OPTIMASI PADA PERAKITAN MESIN PENCACAH JERAMI. Heru Herdianto. Laboran Teknik Industri Universitas Gunadarma 2013

“OPTIMASI PADA PERAKITAN MESIN PENCACAH JERAMI”

Heru Herdianto [email protected] Laboran Teknik Industri Universitas Gunadarma 2013 ABSTRAK Mesin pencacah jerami merupakan mesin pemotong jerami yang digunakan sebagai pakan ternak dengan ukuran tertentu sehingga suplemen secara merata dapat ditambahkan dengan sempurna. Panjang pemotongan antara 2 sampai 5 cm yang sebelumnya dilakukan secara tradisional sehingga pemotongan menjadi tidak mereata. Model simulasi yang dipakai adalah bentuk serial yang diuji secara fungsional, entitas model menggunakan dinyatakan dengan job. Pada proses perakitan waktu proses berdistribusi uniform. Perancangan menggunakan software Arena Ver. 12. Kata Kunci : Optimasi, Uji Fungsional, Entitas Model, Distribusi Uniform

A. Pendahuluan Jerami padi merupakan salah satu hasil samping pertanian yang tersedia cukup melimpah dengan jumlah produksi pada tahun 2004 mencapai 47,8 juta ton dengan asumsi produksi 12 – 15 ton/ha. Dari jumlah produksi ini baru 34 – 39% digunakan untuk pakan ternak dan sisanya selalu dibakar setelah panen. Pemotongan jerami padi ditujukan untuk memperkecil ukuran sehingga dimungkinkan penambahan suplemen secara merata, mempercepat proses pembuatan pakan karena dapat mempermudah perkembangan sel mikroorganisme. Menurut Dalzell et al. ( Yanti Mala, 1994), jika ukuran partikel terlalu besar, luas permukaan yang diserang mikroorganisme menjadi berkurang sehingga reaksi dan proses perombakannya menjadi lamban atau terhenti sama sekali. Panjang pemotongan jerami yang baik untuk proses pengolahan selanjutnya adalah 2 – 5 cm (Suhartatik et al.,1999). Proses pencacahan jerami padi oleh peternak masih dilakukan secara tradisional dengan menggunakan pisau atau sabit dengan kapasitas 5 – 6 kg jerami basah/jam. Dengan cara ini

tingkat kejerihan kerjanya sangat tinggi sehingga peternak lebih suka memberi makan ternaknya dalam bentuk jerami utuh walaupun efisiensi penggunaan pakannya lebih rendah karena tidak habis termakan atau tercecer. Berdasarkan uraian diatas, maka diperlukan suatu mesin pencacah jerami padi yang dapat mengefektifkan kerja serta mengefisienkan sumberdaya untuk mencapai hasil yang optimal dibandingkan cara-cara konvensional yang dilakukan selama ini.

B. Rumusan Masalah 1. Bagaimana bentuk model simulasi perakitan mesin pencacah jerami padi ? 2. Bagaimana kajian analisis kinerja sistem berdasarkan analisis output dari model simulasi dengan memakai software Arena Ver.12 ? C. Tujuan Melakukan analisis kinerja sistem pada proses perakitan mesin pencacah jerami padi berdasarkan 4 kriteria output : 1. Utilitas 2. Waktu tunggu antrian 3. Jumlah antrian 4. Waktu aliran D. Batasan Masalah Seluruh komponen biaya perakitan diabaikan. Seluruh proses berjalan sempurna, baik secara fasilitas maupun urutan kerja proses. Perakitan dianggap untuk seluruh komponen sampai membentuk mesin yang utuh. Prosentase kesuksesan pada uji fungsional sebesar 90%. E. Metodologi Secara umum model simulasi sistem yang dikembangkan berupaya untuk menjawab tujuan permasalahan dengan berbagai penyederhanaan terutama pada aspek detail perakitan komponen mesin secara spesifik. Tinjauan utamanya terletak pada aliran

proses perakitan dan pengepakan untuk menjadi sebuah mesin utuh yang siap dipakai/dikirim ke tujuan. Sistematika kerja simulasi tersebut dapat dilihat pada Gambar 1

Gambar 1. Sistematika Simulasi Model Perakitan Mesin Pencacah Jerami Padi

1. Deskripsi Proses Perakitan Kegiatan rekayasa alat-mesin pencacah jerami padi difokuskan untuk penyiapan bahan pakan ternak ruminansia. Bahan utama yang digunakan terdiri dari bahan rekayasa dan bahan uji. Bahan rekayasa untuk pembuatan konstruksi prototipe terdiri dari besi siku, besi plat, as baja, as nilon, pisau potong bentuk lingkaran, besi begel, pilow block, bearing, puli, V-belt, roda, mur/baut, dempul, meni, cat dan motor diesel sebagai penggerak.

Bahan uji menggunakan jerami segar sebanyak 500 kg, dan jerami kering sebanyak 250 kg masing-masing untuk 5 ulangan. Perancangan dilakukan komponen per komponen dari keseluruhan unit kemudian dilakukan perakitan. Perancangan diakhiri dengan menghasilkan gambar disain dan gambar kerja. Perancangan komponen alsin pencacah jerami padi terdiri dari: (a) Komponen unit pengumpanan (b) Komponen unit pencacah jerami (c) Komponen unit penyaluran hasil pencacahan (d) Sistem penerusan daya (e) Kebutuhan daya

Pembuatan komponen alat-mesin pencacah jerami padi dilakukan dengan menggunakan bahan standar yang banyak dijual di pasar. Perakitan komponen dilakukan agar menjadi alat-mesin yang kompak dan dapat digunakan sesuai dengan rancangan yang diinginkan. Bentuk utuh mesin pencacah jerami dapat dilihat pada Gambar 2.

Gambar 2. Bentuk Utuh Mesin Pencacah Jerami

Pengujian yang dilakukan meliputi uji fungsional dan uji lapang. Uji fungsional dilaksanakan di pabrik perakitan untuk mengetahui fungsi dan mekanisme kerja alatmesin pencacah jerami. Uji lapang dilaksanakan pada skala yang lebih besar yang dilaksanakan di petani/peternak pengolah jerami padi menjadi pakan. Jika unjuk kerja

alat-mesin belum optimal dilakukan modifikasi untuk penyempurnaan komponen maupun unit prototipe.

2. Pemodelan Simulasi Aliran proses model simulasi secara umum menggambarkan bentuk sistem terbuka yang terdiri dari : o Input

: Kedatangan Komponen

o Proses

: Perakitan Seluruh Komponen, Uji Fungsional, dan Pengepakan Mesin

o Output

: Hasil Pengepakan Mesin Yang Menuju Terminal Akhir

Secara umum dapat digambarkan sebagai berikut :

INPUT

PROSE

OUTPUT

Gambar 3. Sistem Terbuka Selanjutnya sistem terbuka tersebut dielaborasi menjadi suatu sistem simulasi perakitan mesih pencacah jerami padi, untuk mendapatkan optimalisasi proses sesuai dengan 3 kriteria kinerja output yang telah disebutkan pada tujuan permasalahan. Pemodelan konseptual simulasi dapat dilihat pada Gambar 4.

W A K TU

0

K E D A TA NGA N

UJI FUNGSIONAL

WAKTU ALIRAN

0

JOB

T ru e

P E RA K ITA N

S E LURU H

REWORKS PER

P E N GE P A K A N

ME S IN

False

K OMP ONE N 0

K E DA TA NGA N

0

JUMLA H

K OMP ON E N

RE W ORK S

0

TERMINAL AKHIR

Gambar 4. Model Konseptual Perakitan Mesin Pencacah Jerami Padi Model sistem perakitan urutan prosesnya bersifat serial, yaitu proses perakitan dan kemudian dilanjutkan proses pengepakan yang diselingi antara keduanya dengan proses uji fungsional. Entitas pada model dinyatkan dengan Job, yang merupakan kumpulan kerja seluruh komponen daalam satu kesatuan unit yang telah disebutkan sebelumnya. Kedatangan komponen dianggap dalam satu kesatuan unit dengan waktu antar kedatangan berdistribusi Eksponensial dengan mean 5 jam. Minimum jumlah kedatangan 1 unit komponen dan maksimum 1000 unit. Entitas pada model simulasi dinyatakan dengan job, yang merupakan kumpulan kerja seluruh komponen dalam satu kesatuan unit yang telah disebutkan sebelumnya. Pada proses perakitan, waktu prosesnya berdistribusi Uniform antara 2 sampai 6 jam. Setelah melewati proses perakitan, komponen masuk menuju proses uji fungsional yang dapat dianggap sebagai suatu proses Quality Control dengan asumsi sebelumnya bahwa komponen yang telah dirakit menunjukkan prosentase kesuksesan sekitar 90 %. Komponen yang gagal uji, dialirkan kembali ke proses perakitan yang tercatat sebagai jumlah reworks. Sedangkan komponen yang berhasil menuju uji fungsional, langsung berberak menuju proses pengepakan dengan kecepatan 1 job per jam. Jumlah reworks direcord ke dalam modul rewoks per job sedangkan selisih waktu antara waktu kedatangan pada proses perakitan dengan waktu setelah keluar dari proses pengepakan meisn, direcord pada modul waktu aliran. Terminal akhir merupakan modul terminasi dari seluruh proses simulasi dan seluruh proses dianggap lengkap saat mengkhirinya di modul tersebut.

F Simulasi dan Pembahasan

Gambar 5. Jumlah Input-output Pada Proses Perakitan Dan Pengepakan

Gambar 6. Waktu Akumulasi

Gambar 7. Utilitas Sumberdaya Pada Tiap Proses

Gambar 8. Waktu Tunggu & Jumlah Antrian

Gambar 9. Record Data Waktu Aliran & Reworks per Job

Tampak bahwa melalui replikasi tunggal dapat dihasilkan waktu seluruh proses senilai lebih dari 5000 jam. Sesuai dengan jumlah kedatangan maksimum komponen, maka tampak pada gambar 5 bahwa input yang memasuki proses pengepakan sama dengan input maksimum di awal kedatangan yaitu sebesar 1000 job. Artinya tidak ada satupun mesin utuh yang terbuang percuma. Sedangkan jumlah 1105 job pada proses perakitan, menunjukkan bahwa ada selisih sebesar 105 job yang menunjukkan bahwa terdpat 105 job yang mengalami kegagalan pada uji fungsional sehingga counter pada reworks menghitung 2 kali pada setiap job yang berulang.

Artinya ada 105 kegagalan dari 1000 (sekitar 10% kegagalan) yang di uji sehingga sesuai dengan asumsi awal bahwa tingkat kegagalan 10%. Waktu akumulasi tampak sangat menonjol pada proses perakitan seluruh komponen dibandingkan terhadap proses pengepakan, proporsinya sekitar 96%. Ini bermakna bahwa seluruh waktu proses kerja sistem nyaris dibutuhkan hanya untuk beroperasi pada proses perakitan. Juga terindikasi bahwa tak ada waktu menunggu pada proses perakitan, yang terlihat pada grafik di tengah yang berwarna biru. Gambar 7 lebih mempertegas lagi bahwa tingkat utilitas pada proses perakitan sangat mendominasi kerja sistem, yang bermakna bahwa tingkat kesibukan sangat tinggi pada proses perakitan dibandingkan dengan proses pengepakan atau dengan kata lain waktu menganggur pada proses pengepakan sangat signifikan, karena pada proses perakitan tersebut terjadi proses berulang pada setiap job yang dianggap gagal pada pengujian fungsional. Tingkat kesibukan tersebut nilainya lebih dari 88% (total lebih dari 100%). Hal ini terjadi karena ada kelebihan job pada proses tersebut, walaupun pada utilitas yang terjadwal nilai totalnya 100%. Proses antrian pada gambar 8, tertera bahwa rata-rata waktu tunggu yang terjadi pada proses perakitan mendekati 16 jam dengan rata-rata jumlah job yang mengantri sekitar 4 job. Jadi dapat diartikan bahwa delay sekitar 16 terjadi pada setiap 4 job secara berbarengan. Terakhir pada gambar 9 menunjukkan bahwa pekerjaan ulang setiap job besarnya 10,5% yang menandakan rendahnya tingkat reworks. Disisi lain terlihat nilai waktu aliran sebesar 22, 6 jam yang jumlahnya lebih besar dari waktu delay sekitar 16 jam (pada gambar 9). Hal ini dapat diartikan bahwa sistem masih bekerja secara moderat dan cukup efisien. G. Kesimpulan dan Saran Berdasarkan output yang dihasilkan melalui simulasi, maka dpat disimpulkan beberapa hal sebagai berikut : 1. Utilitas kerja sistem pada proses perakitan seluruh komponen lebih besar dari 88% , yang menunjukkan tingkat kesibukan tinggi pada proses tersebut dibandingkan proses pengepakan. Dengan kata lain waktu kesibukan tinggi terjadi pada proses perakitan seluruh komponen, dan waktu menganggur yang tinggi terjadi pada proses pengepakan.

2. Waktu tunggu antrian/delay yang terjadi pada proses perkaitan seluruh komponen nilainya sekitar 16 jam untuk setiap 4 job yang berbarengan. Ini berarti bahwa 1 job menganggur sekitar 4 jam dengan asumsi homogenitas kondisi sistem. 3. Sistem masih dianggap efesien karena waktu alirannya 22, 6 jam yang lebih besar dibandingkan waktu delay sekitar 16 jam. Agar dapat menganalisis kinerja sistem lebih tajam lagi, penulis menyarankan kepada sidang pembaca/para peneliti lanjutan untuk melakukan beragam skenario melalui beberapa perubahan nilai parameter, antara lain : o Proporsi tingkat keberhasilan uji parameter o Rentang kedatangan job. o Distribusi antar kedatangan o Dll. Daftar Pustaka SUHARTATIK, E., S. SALMA, R. DAMANHURI dan C. SUWANGSIH. 1999. Pengaruh pemberian Trichoderma spp. dan pemotongan jerami terhadap nisbah C dan N jerami padi. Bul. Penelitian Pertanian Tanaman Pangan 18(2). YANTI MALA. 1994. Seleksi dan Penggunaan Galur Trihoderma untuk Meningkatkan Laju Pengomposan Jerami Padi. Tesis. Pasca Sarjana IPB, Bogor. TAYFUR ALTIOK & BENYAMIN MELAMED. 2007. Simulation Modeling and Analysis with Arena. Elsevier Inc. California, USA.

CHRISTOPHER A. CHUNG. 2004. Simulation Modeling Handbook. CRC PRESS, Florida, USA.