BAB 2 LANDASAN TEORI
2.1 Tinjauan Pustaka 2.1.1 Perencanaan Proses Perencanaan proses merupakan suatu perencanaan terhadap proses pembuatan produk, bagaimana produk tersebut akan dibuat. Perencanaan proses merancang dan merencanakan bagaimana suatu produk akan dibuat. Peta-peta yang dibutuhkan untuk membantu perencanaan proses antara lain peta proses kerja (OPC/ Operation Process Chart), struktur produk, Assembly Chart dan BOM.
2.1.1.1 Peta Proses Operasi ( Operation Process Chart ) Peta Proses Operasi adalah suatu peta yang menggambarkan langkah – langkah proses yang dilalui oleh komponen (bahan atau bahan baku) dari awal proses sampai menjadi suatu produk jadi. Peta ini dapat memberi gambaran yang lebih cermat tentang pola aliran produksi. Yang tercantum pada peta proses operasi antara lain: bahan dan komponen yang digunakan, operasi kerja yang dilakukan, waktu kerja, dan alat yang digunakan. Manfaat peta proses operasi adalah :
23
1. Menunjukkan operasi yang harus dilakukan untuk tiap komponen. 2. Memberikan informasi mengenai hubungan antar komponen. 3. Menunjukkan sifat pola aliran bahan.
2.1.1.2 Struktur Produk ( Product Structure ) Struktur produk merupakan peta yang menggambarkan komponenkomponen yang menyusun produk hasil perakitan, dilengkapi dengan level dari bagian-bagian penyusun tersebut, dimana komponen pembentuk produk akhir yang ditempatkan pada level 0 dan seterusnya, sehingga membentuk sebuah hirarki. Diagram sistematik ini menunjukkan hubungan antar komponen terhadap produk jadi dan hubungan keseluruhan perakitan. Manfaat struktur produk adalah : 1. Mengetahui berapa jumlah item komponen penyusun untuk menyusun suatu produk akhir. 2. Memberikan rincian mengenai komponen apa saja yang dibutuhkan untuk menghasilkan suatu produk.
24
2.1.1.3 BOM (Bill of Material ) BOM adalah sebuah tabel daftar jumlah komponen, campuran bahan dan bahan baku yang diperlukan untuk dirakit, dicampur atau membuat produk akhir. Beberapa format BOM yang sering digunakan : 1. Multi Level Indented Eksplosion. Format ini adalah yang paling sering digunakan karena dapat memberikan informasi yang luas tentang produk dan sekaligus memperjelas urutan proses perakitannya. 2. Single Level BOM. Format
ini
hanya
mendeskripsikan
komponen–komponen
yang
diperlukan pada level khusus untuk perakitan ( assembly ). 3. Summarized BOM. Merupakan kesimpulan beberapa urutan keseluruhan kuantitas dari masing– masing komponen yang diperlukan untuk membuat produk tanpa memperhatikan level perakitan. 4. Where–Used BOM. Format ini membalik struktur produk untuk mengidentifikasi pada sub perakitan, perakitan atau produk akhir apa suatu item digunakan.
25
Beberapa macam BOM : 1. Eksplosion Merupakan BOM dengan urutan dimulai dari induk sampai komponen pada level paling bawah. BOM jenis ini menunjukkan komponen yang membentuk suatu induk dari level teratas sampai level terendah. 2. Implosion Merupakan BOM dimana urutan dimulai dari komponen sampai induk atau level paling atas. Secara singkat BOM jenis ini adalah kebalikan dari BOM eksplosion.
2.1.2
Peramalan
2.1.2.1 Arti Peramalan, Tujuan, dan Langkah-Langkahnya Peramalan adalah seni dan ilmu memprediksi peristiwa-peristiwa masa depan. Peramalan memerlukan pengambilan data historis dan memproyeksikannya ke masa depan dengan beberapa bentuk model matematis. Tujuan utama peramalan adalah membuat estimasi yang terbaik di tengah ketidakpastian. Ramalan yang baik sangat penting dalam seluruh aspek bisnis; ramalan hanyalah ekspetasi permintaan produk sampai permintaan aktual diketahui. Ramalan permintaan mengarahkan keputusan dalam banyak bidang. Ramalan produk berpengaruh terhadap tiga fungsi:
26
a. Sumber Daya Manusia Jumlah karyawan yang akan dipekerjakan, diberhentikan, dan dilatih bergantung pada permintaan produk yang akan diantisipasi. b. Kapasitas Kapasitas dipersiapkan sesuai perkiraan ramalan. c. Manajemen Rantai-Suplai Hubungan dengan pemasok yang baik dan keunggulan kerja yang terjamin untuk bahan baku dan suku cadang tergantung pada ramalan yang akurat.
Metode peramalan kuantitatif model seri waktu memprediksi berdasarkan asumsi bahwa masa depan adalah fungsi dari masa lalu. Metode peramalan kuantitatif model seri kausal: Regresi linear dan model kausal bergabung menjadi model variabel atau hubungan yang bisa mempengaruhi jumlah yang sedang diramal. Delapan tahap sistem peramalan: 1. Menentukan penggunaan peramlan itu. 2. Memilih hal-hal yang akan diramalkan. 3. Menetukan horizon waktunya. 4. Memilih model permalannya. 5. Mengumpulkan data yang dibutuhkan.
27
6. Menentukan model peramalan yang tepat. 7. Membuat ramalan. 8. Menentukan hasilnya.
Kriteria peramalan yang baik adalah: 1. Akurasi Akurasi dari suatu hasil peramalan diukur dengan kebiasaan dan kekonsistensian peramalan tersebut. Hasil peramalan dikatakan bias bila peramalan tersebut terlalu tinggi atau terlalu rendah dibandingkan dengan kenyataan yang sebenarnya terjadi. 2. Biaya Biaya yang diperlukan dalam pembuatan suatu peramalan adalah tergantung dari jumlah item yang diramalkan, lamanya periode peramalan,dan metode peramalan yang dipakai. 3. Kemudahan Pengguna metode peramalan yang sederhana, mudah dibuat, dan mudah diaplikasikan akan memberikan keuntungan bagi perusahaan.
28
Dalam membuat peramalan atau menerapkan hasil suatu peramalan, maka ada beberapa hal yang harus dipertimbangkan, yaitu: 1. Peramalan pasti mengandung kesalahan,artinya peramal hanya bisa mengrangi ketidak pastian yang akan terjadi tetapi tidak dapat menghilangkan ketidak pastian tersebut. 2. Peramalan seharusnya memberikan informasi tentang berapa ukuran kesalahan.artinya karena peramalan pasti mengandung kesalahan, maka adalah penting bagi peramal untuk menginformasikan seberapa besar kesalaha yang mungkin terjadi. 3. Peramalan jangka pendek lebih akurat dibandingkan peramalan jangka panjang
Ada 4 ukuran akurasi yang biasa digunakan , yaitu : 1. Rata rata deviasi mutlak (MAD) MAD merupakan rata rata kesalahan mutlak selama periode tertentu tanpa memperhatikan apakah hasil peramalan lebih besar atau lebih kecil dibandingkan kenyataannya. 2. Rata rata kuadrat kesalahan (MSE) MSE dihitung dengan menjumlahkan kuadrat semua kesalahan peramalan pada setiap periode dan membaginya dengan jumlah periode peramalan.
29
3. Rata rata kesalahan peramalan (MFE) MFE sangat efektif untuk mengetahui apakah suatu hasil peramalan selama periode tertentu terlalu tinggi atau terlalu rendah. 4. Rata rata persentase kesalahan absolut (MAPE) MAPE merupakan ukuran kesalahan relatif peramalan.
2.1.2.2 Macam-macam Pola Data Terdapat 4 macam pola data yang biasa digunakan dalam analisis runtun waktu (Time Series) antara lain : -
Stasioner / Horizontal
-
Trend (T)
-
Musiman atau Seasional (S)
-
Siklikal atau Cyclical (C) Dan dalam model klasik analis runtut waktu, nilai ramalan (γ)
merupakan fungsi perkalian dari komponen-komponen tersebut. γ=TxSxCxE
Stasioner / Horizontal (H) Yaitu pola yang terjadi bilamana nilai data berfluktuasi di sekitar nilai rata-rata yang konstan. ( Deret seperti itu “stasioner” terhadap nilai rataratanya ).
30
Trend (T) Pola data trend menunjukkan pola gerakan penurunan atau pertumbuhan (kenaikan) jangka panjang serangkaian data historik. Pola data trend diikuti dengan garis trend yang memperlihatkan kenaikan atau penurunan data-data tersebut.
Musiman atau Seasional (S) Pola data musiman mencerminkan pengaruh pola-pola pembelian musiman. Contoh klasik dari pola-pola pembelian musiman adalah pembelian payung di musim hujan yang cenderung meningkat dibandingkan musim kemarau atau sebaliknya penjualan minuman dingin / es akan lebih meningkat di musim kemarau bila dibandingkan dengan musim hujan. Bila pengaruh musiman diperhitungkan / dipertimbangkan, ketepatan ramalan untuk banyak produk akan meningkat, bahkan untuk barang-barang sektor industri. Lama periode waktu yang digunakan dalam analisis musiman bervariasi dan tergantung pada faktor-faktor seperti pembelian, skedul produksi, skedul pengiriman, dan operasi-operasi penggudangan. Berbagai pola permintaan dapat berulang dengan baris mingguan atau bulanan. Pola data musiman dapat disajikan dalam bentuk grafik yang mencerminkan fluktuasi musiman secara kuartalan.
31
Yang perlu diperhatikan adalah bahwa penjualan memang bervariasi sepanjang runtut waktu, tetapi setiap perubahan musim yang saling berhubungan adalah mendekati konstan. Analisis musiman menguji hubungan setiap pengaruh musim pada variabel forecast.
Siklikal atau Cyclical (C) Pengaruh-pengaruh
siklikal
atau
sering
disebut
gelombang
konjungtur, adalah komponen dasar runtun waktu. Pengaruh-pengaruh siklikal ini mungkin merupakan komponen yang paling sulit ditentukan bila rentangan waktu tidak diketahui atau akibat siklus tidak dapat ditentukan. Pengaruh siklikal pada permintaan mungkin diakibatkan kejadiankejadian seperti pemilihan politik, perang, kondisi-kondisi ekonomi, siklus bisnis, atau tekanan-tekanan sosiologik. Waktu fluktuasi siklik berbeda dengan fluktuasi musiman. Dalam grafik, gelombang fluktuasi siklik sedikit mirip dengan musiman, tetapi kedua hal itu tidak ada hubungannya. Sebagai contoh perubahan siklikal dalam permintaan adalah kenaikan dan kemudian penurunan permintaan akan barang-barang tahan lama setiap beberapa tahun.
32
2.1.2.3 Metode Double Eksponential Smoothing Merupakan metode peramalan kuantitatif model seri waktu. Rumus perhitungannya adalah sebagai berikut: Ft
= Ft-1 + α(At-i – Ft-1)
Ft
= ramalan baru
Ft-1
= ramalan sebelumnya
α
= konstanta penghalusan
At-I
= permintaan aktual periode sebelumnya Nilai konstanta penghalusan yang tepat dapat mnenciptakan
perbedaan antara ramalan yang akurat dan yang tidak akurat. Tujuan mengambil sebuah nilai untuk konstanta penghalusan adalah untuk mencapai ramalan yang paling akurat. Keakuratan menyeluruh dari model peramalan ditentukan dengan membandingkan nilai-nilai yang diramalkan dengan nilainilai aktual. Kesalahan peramalan (forecast error) didefinisikan dengan: Kesalahan peramalan = permintaan - ramalan
2.1.2.4 Metode Double Moving Average Merupakan metode peramalan kuantitatif model seri waktu. Metode ini bermanfaat jika diasumsikan bahwa permintaan pasar akan tetap stabil sepanjang waktu. Metode Moving Average efektif dalam menghaluskan
33
fluktuasi tiba-tiba dalam menghasilkan estimasi yang stabil. Namun demikian metode ini mempunyai tiga masalah: •
Meningkatkan ukuran n (jumlah periode yang dirata-ratakan) memang menghaluskan fluktuasi dengan baik, tetapi metode ini kurang sensitif untuk perubahan nyata dalam data.
•
Metode ini tidak bisa memanfaatkan trend dengan baik.
•
Karena merupakan rata-rata, metode ini akan selalu berada dalam tingkat masa lalu dan tidak akan memprediksi perubahan ke tingkat yang lebih tinggi maupun yang lebih rendah.
Persamaan Moving Average adalah: Moving Average =
∑ permintaan data n periode sebelumnya n
Dengan n adalah jumlah periode dalam moving average. Double Moving average merupakan moving average dari moving average.
Persamaannya adalah: Ft + m = at + bt m
34
2.1.2.5 Metode Asosiatif
Model asosiatif bergantung kepada pengenalan variabel yang dapat dikaitkan dan dapat digunakan untuk meramalkan nilai variabel yang menjadi perhatian kita. Metode utama yang digunakan secara luas dalam metode ini adalah regresi. yt = a + bt dengan : b=
n ∑ ty − ∑ t ∑ y n∑ t 2 −
(∑ t )
2
a = y − bt Dimana : y = nilai peramalan a = konstanta y b = nilai kemiringan n = jumlah data t = Penunjuk waktu ( dimulai dari 0 dan terus berlanjut untuk periode yang diramalkan ).
35
2.1.3 MPS (Master Production Schedule)
Definisi dari MPS (Master Production Schedule) adalah: •
Pernyataan produk akhir (end item) apa saja yang akan diproduksi dalam bentuk jumlah dan waktu (kapan)
•
Jadwal
Induk
Produksi
merupakan
diasgregat
dan
implementasi
perencanaan produksi (agregat) •
Jadwal Induk Produksi merupakan ringkasan skedul produksi produk jadi untuk periode mendatang yang dirancang berdasarkan pesanan pelanggan atau ramalan permintaan
•
Dalam sistem Material Requirement Planning diaumsikan bahwa pesanan yang dicatat dalam Jadwal Induk Produksi adalah pasti, kendatipun hanya merupakan ramalan.
Fungsi dari MPS (Master Production Schedule) adalah: 1. Menjadwalkan produksi dan pembelian material untuk produk (item). Jadwal Induk produksi menyatakan kapan, jumlah dan due date produk harus dipesan 2. Menjadi masukan data sistem perencanaan kebutuhan material. Jadwal Induk Produksi dijabarkan menggunakan Bill of Material untuk menentukan jumlah kebutuhan komponen, material dan perakitan sehingga Jadwal Induk Produksi dapat dipenuhi
36
3. Sebagai dasar penentuan kebutuhan sumber daya, seperti tenaga kerja, jam mesin atau energi melalui perhitungan perencanaan kapasitas kasar. Jadwal induk Produksi dinyatakan dalam satuan produk (bukan agregat), perencanaan kapasitas dapat dilakukan lebih rinci 4. Sebagai dasar untuk menentukan konsumen.
Dengan
janji pengiriman produk kepada
mengalokasikan
jumlah
unit
produk
dalam
penjadwalan, maka pengendalian jumlah produk yang belum teralokasi dapat diketahui sehingga pembuatan janji dapat diperkirakan lebih akurat.
Tujuan dari MPS (Master Production Schedule) adalah: 1. Memenuhi target tingkat pelayanan terhadap konsumen 2. Efisiensi penggunaan sumber daya produksi 3. Mencapai target tingkat produksi tertentu
Kriteria dalam penyusunan MPS : 1. Jenis item tidak terlalu banyak 2. Kebutuhannya dapat diramalkan 3. Mempunyai Bill of Material, sehingga kebutuhan komponennya dapat dihitung 4. Dapat diperhitungkan dalam penentuan kapasitas 5. Menyatakan konfigurasi produk yang dapat diproduksi dengan data-data:
37
a. Nama dan nomor item b. Periode c. Ramalan kebutuhan d. Actual order e. Projected Available Balance f. Jumlah yang bisa dijanjikan (ATP-Available To Promise) g. Jadwal produksi (Master Schedule) h. Kapasitas Produksi Terpasang.
Tabel 2.1 Format Tabel MPS Item No. : Lead Time : On hand :
: : : :
Description Safety Stock Demand Time Fences Planning Time Fences
Period Forecast Actual Order Project Available Balance (PAB) Available to Promise Master Schedule Kapasitas Produksi Terpasang
Past Due
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Keterangan untuk tabel tersebut adalah : 1. Item no. menyatakan kode komponen atau material yang dirakit. 2. Lead time menyatakan waktu yang dibutuhkan untuk merelease atau memanufaktur suatu end item. 3. Safety stock menyatakan cadangan material yang harus ada ditangan sebagai antisipasi kebutuhan dimasa yang akan datang. 4. Description menyatakan deskripsi material secara umum.
38
5. On hand menyatakan jumlah material yang ada di tangan sebagai sisa periode sebelumnya. 6. Demand Time Fences ( DTF ) merupakan batas waktu penyesuaian pesanan permintaan. Panjangnya = assy lead time. DTF dihitung dari actual demand. Disini perubahan demand tidak akan dilayani.
7. Planning Time Fences ( PTF ) merupakan batas waktu penyesuaian pesanan dimana demand masih boleh berubah. Panjangnya = kumulatif lead time antara procurement lead time ( waktu untuk mendapatkan
matetrial ), fabrication lead time dan assembly lead time. 8. Forecast merupakan hasil peramalan sebelumnya sebagai hasil dari perencanaan agregat. 9. Actual Order ( AO ) merupakan jumlah order yang telah diterima sebelumnya. 10. Projected Available Balance ( PAB ) merupakan perkiraan jumlah sisa produk pada akhir periode. 11. Available to Promise ( ATP ) memberikan informasi berapa banyak item atau produk tertentu yang dijadwalkan pada periode waktu itu tersedia untuk pesanan pelanggan. ATP tidak boleh minus. Jika hal ini terjadi maka akan terjadi lost sales. 12. Master Schedule ( MS ) merupakan hasil konversi dari perencanaan agregat yang akan diproduksi. 13. Kapasitas produksi terpasang (KPT) merupakan hasil konversi dari perencanaan agregat yang akan diproduksi.
39
2.1.4 Perencanaan Kebutuhan Bahan 2.1.4.1 Definisi MRP
MRP(Material Requirement Planning) Adalah suatu teknik atau prosedur yang sangat sistematis untuk mengelola persediaan dalam suatu proses manufaktur, dimana terjadi tahapan proses yang hirarkis, yaitu bahan mentah diproses menjadi komponen sub assembling dan seterusnya hingga menjadi produk akhir suatu item dibagi ke dalam beberapa level yang saling bergantung
2.1.4.2 Tujuan MRP
Tujuan dari MRP adalah: merancang suatu sistem yang mampu menghasilkan informasi untuk mendukung aksi yang tepat, baik berupa pembatalan pesanan, pemesanan ulang, atau penjadwalan ulang sehingga diperoleh pegangan untuk melakukan pembelian atau produksi. Di samping, itu MRP berfungsi sebagai timbangan yang bertugas menyeimbangkan kebutuhan dengan kemampuan penyediaan dari setiap item MRP mampu memberi indikasi apabila terjadi ketidakseimbangan antara kebutuhan dengan kemampuan
40
2.1.4.3 Logika Dasar MRP
Pada level 0 (nol), kebutuhan kotor produk akhir merupakan masukan pertama MRP. Kebutuhan kotor ini berasal dari jadwal induk produksi. Masukkan lainnya yang dibutuhkan pada tahapan pertama ini ialah tingkat persediaan yang dimiliki.
2.1.4.4 Proses Netting Netting ialah proses perhitungan untuk menetapkan jumlah kebutuhan
bersih yang besarnya merupakan selisih anatara kebutuhan kotor dengan keadaan persediaan (yang ada dalam persediaan dan yang sedang dipesan). Masukan yang diperlukan dalam proses perhitungan kebutuhan bersih ini adalah : a. Kebutuhan kotor (yaitu jumlah produk akhir yang akan dikonsumsi) untuk tiap periode selama periode perencanaan. b. Rencana penerimaan dari subkontraktor selama periode perencanaan. c. Tingkat persediaan yang dimiliki pada awal periode perencanaan. Dalam perhitungan kebutuhan bersih dapat ditambahkan faktor-faktor lain, misalnya faktor cadangan pengaman. Cadangan pengaman ini diperlukan apabila permintaan selalu berubah dan faktor kesalahan peramalan besar. Tetapi faktor cadangan pengaman ini hanya dimasukkan untuk itemitem yang independen. Sementara untuk item-item yang memiliki
41
ketergantungan terhadap item lainnya, faktor cadangan pengaman sama sekali tidak dimasukkan.
2.1.4.5 Proses Lotting
Proses lotting ialah proses untuk menentukan besarnya pesanan yang optimal untuk masing-masing item produk berdasarkan hasil perhitungan kebutuhan bersih. Proses lotting erat hubungannya dengan penentuan jumlah komponen / item yang harus dipesan / desediakan. Ukuran lot berarti jumlah item yang harus dipesan / dibuat, dikaitkan dengan besarnya ongkos-ongkos persediaan, seperti ongkos pengadaan barang (ongkos set up), ongkos simpan, biaya modal, serta harga barang itu sendiri. Dengan memperhatikan ongkos-ongkos tersebut maka ukuran lot dibuat ideal agar total persediaan minimal. Teknik-teknik penetapan ukuran lot antara lain sebagai berikut : a. Teknik ukuran lot untuk satu tingkat dengan kapasitas tak terbatas, misalnya EOQ, jumlah pesanan tetap, pesanan dengan periode tetap, algoritma Silver-Meal, algoritma Walger-Within, EPQ, lot for lot, dan lain sebagainya. b. Teknik ukuran lot untuk satu tingkat dengan kapasitas terbatas. c. Teknik ukuran lot dengan banyak tingkat dengan kapasitas tak terbatas. d. Teknik ukuran lot untuk banyak tingkat dengan kapasitas terbatas.
42
2.1.4.6 Proses Offseting
Proses ini ditujukan untuk menentukan saat yang tepat guna melakukan rencana pemesanan dalam upaya memenuhi tingkat kebutuhan bersih. Rencana pemesanan dilakukan pada saat material dibutuhkan dikurangi dengan waktu ancang.
2.1.4.7 Proses Explosion
Proses Explosion adalah proses perhitungan kebutuhan kotor item yang berada pada tingkat lebih bawah, didasarkan atas rencana pemesanan yang telah disusun pada proses offsetting. Dalam proses explosion ini data struktur produk dan bill of material memegang peran penting karena menentukan arah eksplosion item komponen.
2.1.5 Penjadwalan Produksi 2.1.5.1 Definisi Penjadwalan Produksi
Secara umum, penjadwalan merupakan suatu proses dalam perencanaan dan pengendalian produksi yang merencanakan produksi serta pengalokasian sumber daya pada suatu waktu tertentu dengan memperhatikan kapasitas sumber daya yang ada. Menurut didefinisikan
Kenneth
sebagai
proses
R.
Baker,
pengalokasian
penjadwalan sumber
(scheduling)
untuk
memilih
43
sekumpulan tugas dalam jangka waktu tertentu. Definisi ini dapat dijabarkan dalam dua arti yang berbeda. Pertama, penjadwalan merupakan sebuah fungsi pengambilan keputusan dalam menentukan jadwal yang paling tepat. Kedua, penjadwalan merupakan teori yang berisi kumpulan prinsip, model, teknik, dan konklusi logis dalam proses pengambi!an keputusan. Keputusan yang dibuat dalam penjadwalan meliputi pengurutan pekerjaan (sequencing), waktu mulai dan selesai pekerjaan (timing), urutan operasi untuk suatu pekerjaan (routing). Masalah penjadwalan selalu berkaitan dengan pengurutan produksi (sequencing) yang didefinisikan sebagai
penentuan
urutan-urutan
kedatangan
dan
bermacam-macam
pekerjaan yang harus diselesaikan dalam jangka waktu tertentu. Masalah penjadwalan seringkali muncul jika terdapat sekumpulan tugas secara bersamaan, sedangkan peralatan yang dimiliki terbatas. Masukan dari suatu penjadwalan mencakup jenis dan banyaknya part yang akan dioperasi, urutan ketergantungan antar operasi, waktu proses untuk masing-masing operasi, serta fasilitas yang dibutuhkan oleh setiap operasi. Keluaran penjadwalan meliputi dispatch list (daftar urutan-urutan pemrosesan part serta waktu mulai dan selesai dari pemrosesan part).
44
2.1.5.2 Tujuan Penjadwalan
Penjadwalan mempunyai beberapa tujuan yaitu : 1. Meningkatkan produktivitas mesin, yaitu dengan mengurangi waktu menganggur. 2. Mengurangi persediaan barang setengah jadi (work in process inventory) untuk mengurangi biaya penyimpanan dengan jalan mengurangi jumlah rata-rata pekerjaan yang menunggu dalam antrian suatu mesin karena mesin terlalu sibuk. 3. Mengurangi waktu keterlambatan karena batas waktu (due date) telah dilampaui dengan cara mengurangi maksimum keterlambatan maupun dengan mengurangi jumlah pekerja yang terlambat. 4. Meminimasi ongkos produksi. 5. Pemenuhan due date karena dalam kenyataannya apabila terjadi keterlambatan pemenuhan due date yang telah ditetapkan dapat dikenakan suatu denda atau penalty. Menurut Baker, jika makespan suatu penjadwalan adalah konstan maka urutan kerja yang tepat akan menurunkan flow time dan rataan work in process.
45
2.1.5.3 Permasalahan dalam Penjadwalan Produksi
Masalah
penjadwalan
sering
kali
muncul
jika
terdapat
sekumpulan tugas yang harus ditetapkan harus dikerjakan terlebih dahulu, bagaimana urutan kerja dan tugas-tugas yang berikutnya, serta pengalokasian tugas pada mesin sehingga diperoleh suatu proses yang terjadwal. Pada umumnya persoa!an penjadwalan ini dipecahkan dengan sendirinya menurut kebiasaan tanpa memberikan perhatian yang lebih besar sehingga pemecahan persoalan dengan suatu teknik baru akan lebih mudah dan lebih menguntungkan. Cara yang umum dilakukan adalah cara yang didasarkan pada FCFS (First Come First Serve), sehingga tugas yang datang lebih dahulu akan dilayani lebih awal daripada tugas yang datang kemudian. Secara umum, persoalan penjadwalan dapat dinyatakan sebagai berikut : 1. Misalkan α adalah resiko yang ditanggung karena mengerjakan tugas A lebih dahulu daripada tugas B. 2. Misalkan β adalah resiko yang ditanggung karena mengerjakan tugas B
lebih dahulu daripada tugas A. 3. Jika α lebih baik daripada β maka tugas B dikerjakan lebih awal
kemudian dikuti oleh tugas A. Pemilihan α dan β ini dapat dikaitkan dengan pemilihan kriteria optimalitas yang diterapkan oleh pengambil keputusan.
46
2.1.5.4 Klasifikasi Penjadwalan Produksi
Penjadwalan produksi dapat berbeda-beda dilihat dari kondisi yang mendasarinya. Beberapa model penjadwalan sering terjadi di dalam proses produksi berdasarkan beberapa keadaan antara lain : 1 Berdasarkan mesin yang dipergunakan dalam proses a. penjadwalan pada mesin tunggal (single machine shop) b. Penjadwalan pada mesin jamak (m machine) 2 Berdasarkan pola aliran proses a. Penjadwalan flow shop, proses produksi dengan aliran flow shop berarti proses produksi dengan pola aliran identik dari satu mesin ke mesin lain. Walaupun pada flow shop semua tugas akan mengalir pada jalur produksi yang sarna, yang sangat biasa dikenal sebagai pure flow shop, tetapi dapat pula berbeda dalam dua hal. Pertama, jika flow shop dapat menangani tugas yang bervariasi. Kedua, jika tugas
yang datang ke dalam flow shop tidak harus dikerjakan pada semua jenis mesin. Jenis flow seperti ini disebut general flow shop.
Gambar 2.1 Jalur Proses Flow shop
47
b. Penjadwalan job shop, proses produksi dengan aliran job shop berarti proses produksi dengan pola aliran atau rute proses pada tiap mesin yang spesifik untuk setiap pekerjaan, dan mungkin berbeda untuk tiap job. Akibat aliran proses yang tidak searah ini, maka setiap job yang
akan diproses pada satu mesin dapat merupakan job yang baru atau job dalam proses, dan job yang keluar dari suatu mesin dapat
merupakan job tadi atau job dalam proses.
Gambar 2.2 Jalur Proses Job Shop
3 Berdasarkan pola kedatangan job a. Penjadwalan statis yaitu job yang datang bersamaan dan siap dikerjakan pada mesin yang tidak bekerja. b. Penjadwalan dinamis yaitu kedatangan job tidak menentu. 4 Berdasarkan sifat informasi yang diterima a. Penjadwalan deterministik yaitu informasi yang diperoleh pasti, misalnya informasi tentang pekerjaan dan mesin seperti waktu kedatangan pekerjaan dan waktu proses.
48
b. Penjadwalan stokastik yaitu informasi yang diperoleh tidak pasti tetapi memiliki kecenderungan yang jelas atau menyangkut adanya distribusi probabilitas tertentu.
2.1.5.5 Kendala-Kendala dalam Penjadwalan Produksi
Dalam pelaksanaannya, penjadwalan produksi di tingkat shop floor akan mengalami gangguan dan hambatan. Gangguan dan hambatan yang dapat terjadi antara lain adalah : a. Mesin rusak Pada saat mesin rusak, maka operasi-operasi yang akan menggunakan mesin tersebut tidak dapat dikerjakan dan harus menunggu sampai mesin selesai diperbaiki. Hal ini mengakibatkan terhentinya proses produksi dan penjadwalan produksi semula menjadi tidak terpenuhi. Oleh karena itu, perlu dilakukan penyesuaian pada jadwal semula sehingga diperoleh kembali jadwal produksi yang feasibel. Penjadwalan ulang ini dikenal dengan istilah rescheduling. Informasi yang diperlukan adalah jenis dan nomor mesin yang rusak, waktu terjadinya kerusakan dan lama waktu perbaikan mesin. Prinsip
yang
dapat
digunakan
untuk
pengembangan
algoritma
penjadwalan ulang untuk kasus mesin rusak telah dikembangkan sebagai berikut :
49
-
Penjadwalan ulang dilakukan dari titik waktu terjadinya gangguan.
-
Operasi-operasi yang telah selesai dikerjakan sebelum titik waktu terjadinya gangguan tidak diperhatikan lagi.
-
Setelah mengidentifikasikan mesin yang rusak, penjadwalan ulang dilakukan dengan mengundurkan waktu operasi sesuai dengan lama waktu perbaikan mesin.
-
Penjadwalan ulang dilakukan untuk operasi-operasi yang belum dikerjakan.
-
Operasi yang sedang dikerjakan pada saat terjadi gangguan tidak mengalami perubahan.
b. Penambahan pesanan baru Pada saat produksi sedang berjalan, tidak tertutup kemungkinan bahwa terjadi penambahan pesanan baru. Hal ini mengakibatkan pelaksanaan penjadwalan yang belum memperhitungkan pesanan baru tersebut akan mengalami gangguan atau kekacauan. Oleh karena itu, diperlukan penjadwalan ulang dengan mempertimbangkan pesanan baru tersebut, sehingga produksi akan tetap berada pada kondisi yang optimal serta shoop floor dapat segera menyesuaikan diri dengan penjadwalan baru
tersebut. Informasi yang diperlukan dari adanya pesanan baru tersebut adalah jenis produk yang dipesan, routing pekerjaannya, jumlah pesanan dan due date yang diminta konsumen.
50
Prinsip yang telah dikembangkan untuk algoritma penjadwalan ulang untuk kasus masuknya pesanan baru adalah : -
Penjadwalan ulang dilakukan dari titik waktu terjadinya gangguan.
-
Operasi-operasi yang telah selesai dikerjakan sebelum titik waktu terjadinya gangguan tidak diperhatikan lagi.
-
Penjadwalan ulang dilakukan untuk operasi-operasi yang belum dikerjakan.
-
Operasi yang sedang dikerjakan pada saat terjadi gangguan tidak mengalami perubahan.
c. Perubahan prioritas Perubahan prioritas pembuatan produk akan mempengaruhi penjadwalan yang telah dilakukan. Prinsip yang telah dikembangkan untuk algoritma penjadwalan ulang untuk kasus perubahan prioritas sama dengan prinsip yang digunakan untuk kasus adanya pesanan baru. d. Perubahan due date Produk yang mengalami perubahan due date akan menyebabkan perubahan pada jadwal produksi semula. Perubahan due date ada dua macam yaitu due date semakin maju atau due date semakin mundur. Penjadwalan produksi yang semakin mundur tidak akan mengubah penjadwalan produksi dan tidak akan mengakibatkan perubahan pada performansi penjadwalan semula. Tetapi, perubahan due date yang
51
semakin maju akan mengubah penjadwalan produksi awal agar kriteria performansi yang dipilih dapat tetap dipertahankan dengan adanya perubahan due date tersebut. e. Adanya produk yang memerlukan pengulangan operasi Apabila terdapat produk yang dinyatakan cacat maka produk tersebut harus dikerjakan ulang untuk memenuhi spesifikasi yang diinginkan. Akibat dari pengulangan proses tersebut maka waktu operasi produk tersebut bertambah dan operasi produk lain tertunda. Untuk itu dibutuhkan penjadwalan ulang mesin dengan data tambahan seperti produk yang akan diulang, operasi yang diulang dan mesin yang digunakan dalam proses pengulangan tersebut.
2.1.5.6 Konsep Penjadwalan Produksi dan Istilah-Istilah dalam Penjadwalan Produksi
Secara umum penjadwalan produksi dapat dijelaskan sebagai berikut, jika ada n job {j1,j2,..,jn} harus diproses pada m mesin {M1,M2,...,Mn}. Proses pengerjaan job J1 disebut dengan operasi Oij. Waktu yang diperlukan untuk memproses operasi Oij pada mesin Mj adalah tij. Beberapa job mungkin memiliki saat pengerjaan paling awal atau saat kedatangan job ke shop yang disebut release date, rj yang mungkin tidak sama dengan nol dan juga batas penyelesaian yang disebut due date, dj.
52
Dalam membahas masalah penjadwalan biasanya akan dijumpai beberapa variabel dan istilah, dalam penulisan ini digunakan variabel j = job dan i = operasi. a. Waktu proses (tij) Adalah waktu yang diperlukan untuk menyelesaikan suatu operasi j dari suatu job i (termasuk waktu set up, penghentian mesin, dan waktu pemindahan bahan ke mesin). b. Makespan (Ms) Adalah jangka waktu penyelesaian suatu penjadwalan yang merupakan jumlah seluruh waktu proses. Ms =
∑ ti i
c. Ready time (Rji) Menyatakan job j operasi ke-i siap untuk dijadwalkan. d. Waiting time (Wj) Adalah waktu tunggu seluruh operasi dari suatu job. Wj =
∑ Wij
e. Flow time (Fj) Adalah waktu yang diperlukan oleh suatu job di dalam shop lantai produksi. Fj = tj + Wj
53
f. Completion time (Cj) Adalah waktu yang dibutuhkan sejak suatu job mulai diset up sampai selesai proses. Cj = Rj + Fj g. Rata-rata flow time Fs =
1 ∑ Fj n
h. Due date (dj) Adalah batas waktu akhir suatu job harus diselesaikan. i. Lateness (Lj) Adalah penyimpangan waktu penyelesaian suatu job ke-j hingga saat due date.
Lj = Cj – dj Lj < 0, jika penyelesaian memenuhi batas akhir Lj > 0, jika penyelesaian melewati batas akhir j. Earliness (Ej) Adalah saat penyelesaian terlalu awal yaitu sebelum due date. Earliness disebut juga lateness negatif. Ej = min { Lj,0 } k. Rata-rata lateness Tj = max { 0,Lj }
54
l. Tardiness (Tj) Adalah keterlambatan penyelesaian suatu pekerjaan hingga saat due date. Tj = max { 0,Lj } m. Rata-rata tardiness Ts =
1 ∑ Tj n
n. Number of tardiness NT = ∑ δj δj = 1, jika Tj > 0 δj = 0, jika Tj < 0 o. Slack time (Si) Adalah waktu sisa yang tersedia bagi suatu job. Sj = dj - tj p. Utilitas mesin (U) Adalah ratio dari seluruh proses yang dibebankan pada mesin dengan rentang waktu untuk menyelesaikan seluruh tugas pada semua mesin. U=
∑ tj m * Fmax
Dimana : m = mesin F max = flowtime max
55
q. Tmax or Lmax Tmax = max { 0,Lmax } Lmax = max {Lj} r. Critical ratio CR =
aj(t) Pj
aj(t) = dj – t Dimana : aj(t) = allowance dj = due date
2.1.5.7 Penjadwalan n Job pada Satu Prosesor
Pengurutan pekerjaan di sebuah prosesor digunakan untuk mencapai tujuan minimasi waktu alir rata-rata atau minimasi keterlambatan. Makespan penjadwalan pada satu prosesor selalu konstan besarnya. Walaupun penjadwalan satu prosesor tidak akan berpengaruh pada waktu alir rata-rata (mean flow time), kelambatan rata-rata (mean lateness) atau ukuran kelambatan rata-rata (mean tardiness). Perlu juga diperhatikan bahwa penjadwalan merupakan basis perencanaan ditingkat floor shop. Penjadwalan dilakukan hanya satu kali pada awal penugasan. Jika muncul pekerjaan baru, maka pekerjaan itu disimpan dalam daftar tunggu dan baru dijadwalkan bersama dengan pekerjaan lainnya setelah kumpulan penjadwalan pertama selesai diproses.
56
2.1.5.8 Penjadwalan n Job pada m Prosesor Paralel
Pada penjadwalan prosesor jamak paralel, setiap pekerjaan hanya perlu memasuki salah satu prosesor. Dengan adanya prosesor jamak, pekerjaan penjadwalan menjadi agak sukar bila dibandingkan dengan penjadwalan pada prosesor tunggal. Jika penjadwalan pada satu prosesor memiliki masalah pada bagaimana urutan pekerjaan yang akan memberikan hasil optimal, maka pada prosesor paralel masalah yang terjadi adalah urutan pekerjaan yang paling optimal dan prosesor manakah yang akan mengerjakan pekerjaan tersebut.
Gambar 2.3 Permasalahan Penjadwalan Prosesor Paralel Sumber : Hendra Kusuma; Manajemen Produksi : Perencanaan dan Pengendalian Produksi, Penerbit Andi,Yogyakarta, 2004, hal 201
57
2.1.5.9 Penjadwalan n Job pada m Prosesor Seri
Permasalahan penjadwalan selanjutnya dikembangkan lagi ke dalam bidang penjadwalan m prosesor seri. Jika pada m prosesor parallel satu pekerjaan cukup dikerjakan oleh salah satu prosesor, maka pada penjadwalan m prosesor seri, setiap pekerjaan harus dikerjakan oleh setiap prosesor secara berurutan. Pada permasalahan penjadwalan m prosesor seri, metode yang menghasilkan solusi optimal hanya metode minimasi makespan dua atau lebih prosesor seri. Sementara untuk tujuan penjadwalan lainnya sampai saat ini belum ditemukan metode heuristic yang cukup baik. Untuk memecahkan masalah-masalah penjadwalan dengan tujuan meminimasi keterlambatan dan meminimasi waktu alir rata-rata, para peneliti menyarankan untuk menggunakan teknik simulasi komputer.
58
Gambar 2.4 Permasalahan Penjadwalan Prosesor Seri Sumber : Hendra Kusuma; Manajemen Produksi : Perencanaan dan Pengendalian Produksi, Penerbit Andi,Yogyakarta, 2004, hal 209
2.1.5.10 Kriteria Optimalitas
Beberapa kriteria optimalitas dalam proses penjadwalan adalah sebagai berikut : a. Berhubungan dengan waktu Dalam kaitannya dengan waktu, beberapa kriteria optimalitas yang dapat digunakan adalah : -
Minimasi mean flow time Kriteria ini menunjukkan rata-rata waktu yang digunakan setiap komponen dilantai produksi.
59
-
Minimasi makespan Makespan adalah sejumlah waktu yang dibutuhkan untuk menyelesaikan seluruh proses pada semua komponen yang dijadwalkan mulai dari saat pemrosesan komponen pertama sampai komponen terakhir selesai diproses.
-
Pemenuhan due date Due date adalah batas waktu yang ditetapkan konsumen agar
seluruh produk yang dipesannya sudah siap. Pihak produsen selalu berusaha untuk memenuhi due date tersebut terutama untuk produkproduk yang kritis. b. Berhubungan dengan ongkos Kriteria ini lebih mengarah ke biaya produksi seperti biaya persediaan, biaya pinalti dan sebagainya dan tidak memperhatikan kriteria waktu yang ada sehingga dengan suatu penjadwalan produksi tertentu diharapkan mendapatkan ongkos yang minimal. c. Kriteria gabungan Beberapa kriteria optimalitas tersebut dapat digabungkan dan dikombinasikan menjadi beberpa kriteria yang benar-benar diperlukan.
60
2.1.5.11 Penjadwalan dalam Flow shop
Dalam model-model penjadwalan baik Flow maupun Job shop, suatu job merupakan kumpulan operasi-operasi dengan struktur urutan pengerjaan yang khusus. Pada umumnya, setiap operasi berikutnya berasal dari satu operasi yang mendahului dan operasi ini akan diikuti oleh operasi yang lain lagi. Oleh karena itu, setiap job memiliki urutan operasi yang spesifik untuk menyelesaikan job tersebut. Tipe seperti ini sering disebut sebagai struktur precedence linear.
Gambar 2.5 Struktur Precedence Linear Lantai produksi terdiri dari m mesin berbeda dan setiap job terdiri dari m operasi yang memerlukan mesin yang berbeda. Karakteristik flow shop dinyatakan dengan aliran pekerjaan yang terarah. Setiap job dapat
diperlakukan seolah-olah job tersebut memiliki m operasi yang tetap. Karakteristik dasar penjadwalan flow shop adalah sebagai berikut :
♦ Terdapat n job yang tersedia dan siap diproses pada waktu t = 0. ♦ Waktu set up independent terhadap urutan pengerjaan dan termasuk dalam waktu proses.
♦ Terdapat M mesin berbeda yang tersedia secara kontinyu. ♦ Operasi-operasi individual tidak dapat dipecah-pecah.
61
♦ Setiap mesin selalu siap untuk mengerjakan job-job yang ada tanpa adanya gangguan seperti machine breakdown atau perawatan.
♦ Tidak terdapat preemption (interupsi untuk mengerjakan produk lain ditengah-tengah pengerjaan suatu produk).
♦ Proses produksi dari job-job telah diketahui secara jelas.
2.1.5.12 Teknik Pemecahan Masalah Flow Shop dengan Metode Branch and Bound
Untuk memecahkan masalah penjadwalan Flow shop terutama untuk mengatasi masalah makespan dengan jumlah mesin = 3, maka masalah tersebut dapat diselesaikan dengan sangat efisien dan dengan enumerasi terkendali, salah satunya adalah dengan algoritma branch and bound. Untuk masalah flow shop yang sangat besar, pendekatan dengan
algoritma branch and bound telah digunakan untuk menemukan permutasi penjadwalan yang optimal. Walaupun penjadwalan dengan teknik permutasi tidak disediakan untuk masalah makespan dengan m ≥ 4 , dimungkinkan bahwa penjadwalan permutasi terbaik akan mendekati hasil yang optimum. Algoritma ini dikembangkan oleh Ignall dan Schrage. Dasar percabangan ini pada hakekatnya sama dengan struktur pohon untuk
62
penjadwalan dengan satu mesin, kecuali bahwa τ mewakilkan permutasi sebagian yang terjadi pada awal penjadwalan. Dengan kata lain, pengurutan penjadwalan didasarkan pada penjadwalan maju yang mendahului percabangan pohon ke bawah. Untuk setiap titik pada pohon, batas bawah makespan di asosiasikan dengan mempertimbangkan pekerjaan yang tersisa pada setiap mesin. Untuk menggambarkan prosedur untuk m = 3, andaikan τ
'
menunjukkan pekerjaan-pekerjaan yang tidak terdapat pada permutasi parsial τ . Untuk pengurutan parsial τ maka : q1 = waktu penyelesaian terlama pada mesin satu diantara job-job τ (dalam hal ini waktu tercepat untuk beberapa job j dan τ ' dapat memulai pemrosesan). q2 = waktu penyelesaian terakhir pada mesin 2 diantara job-job τ . qm = waktu penyelesaian terakhir pada mesin m diantara job-job τ .
Waktu pemrosesan yang dibutuhkan pada mesin 1 adalah :
∑t
j1
.
j ,τ '
Anggaplah bahwa job k adalah job terakhir dalam pengurutan. Setelah job k diselesaikan pada mesin 1, interval (tk2 + tk3) harus dilewati sebelum seluruh jadwal dapat dipenuhi. Pada situasi yang umum, job terakhir :
•
Tidak ada penundaan antara waktu penyelesaian dari satu operasi dan waktu mulai dari job sesudahnya.
63
•
Memiliki penjumlahan minimal (tj2 + tj3) diantara job-job j dan τ .
Maka salah satu batas bawah pada makespan adalah : bm
= q m + Tm
bm −1 = q m −1 + Tm −1 + min (Pj .m )
bm − 2 = q m − 2 + Tm − 2 + min (Pj .m1 + Pj .m ) . . . bk
= q k + Tk + min (Pj .k1 + Pj .k 2 + Pj .k )
Jika kita menggunakan perhitungan ini, maka batas bawah yang disarankan oleh Ignall dan Schrage adalah : B = max {b1 , b2 , b3 ,..., bm }
64
2.2 Kerangka Pemikiran Pesanan Customer
Cukup
Cek On Hand
Tidak cukup
Due Date
Tidak
Schedulling
Daftar Pekerjaan
Kapasitas Produksi
On Schedule?
Bahan Baku
ya
Proses Produksi
Quality Control
Packing
Delivery
Gambar 2.6 Kerangka Pemikiran
65
Pada saat pesanan pelanggan masuk dan diterima oleh perusahaan, pihak perusahaan melakukan cek terhadap persediaan yang mereka miliki, apabila persediaan yang ada mencukupi untuk memenuhi pesanan pelanggan tersebut, maka barang akan langsung dikirim kepada konsumen, namun apabila persediaan ditangan tidak mencukupi, maka pesanan tersebut dimasukkan dalam daftar pekerjaan perusahaan. Daftar pekerjaan tersebut kemudian dicek kapan pekerjaan tersebut harus selesai dan perusahaan juga melakukan pemeriksaan terhadap kapasitas produksi yang mereka miliki. Setelah kapasitas produksi tersebut diperiksa, maka pihak perusahaan mulai melakukan produksi setelah sebelumnya memeriksa apakah pekerjaan yang akan dikerjakan telah terjadwal atau belum. Bila belum terjadwal, maka akan dilakukan penjadwalan terhadap pekerjaan tersebut. Setelah semua pekerjaan terjadwal, maka perusahaan mulai memproduksi produk-produknya sesuai urutan penjadwalan. Jika proses produksi telah selesai, maka perusahaan melakukan pengujian terhadap kualitas produk hasil produksi mereka, untuk menjamin bahwa produk tersebut memiliki mutu yang sesuai dengan spesifikasi.Setelah proses pengujian kualitas selesai, maka selanjutnya produk tersebut di packing sebelum diserahkan kepada pelanggan.
