TUGAS AKHIR – RI 1592
Perancangan Alat Inspeksi Visual Terotomasi dengan Pengolahan Citra Digital pada Proses Inspeksi Kemasan Produk Infus (Studi Kasus PT.Otsuka Indonesia) RANDI RAHMADIKA NRP 2505 100 078 Dosen Pembimbing Arief Rahman, ST, M.Sc.
Jurusan Teknik Industri Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya 2009
FINAL PROJECT – RI 1592
Design of Automatic Visual Inspection Tools by Using Digital Image Processing on Infusion Solution Product Inspection (Case Study at PT. Otsuka Indonesia) RANDI RAHMADIKA NRP 2505 100 078 Supervisor Arief Rahman, ST, M.Sc.
Departement of Industrial Engineering Faculty of Industrial Technology Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya 2009
Perancangan Alat Inspeksi Visual Terotomasi dengan Pengolahan Citra Digital pada Proses Inspeksi Kemasan Produk Infus (Studi Kasus PT. Otsuka Indonesia) Nama Mahasiswa NRP Jurusan Dosen Pembimbing
: Randi Rahmadika : 2505 100 078 : Teknik Industri FTI – ITS : Arief Rahman, ST , M.Sc
Abstrak Inspeksi merupakan proses seleksi terhadap produk hasil sebuah proses agar sesuai dengan standar kualitas yang telah ditetapkan oleh perusahaan. Inspeksi merupakan proses penting yang harus diterapkan oleh perusahaan untuk menjaga konsistensi kualitas yang telah dijanjikan kepada konsumennya. PT. Otsuka Indonesia merupakan sebuah perusahaan multinasional yang bergerak di bidang kesehatan dan sangat menjaga kualitas dari produknya yang berupa botol infus. Cacat yang sering muncul pada botol infus cukup beragam, antara lain terdapatnya partikel kecil di dalam cairan infus, cairan infus bocor, dan identifikasi cacat yang lainnya. Pada kondisi aktual, proses inspeksi cairan infus PT. Otsuka Indonesia dilakukan secara manual yang melibatkan banyak operator dan proses inspeksi ini memiliki potensi terjadinya Human Error. Kegagalan proses inspeksi produk karena Human Error dapat berakibat fatal terhadap konsumen atau pasien yang memakainya. PT. Otsuka Indonesia menginginkan keterlibatan manusia dalam proses inspeksi dalam jumlah seminimal mungkin. Karena infus membutuhkan keadaan yang sangat steril dan keberadaan manusia dapat menyebabkan keadaan tersebut menjadi tidak steril. Sehingga diharapkan alat inspeksi produk infus yang terotomasi, dapat menggantikan peran dari manusia dalam mendeteksi cacat. Hasil dari penelitian ini adalah berupa software yang bernama Otsuka Inspection System (OIS). Kelebihan OIS dibandingkan dengan proses manual terletak pada hasil i
inspeksi yang dilakukan pada OIS merupakan hasil dari kuantitatif, sedangkan pada proses manual inspeksi lebih banyak menggunakan perspektif dari inspektor. Dari sisi efisiensi waktu, OIS yang telah terpasang pada sistem terpadu menghemat 30.000 detik per harinya. Dilihat dari sisi biaya, OIS dapat menghemat sekitar RP. 3.400.000,- per bulannya. Kata Kunci: Inspeksi Visual Terotomasi, Pengolahan Citra Digital.
ii
Design of Automatic Visual Inspection Tools by Using Digital Image Processing on Infusion Solution Product Inspection (Case Study at PT. Otsuka Indonesia) Name NRP Department Supervisor
: Randi Rahmadika : 2505 100 078 : Industrial Engineering FTI – ITS : Arief Rahman, ST., M.Sc.
Abstract Inspection is a selection process to obtain qualified product which is suitable to company’s standard. Inspection is an important process which must be applied in a company to maintain its consistency on providing high quality to customers. PT Otsuka Indonesia is a multinational company whose commitment is to maintain the quality of infusion solution. Defect which often appears on infusion solution varies from small particles inside the solution to the leak on the infusion bottle. In actual condition, infusion solution inspection is conducted manually with a lot of people in there. Manual inspection makes the possibility of human error occurrence higher. This failure can lead into a bigger problem for costumers or patients. PT. Otsuka Indonesia wants the involvement of human in inspection process is minimized. It is because infusion solution needs to be processed in a sterile condition. The existence of human can create an unsterile condition. Therefore, the design of automatic inspection machine is necessarily needed because it can replace the role of human in this process. Results from this research is a form of software called Otsuka Inspection System (OIS). OIS excess compared with the manual process lies in the results of inspections performed on OIS which is the result of quantitative, whereas in the manual inspection process more on the perspective of inspektor. From the time efficiency, the OIS has been inserted iii
in the integrated system saves 30,000 seconds per day. View from the cost side, OIS can save about RP. 3,400,000, - per month. Keywords: Automatic Visual Inspection, Digital Image Processing
iv
Perancangan Alat Inspeksi Visual Terotomasi dengan Pengolahan Citra Digital pada Proses Inspeksi Kemasan Produk Infus (Studi Kasus PT.Otsuka Indonesia)
TUGAS AKHIR Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik pada Program Studi S-1 Jurusan Teknik Industri Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Oleh : RANDI RAHMADIKA Nrp. 2505 100 078
Disetujui oleh Pembimbing Tugas Akhir : Arief Rahman, ST, M.Sc.................................... (Pembimbing)
SURABAYA AGUSTUS, 2009
KATA PENGANTAR Alhamdulillah, segala puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah Subhanahu Wata’ala atas limpahan berkat, rahmat, dan hidayah-Nya sehingga penelitian tugas akhir yang berjudul “Perancangan Alat Inspeksi Visual Terotomasi dengan Pengolahan Citra Digital pada Proses Inspeksi Kemasan Produk Infus (Studi Kasus PT. Otsuka Indonesia)” ini dapat berjalan lancar dalam penyelesaiannya. Selama pelaksanaan penelitian tugas akhir ini, penulis mendapatkan bantuan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, ingin menyampaikan rasa terima kasih sebesar-besarnya kepada: 1. Orang tua tercinta serta saudara-saudaraku, Mbak Opie, Mbak Resti, dan Dio atas semua do’a dan selalu memberi motivasi terhebat selama penelitian ini. 2. Kepada belahan jiwaku Astri Indyanti atas semangat dan do’a yang diberikan tanpa henti-hentinya. 3. Bapak Arief Rahman, ST, M.Sc, selaku dosen pembimbing utama. Terima kasih atas ide-ide, waktu, saran, serta bimbingan selama proses pengerjaan tugas akhir ini. 4. Ibu Dr. Ir. Sri Gunani Partiwi, MT, selaku Ketua Jurusan Teknik Industri ITS atas kepemimpinan, bimbingan, serta pengalaman berharga yang dirasakan oleh penulis. 5. Bapak Ir. Sritomo Wignjosoebroto, MSc, selaku Kepala Laboratorium Ergonomi dan Perancangan Sistem Kerja yang telah memberikan banyak kesempatan dan fasilitas bagi penulis dalam berkarya di laboratorium. 6. Bapak Adithya Sudiarno, ST, MT,dan Ibu Ratna Sari Dewi ST, MT selaku dosen Laboratorium Ergonomi dan Perancangan Sistem Kerja. Terima kasih atas waktu dan saran yang diberikan selama diskusi proses pengerjaan penelitian tugas akhir ini. v
7. Ibu Syarifa Hanoum, ST, MT selaku koordinator Tugas Akhir. 8. Seluruh Bapak dan Ibu Pengajar di Jurusan Teknik Industri, atas jasa-jasanya dalam memberikan pelajaran yang sangat berharga bagi penulis. 9. Segenap Bapak dan Ibu Karyawan Jurusan Teknik Industri, atas bantuan dan pelayanan yang diberikan. 10. PT. Otsuka Indonesia, atas kesempatan yang diberikan kepada penulis untuk melakukan tugas akhir dengan amatan unit moulding. 11. Bapak Joni Zulkarnaen selaku pembimbing TA di PT. Otsuka Indonesia atas dukungan, bantuan, saran, dan bimbingan yang diberikan selama pengerjaan tugas akhir. 12. Bapak Parwoto selaku pembimbing di Bidang Produksi di PT. Otsuka Indonesia atas kerja samanya yang diberikan selama pengerjaan tugas akhir. 13. Bapak Rudy Hidayat selaku Kepala Departemen HRD, atas segala saran, informasi, dan bimbingan yang diberikan kepada penulis dalam menyelesaikan tugas akhir. 14. Teman-teman yang mengambil peneltitan di PT. Otsuka Indonesia (Bobby, Ersyad, Tita, dan Sari) yang telah banyak membantu peneliti dalam penyelesaian tugas akhir. 15. Keluarga besar Laboratorium Ergonomi dan Perancangan Sistem Kerja terutama untuk Ergoers’05 (Bright, Galih, Yuan, Bobby, Singgih, Ersyad, Dewi H, Dewi P, Tita, Uffi, Puji, Gita, Eny atas segala kritik membangun, saran, dukungan, review selama penelitian, kebersamaan, dan kenangan yang pernah ditorehkan selama bekerjasama di Laboratorium. 16. Keluarga besar Laboratorium Ergonomi dan Perancangan Sistem Kerja terutama untuk Ergoers’06 (Faris, Imad, Indra, Lia, Dewanti, Dita, Wanda) atas bantuan, motivasi, wanti-wanti yang diberikan, serta kerjasama yang baik di Laboratorium. vi
17. Galih Febrianto dan Tita Aninditha atas bantuan yang diberikan kepada penulis dalam pengerjaan tugas akhir. 18. Doni Setio Pambudi atas kerja samanya dalam pemograman Tugas Akhir ini. 19. Nalendra Dhanasaputra atas kerja samanya dalam proses pencetakan laporan 20. Teman-teman tercinta TI ITS 2005, atas segala kenangan indah selama di Kampus Teknik Industri ITS. 21. Semua pihak yang tidak dapat saya sebutkan satu per satu, atas segala bantuan dan do’a dalam penyelesaian penelitian Tugas Akhir ini. Penulis menyadari bahwa masih terdapat banyak kekurangan dalam penulisan Tugas Akhir ini. Oleh karena itu, penulis memohon maaf sebesar-besarnya atas segala kekurangan yang ada. Pada akhirnya, semoga penelitian Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi semua pihak pada umumnya dan bagi rekan-rekan di Teknik Industri ITS pada khususnya.
Surabaya, 22 Juli 2009
Randi Rahmadika
vii
DAFTAR ISI
Abstrak ..................................................................................... i Abstract .................................................................................. iii KATA PENGANTAR ............................................................ v DAFTAR ISI .......................................................................... ix DAFTAR GAMBAR .......................................................... xiii DAFTAR TABEL................................................................. xv BAB I PENDAHULUAN ....................................................... 1 1.1 Latar Belakang Penelitian................................................... 1 1.2 Perumusan Masalah............................................................. 4 1.3 Ruang Lingkup Penelitian .................................................. 4 1.4 Tujuan Penelitian ................................................................. 4 1.5 Manfaat Penelitian ............................................................... 5 1.6 Sistematika Penulisan ......................................................... 5 BAB II TINJAUAN PUSTAKA ............................................ 7 2.1 Pengertian Inspeksi.............................................................. 7 2.2 Sistem Inspeksi Visual ........................................................ 8 2.3 Teknik Pengolahan Citra Digital ....................................... 9 2.4 Peta Kendali Individu........................................................ 11 2.5 Penelitian Terdahulu ......................................................... 13 BAB III METODOLOGI PENELITIAN........................... 17 3.1 Tahap Identifikasi dan Perumusan Masalah .................. 17 3.2 Tahap Pengumpulan Data................................................. 17 3.3 Tahap Perancangan Alat Inspeksi Visual Terotomasi .. 19 3.4 Tahap Pengujian Alat Inspeksi Visual Terotomasi ....... 19 3.5 Tahap Analisa dan Intepretasi Data ................................ 20 3.6 Tahap Kesimpulan dan Saran .......................................... 20 BAB IV PENGUMPULAN DATA DAN PERANCANGAN ALAT ..................................................................................... 21 4.1 Pengumpulan Data............................................................. 21 4.1.1 Gambaran Umum Perusahaan ............................... 21 4.1.2 Proses Produksi pada Large Volume Parental (LVP).................................................................... 23 4.1.3 Deskripsi Proses Visual Inspeksi .......................... 25 ix
4.1.3 Klasifikasi Jenis Cacat Perusahaan........................27 4.1.3.1 Cacat Body (BD).............................................30 4.1.3.2 Cacat Kesesuaian Volume (VL dan VK) .......33 4.2 Perancangan Alat Visual Inspeksi Terotomasi .............. 35 4.2.1 Perancangan Prototype Software Alat Visual Inspeksi Terotomasi..............................................35 4.2.1.1 Pendeteksian Cacat Body (BD).......................35 4.2.1.2 Pendeteksian Cacat Volume ...........................52 4.2.1.3 Perancangan Statistical Process Control (SPC) ....................................................................................58 4.2.1.3.1 Perancangan Control charts ....................58 4.2.1.3.2 Perancangan Pie chart .............................60 4.2.1.3.3 Perancangan Fitur Kontrol Cacat ............61 4.2.2 Perancangan Hardware Alat Visual Inspeksi Terotomasi ............................................................62 4.2.2.1 Perancangan Keadaan Ideal ............................63 4.2.2.2 Perangkat Pengambilan Citra .........................65 4.3 Uji Keandalan Alat ............................................................ 66 4.3.1 Uji Keandalan Deteksi Cacat Body (BD) ..............66 4.3.2 Uji Keandalan Deteksi Cacat Volume ...................67 4.3.3 Uji Keandalan Control chart .................................70 4.3.4 Uji Keandalan Pie chart ........................................71 4.3.5 Uji Keandalan Fitur Kontrol Cacat........................71 BAB V ANALISIS RANCANGAN DAN INTERPRETASI DATA.....................................................................................75 5.1 Analisa Klasifikasi Cacat Pada Perusahaan ................... 75 5.2.1 Analisa Keandalan Pendeteksian Cacat BD ..........77 5.2.2 Analisa Keandalan Pendeteksian Cacat Volume ...77 5.2.3 Analisa Keandalan Control chart dan Pie chart....78 5.2.4 Analisa Keandalan Fitur Kontrol Cacat.................78 5.3 Analisa Kelebihan dan Kekurangan Alat Inspeksi Visual Terotomasi .................................................................... 79 5.3 Perbandingan Keadaan Awal dan Keadaan Adanya Sistem Inspeksi Visual Terotomasi Terpadu ........................ 80 BAB VI SIMPULAN DAN SARAN ....................................83 6.1 Kesimpulan ......................................................................... 83 6.2 Saran .................................................................................... 83 x
DAFTAR PUSTAKA ........................................................... 85 LAMPIRAN A ...................................................................... 87 LAMPIRAN B .................................................................... 101 LAMPIRAN C .................................................................... 105
xi
(halaman ini sengaja dikosongkan)
xii
DAFTAR GAMBAR GAMBAR 1. 1 Grafik Jumlah Cacat PT. Otsuka Indonesia .... 3 GAMBAR 2. 1 Blok Diagram Sistem Inspeksi Visual ........... 8 GAMBAR 2. 2 Urutan Pengolahan Citra Digital..................... 9 GAMBAR 3. 1 Diagram Alir Penelitian ................................ 18 GAMBAR 3. 2 Prototype Dari Alat Inspeksi Visual Terotomasi...................................................................... 20 GAMBAR 4. 1 Tahapan Proses Produksi Departemen LVP . 23 GAMBAR 4. 2 Aliran Proses Visual Inspection .................... 26 GAMBAR 4. 3 Grafik Perbandingan Antar Jenis Cacat ........ 30 GAMBAR 4. 4 Cacat BD Pada Bagian Tengah Botol ........... 31 GAMBAR 4. 5 Cacat BD Pada Ujung Botol ......................... 32 GAMBAR 4. 6 Cacat BD Kelengkungan Ujung Botol.......... 33 GAMBAR 4. 7 Perbedaan Volume Botol .............................. 34 GAMBAR 4. 8 Diagram Alir Pendeteksian Cacat Body........ 36 GAMBAR 4. 9 Perubahan Gambar Menjadi Grayscale ........ 38 GAMBAR 4. 10 Hasil Pendeteksian Batas Tepi.................... 39 GAMBAR 4. 11 Noise Pada Pendeteksian Batas Tepi .......... 40 GAMBAR 4. 12 Diagram Alir Penghilangan Noise .............. 41 GAMBAR 4. 13 Diagram Alir Proses Pembentukan Path .... 42 GAMBAR 4. 14 Hasil Akhir Proses Penghilangan Noise ..... 43 GAMBAR 4. 15 Diagram Alir Proses Ekstraksi Fitur ........... 44 GAMBAR 4. 16 Batas Terluar dan Batas Tengah ................. 45 GAMBAR 4. 17 Proses Mendapatkan Batas Lengkung Atas dan Bawah ...................................................................... 47 GAMBAR 4. 18 Hasil Akhir Penentuan Batas Atas dan Batas Bawah ............................................................................. 49 GAMBAR 4. 19 Diagram Alir Pendeteksian Cacat BD Bagian Tengah ............................................................................ 50 GAMBAR 4. 20 Pembagian Sisi Pendeteksian Lebar ........... 51 GAMBAR 4. 21 Diagram Alir Pendeteksian Cacat BD Bagian Ujung .............................................................................. 52 GAMBAR 4. 22 Diagram Alir Pendeteksian Cacat Volume . 53 xiii
GAMBAR 4. 23 Hasil Pendeteksian Tepi Cacat Volume ......54 GAMBAR 4. 24 Hasil Proses Penghilangan Noise Volume ..55 GAMBAR 4. 25 Batas Bawah Air .........................................56 GAMBAR 4. 26 Diagram Alir Penghitungan Skala Piksel....57 GAMBAR 4. 27 Diagram Alir Perancangan Control chart ...59 GAMBAR 4. 28 Diagram Alir Perancangan Pie chart ..........61 GAMBAR 4. 29 Diagram Alir Perancangan Fitur Kontrol Cacat ...............................................................................62 GAMBAR 4. 30 Tanda Peringatan Fitur Kontrol Cacat ........62 GAMBAR 4. 31 Ukuran Kotak Prototype .............................65 GAMBAR 4. 32 Webcam ......................................................66 GAMBAR 4. 33 Hasil Perhitungan Paired-T Test Minitab 14 ........................................................................................69 GAMBAR 4. 34 Rekap Dan Hasil Perhitungan Control chart ........................................................................................70 GAMBAR 4. 35 Prosentase Hasil Perhitungan Software.......71 GAMBAR 4. 36 Tanda Peringatan Fitur Kontrol Cacat Volume ...........................................................................72 GAMBAR 4. 37 Tanda Peringatan Fitur Kontrol Cacat BD ..73
xiv
DAFTAR TABEL TABEL 2. 1 Review Penelitian-Penelitian Terdahulu ........... 15 TABEL 4. 1 Jadwal Shift Inspektor ....................................... 25 TABEL 4. 2 Waktu Standar Proses Inspeksi 500ml .............. 27 TABEL 4. 3 Jenis Cacat Pada Body Botol Infus .................... 28 TABEL 4. 4 Jenis Cacat Dari Hasil Sealing .......................... 28 TABEL 4. 5 Jenis Cacat Pada Larutan ................................... 28 TABEL 4. 6 Prosentase Keseluruhan Jenis Cacat-Cacat ....... 29 TABEL 4. 7 Perbandingan Nilai Piksel (Grayscale) ............. 64 TABEL 4. 8 Hasil Simulasi Uji Keandalan Deteksi Cacat BD ........................................................................................ 67 TABEL 4. 9 Rekap Perhitungan Manual-Software ................ 68 TABEL 4. 10 Hasil Kecukupan Data ..................................... 69 TABEL 5. 1 Kelebihan Dan Kekurangan OIS ....................... 79 TABEL 5. 2 Total Pembuatan OIS Terpadu .......................... 81 TABEL 5. 3 Biaya Operasional OIS Terpadu........................ 81
xv
(halaman ini sengaja dikosongkan)
xvi
