PENGEMBANGAN MODEL OPTIMISASI PERANCANGAN GELAS PLASTIK UNTUK AIR MINUM DALAM KEMASAN DENGAN PENDEKATAN DESIGN FOR ENVIRONMENT (DFE)

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

PENGEMBANGAN MODEL OPTIMISASI PERANCANGAN GELAS PLASTIK UNTUK AIR MINUM DALAM KEMASAN DENGAN PENDEKATAN DESIGN FOR ENVIRONMENT (DFE)

Skripsi Sebagai Persyaratan Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

ANGGUN TRI KUSUMANINGRUM I 0308001

JURUSAN TEKNIK INDUSTRI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2013 commit to user

i


digilib.uns.ac.id

BAB I PENDAHULUAN Pada bab ini akan dibahas mengenai latar belakang topik yang akan dibahas pada penelitian, perumusan masalah yang digunakan, tujuan, manfaat penelitian, batasan masalah, asumsi, serta sistematika penulisan yang digunakan dalam pembuatan tugas akhir.

1.1

Latar Belakang Dalam beberapa tahun belakangan ini, isu mengenai lingkungan menjadi isu

penting yang sering diperbincangkan. Seiring dengan pertambahan jumlah manusia dan industri maka isu lingkungan semakin tersebar luas. Pemanasan global dan penipisan lapisan ozon merupakan permasalahan lingkungan yang membahayakan (Eltayeb dan Zailani, 2009). Isu lingkungan ini telah meningkat dan terintegrasi dengan perdagangan internasional, sehingga permintaan pasar dan konsumen di dunia terhadap produk yang ramah lingkungan pun meningkat (Anbumozhi dan Kanda, 2005). Banyak perusahaan berusaha untuk lebih ramah lingkungan selain juga berusaha agar biaya produksi yang dibutuhkan lebih kompetitif. Keputusan mengenai dimensi produk memberikan kontribusi terhadap biaya produksi dan dampak lingkungan, yaitu dengan perhitungan dimensi produk yang tepat menyebabkan tidak banyak bahan baku yang terbuang sehingga menghemat biaya produksi dan ramah lingkungan. Keputusan ini biasanya dibuat tanpa pengetahuan kuantitatif yang cukup terhadap efek yang ditimbulkan terhadap produksi (Bradley dkk., 2006). Oleh karena itu, dibutuhkan sebuah model desain produk yang tidak hanya mempertimbangkan aspek manufaktur, namun juga dampak lingkungan yang ditimbulkan. Design for Environment (DFE) merupakan sebuah pendekatan yang digunakan dalam merancang produk. DFE merupakan sebuah pendekatan sistematis dengan mempertimbangkan aspek lingkungan, kesehatan, keselamatan, commit to user serta kemampuan sustainable yang baik terhadap produk maupun siklus hidup I-1


digilib.uns.ac.id

(Fiksel, 2009). Menurut Nowosielski dkk. (2007), DFE disebut juga dengan ecodesign, environmental design, ecological design, sustainable product design, atau green design. Dikarenakan pendekatan DFE lebih fokus pada permasalahan lingkungan, maka pendekatan ini sesuai untuk digunakan dalam penelitian ini agar dihasilkan produk yang ramah lingkungan dengan harga yang kompetitif. DFE dapat diaplikasikan pada berbagai bidang industri. Menurut Fiksel (2009), industri yang telah mengaplikasikan DFE adalah industri peralatan elektronik, transportasi, kimia, farmasi, makanan dan minuman, produksi material, produksi energi, serta jasa. Makanan dan minuman merupakan kebutuhan pokok manusia, maka permintaan akan produk ini setiap hari akan semakin meningkat seiring dengan bertambahnya jumlah manusia. Oleh karena itu, dibutuhkan produksi yang besar dan berkelanjutan untuk memenuhi permintaan masyarakat tersebut. Untuk sampai ke tangan konsumen dalam keadaan bersih dan aman dikonsumsi, makanan dan minuman tersebut harus dikemas dalam suatu kemasan yang bersih dan ramah lingkungan. Kemasan bekas pakai merupakan komponen terbesar dalam sampah padat dengan jumlah hampir sepertiga dari sampah padat perkotaan (Thurston dkk., 1994). Material yang sering digunakan untuk membuat kemasan adalah plastik. Plastik menjadi material yang banyak diminati karena kelebihan-kelebihan material ini dibandingkan material lainnya. Kelebihan tersebut diantaranya adalah plastik dapat diproses menjadi berbagai macam bentuk dan ukuran, ringan, tahan dengan berbagai suhu (panas dan dingin), mudah dibawa, tahan air, serta mudah didaur ulang dengan menggunakan energi dan bahan kimia yang sedikit (John, 1972). Walaupun plastik memiliki kelebihan dibandingkan material pengemasan lainnya, plastik juga memiliki kekurangan. Kekurangan plastik adalah sulit diurai jika dibuang ke tempat pembuangan akhir. Oleh karena itu, untuk meminimasi dampak lingkungan dari sampah plastik, harus dilakukan daur ulang material plastik menjadi produk yang berguna. Penelitian ini dilakukan di PT. Supratama Aneka Industri yang merupakan industri manufaktur yang memproduksi kemasan makanan dan minuman commit to user berbahan baku plastik. Salah satu produk yang dihasilkan adalah gelas plastik

I-2


digilib.uns.ac.id

dengan berbagai macam bentuk dan ukuran, seperti gelas bening, gelas putih, gelas ukuran 200 ml, gelas ukuran 175 ml, gelas ukuran 235 ml, dan lain-lain. Dalam penelitian ini, gelas plastik yang akan digunakan sebagai studi kasus adalah gelas plastik berwarna putih dengan ukuran 200 ml atau di perusahaan disebut dengan gelas PC200R. Gelas ini dipilih karena banyak diproduksi oleh perusahaan. Selama ini, PT. Supratama Aneka Industri tidak menggunakan standar nasional ataupun internasional tertentu dalam merancang dan melakukan pengujian terhadap produk yang dihasilkan. Standar yang digunakan adalah berdasarkan pengalaman perusahaan. Padahal, terdapat SNI (Standar Nasional Indonesia) yang mengatur tentang standar gelas plastik untuk air minum dalam kemasan, yaitu SNI Nomor 12-4259-2004. Standar yang diatur dalam SNI tersebut adalah standar mengenai syarat mutu, cara pengambilan contoh, cara uji, syarat lulus uji, pengemasan, penandaan gelas plastik, dan beberapa metode pengujian produk, seperti uji tekan, uji jatuh, uji visual, dan uji kapasitas. Uji visual merupakan uji yang telah dilakukan oleh perusahaan dalam pengujian terhadap produk yang mereka hasilkan. Dengan melakukan uji visual maka akan didapatkan produk yang cacat dan tidak memenuhi standar perusahaan. Sedangkan uji jatuh dan uji tekan hanya dilakukan jika terdapat permintaan tertentu dari konsumen. Dalam uji tekan, terdapat standar mengenai kekuatan minimum yang dapat diterima produk apabila diberi tekanan tertentu. Kekuatan produk ini dipengaruhi oleh dimensi produk tersebut sehingga diperlukan penentuan dimensi produk yang tepat agar menghasilkan kekuatan yang sesuai dengan SNI yang berlaku. Tujuan utama perusahaan adalah memberikan kepuasan kepada konsumen untuk menghasilkan produk dengan kualitas tinggi, higienis, dan ramah lingkungan. Namun, permasalahan yang dihadapi perusahaan saat ini adalah merancang gelas plastik untuk air minum dalam kemasan yang tidak hanya memenuhi standar tetapi juga ramah lingkungan. Selain pengujian tersebut, di perusahaan juga dilakukan pengujian suhu terhadap produk yang telah dihasilkan. Pengujian dilakukan terhadap produk yang commit to userdiisi minuman dengan suhu yang nantinya akan digunakan oleh konsumen untuk

I-3


digilib.uns.ac.id

tinggi. Dengan perhitungan ketebalan yang tepat maka produk dapat menahan suhu air sehingga gelas tidak pecah atau penyok. Sehingga faktor suhu juga harus dipertimbangan dalam menentukan ketebalan produk. Pada penelitian sebelumnya, Giudice dkk. (2005) telah mengembangkan sebuah model pemilihan material dengan memperhatikan siklus hidup produk tersebut. Model tersebut digunakan untuk menentukan dampak lingkungan siklus hidup produk. Penelitian tersebut difokuskan pada pemilihan material tanpa mempertimbangkan variabel desain seperti ketebalan produk sebagai variabel keputusan. Selain itu, pada penelitian tersebut dikembangkan sebuah model yang berlaku umum, tidak ditentukan secara spesifik jenis produk yang akan dirancang. Pada penelitian ini, akan dikembangkan suatu model optimisasi perancangan produk untuk menentukan ketebalan gelas plastik dengan tujuan untuk memaksimasi kekuatan produk dan meminimasi dampak lingkungan yang ditimbulkan. Menurut penelitian yang telah dilakukan oleh Ríos (2003), material daur ulang bukanlah material yang memiliki kualitas yang buruk. Oleh karena itu, material daur ulang dapat digunakan untuk memproduksi suatu produk baru tanpa mempengaruhi kualitas produk secara signifikan. Selama ini PT. Supratama Aneka Industri telah menggunakan material campuran antara material baru dan daur ulang sebagai bahan baku dalam pembuatan produk baru. Material baru yang digunakan adalah bijih plastik yang dihasilkan melalui proses ekstraksi material. Material ini diperoleh oleh PT. Supratama Aneka Industri dengan membeli ke perusahaan lain. Sedangkan material daur ulang berasal dari produk cacat dan sisa lembaran plastik yang tidak dapat digunakan untuk membuat produk baru pada perusahaan tersebut. Pada penelitian ini, selain untuk menentukan ketebalan optimal gelas plastik, juga akan ditentukan proporsi antara penggunaan material baru dan daur ulang.

commit to user

I-4


1.2

digilib.uns.ac.id

Perumusan Masalah Masalah yang akan diselesaikan dalam penelitian tugas akhir ini adalah:

Bagaimana model optimisasi perancangan gelas plastik untuk air minum dalam kemasan dengan pendekatan Design for Environment (DFE) untuk menentukan ketebalan gelas plastik dan proporsi antara penggunaan material baru dan daur ulang sehingga dapat memaksimasi kekuatan produk dan meminimasi dampak lingkungan?

1.3

Tujuan Tujuan yang ingin dicapai dengan penelitian ini adalah menghasilkan model

optimisasi perancangan gelas plastik untuk air minum dalam kemasan dengan pendekatan Design for Environment (DFE) untuk menentukan ketebalan gelas plastik dan proporsi antara penggunaan material baru dan daur ulang sehingga dapat memaksimasi kekuatan produk dan meminimasi dampak lingkungan.

1.4

Manfaat Manfaat yang ingin diperoleh melalui penelitian ini adalah sebagai berikut:

1. Memberikan kontribusi terhadap permasalahan lingkungan yang terjadi saat ini, yaitu mengenai penghematan penggunaan bahan baku dengan perhitungan dimensi produk yang tepat sehingga tidak banyak material yang terbuang, serta dengan menggunakan material daur ulang untuk menghasilkan produk baru. 2. Perusahaan dapat membuat model perancangan produk yang berkaitan dengan ketebalan produk serta proporsi penggunaan antara material baru dan daur ulang sehingga ramah lingkungan. 3. Perusahaan dapat menerapkan konsep green manufacturing dalam kegiatan produksinya dan meningkatkan kepercayaan konsumen terhadap produk yang dihasilkan.

commit to user

I-5


1.5

digilib.uns.ac.id

Batasan Masalah Batasan masalah yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebagai

berikut: 1. Penaksiran dampak lingkungan yang dihasilkan dalam mendesain produk dilakukan dengan menggunakan eco-indicator 99. 2. Produk yang akan digunakan pada studi kasus model adalah gelas plastik jenis PC200R. 3. Ketebalan yang dihitung adalah ketebalan dinding dan alas gelas plastik. 4. Material yang akan digunakan pada studi kasus adalah polypropylene (PP). 5. Dampak lingkungan pada fase penggunaan produk oleh konsumen tidak dihitung dalam model karena sulit dinyatakan secara jelas. 6. Prinsip DFE yang digunakan dalam pengembangan model adalah Design for Dematerialization.

1.6

Asumsi Asumsi yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut:

1. Ketebalan dinding dan alas gelas plastik adalah sama. 2. Gelas berbentuk tabung tanpa tutup. 3. Dalam daur hidup produk, pada fase akhir dinyatakan bahwa produk akan dibuang ke tempat pembuangan akhir. 4. Modulus elastisitas polypropylene (PP) diasumsikan membentuk kurva linier sebanding dengan proporsi material daur ulang yang digunakan sebagai campuran bahan baku pembuatan produk gelas plastik.

1.7

Sistematika Penulisan Sistematika penulisan yang digunakan dalam pembuatan tugas akhir ini

adalah sebagai berikut: BAB I

PENDAHULUAN Bab ini menguraikan latar belakang mengenai permasalahan yang akan dibahas, perumusan masalah yang diangkat, tujuan dan manfaat yang commit to user ingin dicapai, serta batasan masalah dan asumsi yang digunakan.

I-6


BAB II

digilib.uns.ac.id

TINJAUAN PUSTAKA Berisikan info perusahaan dan landasan teori yang merupakan penjelasan secara terperinci mengenai teori-teori yang digunakan, sebagai landasan pemecahan masalah, serta memberikan penjelasan secara garis besar metode yang digunakan oleh penulis sebagai kerangka pemecahan masalah. Tinjauan pustaka ini diambil dari berbagai sumber.

BAB III METODOLOGI PENELITIAN Bab ini merupakan gambaran terstruktur tahap demi tahap proses pelaksanaan penelitian yang digambarkan dalam bentuk flowchart dan tiap tahapnya diberi penjelasan. BAB IV PENGUMPULAN DAN PENGOLAHAN DATA Bab ini menguraikan data-data yang diperlukan untuk penyelesaian masalah dan cara pengolahan data yang dilakukan untuk mencapai tujuan penelitian. BAB V

ANALISIS Bab ini berisi analisis berdasarkan pengolahan data sesuai permasalahan yang dirumuskan.

BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN Bab ini berisi kesimpulan dari permasalahan yang dibahas dan saransaran untuk perbaikan maupun untuk penelitian selanjutnya.

commit to user

I-7


digilib.uns.ac.id

BAB II TINJAUAN PUSTAKA Pada bab ini akan diuraikan mengenai gambaran umum perusahaan serta teori-teori yang mendukung untuk penyelesaian masalah serta analisis pada penelitian ini.

2.1

Gambaran Umum Perusahaan Gambaran umum perusahaan ini berisi mengenai profil singkat perusahaan,

serta proses produksi yang dilakukan perusahaan. 2.1.1

Profil PT. Supratama Aneka Industri PT. Supratama Aneka Industri didirikan sejak 3 Mei 1995 oleh Notaris

Mudhofir Hadi, SH dengan nomer akte notaris adalah 35. Perusahaan ini merupakan anak perusahaan dari Poly Unggul. Dahulu, Poly Unggul memiliki 3 (tiga) divisi, yaitu: 1) Divisi I memproduksi kemasan makanan dan minuman yang berbahan baku plastik. 2) Divisi II memproduksi pipa PVC. 3) Divisi III memproduksi kulit imitasi. Namun sejak tahun 1995, masing-masing divisi ini berdiri sendiri dan membentuk perusahaan baru. Divisi I menjadi PT. Supratama Aneka Industri, divisi II menjadi PT. Lingkar Matra, sedangkan divisi III tetap menggunakan nama PT. Poly Unggul. PT. Supratama Aneka Industri memiliki pabrik yang beralamat di Jalan Industri III Ujung Blok AH-8 Kompleks Industri Jatake Tangerang, Banten. Perusahaan ini juga memiliki pabrik baru yang diresmikan pada tahun 2012 dimana pabrik ini berlokasi di daerah Solo, Jawa Tengah. Selain itu, perusahaan ini memiliki 2 (dua) kantor pemasaran yang berada di Jakarta dan Surabaya. Perusahaan ini telah menjadi pemimpin pasar dalam industri pengemasan gelas plastik untuk air mineral. Selain memproduksi kemasan air mineral, PT. commit to user Supratama Aneka Industri juga memproduksi kemasan soft drink, makanan II - 1


digilib.uns.ac.id

ringan, dan biskuit. Kemasan yang diproduksi akan dibuat sesuai dengan permintaan konsumen, baik ukuran, warna dan label kemasan.

2.1.2

Unit Produksi Untuk menunjang proses produksi yang dilakukan perusahaan, ada

beberapa unit produksi yang dimiliki oleh perusahaan. Unit produksi yang ada di PT. Supratama Aneka Industri adalah sebagai berikut: 1) Sheeting line Pada unit produksi sheeting line, lembaran plastik dibuat dengan cara penggilingan (calendering). Penggilingan merupakan proses pembuatan lembaran yang tipis dengan cara mendesak bahan baku biji plastik diantara rol. Bahan baku berupa biji plastik, scrap dan masterbatch (bila diperlukan warna tertentu) dilebur dan dipanaskan sebelum disalurkan ke mesin penggilingan. Tebal lembaran yang dihasilkan tergantung pada celah antara kedua rol yang menggiling plastik dan kecepatan rol tersebut. Sebelum lembaran digulung, plastik akan melalui rol yang didinginkan dengan air, kemudian dipotong sesuai ukuran yang dikehendaki. 2) Thermoforming Thermoforming

terutama

dimanfaatkan

untuk

membuat

produk

berdinding tipis dari bahan resin termoplastik. Pada proses ini, lembaran plastik dari sheeting line kemudian masuk ke cetakan di mesin thermoforming. Pada waktu cetakan ditutup, udara tekan mengembangkan lembaran plastik sehingga melekat pada dinding cetakan. Setelah didinginkan sebentar, plastik selama itu masih berada di bawah tekanan, tekanan udara diturunkan dan cetakan dibuka. Produk dikeluarkan dari cetakan dan mesin terus mencetak secara kontinu hingga lembaran habis. Mayoritas produk yang dihasilkan adalah gelas minuman dan insert nyam-nyam. Selain itu juga memproduksi gelas untuk diekspor. Produk yang dihasilkan melalui proses thermoforming bisa lebih tipis dibandingkan injection. Thermoforming juga lebih murah dibandingkan injection karena commit to user dalam sekali produksi bisa menghasilkan produk yang lebih banyak.

II - 2


digilib.uns.ac.id

3) Injection Pada proses injection, bahan baku berupa campuran antara biji plastik dan scrap dimasukkan kedalam karung kemudian disalurkan ke wadah yang berbentuk seperti corong. Selanjutnya bahan akan masuk ke ruang pemanas untuk mengalami plastisisasi. Ruang pemanas berbentuk bulat dengan corong mirip torpedo, sehingga bahan yang masuk merupakan lapisan yang cukup tipis agar dapat dipanaskan dengan cepat dan merata. Suhu ruang pemanas diatur antara 120-260°C, tergantung pada bahan yang digunakan dan besarnya cetakan. Panas berasal dari beberapa kumparan tegangan listrik. Ruang dan cetakan harus cukup kuat karena tekanan injeksi cukup tinggi dan dapat mencapai 200 MPa. Setelah bahan dipanaskan di ruang pemanas, selanjutnya diinjeksikan ke dalam cetakan tertutup di bawah tekanan yang cukup besar. Produk cetak akan mengeras dalam rongga cetakan di bawah pengaruh pendinginan air yang bersikulasi melalui saluran-saluran dalam cetakan. Setelah penekanan injeksi, penekan ditarik kembali, cetakan terbuka dan produk dikeluarkan dari cetakan (Amstead dkk., 1997). Produk yang dihasilkan melalui proses injeksi bisa berbagai macam bentuk dan produk yang dihasilkan tebal. Produk tersebut diantaranya priform (bentuk awal dari toples), tutup toples, sendok dan insert nyam-nyam, gelas beserta tali dan insert cho-cho, serta keranjang. 4) Blowing Proses pada mesin blowing ini mirip dengan proses thermoforming, dimana diberikan udara pada bahan baku sehingga bentuknya akan sesuai dengan bentuk cetakan. Perbedaanya, pada proses blowing ini, bahan bakunya adalah priform dari hasil injection yang kemudian diproses di mesin blowing untuk menjadi toples sosis So Nice. 5) Printing Gelas yang diproduksi dari proses thermoforming selanjutnya akan diberi label melalui proses printing sesuai dengan desain yang diinginkan konsumen. commit to user

II - 3


digilib.uns.ac.id

6) Granulator Semua produk cacat (dari sheeting line, thermoforming, blowing, dan injection) serta sisa produksi yang berupa lembaran plastik dari thermoforming akan digiling di granulator sehingga menghasilkan scrap yang dapat digunakan lagi dalam proses produksi sebagai campuran biji plastik. 7) Finished goods Digunakan sebagai gudang penyimpanan produk jadi yang siap dikirim ke konsumen.

2.1.3

Proses Produksi Untuk menghasilkan produk sesuai dengan permintaan konsumen, maka

perlu dilakukan proses produksi yang terdiri dari langkah-langkah pengerjaan seperti pada Gambar 2.1 dan 2.2. Setiap produk yang dihasilkan akan melalui tahapan proses yang mungkin berbeda dengan produk yang lainnya sesuai dengan bentuk dan sifat produk yang akan dihasilkan. Gambar 2.1 dan 2.2 tersebut menggambarkan proses produksi untuk produk yang berbentuk gelas dan melalui proses calendering dan thermoforming.

commit to user

II - 4


digilib.uns.ac.id

commit to user Gambar 2.1 Flowchart Proses Produksi

II - 5


digilib.uns.ac.id

commit to user Produksi (lanjutan) Gambar 2.2 Flowchart Proses

II - 6


2.2

digilib.uns.ac.id

Landasan Teori Landasan teori ini berisi mengenai teori-teori yang mendukung untuk

menyelesaikan masalah dalam penelitian serta dalam analisis masalah tersebut. 2.2.1 Design for Environment (DFE) Design for Environment (DFE) merupakan sebuah desain sistematis dengan mempertimbangkan aspek lingkungan, kesehatan, keselamatan, serta kemampuan sustainable yang baik terhadap produk maupun proses life cycle (Fiksel, 2009). DFE ini terkadang juga disebut dengan Eco-Design, Life-Cycle Design, dan Design for Eco-efficiency. Konsep Design for Environment (DFE) dikenalkan pada awal 1990, melalui sebuah usaha pada perusahaan dengan memperhatikan dampak lingkungan terhadap pengembangan produk yang mereka lakukan. Secara umum, terdapat 4 prinsip DFE, yaitu sebagai berikut:  Design for dematerialization Hal ini meliputi minimasi material, serta yang berhubungan dengan energi dan konsumsi bahan baku pada setiap fase siklus hidup produk. Selain itu, dapat dilakukan dengan memperpanjang masa hidup produk, pengurangan jumlah bahan baku, penyederhaan proses produksi, menggunakan material daur ulang, dan mengganti proses produksi yang selama ini telah digunakan. Prinsip ini merupakan yang terbaik untuk mengurangi konsumsi bahan baku.  Design for detoxification Hal ini meliputi minimasi bahaya terhadap manusia dan lingkungan pada setiap fase daur hidup produk. Selain itu, dapat dilakukan dengan menggunakan teknologi yang dapat mengurangi waste dan emisi yang berbahaya, memodifikasi waste, mengurangi atau mengeliminasi racun dan bahaya lainnya yang merugikan manusia ataupun lingkungan.  Design for revalorization Hal ini meliputi recover, recycle, atau reuse sisa material yang terdapat pada setiap fase daur hidup produk. Selain itu, juga dilakukan dengan recovery produk, disassembly produk, dan kemungkinan untuk dilakukan recycle. commit to user

II - 7


digilib.uns.ac.id

 Design for capital protection and renewal Hal ini meliputi desain lingkungan kerja yang aman, sehat, dan ergonomis, serta desain pelestarian lingkungan sehingga tidak mengakibatkan perubahan iklim, perlindungan sumber air, dan keseimbangan ekosistem. Selain itu juga menjamin keselamatan, produktivitas, dan keberlangsungan manusia, alam, dan ekonomi yang diperlukan untuk menopang daur hidup produk. Langkah-langkah yang dapat dilakukan untuk melakukan Design for Environment (DFE) adalah sebagai berikut: 1) Gambarkan life cycle produk Gambarkan life cycle produk untuk mengerti dimana dampak lingkungan dihasilkan. Hal ini termasuk dampak selama proses produksi, penggunaan dan pembuangan. Identifikasi pada bagian mana material dan energi digunakan, pada bagian mana limbah dan emisi dihasilkan, baik yang beracun atau berbahaya. Tanyakan kepada supplier atau ahli lain jika diperlukan saran. 2) Identifikasi dampak lingkungan yang utama Identifikasi dampak lingkungan utama yang dihasilkan selama proses desain, seperti limbah, racun, energi atau penggunaan air. 3) Pilih strategi Design for Environment (DFE) yang relevan Pilih strategi DFE yang akan meminimasi atau mengeliminasi dampak utama. Diskusikan konflik lainnya yang akan muncul pada proses produksi, seperti pemasaran, produksi, atau pemenuhan produk. 4) Realisasikan konsep desain Kembangkan ide. Berfikir lebih jauh untuk menemukan cara yang inovatif. Evaluasi konsep desain terhadap dampak lingkungan secara singkat. Identifikasi hubungan antara desain yang memperhatikan dampak lingkungan terhadap biaya yang ditimbulkan.

2.2.2 Life Cycle Produk Life cycle produk merupakan kumpulan fase umur fisik suatu produk, termasuk proses memperoleh bahan baku, transportasi, manufaktur, penggunaan commit to user produk, servis, dan masa akhir produk atau recycle produk (Fiksel, 2009).

II - 8


digilib.uns.ac.id

Dibawah ini kategori-kategori yang diasumsikan sebagai indikator utama dari dampak lingkungan yang berkaitan dengan life cycle limbah plastik (Arena dkk., 2003):  Konsumsi sumber daya alam (konsumsi bersih dan kotor; konsumsi minyak; konsumsi air)  Polusi udara (penambahan efek greenhouse selama lebih dari 100 tahun; keasaman udara; emisi udara dari logam dan polutan lainnya)  Polusi air (pembuangan logam dan polutan lainnya ke dalam air)  Jumlah dari limbah padat (yang berkaitan dengan volume limbah yang dibuang ke daratan).

2.2.3 Eco-indicator 99 Untuk menghasilkan produk yang ramah lingkungan maka dibuat suatu aturan yang dibuat di Belanda di bawah label Integrated Product Policy (IPP). Pada IPP tersebut dikenalkan suatu sistem yang bernama Product Oriented Environmental Management System (POEM). Tujuan POEM adalah membangun sistem perbaikan berkelanjutan dari life cycle suatu produk yang memperhatikan aspek lingkungan dalam keputusan yang diambil. POEM telah dilihat sebagai suatu sistem manajemen lingkungan yang berfokus pada bidang pengembangan produk dan redesain produk. Keputusan

untuk

menghitung

dampak

lingkungan

terkadang

membingungkan para pembuat desain produk. Walaupun Life Cycle Assesment (LCA) merupakan alat yang baik untuk menaksir dampak lingkungan dari suatu produk, dan walaupun ini telah banyak digunakan oleh para pembuat desain produk, LCA ini membutuhkan waktu dan biaya yang besar. Selain itu, hasil dari LCA tidak dapat menunjukkan secara langsung, tetapi harus diinterpretasikan terlebih dahulu. Namun, dengan menggunakan eco-indicator maka penaksiran dampak lingkungan dari suatu produk dapat dilakukan dengan mudah. Eco-indicator

merupakan

angka

yang

menunjukkan

total

beban

lingkungan dari suatu produk atau proses. Dengan menggunakan eco-indicator commit to user

II - 9


digilib.uns.ac.id

maka desainer produk atau produk manajer dapat menganalisis beban lingkungan suatu produk melalui life cycle produk tersebut (Goedkoop, 2000). Nilai eco-indicators 99 terdiri dari: 1) Material Indikator untuk proses produksi berdasarkan pada 1 kilogram material. Dengan memasukkan kategori, jenis, dan jumlah material yang digunakan maka akan didapat nilai indikator yang sesuai dengan dampak lingkungan yang dihasilkan. 2) Proses produksi Menyatakan segala perlakuan dan proses yang terjadi pada material. Dengan memasukkan kategori dan jenis proses produksi yang digunakan maka akan didapat nilai indikator yang sesuai dengan dampak lingkungan yang dihasilkan. 3) Proses transportasi Biasa dinyatakan dalam satuan ton-kilometer (tkm). Dengan memasukkan jenis dan jarak tempuh untuk mengangkut masing-masing material maka akan didapat nilai indikator yang sesuai dengan dampak lingkungan yang dihasilkan. Proses transportasi ini digunakan pada saat transportasi material, transportasi produk jadi, dan transportasi pembuangan produk. 4) Proses penggunaan energi Indikator yang dihitung adalah estimasi konsumsi energi yang digunakan selama masa hidup produk tersebut. 5) Rencana pembuangan produk. Satuan yang digunakan adalah per kilogram material. Terdapat lima kategori dalam penanganan limbah ini, yaitu limbah rumah tangga, limbah perkotaan, pembakaran limbah, pembuangan ke daratan, dan recycle produk. Semakin tinggi nilai eco-indicator yang dihasilkan maka dampak lingkungan yang ditimbulkan akan semakin besar. Dampak lingkungan yang didefinisikan dalam eco-indicator 99 ini terbagi dalam tiga kategori, yaitu: 1) Kesehatan manusia Termasuk dalam kategori ini adalah jumlah dan jangka waktu terjangkit penyakit, dan masa hidup yang berkurang karena kerusakan lingkungan. Efek commit to user

II - 10


digilib.uns.ac.id

yang ditimbulkan dapat berupa perubahan iklim, penipisan lapisan ozone, efek karsinogenik, efek pernapasan, dan radiasi nuklir. 2) Kualitas ekosistem Termasuk dalam kategori ini adalah efek terhadap keberagaman spesies makhluk hidup. 3) Sumber daya alam Termasuk dalam kategori ini adalah jumlah energi yang tersedia untuk digunakan pada masa yang akan datang.

2.2.4 Termoplastik Material termoplastik terdiri dari campuran karbon dan hidrogen yang bergabung membentuk rantai panjang struktur. Struktur ini dapat menentukan mekanikal properti dari berbagai macam termoplastik, seperti massa jenis, kekakuan, daya rentang, fleksibilitas, kekerasan, keuletan, pemanjangan, dan karakteristik retak (Rosato, 2003). Material termoplastik yang paling banyak digunakan untuk membuat gelas plastik untuk air minum dalam kemasan adalah polypropylene (PP). Material ini memiliki sifat-sifat listrik yang baik, nilai impak dan kekuatan yang tinggi, dan sangat tahan terhadap suhu dan bahan-bahan kimia (Amstead dkk., 1997). Produk yang terbuat dari polypropylene dibuat dengan cara cetak injeksi (injection), cetak tiup (thermoforming dan blowing), dan penggilingan lembaran (calendering).

2.2.5 Model Matematika Model matematika adalah model dimana hubungan antara entitas dinyatakan melalui bentuk ekspresi matematika, misalnya fungsi, persamaan, ketidaksamaan dan lain-lain (Daellenbach dan McNickle, 2005). Pembuatan model matematika berhubungan dengan pendefinisian terminologi tertentu, yaitu: 1) Variabel keputusan, merupakan aspek yang dapat dikendalikan dari masalah yang didefinisikan atau alternatif tindakan lain. 2) Ukuran performansi, merupakan aspek yang mengukur seberapa baik tujuan commit to user dari pembuat keputusan dapat dicapai. Jika ukuran performansi bisa dinyatakan

II - 11


digilib.uns.ac.id

sebagai fungsi dari variabel keputusan, maka disebut dengan fungsi tujuan (objective function). 3) Koefisien atau konstanta merupakan input yang tidak dapat dikendalikan dari masalah yang telah didefinisikan. 4) Batasan (constraints) merupakan ekspresi matematika yang membatasi range nilai dari variabel keputusan.

2.2.6 Validitas Model Pengujian validitas dari sebuah model bertujuan untuk mengetahui kebenaran suatu model secara matematis, konsistensi model secara logis, serta kedekatan model dengan keadaan nyata. Pengujian validitas dari sebuah model terdiri atas dua bagian, yaitu pengujian validitas internal dan pengujian validitas eksternal. Pengujian validitas internal pada umumnya dikenal sebagai verifikasi sementara pengujian validitas eksternal dikenal sebagai validasi (Daellenbach dan McNickle, 2005). Verifikasi suatu model dilakukan untuk menjamin suatu model benar secara matematis dan konsisten secara logis. Hal ini berarti verifikasi dari model adalah pemeriksaan seluruh ekspresi matematis dalam model untuk meyakinkan bahwa ekspresi-ekspresi tersebut merepresentasikan hubungan-hubungan yang ada dengan benar. Verifikasi model juga meliputi pemeriksaan model untuk meyakinkan bahwa semua ekspresi matematis dalam model memiliki dimensi yang konsisten. Validasi suatu model dilakukan untuk menjamin kemampuan suatu model untuk merepresentasikan sistem nyata. Dengan demikian, validasi suatu model merupakan suatu usaha untuk dapat menjamin kredibilitas dari sebuah model yang dibangun.

2.2.7 Influence Diagram Kompleksitas suatu situasi tidak terstruktur dapat dengan efektif digambarkan dengan menggunakan influence diagram. Dengan menggunakan user dalam rangka pengembangan influence diagram, identifikasi commit masalahtosistem

II - 12


digilib.uns.ac.id

model matematis lebih mudah dilakukan. Influence diagram disusun sebagai alat untuk membantu dalam mendiskripsikan masalah dan mencari hubungan keterkaitan antara variabel yang dapat dikontrol, parameter, dan konstanta dengan kriteria performansi (Daellenbach dan McNickle, 2005). Gambar 2.3 adalah simbol yang digunakan pada influence diagram.

Gambar 2.3 Simbol pada Influence Diagram Sumber: Daellenbach dan McNickle, 2005

2.2.8 Pembebanan Aksial pada Sebuah Benda Pada beban kritis, kolom yang penampangnya berbentuk lingkaran atau tabung dapat menekuk ke samping untuk setiap arah. Dalam keadaan yang lebih lazim, batang tekan tidak mempunyai kekakuan lentur yang sama untuk segala arah. Bentuk tekukan yang terlihat hanya mungkin terdapat pada beban kritis atau beban Euler, karena sebelum mendapatkan beban ini kolom masih lurus. Gaya terkecil dimana bentuk tekukan dapat terjadi disebut gaya kritis. Rumus beban Euler untuk kolom berujung pasak pada kedua ujungnya adalah sesuai dengan Persamaan (2.1). 𝑃𝑐𝑟 =

𝜋 2 𝐸𝐼 𝐿2

..................................................................................................... (2.1)

dengan Pcr = beban Euler E

= modulus elastisitas

commit to user

II - 13


digilib.uns.ac.id

I

= momen inersia terkecil dari kolom berpenampang konstan

L

= panjang benda. Dikarenakan produk yang digunakan sebagai penelitian diasumsikan

berbentuk tabung tanpa tutup, maka momen inersia untuk produk berlaku Persamaan (2.2). 𝐼 = 𝜋𝑟 3 𝑡 ..................................................................................................................... (2.2) dengan r = jari-jari produk t

= tebal produk.

2.2.9 Penelitian Terdahulu Penelitian yang dijadikan referensi dalam pengembangan model pada penelitian ini adalah penelitian yang dilakukan oleh Giudice dkk. (2005). Pada penelitian tersebut dikembangkan suatu model untuk pemilihan material yang mempertimbangkan daur hidup produk. Model tersebut dapat menentukan dampak lingkungan yang ditimbulkan selama daur hidup produk. Berdasarkan penelitian tersebut, dampak lingkungan selama daur hidup produk dapat diformulasikan dengan Persamaan (2.3). 𝐸𝐼𝐿𝐶 = 𝐸𝐼𝑀𝑎𝑡 + 𝐸𝐼𝑀𝑓𝑐𝑡 + 𝐸𝐼𝑈𝑠𝑒 + 𝐸𝐼𝐸𝑜𝐿 ........................................................ (2.3) dengan EILC = dampak lingkungan selama daur hidup produk, EIMat = dampak lingkungan dari material yang digunakan untuk memproduksi produk, EIMfct = dampak lingkungan yang diakibatkan selama proses manufaktur produk, EIUse = dampak lingkungan yang terjadi selama penggunaan produk, EIEoL = dampak lingkungan pada saat masa akhir produk (didaur ulang, atau dibuang). Pada Persamaan (2.3), penjumlahan antara EIMat dan EIMfct dapat juga dinyatakan dengan EIProd yang diformulasikan pada Persamaan (2.4). 𝐸𝐼𝑃𝑟𝑜𝑑 = 𝐸𝐼𝑀𝑎𝑡 + 𝐸𝐼𝑀𝑓𝑐𝑡 = 𝑒𝑖𝑀𝑎𝑡 ∙ 𝑊 + 𝑒𝑖𝑃𝑟𝑠𝑠 ∙ 𝜇 +𝑒𝑖 𝜂 ........................................................ (2.4) commit user 𝑀𝑐𝑕𝑔 ∙ to

II - 14


digilib.uns.ac.id

dengan EIprod = dampak lingkungan selama proses produksi, eiMat = eco indicator per berat material, W

= berat material,

eiPrss = eco indicator dari proses pemesinan pertama per unit μ, μ

= parameter karakteristis dari proses atau jumlah material yang diproses,

ieMchg = eco indicator dari proses pemesinan kedua per unit parameter karakteristik dari proses η. Dampak lingkungan pada masa akhir produk EIEoL dapat dinyatakan dalam

Persamaan (2.5). 𝐸𝐼𝐸𝑜𝐿 = 𝑒𝑖𝐷𝑠𝑝 ∙ 1 − 𝜉 ∙ 𝑊 + 𝑒𝑖𝑅𝑐𝑙 ∙ 𝜉 ∙ 𝑊 ............................................................... (2.5) dengan eiDsp = eco indicator per unit berat material yang dibuang, eiRcl = eco indicator dari proses daur ulang per unit berat material, W

= berat material,

ξ

= fraksi daur ulang.

2.2.10 Permasalahan Optimisasi Multi Objectives Menurut Marler dan Arora (2004), permasalahan optimisasi multi objectives secara umum dinyatakan dalam Persamaan (2.6). 𝑀𝑖𝑛𝑖𝑚𝑖𝑧𝑒 𝐹 𝑥 = [𝐹1 𝑥 , 𝐹2 𝑥 , … , 𝐹𝑘 𝑥 ]𝑇 𝑠𝑢𝑏𝑗𝑒𝑐𝑡 𝑡𝑜: 𝑔𝑗 𝑥 ≤ 0, 𝑗 = 1,2, … , 𝑚, 𝑕𝑙 𝑥 = 0, 𝑙 = 1,2, … , 𝑒, ............................................................. (2.6) dengan k

= jumlah fungsi tujuan,

m

= jumlah batasan yang berbetuk persamaan,

e

= jumlah batasan yang memiliki besaran tetap,

x ϵ En = variabel keputusan. Untuk menyelesaikan permasalahan optimisasi multi objectives, salah satu metode yang dapat digunakan adalah transformasi fungsi. Menurut Marler dan Arora (2004) ada beberapa pendekatan dalam transformasi fungsi. Namun commit to user

II - 15


digilib.uns.ac.id

pendekatan yang paling robust adalah sesuai dengan Persamaan (2.7) yang juga bisa disebut dengan normalisasi. Normalisasi ini nilainya antara 0 sampai 1. 𝐹 𝑥 −𝐹 0

𝑖 𝑖 𝐹𝑖𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠 = 𝐹𝑚𝑎𝑥 ............................................................................................ (2.7) −𝐹 0 𝑖

𝑖

dengan Fitrans = transformasi fungsi, Fi(x)

= fungsi tujuan,

Fi

o

= minimasi fungsi tujuan,

Fi

max

= maksimasi fungsi tujuan.

commit to user

II - 16


digilib.uns.ac.id

BAB III METODOLOGI PENELITIAN Pada bab ini akan diuraikan mengenai tahapan-tahapan yang dilakukan selama penelitian. Tahapan-tahapan tersebut ditunjukkan pada Gambar 3.1 dan 3.2.

Gambar 3.1 Metodologi Penelitian

commit to user

III - 1


digilib.uns.ac.id

Gambar 3.2 Metodologi Penelitian (lanjutan)

Berdasarkan flowchart diatas maka akan dijelaskan mengenai tahapantahapan yang dilakukan pada sub bab di bawah ini.

3.1

Identifikasi Masalah Tahap ini merupakan tahap awal dalam penelitian yang dilakukan. Adapun

kegiatan yang dilakukan pada tahap ini adalah sebagai berikut: 3.1.1 Studi Pustaka Tahap ini dilakukan untuk memahami teori-teori yang digunakan selama penelitian. Dengan melakukan studi pustaka maka akan didapatkan informasi yang lebih akurat secara teoritis dan digunakan untuk menunjang penyelesaian commit to user masalah yang diangkat dalam penelitian.

III - 2


digilib.uns.ac.id

3.1.2 Observasi Awal Observasi awal dilakukan untuk menggali informasi lebih dalam mengenai permasalahan yang terjadi di perusahaan. Observasi awal ini dilakukan dengan melakukan wawancara terhadap karyawan yang bekerja di perusahaan yang akan dijadikan tempat penelitian, yaitu PT. Supratama Aneka Industri. 3.1.3 Perumusan Masalah Perumusan

masalah

dilakukan

untuk

menentukan

permasalahan-

permasalahan yang harus diselesaikan dalam penelitian ini. Dengan merumuskan permasalahan berarti dapat memfokuskan perhatian pada permasalahan yang telah dirumuskan. 3.1.4 Penetapan Tujuan Setelah permasalahan dirumuskan, kemudian ditetapkan tujuan untuk mengetahui apa saja yang ingin dicapai dalam penelitian. Tujuan penelitian ini adalah menentukan ketebalan gelas plastik yang dapat memaksimasi kekuatan produk dan meminimasi dampak lingkungan yang dihasilkan. Selain itu juga menentukan proporsi antara material baru dan daur ulang yang akan digunakan dalam pembuatan produk.

3.2

Pengumpulan Data Data yang dikumpulkan adalah data yang dibutuhkan dalam proses

pengolahan data. Pengumpulan data dilakukan melalui observasi langsung di perusahaan serta wawancara dengan karyawan tempat penelitian dilakukan. Selain itu, juga dilakukan pengambilan data sekunder dari sumber data yang dimiliki perusahaan. Pengumpulan data ini dilakukan pada bulan April – Mei 2012 di PT. Supratama Aneka Industri, Tangerang, Banten. Data yang didapatkan dengan melakukan observasi langsung dan wawancara, yaitu: 1. Profil perusahaan, mengenai sejarah berdiri perusahaan serta susunan organisasi yang ada di perusahaan tempat dilakukan penelitian. 2. Stasiun kerja yang ada di perusahaan serta proses produksi yang dilakukan oleh commit user Selain itu juga diperoleh data perusahaan untuk menghasilkan suatutoproduk.

III - 3


digilib.uns.ac.id

mengenai mesin yang digunakan oleh perusahaan beserta cara kerja dari masing-masing mesin tersebut. 3. Macam-macam produk yang dihasilkan oleh perusahaan beserta proses yang dilalui oleh produk yang dihasilkan tersebut. Hal ini dilakukan karena tidak semua produk akan mengalami proses yang sama. 4. Proses pengujian kualitas yang dilakukan oleh perusahaan. Meliputi uji tekan (top load test), uji jatuh (drop test), uji suhu, uji dimensi, serta uji visual produk, seperti retak, bocor, penyok, warna tidak rata, dan lain-lain. 5. Proses pemesanan produk oleh konsumen, dari mulai pemesanan produk ke bagian marketing hingga terjadi penandatanganan kontrak antara perusahaan dengan konsumen. Sedangkan untuk data sekunder yang didapat dari perusahaan tempat penelitian adalah: 1. Identitas produk yang dihasilkan, meliputi berat, warna, diameter, tinggi, konsumen, dan lain-lain. 2. Jumlah produksi harian dan jumlah produk yang cacat. 3. Harga produk jadi. 4. Supplier material. 5. Cetificate of analysis material.

3.3

Pengolahan Data Pada tahap ini dilakukan pengolahan data terhadap data yang telah

dikumpulkan pada tahap sebelumnya. Adapun kegiatan yang dilakukan pada tahap ini adalah sebagai berikut: 3.3.1 Identifikasi Daur Hidup Produk Tahap awal yang dilakukan adalah mengidentifikasi daur hidup dari produk tersebut dari mulai proses penyediaan bahan baku hingga produk tersebut sudah tidak digunakan (apakah digunakan kembali atau dibuang). Berdasarkan daur hidup tersebut maka dapat ditentukan prinsip mana yang cocok digunakan untuk pengembangan model sesuai dengan pendekatan design for environment commit to user (DFE).

III - 4


digilib.uns.ac.id

3.3.2 Penentuan Karakteristik Model Sebelum dilakukan pengembangan model, maka dilakukan penentuan karakteristik model tersebut, sehingga dapat diketahui faktor-faktor yang dapat mempengaruhi permasalahan yang ada serta hubungan antar faktor tersebut. Penentuan karakteristik model tersebut dilakukan dengan menggunakan influence diagram. Influence diagram adalah suatu diagram yang menggambarkan proses transformasi sistem (Daellenbach dan McNickle, 2005). Terdapat lima notasi yang digunakan dalam influence diagram, yaitu cloud (awan), rectangle (persegi panjang), oval, circle (lingkaran), dan arrow (panah). Notasi cloud (awan) digunakan untuk menunjukkan input, data, dan batasan yang tidak dapat dikendalikan. Notasi rectangle (persegi panjang) digunakan untuk menunjukkan input yang dapat dikendalikan, yaitu keputusan dan aturan keputusan. Notasi oval digunakan untuk menunjukkan output. Notasi circle (lingkaran) digunakan untuk menunjukkan variabel sistem yang terdiri dari atribut komponen dan nilai variabel. Sedangkan notasi arrow (panah) digunakan untuk menunjukkan hubungan pengaruh antara dua notasi. 3.3.3 Pengembangan Model Langkah selanjutnya yang dilakukan adalah pengembangan model optimisasi perancangan gelas plastik untuk air minum dalam kemasan. Pengembangan model meliputi penentuan fungsi tujuan dan batasan model. Pada penelitian sebelumnya, Giudice dkk. (2005) telah mengembangkan suatu model pemilihan material untuk memproduksi suatu produk dengan memperhatikan daur hidup produk sehingga dapat diketahui dampak lingkungan yang ditimbulkan selama daur hidup produk tersebut. Pada penelitian ini, dalam pengembangan model akan ditambahkan variabel keputusan yang berupa ketebalan gelas plastik sehingga dapat memaksimasi kekuatan gelas plastik dan sekaligus meminimasi dampak lingkungan yang dihasilkan. Selain itu, juga akan ditentukan proporsi penggunaan antara material baru dan daur ulang. Sedangkan kendala model ini adalah biaya material, stress produk, kekuatan produk sesuai standar SNI, biaya commit to user material daur ulang maksimal untuk melakukan proses daur ulang, penggunaan

III - 5


digilib.uns.ac.id

sebanyak 50% dari total penggunaan bahan baku, serta modulus elastisitas plastik pada saat diisi air minuman dengan suhu tertentu. 3.3.4 Validasi Model Setelah mendapatkan model matematis untuk perancangan produk, selanjutnya dilakukan validasi internal atau verifikasi model. Verifikasi suatu model dilakukan untuk menjamin suatu model benar secara matematis dan konsisten secara logis. Hal ini berarti verifikasi model adalah pemeriksaan seluruh ekspresi matematis dalam model untuk meyakinkan bahwa ekspresi-ekspresi tersebut merepresentasikan hubungan-hubungan yang ada dengan benar. Verifikasi model juga meliputi pemeriksaan model untuk meyakinkan bahwa semua ekspresi matematis yang digunakan dalam model memiliki satuan yang sama (persamaan pada ruas kanan sebanding dengan persamaan pada ruas kiri). Apabila model sudah valid maka dapat dilakukan conoh numerik. Namun apabila ternyata model belum valid, maka harus dilakukan pemeriksaan kembali terhadap model yang telah dikembangkan. Validasi terhadap model juga dilakukan secara eksternal dengan membandingkan hasil optimisasi model dengan kondisi yang saat ini terjadi di perusahaan. 3.3.5 Contoh Numerik Langkah terakhir yang dilakukan dalam pengolahan data dalam penelitian ini adalah contoh numerik. Contoh numerik dilakukan dengan memasukkan nilai dimensi produk dan nilai besaran lainnya ke dalam model kemudian model dijalankan dengan menggunakan software LINGO 9.0 sehingga didapatkan ketebalan gelas plastik serta proporsi penggunaan material baru dan daur ulang sesuai dengan fungsi tujuan yang diinginkan. Dikarenakan model ini memiliki dua fungsi tujuan maka multi objectives optimization method dapat diterapkan untuk memecahkan persoalan yang ada.

3.4

Analisis Model Setelah dilakukan pengembangan model dan contoh numerik, maka

selanjutnya dilakukan analisis terhadap model yang dikembangkan. Analisis yang commit to user dilakukan adalah analisis sensitivitas. Menurut Daellenbach dan McNickle (2005),

III - 6


digilib.uns.ac.id

analisis sensitivitas dilakukan untuk mengetahui bagaimana pengaruh perubahan suatu input dengan input yang lainnya tidak diubah nilainya terhadap solusi optimal yang dihasilkan model tersebut.

3.5

Kesimpulan dan Saran Langkah akhir dalam penelitian ini adalah menarik kesimpulan dan saran.

Pada tahap ini akan diambil kesimpulan mengenai ketebalan produk yang digunakan serta proporsi penggunaan material baru dan daur ulang sehingga dapat memaksimasi kekuatan produk serta meminimasi dampak lingkungan yang dihasilkan. Selain itu, pada tahap ini peneliti juga akan memberikan saran untuk penelitian selanjutnya.

commit to user

III - 7


digilib.uns.ac.id

BAB IV PENGUMPULAN DAN PENGOLAHAN DATA Pada bab ini akan diuraikan mengenai pengumpulan data yang diperoleh dari perusahaan dan literatur-literatur. Selain itu, juga diuraikan mengenai pengolahan data yang dilakukan, meliputi pengembangan model optimisasi perancangan gelas plastik untuk air minum dalam kemasan dengan pendekatan design for environment (DFE) serta penerapannya dalam studi kasus model.

4.1

Pengumpulan Data

4.1.1 Sifat Material Polypropylene Material yang digunakan oleh perusahaan dalam pembuatan gelas plastik untuk air dalam kemasan adalah polypropylene (PP). PP digunakan karena sifat materialnya yang termasuk dalam food grade dan dan dapat menghasilkan produk dengan sifat-sifat yang sesuai dengan keinginan perusahaan. Tabel 4.1 menunjukkan sifat-sifat material PP yang akan digunakan dalam contoh numerik model yang dikembangkan.

Tabel 4.1 Sifat Material Polypropylene Sifat Material

4.2

Besar

EI Virgin Material

330 mPt/kg

EI Recycled Material

86 mPt/kg

EI Calandering

3,7 mPt/kg

EI Thermoforming

6,4 mPt/kg

EI Disposal (Landfill)

3,8 mPt/kg

Pengolahan Data Pada pengolahan data ini akan diuraikan langkah-langkah yang dilakukan

dalam mengolah data sehingga dapat menjawab permasalahan yang terdapat dalam penelitian.

commit to user

IV - 1


4.2.1

digilib.uns.ac.id

Identifikasi Daur Hidup Produk

Gambar 4.1 Daur Hidup Produk

Berdasarkan daur hidup produk seperti yang digambarkan pada Gambar 4.1 di atas, terdapat 4 (empat) fase produk yang akan dijelaskan sebagai berikut: 1. Input Pada fase ini dilakukan proses ekstraksi material yang berupa polypropylene (PP). PP yang digunakan ada 2 (dua) jenis, yaitu material baru dan material daur ulang dengan komposisi tertentu seperti yang telah ditetapkan perusahaan. 2. Value creation Fase selanjutnya adalah value creation dimana pada fase ini dilakukan proses produksi terhadap material yang merupakan input proses. Proses produksi secara umum terdiri dari proses calandering dan thermoforming. Namun proses produksi yang dilakukan oleh perusahaan secara lengkap telah digambarkan pada Gambar 2.1 dan 2.2 yang terdapat pada Bab II. 3. Output Dari proses produksi yang telah dilakukan maka akan dihasilkan output yang berupa produk dan non produk. Output berupa produk adalah gelas plastik untuk air minum dalam kemasan, sedangkan non produk yang dihasilkan commit to user selama proses produksi berlangsung, yaitu produk yang ditolak dan sisa IV - 2


digilib.uns.ac.id

material yang tidak dapat diolah. Produk yang ditolak dan sisa material selanjutnya akan dilakukan proses daur ulang sehingga menjadi material daur ulang yang akan digunakan sebagai campuran material untuk pembuatan produk baru. 4. Value extraction Pada value extraction ini akan dilakukan proses konsumsi dimana akan menghasilkan waste yang selanjutnya akan dibuang ke tempat pembuangan akhir.

4.2.2

Penentuan Karakteristik Model Penentuan karakteristik model dilakukan untuk mengetahui faktor-faktor

yang dapat mempengaruhi permasalahan yang ada serta hubungan antar faktor tersebut. Penentuan karakteristik model tersebut dilakukan dengan menggunakan influence diagram. Menurut Daellenbach dan McNickle (2005), influence diagram adalah suatu diagram yang menggambarkan proses transformasi sistem. Gambar dari influence diagram ditampilkan pada Gambar 4.2. Berdasarkan influence diagram tersebut, dapat diketahui bahwa model yang akan dikembangkan memiliki dua fungsi tujuan, yaitu kekuatan produk dan dampak lingkungan yang dihasilkan selama siklus hidup produk tersebut. Kekuatan produk, sesuai dengan rumus Euler, dipengaruhi oleh modulus elastisitas, momen inersia, dan tinggi produk. Momen inersia untuk produk yang berbentuk tabung dipengaruhi oleh jari-jari dan tebal produk tersebut. Besarnya tinggi dan jari-jari produk telah ditentukan oleh perusahaan, sedangkan tebal produk akan menjadi variabel keputusan dalam model ini. Jari-jari produk juga akan mempengaruhi luas alas permukaan produk, dimana luas permukaan produk dan gaya yang diberikan terhadap produk akan mempengaruhi stress produk. Berdasarkan penelitian yang dilakukan oleh Ríos (2003), modulus elastisitas untuk produk yang terbuat dari campuran antara material baru dan daur ulang, maka besar modulus elastisitas akan sebanding dengan proporsi penggunaan material daur ulang dimana proporsi ini akan menjadi variabel keputusan dalam to user model ini. Modulus elastisitas commit ini juga dipengaruhi oleh suhu yang diatur

IV - 3


digilib.uns.ac.id

Gambar 4.2 Influence Diagram

pada saat dilakukan pengujian suhu terhadap produk yang dihasilkan. Dampak lingkungan yang dihasilkan selama siklus hidup produk secara garis besar terdiri dari dampak lingkungan dari material, dampak lingkungan dari commit to user

IV - 4


digilib.uns.ac.id

proses produksi, dampak lingkungan pada fase penggunaan, dan dampak lingkungan pada fase akhir hidup produk. Besarnya dampak lingkungan yang dihasilkan dinyatakan dalam eco indicator 99 dengan satuan millipoints per kg. Dampak lingkungan dari material diakibatkan dari penggunaan material baru dan daur ulang dengan proporsi tertentu. Dampak lingkungan dari proses produksi diakibatkan dari proses calandering dan thermoforming material polypropylene (PP). Dampak lingkungan pada fase penggunaan tidak dihitung dalam model ini karena sulit dinyatakan secara jelas. Dampak lingkungan pada fase akhir hidup terjadi pada saat produk selesai digunakan oleh konsumen, dikarenakan sulit dihitung jumlah yang akan didaur ulang sehingga seluruh material diasumsikan dibuang ke tempat pembuangan akhir. Untuk menentukan besar tebal produk dan proporsi material yang digunakan, perusahaan juga harus memperhatikan biaya material yang dibutuhkan jika perusahaan akan mengaplikasikan penggunaan tebal produk serta proporsi material daur ulang dan daur ulang. Total biaya material ini terdiri dari biaya material baru dan daur ulang. Biaya material diperoleh dari perkalian antara proporsi material, harga material dan berat material. Walaupun material daur ulang didapat dari produk cacat perusahaan, namun harga material daur ulang pada model ini didapat dengan mengkonversi material tersebut ke dalam rupiah sesuai dengan harga material daur ulang di pasaran. Adapun berat material diperoleh dengan mengalikan volume produk dan massa jenis material. Volume produk didapat dari perkalian tebal produk dan luas permukaan produk.

4.2.3

Pengembangan Model Pada pengembangan model ini ditentukan fungsi tujuan model yang

dikembangkan dan kendala yang digunakan. a. Fungsi Tujuan Dalam model ini terdapat dua fungsi tujuan, yaitu memaksimasi kekuatan produk dan meminimasi dampak lingkungan selama daur hidup produk. commit to user

IV - 5


digilib.uns.ac.id

1) Memaksimasi kekuatan produk Kekuatan produk dihitung untuk mengetahui seberapa kuat produk dapat menahan beban aksial yang diberikan. Beban tersebut diberikan pada saat dilakukan top load test terhadap produk. Kekuatan produk dihitung hingga produk mengalami tekukan. Bentuk tekukan yang terlihat hanya mungkin terdapat pada beban kritis atau beban Euler, karena sebelum mendapatkan beban ini produk masih dalam keadaan lurus (Popov, 1978). Persamaan untuk menghitung kekuatan produk sesuai dengan Persamaan (4.1). 𝑃𝑐𝑟 =

𝜋 2 𝐸𝐼 𝑕2

............................................................................................ (4.1)

dengan Pcr = beban Euler, E

= modulus elastisitas,

I

= momen inersia terkecil dari kolom berpenampang konstan,

h

= tinggi produk. Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan oleh Ríos (2003),

modulus elastisitas material akan sebanding dengan proporsi penggunaan material daur ulang sesuai dengan Persamaan (4.2). 𝐸 = 1200 − 0,3𝑥 .................................................................................. (4.2) dengan E = modulus elastisitas, x = proporsi material daur ulang. Dikarenakan produk yang digunakan sebagai penelitian diasumsikan berbentuk tabung tanpa tutup, maka momen inersia untuk produk berlaku Persamaan (4.3). 𝐼 = 𝜋𝑟 3 𝑡................................................................................................. (4.3) dengan r

= jari-jari produk,

t

= tebal produk. commit to user

IV - 6


digilib.uns.ac.id

2) Meminimasi dampak lingkungan yang dihasilkan Dampak lingkungan selama daur hidup produk terdiri dari dampak lingkungan pada empat fase produk. Persamaan (4.4) menunjukkan dampak lingkungan yang dihasilkan selama siklus hidup produk, dimana persamaan ini berlaku secara umum dan dapat diaplikasikan untuk berbagai macam produk, tidak hanya untuk produk berupa gelas plastik saja. Persamaan ini merupakan persamaan yang telah dibuat oleh Giudice dkk. (2005). 𝐸𝐼𝐿𝐶 = 𝐸𝐼𝑀𝑎𝑡 + 𝐸𝐼𝑀𝑓𝑐𝑡 + 𝐸𝐼𝑈𝑠𝑒 + 𝐸𝐼𝐸𝑜𝐿 ............................................... (4.4) dengan EILC = dampak lingkungan selama daur hidup produk, EIMat = dampak

lingkungan

dari

material

yang

digunakan

untuk

memproduksi produk, EIMfct = dampak lingkungan yang diakibatkan selama proses manufaktur produk, EIUse = dampak lingkungan yang terjadi selama penggunaan produk, EIEoL = dampak lingkungan pada saat masa akhir produk (didaur ulang, atau dibuang). Pada Persamaan (4.4), penjumlahan antara EIMat dan EIMfct dapat juga dinyatakan dengan EIProd yang diformulasikan pada Persamaan (4.5). 𝐸𝐼𝑃𝑟𝑜𝑑 = 𝐸𝐼𝑀𝑎𝑡 + 𝐸𝐼𝑀𝑓𝑐𝑡 = (𝑒𝑖𝑀𝑎𝑡 𝑏𝑎𝑟𝑢 ∙ (1 − 𝑥) ∙ 𝑊) + (𝑒𝑖𝑀𝑎𝑡 𝑑𝑎𝑢𝑟

𝑢𝑙𝑎𝑛𝑔

∙ 𝑥 ∙ 𝑊) + 𝑒𝑖𝑃𝑟𝑠𝑠 1 ∙ 𝑊 +

𝑒𝑖𝑃𝑟𝑠𝑠 2 ∙ 𝑊 ..................................................................................... (4.5)

dengan EIprod

= dampak lingkungan selama proses produksi,

eiMat baru

= eco indicator material baru per berat material,

eiMat daur ulang = eco indicator material daur ulang per berat material, x

= proporsi material daur ulang,

W

= berat material,

eiPrss 1

= eco indicator dari proses calandering per berat material,

eiPrss 2

= eco indicator dari proses thermoforming per berat material. commit to user

IV - 7


digilib.uns.ac.id

Dampak lingkungan pada masa akhir produk EIEoL dapat dinyatakan dalam Persamaan (4.6). 𝐸𝐼𝐸𝑜𝐿 = 𝑒𝑖𝐷𝑠𝑝 ∙ 𝑊 ..................................................................................... (4.6)

dengan eiDsp = eco indicator per unit berat material yang dibuang, W

= berat material.

3) Transformasi Fungsi Tujuan Dalam model ini terdapat dua fungsi tujuan, yaitu maksimasi kekuatan produk dan minimasi dampak lingkungan yang dihasilkan selama daur hidup produk tersebut. Kedua fungsi tujuan tersebut memiliki satuan yang berbeda. Oleh karena itu, perlu dilakukan normalisasi atau transformasi fungsi tujuan seperti yang ditunjukkan pada Persamaan (4.7). 𝐹 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠 = 𝑚𝑎𝑥 𝐹𝑘𝑒𝑘𝑢𝑎𝑡𝑎𝑛 𝑝𝑟𝑜𝑑𝑢𝑘 −𝐹𝑘𝑒𝑘𝑢𝑎𝑡𝑎𝑛 𝑝𝑟𝑜𝑑𝑢𝑘 𝑥 𝑚𝑎𝑥 0 𝐹𝑘𝑒𝑘𝑢𝑎𝑡𝑎𝑛 𝑝𝑟𝑜𝑑𝑢𝑘 −𝐹𝑘𝑒𝑘𝑢𝑎𝑡𝑎𝑛 𝑝𝑟𝑜𝑑𝑢𝑘

+

0 𝐹𝑑𝑎𝑚𝑝𝑎𝑘 𝑙𝑖𝑛𝑔𝑘𝑢𝑛𝑔𝑎𝑛 𝑥 −𝐹𝑑𝑎𝑚𝑝𝑎𝑘 𝑙𝑖𝑛𝑔𝑘𝑢𝑛𝑔𝑎𝑛 𝑚𝑎𝑥 0 𝐹𝑑𝑎𝑚𝑝𝑎𝑘 𝑙𝑖𝑛𝑔𝑘𝑢𝑛𝑔𝑎𝑛 −𝐹𝑑𝑎𝑚𝑝𝑎𝑘 𝑙𝑖𝑛𝑔𝑘𝑢𝑛𝑔𝑎𝑛

(4.7)

dengan Ftrans

= transformasi fungsi tujuan,

Fkekuatan produk (x) Fkekuatan produk

o

Fkekuatan produk max

= persamaan fungsi tujuan kekuatan produk, = minimasi fungsi tujuan kekuatan produk, = maksimasi fungsi tujuan kekuatan produk,

Fdampak lingkungan (x) = persamaan fungsi tujuan dampak lingkungan, Fdampak lingkungan o

= minimasi fungsi tujuan dampak lingkungan,

Fdampak lingkungan max = maksimasi fungsi tujuan dampak lingkungan. b. Kendala Dalam model ini terdapat enam kendala, yaitu biaya material, stress produk, kekuatan produk sesuai standar SNI, biaya untuk melakukan proses daur ulang, penggunaan material daur ulang maksimal sebanyak 50% dari total penggunaan bahan baku, serta modulus elastisitas plastik pada saat diisi air minuman dengan suhu tertentu. Berikut ini merupakan penjabaran mengenai commit to user masing-masing kendala tersebut:

IV - 8


digilib.uns.ac.id

1) Biaya material Untuk menghasilkan suatu produk, maka perusahaan membutuhkan biaya material. Biaya material ini adalah perkalian antara berat material yang dibutuhkan dengan harga material tersebut. Berat material didapat dari perkalian luas permukaan seluruh bidang produk dengan massa jenis material. Material yang digunakan terdiri dari dua jenis, yaitu material baru dan material daur ulang. Kendala model mengenai biaya material ditunjukkan pada Persamaan (4.8). 𝑊 ×𝑐 ≤ 𝑞 𝑣 ×𝑑×𝑐 ≤ 𝑞

𝜋𝑟𝑡 2𝑕 + 𝑟 𝑐𝑑𝑎𝑢𝑟


× 𝑑 × (1 − 𝑥) × 𝑐𝑏𝑎𝑟𝑢 +

𝜋𝑟𝑡 2𝑕 + 𝑟

×𝑑×𝑥×

≤ 𝑞 .................................................................................... (4.8)

dengan W

= berat material,

c

= harga material,

q

= biaya material,

v

= volume produk,

d

= massa jenis material,

r

= jari-jari produk,

t

= tebal produk,

h

= tinggi produk,

x


cbaru

= harga material baru,

cdaur ulang = harga material daur ulang. 2) Stress produk Untuk produk yang diberikan tekanan, maka tekanan tersebut akan menekan ke segala arah pada dinding produk tersebut dengan besaran yang sama. Apabila tekanan diberikan secara terus-menerus maka produk akan mengalami stress sebelumcommit akhirnya mengalami tekukan pada dinding to user

IV - 9


digilib.uns.ac.id

produk. Stress produk tersebut besarnya harus lebih kecil sama dengan yield stress material, agar produk tidak mengalami tekukan ketika diberikan tekanan. Kendala model mengenai stress produk ditunjukkan pada Persamaan (4.9). 𝑝𝑟

𝜎𝑙 = 𝐹 𝐴 𝑎𝑙𝑎𝑠

2𝑡

2𝑡 𝑟

≤ 𝜎𝑦𝑖𝑒𝑙𝑑

≤ 𝜎𝑦𝑖𝑒𝑙𝑑 ....................................................................................... (4.9)

dengan F

= tekanan yang diberikan,

Aalas = luas alas produk, r

= jari-jari produk,

t

= tebal produk,

σyield = yield stress. 3) Kekuatan produk sesuai standar SNI Sesuai dengan SNI Nomor 12-4259-2004 tentang standar gelas plastik untuk air minum dalam kemasan, apabila dilakukan uji kompresi (top load test) terhadap produk, maka syarat minimal kekuatan gelas plastik terhadap tekanan adalah sebesar 4,5 kgf atau 44,217 N. Kendala model mengenai kekuatan produk sesuai standar SNI ditunjukkan pada Persamaan (4.10). 𝜋 2 𝐸𝐼 𝑕2

≥ 𝑗 ................................................................................................. (4.10)

dengan E = modulus elastisitas, I = momen inersia, h = tinggi produk, j = kekuatan sesuai standar SNI.

4) Biaya untuk melakukan proses daur ulang material (biaya recycle) Untuk melakukan proses daur ulang terhadap produk yang ditolak dan sisa material dalam pembuatan produk baru dibutuhkan biaya. Besarnya commit to user

IV - 10


digilib.uns.ac.id

biaya tersebut ditentukan oleh perusahaan. Kendala model mengenai biaya untuk melakukan proses daur ulang ditunjukkan apada Persamaan (4.11). 𝜋𝑟𝑡 2𝑕 + 𝑟

× 𝑑 × 𝑥 × 𝑐𝑑𝑎𝑢𝑟


≤ 𝑧 .......................................... (4.11)

dengan r

= jari-jari produk,

t

= tebal produk,

h

= tinggi produk,

d

= massa jenis material,

x


cdaur ulang = harga material daur ulang, z

= biaya recycle.

5) Penggunaan material daur ulang maksimal sebanyak 50% Perusahaan menggunakan dua macam material yang digunakan sebagai bahan baku pembuatan gelas plastik, yaitu material baru dan material daur ulang dengan proporsi tertentu. Besarnya proporsi tersebut berpengaruh terhadap kualitas produk yang dihasilkan. Perusahaan menetapkan bahwa material daur ulang dapat digunakan sebagai campuran bahan baku selama produk yang dihasilkan memenuhi standar kualitas perusahaan dengan material daur ulang tersebut tidak boleh melebihi 50% dari total penggunaan bahan baku. Apabila material daur ulang yang digunakan melebihi 50% dari total penggunaan bahan baku maka kualitas produk yang dihasilkan tidak akan memenuhi standar, sesuai dengan hasil percobaan perusahaan. Penggunaan material tersebut dapat dinyatakan dengan Persamaan (4.12). 0 ≤ 𝑥 ≤ 0,5 ......................................................................................... (4.12) dengan x = proporsi material daur ulang.

commit to user

IV - 11


digilib.uns.ac.id

6) Modulus elastisitas plastik pada saat diisi air minuman dengan suhu tertentu Untuk gelas plastik yang akan diisi minuman bersuhu tinggi pada saat proses pengisian, membutuhkan ketebalan gelas yang mampu menahan suhu tinggi sehingga gelas tidak bocor atau penyok ketika diisi air minum. McKeen

(2008)

menyatakan

bahwa

modulus

elastisitas

plastik

polypropylene (PP) akan berkurang seiring dengan meningkatnya suhu plastik tersebut. Umumnya, minuman yang diisi ke dalam gelas plastik adalah sebesar 80°C, sehingga modulus elastisitas gelas harus lebih kecil dari modulus elastisitas gelas pada suhu tersebut, sehingga gelas tidak akan rusak ketika akan diisi minuman dengan suhu 80°C. Menurut Nielsen dan Landel (1994), modulus elastisitas tersebut dapat diperoleh dengan Persamaan (4.13). 𝐹×𝑕 𝐴×∆𝑕

≤ 𝑘 ............................................................................................... (4.13)

dengan F

= gaya yang diberikan,

h

= tinggi produk,

A

= luas permukaan produk,

Δh = perubahan tinggi produk, k

4.2.4

= modulus elastisitas pada suhu 80°C.

Validasi Model Untuk membuktikan bahwa model yang dibuat valid atau tidak maka

selanjutnya dilakukan validasi internal atau verifikasi model. Verifikasi suatu model dilakukan untuk menjamin suatu model benar secara matematis dan konsisten secara logis. Hal ini berarti verifikasi model adalah pemeriksaan seluruh ekspresi matematis dalam model untuk meyakinkan bahwa ekspresi-ekspresi tersebut merepresentasikan hubungan-hubungan yang ada dengan benar. Verifikasi model juga meliputi pemeriksaan model untuk meyakinkan bahwa semua ekspresi matematis yang digunakan dalam model memiliki satuan yang sama (persamaan pada ruas kanan sebanding dengan persamaan pada ruas kiri). commit to user

IV - 12


digilib.uns.ac.id

a. Fungsi Tujuan 1) Memaksimasi kekuatan produk 𝑃𝑐𝑟 =

𝜋 2 𝐸𝐼 𝑕2

dengan Pcr = beban Euler (N), E

= modulus elastisitas (MPa),

I

= momen inersia terkecil dari kolom berpenampang konstan (mm4),

h

= tinggi produk (mm).

Validasi: 𝑀𝑃𝑎 ∙ 𝑚𝑚4 𝑁= 𝑚𝑚2 𝑁 4 2 ∙ 𝑚𝑚 𝑚𝑚 𝑁= 𝑚𝑚2 𝑁 4 2 2 ∙ 𝑚𝑚 𝑚𝑚 𝑚𝑚 𝑁= 𝑚𝑚2 𝑁 ∙ 𝑚𝑚2 𝑁= 𝑚𝑚2 𝑁 ∙ 𝑚𝑚2 𝑁= 𝑚𝑚2 𝑁= 𝑁

(Valid)

2) Meminimasi dampak lingkungan yang dihasilkan 𝐸𝐼𝐿𝐶 = 𝐸𝐼𝑀𝑎𝑡 + 𝐸𝐼𝑀𝑓𝑐𝑡 + 𝐸𝐼𝑈𝑠𝑒 + 𝐸𝐼𝐸𝑜𝐿 dengan EILC = dampak lingkungan selama daur hidup produk (millipoints per kg), EIMat = dampak

lingkungan

dari

material

yang

digunakan

untuk

memproduksi produk (millipoints per kg), EIMfct = dampak lingkungan yang diakibatkan selama proses manufaktur produk (millipoints per kg), EIUse = dampak lingkungan yang terjadi selama penggunaan produk (millipoints per kg),commit to user

IV - 13


digilib.uns.ac.id

EIEoL = dampak lingkungan pada saat masa akhir produk baik didaur ulang maupun dibuang (millipoints per kg). Validasi: 𝑚𝑖𝑙𝑙𝑖𝑝𝑜𝑖𝑛𝑡𝑠 = 𝑚𝑖𝑙𝑙𝑖𝑝𝑜𝑖𝑛𝑡𝑠 + 𝑚𝑖𝑙𝑙𝑖𝑝𝑜𝑖𝑛𝑡𝑠 + 𝑚𝑖𝑙𝑙𝑖𝑝𝑜𝑖𝑛𝑡𝑠 + 𝑚𝑖𝑙𝑙𝑖𝑝𝑜𝑖𝑛𝑡𝑠 𝑚𝑖𝑙𝑙𝑖𝑝𝑜𝑖𝑛𝑡𝑠 = 𝑚𝑖𝑙𝑙𝑖𝑝𝑜𝑖𝑛𝑡𝑠

(Valid)

b. Kendala Kendala yang digunakan dalam model ini adalah sebagai berikut: 1) Biaya material 𝑊 ×𝑐 ≤ 𝑞 𝑣 ×𝑑×𝑐 ≤ 𝑞 𝜋𝑟𝑡 2𝑕 + 𝑟

× 𝑑 × (1 − 𝑥) × 𝑐𝑏𝑎𝑟𝑢 +




≤𝑞

dengan r

= jari-jari produk (mm),

t

= tebal produk (mm),

h

= tinggi produk (mm),

d

= massa jenis material (kg / mm3),

x


cbaru

= harga material baru (Rp/kg),

cdaur ulang = harga material daur ulang (Rp/kg), q

= biaya material (Rp).

Validasi: 𝑚𝑚 ∙ 𝑚𝑚 𝑚𝑚 + 𝑚𝑚 𝑘𝑔

𝑘𝑔

𝑅𝑝

× 𝑚𝑚 3 × 𝑘𝑔 +

𝑅𝑝

𝑘𝑔

𝑚𝑚 ∙ 𝑚𝑚 𝑚𝑚 + 𝑚𝑚

𝑘𝑔

𝑅𝑝

× 𝑚𝑚 3 × 𝑘𝑔 ≤ 𝑅𝑝

𝑅𝑝

𝑚𝑚3 × 𝑚𝑚 3 × 𝑘𝑔 + 𝑚𝑚3 × 𝑚𝑚 3 × 𝑘𝑔 ≤ 𝑅𝑝 𝑚𝑚3 ×

𝑘𝑔 𝑚𝑚 3

×

𝑅𝑝 𝑘𝑔

+ 𝑚𝑚3 ×

𝑘𝑔 𝑚𝑚 3

×

𝑅𝑝 𝑘𝑔

≤ 𝑅𝑝

𝑅𝑝 + 𝑅𝑝 ≤ 𝑅𝑝 𝑅𝑝 ≤ 𝑅𝑝

(Valid)

commit to user

IV - 14


digilib.uns.ac.id

2) Stress produk 𝑝𝑟

𝜎𝑙 = 𝐹 𝐴 𝑎𝑙𝑎𝑠


2𝑡 𝑟


2𝑡

dengan F

= tekanan yang diberikan (N),

Aalas = luas alas produk (mm2), r


t

= tebal produk (mm),

σyield = yield stress (MPa). Validasi: 𝑁 𝑚𝑚 2

∙𝑚𝑚

≤ 𝑀𝑃𝑎

𝑚𝑚 𝑁 𝑚𝑚 2

∙𝑚𝑚

≤


∙𝑚𝑚

≤


≤

𝑁 𝑚𝑚 2 𝑁 𝑚𝑚 2

𝑁

(Valid)

𝑚𝑚 2

3) Kekuatan produk sesuai standar SNI 𝜋 2 𝐸𝐼 𝑕2

≥𝑗

dengan E = modulus elastisitas (MPa), I = momen inersia (mm4), h = tinggi produk (mm), j = kekuatan sesuai standar SNI (N). Validasi: 𝑀𝑃𝑎 ∙𝑚𝑚 4 𝑚𝑚 2 𝑁 ∙𝑚𝑚 4 𝑚𝑚 2 𝑚𝑚 2 𝑁 𝑚𝑚 2

≥𝑁 ≥𝑁

∙𝑚𝑚 4 𝑚𝑚 2 𝑚𝑚 2

≥𝑁

commit to user

IV - 15


𝑁 𝑚𝑚 2 𝑚𝑚 2 𝑁 𝑚𝑚 2 𝑚𝑚 2

digilib.uns.ac.id

≥𝑁 ≥𝑁

𝑁≥𝑁

(Valid)

4) Biaya untuk melakukan proses daur ulang material 𝜋𝑟𝑡 2𝑕 + 𝑟



≤𝑧

dengan r


t

= tebal produk (mm)

h

= tinggi produk (mm)

d

= massa jenis material (kg/mm3)

x

= proporsi material daur ulang

cdaur ulang = harga material daur ulang (Rp/kg) z

= biaya recycle (Rp)

Validasi: 𝑚𝑚 ∙ 𝑚𝑚 𝑚𝑚 + 𝑚𝑚 𝑘𝑔

×

𝑘𝑔 𝑚𝑚 3

×

𝑅𝑝 𝑘𝑔

≤ 𝑅𝑝

𝑅𝑝

𝑚𝑚3 × 𝑚𝑚 3 × 𝑘𝑔 ≤ 𝑅𝑝 𝑚𝑚3 ×

𝑘𝑔 𝑚𝑚 3

×

𝑅𝑝 𝑘𝑔

≤ 𝑅𝑝

𝑅𝑝 ≤ 𝑅𝑝

(Valid)

5) Penggunaan material daur ulang maksimal sebanyak 50% 0 ≤ 𝑥 ≤ 0,5 dengan x = proporsi material daur ulang (tanpa satuan). Validasi: 𝑡𝑎𝑛𝑝𝑎 𝑠𝑎𝑡𝑢𝑎𝑛 ≤ 𝑡𝑎𝑛𝑝𝑎 𝑠𝑎𝑡𝑢𝑎𝑛 ≤ 𝑡𝑎𝑛𝑝𝑎 𝑠𝑎𝑡𝑢𝑎𝑛 commit to user

IV - 16

(Valid)


digilib.uns.ac.id

6) Modulus elastisitas plastik pada saat diisi air minuman dengan suhu tertentu 𝐹×𝑕 𝐴×∆𝑕

≤𝑘

dengan F

= gaya yang diberikan (N),

h

= tinggi produk (mm),

A

= luas permukaan produk (mm2),

Δh = perubahan tinggi produk (mm), k

= modulus elastisitas pada suhu 80°C (MPa).

Validasi: 𝑁×𝑚𝑚 𝑚𝑚 2 ×𝑚𝑚 𝑁×𝑚𝑚 𝑚𝑚 2 ×𝑚𝑚 𝑁 𝑚𝑚 2

4.2.5

≤

≤ 𝑀𝑃𝑎 𝑁

≤ 𝑚𝑚 2 𝑁

(Valid)

𝑚𝑚 2

Contoh numerik Berdasarkan validasi yang telah dilakukan pada subbab sebelumnya,

ternyata model secara keseluruhan sudah valid. Maka selanjutnya dapat dilakukan contoh numerik pada model tersebut. Contoh numerik dilakukan dengan menggunakan data yang diperoleh dari perusahaan serta dari literatur-literatur yang ada. Dengan contoh numerik diharapkan dapat memperoleh hasil berupa ketebalan produk serta proporsi penggunaan daur ulang. 1) Spesifikasi produk Produk yang digunakan dalam contoh numerik adalah gelas plastik PC200R dengan spesifikasi seperti pada Tabel 4.2 dan 4.3.

Tabel 4.2 Spesifikasi Produk Parameter

Keterangan

Jari-jari produk

32,75 mm

Tinggi produk

92,5 mm

Massa jenis polypropylene (PP) commit to user

9,03 × 10-7 kg/mm3

IV - 17


digilib.uns.ac.id

Tabel 4.3 Spesifikasi Produk (Lanjutan) Parameter

Keterangan

Biaya material

Rp 50,00

Biaya recycle

Rp 25,00

Harga material baru

Rp 10.470,00

Harga material daur ulang

Rp 5.000,00

Gaya yang diberikan

44,217 N

σyield

35 MPa

Kekuatan sesuai standar SNI

4,5 kgf

Modulus elastisitas PP pada suhu 80°C

400 MPa

ketebalan dinding tengah

ketebalan dinding bawah ketebalan alas Gambar 4.3 Sketsa produk gelas plastik

Gambar 4.3 menunjukkan sketsa produk yang akan digunakan pada contoh numerik ini. Di perusahaan, gelas yang akan dibuat memiliki tiga macam ketebalan, yaitu ketebalan dinding tengah, dinding bawah, dan alas. Namun, pada model ini ketebalan dinding dan alas gelas diasumsikan sama besarnya. Selain itu, gelas diasumsikan berbentuk tabung tanpa tutup.

2) Penyelesaian Untuk penyelesaian masalah dalam penelitian ini digunakan software LINGO 9.0. Dikarenakan model ini memiliki dua fungsi tujuan, maka perlu dilakukan transformasi fungsi tujuan. commit to user

IV - 18


digilib.uns.ac.id

 Memaksimasi kekuatan produk Fungsi tujuan: 𝜋 2 𝐸𝐼

𝑃𝑐𝑟 =

𝑕2

𝑀𝑎𝑥 𝑃𝑐𝑟 =

3,142 × 1200 −0,3𝑥 ×(3,14×32,75 3 ×𝑡) 92,52

Kendala: a. Biaya material 𝜋𝑟𝑡 2𝑕 + 𝑟 𝑐𝑑𝑎𝑢𝑟


× 𝑑 × (1 − 𝑥) × 𝑐𝑏𝑎𝑟𝑢 +


×𝑑×𝑥×

≤𝑞

3,14 × 32,75 × 𝑡 × (2 × 92,5) + 32,75 𝑥) × 10.470 +

× 9,03 × 10−7 × (1 −

3,14 × 32,75 × 𝑡 × (2 × 92,5) + 32,75

× (9,03 ×

10−7 ) × 𝑥 × 5.000 ≤ 50 b. Stress produk 𝐹 𝐴 𝑎𝑙𝑎𝑠

2𝑡

𝑟


44 ,127 × 32,75 (3,14 ×32 ,75 2 )

2𝑡

≤ 35

c. Kekuatan sesuai standar SNI 𝜋 2 𝐸𝐼 𝑕2

≥𝑗

3,142 × 1200 −0,3𝑥 ×(3,14×32,75 3 ×𝑡) 92,52

≥ 44,127

d. Biaya untuk melakukan proses daur ulang material 𝜋𝑟𝑡 2𝑕 + 𝑟



≤𝑧

3,14 × 32,75 × 𝑡 × (2 × 92,5) + 32,75

× (9,03 × 10−7 ) × 𝑥 ×

5.000 ≤ 25 e. Penggunaan material daur ulang maksimal sebanyak 50% 0 ≤ 𝑥 ≤ 0,5 commit to user

IV - 19


digilib.uns.ac.id

f. Modulus elastisitas plastik pada saat diisi air minuman dengan suhu tertentu 𝐹×𝑕

≤𝑘

𝐴×∆𝑕

𝐹×𝑕 𝜋𝑟𝑡 2𝑕+𝑟 ×∆𝑕

≤𝑘

44,127×92,5 3,14×32,75×𝑡 × (2×92,5)+32,75 ×42,5

≤ 400

Dengan menggunakan software LINGO 9.0 maka diperoleh hasil kekuatan produk maksimal adalah sebesar 48.751,63 N dengan ketebalan produk sebesar 0,3196854 mm dan proporsi penggunaan material daur ulang sebesar 0,5 sehingga campuran material untuk membuat gelas plastik baru adalah material baru sebanyak 50% dan material daur ulang sebanyak 50%.  Meminimasi kekuatan produk Fungsi tujuan: 𝜋 2 𝐸𝐼

𝑃𝑐𝑟 =

𝑕2

𝑀𝑖𝑛 𝑃𝑐𝑟 =

3,142 × 1200 −0,3𝑥 ×(3,14×32,75 3 ×𝑡) 92,52



× 𝑑 × (1 − 𝑥) × 𝑐𝑏𝑎𝑟𝑢 +

𝑥) × 10.470 +

b. Stress produk 2𝑡

× 9,03 × 10−7 × (1 −

3,14 × 32,75 × 𝑡 × (2 × 92,5) + 32,75

10−7 ) × 𝑥 × 5.000 ≤ 50

𝑟

×𝑑×𝑥×

≤𝑞

3,14 × 32,75 × 𝑡 × (2 × 92,5) + 32,75

𝐹 𝐴 𝑎𝑙𝑎𝑠


≤ 𝜎𝑦𝑖𝑒𝑙𝑑 commit to user

IV - 20

× (9,03 ×


digilib.uns.ac.id

44 ,127 × 32,75 (3,14 ×32 ,75 2 )

2𝑡

≤ 35


≥𝑗

3,142 × 1200 −0,3𝑥 ×(3,14×32,75 3 ×𝑡) 92,52

≥ 44,127




≤𝑧

3,14 × 32,75 × 𝑡 × (2 × 92,5) + 32,75

× (9,03 × 10−7 ) × 𝑥 ×

5.000 ≤ 25 e. Penggunaan material daur ulang maksimal sebanyak 50% 0 ≤ 𝑥 ≤ 0,5 f. Modulus elastisitas plastik pada saat diisi air minuman dengan suhu tertentu 𝐹×𝑕 𝐴×∆𝑕

≤𝑘 𝐹×𝑕

𝜋𝑟𝑡 2𝑕+𝑟 ×∆𝑕

≤ 𝑚𝑜𝑑𝑢𝑙𝑢𝑠 𝑒𝑙𝑎𝑠𝑡𝑖𝑠𝑖𝑡𝑎𝑠 𝑝𝑎𝑑𝑎 𝑠𝑢𝑕𝑢 80℃

44,127×92,5 3,14×32,75×𝑡 × (2×92,5)+32,75 ×42,5

≤ 400

Dengan menggunakan software LINGO 9.0 maka diperoleh hasil kekuatan produk minimal adalah sebesar 934,8281 N dengan ketebalan produk sebesar 0,006130070 mm dan proporsi penggunaan material daur ulang sebesar 0,5, yang berarti produk terbuat dari campuran material baru sebanyak 50% dan material daur ulang sebanyak 50%.  Memaksimasi dampak lingkungan yang dihasilkan Fungsi tujuan: 𝐸𝐼𝐿𝐶 = 𝐸𝐼𝑀𝑎𝑡 + 𝐸𝐼𝑀𝑓𝑐𝑡 + 𝐸𝐼𝑈𝑠𝑒 + 𝐸𝐼𝐸𝑜𝐿 𝑀𝑎𝑥 𝐸𝐼𝐿𝐶 = 330 × 𝑊 × (1 − 𝑥 + 86 × 𝑊 × 𝑥 + 3,7 × 𝑊 + commit to user 6,4 × 𝑊 + 3,8 × 𝑊

IV - 21


digilib.uns.ac.id

dengan 𝑊 = 𝐴𝑘𝑒𝑠𝑒𝑙𝑢𝑟𝑢

𝑕𝑎𝑛

×𝑑

= 𝜋𝑟𝑡 2𝑕 + 𝑟

×𝑑

= 3,14 × 32,75 × 𝑡 (2 × 92,5) + 32,75

× (9,03 × 10−7 )



× 𝑑 × (1 − 𝑥) × 𝑐𝑏𝑎𝑟𝑢 +


×𝑑×𝑥×

≤𝑞

3,14 × 32,75 × 𝑡 × (2 × 92,5) + 32,75 𝑥) × 10.470 +

× 9,03 × 10−7 × (1 −

3,14 × 32,75 × 𝑡 × (2 × 92,5) + 32,75

× (9,03 ×


2𝑡

𝑟


44 ,127 × 32,75 (3,14 ×32 ,75 2 )

2𝑡

≤ 35


≥𝑗

3,142 × 1200 −0,3𝑥 ×(3,14×32,75 3 ×𝑡) 92,52

≥ 44,127




≤𝑧

3,14 × 32,75 × 𝑡 × (2 × 92,5) + 32,75

× (9,03 × 10−7 ) × 𝑥 ×

5.000 ≤ 25 e. Penggunaan material daur ulang maksimal sebanyak 50% 0 ≤ 𝑥 ≤ 0,5 commit to user

IV - 22


digilib.uns.ac.id

f. Modulus elastisitas plastik pada saat diisi air minuman dengan suhu tertentu 𝐹×𝑕 𝐴×∆𝑕

≤𝑘 𝐹×𝑕

𝜋𝑟𝑡 2𝑕+𝑟 ×∆𝑕

≤𝑘

44,127×92,5 3,14×32,75×𝑡 × (2×92,5)+32,75 ×42,5

≤ 400

Dengan menggunakan software LINGO 9.0 maka diperoleh hasil dampak lingkungan maksimal adalah sebesar 1,642311 millipoints dengan ketebalan produk sebesar 0,2361764 mm dan proporsi penggunaan material daur ulang sebesar 0, yang berarti produk 100% terbuat dari material baru tanpa campuran dengan material daur ulang.  Meminimasi dampak lingkungan yang dihasilkan Fungsi tujuan: 𝐸𝐼𝐿𝐶 = 𝐸𝐼𝑀𝑎𝑡 + 𝐸𝐼𝑀𝑓𝑐𝑡 + 𝐸𝐼𝑈𝑠𝑒 + 𝐸𝐼𝐸𝑜𝐿 𝑀𝑖𝑛 𝐸𝐼𝐿𝐶 = 330 × 𝑊 × (1 − 𝑥 + 86 × 𝑊 × 𝑥 + 3,7 × 𝑊 + 6,4 × 𝑊 + 3,8 × 𝑊 dengan 𝑊 = 𝐴𝑠𝑖𝑠𝑖 𝑑𝑎𝑛

𝑎𝑙𝑎𝑠

×𝑑

= 𝜋𝑟𝑡 2𝑕 + 𝑟

×𝑑

= 3,14 × 32,75 × 𝑡 (2 × 92,5) + 32,75

× (9,03 × 10−7 )



× 𝑑 × (1 − 𝑥) × 𝑐𝑏𝑎𝑟𝑢 +

≤𝑞

commit to user

IV - 23


×𝑑×𝑥×


digilib.uns.ac.id

3,14 × 32,75 × 𝑡 × (2 × 92,5) + 32,75 𝑥) × 10.470 +

× 9,03 × 10−7 × (1 −

3,14 × 32,75 × 𝑡 × (2 × 92,5) + 32,75

× (9,03 ×


2𝑡

𝑟


44 ,127 × 32,75 (3,14 ×32 ,75 2 )

2𝑡

≤ 35


≥𝑗

3,142 × 1200 −0,3𝑥 ×(3,14×32,75 3 ×𝑡) 92,52

≥ 44,127




≤𝑧

3,14 × 32,75 × 𝑡 × (2 × 92,5) + 32,75

× (9,03 × 10−7 ) × 𝑥 ×


≤𝑘 𝐹×𝑕

𝜋𝑟𝑡 2𝑕+𝑟 ×∆𝑕

≤𝑘

44,127×92,5 3,14×32,75×𝑡 × (2×92,5)+32,75 ×42,5

≤ 400

Dengan menggunakan software LINGO 9.0 maka diperoleh hasil dampak lingkungan minimal adalah sebesar 0,02750487 millipoints dengan ketebalan produk sebesar 0,006130070 mm dan proporsi penggunaan material baru sebesar commit to user

IV - 24


digilib.uns.ac.id

0,5, yang berarti produk terbuat dari campuran material daur baru sebanyak 50% dan material daur ulang sebanyak 50%.  Transformasi Fungsi Tujuan Dikarenakan model ini memiliki dua fungsi tujuan maka harus dilakukan normalisasi atau transformasi fungsi tujuan. Dengan melakukan normalisasi maka model tersebut akan menjadi seperti di bawah ini:

Fungsi Tujuan: 𝐹 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠 =

𝑚𝑎𝑥 𝐹𝑘𝑒𝑘𝑢𝑎𝑡𝑎𝑛 𝑝𝑟𝑜𝑑𝑢𝑘 −𝐹𝑘𝑒𝑘𝑢𝑎𝑡𝑎𝑛 𝑝𝑟𝑜𝑑𝑢𝑘 𝑥 𝑚𝑎𝑥 𝑚𝑖𝑛 𝐹𝑘𝑒𝑘𝑢𝑎𝑡𝑎𝑛 𝑝𝑟𝑜𝑑𝑢𝑘 −𝐹𝑘𝑒 𝑘𝑢𝑎𝑡𝑎𝑛 𝑝𝑟𝑜𝑑𝑢𝑘

+

𝑚𝑖𝑛 𝑥 −𝐹𝑑𝑎𝑚𝑝𝑎𝑘 𝑙𝑖𝑛𝑔𝑘𝑢𝑛𝑔𝑎𝑛 𝑚𝑎𝑥 𝑚𝑖𝑛 𝐹𝑑𝑎𝑚𝑝𝑎𝑘 −𝐹 𝑙𝑖𝑛𝑔𝑘𝑢𝑛𝑔𝑎𝑛 𝑑𝑎𝑚𝑝𝑎𝑘 𝑙𝑖𝑛𝑔𝑘𝑢𝑛𝑔𝑎𝑛

𝐹𝑑𝑎𝑚𝑝𝑎𝑘 𝑙𝑖𝑛𝑔𝑘𝑢𝑛𝑔𝑎𝑛

𝐹 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠 = 48.751,63 −

3,14 2 × 1200 −0,3𝑥 ×(3,14 ×32 ,75 3 ×𝑡) 92,5 2

48.751,63−936,7347

+

330×𝑊×(1−𝑥) + 86×𝑊×𝑥 + 3,7×𝑊 + 6,4×𝑊 + 3,8×𝑊 – 0,02756097 1,642311 − 0,02756097



× 𝑑 × (1 − 𝑥) × 𝑐𝑏𝑎𝑟𝑢 +

10.470 +

b. Stress produk 2𝑡


44 ,127 × 32,75 (3,14 ×32 ,75 2 )

2𝑡

× 9,03 × 10−7 × (1 − 𝑥) ×

3,14 × 32,75 × 𝑡 × (2 × 92,5) + 32,75

𝑥 × 5.000 ≤ 50

𝑟

×𝑑×𝑥×

≤𝑞

3,14 × 32,75 × 𝑡 × (2 × 92,5) + 32,75

𝐹 𝐴 𝑎𝑙𝑎𝑠


≤ 35 commit to user

IV - 25

× (9,03 × 10−7 ) ×


digilib.uns.ac.id


≥𝑗

3,142 × 1200 −0,3𝑥 ×(3,14×32,75 3 ×𝑡) 92,52

≥ 44,127




≤𝑧

3,14 × 32,75 × 𝑡 × (2 × 92,5) + 32,75

× (9,03 × 10−7 ) × 𝑥 ×


≤𝑘 𝐹×𝑕

𝜋𝑟𝑡 2𝑕+𝑟 ×∆𝑕

≤𝑘

44,127×92,5 3,14×32,75×𝑡 × (2×92,5)+32,75 ×42,5

≤ 400

Dengan menggunakan software LINGO 9.0 diperoleh nilai normalisasi sebesar 0,8712403. Sehingga untuk menghasilkan produk yang dapat memaksimalkan kekuatan produk dan meminimalkan dampak lingkungan yang dihasilkan maka diperlukan ketebalan produk sebesar 0,3196854 mm dan proporsi penggunaan material daur ulang sebesar 0,5, yang berarti produk terbuat dari campuran material baru sebanyak 50% dan material daur ulang sebanyak 50%. Berdasarkan normalisasi fungsi tujuan, diperoleh bahwa kekuatan produk adalah sebesar 48.751,63 N dan dampak lingkungan yang dihasilkan sebesar 1,434389 millipoints. Hasil normalisasi fungsi tujuan dapat dilihat pada Tabel 4.4.

commit to user

IV - 26


digilib.uns.ac.id

Tabel 4.4 Hasil Normalisasi Fungsi Tujuan Keterangan

Hasil

Nilai Normalisasi

0,8712403

Ketebalan Produk

0,3196854 mm

Proporsi Material Daur Ulang

0,5

Kekuatan Produk

48.751,63 N

Dampak Lingkungan

1,434389 millipoints

commit to user

IV - 27


digilib.uns.ac.id

BAB V ANALISIS Pada bab ini akan diuraikan analisis yang dilakukan terhadap model yang telah dikembangkan. Analisis tersebut berupa analisis sensitivitas dan analisis perbandingan hasil contoh numerik model dengan kondisi yang saat ini terjadi di perusahaan.

5.1

Analisis Sensitivitas Analisis sensitivitas dilakukan dengan mengubah parameter yang terdapat

dalam model, yaitu biaya material dan biaya untuk melakukan proses daur ulang material atau selanjutnya disebut biaya recycle. Pada analisis sensitivitas terdapat tiga macam skenario yaitu dengan mengubah biaya material dan biaya recycle secara bersamaan, mengubah biaya material tanpa mengubah biaya recycle, dan mengubah biaya recycle tanpa mengubah biaya material. Skenario pertama adalah dengan mengubah biaya material dan biaya recycle secara bersamaan. Pada kondisi awal, yaitu pada kasus 1 merupakan kasus yang telah dijalankan pada contoh numerik di Bab IV, dengan menggunakan biaya material sebesar Rp 50 dan biaya recycle sebesar Rp 25. Pada kasus selanjutnya, yaitu pada kasus 2-4, kedua biaya tersebut akan dinaikkan sebesar 2x, 3x, dan 5x lebih besar dari kasus 1 dimana biaya recycle besarnya ½ dari biaya material. Pada kasus 2, biaya material naik menjadi Rp 100 dan biaya recycle menjadi Rp 50. Pada kasus 3, biaya material naik menjadi Rp 150 dan biaya recycle menjadi Rp 75. Sedangkan pada kasus 4, biaya material menjadi Rp 250 dan biaya recycle menjadi Rp 125. Skenario perubahan ini dapat dilihat pada Tabel 5.1.

Tabel 5.1 Skenario Perubahan Parameter Biaya Material dan Biaya Recycle Skenario Biaya material dan biaya recycle diubah

Kasus Kasus 1 Kasus 2 Kasus 3 Kasus 4

Biaya Material (Rp) 50 100 150 commit to user 250

V-1

Biaya Recycle (Rp) 25 50 75 125


digilib.uns.ac.id

Pada skenario selanjutnya akan dilakukan perubahan pada biaya material dengan biaya recycle tetap pada kondisi awal sebesar Rp 25. Pada kasus 5, biaya material akan diubah menjadi Rp 25. Pada kondisi 6, biaya material diubah menjadi Rp 75. Pada kondisi 7, biaya material menjadi Rp 100. Pada kondisi 8, biaya material menjadi Rp 150. Pada kasus 9, biaya material naik menjadi Rp 250. Dan pada kasus 10, biaya material dinaikkan menjadi Rp 500. Skenario perubahan ini dapat dilihat pada Tabel 5.2.

Tabel 5.2 Skenario Perubahan Parameter Biaya Material Skenario

Biaya material diubah

Kasus Kasus 5 Kasus 6 Kasus 7 Kasus 8 Kasus 9 Kasus 10

Biaya material (Rp) 25 75 100 150 250 500

Biaya Recycle (Rp) 25 25 25 25 25 25

Pada skenario selanjutnya akan dilakukan perubahan pada biaya recycle dengan biaya material tetap pada kondisi awal sebesar Rp 50. Pada kasus 11, biaya recycle akan diubah menjadi Rp 10. Pada kondisi 12, biaya recycle diubah menjadi Rp 15. Pada kondisi 13, biaya recycle menjadi Rp 20. Pada kondisi 14, biaya recycle menjadi Rp 30. Pada kasus 15, biaya recycle naik menjadi Rp 50. Dan pada kasus 16, biaya recycle dinaikkan menjadi Rp 75. Skenario perubahan ini dapat dilihat pada Tabel 5.3 berikut.

Tabel 5.3 Skenario Perubahan Parameter Biaya Recycle Skenario

Biaya recycle diubah

Kasus Kasus 11 Kasus 12 Kasus 13 Kasus 14 Kasus 15 Kasus 16

Biaya material (Rp) 50 50 50 50 50 50 commit to user

V-2

Biaya Recycle (Rp) 10 15 20 30 50 75


digilib.uns.ac.id

5.1.1 Analisis Sensitivitas Berdasarkan Perubahan Biaya Material Dan Biaya Recycle Perubahan biaya material dan biaya recycle akan menghasilkan perubahan yang sebanding dengan ketebalan produk, kekuatan produk, dan dampak lingkungan yang dihasilkan. Namun perubahan tersebut tidak berpengaruh terhadap proporsi penggunaan material daur ulang yang digunakan sebagai campuran dalam pembuatan produk baru, dimana besarnya proporsi tersebut adalah 0,5, sehingga produk akan dibuat dari campuran material baru sebanyak 50% dan material daur ulang sebanyak 50%. Kasus 1 merupakan kasus awal model, yaitu sesuai dengan kondisi yang terjadi di perusahaan dan telah dilakukan perhitungan pada contoh numerik di Bab IV. Pada kasus 2 dilakukan perubahan terhadap biaya material menjadi Rp 100 dan biaya recycle menjadi Rp 50. Setelah dilakukan running terhadap model maka diperoleh hasil ketebalan produk sebesar 0,6393708 mm. Pada kasus 3 dilakukan perubahan terhadap biaya material menjadi Rp 150 dan biaya recycle menjadi Rp 75, sehingga setelah dilakukan running model diperoleh hasil ketebalan produk sebesar 0,9590562 mm. Pada kasus 4 dilakukan perubahan terhadap biaya material menjadi Rp 250 dan biaya recycle menjadi Rp 125, sehingga diperoleh hasil ketebalan produk sebesar 1,598427 mm. Hasil lengkap terhadap kasus 1 sampai dengan 4 ditampilkan pada Tabel 5.4 dan 5.5 yang menunjukkan ketebalan dan proporsi material daur ulang beserta pencapaian kedua tujuan model yang dihasilkan setelah dilakukan transformasi terhadap model tersebut.

Tabel 5.4 Hasil Perubahan Parameter Biaya Material dan Biaya Recycle Biaya material, biaya recycle

Kasus 1: 50 , 25

Fungsi Tujuan

Tebal (mm)

x

Nilai

max strength

0,3196854

0,5

48751,63

min strength

0,006130070

0,5

934,8281

max envir

0,2361764

0

1,642311

min envir

0,006130070

0,5

0,02750487

0,3196854

0,5

0,8712403

transformasi

commit to user

V-3

Pencapaian Tujuan

tujuan 1

48751,63

tujuan 2

1,434389


digilib.uns.ac.id

Tabel 5.5 Hasil Perubahan Parameter Biaya Material dan Biaya Recycle (Lanjutan) Biaya material, biaya recycle

Kasus 2: 100 , 50

Fungsi Tujuan

Nilai

0,6393708

0,5

97503,27

min strength

0,006130070

0,5

934,8281

max envir

0,4723528

0

3,284623

min envir

0,006130070

0,5

0,02750487

0,6393708

0,5

0,8723274

max strength

0,9590562

0,5

146254,9

min strength

0,006130070

0,5

934,8281

max envir

0,7085291

0

4,926934

min envir

0,006130072

0,5

0,02750488

0,9590562

0,5

0,8726859

transformasi

Kasus 4: 250 , 125

x

max strength

transformasi

Kasus 3: 150 , 75

Tebal (mm)

max strength

1,598427

0,5

243758,2

min strength

0,006130070

0,5

934,8281

max envir

1,180882

0

8,211557

min envir

0,006130071

0,5

0,02750487

1,598427

0,5

0,8729712

transformasi

Pencapaian Tujuan

tujuan 1

97503,27

tujuan 2

2,868778

tujuan 1

146254,9

tujuan 2

4,303167

tujuan 1

243758,2

tujuan 2

7,171946

Keterangan: x


Tujuan 1 = maksimasi kekuatan produk (dalam N), Tujuan 2 = minimasi dampak lingkungan yang dihasilkan (dalam millipoints).

commit to user

V-4


digilib.uns.ac.id

Ketebalan 1,8 1,6 1,4 1,2 Ketebalan 1 0,8 (mm) 0,6 0,4 0,2 0

Ketebalan

Rp50

Rp100

Rp150

Rp250

Biaya material

Rp25

Rp50

Rp75

Rp125

Biaya recycle

Gambar 5.1 Grafik Ketebalan Produk dengan Biaya Material dan Biaya Recycle Berdasarkan Gambar 5.1 dapat dilihat bahwa ketebalan produk akan meningkat sebanding dengan perubahan biaya material dan biaya recycle. Hal ini dikarenakan model akan menyesuaikan dengan besarnya biaya tersebut. Semakin besar biaya, maka interval batasan model akan semakin besar, sehingga menghasilkan ketebalan produk yang semakin besar pula.

Kekuatan 300000 250000 200000 Kekuatan 150000 (N) 100000 50000 0

Kekuatan

Rp50

Rp100

Rp150

Rp250

Rp25

Rp50

Rp75

Rp125

Biaya material Biaya recycle

commit to user Gambar 5.2 Grafik Kekuatan Produk dengan Biaya Material dan Biaya Recycle

V-5


digilib.uns.ac.id

Berdasarkan Gambar 5.2 dapat diketahui bahwa kekuatan gelas plastik akan mengalami peningkatan sebanding dengan peningkatan biaya material dan biaya recycle. Hal ini dikarenakan ketebalan produk meningkat, sehingga kekuatan produk juga akan meningkat.

Dampak Lingkungan 8 7 6 5 Dampak 4 lingkungan 3 (millipoints) 2 1 0

Dampak Lingkungan

Rp50

Rp100

Rp150

Rp250

Rp25

Rp50

Rp75

Rp125

Biaya material Biaya recycle

Gambar 5.3 Grafik Dampak Lingkungan dengan Biaya Material dan Biaya Recycle Berdasarkan Gambar 5.3, dapat diketahui bahwa dampak lingkungan akan meningkat sebanding dengan peningkatan biaya material dan biaya recycle. Walaupun tujuan model adalah untuk meminimasi dampak lingkungan, namun setelah model dijalankan, dampak lingkungan akan meningkat seiring dengan peningkatan biaya material dan biaya recycle. Hal ini dikarenakan model berusaha untuk menyesuaikan agar kedua tujuan dapat tercapai.

commit to user

V-6


digilib.uns.ac.id

Proporsi Material Daur Ulang 0,6 0,5 proporsi material daur ulang

0,4 Proporsi material 0,3 daur ulang 0,2 0,1 0 Rp50

Rp100

Rp150

Rp250

Biaya material

Rp25

Rp50

Rp75

Rp125

Biaya recycle

Gambar 5.4 Grafik Proporsi Material Daur Ulang dengan Biaya Material dan Biaya Recycle Berdasarkan Gambar 5.4, dapat diketahui bahwa untuk proporsi material daur ulang, untuk semua kasus memperoleh hasil yang sama sebesar 0,5. Hal ini dikarenakan model berusaha menyeimbangkan antara kedua tujuan model, yaitu maksimasi kekuatan produk dan minimasi dampak lingkungan. Oleh karena itu, untuk membuat produk baru dengan biaya berapapun, agar dapat memaksimasi kekuatan produk dan meminimasi dampak lingkungan, maka dibutuhkan campuran material baru sebanyak 50% dan material daur ulang sebanyak 50%.

5.1.2 Analisis Sensitivitas Berdasarkan Perubahan Biaya Material Perubahan biaya material, tanpa mengubah biaya

recycle

akan

mempengaruhi ketebalan, kekuatan produk, dan dampak lingkungan yang dihasilkan. Namun perubahan tersebut tidak berpengaruh terhadap proporsi penggunaan material daur ulang yang digunakan sebagai campuran dalam pembuatan produk baru, dimana besarnya proporsi tersebut adalah 0,5, sehingga produk akan dibuat dari campuran material baru sebanyak 50% dan material daur ulang sebanyak 50%.

commit to user

V-7


digilib.uns.ac.id

Pada kasus berikut, biaya material diubah menjadi Rp 25, Rp 75, Rp 100, Rp 150, Rp 250, dan Rp 500, tanpa mengubah biaya recycle yang terdapat pada model. Pada kasus 5 dimana biaya material diubah menjadi Rp 25 menghasilkan nilai ketebalan produk sebesar 0,1598427 mm. Hal ini dikarenakan biaya material diubah menjadi ½ dari biaya material awal, sehingga menyebabkan ketebalan produk juga berubah menjadi ½ dari ketebalan produk awal. Perubahan ketebalan produk juga terjadi ketika biaya material diubah menjadi Rp 75 dan Rp 100. Ketebalan produk ketika biaya material Rp 75 mengalami kenaikan menjadi 0,4795281 mm. Hal ini dikarenakan biaya material naik ½ x lebih besar dibandingkan biaya material awal, sehingga menyebabkan ketebalan produk juga mengalami peningkatan secara linier sebesar ½ dari ketebalan awal. Pada saat biaya material diubah menjadi Rp 100, juga didapat hasil bahwa ketebalan produk mengalami perubahan menjadi 0,4945533 mm. Namun, pada saat biaya material diubah menjadi Rp 150, Rp 250, dan Rp 500, perubahan ketebalan produk yang terjadi adalah sama dengan ketebalan produk ketika biaya material sebesar Rp 100. Hal ini dikarenakan model menyesuaikan agar kedua tujuan model dapat tercapai. Hasil lengkap mengenai pengaruh perubahan biaya material terhadap tujuan model diberikan pada Tabel 5.6 dan 5.7.

Tabel 5.6 Hasil Perubahan Parameter Biaya Material Biaya Material

Rp25

Fungsi Tujuan

x

Nilai

max strength

0,1598427

0,5

24375,82

min strength

0,006130070

0,5

934,8281

max envir

0,1180882

0

0,8211557

min envir

0,006130070

0,5

0,02750487

0,1598427

0,5

0,8690091

transformasi

Rp50

Tebal

max strength

0,3196854

0,5

48751,63

min strength

0,006130070

0,5

934,8281

max envir

0,2361764

0

1,642311

min envir

0,006130070

0,5

0,02750487

commit to user

V-8

Pencapaian Tujuan

tujuan 1

24375,82

tujuan 2

0,7171946


digilib.uns.ac.id

Tabel 5.7 Hasil Perubahan Parameter Biaya Material (Lanjutan) Biaya Material Rp 50

Rp75

Fungsi Tujuan transformasi

0,8712403

73127,45

min strength

0,006130070

0,5

934,8281

max envir

0,3542646

0

2,463467

min envir

0,006130071

0,5

0,02750487

0,4795281

0,5

0,8719671

max strength

0,6015412

0,4110718

91736,34

min strength

0,006130070

0,5

934,8281

max envir

0,4723528

0

3,284623

min envir

0,006130070

0,5

0,02750487

0,4945533

0,5

0,8525384

max strength

0,8377176

0,2951790

127757,4

min strength

0,006130070

0,5

934,8281

max envir

0,7085291

0

4,926934

min envir

0,006130069

0,5

0,02750487

0,4945533

0,5

0,8599877

max strength

1,310070

0,1887507

199799,7

min strength

0,006130070

0,5

934,8281

max envir

1,180882

0

8,211557

min envir

0,006130069

0,5

0,02750487

0,4945533

0,5

0,8932308

transformasi

Rp500

0,5

0,5

transformasi

Rp250

0,3196854

Nilai

0,4795281

transformasi

Rp150

x

max strength

transformasi

Rp100

Tebal

max strength

2,490952

0,0992699

379905,2

min strength

0,006130070

0,5

934,8281

max envir

2,361764

0

16,42311

min envir

0,006130070

0,5

0,02750487

user 0,5

0,9371206

transformasi

commit to 0,4945533

V-9

Pencapaian Tujuan tujuan 1

48751,63

tujuan 2

1,434389

tujuan 1

73127,45

tujuan 2

2,151584

tujuan 1

75418,78

tujuan 2

2,219000

tujuan 1

75418,78

tujuan 2

2,219000

tujuan 1

75418,78

tujuan 2

2,219000

tujuan 1

75418,78

tujuan 2

2,219000


digilib.uns.ac.id

Keterangan: x



Ketebalan 0,6 0,5 0,4 Ketebalan 0,3 (mm) 0,2

Ketebalan

0,1 0 Rp25

Rp50

Rp75 Rp100 Rp150 Rp250 Rp500 Biaya material

Gambar 5.5 Grafik Ketebalan Produk dengan Biaya Material Berdasarkan Gambar 5.5 dapat diketahui bahwa ketebalan produk akan mengalami peningkatan secara linear saat biaya material sebesar Rp 25 hingga Rp 75. Ketika biaya material naik menjadi Rp 100, ketebalan juga meningkat, namun peningkatan ini tidak terjadi secara linear, hanya memiliki sedikit perbedaan dengan ketebalan produk ketika biaya material sebesar Rp 75. Ketika biaya material lebih besar dari Rp 100, ketebalan produk sama besarnya ketika biaya material sebesar Rp 100. Ketebalan produk tidak sensitif terhadap kendala biaya material dikarenakan pada model ini sudah mencapai nilai biaya material maksimal ketika Rp 100. Sehingga jika biaya material dinaikkan menjadi lebih besar dari Rp 100, maka hal itu tidak akan mempengaruhi besarnya ketebalan produk yang dibutuhkan agar kedua fungsi tujuan model dapat tercapai. commit to user

V - 10


digilib.uns.ac.id

Kekuatan 80000 70000 60000 50000 Kekuatan 40000 (N) 30000 20000 10000 0

Kekuatan

Rp25 Rp50 Rp75 Rp100 Rp150 Rp250 Rp500 Biaya material

Gambar 5.6 Grafik Kekuatan Produk dengan Biaya Material

Dampak Lingkungan 2,5 2 Dampak Lingkungan

1,5 Dampak lingkungan (millipoints) 1 0,5 0 Rp25 Rp50 Rp75 Rp100 Rp150 Rp250 Rp500 Biaya material

Gambar 5.7 Grafik Dampak Lingkungan dengan Biaya Material

Berdasarkan Gambar 5.6 dan 5.7 dapat dilihat bahwa kekuatan produk dan dampak lingkungan akan memiliki pola yang sama dengan ketebalan produk. Hal ini dikarenakan kedua tujuan model akan meyesuaikan dengan ketebalan produk tersebut. Semakin besar ketebalan produk, maka kekuatan produk dan dampak lingkungan yang dihasilkan juga semakin besar.

commit to user

V - 11


digilib.uns.ac.id

Proporsi material daur ulang 0,6 0,5 Proporsi material daur ulang

0,4 Proporsi material 0,3 daur ulang 0,2 0,1 0 Rp25 Rp50 Rp75 Rp100 Rp150 Rp250 Rp500 Biaya material

Gambar 5.8 Grafik Proporsi Material Daur Ulang dengan Biaya Material

Berdasarkan Gambar 5.8, dapat dilihat bahwa untuk proporsi material daur ulang, untuk semua kasus memperoleh hasil yang sama sebesar 0,5. Walaupun pada saat biaya material diubah menjadi Rp 100, Rp 150, Rp 250, dan Rp 500 menunjukkan bahwa proporsi material daur ulang kurang dari 0,5 pada saat maksimasi kekuatan produk, namun pada akhirnya setelah dilakukan normalisasi terhadap model, diperoleh hasil bahwa proporsi material daur ulang untuk semua perubahan biaya material adalah sama, yaitu sebesar 0,5. Hal ini dikarenakan model berusaha menyeimbangkan antara kedua tujuan model, yaitu maksimasi kekuatan produk dan minimasi dampak lingkungan.

5.1.3 Analisis Sensitivitas Berdasarkan Perubahan Biaya Recycle Perubahan biaya

recycle, tanpa mengubah biaya material akan

mempengaruhi ketebalan, kekuatan produk, dan dampak lingkungan yang dihasilkan. Namun perubahan tersebut tidak berpengaruh terhadap proporsi penggunaan material daur ulang yang digunakan sebagai campuran dalam pembuatan produk baru, dimana besarnya proporsi tersebut adalah 0,5, sehingga produk akan dibuat dari campuran material baru sebanyak 50% dan material daur ulang sebanyak 50%. commit to user

V - 12


digilib.uns.ac.id

Pada saat biaya recycle diubah menjadi Rp 10, maka ketebalan produk juga mengalami perubahan menjadi lebih kecil dari ketebalan awal, yaitu menjadi 0,1978213 mm. Pengurangan ketebalan produk juga terjadi ketika biaya recycle diubah menjadi Rp 15, dimana ketebalan produk berkurang menjadi 0,2967320 mm. Hal ini dikarenakan model menyesuaikan dengan biaya recycle yang semakin kecil, sehingga ketebalan produk juga semakin kecil. Namun, ketika biaya recycle diubah menjadi Rp 20, Rp 30, Rp 50, dan Rp 75, ketebalan produk memiliki nilai yang sama ketika biaya recycle Rp 25, yaitu sebesar 0,3196854 mm. Hal ini dikarenakan model berusaha menyeimbangkan antar kedua tujuan model sehingga diperoleh hasil sesuai tujuan yang diinginkan. Hasil lengkap mengenai pengaruh perubahan biaya recycle terhadap ketebalan, kekuatan, dan dampak lingkungan produk dapat dilihat pada Tabel 5.8 dan 5.9.

Tabel 5.8 Hasil Perubahan Parameter Biaya Recycle Biaya Recycle

Rp10

Fungsi Tujuan

Nilai

0,2878518

0,3436167

43898,76

min strength

0,006130070

0,5

934,8281

max envir

0,2361764

0

1,642311

min envir

0,006130070

0,5

0,02750487

0,1978213

0,5

0,8522300

max strength

0,3136895

0,4729709

47837,58

min strength

0,006130070

0,5

934,8281

max envir

0,2361764

0

1,642311

min envir

0,006130068

0,5

0,02750486

0,2967320

0,5

0,8628058

transformasi

Rp20

x

max strength

transformasi

Rp15

Tebal

max strength

0,3196854

0,5

48751,63

min strength

0,006130070

0,5

934,8281

max envir

0,2361764

0

1,642311

min envir

0,006130070

0,5

0,02750487

0,3196854

0,5

0,8712403

transformasi

commit to user

V - 13

Pencapaian Tujuan

tujuan 1

30167,51

tujuan 2

0,8876000

tujuan 1

45251,27

tujuan 2

1,331400

tujuan 1

48751,63

tujuan 2

1,434389


digilib.uns.ac.id

Tabel 5.9 Hasil Perubahan Parameter Biaya Recycle (Lanjutan) Biaya Recycle

Fungsi Tujuan

Tebal

x

Nilai

max strength

0,3196854

0,5

48751,63

min strength

0,006130070

0,5

934,8281

max envir

0,2361764

0

1,642311

min envir

0,006130070

0,5

0,02750487

0,3196854

0,5

0,8712403

Rp25

transformasi

max strength

0,3196854

0,5

48751,63

min strength

0,006130070

0,5

934,8281

max envir

0,2361764

0

1,642311

min envir

0,006130070

0,5

0,02750487

0,3196854

0,5

0,8712403

Rp30

transformasi

max strength

0,3196854

0,5

48751,63

min strength

0,006130070

0,5

934,8281

max envir

0,2361764

0

1,642311

min envir

0,006130070

0,5

0,02750487

0,3196854

0,5

0,8712403

Rp50

transformasi

max strength

0,3196854

0,5

48751,63

min strength

0,006130070

0,5

934,8281

max envir

0,2361764

0

1,642311

min envir

0,006130070

0,5

0,02750487

0,3196854

0,5

0,8712403

Rp75

transformasi

Pencapaian Tujuan

tujuan 1

48751,63

tujuan 2

1,434389

tujuan 1

48751,63

tujuan 2

1,434389

tujuan 1

48751,63

tujuan 2

1,434389

tujuan 1

48751,63

tujuan 2

1,434389

Keterangan: x



commit to user

V - 14


digilib.uns.ac.id

Ketebalan 0,35 0,3 0,25 Ketebalan 0,2 (mm) 0,15 Ketebalan

0,1 0,05 0 Rp10

Rp15

Rp20

Rp25

Rp30

Rp50

Rp75

Biaya recycle

Gambar 5.9 Grafik Ketebalan Produk dengan Biaya Recycle Kasus awal model ini adalah biaya recycle sebesar Rp 25. Kemudian pada analisis sensitivitas ini, biaya recycle diubah menjadi lebih kecil maupun lebih besar dari biaya recycle pada kasus awal. Berdasarkan Gambar 5.9 dapat dilihat bahwa ketika biaya recycle sebesar RP 10 dan Rp 15, ketebalan produk memiliki nilai yang lebih kecil dibandingkan ketebalan ketika biaya recycle Rp 25. Namun ketebalan produk bernilai sama ketika biaya recycle sebesar Rp 20, Rp 25, Rp 30, Rp 50, dan Rp 75. Hal ini dikarenakan model menyesuaikan dengan batasanbatasan model yang lain agar kedua fungsi tujuan model dapat tercapai sesuai dengan yang diharapkan.

commit to user

V - 15


digilib.uns.ac.id

Kekuatan 60000 50000 40000 Kekuatan 30000 (N) 20000

Kekuatan

10000 0 Rp10 Rp15 Rp20 Rp25 Rp30 Rp50 Rp75 Biaya recycle

Gambar 5.10 Grafik Kekuatan Produk dengan Biaya Recycle

Dampak Lingkungan 1,6 1,4 1,2 Dampak lingkungan (millipoints)

Dampak Lingkunga n

1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 Rp10 Rp15 Rp20 Rp25 Rp30 Rp50 Rp75 Biaya recycle

Gambar 5.11 Grafik Dampak Lingkungan dengan Biaya Recycle

Berdasarkan Gambar 5.10 dan 5.11 dapat diketahui bahwa kekuatan produk dan dampak lingkungan memiliki pola yang sama dengan ketebalan produk. Hal ini dikarenakan ketebalan produk berpengaruh terhadap kekuatan produk dan dampak lingkungan yang dihasilkan. Semakin besar nilai ketebalan produk, maka kekuatan produk dan dampak lingkungan juga semakin besar nilainya. commit to user

V - 16


digilib.uns.ac.id

Proporsi material daur ulang 0,6 0,5 Proporsi material daur ulang

0,4 Proporsi material 0,3 daur ulang 0,2 0,1 0 Rp10 Rp15 Rp20 Rp25 Rp30 Rp50 Rp75 Biaya recycle

Gambar 5.12 Grafik Proporsi Material Daur Ulang dengan Biaya Recycle

Berdasarkan Gambar 5.12 dapat diketahui bahwa untuk proporsi material daur ulang, untuk semua kasus memperoleh hasil yang sama sebesar 0,5. Walaupun pada saat biaya recycle diubah menjadi Rp 10 dan Rp 15 menunjukkan bahwa proporsi material daur ulang kurang dari 0,5 pada saat maksimasi kekuatan produk, namun pada akhirnya setelah dilakukan normalisasi terhadap model, diperoleh hasil bahwa proporsi material daur ulang untuk semua perubahan biaya recycle adalah sama, yaitu sebesar 0,5. Hal ini dikarenakan model berusaha menyeimbangkan antara kedua tujuan model, yaitu memaksimasi kekuatan produk dan meminimasi dampak lingkungan.

5.2

Analisis Perbandingan Hasil Contoh Numerik Model dengan Kondisi yang Saat Ini Terjadi di Perusahaan Berdasarkan contoh numerik yang telah dilakukan pada Bab IV diperoleh

hasil bahwa ketebalan produk yang dapat memaksimasi kekuatan produk dan meminimasi dampak lingkungan yang dihasilkan adalah sebesar 0,3196854 mm. Hal ini memiliki perbedaan dengan kondisi yang terjadi di perusahaan. Perbedaan tersebut dapat dilihat pada Tabel 5.10 berikut ini. commit to user

V - 17


digilib.uns.ac.id

Tabel 5.10 Perbandingan Ketebalan Produk antara Hasil Model dengan Kondisi di Perusahaan Keterangan Dinding tengah Dinding bawah Alas

Model 0,3196854 0,3196854 0,3196854

Ketebalan (mm) Perusahaan Perbandingan 0,21 52% 0,35 -9% 0,45 -29%

Pada perusahaan terdapat tiga macam ketebalan gelas plastik, yaitu dinding tengah, dinding bawah, dan alas. Tetapi pada model hanya terdapat satu macam ketebalan gelas, karena pada Bab I telah diasumsikan bahwa ketebalan alas dan dinding gelas adalah sama besarnya. Ketebalan produk model pada bagian dinding tengah lebih tebal 52% dibandingkan milik perusahaan. Sedangkan untuk dinding bawah memiliki ketebalan yang lebih tipis 9% dari perusahaan. Dan untuk ketebalan alas lebih tipis 29% dibandingkan perusahaan. Adanya perbedaan antar hasil model dengan kondisi yang terjadi di perusahaan disebabkan pada perusahaan

juga

mempertimbangkan

faktor-faktor

lain

yang

tidak

dipertimbangkan dalam model ini, seperti oksigen barrier serta sum of life produk tersebut ketika sudah diisi minuman. Sum of life produk merupakan batas umur produk dapat digunakan ketika produk tersebut telah diisi air minuman. Setelah mendapatkan hasil berupa ketebalan produk, maka kekuatan produk dan dampak lingkungan juga dapat dibandingkan untuk mengetahui apakah model yang dikembangkan memiliki hasil yang lebih baik dibanding yang telah dipakai oleh perusahaan saat ini. Di bawah ini merupakan hasil perbandingan antara kekuatan produk hasil model dengan kondisi yang saat ini terjadi di perusahaan yang akan disajikan pada Tabel 5.11.

commit to user

V - 18


digilib.uns.ac.id

Tabel 5.11 Perbandingan Kekuatan Produk antara Hasil Model dengan Kondisi di Perusahaan Keterangan Dinding tengah Dinding bawah Alas

Model 48751,63 48751,63 48751,63

Kekuatan (N) Perusahaan Perbandingan 32024,74 52% 53374,57 -9% 68624,45 -29%

Berdasarkan Tabel 5.11 dapat diketahui bahwa terdapat perbedaan kekuatan produk antara hasil model dengan kondisi yang terjadi di perusahaan saat ini. Untuk kekuatan pada dinding tengah, model yang dikembangkan pada penelitian ini memiliki kekuatan 52% lebih besar dibandingkan perusahaan. Namun untuk dinding bawah, hasil perusahaan memiliki kekuatan produk 9% lebih besar dibandingkan model. Sedangkan untuk kekuatan alas produk, hasil model memiliki kekuatan 29% lebih kecil dibandingkan perusahaan. Hal ini dikarenakan perusahaan mempertimbangkan bahwa alas gelas membutuhkan kekuatan yang lebih besar akibat tekanan yang diberikan dari atas, sementara dalam model diasumsikan bahwa seluruh permukaan gelas memiliki ketebalan yang sama sehingga kekuatan produk di seluruh permukaan gelas pun akan sama besarnya.

Tabel 5.12 Perbandingan Dampak Lingkungan antara Hasil Model dengan Kondisi di Perusahaan Keterangan Dinding tengah Dinding bawah Alas

Dampak lingkungan (millipoints) Model Perusahaan Perbandingan 39,91 26,22 52% 39,91 43,70 -9% 39,91 56,18 -29%

Berdasarkan Tabel 5.12 dapat diketahui bahwa untuk dinding tengah, perusahaan memiliki dampak lingkungan 52% sedikit dibandingkan model yang dikembangkan dalam penelitian ini. Tetapi untuk dinding bawah, model yang dikembangkan 9% lebih ramah lingkungan dibandingkan hasil perusahaan. to user Sedangkan untuk alas pada modelcommit memiliki dampak lingkungan yang lebih sedikit

V - 19


digilib.uns.ac.id

29% dibandingkan perusahaan. Jadi, semakin kecil ketebalan produk, maka dampak lingkungan yang dihasilkan juga semakin kecil. Sebaliknya, jika semakin besar ketebalan produk maka dampak lingkungan yang dihasilkan juga semakin besar.

commit to user

V - 20


digilib.uns.ac.id

BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN Pada bab ini akan diuraikan mengenai kesimpulan yang didapat berdasarkan penelitian mengenai pengembangan model optimisasi perancangan gelas plastik untuk air minum dalam kemasan. Selain itu juga terdapat saran yang dapat dilakukan untuk penelitian selanjutnya.

6.1

Kesimpulan Kesimpulan yang diperoleh adalah sebagai berikut:

1. Penelitian ini menghasilkan model optimisasi perancangan gelas plastik untuk air minum dalam kemasan yang dapat digunakan untuk memaksimasi kekuatan produk dan meminimasi dampak lingkungan yang dihasilkan dengan mempertimbangkan biaya material, stress produk, kekuatan produk sesuai standar SNI, biaya untuk melakukan proses daur ulang atau biaya recycle, penggunaan material daur ulang maksimal sebanyak 50% dari total penggunaan bahan baku, dan modulus elastisitas plastik pada saat diisi air minuman dengan suhu 80°C. 2. Dalam merancang gelas plastik untuk air minum dalam kemasan ukuran 200 ml yang terbuat dari material polypropylene (PP), agar dapat memaksimasi kekuatan produk dan meminimasi dampak lingkungan dibutuhkan ketebalan gelas plastik sebesar 0,3196854 mm dan proporsi material daur ulang sebesar 0,5 sehingga produk akan terbuat dari campuran material baru sebanyak 50% dan material daur ulang sebanyak 50%. 3. Ketebalan, kekuatan produk, dan dampak lingkungan akan berubah secara linier dengan perubahan biaya material dan biaya recycle dengan besar biaya recycle sebesar ½ dari biaya material. 4. Proporsi material daur ulang yang digunakan tidak akan berubah walaupun biaya material dan biaya recycle telah diubah karena model akan menyesuaikan agar kedua tujuan dapat tercapai. commit to user

VI - 1


digilib.uns.ac.id

5. Pada model yang dikembangkan dalam penelitian ini, untuk kekuatan dinding tengah memiliki nilai 52% lebih besar dibandingkan kondisi perusahaan saat ini. Namun, kekuatan dinding bawah memiliki kekuatan 9% lebih kecil dibandingkan kondisi perusahaan saat ini. Sedangkan untuk kekuatan alas pada model memiliki kekuatan 29% lebih kecil dibandingkan perusahaan. 6. Untuk dampak lingkungan yang dihasilkan, model yang dikembangkan pada penelitian ini menghasilkan dampak lingkungan 52% lebih besar pada bagian dinding

tengah

dibandingkan

kondisi

perusahaan

saat

ini.

Namun

menghasilkan dampak lingkungan 9% lebih kecil pada dinding bawah dan 29% lebih kecil pada alas dibandingkan kondisi perusahaan saat ini. 7. Adanya perbedaan ketebalan, kekuatan produk, dan dampak lingkungan antara model dan kondisi perusahaan saat ini disebabkan karena pada perusahaan mempertimbangkan faktor-faktor lain yang tidak dipertimbangkan dalam model ini, seperti oksigen barrier serta sum of life produk tersebut ketika sudah diisi minuman. Sum of life produk merupakan batas umur produk dapat digunakan ketika produk tersebut telah diisi air minuman.

6.2

Saran Saran yang dapat diberikan untuk pengembangan penelitian selanjutnya

adalah dilakukannya eksperimen mengenai pengaruh beban terhadap ketebalan gelas plastik, pengaruh suhu terhadap modulus elastisitas, dan proporsi material untuk mendapatkan persamaan yang tepat.

commit to user

VI - 2

PENGEMBANGAN MODEL OPTIMISASI PERANCANGAN GELAS PLASTIK UNTUK AIR MINUM DALAM KEMASAN DENGAN PENDEKATAN DESIGN FOR ENVIRONMENT (DFE)

Recommend Documents