BAB 2 LANDASAN TEORI
2.1
Peta Kerja Peta kerja adalah suatu alat yang menggambarkan kegiatan kerja secara sistematis
dan jelas (biasanya kerja produksi). Lewat peta-peta ini kita bisa melihat semua langkah atau kejadian yang dialami oleh suatu benda kerja dari mulai masuk ke pabrik (berbentuk bahan baku); kemudian menggambarkan semua langkah yang dialaminya, seperti: transportasi, operasi mesin, pemeriksaan dan perakitan; sampai akhirnya menjadi produk jadi, baik produk lengkap atau merupakan bagian dari suatu produk lengkap. (Sutalaksana, 1979, h15). Adapun peta kerja terbagi dalam dua kelompok yaitu peta-peta kerja yang digunakan untuk menganalisa kegiatan kerja keseluruhan (peta proses operasi, peta aliran proses, peta proses kelompok kerja, diagram aliran) dan peta-peta kerja yang digunakan untuk menganalisa kegiatan kerja setempat (peta pekerja dan mesin, peta tangan kiri tangan kanan). Yang akan dibahas ialah Peta tangan kiri tangan kanan merupakan suatu alat dari studi gerakan untuk menentukan gerakan-gerakan yang efisien, yaitu gerakan-gerakan yang memang diperlukan untuk melaksanakan suatu pekerjaan. Peta ini menggambarkan semua gerakan-gerakan saat bekerja dan waktu menganggur yang dilakukan oleh tangan kiri dan tangan kanan.
21
2.2
Studi Gerakan Studi gerakan (motion study) adalah suatu studi tentang gerakan-gerakan yang
dilakukan pekerja untuk menyelesaikan pekerjaanya (Wignjosoebroto,h106). Dengan studi ini, ingin diperoleh gerakan-gerakan standar untuk penyelesaian suatu pekerjaan yaitu rangkaian gerakan-gerakan yang efektif dan efisien. Maksud utama dari studi gerakan adalah untuk mengeliminir atau mengurangi gerakan-gerakan yang tidak efektif. Sehingga pekerjaan akan dilaksanakan secara lebih mudah dan laju produksi dapat ditingkatkan. Orang yang berjasa dalam aktivitas studi gerakan ialah Frank dan Lilian Gilbreth yang telah mengawali studi gerakan manual dan mengembangkan prinsip-prinsip dasar ekonomi gerakan.
2.3
Pengukuran Waktu Pengukuran waktu secara garis besar terdiri dari dua jenis (Sutalaksana, 1979,
h117) yaitu : a. Pengukuran waktu langsung Merupakan pengukuran yang dilakukan di tempat dimana pekerjaan tersebut dilakukan. Contoh: pengukuran dengan menggunakan jam henti (stopwatch) dan sampling pekerjaan (work sampling). b. Pengukuran waktu tidak langsung Merupakan perhitungan waktu kerja tanpa berada di tempat dimana pekerjaan tersebut dilaksanakan. Hal ini dilakukan dengan membaca tabel-tabel yang
22
tersedia serta mengetahui jalannya pekerjaan melalui elemen-elemen gerakan. Contohnya : data waktu baku dan data waktu gerakan. Berikut akan dibahas mengenai data waktu gerakan.
2.3.1
Data Waktu Gerakan
Data waktu baku pekerjaan didapat dengan memperlihatkan elemen-elemen gerakan sebagai perincian dari suatu pekerjaan. Yang dimaksud dengan elemenelemen gerakan adalah serupa dengan yang dimaksud oleh Gilbreth dan istrinya mengenai therblig-therblig. Dari therblig-therblig inilah timbul gagasan mengurai suatu pekerjaan atas elemen-elemen walaupun elemen gerakan disini tidak selalu sama dengan yang dikemukakan Gilbreth. Cara ini dikenal sebagai penentuan waktu baku
dengan
data
waktu
gerakan
atau
Predetermined
Time
System.
(Wignjosoebroto,h243). Predetermined Time System terdiri dari suatu kumpulan data waktu dan prosedur sistematik dengan menganalisa dan membagi-bagi setiap operasi kerja (manual) yang dilaksanakan oleh operator ke dalam gerakan-gerakan kerja, gerakan-gerakan anggota tubuh (body movements) atau elemen-elemen gerakan manual lainnya dan kemudian menetapkan nilai waktu masing-masing berdasarkan waktu yang ada.
23
Kelebihan Predetermined Time System atau metode pengukuran kerja dengan menggunakan data waktu gerakan yaitu: karena setiap elemen gerakan sudah diketahui waktunya (data dikumpulkan dalam tabel-tabel), maka waktu penyelesaian suatu operasi kerja dapat ditentukan sebelum operasi itu sendiri. waktu baku untuk setiap operasi kerja dapat ditentukan secara cepat karena hanya sekedar menyintesa waktu-waktu dari elemen-elemen gerakannya. biaya untuk menetapkan waktu baku dengan sistem ini akan sangat rendah. untuk mengembangkan metoda yang ada, maka perlu dievaluasi waktu dari metoda lama dan dikembangkan metoda baru. Salah satu metode penentuan waktu baku secara sintesa yaitu pengukuran waktu metoda (methods-time measurement). Pengukuran waktu metoda (methods-time measurement) adalah suatu sistem penetapan awal waktu baku (predetermined time standard) yang dikembangkan berdasarkan studi gambar gerakan-gerakan kerja dari suatu operasi kerja industri yang direkam dalam film.(Wignjosoebroto, h251). Sistem ini didefinisikan sebagai suatu prosedur untuk menganalisa setiap operasi atau metoda kerja (manual operation) ke dalam gerakan-gerakan dasar yang diperlukan untuk melakasanakan kerja tersebut, dan kemudian menetapkan standar waktu dari masing-masing gerakan tersebut berdasarkan macam gerakan dan kondisi kerja masing-masing.
24
Pengukuran waktu metoda membagi gerakan-gerakan kerja atas elemen-elemen gerakan: ¾ Menjangkau (Reach) Adalah elemen gerakan dasar yang digunakan bila maksud utama gerakan adalah untuk memindahkan tangan atau jari ke suatu tempat tertentu. Waktu yang dibutuhkan untuk gerakan menjangkau ini bervariasi dan tergantung pada faktor-faktor seperti keadaan atau kondisi tujuan, panjang gerakan dan macam gerak jangkauan yang dilakukan. Ada lima macam kelas menjangkau yakni : -. Menjangkau kelas A :
adalah gerakan menjangkau ke arah suatu tempat yang pasti, atau ke suatu obyek di tangan lain.
-. Menjangkau kelas B :
adalah gerakan menjangkau ke arah suatu sasaran yang tempatnya berada pada jarak “kira-kira” tapi tertentu dan diketahui lokasinya.
-. Menjangkau kelas C :
adalah gerakan menjangkau ke arah suatu obyek yang bercampur aduk dengan banyak obyek lain.
-. Menjangkau kelas D :
adalah gerakan menjangkau ke arah suatu obyek yang kecil sehingga diperlukan suatu alat pemegang khusus.
-. Menjangkau kelas E :
adalah gerakan menjangkau ke arah suatu sasaran yang tempatnya tidak pasti.
25
¾ Mengangkut (Move) Adalah elemen gerakan dasar yang dilaksanakan dengan maksud utama untuk membawa suatu obyek dari suatu lokasi ke lokasi tujuan tertentu. Ada tiga kelas mengangkut, yaitu: -. Mengangkut kelas A :
adalah bila gerakan mengangkut merupakan pemindahan obyek dari satu tangan ke tangan yang lain atau berhenti karena suatu sebab.
-. Mengangkut kelas B :
adalah bila gerakan mengangkut merupakan pemindahan obyek ke suatu sasaran yang letaknya tidak pasti atau mendekati.
-. Mengangkut kelas C :
adalah bila gerakan mengangkut merupakan pemindahan obyek ke suatu sasaran yang letaknya sudah tetrtentu atau tetap.
¾ Memutar (Turn) Adalah gerakan yang dilakukan untuk memutar tangan baik dalam keadaan kosong atau membawa beban. Gerakan disini berputar pada tangan, pergelangan, dan lengan sepanjang sumbu lengan tangan yang ada. Waktu yang dibutuhkan untuk memutar akan tergantung pada dua variabel yaitu derajat putaran dan faktor berat yang harus dipikul.
26
¾ Menekan (Apply Pressure) Pada lampiran tabel data untuk aplikasi MTM ditunjukkan nilai waktu gerakan dasar menekan yang memberikan siklus waktu penuh dari komponenkomponen yang berkaitan dengan gerakan-gerakan yang lain.
¾ Memegang (Grasp) Adalah elemen gerakan dasar yang dilakukan dengan tujuan utama untuk menguasai atau mengontrol sebuah atau beberapa obyek baik dengan jari-jari maupun
tangan
untuk
memungkinkan
melaksanakan
gerakan
dasar
berikutnya. Diantara hal-hal yang mempengaruhi lamanya gerakan ini adalah mudah-sulitnya obyek dipegang, bercampur tidaknya dengan obyek lainnya, bentuk obyek dan lainnya.
¾ Mengarahkan (Position) Adalah elemen gerakan dasar yang dilaksanakan untuk menggabungkan, mengarahkan atau memasangkan satu obyek dengan obyek lainnya. Gerakan yang ada disini cukup sederhana sehingga tidak diklasifikasikan seperti elemen-elemen gerakan dasar yang lain. Waktu untuk gerakan mengarahkan dipengaruhi oleh derajat kesesuaian, bentuk simetris, dan kemudahan untuk ditangani (handling).
27
¾ Melepas (Release) Elemen gerak melepas terjadi bila seorang pekerja melepaskan obyek yang dipegangnya. Gerakan ini dimulai pada saat pekerja mulai melepaskan tangannya dari obyek dan berakhir bila seluruh jarinya sudah tidak menyentuh obyek lagi. Gerakan ini biasanya didahului oleh gerakan mengangkut atau dapat pula gerakan mengarahkan dan biasanya diikuti oleh gerakan menjangkau.
¾ Lepas rakit (Disassemble) Gerakan ini merupakan kebalikan dari elemen gerak merakit yaitu dua obyek dipisahkan dari satu kesatuan. Gerakan lepas rakit biasanya didahului oleh memegang dan dilanjutkan oleh membawa atau biasanya juga dilanjutkan oleh melepas. Gerakan ini dimulai saat pemegangan atas obyek telah selesai dan dilanjutkan dengan usaha memisahkan dan berakhir bila kedua obyek telah terpisah secara sempurna. Biasanya akhir dari lepas rakit merupakan awal dari salah satu gerakan membawa atau melepas.
¾ Gerakan mata (Eye movement) Pada bagian besar aktivitas kerja, waktu yang dibutuhkan untuk menggerakkan dan memfokuskan mata bukanlah merupakan faktor-faktor yang menghambat sehingga konsekuensinya hal ini tidak akan mempengaruhi waktu untuk melaksanakan operasi kerja itu sendiri, terkecuali gerakan-
28
gerakan mata yaitu eye focus time dan eye travel time. Eye focus time (gerakan mata untuk fokus) akan memerlukan waktu untuk melakukan gerakan fokus pada suatu obyek dan melihatnya untuk waktu yang cukup lama guna menentukan karakteristik-karakteristik dari obyek tersebut (obyek dilihat tanpa mengangkat mata). Selanjutnya eye travel time (gerak perpindahan mata) dipengaruhi oleh jarak di antara obyek-obyek yang harus dilihat dengan jalan menggerakkan mata.
2.4
Keseimbangan Lini
2.4.1
Definisi Keseimbangan Lini
Istilah keseimbangan lini (line balancing) adalah suatu metode penugasan sejumlah pekerjaan ke dalam stasiun-stasiun kerja yang saling berkaitan dalam suatu lini produksi sehingga setiap stasiun memiliki waktu yang tidak melebihi waktu siklus dari stasiun kerja tersebut. Keterkaitan sejumlah pekerjaan dalam suatu lini produksi harus dipertimbangkan dalam menentukan pembagian pekerjaan ke dalam masing-masing stasiun kerja. (Bedwort, David D., h361; Elsayed A., h259).
2.4.2
Permasalahan Keseimbangan Lintasan Produksi
Menurut Mikell P. Groover dalam buku “Automation, Production Systems, and Computer-Integrated Manufacturing” (2001, p529), dalam suatu perusahaan yang mempunyai tipe produksi massa yang melibatkan sejumlah besar komponen yang harus dirakit, perencanaan produksi memegang peranan yang penting dalam membuat
29
penjadwalan produksi, terutama dalam pengaturan operasi-operasi atau penugasan kerja yang harus dilakukan. Bila pengaturan dan perencanaannya tidak tepat, maka setiap stasiun kerja di lintas perakitan mempunyai kecepatan produksi yang berbeda. Hal ini akan mengakibatkan lintas perakitan tersebut tidak efisien karena terjadi penumpukan material/ produk setengah jadi di antara stasiun kerja yang tidak berimbang kecepatan produksinya. Akibat sampingan lainnya adalah kompensasi biaya-biaya yang hilang serta akibat psikologis yang negatif bagi si pekerja. Persoalan keseimbangan lintasan perakitan bermula dari adanya kombinasi penugasan kerja kepada operator atau grup operator yang menempati tempat kerja tertentu. Karena penugasan elemen kerja (work element) yang berbeda akan menyebabkan perbedaan dalam sejumlah waktu yang tidak produktif dan variasi jumlah pekerja yang dibutuhkan untuk menghasilkan output produksi tertentu di dalam suatu lintas perakitan. Masalah kombinasi tersebut menjadi masalah penyeimbangan lintas perakitan, penyeimbangan operasi atau stasiun kerja dengan tujuan untuk mendapatkan waktu yang sama di setiap stasiun kerja sesuai dengan kecepatan produksi yang diinginkan.
30
2.4.3
Terminologi Keseimbangan Lini
Menurut Elsayed dalam buku “Analysis and Control of Production Systems” (1985, p345), terminologi keseimbangan lini antara lain: 1. Elemen Kerja (Work Element) Bagian dari keseluruhan pekerjaan dalam proses assembly. Umumnya, N didefinisikan sebagai jumlah total dari elemen kerja yang dibutuhkan untuk menyelesaikan suatu assembly dan i adalah elemen kerja.
2. Stasiun Kerja (Workstation) Lokasi pada lini assembly atau pembuatan suatu produk dimana pekerjaan diselesaikan baik manual maupun otomatis. Jumlah minimum dari stasiun kerja adalah K, dimana K harus ≤ i.
3. Elemen Kerja Terkecil (Minimum Rational Work Element) Untuk menyeimbangkan pekerjaan dalam setiap stasiun yang ada maka pekerjaan tersebut harus dipecah menjadi elemen-elemen pekerjaan. Elemen kerja minimum adalah elemen pekerjaan terkecil dari suatu pekerjaan yang tidak dapat dibagi lagi.
4.
Total Waktu Pengerjaan (Total Work Content) Jumlah dari seluruh waktu pengerjaan setiap elemen pekerjaan dari suatu lini.
31
5. Waktu Proses Stasiun Kerja (Workstation Process Time) •
Elemen pekerjaan yang diselesaikan dalam satu stasiun kerja (work station) dapat terdiri dari satu elemen pekerjaan atau lebih.
•
Waktu proses dalam stasiun kerja merupakan penjumlahan dari seluruh waktu pengerjaan setiap elemen kerja yang berada di dalam stasiun kerja tersebut.
6. Diagram Pendahulu (Precedence Diagram) Diagram pendahulu merupakan suatu gambaran grafis dari urut-urutan pekerjaan
yang
memperlihatkan
kesuluruhan
operasi
pekerjaan
dan
ketergantungan masing-masing operasi pekerjaan tersebut, dimana elemen pekerjaan tertentu tidak dapat dikerjakan sebelum elemen pekerjaan yang mendahuluinya dikerjakan lebih dulu.
Diagram pendahuluan dapat dibuat dengan 2 alternatif, yaitu : •
Diagram AOA (Activity on Arrow) Dimana setiap aktivitas digambarkan sebagai anak panah yang menghubungkan 2 node. Pada jaringan ini hanya ada satu node pada awal dan akhir proyek sehingga aktivitas semu (dummy) hanya terdapat pada jaringan AOA.
32
•
Diagram AON (Activity on Node) Diagram dimana setiap aktivitas digambarkan dalam bentuk lingkaran (node), sedangkan tanda panah menunjukkan aliran aktivitas. Pada jaringan ini tidak terdapat aktivitas semu (dummy).
7. Balance Delay Merupakan rasio dari total waktu menganggur dengan keterkaitan waktu siklus dan jumlah stasiun kerja atau dengan kata lain jumlah antara balance delay dan line efficiency sama dengan 1. Secara matematis, dapat dituliskan sebagai berikut :
k ⋅ CT − ∑ Wbi k ⋅ CT
× 100%
dimana : k
= jumlah stasiun kerja.
CT
= waktu stasiun terbesar / waktu daur (cycle time).
Wbi
= waktu sebenarnya pada setiap stasiun.
i
= 1, 2, 3, ...., n
atau BD = 100% - LE
33
8. Cycle Time (CT) Waktu rata-rata yang dibutuhkan untuk menyelesaikan produk dari lini perakitan dengan asumsi setiap assembly mempunyai kecepatan yang konstan. Nilai minimum dari waktu siklus ≥ waktu stasiun yang terpanjang. CT ≥ max Tsi
9. Delay Time of A Station Merupakan selisih antara waktu siklus dengan waktu stasiun. Perbedaan antara waktu stasiun dengan waktu siklus atau disebut juga idle time. Waktu Menganggur Stasiun = Wd – Wi n
Total Waktu menganggur = k.CT -
∑Wb i =1
i
10. Line Efficiency (Efisiensi Lini) Rasio dari total waktu stasiun terhadap keterkaitan waktu siklus dengan jumlah stasiun kerja yang dinyatakan dalam persentase. LE =
∑ ST
k
k ⋅ CT
x 100%
dimana : TSi = station time atau waktu stasiun ke-i K = jumlah total stasiun kerja CT = cycle time atau waktu siklus terpanjang
34
11. Station Efficiency (Efisiensi Stasiun Kerja) Rasio dari waktu stasiun kerja terhadap waktu siklus atau waktu stasiun kerja terbesar. SE =
STk × 100% CT
12. Smoothness Index (SI) Merupakan suatu index yang menunjukkan kelancaran relatif dari suatu keseimbangan lini assembly. Suatu smoothness index sempurna jika nilainya 0 atau disebut perfect balance. SI =
∑ (CT − Wb )
2
i
dimana :
2.4.4
CT
= waktu stasiun maksimum
Wbi
= waktu stasiun ke-i
Metode Keseimbangan Lini Produksi
Menurut David D. Bedworth dan James E. Baley dalam buku “Integrated Production Control Systems” (1987, p363), terdapat beberapa metode yang dapat digunakan untuk menyeimbangkan lintasan produksi.
35
Salah satunya yaitu metode heuristic: A. Metode Heuristic Heuristic berasal dari bahasa Yunani yang berarti menemukan. Metode Heuristic ini pertama kali digunakan oleh Simon and Newll untuk menggambarkan pendekatan tertentu untuk memecahkan masalah dan membuat keputusan. Model Heuristic menggunakan aturan-aturan yang logis dalam memecahkan masalah. Inti dari pendekatan secara heuristic adalah untuk mengaplikasikan rutin secara selektif yang mengurangi bentuk permasalahan. Sebagai contoh, masalah produksi yaitu line balancing yang dapat dipecahkan dengan mengurangi keseluruhan sistem menjadi rangkaian line balancing sederhana yang dapat dipelajari secara analitis. Bentuk lain dari pengurangan adalah digunakan pada aturan yang relatif sederhana yaitu diterapkan secara berulang sampai semua hasil keputusan telah dibuat. Model heuristic tidak menjamin hasil yang optimal, tetapi model ini dirancang untuk menghasilkan strategi yang relatif lebih baik dengan mengacu pada pembatas-pembatas tertentu. Model Heuristic ini banyak dipakai dalam masalah line balancing. Kriteria pokok pendekatan dengan metode ini adalah : •
Pemecahan yang lebih baik dan lebih cepat.
•
Lebih murah daripada metode yang lainnya.
•
Usaha yang dikeluarkan relatif lebih kecil.
36
Salah satu metode heuristik yang umum dikenal : a. Metode Ranked Positional Weight (RPW) Menurut Elsayed dalam buku “Analysis and Control of Production Systems” (1994, p360), RPW merupakan salah satu teknik heuristik yang diperkenalkan oleh Helgeson & Bernie. Pada metode ini, nilai ranked positional weight dihitung dari waktu proses masing-masing operasi yang mengikutinya. Cara penentuan bobot dari precedence diagram dimulai dari proses akhir. Bobot (RPW) = waktu proses operasi tersebut + waktu proses operasioperasi yang berikutnya.
Diagram 2.1 Contoh Precedence Diagram RPW Keterangan : •
bobot untuk operasi 4 adalah 5’
•
bobot untuk operasi 3 adalah 3’ + RPW(4) = 3’ + 5’ = 8’
•
bobot untuk operasi 2 adalah 4’ + RPW(3) = 4’ + 8’ = 12’, dan seterusnya.
37
Pengelompokkan operasi ke dalam stasiun kerja dilakukan atas dasar urutan RPW (dari yang terbesar) dan juga memperhatikan pembatas berupa waktu siklus. Metode Heuristic ini mengutamakan waktu elemen kerja yang terpanjang, dimana elemen kerja ini akan diprioritaskan terlebih dahulu untuk ditempatkan dalam stasiun kerja dan diikuti oleh elemen kerja yang lain yang memiliki waktu elemen yang lebih rendah. Proses ini dilakukan dengan memberikan bobot. Bobot ini diberikan pada setiap elemen kerja dengan memperhatikan diagram precedence. Dengan sendirinya elemen pekerjaan yang memiliki ketergantungan yang besar akan memiliki bobot yang semakin besar pula, dengan kata lain akan lebih diprioritaskan. Langkah-langkah metode RPW dengan perhitungan manual: 1. Gambar jaringan precedence sesuai dengan keadaan yang sebenarnya. 2. Tentukan positional weight (bobot posisi) untuk setiap elemen pekerjaan dari suatu operasi yang memiliki waktu penyelesaian (waktu baku) terpanjang mulai dari awal pekerjaan hingga ke akhir elemen pekerjaan yang memiliki waktu penyelesaian (waktu baku) terendah. 3. Urutkan elemen pekerjaan berdasarkan positional weight pada langkah ke-2 di atas. Elemen pekerjaan yang memiliki positional weight tertinggi diurutkan pertama kali.
38
4. Lanjutkan dengan menempatkan elemen pekerjaan yang memiliki positional weight tertinggi hingga ke yang terendah ke setiap stasiun kerja. 5. Jika pada setiap stasiun kerja terdapat kelebihan waktu dalam hal ini waktu stasiun melebihi waktu siklus, tukar atau ganti elemen pekerjaan yang ada dalam stasiun kerja tersebut ke stasiun kerja berikutnya selama tidak menyalahi diagram precedence. 6. Ulangi langkah ke-4 dan ke-5 di atas sampai seluruh elemen pekerjaan sudah ditempatkan ke dalam stasiun kerja.
