PENGEMBANGAN MODEL OPTIMASI TANGGUH PERENCANAAN KAPASITAS PRODUKSI PADA LINGKUNGAN MAKE-TO-ORDER
SKRIPSI Diajukan untuk memenuhi salah satu syarat guna mencapai gelar Sarjana dalam bidang ilmu Teknik Industri
Disusun oleh : Nama
: Nikko Kurnia Gunawan
NPM
: 2012610099
JURUSAN TEKNIK INDUSTRI FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI UNIVERSITAS KATOLIK PARAHYANGAN BANDUNG 2016
ABSTRAK
Make-To Order adalah strategi pemosisian produk di mana kegiatan produksi dilakukan setelah pemesanan dilakukan terhadap perusahaan. Perusahaan Make-To Order akan mengandalkan jumlah produksi yang dihasilkan untuk memenuhi demand dari pemesanan yang dilakukan. Untuk memastikan demand tersebut terpenuhi, perusahaan perlu melakukan perencanaan kapasitas produksi pada tingkat agregat dengan baik. Akan tetapi, metode perencanaan kapasitas produksi pada tingkat agregat hanya dapat dilakukan dengan asumsi bahwa semua parameter yang dilibatkan dalam perhitungan bernilai deterministik. Pada kenyataannya, terdapat parameter bernilai probabilistik di mana sedikit perubahan dari nilai parameter tersebut dapat menghasilkan biaya total yang berbeda. Metode yang digunakan pada penelitian kali ini adalah metode yang disebut model optimasi tangguh untuk mengatasi masalah parameter yang bernilai probabilistik. Model optimasi tangguh dapat digunakan untuk perencanaan kapasitas produksi dengan parameter probabilistik. Model optimasi tangguh mempertimbangkan seluruh skenario yang mungkin terjadi pada parameter dengan nilai probabilistik tersebut dan menghasilkan solusi optimal dari perencanaan kapasitas produksi. Solusi optimal dari kapasitas produksi tersebut dapat diaplikasikan pada semua skenario yang mungkin terjadi dari parameter dengan nilai probabilistik tersebut. Hasil pengembangan model optimasi menunjukkan model optimasi tangguh. Model optimasi yang tangguh berarti model tersebut tidak sensitif terhadap perubahan nilai parameter probabilistik. Hal ini dapat dilihat pada histogram data biaya total yang dihasilkan untuk mengetahui distribusi dari data biaya total tersebut. Bentuk histogram yang dihasilkan menyerupai bentuk distribusi normal. Hal ini menunjukkan bahwa solusi optimal dari model optimasi tangguh yang dihasilkan memiliki nilai yang tidak berbeda jauh dengan nilai dari solusi optimal yang dipengaruhi oleh segala kemungkinan dari skenario parameter ketidakpastian yang mungkin terjadi. Dengan demikian, kapasitas produksi yang dihasilkan tangguh atau tidak sensitif terhadap parameter ketidakpastian yang terlibat.
i
ABSTRACT
Make-To Order is a product positioning strategy in which the production activities is carried out after the order is placed on the company. Make-To Order Company will rely on the amount of production produced to meet the demand from the order places. To ensure that demand is met, the company needs to do a well and thorough production capacity planning at the aggregate level. However, the method of production capacity planning at the aggregate level only can be done with the assumption that all of the parameters involved in the calculation is assigned to deterministic value. In fact, there are parameters which can have probabilistic value in which slightly changes from the values of these parameters can produce different total cost. The method used in this research is a method called the robus optimization model to solve the problem of parameter with probabilistic value. Robust optimization model can be used for production capacity planning with probabilistic parameters. Robust optimization model considers all possible scenarios that could happen to parameters with probabilistic value and produces the optimal solution of production capacity planning. The optimal solution of the production capacity can be applied to all of the possible scenarios of a parameter with the probabilistic value. The result of development of optimization model shows that the model is robust. Robust optimization model means that the model is not sensitive to changes in the value of probabilistic parameters. This can be seen on the histogram of total cost data generated to determine the distribution of the total cost data. The resulting histogram resembles the shape of normal distribution. This suggests that the optimal solution of the robust optimization model has a value which close to the value of an optimal solution that is affected by all possibilities of parameter uncertainty’s scenarios that may occur. Thus, the production capacity generated is robust or not sensitive to the parameters of the uncertainty involved.
ii
KATA PENGANTAR
Puji syukur kami panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Kasih sehingga penulis dapat melaksanakan skripsi. Penulis juga mengucap syukur karena dapat menyelesaikan laporan skripsi pada batas waktu yang telah disediakan. Harapan penulis dalam menyusun laporan skripsi ini adalah pembaca dapat memperoleh dan menambah baik pengetahuan dan pengalaman yang berkaitan dengan segala material yang terdapat dalam laporan skripsi yang telah disusun. Selain itu, laporan skripsi yang telah disusun ini diharapkan dapat menjadi sumber pustaka yang berguna sebagai bahan material dalam penyusunan laporan lainnya, sehingga bentuk dan isi laporan untuk ke depannya dapat lebih baik lagi. Ucapan terima kasih juga kami sampaikan kepada semua pihak yang telah membantu dalam penyusunan laporan skripsi. Pihak-pihak yang telah membantu dalam penyelesaian skripsi dan penyusunan laporan skripsi antara lain sebagai berikut: 1.
Bapak Dr. Carles Sitompul, S.T., M.T., MIM selaku Kepala Jurusan Teknik Industri, dosen koordinator mata kuliah skripsi, dan pembimbing mata kuliah skripsi yang telah membimbing penulis selama penyusunan skripsi.
2.
Bapak Romy Loice, S.T., M.T. dan Ibu Loren Pratiwi, S.T., M.T. selaku dosen penguji siding skripsi yang telah memberikan saran dan revisi yang perlu dilakukan agar laporan skripsi lebih baik.
3.
Bapak Y. M. Kinley Aritonang, Ph.D. dan Bapak Alfian, S.T., M.T. selaku dosen penguji proposal skripsi yang telah memberikan saran dan revisi yang perlu dilakukan agar laporan skripsi lebih baik.
4.
Seluruh
dosen-dosen
teknik
industri
yang
telah
memberikan
pengetahuan yang berguna dalam penyusunan laporan skripsi. 5.
Orang tua, koko, adik, dan seluruh keluarga penulis yang telah memberikan dukungan dan membantu dalam penyusunan laporan skripsi.
iii
6.
Teman-teman sekampung halaman Ahiap, Anton, Asun, Freddy, Janice, Leon, Kim, Shane, Suryadi, Timmy, Willy yang telah berjuang bersama dan membantu penulis untuk beradaptasi di Unpar dan di Bandung.
7.
Teman-teman kelas D angkatan 2012 yang telah berjuang bersama dalam kehidupan kuliah di Teknik Industri Unpar.
8.
Teman-teman sesama mahasiswa bimbingan Pak Carles Dito, Mathias, dan Machiel yang telah membantu penulis dalam penyusunan laporan skripsi.
9.
Seluruh civitas akademik Universitas Katolik Parahyangan Penulis menyadari masih banyak kekurangan dalam laporan skripsi ini.
Oleh karena itu, penulis sangat terbuka terhadap kritik dan saran yang diberikan oleh pembaca demi membangun kesempurnaan laporan. Akhir kata, penulis ucapkan terima kasih.
Bandung, 10 Desember 2016
Penulis
iv
DAFTAR ISI
ABSTRAK ........................................................................................................... i ABSTRACT ........................................................................................................ ii KATA PENGANTAR ......................................................................................... iii DAFTAR ISI ....................................................................................................... v DAFTAR TABEL ............................................................................................... vii DAFTAR GAMBAR ............................................................................................ ix DAFTAR LAMPIRAN ......................................................................................... xi BAB I PENDAHULUAN .................................................................................... I-1 I.1 Latar Belakang Masalah .................................................................... I-1 I.2 Identifikasi dan Perumusan Masalah ................................................. I-2 I.3 Pembatasan Masalah dan Asumsi .................................................... I-8 I.4 Tujuan Penelitian ............................................................................... I-8 I.5 Manfaat Penelitian ............................................................................. I-8 I.6 Metodologi Penelitian ........................................................................ I-9 I.7 Sistematika Penulisan ..................................................................... I-11 BAB II LANDASAN TEORI .............................................................................. II-1 II.1 Strategi Pemosisian Produk ............................................................ II-1 II.2 Perencanaan Kapasitas................................................................... II-2 II.3 Pengenalan terhadap Pembuatan Model ......................................... II-4 II.3.1 Model Optimasi ...................................................................... II-4 II.3.2 Model Statik dan Dinamik ...................................................... II-5 II.3.3 Model Linear dan Nonlinear ................................................... II-5 II.3.4 Model Integer dan Noninteger................................................ II-6 II.3.5 Model Deterministik dan Stokastik ......................................... II-6 II.3.6 Tujuh Langkah Proses Pembuatan Model ............................. II-6 II.4 Model Aggregate Planning oleh Neureuther (2004) ......................... II-8 II.5 Model Optimasi Tangguh............................................................... II-10 BAB III PENGEMBANGAN MODEL OPTIMASI TANGGUH .......................... III-1 III.1 Model Deterministik Kapasitas Produksi ........................................ III-1 III.1.1 Model Matematis ................................................................. III-1
ix
III.1.2 Model AMPL ........................................................................ III-6 III.1.3 Verifikasi Model Deterministik .............................................. III-8 III.2 Penentuan Skenario Paramater Ketidakpastian........................... III-10 III.3 Model Probabilistik Kapasitas Produksi ....................................... III-14 III.3.1 Model Matematis ............................................................... III-14 III.3.2 Model AMPL ...................................................................... III-21 III.3.3 Verifikasi Model Probabilistik ............................................. III-22 III.4 Contoh Kasus Sederhana ............................................................ III-23 III.5 Solusi Contoh Kasus ................................................................... III-27 III.6 Performansi Aktual ...................................................................... III-28 BAB IV ANALISIS ...........................................................................................IV-1 IV.1 Analisis Permasalahan ..................................................................IV-1 IV.2 Usulan Metode Model Optimasi Tangguh......................................IV-2 IV.3 Analisis Faktor Ketidakpastian ......................................................IV-3 IV.4 Analisis Perbandingan Model Deterministik Kapasitas Produksi terhadap Model Probabilistik Kapasitas Produksi .................................IV-6 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ............................................................... V-1 V.1 Kesimpulan .................................................................................... V-1 V.2 Saran ............................................................................................. V-1 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN DAFTAR RIWAYAT HIDUP
x
DAFTAR TABEL
Tabel III.1 Data Demand untuk Perhitungan Contoh Kasus............................ III-8 Tabel III.2 Nilai dan Peluang lead time Pemesanan berdasarkan Skenario ...................................................................................... III-25 Tabel III.3 Nilai Optimal dari Variabel 𝐻𝑡 , 𝐹𝑡 , 𝐶𝑡 , 𝑂𝑡 ....................................... III-28
Tabel III.4 Biaya Total yang Dihasilkan dari Berbagai Skenario .................... III-30 Tabel III.5 Interval dan Frekuensi Data dalam Interval.................................. III-31
xi
DAFTAR GAMBAR
Gambar I.1
Flowchart Metodologi Penelitian ............................................... I-11
Gambar III.1 Bahasa Pemrograman AMPL dari Model Deterministik Kapasitas Produksi ................................................................... III-7 Gambar III.2 Hasil Verifikasi Model Deterministik .......................................... III-9 Gambar III.3 Ilustrasi Skenario Lead Time untuk 2 Variasi Produk .............. III-12 Gambar III.4 Ilustrasi Penambahan Skenario .............................................. III-13 Gambar III.5 Ilustrasi Penggunaan Rata-rata Terbobot pada Perencanaan Kapasitas Produksi ........................................... III-20 Gambar III.6 Hasil Verifikasi Model Probabilistik .......................................... III-22 Gambar III.7 Bahasa Pemrograman AMPL dari Model Probabilistik Kapasitas Produksi ................................................................. III-26 Gambar III.8 Parameter-parameter yang terlibat dalam Perhitungan .......... III-26 Gambar III.9 Bahasa Pemrograman untuk Menemukan Solusi Optimal Model Probabilistik Kapasitas Produksi ................................... III-27 Gambar III.10 Histogram dari Data Biaya Total berdasarkan Skenario Bilangan Acak ......................................................................... III-32
xiii
DAFTAR LAMPIRAN
LAMPIRAN A OUTPUT PENGUJIAN DARI MODEL DETERMINISTIK ........... A-1 LAMPIRAN B OUTPUT PENGUJIAN DARI MODEL PROBABILISTIK ........... B-1 LAMPIRAN C SOLUSI OPTIMAL DARI VARIABEL-VARIABEL KEPUTUSAN BERDASARKAN 30 SKENARIO ....................... C-1
xv
BAB I PENDAHULUAN
I.1
Latar Belakang Masalah Saat ini, persaingan industri semakin ketat antar satu perusahaan
dengan perusahaan lainnya. Perusahaan dituntut untuk mengembangkan strategi produksi dan pemasaran terhadap produk yang ditawarkan agar perusahaan dapat memperoleh keuntungan semaksimal mungkin. Selain itu, strategi
yang
ingin
diterapkan
perusahaan
perlu
direncanakan
dan
dikembangkan sebaik mungkin agar suatu perusahaan dapat bertahan dalam persaingan pasar dalam jangka waktu yang lama. Salah
satu
strategi
yang
perlu
diterapkan
perusahaan
dalam
menjalankan industri manufaktur adalah strategi pemosisian produk. Strategi pemosisian produk mengacu kepada tipe persediaan (inventory) yang dipilih oleh sebuah organisasi untuk dijaga dan diatur (Fogarty et al, 1991). Terdapat 3 strategi pemosisian produk yang umum digunakan oleh suatu perusahaan, yaitu Make-To-Stock, Assemble-To Order, dan Make-To-Order. Objek penelitian yang akan dibahas adalah pada perusahaan yang menerapkan strategi pemosisian produk Make-To-Order. Suatu perusahaan memilih untuk menerapkan strategi pemosisian Make-To-Order dengan tujuan meminimasi total biaya produksi secara keseluruhan. Pada perusahaan Make-To-Order, demand atau permintaan suatu produk dipenuhi melalui jumlah produksi karena perusahaan hanya akan memulai kegiatan produksi jika terdapat pesanan dari konsumen. Dengan demikian, tidak terdapat persediaan untuk memenuhi pesanan yang akan ada di masa depan, sehingga tidak terdapat biaya menyimpan dan merawat persediaan produk jadi pada perusahaan Make-To-Order. Perencanaan dan pengendalian produksi yang dapat dilakukan pada perusahaan Make-To-Order merupakan perencanaan jangka menengah yang meliputi Distribution Requirement Planning (DRP), Demand Management, Master Production Schedule (MPS), Rough Cut Capacity Planning (RCCP), Material Requirement Planning (MRP), dan Capacity Requirement Planning (CRP) karena perusahaan Make-To-Order tidak melakukan peramalan permintaan yang
I-1
BAB I PENDAHULUAN
merupakan bagian dari perencanaan jangka panjang. Akan tetapi, terdapat satu jenis perencanaan yang perlu dilakukan oleh baik perusahaan Make-To-Order maupun perusahaan Make-To-Stock, yaitu perencanaan agregat atau Aggregate Planning. Aggregate Planning berfokus pada perencanaan untuk jenis produksi yang digunakan untuk memenuhi kebutuhan demand pada periode tertentu. Pada penelitian kali ini, ruang lingkup penelitian akan berfokus pada perencanaan pada level agregat atau Aggregate Planning karena perusahaan Make-To-Order memenuhi permintaan dari konsumen melalui jumlah produksi yang dihasilkan dalam periode waktu tertentu. Salah satu fenomena masalah yang dapat terjadi pada suatu perusahaan Make-To-Order adalah perusahaan tidak dapat memenuhi permintaan konsumen dalam batas waktu yang telah ditentukan. Tidak terpenuhinya permintaan konsumen dapat disebabkan oleh kapasitas produksi yang telah direncanakan dan diterapkan tidak dapat memenuhi target produksi yang telah ditetapkan oleh perusahaan untuk memenuhi kebutuhan demand pada periode tersebut. Oleh karena itu, perencanaan terhadap kapasitas produksi perlu dilakukan sebaik mungkin agar target produksi perusahaan dapat memenuhi permintaan dari konsumen dengan menggunakan biaya seminimal mungkin. Cia (2014) telah membahas mengenai pengembangan model optimasi tangguh di dalam ruang lingkup perusahaan Make-To-Order. Penelitian sebelumnya pada perusahaan Make-To-Order mencoba mengembangkan model optimasi tangguh untuk pengalokasian makloon sehingga dapat meminimasi lead time manufacturing. Akan tetapi, penelitian tersebut tidak mempertimbangkan biaya dalam model optimasi tangguh yang telah dikembangkan. Biaya merupakan aspek yang perlu dipertimbangkan dengan baik bagi setiap perusahaan. Khusus untuk perusahaan Make-To-Order, biaya yang perlu dipertimbangkan tentunya adalah total biaya produksi yang dibutuhkan untuk menghasilkan produk yang ditawari.
I.2
Identifikasi dan Perumusan Masalah Tidak tercapainya target produksi yang telah ditetapkan perusahaan
dapat disebabkan oleh perencanaan yang kurang baik sebelum memulai kegiatan produksi. Perencanaan yang dimaksud berkaitan dengan kapasitas perusahaan dalam melakukan produksi. Kapasitas produksi perusahaan perlu
I-2
BAB I PENDAHULUAN
dipertimbangkan dengan baik sebelum menetapkan target produksi yang perlu dicapai perusahaan. Hal ini penting terutama bagi perusahaan Make-To-Order yang hanya mengandalkan jumlah keseluruhan produk yang dihasilkan melalui proses produksi untuk memenuhi kebutuhan konsumen. Oleh karena itu, perencanaan terhadap kapasitas produksi perlu dilakukan sebaik mungkin agar kebutuhan konsumen dapat terpenuhi dan hubungan antar konsumen dengan perusahaan dapat terjaga. Perencanaan produksi yang perlu dilakukan baik oleh perusahaan Make-To-Order maupun perusahaan Make-To-Stock adalah perencanaan agregat atau aggregate planning. Masalah perencanaan agregat membahas mengenai alokasi sumber daya seperti tenaga kerja, fasilitas, peralatan, dan persediaan agar produk dan jasa yang telah direncanakan (output) tersedia jika dibutuhkan (Fogarty et al, 1991). Tujuan dilakukannya perencanaan agregat adalah untuk memenuhi kebutuhan demand yang berfluktuasi melalui jumlah produksi yang ada. Faktor ketidakpastian demand sangat berpengaruh terhadap strategi produksi yang akan dikembangkan oleh suatu perusahaan untuk memenuhi
kebutuhan
demand.
Faktor
ketidakpastian
demand
dapat
menyebabkan terjadinya perubahan tingkat demand yang drastis pada setiap periode. Khusus pada perusahaan yang menerapkan strategi pemosisian MakeTo-Order, jumlah demand tidak diramalkan karena perusahaan menunggu pesanan permintaan, sehingga jumlah demand yang diterima oleh perusahaan Make-To-Order dapat dikatakan pasti. Oleh karena itu, untuk memenuhi demand dari pesanan tersebut, perusahaan perlu melakukan perencanaan terhadap kapasitas produksi perusahaan. Perencanaan kapasitas produksi tersebut berguna agar perusahaan dapat mengantisipasi demand dari pesanan dengan baik. Perencanaan kapasitas produksi juga berlaku pada perusahaan Make-ToStock agar jumlah produksi yang dilakukan oleh perusahaan dapat disesuaikan dengan jumlah persediaan yang ada, sehingga dapat meminimasi total biaya produksi. Penggunaan
kapasitas
yang
berbeda-beda
pada
tiap
periode
memerlukan biaya produksi yang berbeda pula. Penggunaan kapasitas produksi yang berbeda disebabkan oleh faktor ketidakpastian yang mempengaruhi kapasitas produksi tersebut. Oleh karena itu, perlu dilakukan perencanaan kapasitas produksi yang tidak sensitif terhadap faktor ketidakpastian yang dapat
I-3
BAB I PENDAHULUAN
mempengaruhi total biaya produksi yang dihasilkan. Dalam penelitian kali ini, faktor ketidakpastian yang dimaksud adalah lead time proses produksi dari suatu produk. Lead time proses produksi adalah waktu yang dibutuhkan untuk melakukan segala proses produksi terhadap satu produk hingga menjadi produk jadi. Lead time proses produksi dari suatu produk dapat bervariasi karena berbagai faktor. Faktor-faktor tersebut antara lain jenis produk yang dihasilkan, jumlah pekerja, waktu kerja yang tersedia, karakterisitik khusus dari produk yang dipesan konsumen, dan sebagainya. Ketidakpastian dari lead time proses produksi dapat mempengaruhi kapasitas produksi yang diperlukan perusahaan untuk membuat produk yang dihasilkan. Variasi lead time proses produksi juga berpengaruh pada variasi biaya yang diperlukan untuk kapasitas produksi yang telah direncanakan. Jika lead time proses produksi dari suatu produk terlalu cepat, jumlah produk yang dihasilkan dapat melebihi permintaan dari konsumen, sehingga terdapat biaya tambahan berupa biaya inventory. Jika lead time proses produksi dari suatu produk terlalu lambat, jumlah produk yang dihasilkan kurang dari permintaan dari konsumen, sehingga terdapat biaya tambahan dalam perencanaan kapasitas produksi berupa biaya backorder. Oleh karena itu, perencanaan kapasitas produksi perlu dilakukan dengan tepat agar biaya produksi yang dihasilkan optimal. Perencanaan kapasitas produksi yang tepat tentunya penting bagi perusahaan Make-To-Order karena perusahaan tersebut memenuhi jumlah permintaan yang datang melalui kegiatan produksi saja. Berbagai metode dapat diterapkan untuk memenuhi kebutuhan demand tergantung dari strategi pemosisian yang telah diterapkan. Metode-metode yang digunakan untuk memenuhi kebutuhan demand tersebut dapat berbeda-beda tergantung strategi pemosisian perusahaan yang diterapkan. Perusahaan MakeTo-Stock umumnya akan menerapkan strategi produksi Level di mana demand dipenuhi dengan menggunakan tingkat persediaan yang ada di perusahaan. Perusahaan Make-To-Order umumnya akan menerapkan strategi produksi Chase di mana kebutuhan demand akan dipenuhi dengan menggunakan jumlah produksi yang dihasilkan sesuai dengan jumlah demand. Perencanaan terhadap kapasitas produksi yang dimaksud dapat berupa penjadwalan produksi dengan menggunakan MPS. MPS merupakan rencana yang digunakan untuk menyediakan supply untuk memenuhi demand. Supply yang dimaksud berupa jumlah produksi yang dibutuhkan untuk memenuhi
I-4
BAB I PENDAHULUAN
demand pada suatu periode tertentu. Salah satu kekurangan pada metode MPS adalah MPS menghasilkan jadwal produksi untuk memenuhi kebutuhan demand yang deterministik atau jumlah demand yang sudah pasti. Pada kenyataannya, tingkat permintaan untuk suatu produk dapat berubah-ubah pada setiap perode dikarenakan berbagai faktor. Tingkat ketidakpastian jumlah demand khusus untuk perusahaan Make-To-Order cukup besar karena kebutuhan demand ditentukan oleh konsumen pada saat konsumen ingin membuat pesanan terhadap perusahaan. Hal ini meningkatkan faktor ketidakpastian demand untuk perusahaan kebutuhannya
Make-To-Order
karena
masing-masing
setiap
konsumen
terhadap jumlah
produk
tentunya yang
memiliki
ditawarkan
perusahaan. Untuk mengantisipasi demand yang dipesan dari konsumen tersebut, perusahaan Make-To-Order perlu merencanakan kapasitas produksi dengan baik agar demand tersebut dapat terpenuhi. Salah satu elemen yang perlu diperhatikan dalam merencanakan kapasitas produksi adalah menentukan jumlah pekerja yang diperlukan untuk melakukan kegiatan produksi. Elemen manusia dalam kegiatan produksi tentunya memiliki faktor-faktor ketidakpastian yang mempengaruhi kegiatan produksi. Dalam kasus ini, faktor ketidakpastian tersebut adalah lead time proses produksi. Lead time proses produksi merupakan faktor yang tidak pasti karena dapat berubah-ubah tergantung dari berbagai hal. Jika kondisi pekerja sedang tidak baik, produktivitas pekerja dapat menurun sehingga menyebabkan lead time proses produksi semakin lama. Jika lead time proses produksi yang dibutuhkan lebih lama, dapat terjadi kemungkinan di mana perusahaan tidak dapat menghasilkan jumlah produksi yang tidak dapat memenuhi demand, sehingga menghasilkan biaya backorder. Sebaliknya, jika lead time proses produksi yang terlalu cepat menyebabkan jumlah produksi yang melebihi demand pesanan dari konsumen menimbulkan biaya penyimpanan bagi jumlah produksi yang berlebihan tersebut (Inventory). Periode pemesananan juga dapat meningkatkan ketidakpastian dari demand produk yang ditawari konsumen. Suatu perusahaan memutuskan untuk menerapkan strategi pemosisian Make-To
Order
dikarenakan
berbagai
faktor.
Faktor
pertama
adalah
ketidakpastian demand dari produk yang ditawarkan. Jika tingkat demand semakin tidak pasti, perusahaan akan memutuskan untuk memulai kegiatan produksi setelah pesanan dilakukan karena demand dari pesanan tersebut tidak
I-5
BAB I PENDAHULUAN
pasti. Faktor lainnya adalah kompleksitas produk yang telah ditawarkan. Jika produk yang ditawarkan oleh perusahaan merupakan produk kompleks yang memiliki komponen yang cukup banyak, perusahaan tersebut akan menerapkan strategi pemosisian Make-To-Order karena waktu produksi yang dibutuhkan umumnya lebih panjang dan membutuhkan keahlian tenaga kerja yang lebih baik. Selain itu, strategi pemosisian Make-To-Order juga diterapkan agar tidak terdapat biaya simpan terhadap persediaan produk. Dalam perusahaan MakeTo-Order, jumlah produksi merupakan aspek yang penting karena jumlah produksi berperan dalam memenuhi kebutuhan demand. Untuk memenuhi kebutuhan demand dengan baik, diperlukan perencanaan kapasitas produksi yang baik untuk memenuhi kebutuhan demand tersebut. Perubahan kapasitas produksi dapat terjadi karena faktor ketidakpastian demand yang terjadi. Perubahan demand tersebut berpengaruh terhadap biaya produksi dan penjadwalan produksi yang diperlukan untuk melakukan kegiatan produksi. Biaya produksi merupakan salah satu aspek penting yang perlu dipertimbangkan dalam penjadwalan produksi. Jadwal produksi yang telah dihasilkan perlu dapat meminimasi biaya produksi yang dihasilkan agar perusahaan dapat mendapat keuntungan sebesar-besarnya. Hal ini penting karena jadwal produksi yang dihasilkan menghasilkan output berupa jumlah produksi yang perlu dilakukan untuk memenuhi kebutuhan demand yang ada. Jumlah produksi tersebut akan berpengaruh terhadap kebutuhan yang diperlukan agar jumlah produksi dapat tercapai. Kebutuhan-kebutuhan yang dimaksud adalah material, mesin, pekerja, dan sebagainya yang penting agar kegiatan produksi dapat berjalan lancar. Segala kebutuhan tersebut tentunya memerlukan biaya. Oleh karena itu, penjadwalan produksi perlu dilakukan dengan baik agar jadwal produksi yang telah dihasilkan dapat optimal. Jadwal produksi yang optimal dalam kasus ini berarti dapat mencapai target produksi sesuai dengan jadwal produksi yang dapat meminimasi biaya produksi sekecilkecilnya. Salah satu solusi untuk memecahkan masalah ketidakpastian adalah dengan menggunakan model optimasi tangguh. Model optimasi tangguh (robust optimization) merupakan salah satu pendekatan yang dapat digunakan untuk memperoleh solusi yang tidak terlalu sensitif terhadap faktor ketidakpastian yang dapat mempengatuhi solusi. Faktor ketidakpastian dalam kasus ini adalah
I-6
BAB I PENDAHULUAN
ketidakpastian dalam kapasitas produksi. Dengan demikian, solusi yang dihasilkan pada setiap kondisi atau skenario yang mengandung faktor ketidakpastian dapat mendekati solusi optimal. Pengembangan model optimasi tangguh memiliki fungsi tujuan untuk meminimasi biaya produksi yang dapat memenuhi target produksi yang telah ditetapkan perusahaan. Terpenuhinya target produksi yang telah ditetapkan juga berujung pada terpenuhinya demand pemesanan dari konsumen. Karena ukuran performansi yang digunakan dalam penyusunan model optimasi kali ini adalah biaya produksi, maka model optimasi yang telah dikembangkan dikatakan tangguh apabila penerapan model optimasi tersebut dapat berdampak pada perencanaan biaya produksi yang diperlukan, sehingga biaya produksi aktual yang dibutuhkan tidak berbeda jauh dengan rencana biaya produksi yang dihasilkan. Cia (2014) dan Aberson (2015) juga membahas mengenai masalah optimasi pada lingkungan produksi Make-To-Order. Aspek yang diteliti dalam penelitian tersebut juga merupakan kapasitas produksi. Dalam penelitian tersebut, kapasitas produksi yang diteliti telah tersedia untuk memenuhi segala kebutuhan dari konsumen. Model optimasi yang dikembangkan oleh Cia (2014) bertujuan untuk meminimasi lead time manufaktur dan meminimasi terjadinya keterlambatan. Semakin besar lead time manufaktur yang dibutuhkan, semakin besar pula biaya pekerja yang diperlukan. Pemasalahan biaya pekerja pada penelitian tersebut berhubungan dengan kapasitas produksi. Model optimasi yang dikembangkan oleh Aberson (2015) bertujuan untuk meminimasi jumlah tardy jobs dengan mempertimbangkan ketidakpastian kapasitas produksi. Kapasitasi produksi yang dimaksud dalam penelitian ini adalah jumlah pekerja yang terlibat dalam lingkungan produksi. Kedua penelitian di atas membahas mengenai apa yang dapat direncanakan pada kapasitas produksi agar meminimasi keterlambatan yang dapat terjadi pada lantai produksi. Kedua penelitian di atas tidak mempertimbangkan faktor biaya dalam model optimasi yang telah dikembangkan dan fokus pada kemampuan kapasitas produksi untuk meminimasi segala keterlambatan yang mungkin terjadi. Berdasarkan identifikasi masalah yang telah dijelaskan, masalahmasalah tersebut dapat dibagi menjadi rumusan masalah antara lain sebagai berikut:
I-7
BAB I PENDAHULUAN
1.
Bagaimana model optimasi tangguh yang dapat digunakan untuk menentukan kapasitas produksi yang dapat meminimasi total biaya produksi?
I.3
Pembatasan Masalah dan Asumsi Pembatasan masalah berguna
untuk
membatasi ruang
lingkup
penelitian. Dengan demikian, penelitian akan lebih fokus dan ditekankan pada masalah yang dibahas. Pembatasan masalah juga berguna agar penelitian yang dilakukan tidak membahas masalah yang salah dan menyebabkan masalah menjadi bias. Batasan-batasan masalah untuk penelitian kali ini adalah sebagai berikut: 1.
Lingkungan produksi yang diteliti adalah Make-To-Order.
2.
Biaya yang diperhitungkan adalah biaya kerja pada regular time, biaya kerja pada overtime, biaya hiring dan layoff, biaya inventory, dan biaya backorder. Asumsi adalah sebuah anggapan, dugaan dan pemikiran yang dianggap
benar. Asumsi diperlukan untuk mengatasi penelaahan suatu permasalahan menjadi lebih luas Asumsi yang dibuat juga menjadi arah dan landasan bagi penelitian. Asumsi yang digunakan untuk penelitian adalah sebagai berikut: 1.
Lead time proses produksi bersifat probabilistik
2.
Penentuan biaya inventory dan biaya backorder tergantung dari jumlah produk yang yang dihasilkan. Jika jumlah produk yang dihasilkan melebihi jumlah pesanan, akan terdapat biaya inventory. Jika jumlah produk yang dihasilkan kurang dari jumlah pesanan, akan terdapat biaya backorder.
3.
Jumlah inventory dan backorder pada periode awal adalah nol.
I.4
Tujuan Penelitian Tujuan dilakukan penelitian kali ini adalah sebagai berikut:
1.
Mengembangkan model optimasi tangguh yang dapat digunakan untuk menentukan kapasitas produksi yang dapat meminimasi total biaya produksi.
I.5
Manfaat Penelitian
I-8
BAB I PENDAHULUAN
Manfaat dari penelitian yang telah dilakukan adalah: 1.
Meminimasi total biaya produksi dengan kapasitas produksi optimal yang dapat memenuhi kebutuhan demand yang tidak pasti
2.
Perusahaan akan memperoleh keuntungan maksimal karena total biaya produksi yang diminimasi.
3.
Perusahaan dapat mengantisipasi kebutuhan demand yang berasal dari pemesanan konsumen dengan lebih baik dan dapat memenuhi kebutuhan demand tersebut.
I.6
Metodologi Penelitian Desain
penelitian
perlu
ditentukan
terlebih
dahulu
agar
dapat
mengetahui berbagai macam hal apa saja yang dibutuhkan untuk melakukan suatu penelitian. Gambar flowchart penelitian dapat dilihat pada Gambar I.1 menunjukkan kerangka metodologi penelitian dari awal hingga akhir penelitian. Terdapat beberapa tahapan dalam melakukan penelitian dalam pengembangan model optimasi tangguh kali ini, yaitu sebagai berikut: 1.
Studi Literatur Studi literatur dan pustaka dilakukan untuk menguatkan dan menambah pengetahuan tentang masalah yang terdapat pada penelitian yang sedang dilaksanakan. Studi literatur juga digunakan untuk membantu sebagai landasan dan kerangka berpikir mulai dari tahap pengumpulan data, pengolahan data, dan analisis data menemukan solusi yang optimal untuk masalah tersebut.
2.
Identifikasi dan Rumusan Masalah Identifikasi dan Rumusan masalah merupakan tahap selanjutnya dari metodologi penelitian. Masalah yang terjadi di penelitian harus memiliki dampak yang merugikan bagi objek yang diteliti. Masalah yang telah diidentifikasi selanjutnya akan menjadi topik penelitian. Masalahmasalah yang telah diidentifikasi kemudian dirumuskan menjadi beberapa rumusan masalah.
3.
Pengembangan Model Optimasi Tangguh Setelah melakukan studi literatur mengenai model optimasi tangguh, langkah selanjutnya adalah mengembangkan model optimasi tangguh yang dapat diterapkan terhadap masalah dalam penelitian yang
I-9
BAB I PENDAHULUAN
bersangkutan. Model optimasi tangguh yang dihasilkan diharapkan dapat menghasilkan solusi optimal yang tidak terlalu sensitif terhadap faktor ketidakpastian pada penelitian. Pengembangan model optimasi tangguh terdiri dari 2 tahap, yaitu pengembangan model deterministik dan pengembangan model probabilistik. 4.
Verifikasi Model Deterministik Model deterministik merupakan dasar dalam mengembangkan model optimasi tangguh. Setelah model deterministik selesai dibuat, model tersebut kemudian diverifikasi. Proses verifikasi dilakukan dengan menggunakan uji coba dengan menggunakan contoh kasus. Jika model deterministik telah terverifikasi, model deterministik tersebut akan digunakan untuk mengembangkan model probabilistik. Jika model deterministik belum terverifikasi, pengembangan terhadap model deterministik
perlu
dilakukan
hingga
model
deterministik
telah
terverifikasi. 5.
Verifikasi Model Probabilistik Model probabilistik merupakan modifikasi dari model deterministik. Modifikasi yang dimaksud adalah penambahan unsur skenario pada model deterministik. Setelah model probabilistik dikembangkan, model tersebut juga perlu melalui proses verifikasi seperti yang dilalui oleh model
deterministik.
Proses
verifikasi
juga
dilakukan
dengan
menggunakan uji coba terhadap contoh kasus yang telah dimodifikasi dari proses verifikasi model deterministik. Setelah proses verifikasi terhadap model probabilistik dilakukan, proses selanjutnya dapat dilanjutkan. Jika model probabilistik belum terverifikasi, pengembangan terhadap model optimasi tangguh perlu dilakukan hingga model terverifikasi. 6.
Implementasi dan Analisis Model Optimasi Tangguh Model optimasi tangguh yang telah dikembangkan kemudian diuji coba. Uji coba dilakukan terhadap berbagai skenario yang mungkin terjadi pada suatu perusahaan Make-To-Order. Uji coba dilakukan dengan tujuan untuk melihat pengaruh model optimasi tangguh terhadap faktor ketidakpastian yang terdapat pada skenario-skenario tersebut. Setelah uji coba dilakukan, analisis dilakukan terhadap hasil uji coba untuk
I - 10
BAB I PENDAHULUAN
menentukan seberapa besar pengaruh model optimasi tangguh yang dikembangkan dalam menyelesaikan masalah pada penelitian. 7.
Kesimpulan dan Saran Tahapan ini berisi tentang kesimpulan yang dapat ditarik dari usulan yang telah diteliti dan pemberian saran yang berguna untuk membantu menyelesaikan masalah yang ada pada penelitian yang bersangkutan. Mulai
Studi Literatur
Identifikasi dan Rumusan Masalah
Pengembangan Model Optimasi Tangguh
Verifikasi Model Deterministik
Verifikasi Model Probabilistik
Model terverifikasi?
tidak
ya Implementasi dan Analisis Model Optimasi Tangguh
Penentuan Kesimpulan dan Saran
Selesai
Gambar I.1 Flowchart Metodologi Penelitian
I.7
Sistematika Penulisan
I - 11
BAB I PENDAHULUAN
Sistematika penulisan laporan skripsi yang telah dilakukan antara lain sebagai berikut : BAB I Pendahuluan Bab ini akan membahas tentang langkah awal yang dilakukan oleh peneliti yaitu menentukan latar belakang permasalahan, identifikasi dan perumusan masalah, pembatasan masalah dan asumsi, tujuan penelitian, manfaat penelitian, metodologi penelitian, dan sistematika penulisan. BAB II Landasan Teori Bab ini berisi tentang landasan teori yang diambil dari buku-buku maupun media lainya yang berhubungan dengan strategi pemosisian produk, perencanaan kapasitas, dan model optimasi tangguh yang membantu penulis dalam mengembangkan model optimasi tangguh. BAB III Pengembangan Model Optimasi Tangguh Bab ini mambahas mengenai langkah-langkah dalam mengembangkan model optimasi untuk perencanaan kapasitas produksi. Bab ini juga membahas mengenai metode dalam pengujian model optimasi. Pengujian tersebut bertujuan untuk mencaritahu apakah model optimasi yang telah dibuat tangguh. BAB IV Analisis Bab ini berisi analisis terhadap permasalahan yang ada, analisis faktor ketidakpastian, dan analisis terhadap model optimasi tangguh itu sendiri. BAB V Kesimpulan dan Saran Pada bab ini berisi tentang kesimpulan berupa bagaimana model optimasi yang dihasilkan dari penelitian yang telah dilakukan dan saran yang diberikan penulis untuk penelitian lebih lanjut.
I - 12
