Post on 24-Mar-2019
PENERAPAN METODE INTEGER PROGRAMMING PADA PENJADWALAN PRODUKSI MAKE TO ORDER DENGAN MESIN
PARALEL(Studi Kasus: Bengkel Umum Unit III, PT. Gudang Garam,Tbk.)
Dosen Pembimbing:
Prof. Dr. Ir. Suparno, MSIE.
SIDANG TUGAS AKHIR
Oleh:
Triyono Priyosaputro
2506 100 102
Latar Belakang
Kebijakan inventory spare part mesin & fasilitas perusahaan
Melakukan produksi sendiri di Bengkel
Umum Unit III yang bersifat make to order
Sifat kedatangan yang sewaktu-waktu dengan variasi jenis
dan jumlah yang tinggi
Tidak sedikit terjadi keterlambatan dalam penyelesaian order
Pendekatan optimasi untuk penjadwalan
produksi yang optimal
Integer Programming
Perumusan Masalah
Bagaimana menerapkan konsep optimasi yakni integer
programming untuk kasus penjadwalan make to order
mesin paralel multiperiode agar jumlah keterlambatan
(number of tardy) dan total waktu keterlambatan (total
tardiness) pesanan yang berupa spare part bisa
minimum sehingga time to repaire untuk mesin-mesin
perusahaan yang rusak tidak mengalami kendala
Tujuan Penelitian
Menerapkan konsep integer programming untuk kasuspenjadwalan make to order mesin paralel multiperiode agardidapatkan hasil yang optimal.
Meminimumkan jumlah pesanan yang terlambat (number oftardy) dan total waktu keterlambatan (total tardiness) melalui penjadwalan yang tepat.
Ruang Lingkup Penelitian
Batasan
1. Order yang dijadwalkan hanya order yang berasal dari bagianproduksi sedangkan yang non-prosuksi tidak.
2. Data order yang digunanakan dalam penelitian ini adalah dataorder pada bulan Desember 2009.
3. Tidak menjadwalkan order yang membutuhkan urutan prosesulang pada mesin.
Asumsi
1. Selama dilakukan penelitian, mesin-mesin yang ada dapat berjalan normal (tidak terjadi kerusakan atau perbaikan) dan bahan baku yang dibutuhkan tersedia dan tidak kurang dalam jumlahnya.
2. Order yang yang diterima dapat diproses lebih dari satu periodepenjadwalan (multiperiode).
3. Satu mesin dipegang oleh satu operator dan selama penelitian ini tidak terdapat pekerja yang lembur.
4. Waktu set up mesin dan waktu transfer order selama proses ditiadakan.
Manfaat Penelitian
Diperoleh penjadwalan produksi pada sistem produksi maketo order mesin paralel multiperiode dengan pendekataninteger programming agar hasil yang didapat adalah solusiyang optimal.
Diperoleh sistem penjadwalan yang mampu meminimalkannumber of tardy job dan total tardiness yang erathubungannya dengan ketepatan penyelesaian order yangsesuai due date dan time to repaire mesin yang di prosesspare part-nya.
Tinjauan Pustaka
Sistem Produksi•Berdasarkan Proses Operasi
1.Proses Produksi Discrete
2.Proses Produksi Continous
•Berdasarkan Tujuan Operasinya1.Make To Stock (MTS)
2.Make To Order (MTO)
3.Assembly To Order (ATO)
4.Engineering To Order (ETO)
•Berdasarkan Aliran Proses dan Variasi Produk.1.Flow Shop
2.Continous
3.Job Shop
4.Batch
5.Proyek
Next..
Kriteria-kriteria keberhasilan dalam penjadwalan:
1. Rata-rata waktu alir (mean flow time)
2. Makespan, yaitu total waktu proses yang dibutuhkan untuk
menyesuaikan suatu kumpulan job
3. Rata-rata keterlambatan (mean tardiness)
4. Jumlah mesin yang menganggur
5. Jumlah persediaan
6. Jumlah job yang terlambat
7. Total keterlambatan
Istilah-istilah yang sering digunakan dalam penjadwalan
produksi:
•Processing time (waktu proses)
•Due date (batas waktu)
•Lateness (kelambatan)
•Tardiness (ukuran kelambatan)
•Slack (kelonggaran)
•Completion time (waktu
penyelesaian)
•Flow time (waktu alir)
Next..
• Metode Penjadwalan
• Metode Optimasi
Integer programming
Branch and Bound
• Metode Heuristic
SPT, FCFS, EDD, MWKR, dan sebagainya
• Metode Metaheuristic
TS, PSO, GA, dan sebagainya
Penelitian-penelitian sebelumnya
Pengarang Judul Penelitian Content
William Goenardi
(2008)
Penjadwalan Produksi
untuk Proses Produksi
Buku PAD dengan Integer
Programming
Hanya betujuan untuk
meminimalkan
completion time
Anggunsatria
Nurhikmawan
(2008)
Perencanaan dan
Penjadwalan Produksi
Multiproduct dengan
Metode Hierarchical
Production Planning
(HPP) pada Sistem
Produksi Batch
Penerapan programa
integer pada sistem
batch
Metode PenelitianMulai
Pengamatan dan Kunjungan
Lapangan
· Observasi objek (lantai produksi)
· Proses produksi
· Sistem penjadwalan
Identifikasi dan Perumusan Masalah
· Menentukan masalah yang
diambil dari hasil pengamatan
· Optimasi penjadwalan produksi
Penentuan Tujuan Penelitian
Meminimasi jumlah keterlambatan
order dan meminimasi total
keterlambatan pesanan komponen agar
penyediaannya bisa tepat waktu
Tinjauan Pustaka
· Teori-teori yang dijadikan landasan
· Penelitian-penelitian yang sejenis
yang pernah dilakukan sebelumnya
· Informasi-informasi terbaru yang
berkaitan dengan masalah
penelitian
A
Next..
Akhir
Pengumpulan Data
· Data job order yang terdiri dari
jenis produk, spesifikasi produk,
jumlah dan due date.
· Data mesin produksi
Penyusunan Model Matematis
· Integer Programming Model
Running Software LINGO
· Penyelesaian formulasi
Analisa Hasil
Kesimpulan dan
Saran
Membandingkan
Performa Model dengan
Kondisi Aktual
Tidak
Ya
A
Sistem Produksi bagian Bengkel Umum Unit III• PT. Gudang Garam Tbk. beroperasi tiap minggunya mulai hari Senin
sampai hari Sabtu dengan jam kerja untuk hari Senin sampai dengan
hari Jumat yaitu 8 jam termasuk didalamnya satu jam istirahat dan 5
jam kerja khusus untuk hari Sabtu.
• Kegiatan utama dari Bengkel Umum Unit III ini terhadap komponen,
peralatan maupun spare part di perusahaan antara lain:
1. Proses modifiksai, yaitu komponen, peralatan maupun spare part
dengan maksud agar produk yang dipesan tersebut dimodif agar
sesuai spesifikasi yang diinginkan.
2. Proses repaire, produk yang dipesan hanya mengalami proses
perbaikan jadi tidak dilakukan proses pembuatan dari material
bahan baku hingga produk jadi, biasanya proses ini
menyempurnakan komponen, peralatan maupun spare part yang
rusak agar berfungsi kembali dengan baik.
3. Proses pembuatan, memesan produk yang diproses mulai raw
material hingga finishing product. Biasanya untuk produk yang
diinginkan desain bisa diperoleh melalui contoh produk yang sudah
ada, hasil rancangan atau desain dari biro teknik yang ada di
Bengkel Umum Unit III maupun desain dari pihak pemesan.
Sistem Penjadwalan dan Mesin
• Penjadwalan pada Bengkel Umum Unit III ini memiliki aturan yaitu first in first
serve. Namun pada kenyataannya apabila terdapat suatu order dengan due
date yang pendek atau dengan kata lain range kedatangan order dengan due
date-nya berdekatan maka diprioritaskan order tersebut untuk dikerjakan
terlebih dahulu meskipun datangnya tidak paling awal.
• Dengan variasi order memiliki karakteristik yang berbeda baik desain maupun
prosesnya maka setiap order yang datang tersebut akan memiliki kebutuhan
untuk diproses pada tiap mesin yang berbeda-beda namun sebenarnya untuk
semua proses yang harus dilakukan untuk semua order yang datang tersebut
memiliki urutan pengerjaan yang hampir sama pada mesin-mesin produksi
yang ada di bagian ini. Urutan yang dimaksud adalah proses pemotongan,
proses las, proses bubut kecil atau besar, frais, dan gerinda. Tetapi disini
memungkinkan untuk urutan tersebut dilewati sehingga ada proses yang
memang tidak dibutuhkan oleh suatu order.
Tabel Jenis Mesin, Jumlah dan Kapasitas yang Dioperasikan Pada Bulan Desember 2009
Identifikasi Produk atau Order Amatan
• Untuk objek penelitian berasal dari bagian Threshing Tembakau, Clove
Processing, Divisi Teknik Pengolahan dan Bagian Teknik Kemasan
dengan alasan merupakan bagian penting yang berhubungan langsung
dengan sistem produksi utama perusahaan
• Dalam pengamatan tiap order, terdapat atribut berupa waktu
kedatangan, due date, size per order, minimum batch, proses yang
dibutuhkan.
• Berikut jumlah pesanan yang ada pada bulan Desember dari empat
lembaga.
Pengolahan Data
• Untuk penelitian ini menggunakan dua model integer
programming dengan fungsi tujuan:
1. Meminimalkan jumlah pesanan yang terlambat (min number
of tardy)
2. Meminimalkan total keterlambatan (min total tardiness)
• Model yang digunakan dalam penelitian ini adalah mengacu
pada model integer programming yang telah dikembangkan
oleh Sawik (2005).
Hasil Output Model 1 (min number of tardy)
• Jumlah order yang terlambat sebanyak 2 buah
Penugasan Mesin
Keterangan:
Seksi 1 : seksi potong
Seksi 2 : seksi las
Seksi 3 : seksi bubut kecil
Seksi 4 : seksi bubut besar
Seksi 5 : seksi frais
Seksi 6 : bagian gerinda.
Hasil Output Model 2 (min total tardiness)
• Total keterlambatan adalah 2 periode
Penugasan Mesin
Keterangan:
Seksi 1 : seksi potong
Seksi 2 : seksi las
Seksi 3 : seksi bubut kecil
Seksi 4 : seksi bubut besar
Seksi 5 : seksi frais
Seksi 6 : bagian gerinda.
Perbandingan Performa Aktual dengan Model
• Maka dari data perbandingan performansi antara model dengan kondisi
aktual, dapat dilakukan penarikan hasil mengenai presentase perbaikan
• Presentase perbaikan dalam hal meminimasi jumlah job yang terlambat
Presentase perbaikan = (9-2)/9.100%
= 77%
• Presentase perbaikan dalam hal meminimasi total keterlambatan
Presentase perbaikan = (22-2)/22.100%
= 90%
Analisis Kondisi Perusahaan Amatan
• Untuk mendefinisian sistem yang ada di perusahaan, sehingga data
dan metode yang digunakan dalam penelitian sesuai dengan keadaan
realita di perusahaan. Dan model yang disusun tidak terjadi kesalah
pahaman.
• Bagian yang dijadikan objek memiliki sistem operasinya Make To
Order. Dimana produk yang dipesan mempunyai spesifikasi bentuk
sesuai dengan pesanan konsumen, ditandai dengan tidak
ditemukannya spesifikasi produk yang sama di setiap produk yang
dipesan oleh pemesan. Karena memiliki spesifikasi yang berbeda-beda
menyebabkan setiap produk membutuhkan proses yang berbeda-beda
pula.
• Dengan penyusunan mesin-mesin produksi secara parallel, hal ini
bertujuan agar dengan banyaknya order yang datang dalam hal jumlah
maupun karakteristiknya mampu meminimalkan waktu tunggu sebab
apabila satu mesin yang dipegang oleh satu operator dalam satu seksi
sedang bekerja maka mesin lain dalam satu seksi yang sama dapat
memproses order yang datang tersebut.
• Selain itu dengan penyusunan mesin seperti ini menguntungkan dalam
hal mempercepat proses produksi yaitu apabila terdapat suatu order
sengan jumlah yang besar maka dengan susunan mesin seperti ini
memungkinkan order tersebut dibagi-bagi ke mesin-mesin yang ada.
Analisis Produk Amatan
• Penentuan order amatan harus bisa mempresentasikan permasalahan
yang terjadi di perusahaan dan tentunya nantinya bisa diharapkan untuk
membantu penyelesaian masalah yang terjadi. Dalam penelitian ini order
yang dijadikan amatan adalah dibatasi pada order yang berasal dari
bagian produksi khususnya bagian Threshing Tembakau, Clove
Processing, Divisi Teknik Pengolahan, dan Teknik Kemasan. Hal ini
dilakukan sebab bagian-bagian tersebut merupakan beberapa bagian
yang berhubungan langsung dengan proses produksi utama perusahaan
jadi bisa disimpulkan bahwa bagian-bagian tersebut merupakan bagian
yang sangat utama dan penting
• Alasan pemilihan order amatan harus sesuai dengan fungsi tujuan dari
penelitian ini, yaitu untuk meminimumkan jumlah order yang terlambat
(number of tardy) dan meminimumkan total keterlambatan (total
tardiness).
• Data tentang order dengan due date digunakan untuk mengetahui
lamanya waktu yang dimiliki oleh perusahaan untuk menyelesaikan
semua order yang datang dari pemesan. Keuntungan yang dimiliki
dengan mengetahui due date produk adalah dapat dilakukannya suatu
perencanaan produksi dan penjadwalan produksi untuk memenuhi order
dari pemesan, tepatnya berapa size yang harus diproses untuk per
periode penjadwalan.
Analisis Model 1 (min number of tardy)
• Dengan model ini diharapkan semua order yang datang didalam
penyelesaiannya harus kurang dari due date-nya yaitu dengan cara
sebisa mungkin mengalokasikan order ke dalam periode penjadwalan
dan memprosesnya sebelum due date.
• Kemudian dengan model ini juga dilakukan perumusan terhadap
penugasan mesin-mesin yang terdapat pada setiap seksi kerja, dari
ouput model bisa diketahui mesin ke berapa pada seksi kerja mana
yang melakukan proses kerja pada order yang dilakukan pada periode
ke-t. Dari situ kita bisa mengetahui mesin yang dipegang oleh satu
operator tersebut kapan harus bekerja dan dari output software terlihat
juga kapan mesin-mesin tersebut tidak bekerja atau menganggur.
• Berdasarkan ouput LINGO dapat disimpulkan bahwa order dapat
dialokasikan ke periode-periode penjadwalan dengan baik.
Analisis Model 2 (min total tardiness)
• Dengan pengalokasian order dan penjadwalan yang optimal
didapatkan hasil total keterlambatan sebanyak 2 order.
• Dengan model ini diharapkan bahwa apabila terjadi
keterlambatan maka total waktu terlambatnya bisa
diminimumkan.
• Apabila dikaitkan dengan latar belakang penelitian yaitu agar
proses penyedian spare part tepat waktu untuk kegiatan
perbaikan mesin perusahaan maka hasil dari model ini
diharapkan mampu meminimalkan waktu keterlambatannya
sehingga proses perbaikan bisa segera dilakukan.
Analisis Perbandingan Performansi Penjadwalan Produksi Aktual dengan Model
• Perlu dilakukan karena untuk melihat perbandingan performa antara
model yang sudah disusun dengan metode aktual yang biasa
diterapkan oleh perusahaan, sehingga dapat dihasilkan suatu
kesimpulan atau ingin diterapkan di perusahaan.
• Berdasarkan hasil running software LINGO untuk model pertama yaitu
didapatkan hasil yang lebih baik yaitu hanya terdapat 2 (dua) order
yang terlambat sedangkan untuk kondisi aktual terdapat 9 (sembilan)
order yang terlambat dari total 120 order yang ada. Sehingga
persentase perbaikan yang didapat apabila dibandnigkan antara
performa model dengan kondisi aktual adalah sebesar 77%
• Untuk model kedua yaitu minimasi total tardiness, untuk kondisi aktual
tercatat bahwa total tardiness yang terjadi adalah sebesar 22 periode
(hari) sedangkan untuk model mampu menghasilkan performa yang
lebih bagus yaitu dengan total tardiness sebesar 2 periode (hari) saja.
Sehingga persentase perbaikan yang didapat apabila dilakukan
perbandingan antara performa model dengan kondisi aktual adalah
sebesar 90%.
• Hal ini bisa terjadi karena kondisi nyata jauh dari ideal sedangkan
model yang dibuat disini berada pada kondisi yang sangat ideal.
Kesimpulan
• Dengan model integer programming 1 yaitu dengan fungsi tujuan
minimasi number of tardy mampu menghasilkan penjadwalan produksi
optimal yaitu menghasilkan order terlambat dari sebesar 2 order yaitu
order 101 (Shaft Pad Separator) dan 102 (Plate Valve) yang berasal
dari Divisi Teknik Pengolahan.
• Sedangkan dengan model integer programming 2 yaitu dengan fungsi
tujuan minimasi total tardiness mampu meminimumkan total
keterlambatan sebesar 2 periode (hari) yaitu detailnya order 101 (Shaft
Pad Separator) sebesar 1 hari dan 102 (Plate Valve) sebesar 1 hari.
• Performa dari model integer programming 1 dan model integer
programming 2 mampu menghasilkan perbaikan dari kondisi aktual
sebesar 77% dan 90%. Dan dengan melihat presentasenya bisa
dikatakan bahwa perbaikan yang dihasilkan cukup tinggi.
• Untuk tiap model mampu menghasilkan urutan pengerjaan atau alokasi
order yang berbeda-beda, namun keduanya mampu menghasilkan
solusi yang optimal bila dibandingkan dengan kondisi aktual yang
terjadi di perusahaan.
SaranSaran untuk Penelitian Selanjutnya:
• Adanya batasan yaitu tidak menjadwalkan order yang membutuhkan urutan
proses ulang pada mesin karena keterbatasan model maka untuk penelitian
selanjutnya diharapkan pengembangan model dapat setahap lebih maju dengan
kondisi yang lebih baik.
• Peluang lain untuk penelitian selanjutnya adalah dengan pengembangan metode
heuristic untuk memecahkan banyak permasalahan nyata di lapangan, dengan
variasi proses yang lebih rumit.
Saran untuk Perusahaan:
• Dengan penjadwalan sistem multiperiode yaitu order dengan suatu ukuran
tertentu dapat dibagi-bagi atau dipecah ukurannya tersebut dalam hal
pengerjaannya pada periode penjadwalan yang ada mampu menghasilkan
penjadwalan yang optimal.
• Perbaikan dalam penyimpanan data-data perusahaan dalam suatu database
perusahaan yang terstruktur dan sistematis, bisa dilakukan dengan membuat
sistem informasi yang baik dan terintegrasi.
• Dalam menetapkan keputusan urutan penjadwalan produksi, hendaknya
digunakan suatu pendekatan berdasarkan teoritis yang ada, untuk melengkapi
kevalidan keputusan yang telah dibuat.
Daftar Pustaka
• Baker, Kenneth. 1974. Introduction to Sequencing and Scheduling. Jhon Wiley and
Sons, Inc.
• Nasution, Arman Hakim. 1999. Perencanaan dan Pengendalian Produksi. Jakarta:
Guna Widya
• Pinedo, Michael. 2002. Scheduling: Theory, Algorithms, and Systems. New Jersey:
Prentice Hall
• Kusuma, Hendra. 2002. Manajemen Produksi: Perencanaan dan Pengendalian
Produksi. Yogyakarta: ANDI.
• Sawik, Tadeusz. 2005. Integer Programming Approach to Production Scheduling
for Make-To-Order Manufacturing. Mathematichal and Computer modelling 41 (2005)
99-118
• Goenardi, Willian. 2008. Penjadwalan Produksi untuk Proses Produksi Buku PAD
dengan Integer Programming. Thesis. Institut Teknologi Sepuluh Nopember
• Nurhikmawan, Anggunsatria. 2008. Perencanaan dan Penjadwalan Produksi
Multiproduct dengan Metode Hierarchical Production Planning (HPP) pada Sistem
Produksi Batch. Tugas Akhir. Instintut Teknologi Sepuluh Nopember.
• Hoitomt, Debra J. 1993. A Practical Approach to Job-Shop Scheduling
Problems. IEEE Transactions on Robotics and Automation Vol. 9 No. 1
• Sawik, Tadeusz. 2005. Integer Programming Approach to Reactive
Scheduling in Make-To-Order Manufacturing. Mathematichal and Computer
modelling 46 (2007) 1373-1387