BAB 2 LANDASAN TEORI - thesis.binus.ac.idthesis.binus.ac.id/doc/Bab2/2006-2-01087-TI-bab 2.pdf ·...
Transcript of BAB 2 LANDASAN TEORI - thesis.binus.ac.idthesis.binus.ac.id/doc/Bab2/2006-2-01087-TI-bab 2.pdf ·...
BAB 2
LANDASAN TEORI
2.1 Tinjauan Pustaka
2.1.1 Perencanaan Proses
Perencanaan proses merupakan suatu perencanaan terhadap proses
pembuatan produk, bagaimana produk tersebut akan dibuat. Perencanaan
proses merancang dan merencanakan bagaimana suatu produk akan dibuat.
Peta-peta yang dibutuhkan untuk membantu perencanaan proses antara lain
peta proses kerja (OPC/ Operation Process Chart), struktur produk, Assembly
Chart dan BOM.
2.1.1.1 Peta Proses Operasi ( Operation Process Chart )
Peta Proses Operasi adalah suatu peta yang menggambarkan langkah
– langkah proses yang dilalui oleh komponen (bahan atau bahan baku) dari
awal proses sampai menjadi suatu produk jadi. Peta ini dapat memberi
gambaran yang lebih cermat tentang pola aliran produksi. Yang tercantum
pada peta proses operasi antara lain: bahan dan komponen yang digunakan,
operasi kerja yang dilakukan, waktu kerja, dan alat yang digunakan. Manfaat
peta proses operasi adalah :
23
1. Menunjukkan operasi yang harus dilakukan untuk tiap komponen.
2. Memberikan informasi mengenai hubungan antar komponen.
3. Menunjukkan sifat pola aliran bahan.
2.1.1.2 Struktur Produk ( Product Structure )
Struktur produk merupakan peta yang menggambarkan komponen-
komponen yang menyusun produk hasil perakitan, dilengkapi dengan level
dari bagian-bagian penyusun tersebut, dimana komponen pembentuk produk
akhir yang ditempatkan pada level 0 dan seterusnya, sehingga membentuk
sebuah hirarki. Diagram sistematik ini menunjukkan hubungan antar
komponen terhadap produk jadi dan hubungan keseluruhan perakitan.
Manfaat struktur produk adalah :
1. Mengetahui berapa jumlah item komponen penyusun untuk menyusun
suatu produk akhir.
2. Memberikan rincian mengenai komponen apa saja yang dibutuhkan
untuk menghasilkan suatu produk.
24
2.1.1.3 BOM (Bill of Material )
BOM adalah sebuah tabel daftar jumlah komponen, campuran bahan
dan bahan baku yang diperlukan untuk dirakit, dicampur atau membuat
produk akhir.
Beberapa format BOM yang sering digunakan :
1. Multi Level Indented Eksplosion.
Format ini adalah yang paling sering digunakan karena dapat
memberikan informasi yang luas tentang produk dan sekaligus
memperjelas urutan proses perakitannya.
2. Single Level BOM.
Format ini hanya mendeskripsikan komponen–komponen yang
diperlukan pada level khusus untuk perakitan ( assembly ).
3. Summarized BOM.
Merupakan kesimpulan beberapa urutan keseluruhan kuantitas dari
masing– masing komponen yang diperlukan untuk membuat produk
tanpa memperhatikan level perakitan.
4. Where–Used BOM.
Format ini membalik struktur produk untuk mengidentifikasi pada sub
perakitan, perakitan atau produk akhir apa suatu item digunakan.
25
Beberapa macam BOM :
1. Eksplosion
Merupakan BOM dengan urutan dimulai dari induk sampai komponen
pada level paling bawah. BOM jenis ini menunjukkan komponen yang
membentuk suatu induk dari level teratas sampai level terendah.
2. Implosion
Merupakan BOM dimana urutan dimulai dari komponen sampai induk
atau level paling atas. Secara singkat BOM jenis ini adalah kebalikan
dari BOM eksplosion.
2.1.2 Peramalan
2.1.2.1 Arti Peramalan, Tujuan, dan Langkah-Langkahnya
Peramalan adalah seni dan ilmu memprediksi peristiwa-peristiwa
masa depan. Peramalan memerlukan pengambilan data historis dan
memproyeksikannya ke masa depan dengan beberapa bentuk model
matematis. Tujuan utama peramalan adalah membuat estimasi yang terbaik di
tengah ketidakpastian. Ramalan yang baik sangat penting dalam seluruh
aspek bisnis; ramalan hanyalah ekspetasi permintaan produk sampai
permintaan aktual diketahui. Ramalan permintaan mengarahkan keputusan
dalam banyak bidang. Ramalan produk berpengaruh terhadap tiga fungsi:
26
a. Sumber Daya Manusia
Jumlah karyawan yang akan dipekerjakan, diberhentikan, dan dilatih
bergantung pada permintaan produk yang akan diantisipasi.
b. Kapasitas
Kapasitas dipersiapkan sesuai perkiraan ramalan.
c. Manajemen Rantai-Suplai
Hubungan dengan pemasok yang baik dan keunggulan kerja yang
terjamin untuk bahan baku dan suku cadang tergantung pada ramalan
yang akurat.
Metode peramalan kuantitatif model seri waktu memprediksi
berdasarkan asumsi bahwa masa depan adalah fungsi dari masa lalu. Metode
peramalan kuantitatif model seri kausal: Regresi linear dan model kausal
bergabung menjadi model variabel atau hubungan yang bisa mempengaruhi
jumlah yang sedang diramal.
Delapan tahap sistem peramalan:
1. Menentukan penggunaan peramlan itu.
2. Memilih hal-hal yang akan diramalkan.
3. Menetukan horizon waktunya.
4. Memilih model permalannya.
5. Mengumpulkan data yang dibutuhkan.
27
6. Menentukan model peramalan yang tepat.
7. Membuat ramalan.
8. Menentukan hasilnya.
Kriteria peramalan yang baik adalah:
1. Akurasi
Akurasi dari suatu hasil peramalan diukur dengan kebiasaan dan
kekonsistensian peramalan tersebut. Hasil peramalan dikatakan bias bila
peramalan tersebut terlalu tinggi atau terlalu rendah dibandingkan dengan
kenyataan yang sebenarnya terjadi.
2. Biaya
Biaya yang diperlukan dalam pembuatan suatu peramalan adalah
tergantung dari jumlah item yang diramalkan, lamanya periode
peramalan,dan metode peramalan yang dipakai.
3. Kemudahan
Pengguna metode peramalan yang sederhana, mudah dibuat, dan mudah
diaplikasikan akan memberikan keuntungan bagi perusahaan.
28
Dalam membuat peramalan atau menerapkan hasil suatu peramalan,
maka ada beberapa hal yang harus dipertimbangkan, yaitu:
1. Peramalan pasti mengandung kesalahan,artinya peramal hanya bisa
mengrangi ketidak pastian yang akan terjadi tetapi tidak dapat
menghilangkan ketidak pastian tersebut.
2. Peramalan seharusnya memberikan informasi tentang berapa ukuran
kesalahan.artinya karena peramalan pasti mengandung kesalahan, maka
adalah penting bagi peramal untuk menginformasikan seberapa besar
kesalaha yang mungkin terjadi.
3. Peramalan jangka pendek lebih akurat dibandingkan peramalan jangka
panjang
Ada 4 ukuran akurasi yang biasa digunakan , yaitu :
1. Rata rata deviasi mutlak (MAD)
MAD merupakan rata rata kesalahan mutlak selama periode tertentu
tanpa memperhatikan apakah hasil peramalan lebih besar atau lebih kecil
dibandingkan kenyataannya.
2. Rata rata kuadrat kesalahan (MSE)
MSE dihitung dengan menjumlahkan kuadrat semua kesalahan peramalan
pada setiap periode dan membaginya dengan jumlah periode peramalan.
29
3. Rata rata kesalahan peramalan (MFE)
MFE sangat efektif untuk mengetahui apakah suatu hasil peramalan
selama periode tertentu terlalu tinggi atau terlalu rendah.
4. Rata rata persentase kesalahan absolut (MAPE)
MAPE merupakan ukuran kesalahan relatif peramalan.
2.1.2.2 Macam-macam Pola Data
Terdapat 4 macam pola data yang biasa digunakan dalam analisis
runtun waktu (Time Series) antara lain :
- Stasioner / Horizontal
- Trend (T)
- Musiman atau Seasional (S)
- Siklikal atau Cyclical (C)
Dan dalam model klasik analis runtut waktu, nilai ramalan (γ)
merupakan fungsi perkalian dari komponen-komponen tersebut.
γ = T x S x C x E
Stasioner / Horizontal (H)
Yaitu pola yang terjadi bilamana nilai data berfluktuasi di sekitar nilai
rata-rata yang konstan. ( Deret seperti itu “stasioner” terhadap nilai rata-
ratanya ).
30
Trend (T)
Pola data trend menunjukkan pola gerakan penurunan atau
pertumbuhan (kenaikan) jangka panjang serangkaian data historik.
Pola data trend diikuti dengan garis trend yang memperlihatkan kenaikan
atau penurunan data-data tersebut.
Musiman atau Seasional (S)
Pola data musiman mencerminkan pengaruh pola-pola pembelian
musiman. Contoh klasik dari pola-pola pembelian musiman adalah
pembelian payung di musim hujan yang cenderung meningkat dibandingkan
musim kemarau atau sebaliknya penjualan minuman dingin / es akan lebih
meningkat di musim kemarau bila dibandingkan dengan musim hujan.
Bila pengaruh musiman diperhitungkan / dipertimbangkan, ketepatan
ramalan untuk banyak produk akan meningkat, bahkan untuk barang-barang
sektor industri.
Lama periode waktu yang digunakan dalam analisis musiman
bervariasi dan tergantung pada faktor-faktor seperti pembelian, skedul
produksi, skedul pengiriman, dan operasi-operasi penggudangan. Berbagai
pola permintaan dapat berulang dengan baris mingguan atau bulanan.
Pola data musiman dapat disajikan dalam bentuk grafik yang
mencerminkan fluktuasi musiman secara kuartalan.
31
Yang perlu diperhatikan adalah bahwa penjualan memang bervariasi
sepanjang runtut waktu, tetapi setiap perubahan musim yang saling
berhubungan adalah mendekati konstan. Analisis musiman menguji
hubungan setiap pengaruh musim pada variabel forecast.
Siklikal atau Cyclical (C)
Pengaruh-pengaruh siklikal atau sering disebut gelombang
konjungtur, adalah komponen dasar runtun waktu. Pengaruh-pengaruh
siklikal ini mungkin merupakan komponen yang paling sulit ditentukan bila
rentangan waktu tidak diketahui atau akibat siklus tidak dapat ditentukan.
Pengaruh siklikal pada permintaan mungkin diakibatkan kejadian-
kejadian seperti pemilihan politik, perang, kondisi-kondisi ekonomi, siklus
bisnis, atau tekanan-tekanan sosiologik.
Waktu fluktuasi siklik berbeda dengan fluktuasi musiman. Dalam
grafik, gelombang fluktuasi siklik sedikit mirip dengan musiman, tetapi
kedua hal itu tidak ada hubungannya.
Sebagai contoh perubahan siklikal dalam permintaan adalah kenaikan
dan kemudian penurunan permintaan akan barang-barang tahan lama setiap
beberapa tahun.
32
2.1.2.3 Metode Double Eksponential Smoothing
Merupakan metode peramalan kuantitatif model seri waktu. Rumus
perhitungannya adalah sebagai berikut:
Ft = Ft-1 + α(At-i – Ft-1)
Ft = ramalan baru
Ft-1 = ramalan sebelumnya
α = konstanta penghalusan
At-I = permintaan aktual periode sebelumnya
Nilai konstanta penghalusan yang tepat dapat mnenciptakan
perbedaan antara ramalan yang akurat dan yang tidak akurat. Tujuan
mengambil sebuah nilai untuk konstanta penghalusan adalah untuk mencapai
ramalan yang paling akurat. Keakuratan menyeluruh dari model peramalan
ditentukan dengan membandingkan nilai-nilai yang diramalkan dengan nilai-
nilai aktual. Kesalahan peramalan (forecast error) didefinisikan dengan:
Kesalahan peramalan = permintaan - ramalan
2.1.2.4 Metode Double Moving Average
Merupakan metode peramalan kuantitatif model seri waktu. Metode
ini bermanfaat jika diasumsikan bahwa permintaan pasar akan tetap stabil
sepanjang waktu. Metode Moving Average efektif dalam menghaluskan
33
fluktuasi tiba-tiba dalam menghasilkan estimasi yang stabil. Namun demikian
metode ini mempunyai tiga masalah:
• Meningkatkan ukuran n (jumlah periode yang dirata-ratakan) memang
menghaluskan fluktuasi dengan baik, tetapi metode ini kurang sensitif
untuk perubahan nyata dalam data.
• Metode ini tidak bisa memanfaatkan trend dengan baik.
• Karena merupakan rata-rata, metode ini akan selalu berada dalam tingkat
masa lalu dan tidak akan memprediksi perubahan ke tingkat yang lebih
tinggi maupun yang lebih rendah.
Persamaan Moving Average adalah:
Moving Average = n
sebelumnyaperiodendatapermintaan∑
Dengan n adalah jumlah periode dalam moving average.
Double Moving average merupakan moving average dari moving average.
Persamaannya adalah:
Ft + m = at + bt m
34
2.1.2.5 Metode Asosiatif
Model asosiatif bergantung kepada pengenalan variabel yang dapat
dikaitkan dan dapat digunakan untuk meramalkan nilai variabel yang menjadi
perhatian kita. Metode utama yang digunakan secara luas dalam metode ini
adalah regresi. btayt += dengan :
( )22 ttn
yttynb
∑ ∑∑ ∑ ∑
−
−=
tbya −=
Dimana :
y = nilai peramalan
a = konstanta y
b = nilai kemiringan
n = jumlah data
t = Penunjuk waktu ( dimulai dari 0 dan terus berlanjut untuk periode yang
diramalkan ).
35
2.1.3 MPS (Master Production Schedule)
Definisi dari MPS (Master Production Schedule) adalah:
• Pernyataan produk akhir (end item) apa saja yang akan diproduksi dalam
bentuk jumlah dan waktu (kapan)
• Jadwal Induk Produksi merupakan diasgregat dan implementasi
perencanaan produksi (agregat)
• Jadwal Induk Produksi merupakan ringkasan skedul produksi produk jadi
untuk periode mendatang yang dirancang berdasarkan pesanan pelanggan
atau ramalan permintaan
• Dalam sistem Material Requirement Planning diaumsikan bahwa pesanan
yang dicatat dalam Jadwal Induk Produksi adalah pasti, kendatipun hanya
merupakan ramalan.
Fungsi dari MPS (Master Production Schedule) adalah:
1. Menjadwalkan produksi dan pembelian material untuk produk (item).
Jadwal Induk produksi menyatakan kapan, jumlah dan due date produk
harus dipesan
2. Menjadi masukan data sistem perencanaan kebutuhan material. Jadwal
Induk Produksi dijabarkan menggunakan Bill of Material untuk
menentukan jumlah kebutuhan komponen, material dan perakitan sehingga
Jadwal Induk Produksi dapat dipenuhi
36
3. Sebagai dasar penentuan kebutuhan sumber daya, seperti tenaga kerja, jam
mesin atau energi melalui perhitungan perencanaan kapasitas kasar. Jadwal
induk Produksi dinyatakan dalam satuan produk (bukan agregat),
perencanaan kapasitas dapat dilakukan lebih rinci
4. Sebagai dasar untuk menentukan janji pengiriman produk kepada
konsumen. Dengan mengalokasikan jumlah unit produk dalam
penjadwalan, maka pengendalian jumlah produk yang belum teralokasi
dapat diketahui sehingga pembuatan janji dapat diperkirakan lebih akurat.
Tujuan dari MPS (Master Production Schedule) adalah:
1. Memenuhi target tingkat pelayanan terhadap konsumen
2. Efisiensi penggunaan sumber daya produksi
3. Mencapai target tingkat produksi tertentu
Kriteria dalam penyusunan MPS :
1. Jenis item tidak terlalu banyak
2. Kebutuhannya dapat diramalkan
3. Mempunyai Bill of Material, sehingga kebutuhan komponennya dapat
dihitung
4. Dapat diperhitungkan dalam penentuan kapasitas
5. Menyatakan konfigurasi produk yang dapat diproduksi dengan data-data:
37
a. Nama dan nomor item
b. Periode
c. Ramalan kebutuhan
d. Actual order
e. Projected Available Balance
f. Jumlah yang bisa dijanjikan (ATP-Available To Promise)
g. Jadwal produksi (Master Schedule)
h. Kapasitas Produksi Terpasang.
Tabel 2.1 Format Tabel MPS Item No. : Description : Lead Time : Safety Stock : On hand : Demand Time Fences : Planning Time Fences :
Period Past Due 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Forecast Actual Order Project Available Balance (PAB) Available to Promise Master Schedule Kapasitas Produksi Terpasang
Keterangan untuk tabel tersebut adalah :
1. Item no. menyatakan kode komponen atau material yang dirakit.
2. Lead time menyatakan waktu yang dibutuhkan untuk merelease atau
memanufaktur suatu end item.
3. Safety stock menyatakan cadangan material yang harus ada ditangan
sebagai antisipasi kebutuhan dimasa yang akan datang.
4. Description menyatakan deskripsi material secara umum.
38
5. On hand menyatakan jumlah material yang ada di tangan sebagai sisa
periode sebelumnya.
6. Demand Time Fences ( DTF ) merupakan batas waktu penyesuaian
pesanan permintaan. Panjangnya = assy lead time. DTF dihitung dari
actual demand. Disini perubahan demand tidak akan dilayani.
7. Planning Time Fences ( PTF ) merupakan batas waktu penyesuaian
pesanan dimana demand masih boleh berubah. Panjangnya = kumulatif
lead time antara procurement lead time ( waktu untuk mendapatkan
matetrial ), fabrication lead time dan assembly lead time.
8. Forecast merupakan hasil peramalan sebelumnya sebagai hasil dari
perencanaan agregat.
9. Actual Order ( AO ) merupakan jumlah order yang telah diterima
sebelumnya.
10. Projected Available Balance ( PAB ) merupakan perkiraan jumlah sisa
produk pada akhir periode.
11. Available to Promise ( ATP ) memberikan informasi berapa banyak item
atau produk tertentu yang dijadwalkan pada periode waktu itu tersedia
untuk pesanan pelanggan. ATP tidak boleh minus. Jika hal ini terjadi maka
akan terjadi lost sales.
12. Master Schedule ( MS ) merupakan hasil konversi dari perencanaan
agregat yang akan diproduksi.
13. Kapasitas produksi terpasang (KPT) merupakan hasil konversi dari
perencanaan agregat yang akan diproduksi.
39
2.1.4 Perencanaan Kebutuhan Bahan
2.1.4.1 Definisi MRP
MRP(Material Requirement Planning) Adalah suatu teknik atau
prosedur yang sangat sistematis untuk mengelola persediaan dalam suatu
proses manufaktur, dimana terjadi tahapan proses yang hirarkis, yaitu bahan
mentah diproses menjadi komponen sub assembling dan seterusnya hingga
menjadi produk akhir suatu item dibagi ke dalam beberapa level yang saling
bergantung
2.1.4.2 Tujuan MRP
Tujuan dari MRP adalah: merancang suatu sistem yang mampu
menghasilkan informasi untuk mendukung aksi yang tepat, baik berupa
pembatalan pesanan, pemesanan ulang, atau penjadwalan ulang sehingga
diperoleh pegangan untuk melakukan pembelian atau produksi. Di samping,
itu MRP berfungsi sebagai timbangan yang bertugas menyeimbangkan
kebutuhan dengan kemampuan penyediaan dari setiap item MRP mampu
memberi indikasi apabila terjadi ketidakseimbangan antara kebutuhan dengan
kemampuan
40
2.1.4.3 Logika Dasar MRP
Pada level 0 (nol), kebutuhan kotor produk akhir merupakan masukan
pertama MRP. Kebutuhan kotor ini berasal dari jadwal induk produksi.
Masukkan lainnya yang dibutuhkan pada tahapan pertama ini ialah tingkat
persediaan yang dimiliki.
2.1.4.4 Proses Netting
Netting ialah proses perhitungan untuk menetapkan jumlah kebutuhan
bersih yang besarnya merupakan selisih anatara kebutuhan kotor dengan
keadaan persediaan (yang ada dalam persediaan dan yang sedang dipesan).
Masukan yang diperlukan dalam proses perhitungan kebutuhan bersih ini
adalah :
a. Kebutuhan kotor (yaitu jumlah produk akhir yang akan dikonsumsi)
untuk tiap periode selama periode perencanaan.
b. Rencana penerimaan dari subkontraktor selama periode perencanaan.
c. Tingkat persediaan yang dimiliki pada awal periode perencanaan.
Dalam perhitungan kebutuhan bersih dapat ditambahkan faktor-faktor
lain, misalnya faktor cadangan pengaman. Cadangan pengaman ini
diperlukan apabila permintaan selalu berubah dan faktor kesalahan peramalan
besar. Tetapi faktor cadangan pengaman ini hanya dimasukkan untuk item-
item yang independen. Sementara untuk item-item yang memiliki
41
ketergantungan terhadap item lainnya, faktor cadangan pengaman sama
sekali tidak dimasukkan.
2.1.4.5 Proses Lotting
Proses lotting ialah proses untuk menentukan besarnya pesanan yang
optimal untuk masing-masing item produk berdasarkan hasil perhitungan
kebutuhan bersih. Proses lotting erat hubungannya dengan penentuan jumlah
komponen / item yang harus dipesan / desediakan.
Ukuran lot berarti jumlah item yang harus dipesan / dibuat, dikaitkan
dengan besarnya ongkos-ongkos persediaan, seperti ongkos pengadaan
barang (ongkos set up), ongkos simpan, biaya modal, serta harga barang itu
sendiri. Dengan memperhatikan ongkos-ongkos tersebut maka ukuran lot
dibuat ideal agar total persediaan minimal.
Teknik-teknik penetapan ukuran lot antara lain sebagai berikut :
a. Teknik ukuran lot untuk satu tingkat dengan kapasitas tak terbatas,
misalnya EOQ, jumlah pesanan tetap, pesanan dengan periode tetap,
algoritma Silver-Meal, algoritma Walger-Within, EPQ, lot for lot, dan
lain sebagainya.
b. Teknik ukuran lot untuk satu tingkat dengan kapasitas terbatas.
c. Teknik ukuran lot dengan banyak tingkat dengan kapasitas tak terbatas.
d. Teknik ukuran lot untuk banyak tingkat dengan kapasitas terbatas.
42
2.1.4.6 Proses Offseting
Proses ini ditujukan untuk menentukan saat yang tepat guna
melakukan rencana pemesanan dalam upaya memenuhi tingkat kebutuhan
bersih. Rencana pemesanan dilakukan pada saat material dibutuhkan
dikurangi dengan waktu ancang.
2.1.4.7 Proses Explosion
Proses Explosion adalah proses perhitungan kebutuhan kotor item
yang berada pada tingkat lebih bawah, didasarkan atas rencana pemesanan
yang telah disusun pada proses offsetting. Dalam proses explosion ini data
struktur produk dan bill of material memegang peran penting karena
menentukan arah eksplosion item komponen.
2.1.5 Penjadwalan Produksi
2.1.5.1 Definisi Penjadwalan Produksi
Secara umum, penjadwalan merupakan suatu proses dalam
perencanaan dan pengendalian produksi yang merencanakan produksi serta
pengalokasian sumber daya pada suatu waktu tertentu dengan memperhatikan
kapasitas sumber daya yang ada.
Menurut Kenneth R. Baker, penjadwalan (scheduling)
didefinisikan sebagai proses pengalokasian sumber untuk memilih
43
sekumpulan tugas dalam jangka waktu tertentu. Definisi ini dapat dijabarkan
dalam dua arti yang berbeda. Pertama, penjadwalan merupakan sebuah fungsi
pengambilan keputusan dalam menentukan jadwal yang paling tepat. Kedua,
penjadwalan merupakan teori yang berisi kumpulan prinsip, model, teknik,
dan konklusi logis dalam proses pengambi!an keputusan.
Keputusan yang dibuat dalam penjadwalan meliputi pengurutan
pekerjaan (sequencing), waktu mulai dan selesai pekerjaan (timing), urutan
operasi untuk suatu pekerjaan (routing). Masalah penjadwalan selalu
berkaitan dengan pengurutan produksi (sequencing) yang didefinisikan
sebagai penentuan urutan-urutan kedatangan dan bermacam-macam
pekerjaan yang harus diselesaikan dalam jangka waktu tertentu. Masalah
penjadwalan seringkali muncul jika terdapat sekumpulan tugas secara
bersamaan, sedangkan peralatan yang dimiliki terbatas.
Masukan dari suatu penjadwalan mencakup jenis dan banyaknya
part yang akan dioperasi, urutan ketergantungan antar operasi, waktu proses
untuk masing-masing operasi, serta fasilitas yang dibutuhkan oleh setiap
operasi. Keluaran penjadwalan meliputi dispatch list (daftar urutan-urutan
pemrosesan part serta waktu mulai dan selesai dari pemrosesan part).
44
2.1.5.2 Tujuan Penjadwalan
Penjadwalan mempunyai beberapa tujuan yaitu :
1. Meningkatkan produktivitas mesin, yaitu dengan mengurangi waktu
menganggur.
2. Mengurangi persediaan barang setengah jadi (work in process inventory)
untuk mengurangi biaya penyimpanan dengan jalan mengurangi jumlah
rata-rata pekerjaan yang menunggu dalam antrian suatu mesin karena
mesin terlalu sibuk.
3. Mengurangi waktu keterlambatan karena batas waktu (due date) telah
dilampaui dengan cara mengurangi maksimum keterlambatan maupun
dengan mengurangi jumlah pekerja yang terlambat.
4. Meminimasi ongkos produksi.
5. Pemenuhan due date karena dalam kenyataannya apabila terjadi
keterlambatan pemenuhan due date yang telah ditetapkan dapat
dikenakan suatu denda atau penalty.
Menurut Baker, jika makespan suatu penjadwalan adalah konstan
maka urutan kerja yang tepat akan menurunkan flow time dan rataan work in
process.
45
2.1.5.3 Permasalahan dalam Penjadwalan Produksi
Masalah penjadwalan sering kali muncul jika terdapat
sekumpulan tugas yang harus ditetapkan harus dikerjakan terlebih dahulu,
bagaimana urutan kerja dan tugas-tugas yang berikutnya, serta pengalokasian
tugas pada mesin sehingga diperoleh suatu proses yang terjadwal.
Pada umumnya persoa!an penjadwalan ini dipecahkan dengan
sendirinya menurut kebiasaan tanpa memberikan perhatian yang lebih besar
sehingga pemecahan persoalan dengan suatu teknik baru akan lebih mudah
dan lebih menguntungkan. Cara yang umum dilakukan adalah cara yang
didasarkan pada FCFS (First Come First Serve), sehingga tugas yang datang
lebih dahulu akan dilayani lebih awal daripada tugas yang datang kemudian.
Secara umum, persoalan penjadwalan dapat dinyatakan sebagai
berikut :
1. Misalkan α adalah resiko yang ditanggung karena mengerjakan tugas A
lebih dahulu daripada tugas B.
2. Misalkan β adalah resiko yang ditanggung karena mengerjakan tugas B
lebih dahulu daripada tugas A.
3. Jika α lebih baik daripada β maka tugas B dikerjakan lebih awal
kemudian dikuti oleh tugas A.
Pemilihan α dan β ini dapat dikaitkan dengan pemilihan kriteria
optimalitas yang diterapkan oleh pengambil keputusan.
46
2.1.5.4 Klasifikasi Penjadwalan Produksi
Penjadwalan produksi dapat berbeda-beda dilihat dari kondisi yang
mendasarinya. Beberapa model penjadwalan sering terjadi di dalam proses
produksi berdasarkan beberapa keadaan antara lain :
1 Berdasarkan mesin yang dipergunakan dalam proses
a. penjadwalan pada mesin tunggal (single machine shop)
b. Penjadwalan pada mesin jamak (m machine)
2 Berdasarkan pola aliran proses
a. Penjadwalan flow shop, proses produksi dengan aliran flow shop
berarti proses produksi dengan pola aliran identik dari satu mesin ke
mesin lain. Walaupun pada flow shop semua tugas akan mengalir
pada jalur produksi yang sarna, yang sangat biasa dikenal sebagai
pure flow shop, tetapi dapat pula berbeda dalam dua hal. Pertama, jika
flow shop dapat menangani tugas yang bervariasi. Kedua, jika tugas
yang datang ke dalam flow shop tidak harus dikerjakan pada semua
jenis mesin. Jenis flow seperti ini disebut general flow shop.
Gambar 2.1 Jalur Proses Flow shop
47
b. Penjadwalan job shop, proses produksi dengan aliran job shop berarti
proses produksi dengan pola aliran atau rute proses pada tiap mesin
yang spesifik untuk setiap pekerjaan, dan mungkin berbeda untuk tiap
job. Akibat aliran proses yang tidak searah ini, maka setiap job yang
akan diproses pada satu mesin dapat merupakan job yang baru atau
job dalam proses, dan job yang keluar dari suatu mesin dapat
merupakan job tadi atau job dalam proses.
Gambar 2.2 Jalur Proses Job Shop
3 Berdasarkan pola kedatangan job
a. Penjadwalan statis yaitu job yang datang bersamaan dan siap
dikerjakan pada mesin yang tidak bekerja.
b. Penjadwalan dinamis yaitu kedatangan job tidak menentu.
4 Berdasarkan sifat informasi yang diterima
a. Penjadwalan deterministik yaitu informasi yang diperoleh pasti,
misalnya informasi tentang pekerjaan dan mesin seperti waktu
kedatangan pekerjaan dan waktu proses.
48
b. Penjadwalan stokastik yaitu informasi yang diperoleh tidak pasti
tetapi memiliki kecenderungan yang jelas atau menyangkut adanya
distribusi probabilitas tertentu.
2.1.5.5 Kendala-Kendala dalam Penjadwalan Produksi
Dalam pelaksanaannya, penjadwalan produksi di tingkat shop floor
akan mengalami gangguan dan hambatan. Gangguan dan hambatan yang
dapat terjadi antara lain adalah :
a. Mesin rusak
Pada saat mesin rusak, maka operasi-operasi yang akan menggunakan
mesin tersebut tidak dapat dikerjakan dan harus menunggu sampai mesin
selesai diperbaiki. Hal ini mengakibatkan terhentinya proses produksi dan
penjadwalan produksi semula menjadi tidak terpenuhi. Oleh karena itu,
perlu dilakukan penyesuaian pada jadwal semula sehingga diperoleh
kembali jadwal produksi yang feasibel. Penjadwalan ulang ini dikenal
dengan istilah rescheduling. Informasi yang diperlukan adalah jenis dan
nomor mesin yang rusak, waktu terjadinya kerusakan dan lama waktu
perbaikan mesin.
Prinsip yang dapat digunakan untuk pengembangan algoritma
penjadwalan ulang untuk kasus mesin rusak telah dikembangkan sebagai
berikut :
49
- Penjadwalan ulang dilakukan dari titik waktu terjadinya gangguan.
- Operasi-operasi yang telah selesai dikerjakan sebelum titik waktu
terjadinya gangguan tidak diperhatikan lagi.
- Setelah mengidentifikasikan mesin yang rusak, penjadwalan ulang
dilakukan dengan mengundurkan waktu operasi sesuai dengan lama
waktu perbaikan mesin.
- Penjadwalan ulang dilakukan untuk operasi-operasi yang belum
dikerjakan.
- Operasi yang sedang dikerjakan pada saat terjadi gangguan tidak
mengalami perubahan.
b. Penambahan pesanan baru
Pada saat produksi sedang berjalan, tidak tertutup kemungkinan bahwa
terjadi penambahan pesanan baru. Hal ini mengakibatkan pelaksanaan
penjadwalan yang belum memperhitungkan pesanan baru tersebut akan
mengalami gangguan atau kekacauan. Oleh karena itu, diperlukan
penjadwalan ulang dengan mempertimbangkan pesanan baru tersebut,
sehingga produksi akan tetap berada pada kondisi yang optimal serta
shoop floor dapat segera menyesuaikan diri dengan penjadwalan baru
tersebut. Informasi yang diperlukan dari adanya pesanan baru tersebut
adalah jenis produk yang dipesan, routing pekerjaannya, jumlah pesanan
dan due date yang diminta konsumen.
50
Prinsip yang telah dikembangkan untuk algoritma penjadwalan ulang
untuk kasus masuknya pesanan baru adalah :
- Penjadwalan ulang dilakukan dari titik waktu terjadinya gangguan.
- Operasi-operasi yang telah selesai dikerjakan sebelum titik waktu
terjadinya gangguan tidak diperhatikan lagi.
- Penjadwalan ulang dilakukan untuk operasi-operasi yang belum
dikerjakan.
- Operasi yang sedang dikerjakan pada saat terjadi gangguan tidak
mengalami perubahan.
c. Perubahan prioritas
Perubahan prioritas pembuatan produk akan mempengaruhi penjadwalan
yang telah dilakukan. Prinsip yang telah dikembangkan untuk algoritma
penjadwalan ulang untuk kasus perubahan prioritas sama dengan prinsip
yang digunakan untuk kasus adanya pesanan baru.
d. Perubahan due date
Produk yang mengalami perubahan due date akan menyebabkan
perubahan pada jadwal produksi semula. Perubahan due date ada dua
macam yaitu due date semakin maju atau due date semakin mundur.
Penjadwalan produksi yang semakin mundur tidak akan mengubah
penjadwalan produksi dan tidak akan mengakibatkan perubahan pada
performansi penjadwalan semula. Tetapi, perubahan due date yang
51
semakin maju akan mengubah penjadwalan produksi awal agar kriteria
performansi yang dipilih dapat tetap dipertahankan dengan adanya
perubahan due date tersebut.
e. Adanya produk yang memerlukan pengulangan operasi
Apabila terdapat produk yang dinyatakan cacat maka produk tersebut
harus dikerjakan ulang untuk memenuhi spesifikasi yang diinginkan.
Akibat dari pengulangan proses tersebut maka waktu operasi produk
tersebut bertambah dan operasi produk lain tertunda. Untuk itu
dibutuhkan penjadwalan ulang mesin dengan data tambahan seperti
produk yang akan diulang, operasi yang diulang dan mesin yang
digunakan dalam proses pengulangan tersebut.
2.1.5.6 Konsep Penjadwalan Produksi dan Istilah-Istilah dalam Penjadwalan
Produksi
Secara umum penjadwalan produksi dapat dijelaskan sebagai berikut,
jika ada n job {j1,j2,..,jn} harus diproses pada m mesin {M1,M2,...,Mn}. Proses
pengerjaan job J1 disebut dengan operasi Oij. Waktu yang diperlukan untuk
memproses operasi Oij pada mesin Mj adalah tij. Beberapa job mungkin
memiliki saat pengerjaan paling awal atau saat kedatangan job ke shop yang
disebut release date, rj yang mungkin tidak sama dengan nol dan juga batas
penyelesaian yang disebut due date, dj.
52
Dalam membahas masalah penjadwalan biasanya akan dijumpai
beberapa variabel dan istilah, dalam penulisan ini digunakan variabel j = job
dan i = operasi.
a. Waktu proses (tij)
Adalah waktu yang diperlukan untuk menyelesaikan suatu operasi j dari
suatu job i (termasuk waktu set up, penghentian mesin, dan waktu
pemindahan bahan ke mesin).
b. Makespan (Ms)
Adalah jangka waktu penyelesaian suatu penjadwalan yang merupakan
jumlah seluruh waktu proses.
Ms = ∑i
ti
c. Ready time (Rji)
Menyatakan job j operasi ke-i siap untuk dijadwalkan.
d. Waiting time (Wj)
Adalah waktu tunggu seluruh operasi dari suatu job.
Wj = ∑Wij
e. Flow time (Fj)
Adalah waktu yang diperlukan oleh suatu job di dalam shop lantai
produksi.
Fj = tj + Wj
53
f. Completion time (Cj)
Adalah waktu yang dibutuhkan sejak suatu job mulai diset up sampai
selesai proses.
Cj = Rj + Fj
g. Rata-rata flow time
Fs = ∑Fjn1
h. Due date (dj)
Adalah batas waktu akhir suatu job harus diselesaikan.
i. Lateness (Lj)
Adalah penyimpangan waktu penyelesaian suatu job ke-j hingga saat due
date.
Lj = Cj – dj
Lj < 0, jika penyelesaian memenuhi batas akhir
Lj > 0, jika penyelesaian melewati batas akhir
j. Earliness (Ej)
Adalah saat penyelesaian terlalu awal yaitu sebelum due date. Earliness
disebut juga lateness negatif.
Ej = min { Lj,0 }
k. Rata-rata lateness
Tj = max { 0,Lj }
54
l. Tardiness (Tj)
Adalah keterlambatan penyelesaian suatu pekerjaan hingga saat due date.
Tj = max { 0,Lj }
m. Rata-rata tardiness
Ts = ∑Tjn1
n. Number of tardiness
NT =∑δj
δj = 1, jika Tj > 0
δj = 0, jika Tj < 0
o. Slack time (Si)
Adalah waktu sisa yang tersedia bagi suatu job.
Sj = dj - tj
p. Utilitas mesin (U)
Adalah ratio dari seluruh proses yang dibebankan pada mesin dengan
rentang waktu untuk menyelesaikan seluruh tugas pada semua mesin.
U = Fmax*m
tj∑
Dimana : m = mesin
F max = flowtime max
55
q. Tmax or Lmax
Tmax = max { 0,Lmax }
Lmax = max {Lj}
r. Critical ratio
CR = Pj
aj(t)
aj(t) = dj – t
Dimana : aj(t) = allowance
dj = due date
2.1.5.7 Penjadwalan n Job pada Satu Prosesor
Pengurutan pekerjaan di sebuah prosesor digunakan untuk mencapai
tujuan minimasi waktu alir rata-rata atau minimasi keterlambatan.
Makespan penjadwalan pada satu prosesor selalu konstan besarnya.
Walaupun penjadwalan satu prosesor tidak akan berpengaruh pada waktu
alir rata-rata (mean flow time), kelambatan rata-rata (mean lateness) atau
ukuran kelambatan rata-rata (mean tardiness).
Perlu juga diperhatikan bahwa penjadwalan merupakan basis
perencanaan ditingkat floor shop. Penjadwalan dilakukan hanya satu kali
pada awal penugasan. Jika muncul pekerjaan baru, maka pekerjaan itu
disimpan dalam daftar tunggu dan baru dijadwalkan bersama dengan
pekerjaan lainnya setelah kumpulan penjadwalan pertama selesai diproses.
56
2.1.5.8 Penjadwalan n Job pada m Prosesor Paralel
Pada penjadwalan prosesor jamak paralel, setiap pekerjaan hanya
perlu memasuki salah satu prosesor. Dengan adanya prosesor jamak,
pekerjaan penjadwalan menjadi agak sukar bila dibandingkan dengan
penjadwalan pada prosesor tunggal. Jika penjadwalan pada satu prosesor
memiliki masalah pada bagaimana urutan pekerjaan yang akan memberikan
hasil optimal, maka pada prosesor paralel masalah yang terjadi adalah urutan
pekerjaan yang paling optimal dan prosesor manakah yang akan mengerjakan
pekerjaan tersebut.
Gambar 2.3 Permasalahan Penjadwalan Prosesor Paralel
Sumber : Hendra Kusuma; Manajemen Produksi : Perencanaan dan Pengendalian
Produksi, Penerbit Andi,Yogyakarta, 2004, hal 201
57
2.1.5.9 Penjadwalan n Job pada m Prosesor Seri
Permasalahan penjadwalan selanjutnya dikembangkan lagi ke dalam
bidang penjadwalan m prosesor seri. Jika pada m prosesor parallel satu
pekerjaan cukup dikerjakan oleh salah satu prosesor, maka pada penjadwalan
m prosesor seri, setiap pekerjaan harus dikerjakan oleh setiap prosesor secara
berurutan.
Pada permasalahan penjadwalan m prosesor seri, metode yang
menghasilkan solusi optimal hanya metode minimasi makespan dua atau
lebih prosesor seri. Sementara untuk tujuan penjadwalan lainnya sampai saat
ini belum ditemukan metode heuristic yang cukup baik. Untuk memecahkan
masalah-masalah penjadwalan dengan tujuan meminimasi keterlambatan dan
meminimasi waktu alir rata-rata, para peneliti menyarankan untuk
menggunakan teknik simulasi komputer.
58
Gambar 2.4 Permasalahan Penjadwalan Prosesor Seri
Sumber : Hendra Kusuma; Manajemen Produksi : Perencanaan dan Pengendalian
Produksi, Penerbit Andi,Yogyakarta, 2004, hal 209
2.1.5.10 Kriteria Optimalitas
Beberapa kriteria optimalitas dalam proses penjadwalan adalah
sebagai berikut :
a. Berhubungan dengan waktu
Dalam kaitannya dengan waktu, beberapa kriteria optimalitas yang
dapat digunakan adalah :
- Minimasi mean flow time
Kriteria ini menunjukkan rata-rata waktu yang digunakan setiap
komponen dilantai produksi.
59
- Minimasi makespan
Makespan adalah sejumlah waktu yang dibutuhkan untuk
menyelesaikan seluruh proses pada semua komponen yang
dijadwalkan mulai dari saat pemrosesan komponen pertama sampai
komponen terakhir selesai diproses.
- Pemenuhan due date
Due date adalah batas waktu yang ditetapkan konsumen agar
seluruh produk yang dipesannya sudah siap. Pihak produsen selalu
berusaha untuk memenuhi due date tersebut terutama untuk produk-
produk yang kritis.
b. Berhubungan dengan ongkos
Kriteria ini lebih mengarah ke biaya produksi seperti biaya persediaan,
biaya pinalti dan sebagainya dan tidak memperhatikan kriteria waktu
yang ada sehingga dengan suatu penjadwalan produksi tertentu
diharapkan mendapatkan ongkos yang minimal.
c. Kriteria gabungan
Beberapa kriteria optimalitas tersebut dapat digabungkan dan
dikombinasikan menjadi beberpa kriteria yang benar-benar diperlukan.
60
2.1.5.11 Penjadwalan dalam Flow shop
Dalam model-model penjadwalan baik Flow maupun Job shop,
suatu job merupakan kumpulan operasi-operasi dengan struktur urutan
pengerjaan yang khusus. Pada umumnya, setiap operasi berikutnya berasal
dari satu operasi yang mendahului dan operasi ini akan diikuti oleh operasi
yang lain lagi. Oleh karena itu, setiap job memiliki urutan operasi yang
spesifik untuk menyelesaikan job tersebut. Tipe seperti ini sering disebut
sebagai struktur precedence linear.
Gambar 2.5 Struktur Precedence Linear
Lantai produksi terdiri dari m mesin berbeda dan setiap job terdiri
dari m operasi yang memerlukan mesin yang berbeda. Karakteristik flow
shop dinyatakan dengan aliran pekerjaan yang terarah. Setiap job dapat
diperlakukan seolah-olah job tersebut memiliki m operasi yang tetap.
Karakteristik dasar penjadwalan flow shop adalah sebagai berikut :
♦ Terdapat n job yang tersedia dan siap diproses pada waktu t = 0.
♦ Waktu set up independent terhadap urutan pengerjaan dan termasuk
dalam waktu proses.
♦ Terdapat M mesin berbeda yang tersedia secara kontinyu.
♦ Operasi-operasi individual tidak dapat dipecah-pecah.
61
♦ Setiap mesin selalu siap untuk mengerjakan job-job yang ada tanpa
adanya gangguan seperti machine breakdown atau perawatan.
♦ Tidak terdapat preemption (interupsi untuk mengerjakan produk lain
ditengah-tengah pengerjaan suatu produk).
♦ Proses produksi dari job-job telah diketahui secara jelas.
2.1.5.12 Teknik Pemecahan Masalah Flow Shop dengan Metode Branch and
Bound
Untuk memecahkan masalah penjadwalan Flow shop terutama
untuk mengatasi masalah makespan dengan jumlah mesin = 3, maka
masalah tersebut dapat diselesaikan dengan sangat efisien dan dengan
enumerasi terkendali, salah satunya adalah dengan algoritma branch and
bound. Untuk masalah flow shop yang sangat besar, pendekatan dengan
algoritma branch and bound telah digunakan untuk menemukan permutasi
penjadwalan yang optimal. Walaupun penjadwalan dengan teknik
permutasi tidak disediakan untuk masalah makespan dengan 4m ≥ ,
dimungkinkan bahwa penjadwalan permutasi terbaik akan mendekati hasil
yang optimum.
Algoritma ini dikembangkan oleh Ignall dan Schrage. Dasar
percabangan ini pada hakekatnya sama dengan struktur pohon untuk
62
penjadwalan dengan satu mesin, kecuali bahwa τ mewakilkan permutasi
sebagian yang terjadi pada awal penjadwalan.
Dengan kata lain, pengurutan penjadwalan didasarkan pada
penjadwalan maju yang mendahului percabangan pohon ke bawah. Untuk
setiap titik pada pohon, batas bawah makespan di asosiasikan dengan
mempertimbangkan pekerjaan yang tersisa pada setiap mesin.
Untuk menggambarkan prosedur untuk m = 3, andaikan 'τ
menunjukkan pekerjaan-pekerjaan yang tidak terdapat pada permutasi
parsial τ . Untuk pengurutan parsial τ maka :
q1 = waktu penyelesaian terlama pada mesin satu diantara job-job τ (dalam
hal ini waktu tercepat untuk beberapa job j dan 'τ dapat memulai
pemrosesan).
q2 = waktu penyelesaian terakhir pada mesin 2 diantara job-job τ .
qm = waktu penyelesaian terakhir pada mesin m diantara job-job τ .
Waktu pemrosesan yang dibutuhkan pada mesin 1 adalah : ∑',
1τj
jt .
Anggaplah bahwa job k adalah job terakhir dalam pengurutan. Setelah job
k diselesaikan pada mesin 1, interval (tk2 + tk3) harus dilewati sebelum
seluruh jadwal dapat dipenuhi. Pada situasi yang umum, job terakhir :
• Tidak ada penundaan antara waktu penyelesaian dari satu operasi dan
waktu mulai dari job sesudahnya.
63
• Memiliki penjumlahan minimal (tj2 + tj3) diantara job-job j dan τ .
Maka salah satu batas bawah pada makespan adalah :
( )( )
( )kjkjkjkkk
mjmjmmm
mjmmm
mmm
PPPTqb
PPTqb
PTqbTqb
.2.1.
.1.222
.111
min...
min
min
++++=
+++=
++=+=
−−−
−−−
Jika kita menggunakan perhitungan ini, maka batas bawah yang disarankan
oleh Ignall dan Schrage adalah : { }mbbbbB ,...,,,max 321=
64
2.2 Kerangka Pemikiran
PesananCustomer
Daftar PekerjaanDue Date
On Schedule?
Proses Produksi
Quality Control
Packing
Delivery
Kapasitas Produksi
Bahan Baku
Schedulling
Tidak
ya
Cek On HandCukup
Tidak cukup
Gambar 2.6 Kerangka Pemikiran
65
Pada saat pesanan pelanggan masuk dan diterima oleh perusahaan,
pihak perusahaan melakukan cek terhadap persediaan yang mereka miliki,
apabila persediaan yang ada mencukupi untuk memenuhi pesanan pelanggan
tersebut, maka barang akan langsung dikirim kepada konsumen, namun apabila
persediaan ditangan tidak mencukupi, maka pesanan tersebut dimasukkan
dalam daftar pekerjaan perusahaan.
Daftar pekerjaan tersebut kemudian dicek kapan pekerjaan tersebut
harus selesai dan perusahaan juga melakukan pemeriksaan terhadap kapasitas
produksi yang mereka miliki. Setelah kapasitas produksi tersebut diperiksa,
maka pihak perusahaan mulai melakukan produksi setelah sebelumnya
memeriksa apakah pekerjaan yang akan dikerjakan telah terjadwal atau belum.
Bila belum terjadwal, maka akan dilakukan penjadwalan terhadap
pekerjaan tersebut. Setelah semua pekerjaan terjadwal, maka perusahaan mulai
memproduksi produk-produknya sesuai urutan penjadwalan.
Jika proses produksi telah selesai, maka perusahaan melakukan
pengujian terhadap kualitas produk hasil produksi mereka, untuk menjamin
bahwa produk tersebut memiliki mutu yang sesuai dengan spesifikasi.Setelah
proses pengujian kualitas selesai, maka selanjutnya produk tersebut di packing
sebelum diserahkan kepada pelanggan.