BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Tuntutan industri manufaktur bukan hanya sekedar memproduksi barang dengan jumlah banyak dan pengiriman tepat waktu,tetapi juga diharuskan untuk menghasilkan produk dengan kualitas tinggi, mengingat adanya standard organisasiyang membahas tentang kualitas, dan sebagai bahan pertimbangan konsumen untuk memilih produk dengan kualitas tinggi.Untuk menjaga kualitas suatu produk, tentu dibutuhan material pendukung yang harus memenuhi spesifikasi perusahaan, dengan tujuan meminimalkan tingkat cacat produk akibat kualitas material tidak memenuhi spesifikasi yang di tetapkan perusahaan. PT XYZ adalah suatu perusahaan otomotif yang bergerak dibidang Foundry and Machining, salah satu perusahaan peleburan dengan produk General Casting,dalam proses produksinya. Pada proses peleburan,material dimasukkan dalam sebuah tungku dengan volume rata rata 4 ton, dilebur dengan sistem konduksi listrik dengan power 1500-2000 KWH dalam kondisi normal,material utama yang digunakan adalah Steel Scrap atau limbah plat besi dengan kandungan berbagai macam komposisi unsur kimia didalamnya.Sebelum diproduksi semua material tersebut ditempatkan dalam satu palet yang sudah dihitung jumlahnya untuk memproduksi casting 1 batch, selain Steel scrap material tambahan pada proses peleburan antara lain adalah unsure Carbon(C),Ferro Silicon(FeSi),Ferro Mangan(FeMn), Ferro Chrom(FeCr), Tembaga(Cu), dan Timah(Sn).Masingmasing unsur tersebut juga memiliki standard spesifikasi kemurnian material yang dibuat oleh perusahaan. Spesifikasi kemurnian unsur material tersebut dapat dilihat pada Tabel 1.1 Kemurnian Unsur tersebut didapat dari hasil kenaikan unsur setelah dilakukan proses penambahan, kemudian membandingkan target penambahan dengan hasil penambahan unsur. Sebagai contoh :
target kenaikan unsur Si 1,8% sebelum penambahan diketahui Si 1,7% dilakukan kalkulasi penambahan unsur dengan target kenaikan 0,1 dengan Volume Furnace 3700kg setelah ditambahkan dan dilarutkan dalam tempratur >1370º kemudian dilakukan sampling dan pengujian oleh alat
1
Universitas Bakrie
uji spectrometer, diperoleh hasil Si. Jika setelah penambahan sesuai target kenaikan 0,1, maka kemurnian kandungan unsur Si mencapai 100%. Tabel 1.1. Standard spesifikasi kemurnian unsur kimia Spesifikasi material Kemurnian (%) Unsur Standar Aktual C 95 90 FeSi 75 47 FeMn 65 65 FeCr 60 55 Cu 80 80 Sn 99 99 Sumber :(Data Olahan PT XYZ) Rumus perhitungan kemurnian material additive
Kemurnian = % Unsur Akhir - % Unsur awal × V Penambahan (Adjusment) Namun pada prosesnya, setelah dilakukan pengecekan komposisi unsur kimia dengan menggunakan alat uji spektrometer, masih ada beberapa unsur yang tidak sesuai target kenaikan yang sudah di tentukan. Hal ini menyebabkan adanya variasi nilai di setiap proses produksi yang berpotensi cacat produk, disamping itu ada beberapa faktor yang mempengaruhi adanya variasi selain kemurnian unsur komposisi,juga kesetabilan alat uji spectrometer,besaran konduksi listrik yang digunakan pada proses peleburan(temperatur Furnace), dan waktu proses pelarutan unsur dalam kondisi normal antara 4 s/d 5 menit, yang sangat berpengaruh pada proses homogennya unsur. Berikut data variasi beberapa komposisi unsur kimia unsur(C,Si,Mn,Cr,Cu) dapat dilihat pada Gambar 1.1, 1.2,1.3, 1.4,dan 1.5
2
Universitas Bakrie
3.5 3.4
3.35
3.3
3.33 3.2
3.3
3.25
3.3
3.32
3.3
3.26
3.21
3.2 3.1 3 1
2
3
4
5
Carbon
6
7
target min
8
9
10
target max
Gambar 1.1. Grafik Run chart komposisi Carbon Sumber : (data Olahan Laboratorium PT. XYZ Des.2016) Berdasarkan grafik Run Chart Unsur C, dari 10 data diperoleh 5 titik data dimana unsur tidak sesuai dengan target minimal dan maksimal yang ditetapkan.
1.95 1.9 1.85 1.8 1.75 1.7 1.65
1.88
1.87 1.83
1.8 1.75
1
2
3
4 Si
5 target min
1.77
1.78
6
7
1.79
1.75
8
9
1.77
10
target max
Gambar 1.2. Grafik Run chart komposisi silikon Sumber : (data Olahan Laboratorium PT. XYZ Des.2016) Berdasarkan grafik Run Chart Unsur Si, dari 10 data diperoleh 6 titik data dimana unsur tidak sesuai dengan target minimal dan maksimal yang ditetapkan.
3
Universitas Bakrie
0.75 0.7 0.65
0.67
0.65 0.6
0.59
0.59
1
2
3
0.6
0.68
0.66 0.59
0.61
0.62
9
10
0.55 0.5 4
Mn
5
6
target min
7
8
target max
Gambar 1.3. Grafik Run Cart Unsur Mn (Mangan) Sumber : (data Olahan Laboratorium PT. XYZ Des.2016) Berdasarkan grafik Run Chart Unsur Mn, dari 10 data diperoleh 3 titik data dimana unsur tidak sesuai dengan target minimal dan maksimal yang ditetapkan.
0.13
0.12
0.11
0.11
0.1
0.09
0.09 0.09
0.08
0.07
0.1
Cr
0.07
0.07 0.07
0.05
target min target max
0.03 0.01 1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Gambar 1.4 : Grafik Run Cart Unsur Mn (Mangan) Sumber : (data Olahan Laboratorium PT. XYZ Des.2016) Berdasarkan grafik Control Chart Unsur Cr, dari 10 datadiperoleh 2 titik data dimana unsur tidak sesuai dengan target minimal dan maksimal yang ditetapkan.
4
Universitas Bakrie
0.3 0.25
0.25 0.22
0.2
0.21
0.24 0.22
0.21
Cu
0.22
0.21
0.2
0.19
target min target max
0.15 0.1 1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Gambar 1.2. Grafik Run Chart Unsur Cu (Tembaga) Sumber : (data Olahan Laboratorium PT. XYZ) Berdasarkan grafik Run Chart Unsur Cu, dari 10 data tidak ada satu pun data yang keluar dari titik kontrol Standard yang telah ditetapkan. Dari semua data yang tersaji pada Gambar 1.1 sampai dengan 1.5 dapat disimpulkan bahwa kesesuaian hasil uji komposisi kimia unsur Silikon yang paling sering diluar target yang ditetapkan. Mengacu pada konsep dasar kualitas, bahwa hal ini yang menyebabkan adanya potensi cacat produk akibat menyimpangnya. 1.1 1.2 Rumusan masalah Berdasarkan uraian latar belakang, permasalahan yang akan dihadapi adalah 1. Apakah faktor temperatur dan waktu berpengaruh secara signifikan terhadap tingkat kesesuaian kemurnian unsur Silikon dalam komposisi kimia? 2. Bagaimana interaksi dua faktor tersebut, menghasilkan tingkat kemurnian silikon yang maksimal? 1.2 1.3 Tujuan penelitian Penelitian ini dilakukan dengan membuat perancangan percobaan yaitu : 1. Untuk mengetahui apakah faktor waktu dan temperatur sangat signifikan mempengaruhi tingkat kemurnian unsur Silikon dalam komposisi kimia. 2. Untuk mengetahui interaksi yang dapat menghasilkan tingkat kemurnian silikon yang maksimal.
5
Universitas Bakrie
1.3 1.4 Batasan penelitian Untuk menghindari meluasnya masalah yang akan diteliti, karya tulis ilmiah ini membatasi masalah, diantaranya sebagai berikut : 1. Penelitian dilakukan hanya pada unsur yang paling dominan tingkat penyimpangannya, yaitu unsur silikon. 2. Asumsi alat uji spektrometer dalam kondisi normal 3. Asumsi volume penambahan unsur kedalam furnace dalam kondisi yang sesuai. 4. Faktor biaya tidak termasuk dalam penelitian ini, 5. Penelitian ini hanya menguji faktor waktu dan temperatur terhadap kesesuaian unsur silikon. 6. Penelitian dilakukan di laboratorium PT XYZ,dengan asumsi alat uji (mesin) dalam kondisi normal. 1.4 1.5 Manfaat penelitian Bagi mahasiswa dapat menerapkan Ilmu teoritikal yang diterima dari akademis yaitu ilmu Teknik Indutridan manajerialserta mengetahui bagaimana tingkat fluktuasi data pada proses pengujian khususnya yang ada di laboratorium PT XYZ. Dan memberikan refernsi kepada perusahaan dari hasil pembahasan untuk pengambilan keputusan dalam melakukan perbaikan (improvement) guna menjaga kualitas produk yang dihasilkan. Serta mengambil manfaat dari hasil penelitian, diantaranya adalah :
2. Menambah wawasan tentang bagaimana situasi kondisi dilapangan secara langsung. 3. Mengetahui langkah-langkah perbaikan dari penerapan ilmu teori ke kondisi nyata sebagai bahan perbaikan (improvement).
6
Universitas Bakrie
3.1 1.6 Sistematika penulisan Untuk mencapai tujuan yang baik serta tidak menyimpamg dari permasalahanyang dibahas, maka sistematika penulisan yang digunakan adalah sebagai berikut : BAB I
: PENDAHULUAN Pada bab ini menjelaskan secara singkat tentang uraian latar belakangpengambilan
topik
serta pembahasan dan batasan-
batasannya. BAB II
: LANDASAN TEORI Pada bab ini berisikan tentang dasar teori yang digunakanyang mendukung penelitian sebagai bahan referensi.
BAB III
: METODOLOGI PENELITIAN Pada bab ini berisi tentang metode pengumpulan data teori yang dgunakan dalam melakukan penelitian.
BAB IV
: HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN Pada bab ini membahas masalah dari data hasil observasi, dengan menggunakan metode dalam landasan teori
BAB V
: KESIMPULAN DAN SARAN Pada bab ini berisi kesimpulan dan saran dari hasil penelitian
7
BAB 2 LANDASAN TEORI
3.2 Sejarah Umum Pengecoran Logam Coran dibuat dari logam yang dicairkan, dituang dalam cetakan, kemudian dibiarkan mendingin dan membeku. Oleh karena itu sejarah pengecoran dimulai ketika orang mengetahui bagaimana mencairkan logam dan bagaimana membuat cetakan. Hal itu terjadi kira-kira tahun 4000 sebelum Masehi,sedangkan tahun yang lebih tepat tidak diketahui orang. Pengecoran perunggu dilakukan pertama di Mesopotamia kira-kira 3.000 tahun sebelum Masehi, teknik ini diteruskan ke Asia Tengah, India dan Cina. Sedangkan penggunaan besi dimulai dengan penempaan, sama halnya dengan tembaga. Orang orang Asiria dan Mesir mempergunakan perkakas besi dalam tahun 2.8002.700 sebelum Masehi. Kemudian di Cina dalam tahun 800-700 sebelum Masehi, ditemukan cara membuat coran dari besi kasar yang mempunyai titik-cair rendah dan mengandung fosfor tinggi dengan mempergunakan tanur beralas datar. 2.2 Pengertian Pengecoran logam Pengecoran Logam adalah suatu proses manufaktur yang menggunakan logam cair dan cetakan untuk menghasilkan bentuk yang mendekati bentuk geometri akhir produk jadi. Logam cair akan dituangkan atau ditekan ke dalam cetakan yang memiliki rongga cetak (cavity) sesuai dengan bentuk atau desain yang diinginkan. Setelah logam cair memenuhi rongga cetak dan tersolidifikasi, selanjutnya cetakan disingkirkan dan hasil cor dapat digunakan untuk proses sekunder. Untuk menghasilkan hasil cor yang berkualitas maka diperlukan pola yang berkualitas tinggi, baik dari segi konstruksi, dimensi, material pola, dan kelengkapan lainnya. Pola digunakan untuk memproduksi cetakan. Pada 8
Universitas Bakrie
umumnya, dalam proses pembuatan cetakan, pasir cetak diletakkan di sekitar pola yang dibatasi rangka cetak kemudian pasir dipadatkan dengan cara ditumbuk ampai kepadatan tertentu. Pada lain kasus terdapat pula cetakan yang mengeras/menjadi padat sendiri karena reaksi kimia dari perekat pasir tersebut. Pada umumnya cetakan dibagi menjadi dua bagian yaitu bagian atas (cup) dan bagian bawah (drag) sehingga setelah pembuatan cetakan selesai pola akan dapat dicabut dengan mudah dari cetakan. Inti dibuat secara terpisah dari cetakan, dalam kasus ini inti dibuat dari pasir kuarsa yang dicampur dengan Airkaca (Water Glass / Natrium Silikat), dari campuran pasir tersebut dimasukan kedalam kotak inti, kemudian direaksikan dengan gas CO2 sehingga menjadi padat dan keras. Inti diseting pada cetakan. Kemudian cetakan diasembling dan diklem. Cetakan dibuat dan diasembling, bahan-bahan logam seperti ingot, scrap, dan bahan paduan, dilebur di bagian peleburan. Setelah logam cair dan homogen maka logam cair tersebut dituang ke dalam cetakan. Setelah itu ditunggu hingga cairan logam tersebut membeku karena proses pendinginan. Setelah cairan membeku, cetakan dibongkar. Pasir cetak, inti, dan benda tuang dipisahkan. Pasir cetak bekas masuk ke instalasi daur ulang, inti bekas dibuang, dan benda tuang diberikan ke bagian fethling untuk dibersihkan dari kotoran dan dilakukan pemotongan terhadap sistem saluran pada benda tersebut. Setelah fethling selesai apabila benda perlu perlakuan panas maka diproses di bagian perlakuan panas. (Ir. Tata Surdia M.S.Ment. E, 1980) 2.3 Sejarah dan perkembanganDesign Of Esperiment(DOE) Design of Experiment dikembangkan oleh Sir Ronald Fisher dari University of London dengan studinya tentang Argicultural Experiment pada tahun 1930. Fisher mengembangkan teori dan metode statistika dengan menerapkan pendekatan Analisys of Variance (ANOVA) sebagai metode primernya. Konsep-kosep DOE pertama kali dimanfaatkan pada Rothamsted Agricultural Experiment Design Station di London, inggris sedangkan industri yang pertama kali menggunakan pendekatan metode DOE adalah British Textile Industry dari London. Dalam buku desain eksperimennya yang pertama, Fisher menunjukkan bagaimana kesimpulan yang valid dapat ditarik secaraefisien dari eksperimen yang berfluktuasi secara
9
Universitas Bakrie
alami seperti suhu, kondisi tanah, dan curah hujan terhadap variabel gangguan. Variabel pengganggu yang diketahui biasanya menyebabkan bias yang sistematik dalam kelompok hasil (misalnya, variasi batch-to-batch). Variabel pengganggu yang tidak diketahui biasanya menyebabkan variasi hasil yang acak dan biasa dikenal dengan variabilitas tetap atau noise. Meskipun metode DOE yang pertama kali digunakan dalam konteks pertanian, metode ini telah diterapkan dengan sukses di militer dan industri sejak tahun 1940. 2.4 Metode DOE DOE menyediakan sebuah arti yang kuat untuk mencapai peningkatan pada kualitas produk dan efisiensi proses. Dari pandangan bidang manufaktur, DOE dapat mengurangi jumlah eksperimen yang dibutuhkan ketika mengambil sejumlah faktor yang mempengaruhi hasil eksperimen. DOE bisa menampilkan bagaimana melaksanakan eksperimen dengan jumlah yang paling sedikit ketika harus mempertahankan informasi paling penting. Dengan demikian, DOE tampaknya menjadi alat perbaikan berkelanjutan yang cepat dan penting dalam kualitas (Coleman, 1993)Metode-metode eksperimental dapat digunakan untuk memecahkan masalah yang berkaitan dengan proses manufaktur, untuk menggantikan sebuah proses dengan proses lainnya, untuk mengembangkan produk yang berbeda, dan untuk memahami pengaruh berbagai faktor pada kualitas akhir dari produk yang diberikan. Desain of Experiments (DOE) adalah teknik eksperimental yang membantu untuk menyelidiki kombinasi terbaik dari parameter proses, kuantitas yang berubah, tingkat dan kombinasi dalam rangka mendapatkan hasil yang statis yang dapat diandalkan. Ini adalah rute yang sistematis yang dapat diikuti untuk mencari solusi pada masalah proses industri dengan objektivitas yang lebih besar dengan menggunakan teknik eksperimental dan statistik. 2.5 Perancangan Percobaan Percobaan pada umumnya dilakukan untuk menemukan sesuatu.Menurut Suhaemi (2011) secara teoritis, percobaan diartikan sebagai tes atau penyelidikan terencana untuk mendapatkan fakta baru. Rancangan percobaan adalah suatu uji
10
Universitas Bakrie
atau sederetan uji baik menggunakan statistika deskripsi maupun statistik inferensi yang bertujuan untuk mengubah peubah input menjadi suatu output yang merupakan respons dari percobaan tersebut. Menurut Hartati (2013) rancangan percobaan merupakan langkah-langkah lengkap yang perlu diambil jauh sebelum eksperimen dilakukan agar data yang semestinya diperlukan membawa kepada analisis obyektif dan kesimpulan yang berlaku untuk persoalan yang sedang dibahas. Rancangan Percobaan yang baik adalah yang efektif, terkelola dan efesien serta dapat dipantau, dikendalikan dan dievaluasi. Pengertian efektif adalah berkaitan dengan kemampuan mencapai tujuan, sasaran dan kegunaan yang direncanakan atau digariskan.Terkelola adalah berkenaan dengan kenyataan adanya berbagai keterbatasan atau kendala yang terdapat dalam pelaksanaan percobaan maupun dalam menganalisis data. Effesien adalah bersangkut paut dengan pengrasionalan dalam penggunaan sumber daya, dana dan waktu dalam memperoleh keterangan dari percobaan. Selain dalam bidang industri rancangan percobaan juga banyak digunakan dalam bidang pertanian, farmasi dan lain sebagainya. Beberapa istilah dalam rancangan percobaan menurut Ansori (2000) antara lain : 1. Perlakuan (Treatment) Perlakuan merupakan suatu prosedur atau metode yang diharapkan pada unit percobaan. Prosedur atau metode yang diterapkan, misalnya pemberian jenis pupuk yang berbeda, dosis pemupukan yang berbeda, jenis varietas yang digunakan berbeda, pemberian jenis pakan yang berbeda, kombinasi dari semua taraf-taraf beberapa faktor dan lain-lain. 2. Taraf/Level Taraf adalah nilai-nilai dari peubah bebas (faktor) yang dicobakan dibedakan menjadi 3 taraf yaitu varietas A, varietas B dan varietas C.
3. Faktor Faktor adalah peubah bebas yang dicobakan dalam percobaan sebagai penyusun struktur perlakuan dicobakan dapat berupa peubah kualitatif maupun peubah kuantitatif yang dicobakan dalam percobaan sebagai penyusun struktur perlakuan. 11
Universitas Bakrie
4. Pengamatan berulang Merupakan pengamatan yang dilakukan berulang kali dalam waktu yang berbeda pada suatu objek atau satuan amatan yang sama untuk mengetahui keragaman yang muncul pada respons. Rancangan percobaan dapat diklasifikasikan sebagai berikut : 1. Rancangan Perlakuan a. Satu faktor (Tunggal) b. Dua Faktor atau Lebih (Factorial) c. Split Plot (Petak Terbagi) d. Split Blok (Kelompok terbagi) e. Strip Plot (Petak teralur) 2. Rancangan Lingkungan a. Rancangan Acak Lengkap (RAL) b. Rancangan Acak Kelompok Lengkap (RAKL) c. Rancangan Bujur Sangkar Latin (RBSL) d. Rancangan Lattice 2.6 Rancangan Faktorial Percobaan faktorial adalah percobaan yang menggunakan lebih dari satu faktor dengan setiap taraf dari faktor dikombinasikan dengan taraf- taraf dari faktor lain Halim (1992 dalam Arfianto, 2013:6). Rancangan ini digunakan untuk menyelidiki secara bersamaan efek beberapa faktor berlainan. Disebut rancangan faktorial karena semua faktor dikombinasikan atau disilangkan dengan taraf tiap faktor lainnya yang ada dalam percobaan tersebut. Interaksi antara faktor–faktor terjadi jika pengaruh suatu faktor berbeda pada tiap taraf faktor yang lain. Tujuan dari percobaan faktoril adalah untuk melihat interaksi antara faktor yang digunakan.Adakalanya kedua faktor saling sinergi terhadap respons (positif), namun adakalanya juga keberadaan salah satu faktor justru menghambat 11 kinerja dari faktor lain (negatif).Adanya kedua mekanisme tersebut cenderung meningkatkan pengaruh interaksi antar ke dua faktor. Interaksi mengukur kegagalan dari pengaruh salah satu faktor untuk tetap sama pada setiap taraf faktor lainnya atau secara sederhana, interaksi antar faktor adalah apakah
12
Universitas Bakrie
pengaruh dari faktor tertentu tergantung pada taraf faktor lainnya. Menurut Halim (1992) dalam Arfianto (2013), pengaruh (efek) suatu faktor pada rancangan faktorial didefinisikan sebagai perubahan nilai respons yang disebabkan oleh perubahan taraf faktor. Adapun jenis- jenis dari efek faktorial, adalah sebagai berikut : 1. Pengaruh (efek) sederhana (simple effects) Pengaruh (efek) sederhana (simple effects) adalah pengaruh suatu faktor tertentu terhadap taraf tertentu faktor lainnya. 2. Pengaruh Utama (Main effects) Pengaruh Utama (Main effects) adalah rata-rata dari pengaruh sederhana atau rata-rata terhadap taraf dari faktor lain. 3. Pengaruh interaksi (Interaction effects) Pengaruh interaksi (Interaction effects) adalah jika pengaruh dari suatu faktor berbeda pada tiap taraf untuk faktor lainnya maka dikatakan bahwa antara faktor-faktor tersebut terjadi interaksi. Berdasarkan adanya banyak taraf dalam tiap faktor, eksperimen ini sering diberi nama dengan menambahkan perkalian antara banyak taraf faktor yang satu dengan yang lainnya. Misal ada a level dari faktor , b level dari faktor , maka terdapat ab kombinasi perlakuan, contohnya dalam percobaan terdapat 5 faktor A, B,C, D, dan E yang masing- masing terdiri atas taraf, a level dari faktor A , b level dari factor B ,... e level dari faktor E, maka diperoleh percobaan faktorial a x b x c x d x e = 3 x 3 x 3 x 3 x 3 = 243 kombinsasi perlakuan 2.7 Percobaan Factorial 3k Suatu rancangan faktorial seringkali ditemui kondisi dengan percobaan melibatkan faktor dan setiap faktor terdiri atas 3klevel Rancangan dengan kondisi demikian disebut dengan rancangan faktorial. Misalnya sebuah rancangan percobaan yang terdiri atas faktor A B C D dan E dengan masing-masing 3 faktor tersebut terdiri bertaraf maka akan ada 243 kombinasi perlakuan dan akan ditulis 13
Universitas Bakrie
sebagai rancangan faktorial 35. Dengan demikian semakin banyak faktor yang terlibat dalam suatu rancangan percobaan faktorial tentunya semakin banyak pula unit percobaan yang ada, dan akan semakin banyak lagi jika dalam percobaan itu dilakukan pengulangan terhadap tiap unit percobaan. Desain faktorial tiga level adalah suatu rancangan faktorial yang terdiri dari K faktor, dengan setiap faktor dibatasi oleh tiga level, yaitu: level rendah, level menengah dan level tinggi. Notasi-notasi yang digunakan dalam desain faktorial ini adalah: Level rendah dinotasikan dengan – 1 atau (-) atau 0. Level menengah dinotasikan dengan 0 atau 1.Level tinggi dinotasikan dengan 1, (+) atau 2. Percobaan yang dilakukan dengan tiga faktor misal A, B dan C yang masing masing bertaraf 33 maka dalam percobaan akan terdapat = 27 kombinasi perlakuan. Kombinasi perlakuan tersebut, ketiga taraf faktornya diberi notasi 0 untuk taraf rendah,1 untuk taraf menengah dan 2 untuk taraf tinggi. Tabel 2.1. Kombinasi Perlakuan dari 33
.Sumber : Gaspersz, V. (1991). Metode perancangan percobaan.
14
Universitas Bakrie
2.8 Desain Faktorial Banyak eksperimen yang dilakukan dengan melibatkan dua atau lebih faktor. Dengan desain faktorial, maka setiap kemungkinan level kombinasi dari semua faktor akan diselidiki. Sebagai contoh, apabila terdapat a level dari faktor A dan b level dari faktor B, maka replikasi percobaan akan dilakukan untuk setiap kombinasi ab. Faktor yang dikombinasikan pada desain faktorial ini seringkali disebut crossed. Efek dari suatu faktor didefinisikan sebagai respons yang dihasilkan dari perubahan level faktor tersebut. Hal ini seringkali disebut sebagai efek utama karena mengacu pada faktor primer dari percobaan. Selain efek utama, terdapat pula efek interaksi yaitu perbedaan antara efek satu faktor pada level yang berbeda dari faktor lain. Penggunaan desain faktorial dalam perancangan suatu eksperimen tentunya memiliki beberapa kelebihan maupun kekurangan. Berikut ini adalah beberapa hal yang menjadi dasar pertimbangan : 1. Kelebihan a) Lebih efisien dalam menggunakan sumber-sumber yang ada b) Informasi yang diperoleh lebih komprehensif karena kita bisa mempelajari pengaruh utama dari interaksi c) Hasil percobaan dapat diterapkan dalam suatu kondisi yang lebih luas karena kita mempelajari kombinasi dari berbagai factor 2. Kekurangan a) Analisis statistika menjadi lebih kompleks b) Terdapat kesulitan dalam menyediakan satuan percobaan yang relatif homogen c) Pengaruh dari kombinasi perlakuan tertentu mungkin tidak berarti apaapa sehingga terjadi pemborosoan sumber daya yang ada. Rancangan percobaan dengan desain faktorial ini pada umumnya mempunyai tiga tujuan utama yaitu: 1. Mengukur pengaruh variabel terhadap hasil 2. Menentukan variabel yang paling berpengaruh terhadap hasil 3. Mengukur interaksi antar-variabel terhadaphasil.
15
Universitas Bakrie
Selain pengaruh faktor utama, pengaruh interaksi antar faktor terhadap hasil percobaan merupakan suatu hal yang penting untuk ditinjau. Hal ini disebabkan oleh pengaruh suatu faktor terhadap hasil terkadang juga sangat dipengaruhi oleh jumlah atau ada tidaknya faktor lain. Cara lain untuk menggambarkan konsep interaksi adalah dengan permukaan respons dan plot kontur. Terdapat beberapa model matematis yang dapat digunakan untuk menggambarkan permukaan respons dan plot kontur tersebut yaitu:
1. Model efek
dimana: μ = efek rata-rata keseluruhan; ti = efek faktor A level ke-i; βj = efek faktor B level ke-j; tβij = efek interaksi faktor A dan B; ɛijk = error. 2. Model efek rata-rata.
dengan rata-rata dari sel ke-ij adalah: μi j = μ+ti+βj +tβij dimana: μ = efek rata-rata keseluruhan; μi = efek rata-rata baris ke-i level ke-j; ti = efek faktor A level ke-i; 16
Universitas Bakrie
βj = efek faktor B level ke-j; tβij = efek interaksi faktor A dan B; ɛijk = error. 3. Model regresi. Y = β0+β1X1+β2X2+β12X1X2+ɛ dimana: β0 = parameter keseluruhan; β1 = parameter faktor A; β2 = parameter faktor B; X1 = variabel faktor A; X2 = variabel faktor B; β12= parameter interaksi A dan B; ɛ = error.
Dalam pengujian desain faktorial dua faktor, terdapat beberapa rumus yang digunakanuntuk menghitung efek tiap faktor dan interaksinya. Rumus-rumus tersebut dapat dilihat pada Tabel 2.2. Dimana a merupakan jumlah level faktor A dan b merupakan jumlah level faktor B dan n merupakan banyaknya replikasi yang dilakukan.
17
Universitas Bakrie
Tabel 2.2. Rumus perhitungan desain faktorial 2 faktor
Sumber :Jurnal Rekayasa Sistem Industri Vol.4, No.1, 2015
Dengan :
Pengertian Control Chart Menurut (McNeese, 2010) Diagram kontrol chart (Control chart) adalah sebuah grafik yang memberi gambaran tentang prilaku sebuah proses. Diagram kontrol ini digunakan untuk memahami apakah sebuah proses manufakturing atau proses bisnis berjalan dalam kondisi yang terkontrol atau tidak.
18
Universitas Bakrie
Sebuah Proses yang cukup stabil, tetapi berjalan di luar batas yang diharapkan harus diperbaiki, untuk menemukan akar penyebabnya guna mendapatkan perbaikan yang fundamental.(Wheeler, 1992) 2.9 Sejarah Diagram Kontrol Diagram kontrol diperkenalkan oleh Walter A. Shewhart saat dia bekerja di bell labs (sekarang lebih dikenal AT&T Bell Laboratories) tahun 1920-an. Teknisi perusahaan tersebut sedang berusaha meningkatkan ketahanan sistem transmisi telepon mereka. Karena peralatan penguat sinyal dan lainnya harus ditanam dibawah tanah, maka perlu ditemukan cara untuk mengurangi tingkat kesalahan dan perbaikan. Tahun 1920 para teknisi sudah menyadari pentingnya mengurangi variasi di proses manufakturing. Terlebih mereka juga menyadari bahwa proses penyetelan yang berulang–ulang sebagai reaksi ketidakseriusan, justru makin meningkatkan variasi dan menurunkan kualitas. Shewhart memisahkan variasi tersebut menjadi variasi penyebab umum dan variasi penyebab khusus, dan pada tanggal 16 mei 1924 dia menulis memo yang memperkenalkan diagram kontrol sebagai sebuah alat yang bisa membedakan kedua variasi tersebut . (Electric, 1913) 2.10 Pengertian kualitas Dalam perspektif Total QualityManagement (TQM), kualitas dipandang secara lebih luas, dimana tidak hanya aspek hasil saja yang ditekankan, melainkan juga meliputi proses, lingkungan, dan manusia. Kualitas merupakan suatu proses didalam penilaian suatu produk atau jasa yang akan dirasakan langsung dari pelanggan atau si penerima pelayanan itu sendiri. Kualitas juga dapat diartikan sebagai standar yang harus dicapai oleh seseorang, kelompok, atau lembaga organisasi mengenai kualitas SDM, kualitas cara kerja, serta barang dan jasa yang dihasilkan. Kualitas pula mempunyai arti yaitu memuaskan kepada yang dilayani baik secara internal maupun eksternal yaitu dengan memenuhi kebutuhan dan tuntutan pelanggan atau masyarakat.
19
Universitas Bakrie
2.11 Teori Kualitas Menurut (Richard, 2004) kualitas adalah apapun yang dianggap pelanggan sebagai mutu, Sementara itu (Kolter, 2005) mendefinisikan kualitas adalah keseluruhan sifat suatu produk atau pelayanan yang berpengaruh pada kemampuannya untuk memuaskan kebutuhan yang dinyatakan atau tersirat. Melalui Pengertian dan teori ini dapat diketahui bahwa suatu barang atau jasa akan dinilai bermutu apabila dapat memenuhi ekspektasi konsumen akan nilai produk yang diberikan kepada konsumen tersebut. Artinya, mutu atau kualitas merupakan
salah
satu
faktor
yang
menentukan
penilaian
kepuasan
konsumen. Sedangkan pengertian kualitas menurut (Tjiptono, 2005) terdiri dari beberapa poin diantaranya: 1. Kesesuaian dengan kecocokan/tuntutan. 2. Kecocokan untuk pemakaian. 3. Perbaikan / penyempurnaan berkelanjutan. 4. Bebas dari kerusakan/cacat. 5. Pemenuhan kebutuhan pelanggan semenjak awal dan setiap saat. 6. Melakukan segala sesuatu secara benar dengan semenjak awal. 7. Sesuatu yang bisa membahagiakan pelanggan.
20
Universitas Bakrie
BAB 3 METODE PENELITIAN 3.1 Jenis Penelitian Jenis penelitian dalam skripsi ini menggunakan penelitian kuantitatif, dengan sumber data yang di dapat dari hasil pengukuran statistik dari dua variabel atau lebih untuk melihat hubungan dan pengaruh terhadap data yang dihasilkan dalam proses produksi dan data hasil pengujian komposisi unsur kimia. 3.2 Lokasi penelitian Tempat
penelitian
ini
dilaksanakan
di
PT
XYZ,
yang
berlokasi
di
bekasi.penelitian ini dilakukan di bagian laboratorium departemen Quality. 3.3 Jenis dan Sumber Data 1. Data Primer meliputi hasil dari observasi langsung dilapangan dengan melakukan pengujian beberapa sampel komposisi unsur kimia. 2. Data sekunder misalnya dokumen intruksi kerja, data histori hasil uji komposisi unsur kimia,dan beberapa dokumen standard terkait pengujian komposisi unsur kimia. 3.4 Teknik Pengumpulan Data Didalam penelitian karya tulis ilmiah ini,melakukan beberapa metode pengamatan untuk mendapatkan informasi dari proses analisa pengecekan komposisi kimia. Teknik pengumpulan data yang dilakukan adalah sebagai berikut : 1. Wawancara Wawancara menurut (Nazir, 1988) adalah proses memperoleh informasi atau keterangan untuk tujuan penelitian dengan cara tanya jawab sambil bertatapdengan menggunakan alat yang dinamakan interview guide (panduan wawancara). Teknisnya dalam penelitian ini adalah dengan mengajukan beberapa pertanyaan kepada bagian yang terkait dengan proses pengujian komposisi unsur kimia terhadap data yang dihasilkan.
21
Universitas Bakrie
2. Observasi Menurut (Riduwan, 2004) Observasi merupakan teknik pengumpulan data, dimana peneliti melakukan pengamatan dan pencatatan secara langsung ke objek penelitian untuk melihat dari dekat kegiatan yang dilakukan.Pada karya tulis ilmiah ini, observasi yang dilakukan dibagi menjadi beberapa tahap, diantaranya adalah : 1) Tahap pengumpulan data sampel hasil uji komposisi unsur kimia. 2) Mengidentifikasi fluktuasi penyimpangan data komposisi unsur kimia. 3) Mengukur faktor waktu dan temperatur terhadap kemurnian unsur silikon 4) Mneguji validitas, reliabilitas dan normalitas data kemurnian unsur silikon terhadap temperatur dan waktu yang akan di teliti
3.5 Diagram Alir Penelitian Untuk mencapai tujuan penelitian dari studi kasus ini, dengan menyusun setiap langkah dalam penelitian ini secara sistematis.Sistematika penelitian ini diawali dari observasi lapangan dan berakhir pada tahap pemberian kesimpulan dan saran, yang digambarkan dalam diagram alir pada gambar 3.4. 3.6 Uraian Diagram Alir Penelitian Penjelasan diagram alir penelitian pada gambar 3.4 dalam penelitian tugas akhir ini sebagai berikut: 3.7 Identifikasi masalah dan tujuan Identifikasi masalah dan tujuan dimaksudkan untuk mengetahui masalah yang ada pada proses pngecekan komposisi unsur kimia di laboratorium PT. XYZ. 3.8 Studi Literatur Tahap ini dilakukan untuk memperoleh referensi terkait data yang di dapat dari dokumen laboratorium, dan teori mengenai proses produksi serta pengolahan pada proses pengecekan komposisi unsur kimia.
22
Universitas Bakrie
3.9 Pengumpulan Data. Tahap
pengumpulan
data
ini
dilakukan
dengan
melakukan
pengujian
pengambilan sampel unsur Silikon yang telah dimasukkan kedalam furnace temperatur lebur dari 1370-1400 sebanyak 54 kali dengan pengelompokan waktu pelarutan dari 5 sampai 10 menit masing masig 3 buah data. Penentuan waktu antara 5 sampai 10 dikarenakan dalam proses pelarutan unsur pada rentang waktu tersebut dapat dilihat secara visual bahwa material unsur silikon homogen dengan Metal cair. Sampel yang telah diambil kemudian diuji dengan menggunakan spektrometer kemudian dihitung tingkat presentase kemurnian unsur tersebut menggunakan rumus recovery material additive.
Gambar 3.1. Proses pengambilan waktu pelarutan unsur silikon Sumber : Data Olahan
23
Universitas Bakrie
Gambar 3.2. Proses pengambilan sampel Sumber : Data Olahan
Gambar 3.3. proses pengujian sampel Sumber : Data olahan
24
Universitas Bakrie
Mulai
Identifikasi Masalah dan Tujuan Adanya penyimpangan antara data hasil uji komposisi kimia dengan standard
Studi literatur Pemahaman proses alat uji
Observasi Lapangan Monitoring proses & sampling data
Pengumpulan Data
Data Sekunder
Data Primer
Analisis
Pembahasan dan Pengolahan data
Kesimpulan dan saran
Selesai
Gambar 3.4. Diagram Alir Penelitian
Sumber : Data Olahan
25
Universitas Bakrie
3.10 Pengumpulan data Primer dan Sekunder 1) Data primer didapat dari data hasil observasi langsung dengan metode sampling, dan pengujian sampel,kemudian data hasil dari pengujian tersebut yang nantinya akan diolah dalam analisa dan pembahasan masalah. 2) Data Sekunder adalah data pendukung yang di dapat dari dokumen yang ada di laboratorium PT. XYZ. 3.11 Pembahasan dan pengolahan data. Tahap selanjutnya setelah dilakukan analisa terhadap masalah, kemudian dilakukan pembahasan dan pengolahan data komposisi unsur kimia dengan metode Perancangan Percobaan untuk melihat pengaruh interaksi antara unsur komposisi kimia dengan temperature dan waktu pelarutan. 3.12 Kesimpulan dan saran Tahap terakhir yaitu kesimpulan berdasarkan analisis dari pembahasan penelitian.Saran yang diberikan berdasarkan hasil analisis adalah sebagai bentuk perbaikan dari permasalahan yang di teliti. Yang selanjutnya akan menjadi bahan pertimbangan untuk perbaikan berkelanjutan (Continous Improvement)
26