Interaksi Manusia Mesin ANALISA DAN PENGUKURAN KERJA

Jurusan Teknik Industri Semester Gasal 2014/2015

Interaksi Manusia – Mesin ANALISA DAN PENGUKURAN KERJA Debrina Puspita Andriani e-Mail : [email protected] Blog : http://debrina.lecture.ub.ac.id/

4

O U T L I N E 10/03/16

Sistem Manusia Mesin Model Hubungan Manusia - Mesin Analisa Sistem Manusia - Mesin Analisa Kuantitatif Sistem Manusia - Mesin 2

www.debrina.lecture.ub.ac.id

Manusia vs Mesin Kecepatan

Lambat

Cepat

Kekuatan

Kecil, terbatas, berubah-ubah

Dapat diatur dengan baik, bisa diperbesar, tetap

Keseragaman

Tidak dapat diandalkan, perlu di-monitor

Seragam / standar, cocok untuk pekerjaan massal

Memory

Mengingat segala macam, persepsi, dasar & strategis

Sesuai perintah, jangka panjang / jangka pendek

Berpikir

Induktif baik

Deduktif baik

Kalkulasi

Lambat, mungkin ada error, kemampuan koreksi

Cepat, tepat, tidak ada koreksi

Overload

Degradasi, kemampuan turun perlahan

Kerusakan tiba-tiba

Kepintaran

Kemampuan adaptasi, meramal, menganalisa

Keputusan Ya/Tidak sesuai program

10/03/16

3


SISTEM MANUSIA MESIN Kombinasi 1 atau beberapa manusia dengan 1 atau beberapa mesin yang saling berinteraksi untuk menghasilkan output berdasarkan input tertentu. 4

10/03/16


MESIN semua objek fisik termasuk peralatan, perlengkapan, fasilitas & benda-benda yang digunakan manusia dalam melakukan pekerjaannya 5

10/03/16


Man Machine Interface

MAN

10/03/16

MACHINE

PERCEPTION & CONTROL 6


Simple Ergo System

e

e

H

H M

H = Human 10/03/16

M = Machine

e = Environment 7


Complex Ergo System e

e M M M H M H = Human 10/03/16

H

H

H M H

M = Machine

e = Environment 8


PERFORMING TASK ENVIRONMENT

Heat/Cold, Noise, Lighting, Vibration, etc

Firmware

Software-Loaded Hardware for Proper Identification Hardware

INPUT

Display Control, Machine, Equipment , etc

TASK Human Operator

Age, Sex, Education, Experience, etc

Software

Man, Manuals, Information , etc

OUTPUT

Feedback 10/03/16

9


Model Hubungan Manusia - Mesin

Manual

Man-Machine System

Semi-Automa,c Man-Machine System

Automa,c

Man-Machine System 10/03/16

10


MANUAL MAN-MACHINE SYSTEM (Human)

Sensing

Information Storage

INPUT

Action OUTPUT

Processing

Feedback 10/03/16

11


SEMI-AUTOMATIC MAN-MACHINE SYSTEM

Information Storage Sensing

Action Processing

Control Mechanism

INPUT

Display

(Human)

Process

Feedback

OUTPUT 10/03/16

12


AUTOMATIC MAN-MACHINE SYSTEM (Machine)

INPUT

Sensing

Information Storage

Action

Process

OUTPUT

Human ( Monitor)

Control mechanism

Display

Processing

Feed back 10/03/16

13


M E C H A N I S M S 10/03/16

Recording display : memberi informasi tentang progress dari proses kerja yang berlangsung ( kinerja mesin ) Perception : operator yang menyerap / menangkap informasi dari display secara visual Interpretation Decision : menginterpretasikan dan mengartikan informasi yang masuk dan selanjutnya membuat keputusan Handing of Controls : mengkomunikasikan keputusan yang diambil ke sub-sistem mesin melalui rancangan mekanisme kendali Control Display : memberikan petunjuk kepada operator hasil dari keputusan dan tindakannya. Selanjutnya mesin akan membawa ke dalam bentuk aktivitas kerja 14


Analisa Sistem Manusia - Mesin KUANTITATIF :

KUALITATIF : Ê  Peta Manusia - Mesin ( Man -

Ê  Pengembangan model

Machine Process Chart )

matematis.

Ê  Menentukan berapa jumlah

Ê  Lebih teliti, akurat, dan

mesin / fasilitas kerja yang bisa dioperasikan oleh seorang operator.

memasukkan variabel biaya dalam proses analisanya.

Ê  Sederhana, praktis dan cepat. Ê  Kendala : Ketelitian dalam

menggambar peta manusiamesin

10/03/16

15


Analisa Kuantitatif Sistem Manusia - Mesin

Synchronous Servicing Completely Random Servicing Combina,on Servicing 10/03/16

16


Synchronous Servicing •  Kondisi kerja ideal •  Operator dan mesin bekerja

secara penuh dalam siklus waktu yang tersedia. •  Operator lebih sering berada

dalam kondisi “idle”, sehingga untuk itu bisa dibebani kerja dengan melayani operasi mesin yang kedua, ketiga, dstnya.

17

10/03/16


Synchronous Servicing n 

n 

18

1 operator menangani > 1 mesin DALAM KONDISI IDEAL à SINKRON. Formulasi :

N =

machine time L + m = operator time L

Dimana : N = Σ mesin yang harus dilayani (unit mesin) L = total operator servicing time (loading & unloading) (jam) m = total machining time (jam) 10/03/16


Synchronous Servicing m/c # 1 m/c # 2

m/c # 3 m/c # 4 m/c # 5

10/03/16

St

St

Cycle time - Ct St

St

C t St

St

C t St

St

C t St

C t

St

St = L = service time (loading & unloading); Ct = m = cycle time atau machining time 19 www.debrina.lecture.ub.ac.id


Kondisi ideal sulit untuk bisa dicapai; bilamana N > 5 atau N < 5 (dari contoh) maka akan dijumpai situasi adanya idle atau delay yang bisa terjadi pada mesin atau operator.

n 

Kondisi idle atau delay bisa terjadi manakala nilai N dari perhitungan akan menghasilkan bilangan pecahan; sedangkan banyaknya mesin yang harus dioperasikan merupakan bilangan bulat.

n 

Pertimbangan manakah yang sebaiknya “idle”? (Idle machine or idle operator?)

Formulasi perhitungan jumlah mesin yang dioperasikan oleh seorang operator perlu modifikasi dengan memperhitungkan waktu (w) yang diperlukan oleh operator untuk bergerak-pindah dari satu mesin menuju ke mesin berikutnya. Pada formulasi terdahulu, dalam kondisi yang ideal waktu (w) dianggap = NOL (?) 10/03/16 20 www.debrina.lecture.ub.ac.id n 


Dengan memperhitungkan waktu bergerak-pindahnya operator (w); maka jumlah mesin yang harus dilayani bisa dihitung dengan formulasi baru sbb :

q 

q 

10/03/16

L + m N = L + w

Nilai N merupakan bilangan bulat. Bilamana dijumpai nilai N merupakan bilangan pecah misalkan N = 4.57); maka perlu untuk dibulatkan kebawah (N1 = 4) atau dibulatkan keatas (N2 = N1 + 1 = 5). Untuk menetapkan berapa jumlah mesin yang seharusnya dioperasikan oleh seorang operator dapat ditetapkan berdasarkan pertimbangan (analisa biaya) yang didasarkan pada The Expected Cost (TEC) yang paling ekonomis dilihat dari aspek idle/delay costs yang terjadi pada mesin atau operator. 21


The Expected Cost The Expected Cost : n  CM = machining cost (Rp/jam/mesin) n  CO = operator cost (Rp/jam/operator)

n 

N1 = idle mesin ( ê ), waktu siklus à waktu siklus mesin N2 = idle operator ( é ), waktu siklus à waktu siklus operator

n  n 

(L + m)(C o + N1 .CM ) TECN1 = N1

n 

TECN2 = (L + w)(CO + N2 .CM )

Keputusan : Pilih jumlah mesin yang memberikan nilai TEC terkecil TECN1 < TECN2 à Pilih N1 TECN1>TECN2 à Pilih N2

10/03/16

22


10/03/16

23

L AT I H A N S OA L

Berapakah jumlah mesin yang seharusnya bisa dilayani oleh seorang operator, bilamana diketahui : Waktu yang dibutuhkan untuk kegiatan loading & unloading adalah 1,41 menit. Waktu yang dibutuhkan untuk operator bergerak berpindah dari satu mesin ke mesin lainnya 0,08 menit. Waktu permesinan 4,34 menit. Biaya operator Rp. 8500 / jam/operator. Biaya operasi mesin Rp. 15000 / jam/mesin.


N1 = 3 ; N2 = 4 TECN1

(L + m)(CO + N1 .CM ) = N1 (5,75/60)(8500 + 3x15000) = 3 = Rp.1.709

TECN2 = (L + w)(CO + N2 .CM ) = (1,49/60)(8500 + 4x15000) = Rp.1.701 10/03/16

24

P E N Y E L E S A I A N

L + m 1,41 + 4,34 N = = = 3,86 L + w 1,41 + 0,08


Completely Random Servicing q  Diaplikasikan untuk menghadapi kondisi : Ø  Kapan

suatu fasilitas kerja memerlukan pelayanan operator TIDAK DIKETAHUI;

Ø  Berapa lama pelayanan terhadap fasilitas kerja tersebut

harus berlangsung juga TIDAK DIKETAHUI.

q  Mesin dapat berhenti (down) karena: v  Siklus kerja selesai (dan ada proses loading atau unloading

yang dilakukan oleh operator).

v  Mesin rusak sehingga operator harus melakukan

perbaikan (maintenance services)

10/03/16

25


Completely Random Servicing q 

Probabilitas mesin down (memerlukan pelayanan operator) : 0, 1, 2, 3 … n (n relatif kecil).

q 

Kapan pelayanan dikehendaki dan berapa lama waktu pelayanan (service) bersifat acak (random).

q 

Pendekatan Distribusi Binomial digunakan untuk penyelesaiannya.

q 

Di-ASUMSI-kan bahwa mesin akan down / idle secara random selama siklus kerja berlangsung

10/03/16

q 

p = probability of running time

q 

q = probability of down/idle time

q 

p + q = 1 26


Binomial Distribution Teorema Ekspansi Binomial

(p + q)n = pn +

( )qp n 1

n−1

+

( )q p n 2

2 n−2

+ .... +

( )q p n x

x n− x

+ .... + qn

Proporsi waktu mesin yang hilang (d): Total jam kerja mesin yang hilang × 100% Total jam kerja mesin Jika prosentase jam yang hilang ± 10% maka dapat dikatakan bahwa penugasan sudah baik. Sedangkan bila prosentase jam mesin yang hilang terlalu besar, maka dapat ditambah operator yang menangani mesin down. 10/03/16

27


C O N T O H Tentukan porsi minimal dari waktu permesinan yang akan hilang untuk pengoperasian 3 (tiga) mesin yang harus dilayani oleh seorang operator bila diketahui : • 

Rata-rata running time = 60%

• 

Rata-rata operator attention time = 40% (irregular intervals).

28

10/03/16


Perhitungan Distribusi Binomial Ê  Kemungkinan (probabilitas) adanya mesin running (p)

dan down/idle (q) untuk 3 mesin yang harus dilayani oleh seorang operator dapat ditunjukkan sebagai berikut :

(p + q)n = (p + q)3

= p3 + 3p2q + 3pq2 + q3

= (0.60)3 + 3(0.60)2(0.40) + 3(0.60)(0.40)2 + (0.40)3

= (0.216) + (0.432) + (0.288) + (0.064)

10/03/16

29


Tree Diagram Mesin 1 Mesin 2 Mesin 3 Probabilitas R = 0.60

R = 0.60 (0.60)(0.60)(0.60) = 0.216 D = 0.40 (0.60)(0.60)(0.40) = 0.144

D = 0.40

R = 0.60 (0.60)(0.40)(0.60) = 0.144 D = 0.40 (0.60)(0.40)(0.40) = 0.096

R = 0.60

R = 0.60 (0.40)(0.60)(0.60) = 0.144 D = 0.40 (0.40)(0.60)(0.40) = 0.096

D = 0.40

R = 0.60 (0.40)(0.40)(0.60) = 0.096 D = 0.40 (0.40)(0.40)(0.40) = 0.064

R = 0.60

D = 0.40

1.000 10/03/16

30


Proporsi Waktu Hilang Ê  Dari perhitungan tersebut diatas, maka proporsi waktu mesin down/idle

bisa ditentukan. Waktu yang hilang untuk melayani 3 mesin dapat dihitung sebagai berikut: # mesin down/idle

Probability

Jam mesin yang hilang karena 1 operator

Jam mesin yang hilang karena 2 operator

0

0.216

0

0

1

0.432

0*)

0

2

0.288

(1)(0.288)(8) = 2.304

0

3

0.064

(2)(0.064)(8) = 1.024

(1)(0.064)(8) = 0.512

*) Karena hanya 1 (satu) mesin yang down maka operator dapat melayani mesin tersebut, sehingga secara

keseluruhan tidak ada mesin yang “down/ idle”.

•  Proporsi waktu permesinan yang hilang karena hanya 1 (orang) operator saja yang ditugaskan melayani 3 (tiga) mesin = (2.304 + 1.024) x 100% = 13.9% 3 x 8 10/03/16

31


The Expected Cost Asumsi : •  Biaya operator = Rp 10.000/jam •  Biaya permesinan = Rp 80.000/jam •  Output produksi = 250 unit/jam

Untuk 1 operator : Produksi selama 8 jam = (24 – 3,328) x 250 = 5168 unit Biaya selama 8 jam = (10000 x 8) + (80000 x 3 x 8) = Rp 2.000.000 Biaya per unit = 2000000 / 5168 = Rp 386,9 Untuk 2 operator : Produksi selama 8 jam = (24 – 0,512) x 250 = 5872 unit Biaya selama 8 jam = (10000 x 8 x 2) + (80000 x 3 x 8) = Rp 2.080.000 Biaya per unit = 2080000 / 5872 = Rp 354,2 Untuk 3 operator : Produksi selama 8 jam = (24 – 0) x 250 = 6000 unit Biaya selama 8 jam = (10000 x 8 x 3) + (80000 x 3 x 8) = Rp 2.160.000 10/03/16 Biaya per unit = 2160000 / 6000 = Rp 360 32


Asumsi : Biaya tenaga kerja langsung : Rp 12.500/jam Biaya permesinan : Rp 85.000/jam Output produksi : 300 unit/jam

10/03/16

33

LATIHAN SOAL

Tentukan minimum prosentase dari waktu permesinan yang akan hilang dan jumlah operator optimum untuk menangani 4 (empat) mesin, bila rata-rata running time 70% dan rata-rata operator attention time sebesar 30%.


Combination Servicing •  •  •  • 

34

Servicing Time à Constant Machine Down Time à Random Sebuah tipikal umum dari sistem manusia mesin. Problem teori antrian (Queuing Theory) yang bisa dijumpai cara penyelesaiannya dalam riset operasi (Operation Research)

10/03/16


“The best way to predict the future is to invent it” - Alan Kay -

10/03/16

35


Interaksi Manusia Mesin ANALISA DAN PENGUKURAN KERJA

Recommend Documents