Kata kunci: Keandalan, umur hidup, program dinamik deterministik, anggaran biaya

Prosiding Seminar Nasional Manajemen Teknologi III Program Studi MMT-ITS, Surabaya 4 Pebruari 2006

OPTIMASI KEANDALAN SISTEM KOMPONEN DARI MPEG BOARD DAN POWER SUPPLY VCD PLAYER DI PT. PANGGUNG ELECTRIC DENGAN MENGGUNAKAN PROGRAM DINAMIK Jemmy Loarens, Abdullah Shahab Program Studi Magister Manajemen Teknologi Bidang Keahlian Manajemen Industri Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Kampus MMT ITS Cokroaminoto, Surabaya email: [email protected]

ABSTRAK Produk VCD player terdiri dari 3 bagian elektronik, yaitu MPEG Board, Loader Module, dan Power Supply. Keandalan produk ditentukan oleh kualitas dari setiap bagian elektronik produk. Keandalan adalah probabilitas suatu komponen atau produk akan rusak/gagal untuk mencapai waktu operasional tertentu dalam keadaan penggunaan pada kondisi normal. Kualitas dari bagian elektronik produk pada penelitian ini adalah kualitas dari MPEG Board dan Power Supply. Setiap bagian elektronik tersusun dari berbagai macam komponen. Karakteristik kualitas sebagai respon yang diperhatikan adalah umur hidup dari tiap komponen yang terangkai dalam MPEG Board dan Power Supply. Keandalan sistem diukur berdasarkan umur hidup dari komponen-komponen penyusun MPEG Board dan Power Supply. Berdasarkan permasalahan tersebut, maka dilakukan penelitian untuk mendapatkan keandalan tiap komponen yang akan dipergunakan untuk menghitung keandalan sistem secara keseluruhan. Metode yang dipergunakan adalah program dinamik deterministik. Program dinamik deterministik terdiri atas variabel keputusan yang dibentuk menjadi suatu model matematis. Variabel keputusan yang digunakan adalah merek komponen yang akan dipergunakan untuk membuat MPEG Board dan Power Supply dengan tingkat keandalan dan anggaran biaya tertentu. Dengan mempergunakan program dinamik deterministik diperoleh konfigurasi komponen yang menghasilkan keandalan sistem maksimum dengan batasan-batasan operasional, seperti: batasan anggaran biaya dan umur hidup yang ditentukan perusahaan. Optimasi keandalan sistem dengan program dinamik dapat menghasilkan keandalan sistem maksimum untuk alternatif anggaran biaya tertentu, dimana dengan menyediakan anggaran biaya yang semakin besar akan menghasilkan keandalan sistem yang semakin tinggi pula. Dalam hal meningkatkan karakteristik kualitas dari hasil produksi tentunya harus diimbangi dengan biaya produksi yang dikeluarkan. Kata kunci: Keandalan, umur hidup, program dinamik deterministik, anggaran biaya

PENDAHULUAN Latar Belakang Dewasa ini, perkembangan teknologi menuntut perusahaan manufaktur untuk menghasilkan produk yang sesuai dengan keinginan/spesifikasi konsumen. Yang termasuk spesifikasi konsumen adalah kualitas dan harga produk. Perusahaan harus dapat menghasilkan produk dengan kualitas yang baik tetapi dengan harga yang kompetitif. Untuk menghasilkan kualitas yang baik dapat dilakukan dengan perbaikan


yang berkelanjutan mulai dari perencanaan dan pengembangan produk sampai dengan proses kontrol kualitas hasil produksi. Untuk menghasilkan produk dengan harga yang kompetitif, maka dapat dilakukan dengan penggunaan supplier yang tepat, menekan biaya penyimpanan, serta mereduksi biaya produksi dan distribusi produk. Perusahaan yang ditinjau dalam penelitian ini adalah PT. Panggung Electric yang merupakan suatu perusahaan yang memproduksi barang-barang elektronik. Salah satu produknya adalah VCD player. Pada saat ini, di pasaran berkembang produk VCD player dengan harga yang cukup murah namun kualitasnya belum sesuai dengan spesifikasi konsumen. Agar dapat bersaing dengan produk kompetitor, maka perusahaan harus dapat meningkatkan kualitas dan harga produk yang kompetitif. Untuk mengukur kualitas dari VCD player dapat dilakukan dengan cara mengukur umur hidupnya. Umur hidup dari produk ditentukan oleh umur hidup dari masing-masing komponen penyusunnya. Jika tiap komponen yang digunakan mempunyai umur hidup yang lama, maka produk yang dihasilkan akan mempunyai umur hidup yang lama pula. Setiap komponen mempunyai keandalan tertentu yang ditentukan oleh umur hidup dari komponen tersebut. Perangkat elektrik internal VCD player terdiri atas: Loader Module, MPEG Board, dan Power Supply. Setiap perangkat tersusun dari berbagai jenis komponen. Setiap jenis komponen tersebut dipasok dari beberapa jenis supplier. Suatu jenis komponen yang berasal dari supplier yang berbeda tentunya mempunyai harga dan kualitas yang berbeda pula. Pada penelitian ini, yang akan ditinjau adalah komponenkomponen pada MPEG Board dan Power Supply. MPEG board merupakan sebuah perangkat dari VCD player yang menghasilkan tampilan (output) video dan audio, sedangkan Power Supply merupakan perangkat yang mendistribusikan tenaga listrik ke setiap bagian atau komponen VCD player. Perusahaan belum dapat menentukan konfigurasi komponen yang pada MPEG Board dan Power Supply yang menghasilkan keandalan maksimum dengan anggaran biaya yang disediakan. Perumusan Masalah Dengan penjelasan pada bagian latar belakang tersebut di atas, maka permasalahan yang perlu diperhatikan dan diselesaikan antara lain: 1. Komponen-komponen dengan merek (supplier) apa saja yang seharusnya dipergunakan oleh perusahaan untuk membuat MPEG Board dan Power Supply agar dapat menghasilkan keandalan yang optimal sesuai dengan standar biaya yang ditetapkan? 2. Bagaimana mencapai keandalan yang sesuai dengan standar kualitas perusahaan dengan meminimalkan anggaran biaya dalam membuat sebuah MPEG Board dan Power Supply? Tujuan dan Manfaat Tujuan dari penelitian yang akan dilakukan adalah sebagai berikut: 1. Mengetahui merek komponen-komponen yang digunakan oleh perusahaan untuk membuat MPEG Board dan Power Supply agar keandalan yang dihasilkan maksimal dengan anggaran biaya yang tersedia. 2. Mencapai keandalan yang sesuai dengan standar kualitas perusahaan dengan meminimalkan anggaran biaya dalam membuat sebuah MPEG Board dan Power Supply.

ISBN : 979-99735-1-1 A-11-2


Beberapa manfaat yang dapat diperoleh dari hasil penelitian yang akan dilakukan adalah sebagai berikut: 1. Perbaikan dan peningkatan kualitas produk VCD player perusahaan. 2. Menentukan supplier tetap untuk setiap jenis komponen yang dipakai sehingga dapat mengurangi biaya pemesanan dan penyimpanan material. 3. Menetapkan konfigurasi komponen-komponen yang digunakan sehingga menghasilkan VCD player dengan keandalan yang optimal. 4. Mencapai target spesifikasi kualitas yang diinginkan dan sekaligus mereduksi biaya produksi VCD player. 5. Dengan tercapainya spesifikasi kualitas (keandalan) yang optimal, produk perusahaan akan lebih kompetitif terhadap para pesaingnya. METODA Metodologi penelitian untuk menentukan alternatif komponen-komponen yang paling optimal dalam membuat MPEG Board dan Power Supply dari VCD player ini menggunakan langkah-langkah sebagai berikut: 1. Identifikasi masalah dan studi pustaka. Pada saat ini di lapangan berkembang produk VCD player dengan harga yang cukup murah namun kualitasnya belum sesuai dengan keinginan konsumen. Agar dapat memenangkan persaingan, perusahaan dituntut untuk menghasilkan produk yang mempunyai kualitas yang bagus (umur hidup yang lama) tetapi dengan harga yang kompetitif. Umur hidup dari produk ditentukan oleh keandalan dari masingmasing komponen penyusun produk tersebut. Oleh karena itu, perusahaan harus dapat menentukan tipe atau merek komponen-komponen yang seharusnya dipergunakan dalam produk tersebut. 2. Tahap pengumpulan data. a. Komponen penyusun MPEG Board dan Power Supply. b. Gambar rangkaian komponen (system reliability block diagram). c. Umur hidup komponen dari hasil Accelerated Life Testing (ALT) pada suhu 60, 90, 120, dan 150 oC untuk setiap komponen . d. Daftar harga tiap komponen. e. Expected lifetime yang ditetapkan perusahaan. f. Temperatur ruangan pada saat pengoperasian dalam kondisi normal. g. Nilai keandalan minimum dari MPEG Board dan Power Supply. h. Budget limit yang disediakan oleh perusahaan. 3. Tahap analisa data. a. Penentuan variabel dan korelasinya. Variabel independen terdiri dari: umur hidup komponen, temperatur ruangan kondisi normal, expected lifetime, dan anggaran biaya. Korelasi antara umur hidup terhadap temperatur adalah Arrhenius model. b. Perancangan sistem.  Fungsi tujuan: Maksimalkan keandalan MPEG Board dan Power Supply.  Fungsi pembatas: 1. Anggaran biaya MPEG Board dan Power Supply ≤ Rp.150,000. 2. Umur hidup = 4000 jam pengoperasian pada temperatur 35 oC. 3. Nilai keandalan sistem ≥ 0.8. 4. Setiap bagian/slot komponen dari MPEG Board dan Power Supply harus menggunakan minimal satu buah komponen.

ISBN : 979-99735-1-1 A-11-3


c. Penentuan distribusi data umur hidup komponen. Penentuan jenis distribusi data umur hidup setiap komponen menggunakan software Minitab. Distribusi data umur hidup suatu komponen diperoleh dengan menggabungkan semua data umur hidup komponen tersebut untuk setiap temperatur yang berbeda. d. Perhitungan nilai keandalan komponen. Perhitungan nilai keandalan setiap komponen menggunakan software Minitab. Data yang diperoleh dari perusahaan merupakan data umur hidup hasil ALT pada suhu yang beragam, sedangkan nilai keandalan komponen yang ingin diketahui adalah nilai keandalan pada suhu 35 oC dengan umur hidup 4000 jam. Dengan demikian, jika diperoleh nilai keandalan sebesar 0.9963, berarti probabilitas komponen tersebut untuk mencapai umur hidup 4000 jam pada pengoperasian suhu ruangan 35 oC adalah 99,63%. 4. Tahap optimasi keandalan sistem dengan program dinamik. Pada tahap ini dilakukan perhitungan untuk mencapai fungsi tujuan dengan faktor-faktor pembatasnya. Perhitungan ini menghasilkan optimasi nilai keandalan dengan program dinamik untuk semua kombinasi komponen yang mungkin dan batasan-batasan yang tersedia. 5. Tahap kesimpulan dan saran. Tahap ini berisi kesimpulan yang diperoleh dari hasil analisa data yang sesuai dengan tujuan penelitian serta implementasinya untuk perusahaan. HASIL DAN DISKUSI Sebelum tahap optimasi keandalan dengan program dinamik, terlebih dahulu dilakukan perancangan sistem dengan program dinamik. Program dinamik terdiri dari 4 unsur penting, yaitu (Hillier dan Lieberman, 1995): 1. Stage (n) Stage dari permasalahan ini adalah jenis komponen. Jumlah komponen ada 25 jenis, sehingga perhitungan program dinamik terdiri dari 25 stages. 2. State (s) State dari permasalahan ini adalah anggaran biaya yang akan dialokasikan pada stage n. 3. Decision Variable (x) Variabel keputusan dalam permasalahan ini adalah jenis komponen yang terpilih untuk state s pada stage n. Variabel keputusan pada stage n ditulis dengan xn. 4. Nilai Payoff Nilai payoff menggunakan fungsi dengan notasi f n* ( s n , x n ) . Fungsi ini bertujuan untuk memaksimalkan nilai keandalan dari MPEG Board dan Power Supply. Apabila nilai fungsi ini optimum, maka ditulis dengan f n* ( s n ) . Nilai keandalan sistem maksimum terdapat pada f1* ( s ) . Jadi, fungsi tujuan adalah memaksimalkan nilai keandalan dengan persamaan: f n* ( s )  max f n ( s, x n ) f n ( s, x n )  p n ( x n ) * f n*1 ( s  x n )

dimana: fn* (s)

= Nilai keandalan maksimum yang dicapai pada state s.

ISBN : 979-99735-1-1 A-11-4


fn (s, xn)

= Nilai keandalan yang dicapai pada state s dan stage n untuk pengalokasian komponen xn. pn (xn) = Nilai keandalan pemakaian komponen xn. fn+1* (s - xn) = Nilai keandalan maksimum pada stage n+1 dengan pengalokasian dana sebesar s - xn. Berikut ini akan diberikan contoh ilustrasi perhitungan keandalan sistem dengan menggunakan program dinamik. MPEG Board terdiri dari 4 komponen yang tersusun seperti pada Gambar 1. Setiap komponen dipasok dari 4 jenis supplier (A, B, C, dan D). Harga tiap merek komponen (dalam US$) dan nilai keandalan komponen tercantum dalam Tabel 1. Anggaran yang disediakan oleh perusahaan untuk membuat sebuah MPEG Board sebesar US$ 30. 2 1

4 3

Gambar 1. System Reliability Block Diagram MPEG Board Tabel 1. Daftar Harga Tiap Merek Komponen Komponen 1 2 3 4

A 5 7 7 6

Harga (US$) B C 6 8 9 10 8 9 7 8

D 9 11 10 9

Nilai Keandalan B C 0.9672 0.9735 0.9756 0.9792 0.9747 0.9788 0.9735 0.9739

A 0.9259 0.9596 0.9582 0.9588

D 0.9836 0.9827 0.9813 0.9808

Optimasi nilai keandalan dengan program dinamik: 1. Program dinamik untuk stage 4 (komponen 4) s 6 7 8 9

f 4* ( s ) 0.9588 0.9735 0.9739 0.9808

x

* 4

6 7 8 9

Pada stage 4 dapat dialokasikan biaya (s) US$ 6; 7; 8; atau 9, sehingga nilai keandalan maksimum pada stage 4 adalah sebagai berikut: f 4* (6) = 0.9588 f 4* (7) = 0.9735 f 4* (8) = 0.9739 f 4* (9) = 0.9808

ISBN : 979-99735-1-1 A-11-5


2. Program dinamik untuk stage 3 (komponen 3) f 3 ( s , x 3 )  p 3 ( x 3 ) * f 4* ( s  x 3 )

Sisa Anggaran Biaya

s

17 16 15 14 13 12

13 14 15 16 17 18

x3 7 0.9187 0.9328 0.9332 0.9398 0.9398 0.9398

8

9

0.9345 0.9489 0.9493 0.9560 0.9560

f 3* ( s3 )

x3*

0.9187 0.9345 0.9489 0.9529 0.9560 0.9600

7 8 8 9 8 9

10

0.9385 0.9529 0.9533 0.9600

0.9409 0.9553 0.9557

Pada stage 3 dapat dialokasikan biaya US$ 13; 14; 15; 16; 17, sehingga akan menghasilkan state 13; 14; 15; 16; 17; dan 18. Untuk setiap harga s dicari fungsi tujuan maksimal f 3* ( s ) sehingga akan didapat: f 3 ( s, x3 )  p3 ( x3 ) * f 4* ( s  x3 )

Untuk: s = 16; x3 = 7, maka:

f 3 (16,7)  p3 (7) * f 4* (9)

= 0.9582 * 0.9808 = 0.9398

s = 16; x3 = 8, maka:

f 3 (16,8)  p3 (8) * f 4* (8)

= 0.9747 * 0.9739 = 0.9493

s = 16; x3 = 9, maka:

f 3 (16,9)  p3 (9) * f (7)

= 0.9788 * 0.9735 = 0.9529

* 4

s = 16; x3 = 10, maka: f 3 (16,10)  p3 (10) * f (6) = 0.9813 * 0.9588 = 0.9409 Sehingga: f 3* (16) = max f 3* (16, x3 ) = max{0.9398; 0.9493; 0.9529; 0.9409) = 0.9529, yaitu pada x3 = 9. * 4

3. Program dinamik untuk stage 2 (komponen 2) f 2 ( s , x 2 )  p 2 ( x 2 ) * f 3* ( s  x 2 )

Sisa Anggaran Biaya

s

9 8 7 6 5

21 22 23 24 25

x2 7 0.8967 0.9106 0.9144 0.9174 0.9212

9

10

0.8963 0.9117 0.9257 0.9296

0.8996 0.9151 0.9292

f 2* (s2 )

x2*

0.8967 0.9106 0.9144 0.9257 0.9296

7 7 7 9 9

f1* (s1 )

x1*

0.8953

6

11

0.9028 0.9183

4. Program dinamik untuk stage 1 (komponen 1) f 1 ( s , x1 )  p1 ( x1 ) * f 2* ( s  x1 )

Sisa Anggaran Biaya

s

0

30

x1 5 0.8607

6 0.8953

ISBN : 979-99735-1-1 A-11-6

8 0.8865

9 0.8820


Tahap penentuan komponen yang terpilih adalah sebagai berikut: 1. Pada stage 1, keandalan maksimum adalah 0.8953 yang diperoleh dengan menggunakan komponen x1 seharga US$ 6. Jadi, komponen yang terpilih pada stage 1 adalah komponen 1B. 2. Pada stage 2, anggaran biaya yang tersisa sebesar US$ 24 karena sudah dipergunakan US$ 6 pada stage 1. Keandalan maksimum untuk US$ 24 adalah 0.9257 yang diperoleh dengan menggunakan komponen x2 seharga US$ 8. Jadi, komponen yang terpilih pada stage 2 adalah komponen 2B. 3. Penentuan komponen yang terpilih pada stage 3 dan 4 sama seperti penjelasan sebelumnya. Hasil perhitungan di atas dengan program dinamik menghasilkan penyelesaian sebagai berikut: 1. Nilai keandalan maksimal yang dapat diperoleh dengan anggaran biaya sebesar US$ 30 adalah 0.8953. 2. Komponen-komponen yang terpilih: komponen 1B, 2B, 3B, 4B. Tahapan perhitungan keandalan sistem seperti contoh sebelumnya dilakukan untuk keseluruhan jenis komponen penyusun MPEG Board dan Power Supply pada produk VCD Player tersebut. Hasil perhitungan nilai keandalan sistem optimum yang dapat dicapai adalah sebesar 0.8749 untuk anggaran biaya Rp.150,000. Nilai ini cukup tinggi dibandingkan dengan target perusahaan yang sebesar 0.8, sehingga akan dilakukan perhitungan keandalan sistem dengan menggunakan anggaran biaya yang lebih kecil. Hasil perhitungan keandalan sistem maksimum untuk beberapa alternatif anggaran biaya terdapat pada Tabel 2. Penentuan komponen yang terpilih juga dilakukan dengan cara yang sama seperti penjelasan sebelumnya. Tabel 2. Keandalan Sistem Maksimum untuk Alternatif Anggaran Biaya No.

Anggaran biaya

1 2 3 4

Rp. 150,000 Rp. 140,000 Rp. 135,000 Rp. 130,000

Keandalan sistem maksimum 0.8749 0.8694 0.8603 0.8408

KESIMPULAN Berdasarkan hasil optimasi keandalan sistem komponen-komponen penyusun MPEG Board dan Power Supply dengan menggunakan program dinamik, dapat disimpulkan sebagai berikut: 1. Perhitungan keandalan sistem berdasarkan batasan-batasan yang ditetapkan perusahaan diperoleh nilai keandalan maksimum sebesar 0.8749. Nilai keandalan sistem ini sudah mencapai target yang ditetapkan oleh perusahaan. 2. Dengan mengurangi anggaran biaya pembuatan MPEG Board dan Power Supply, nilai keandalan sistem yang diperoleh tetap melebihi target nilai keandalan sistem yang diinginkan oleh perusahaan, yaitu 0.8. 3. Untuk mencapai target keandalan sistem perusahaan sebesar 0.8, tidak perlu dipergunakan anggaran biaya sebesar Rp.150,000 sebagaimana yang disediakan

ISBN : 979-99735-1-1 A-11-7


oleh perusahaan, tetapi cukup dengan menggunakan anggaran biaya sebesar Rp.130,000. 4. Perusahaan dapat menaikkan kebijakan untuk nilai keandalan sistem MPEG Board dan Power Supply menjadi 0.85 dengan menggunakan anggaran biaya sebesar Rp.135,000. DAFTAR PUSTAKA Muhadi, D., (1999), Optimasi Produksi Kondensat pada Pengoperasian 9 Sumur Gas dengan Program Dinamik Deterministik, Tesis Program Pasca Sarjana Magister Manajemen Teknologi ITS, Surabaya. Taha, Hamdy A., (1982), Operation Research: An Introduction, Third Edition, macmillan Publishing Co., Inc., New York. Hillier, Frederick S. and Lieberman, Gerald J., (1995), Introduction To Operation Research, Sixth Edition, Stanford University, USA. Schonberger, Richard J. and Knold, Edward M., Jr., (1994), Operation Management, Fifth Edition, University of Washington and Western Illionis University, Irwin, Illionis, USA. Crowe, Dana and Feinberg, Alec, (2001), Design for Reliability, CRC Press, Morgan Hill, California. Evans, John W. and Evans, Jillian Y., (2001), Product Integrity and Reliability In Design, Springer-Verlag, London. Siemens Matsushita Components GmbH and Co. KG, (1994), Marketing Communication: Tantalum Electrolytic Capacitors, Siemens, Germany. Handoko, T. Hani, (2000), Dasar-Dasar Manajemen Produksi, BPFE, Yogyakarta.

ISBN : 979-99735-1-1 A-11-8

Kata kunci: Keandalan, umur hidup, program dinamik deterministik, anggaran biaya

Recommend Documents