan antara X (USL atau LSL) dan target atau rata-rata (μ) dibagi
29
dengan standard deviation (σ). Ini adalah bagian dari σ level, yaitu bila nilai Z adalah 6 maka ini merupakan Six Sigma Level.
Gambar 2.12 : Konsep Nilai Z
Index Process Capability
Yang dimaksud dengan kapabilitas proses adalah suatu kemampuan proses yang merefleksikan derajat keseragaman dalam memproduksi suatu produk.
Gambar 2.13 : Index Process Capability
30
Rolled Throughput Yield
RTY adalah rasio kemungkinan output yang dihasilkan dari seluruh proses. Contoh : Input Æ Proses 1 (95%) Æ Proses 2 (90%) Æ Proses 3 (88%) Æ Output (85%)
RTY = 0,95 * 0,90 * 0,88 * 0,85 = 63,95 %
2.3
Statistik
Ilmu Statistik sangat berperan penting dalam pengendalian kualitas dan tidak dapat dilepaskan. Hal ini dikarenakan perhitungan dan metode yang digunakan dalam QC menggunakan ilmu yang merupakan cabang dari matematika ini. ¾
Statistika adalah mengukur serta menarik kesimpulan dari hasil pengukuran,
yang perlu mengikuti suatu cara yang disepakati bersama menggunakan kaidahkaidah matematika. Secara garis besar, statistika dibagi kedalam dua kelompok besar, yaitu : 1)
Statistika Deskriptif, adalah metode-metode yang berkaitan dengan
pengumpulan dan penyajian suatu gugus data sehingga memberikan informasi yang berguna. Membicarakan populasi saja atau sampel saja, tidak ada hubungan antara populasi dan sampel. 2)
Inferensia Statistik, adalah mencakup semua metode yang berhubungan
dengan analisis sebagian data, untuk kemudian sampai pada peramalan atau penarikan kesimpulan mengenai keseluruhan gugus data induknya. Membicarakan populasi dan sampel. Inferensia statistik dibagi dua, yaitu :
31
¾
A.
Parametrik, yaitu data berdistribusi normal.
B.
Non-Parametrik, yaitu data tidak berdistribusi normal.
Statistik adalah prosedur-prosedur yang digunakan dalam penyederhanaan
pengumpulan, penyajian, analisis, dan penafsiran nilai data yang diamati.
Prinsip dasar Six Sigma adalah mengurangi variasi dalam kualitas hasil dengan cara mampu mengukurnya. Ada tiga langkah dasar yang diperlukan untuk mengukur variasi pada suatu proses. Secara singkat langkah-langkahnya yaitu : 1.
Menghitung Deviasi Standar untuk data yang diperoleh dari proses yang
diamati. Ukuran variasi proses ini merupakan inti dalam Six Sigma. 2.
Menentukan Limit Spesifikasi (LSL dan USL) Æ Menentukan apa yang
diinginkan pelanggan dan berharap variasi pada output suatu proses yang diamati tidak boleh melebihi limit ini. 3.
Memplot Limit Kontrol (LCL dan UCL) Æ Semua variasi diharapkan harus
berada diantara limit ini agar suatu proses dianggap berada dalam kontrol.
2.3.1
Pengujian Hipotesis Statistik
Secara definisi, hipotesis statistik adalah pernyataan atau dugaan mengenai satu atau lebih populasi (Walpole, 1992:288). Benar atau salahnya suatu hipotesis tidak akan pernah diketahui secara pasti, kecuali bila seluruh populasi diperiksa satu per satu. Faktanya, dalam kebanyakan situasi hal itu tidak mungkin dilakukan. Oleh
32
karena itu, kita dapat mengambil suatu sampel acak dari populasi tersebut untuk memutuskan apakah hipotesis tersebut kemungkinan besar benar atau salah. Pengujian hipotesis statistik..5) merupakan bidang penting dalam inferensia statistik. Seringkali masalah yang dihadapi berupa perumusan segugus kaidah yang dapat membawa seseorang pada suatu keputusan akhir, yaitu menerima atau menolak suatu pernyataan atau hipotesis mengenai populasi. Penolakan suatu hipotesis berarti menyimpulkan bahwa hipotesis itu salah, sedangkan penerimaan suatu hipotesis semata-mata mengimplikasikan bahwa tidak cukupnya bukti untuk mempercayai sebaliknya. Karena pengertian ini, statiskawan menggunakan istilah hipotesis nol (H0), yaitu hipotesis yang dirumuskan dengan harapan akan ditolaknya. Dan penolakan H0 mengakibatkan penerimaan suatu hipotesis alternatif (H1).
2.3.2
Klasifikasi Dua-Arah dengan Interaksi
Merupakan bagian dari analisis varian..6), dimana pengamatan berdasarkan pada dua kriteria dengan menyusun data-data ke dalam baris dan kolom. Kolom menyatakan kriteria klasifikasi yang satu, sedangkan baris menyatakan kriteria klasifikasi yang lain.
..5)
..6)
Pengujian hipotesis statistik, yaitu menguji suatu sampel untuk menentukan karakteristik populasinya. Analisis varian (ANOVA), adalah suatu metode untuk menguraikan keragaman total data menjadi komponen-komponen yang mengukur berbagai sumber keragaman (Walpole, 1992:382).
33
Bila dengan interaksi, pengujian biasanya lebih kompleks dibandingkan tanpa interaksi. Sesuai dengan namanya, maka harus diamati pengaruh dan interaksi diantara faktor-faktor dalam baris dan kolom tersebut; biasanya dengan pengamatan yang diulang. Adapun langkah-langkah dalam melakukan pengujian hipotesis statistik klasifikasi dua-arah dengan interaksi, sama dengan pengujian hipotesis statistik lainnya. Langkah-langkahnya adalah sebagai berikut : 1)
Membuat hipotesis nol dari : baris (H0b), kolom (H0k), dan interaksi (H0i).
2)
Membuat hipotesis alternatif dari : baris (H1b), kolom (H1k), dan interaksi (H1i).
3)
Menentukan taraf nyata (α) = 100% - tingkat keyakinan
4)
Menentukan wilayah kritik : fb > fα [ V1 = b-1 ; V2 = b*k (n-1) ] fk > fα [ V1 = k-1 ; V2 = b*k (n-1) ] fi > fα [ V1 = (b-1)*(k-1) ; V2 = b*k (n-1) ] b = Baris
;
k = Kolom
;
n = Pengamatan yang diulang
(fα dapat dilihat dari Tabel A7 yang ada di Lampiran) 5)
Mencari fHitung, yaitu dengan menentukan :
Jumlah Kuadrat Total (JKT).
Jumlah Kuadrat Bagi Nilai Tengah Baris (JKB).
Jumlah Kuadrat Bagi Nilai Tengah Kolom (JKK).
Jumlah Kuadrat Bagi Interaksi (JK
).
34
Jumlah Kuadrat Galat (JKG).
Kuadrat Tengah Nilai Tengah Baris (KTB).
Kuadrat Tengah Nilai Tengah Kolom (KTK).
Kuadrat Tengah Interaksi (KT).
Kuadrat Tengah Galat (KTG).
fHitung fb =
6)
KTB KTG
;
fk =
KTK KTG
;
fi =
KT(BK ) KTG
Mengambil keputusan
2.4
Jika fHitung MASUK wilayah kritik, maka TOLAK H0.
Jika fHitung TIDAK MASUK wilayah kritik, maka TERIMA H0.
Failure Mode and Effect Analysis (FMEA)
Pada tanggal 09 November 1949, FMEA pertama kali dikembangkan dalam United States Military yaitu dalam Military Procedure MILP-P-1629, dengan nama Procedures for performing a Failure Mode, Effects and Criticality Analysis. FMEA
ini digunakan sebagai suatu evaluasi teknik reliabilitas untuk menentukan akibat dari system perlengkapan kegagalan..7). FMEA adalah sekumpulan petunjuk, sebuah proses dan bentuk untuk mengidentifikasikan serta mendahulukan masalah-masalah potensial (kegagalan). Dapat juga dikatakan sebagai analisa kegagalan yang mungkin timbul selama proses ..7)
(ON-LINE), http://www.fmeca.com
35
pembuatan komponen atau setelah menjadi barang jadi, kemungkinan penyebab, serta tindakan dalam mengatasi dan pengontrolannya. FMEA dirancang untuk membantu para insinyur dalam memperbaiki suatu kualitas dan design yang dapat dipercaya. FMEA memberikan banyak keuntungan..8), seperti : 1.
Memperbaiki kualitas produk atau proses;
2.
Mengurangi modus kegagalan potensial dari produk atau proses;
3.
Mengutamakan pencegahan masalah;
4.
Memprioritaskan kekurangan produk atau proses;
5.
Menambah kepuasan konsumen.
2.5
Susu Cair
Di sub-bab ini, penulis akan menjelaskan secara umum mengenai susu cair. Seperti yang telah diketahui banyak orang pada umumnya, susu merupakan sumber gizi terbaik bagi mamalia yang baru dilahirkan. Sebagai minuman yang hampir sempurna karena memiliki kandungan zat gizi yang lengkap, susu cair segar yang berasal dari sapi, banyak mengandung air, lemak, protein, laktosa..9), dan mineral. Juga mengandung sejumlah substansi beragam seperti : enzim, vitamin, dan fosfolipid..10). Selain itu, susu cair mengandung
..8)
(ON-LINE), http://www.npd-solutions.com Laktosa adalah jenis gula yang hanya ada di dalam susu; merupakan karbohidrat sederhana yang membantu penyerapan kalsium dalam tubuh. ..10) Fosfolipid adalah substansi dengan bahan seperti lemak. ..9)
36
banyak vitamin, yang paling dikenal adalah vitamin A, B1, B2, C, dan D. Dalam kondisi murni (belum diolah), susu sapi mengandung 3,5% total protein, yaitu : 2,8% casein..11) dan 0,7% whey..12). Susu juga berisi 3,7% lemak, 4,8% karbohidrat, dan
0,7% abu. Susu segar merupakan cairan yang berasal dari kambing/sapi sehat dan bersih, yang diperoleh dengan cara pemerahan yang benar yang kandungan alaminya tidak dikurangi atau ditambah sesuatu apapun dan belum mendapat perlakuan apapun..13). Dalam prakteknya sangat kecil peluangnya untuk mengonsumsi susu segar seperti definisi di atas. Umumnya susu yang dikonsumsi masyarakat adalah susu olahan baik dalam bentuk cair (susu pasteurisasi, susu sterilisasi, susu UHT) maupun susu bubuk. Dibandingkan dengan negara-negara lain, Indonesia menjadi satu-satunya negara yang konsumsi susu cairnya jauh lebih rendah daripada susu bubuk.
Ini
dipercaya
berkaitan
dengan
rendahnya
tingkat
ekonomi
dari
masyarakatnya.
2.5.1
Cara Pengolahan Susu Cair
Ketidakmungkinan
meminum
susu
segar yang baru diperah dari
kambing/sapi, menurut Prof. Dr. Ir. Made Astawan, M.S., guru besar Teknologi Pangan dan Gizi, IPB (2007) mengatakan, “Karena sarat kandungan gizi dan cairan, susu menjadi media sempurna pertumbuhan bakteri, hingga cepat asam dan basi. ..11)
Casein adalah protein utama susu berbentuk gumpalan. Whey adalah protein utama susu berbentuk cair. ..13) SNI 01-3141-1998 ..12)
37
Karena tidak mungkin langsung mengonsumsi dari sumbernya itulah, sejak dulu selalu dicari cara terbaik agar susu segar dapat bertahan lama”. Di tingkat industri dikenal pengolahan dengan cara pasteurisasi dan sterilisasi. Proses-proses tersebut dimaksudkan agar bahan makanan tetap awet selama disimpan. Di bawah ini ada beberapa cara pengolahan susu cair, yaitu sebagai berikut :
Susu Pasteurisasi
Khusus pada susu, ada proses yang disebut pasteurisasi..14). Proses ini biasanya merupakan tahap pengolahan pertama yang harus dilakukan pada produk susu. Awalnya, susu didinginkan pada suhu 0 – 4 oC (di kondisi ini, umur simpannya maksimal 48 jam). Lalu susu dipanaskan 63-72 oC selama 15 [detik] yang bertujuan untuk membunuh bakteri patogen..15). Karena sebagian organisme masih hidup, maka setelah proses pasteurisasi harus diikuti cara penyimpanan yang tepat, misalnya pendinginan dalam suhu 5 – 7 oC, sehingga daya tahan maksimal susu menjadi 14 hari (di pasar swalayan, kemasan susu pasteurisasi dapat dilihat di lemari pendingin). Proses pasteurisasi juga sering digunakan dalam industri es krim, minuman berkarbonat, acar timun, sari buah, dan sebagainya.
..14) ..15)
Pasteurisasi yaitu proses pemanasan untuk mematikan sebagian organisme. Patogen adalah mikroba penyebab penyakit pada inangnya.
38
Susu Sterilisasi Konvensional
Selanjutnya yaitu susu sterilisasi konvensional..16), yang dipanaskan pada suhu 120-125 oC selama 11-15 [menit]. Sterilisasi juga harus diikuti oleh pengemasan yang baik dan pengaturan suhu penyimpanan. Dalam kemasan yang belum dibuka, umur simpan susu ini bisa mencapai tujuh bulan dalam ruangan yang kering dan bersih. Jenis pengolahan ini digunakan dalam membuat produk SCI Choco Botol 200 [ml], yang akan dibahas lebih lanjut dalam laporan ilmiah ini.
Susu Bubuk
Lalu ditemukan cara pengawetan yang membuat susu segar jadi susu bubuk kering. Susu bubuk berasal dari susu segar baik dengan/tanpa rekombinasi dengan zat lain seperti lemak atau protein yang kemudian dikeringkan. Dengan pemanasan 80 oC selama 30 [detik], dikeringkan dengan spray dryer atau roller dryer sekitar 2 [jam] per [ton] pada suhu 180 oC. Umur simpan susu bubuk maksimal adalah dua tahun dalam kemasan aluminium dan kotak karton. Susu bubuk dapat dikelompokkan menjadi tiga jenis yaitu susu bubuk berlemak (full cream milk prowder), susu bubuk rendah lemak (partly skim milk powder) dan susu bubuk tanpa lemak (skim milk prowder)..17).
Namun, tidak dapat dipungkiri pengolahan dengan menggunakan panas selain membunuh bakteri, juga akan mengurangi kandungan gizi bahan makanan ..16)
Sterilisasi yaitu perlakuan panas sedemikian rupa sehingga bahan makanan benar-benar bebas dari organisme hidup (termasuk kuman penyakit). ..17) SNI 01-2970-1999
39
seperti vitamin, mineral, dan enzim. Protein pun rusak sekitar 30%. Akibat pemanasan yang lama dapat menyebabkan protein makin sulit dicerna, hal ini dikarenakan timbulnya reaksi Mallard..18). Inilah salah satu akibat yang tidak diharapkan.
Susu UHT (Ultra High Temperature)
Akhirnya, upaya mengawetkan susu dan gizinya sampai pada metode susu UHT (Ultra High Temperature)..19). Teknologi pengawetan ini diiringi penemuan teknologi pengemasan aseptic pada tahun 1989, yang menggunakan enam lapis kertas, plastik polyethylene, dan alumunium foil yang mampu melindungi susu dari udara luar, cahaya, kelembaban, aroma luar, dan bakteri. Susu UHT dalam kemasan aseptik ini tahan disimpan dalam suhu kamar sampai 10 bulan, tanpa bahan pengawet. Pengolahan di pabrik untuk mengkonversi susu segar menjadi susu UHT harus dilakukan dengan sanitasi yang maksimum, yaitu dengan menggunakan alatalat yang steril dan meminimumkan kontak dengan tangan (seluruh proses dilakukan secara aseptik). Di pasar swalayan, susu UHT dapat dilihat di rak biasa, sejajar dengan kemasan pangan kering lainnya.
..18)
Reaksi Mallard adalah reaksi pencoklatan non-enzimatik yang terjadi antara gula dan protein susu akibat proses pemanasan yang berlangsung dalam waktu yang cukup lama seperti pada proses pembuatan susu bubuk. ..19) UHT (Ultra High Temperature) yaitu memanaskan susu segar selama 4 [detik] pada suhu 140 oC untuk mematikan semua bakteri tanpa merusak mutu gizinya.
40
Hingga saat ini, susu berkemasan aseptik dianggap sebagai penemuan terbesar dalam teknologi pengemasan pangan 50 tahun terakhir. Namun, begitu kemasannya dibuka, harus tetap masuk kulkas.
2.5.2
Penggunaan Susu Cair
Susu merupakan media sempurna pertumbuhan bakteri, karena sarat kandungan gizi dan cairan. Berdasarkan uraian tersebut, secara umum ada beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam penggunaan susu cair, diantaranya yaitu : 1)
Bila kemasan susu telah dibuka/susu yang dikonsumsi belum habis, sebaiknya langsung atau tetap disimpan di dalam kulkas. Hal ini dikarenakan ada beberapa produk susu cair yang tidak menggunakan bahan pengawet, sehingga cukup rentan terhadap bakteri yang sangat cepat berkembang biak dalam susu tersebut. SCI Choco Botol 200 [ml] merupakan salah satu produk yang tidak menggunakan bahan pengawet. Tetapi dikarenakan susu disimpan dalam kulkas sehingga pertumbuhan bakteri dapat terhambat untuk sementara, maka kemungkinan susu akan rusak yaitu selama kurang lebih 3-5 hari, tergantung kondisi penyimpanan yang harus dingin (4 oC) dan kondisi kulkas yang harus baik serta tidak terlalu banyak makanan atau pun buah-buahan didalamnya, karena dikhawatirkan aroma dari makanan dan buah-buahan tersebut juga bisa merusak kualitas rasa/aroma dari susu tersebut.
41
2)
Apabila tidak memungkinkan untuk dimasukkan ke dalam kulkas, sebaiknya susu disimpan dalam keadaan tertutup rapat dalam suhu normal (tidak terlalu panas/dingin), dan jangan terlalu lama didiamkan di luar. Apabila memang harus disimpan dalam suhu ruang sebaiknya tidak melebihi dari beberapa jam, kurang lebih 5-7 [jam]. Hal itu pun tergantung dari kondisi lingkungan/ruangan itu sendiri.
3)
Susu cair harus dihindarkan dari penyimpanan pada suhu tinggi (diatas 50 oC) karena dapat terjadi gelasi..20).
4)
Kualitas kandungan gizi pada susu yang telah dibuka dan didiamkan, otomatis akan sedikit berbeda (berkurang) dibanding dengan kualitas gizi pada saat susu pertamakali dibuka, dikarena sudah ada kontaminasi dari udara luar walaupun hanya sedikit. Proses bakteri merusak susu tidak terjadi begitu saja, tetapi melalui proses terlebih dahulu (ada penguraian). Hal ini terjadi dalam hitungan jam sampai akhirnya susu tersebut basi (rasanya jadi asam/pahit, teksturnya menggumpal, ataupun pecah).
5)
Kerusakan susu cair sangat mudah dideteksi secara visual, ciri utama yang umum terjadi adalah kemasan menggembung. Menggembungnya kemasan terjadi akibat kebocoran pada kemasan yang memungkinkan mikroba-mikroba
..20)
Gelasi yaitu pembentukan gel akibat kerusakan protein.
42
pembusuk tumbuh dan memfermentasi susu. Fermentasi susu oleh mikroba pembusuk menghasilkan gas CO2 yang menyebabkan menggembung.
6)
Selain menghasilkan gas, aktivitas fermentasi oleh mikroba pembusuk juga menghasilkan alkohol dan asam-asam organik yang menyebabkan kerusakan pada susu sehingga menjadi beraroma dan terasa masam.
7)
Hindari mengkonsumsi susu cair yang telah mengental. Fermentasi susu oleh bakteri pembusuk juga menyebabkan koagulasi dan pemecahan protein akibat penurunan pH oleh asam-asam organik. Koagulasi dan pemecahan protein inilah yang menyebabkan tekstur susu rusak yaitu menjadi pecah dan agak kental.
