1

SISTEM MANUFAKTURPEMINDAHAN MATERIAL (MATERIAL HANDLING)

2

OUTLINE PERTEMUAN INI

Pengantar peralatan pemindahan

Peralatan pemindahan material

Analisa sistem pemindahan material

3

DEFINISI MATERIAL HANDLING

“Pergerakan, penyimpanan, perlindungan, dan pengendalian material dalam keseluruhan proses manufaktur dan distribusi, termasuk penggunaannya /konsumsi dan pembuangan (disposal)”

(The Material Handling Industry of America)

Diestimasikan mencapai 40-70% dari total biaya manufaktur

Proporsi bervariasi tergantung pada tipe produksi dan tingkat otomasi

4

LOGISTIK

Terkait dengan pergerakan/perpindahan, penyimpanan

dan distribusi material serta produk – sejalan dengan

perencanaan dan pengendalian operasi untuk memenuhi

permintaan customer.

Dua kategori logistik:

Logistik eksternal – transportasi dan aktivitas yang terkait

terjadi di luar sebuah fasilitas (antar lokasi geografis

yang berbeda)

Moda transportasi tradisional: rail truck, via udara,

kapal laut, and jaringan pipa

Logistik internal – penanganan material (material

handling) dan penyimpanan di dalam sebuah fasilitas

5

LOGISTIK EKSTERNAL

6

LOGISTIK INTERNAL

7

PERFORMA MATERIAL HANDLING

Penanganan material harus merujuk pada hal-hal

berikut

Aman

Efisien

Biaya rendah

Dalam kurun waktu yang ditetapkan (tepat)

Akurat (jenis material yang tepat, jumlah yang tepat,

menuju lokasi yang tepat)

Tanpa kerusakan pada material

8

KATEGORI PERALATAN PENANGANAN

MATERIAL

Peralatan pemindahan material – untuk memindahkan

material dalam sebuah pabrik, gudang atau fasilitas lainnya

Penyimpanan – untuk menyimpan material dan menyediakan

akses pengambilan material tersebut saat dibutuhkan

Peralatan Unitizing – menunjuk pada

(1) kontainer untuk mengangkut material, dan

(2) peralatan untuk load dan mengemas kontainer

Sistem identifikasi dan tracking – untuk mengidentifikasi dan

tetap mendeteksi material yang sedang dipindahkan dan

disimpan

9

PERTIMBANGAN DESAIN

DALAM PENANGANAN MATERIAL

Karakteristik material

Flow rate, routing, dan penjadwalan

Tata letak fasilitas

Prinsip Unit load

10

KARAKTERISTIK MATERIAL

Karakteristik material mempengaruhi tipe transportasi dan peralatan penyimpanan yang dibutuhkan

Padat, cair atau gas

Ukuran

Berat (bobot)

Bentuk - panjang, pipih, bulk

Kondisi – panas, dingin, basah, kotor

Resiko kerusakan – mudah pecah, rentan, sangat kuat (sturdy)

Resiko keamanan – mudah meledak, mudah terbakar, beracun, korosif

11

FLOW RATE, ROUTING, DAN

PENJADWALAN

Flow rate – jumlah material yang dipindahkan per unit waktu Contoh: unit/jam, angkutan pallet/jam, ton/jam

Tidak tergantung apakah material harus dipindahkan per unit, batch atau secara kontinu (jaringan pipa)

Routing – lokasi pengambilan dan penempatan, jarak perpindahan, variasi routing, kondisi sepanjang rute yang dilalui (permukaan, lalu lintas, elevasi)

Penjadwalan – pengaturan waktu untuk tiap pengiriman

Melakukan pengiriman tepat saat dibutuhkan

Menggunakan stok penyangga untuk mengantisipasi pengiriman yang terlambat

12

LAYOUT PABRIK

Pertimbangan pemilihan peralatan penanganan material

harus mengakomodasi permasalahan layout pabrik

Korelasi antara tipe layout dengan peralatan

penanganan material adalah sebagai berikut:

Tipe layout Peralatan penanganan material

Fixed-position Cranes, hoists, industrial trucks

Process Hand trucks, forklift trucks, AGV

Product Conveyors untuk aliran produk

Trucks untuk mengirim part ke stasiun kerja

13

PRINSIP UNIT LOAD (UNITIZING)

Secara umum, unit load seharusnya sebanyak mungkin (secara praktis) untuk sistem penanganan material yang akan memindahkan dan menyimpannya

Unit load adalah bobot (mass) yang dipindahkan ataupun diangkut dalam suatu waktu tertentu

Alasan menggunakan unit load dalam penanganan material:

Beberapa item dapat diangkut/ditangani secara simultan

Jumlah perpindahan/perjalanan dapat dikurangi

Waktu loading/unloading berkurang

Kerusakan produk berkurang

14

KONTAINER UNIT LOAD

(a) Pallet kayu, (b) Kotak pallet, (c) kotak jinjing (tote box)

15

PERALATAN PEMINDAHAN MATERIAL

Lima kategori:

1. Industrial trucks

2. Automated guided vehicles (AGV)

3. Monorails dan alat angkut lain yang dipandu rel

4. Konveyor

5. Cranes dan hoists

16

INDUSTRIAL TRUCKS

Dua kategori:

1. Non-powered (tanpa energi listrik/bahan bakar)

Pekerja melakukan dorongan/tarikan dalam

mengangkut

2. Powered (dengan energi listrik/bahan bakar)

Bergerak mandiri, dengan panduan atau

dikemudikan operator

Contoh: forklift truck

17

NONPOWERED INDUSTRIAL TRUCKS

(HAND TRUCKS)

(a) Hand truck roda dua,

(b) kereta empat roda,

(c) low-lift pallet truck kendali manual

18

POWERED TRUCKS: WALKIE TRUCK

Bagian fork yang ber-roda dimasukkan ke slot yang tersedia

dalam pallet

Tidak boleh dinaiki, dikendalikan oleh pekerja menggunakan

handle kendali pada bagian depan

19

POWERED TRUCKS: FORKLIFT TRUCK

Banyak digunakan dalam pabrik dan gudang karena dapat mengangkut pallet

Kapasitas mulai 450 kgsampai dengan to 4500 kg

Sumber tenaga dapat berupa baterai on-board dan internal combustion motor

20

POWERED TRUCKS: TOWING TRACTOR

Dirancang untuk menarik satu atau lebih kereta barang dalam pabrik dan gudang, sebagaimana dipergunakan di bandara untuk penanganan bagasi

Sumber tenaga menggunakan baterai on-board atau IC engines

21

AUTOMATED GUIDED VEHICLES (AGV)

AGV merupakan sistem material handling yang

beroperasi secara independen, bergerak mandiri

sesuai dengan jalur yang telah ditentukan

(dipandukan) dalam lantai fasilitas

Jenis-jenis AGV:

Driverless trains

Pallet trucks

AGV Unit load

22

AUTOMATED GUIDED VEHICLES:

DRIVERLESS AUTOMATED GUIDED TRAIN

AGV pertama

diperkenalkan sekitar

1954

Umumnya digunakan

untuk memindahkan

beban berat dalam

jarak panjang

gudang dan pabrik

tanpa pemberhentian

sepanjang rute

23

AUTOMATED GUIDED VEHICLES:

AGV PALLET TRUCK

Dipergunakan untuk memindahkan pallet sesuai dengan rute yang telah ditentukan

AGV digerakkan mendekati pallet oleh operator; selanjutnya pallet diangkat (dinaikkan) dari lantai

Operator memindahkan pallet sesuai jalur panduan dan tujuan yang telah diprogram

24

AUTOMATED GUIDED VEHICLES:

UNIT LOAD CARRIER

Digunakan untuk memindahkan unit load dari stasiun kerja ke stasiun kerja lainnya

Sering diperlengkapi dengan peralatan otomatis untuk loading/unloading pallets and alas tote menggunakan roller conveyors, moving belts, atau platform lift mekanis

25

APLIKASI AGV

1. Operasi driverless train – pergerakan material dalam jumlah besar pada jarak yang panjang

2. Penyimpanan dan distribusi – pergerakan pallet antar dock pengiriman/penerimaan dan rak penyimpanan

3. Operasi lini perakitan – pergerakan body mobil dan sub-assembly utama (motors) dalam stasiun perakitan

4. Flexible manufacturing systems – pergerakan benda kerja di antara mesin

5. Lain-lain – pengiriman surat dan suplai barang di rumah sakit

26

TEKNOLOGI PEMANDUAN ALAT (VEHICLE)

Metode untuk mendefinisikan jalur AGV dan kendaraan

dikendalikan untuk mengikuti jalur yang ditentukan

Tiga teknologi utama:

Kabel pemandu yang tertempel – kabel pemandu di lantai

memancarkan sinyal elektromagnetik yang akan diikuti vehicle

Garis cat (paint strips) – sensor optik yang berada di vehicle

mengikuti garis cat putih

Self-guided vehicles – menggunakan kombinasi dari

Dead reckoning – vehicle menghitung putaran roda dalam

arah yang ditentukan untuk bergerak tanpa panduan

Beacons (kerucut penanda) yang beradan di area fasilitas –

vehicle menggunakan triangulasi untuk menghitung lokasi

27

VEHICLE GUIDANCE USING GUIDE

WIRE

28

PENGATURAN VEHICLE

Dua aspek yang perlu diperhatikan:

Kendali lalu lintas – meminimalkan interseksi antar

vehicle dan mencegah tabrakan

1. Sensor maju - forward (on-board vehicle)

2. Kendali zona

Vehicle dispatching - vehicle harus efisien dan tepat

waktu pada saat dibutuhkan

1. Panel kendali On-board

2. Stasiun pengendalian utama (remote call)

3. Kendali komputer sentral

29

KENDALI ZONA

Kendali zona dilakukan untuk implementasi sistem blocking.

Zona A, B, dan D di-block, sedangkan C bebas.

Vehicle 2 di-block untuk memasuki zona A oleh Vehicle 1.

Vehicle 3 bebas memasuki Zona C

30

KEAMANAN VEHICLE

Kecepatan pergerakan AGV lebih lambat dari kecepatan berjalan pekerja (operator)

Terdapat mekanisme berhenti otomatis jika vehicle bergerak melenceng dari jalur panduan

Akuisisi jarak

Sistem deteksi halangan saat bergerak maju

Menggunakan sensor ultrasonik yang umum

Emergency bumper – menghentikan vehicle saat terjadi kontak dengan obyek di depannya

Lampu peringatan (lampu merah berkedip atau berputar)

Suara peringatan dari vehicle yang bergerak mendekat

31

VEHICLE YANG DIPANDU REL

Vehicle yang bergerak mandiri pada sebuah sistem rel tetap

Vehicle beroperasi secara independen dan dikendalikan oleh motor elektrik yang mengambil tenaga dari rel yang beraliran listrik

Sistem real tetap

Monorel overhead – diletakkan di bagian atas/plafon (ceiling)

Rel tetap di lantai, On-floor - parallel fixed rails, lintasan umumnya agak menonjol dari permukaan (tidak rata dengan) lantai

Variasi routing dimungkinkan: switches, turntables, dan bagian lintasan lainnya

32

OVERHEAD MONORAIL

33

SISTEM KONVEYOR

Peralatan pemindahan material yang dirancang untuk memindahkan material pada lintasan yang tetap, biasanya dalam jumlah atau volume yang besar

1. Non-powered

Material dipindahkan oleh operator ataupun memanfaatkan gravitasi

2. Powered

Mekanisme tenaga untuk memindahkan material terpasang pada lintasan tetap, menggunakan rantai, belt, roller atau peralatan mekanis lainnya

34

JENIS-JENIS KONVEYOR

Roller

Skate-wheel

Belt

In-floor towline

Overhead trolley conveyor

Cart-on-track conveyor

35

ROLLER CONVEYOR

Lintasan terdiri dari serangkaian roller yang tegak lurus terhadap arah pemindahan

Benda yang dipindahkan harus memiliki bagian bawah yang datar agar bisa berada (mampu menduduki) di atas beberapa roller

Roller yang diberi tenaga berputar untuk mendorong beban ke depan

Roller manual (tanpa tenaga) juga tersedia

36

SKATE-WHEEL CONVEYOR

Memiliki pergerakan yang sama dengan roller conveyor tetapi menggunakan roda pipih (skate wheels), bukan roller

Lebih ringan dan tanpa sumber tenaga (manual)

Terkadang dibuat dalam unit portable agar dapat digunakan untuk aktivitas loading dan unloading dari truck trailers dalam pengiriman dan penerimaan

37

BELT CONVEYOR

Siklus kontinu (loop) dengan arah pergerakan maju untuk memindahkan benda kerja

Belt terbuat dari bahan karet sintetis yang diperkuat (reinforced elastomer)

Support slider atau rollerdipergunakan untuk menunjang pergerakan ke depan (forward loop)

Dua bentuk umum: Flat belt (seperti pada

gambar)

Bentuk V untuk material bulk

(Gambar tanpa tiang penyangga,

yang seharusnya ada)

38

IN-FLOOR TOW-LINE CONVEYOR

Kereta roda empat yang bertenaga dengan menggerakkan rantai atau roda yang berada di lantai

Kereta menggunakan pin baja (atau gripper) yang tergantung ke lantai dan lekat pada rantai (atau pulley) untuk menarik kereta

Memungkinkan kereta lepas dari towline untuk loading/undloading

Kabel atau rantai

39

OVERHEAD TROLLEY CONVEYOR

Sebuah trolley yang merupakan

alat angkut beroda yang

bergerak di track (diletakkan di

atas/overhead) di mana beban

dapat

digantungkan/diletakkan

Trolley terhubung dan bergerak

melalui rantai (chain) atau

kabel yang membentuk lintasan

tertutup (loop)

Sering digunakan untuk

memindahkan part dan

perakitan anta area produksi

utama

40

CART-ON-TRACK CONVEYOR

Kereta (cart) berada di atas track yang lebih tinggi dari permukaan lantai

Kereta dikendalikan oleh silinder putar (spinning tube)

Pergerakan ke depan dari kereta dikendalikan oleh roda pengendali (drive wheel) yang sudutnya dapat berubah dari nol (idle) sampai dengan 45o (bergerak maju)

41

POWERED CONVEYOR

OPERASI DAN FITUR

Jenis pergerakan

1. Continuous – konveyor bergerak pada kecepatan konstan

2. Asynchronous – konveyor bergerak dengan pergerakan stop and go

Berhenti di stasiun kerja, bergerak di antara stasiun kerja

Klasifikasi lainnya:

1. Arah tunggal

2. Loop kontinu

3. Recirculating

42

KONVEYOR ARAH TUNGGAL DAN LOOP

KONTINU

(a) Arah tunggal

(b) Loop kontinu

UNLOAD

UNLOAD

43

CRANES AND HOISTS

Peralatan penanganan material untuk mengangkat, menurunkan dan memindahkan material, umumnya untukl benda yang sangat berat

Cranes

Digunakan untuk pergerakan horisontal dari material

Hoists

Dipergunakan untuk mengangkat material ke arah vertikal

Cranes umumnya terkait dengan hoists sehingga kombinasi tersebut memungkinkan

Perpindahan horisontal

Pengangkatan dan penurunan vertikal

44

HOIST

Hoist dengan

keuntungan

penggunaan empat

katrol:

(a) Sketsa dari hoist

(b) Diagram yang

menggambarakan

keuntungan mekanis

(a) (b)

45

CRANE MODEL JEMBATAN (BRIDGE

CRANE)

46

GANTRY CRANE

Gantry crane

model separuh

47

JIB CRANE

48

ANALISA SISTEM PEMINDAHAN MATERIAL

Analisa sistem berbasis vehicle

Menggunakan From-to chart dan Network diagram

Jenis sistem: industrial trucks, AGV, rail-guided vehicles,

dan operasi konveyor asynchronous

Analisa konveyor

Konveyor arah tunggal

Konveyor loop tertutup

Sistem conveyor recirculating

49

From – To Chart49

From\To 1 2 3 4 5

1 0 9/50 5/120 6/205 0

2 0 0 0 0 9/180

3 0 0 0 2/85 3/170

4 0 0 0 0 8/85

5 0 0 0 0 0

Keterangan:

1. From (vertikal kiri) menunjukkan LOAD, To (horizontal atas)

menunjukkan UNLOAD

2. a/b = Flow rate (loads/hour) / Travel distance (meter)

50

Network Diagram

Menunjukkan pengiriman antar stasiun LOAD/UNLOAD

51

Vehicle-based transport system51

Typical delivery cycle time consist of:

Loading at pickup station

Travel time to the drop-off station

Unload at the drop-off station

Empty travel time between deliveries

52

Ideal Cycle Time52

Total cycle time per delivery per vehicle:

Tc = delivery cycle time (min/delivery)

TL = time to load at load station (min)

Ld = distance between load and unload station (m)

Vc = carrier velocity (m/min)

Tu = time to unload at unload station (min)

Le = distance the vehicle travels empty until the start of the next delivery cycle (m)

Catatan: Tc dihitung tanpa mempertimbangkan kemungkinan keterlambatan akibat kemacetan, dll.

........ (1)

53

Available Time53

Available time per hour (as 60 min) per vehicle

AT = 60 . A . Tf . E ........(2)

AT = available time (min/hour per vehicle)

A = availability = the proportion of total shift time that the vehicle is operational and not broken down or being repaired

Tf = traffic factor = estimated time loss due to traffic congestion (waiting at intersection, blocking of vehicle, waiting in a queue at load/unload stations)

E = worker efficiency = the actual work rate of human operator relative to standard/normal performance

54

Rate of Delivery and Work Load54

Dari persamaan (1) dan (2) kita mendapatkan:

Rdv = AT / Tc ...... (3)

Rdv = hourly delivery rate per vehicle (delivery/hour per vehicle)

Tc = delivery cycle time (min/delivery)

AT = available time in 1 hour with adjustment for time loss (min/hour)

Menentukan work load

WL = Rf . Tc ....... (4)

WL = work load (min/hour) = total time of work that must be accomplished by transport system in 1 hour

Rf = specified flow rate of total deliveries per hour for the system (deliveries/hour)

55

Number of carriers needed55

Dengan persamaan (3) dan (4) kita dapat

menghitung jumlah kendaraan yang diperlukan (nc):

nc = WL / AT

nc = Rf / Rdv

56

Conveyor analysis : Single Direction (1)56

Assuming the conveyor operates at constant speed:

Td = Ld/Vc Td = delivery time (min)

Ld = length of conveyor between load an unload station (m)

Vc = conveyor velocity (m/min)

57

Conveyor analysis : Single Direction (2)57

Rf = RL = Vc/Sc ≤ 1/TL Rf = material flow rate (parts/min)

RL = loading rate (parts/min)

Sc = center-to-center spacing of material on conveyor (m/part)

TL = loading time (min/part)

Catatan: 1/TL berdasarkan ergonomi, artinya flowrate tidak boleh lebih cepat dari batas kemampuan manusia/pekerja

Certain condition must be fulfilled:

Tu ≤ TL

Tu = unloading time (min/part)

Rf = (Np.Vc)/Sc ≤ 1/Tc

Np = number of parts per carrier

58

Conveyor analysis: Continuous Loop (1)58

Total time required to travel a complete loop:

Tc = L/Vc

Tc = total cycle time (min)

L = total length of conveyor (delivery + return)

= Ld + Le

Vc = speed of conveyor chain (m/min)

59

Conveyor analysis: Continuous Loop (2)59

Delivery time

Td = Ld/Vc

Td = delivery time on the forward loop (min)

Number of carrier (hooks, baskets, etc) = Nc = L/Sc

Total part in the system = (Np . Nc . Ld)/L

Np = number of part in the system

Maximum flowrate between load and unload

station:

Rf = (Np . Vc) / Sc

60

Recirculating Conveyors60

Recirculating conveyor: conveyor system that allow parts to remain on the return loop for one or more revolutions (provide storage function).

Purpose: accumulate parts to smooth out effects of loading and unloading variations at stations

Problem:

A times during operation, no empty carriers are immediately available at the loading station when needed

No loaded carriers are immediately available at the unloading station when needed.

61

Kwo Analysis (1)61

To design recirculating conveyor with one load station and one unload station, these principles must be satisfied:

Speed rule

Lower speed limit:

Upper speed limit:

RL = loading rate (parts/min)

RU = unloading rate (parts/min)

TL = loading time (min)

Tu = unloading time (min)

62

Kwo Analysis (2)62

Capacity constraint

Flow rate capacity of conveyor must be at least equal

to flow rate requirement to:

1. Accomodate reserve stock

2. Allow time elapsed due to delivery distance

between load and unload.

Uniformity

Parts should be uniformly distributed through the length

of conveyor

63

SUDAH MENGERTIKAH ANDA?

Apa yang dimaksud dengan material handling?

Sebutkan dan jelaskan 10 prinsip material handling!

Apa yang penting diperhatikan dalam analisa sistem

pemindahan material?

REV

IEW

QU

ESTIO

NS