i

OPTIMASI PERENCANAAN LAYOUT PRODUKSI PEMBUATAN HOIKEN

BOILER CAP. 5000 KG/H DENGAN CRAFT ALGORITHM DAN SIMULASI

SKRIPSI

KONSENTRASI REKAYASA SISTEM INDUSTRI

Diajukan untuk memenuhi persyaratan

memperoleh gelar Sarjana Teknik

Disusun oleh:

EGAR ASTRI DEWI

NIM. 105060700111077-67

KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN

UNIVERSITAS BRAWIJAYA

FAKULTAS TEKNIK

JURUSAN TEKNIK INDUSTRI

MALANG

2014

ii

LEMBAR PERSETUJUAN

OPTIMASI PERENCANAAN LAYOUT PRODUKSI PEMBUATAN HOIKEN

BOILER CAP. 5000 KG/H DENGAN CRAFT ALGORITHM DAN SIMULASI

SKRIPSI

KONSENTRASI REKAYASA SISTEM INDUSTRI

Diajukan untuk memenuhi persyaratan

memperoleh gelar Sarjana Teknik

Disusun oleh :

EGAR ASTRI DEWI

NIM. 105060700111077-67

Telah diperiksa dan disetujui oleh:

Dosen Pembimbing I

Sugiono, ST., MT., Ph.D.

NIP. 19780114 200501 1 001

Dosen Pembimbing II

Ratih Ardia Sari, ST., MT.

NIP. 19851017 201012 2 003

iii

LEMBAR PENGESAHAN

OPTIMASI PERENCANAAN LAYOUT PRODUKSI PEMBUATAN HOIKEN

BOILER CAP. 5000 KG/H DENGAN CRAFT ALGORITHM DAN SIMULASI

SKRIPSI

KONSENTRASI REKAYASA SISTEM INDUSTRI

Diajukan untuk memenuhi persyaratan

memperoleh gelar Sarjana Teknik

Disusun oleh :

EGAR ASTRI DEWI

NIM. 105060700111077-67

Skripsi ini telah diuji dan dinyatakan lulus pada

tanggal 24 Juli 2014

Skripsi I

Arif Rahman, ST., MT.

NIP. 19740528 200801 1 010

Skripsi II

Oyong Novareza, ST., MT., Ph. D.

NIP. 19741115 200604 1 002

Komprehensif

Ir. Mochamad Choiri, MT.

NIP. 19540104 198602 1 001

Mengetahui

Ketua Jurusan Teknik Industri

Ishardita Pambudi Tama, ST., MT., Ph. D.

NIP. 19730819 199903 1 002

iv

KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas limpahan rahmat, taufik, serta

hidayah-Nya sehingga Laporan Skripsi ini dapat diselesaikan dengan baik. Laporan

Skripsi ini disusun dengan tujuan untuk memenuhi sebagian persyaratan memperoleh

gelar Sarjana Teknik. Dalam pembuatan laporan skripsi ini penulis ingin menyampaikan

terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu. Secara khusus ucapan terima

kasih penulis sampaikan kepada:

1. Bapak Ishardita Pambudi Tama, ST., MT., Ph.D selaku Ketua Jurusan Teknik

Industri Fakultas Teknik Universitas Brawijaya Malang, yang telah memberi

motivasi, ilmu, serta arahan kepada penulis.

2. Bapak Sugiono, ST., MT., Ph.D. selaku Dosen Pembimbing I yang telah

memberikan arahan dan saran yang membangun dalam menyusun skripsi ini.

3. Ibu Ratih Ardia Sari, ST., MT. selaku Dosen Pembimbing II yang telah dengan

sabar membantu penulis, memberikan banyak saran dan masukan yang bermanfaat.

4. Bapak dan Ibu dosen pengamat/penguji pada Seminar Proposal, Seminar Hasil, dan

Ujian Komprehensif atas saran dan masukannya, serta seluruh dosen Teknik

Industri yang telah banyak mencurahkan ilmunya kepada penulis.

5. Bapak dan Ibu karyawan PT. XYZ cabang Pulogadung, Jakarta khususnya

Production Manager PT. XYZ cabang Pulogadung, Jakarta yang telah memberikan

kesempatan kepada penulis untuk mengadakan penelitian.

6. Kedua orang tua saya tercinta, Drs. Suaeb dan Sri Astuti, S.Pd yang selalu

mendoakan demi kebaikan penulis di dunia maupun akhirat, dan memberikan

arahan juga masukan baik secara fisik maupun mental. Penulis berharap dapat

membalas ketulusan pengorbanan beliau beliau dengan kelulusan dan kesuksesan

karir kedepan. Semoga kedua orangtua saya selalu diberikan kebahagiaan dan

kesehatan, sehingga dapat selalu memberikan semangat dan doa untuk saya dalam

menjalani karir dan kehidupan saya ke depan.

7. Adik saya tersayang Adi Permana Putra yang selalu memberikan semangat penulis

dalam menyusun skripsi ini. Walaupun adik saya tidak pernah secara langsung

memberikan motivasi, tetapi kerinduan penulis untuk bercerita dan bercanda

dengannya membuat semangat untuk segera mendapatkan kelulusan semakin

v

tinggi. Semoga ade Adi semakin rajin belajar dan selalu menjadi anak soleh untuk

mama dan ayah, sehingga kita berdua dapat bersama-sama membahagiakan mama

dan ayah dimanapun kita berada.

8. Sahabat-sahabat seperantauan saya tersayang Prisila Dindha, Luthfi Ramiz dan

Okky Gigih W. Ketiga orang ini yang selalu memberikan dukungan dan semangat

untuk penulis walaupun kuliah dijurusan yang berbeda. Penulis mendoakan agar

sahabat - sahabatnya ini dapat diberikan kesuksesan disegala urusannya dan

secepatnya dapat berkumpul kembali di Depok.

9. Sahabat-sahabat tersayangku Andhini, Erni, Epiphanie, Antan, Hendy, Aminudin,

Ega, Kiki, Ayu, dan Elissa, yang selalu memberikan semangat dan tempat

menguatkan mental penulis sampai terselesaikannya skripsi ini.

10. Seluruh teman-teman Teknik Industri khususnya Teknik Industri angkatan 2010

atas motivasi dan dukungannya.

11. Keluarga Besar Laboratorium Statistik dan Rekayasa Kualitas, yang tak pernah

absen memberikan semangat dan motivasi untuk penulis. Penulis mengucapkan

terimakasih untuk segala dukungan, pelajaran dan pengalaman berharga yang

diberikan.

12. Sahabat Jabodetabek Student Community yang tak pernah lupa memberikan

semangat kepada penulis.

Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari kesempurnaan. Maka dari itu

penulis mengharapkan kritik dan saran dari pembaca terhadap skripsi yang telah penulis

susun ini demi perbaikan untuk penyusunan laporan sejenis dimasa yang akan datang.

Malang, Juli 2014

Penulis

vi

DAFTAR ISI

Halaman

HALAMAN JUDUL

LEMBAR PERSETUJUAN

KATA PENGANTAR ................................................................................................ i

DAFTAR ISI .............................................................................................................. iii

DAFTAR TABEL ...................................................................................................... vi

DAFTAR GAMBAR .................................................................................................. vii

DAFTAR LAMPIRAN .............................................................................................. ix

RINGKASAN ............................................................................................................. x

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang ...................................................................................................... 1

1.2 Identifikasi Masalah .............................................................................................. 3

1.3 Rumusan Masalah ................................................................................................. 3

1.4 Tujuan Penelitian .................................................................................................. 4

1.5 Manfaat Penelitian ................................................................................................ 4

1.6 Batasan .................................................................................................................. 4

1.7 Asumsi .................................................................................................................. 4

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Penelitian Terdahulu ............................................................................................. 5

2.2 Klasifikasi Boiler .................................................................................................. 6

2.2.1 Ketel – Ketel Pipa Api .................................................................................. 6

2.2.2 Ketel – Ketel Pipa Air Biasa ......................................................................... 8

2.2.3 Ketel – Ketel Pipa Air dengan Perencanaan Khusus .................................... 8

2.3 Analisis Produk dan Proses Manufaktur ............................................................... 8

2.3.1 Analisis Produk ............................................................................................. 8

2.3.2 Analisis Proses .............................................................................................. 9

2.3.2.1 Production Routing .................................................................................... 10

2.3.2.2 Peta Proses Operasi .................................................................................... 10

vii

2.3.2.3 Assembly Chart .......................................................................................... 11

2.3.2.4 From To Chart (FTC) ................................................................................ 11

2.4 Perhitungan Jumlah Mesin Yang Dibutuhkan ...................................................... 12

2.5 Penetapan Luas Area Yang Dibutuhkan ............................................................... 12

2.6 Tata Letak Fasilitas ............................................................................................... 12

2.6.1 Masalah-masalah dalam Tata Letak ............................................................ 14

2.7 Jenis Tata Letak dan Dasar Pemilihannya ............................................................ 15

2.8 CRAFT ................................................................................................................. 17

2.9 Jarak Antar Fasilitas ............................................................................................. 19

2.10 Simulasi .............................................................................................................. 20

2.10.1 Module Basic Process Panel ..................................................................... 21

2.10.2 Module Advance Panel .............................................................................. 23

2.10.3 Module Advance Transfer .......................................................................... 23

BAB III METODE PENELITIAN

3.1 Metode Penelitian ................................................................................................. 26

3.2 Tempat dan Waktu Penelitian ............................................................................... 26

3.3 Sumber Data ......................................................................................................... 26

3.4 Langkah-langkah Penelitan .................................................................................. 26

3.5 Diagram Alir Penelitian ........................................................................................ 30

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Analisa Produk ...................................................................................................... 31

4.2 Analisa Proses ....................................................................................................... 33

4.2.1 Rute Produksi (Production Routing) ........................................................... 33

4.2.2 Peta Proses Operasi (Operation Process Chart) ......................................... 34

4.2.3 Assembly Chart ............................................................................................ 36

4.3 Penetapan Jumlah Mesin yang Dibutuhkan .......................................................... 37

4.4 Perhitungan Luas Lantai Teoritis .......................................................................... 40

4.5 Analisa Aliran Material ........................................................................................ 41

4.6 Pengolahan Data CRAFT dengan WinQSB 2.0 ................................................... 45

4.7 Simulasi Layout Usulan dengan ARENA ............................................................. 58

4.7.1 Verifikasi Model .......................................................................................... 58

4.7.2 Validasi Model ............................................................................................. 58

viii

4.7.3 Output Simulasi ........................................................................................... 59

4.8 Analisa dan Pembahasan ...................................................................................... 60

BAB V PENUTUP

5.1 Kesimpulan ........................................................................................................... 70

5.2 Saran ..................................................................................................................... 71

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

ix

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 2.1 Perbedaan Penelitian Tedahulu dan Penelitian Saat Ini .............................. 7

Tabel 2.2 Simbol ASME .............................................................................................. 11

Tabel 2.3 Module Basic Process Panel ....................................................................... 21

Tabel 4.1 Part List Analisa Buat Beli Produk Hoiken Boiler Cap. 5000 Kg/H .......... 33

Tabel 4.2 Rute Produksi Komponen Shell 1 ................................................................ 34

Tabel 4.3 Rute Produksi Komponen Shell 2 ............................................................... 34

Tabel 4.4 Penetapan Jumlah Mesin Yang Dibutuhkan ............................................... 39

Tabel 4.5 Perbandingan Luas Lantai Teoritis dan Aktual ........................................... 41

Tabel 4.6 Jarak Pemindahan Bahan ............................................................................ 41

Tabel 4.7 Jarak Total Pemindahan Material ............................................................... 42

Tabel 4.8 Keterangan Simbol Departemen di PT XYZ .............................................. 43

Tabel 4.9 From-to Chart Momen Jarak PT XYZ ........................................................ 44

Tabel 4.10 Analisa Momen Layout Awal .................................................................... 45

Tabel 4.11 Rekapitulasi Output CRAFT ..................................................................... 48

Tabel 4.12 Analisa Output Layout Untuk Solution Option Improve By Exchanging 3

Then 2 Departments ................................................................................... 49

Tabel 4.13 Perbandingan Jarak Total Pemindahan Material Layout Usulan CRAFT . 53

Tabel 4.14 FTC Layout Usulan Improve by Exchange 3 than 2 departments ............. 56

Tabel 4.15 Analisa Momen Layout Awal .................................................................... 57

Tabel 4.16 Output Simulasi Waktu Proses .................................................................. 58

Tabel 4.17 Output Utilisasi Transporter pada Layout Usulan ..................................... 59

x

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 1.1 Hoiken Boiler Cap. 5000 Kg/h .................................................................... 2

Gambar 2.2 Jarak Antar Fasilitas ................................................................................... 19

Gambar 3.1 Diagram alir ............................................................................................... 30

Gambar 4.1 Gambar teknik Hoiken Boiler Cap. 5000 Kg/h .............................................. 32

Gambar 4.2 Peta proses operasi komponen Shell 1 ..................................................... 35

Gambar 4.3 Peta proses operasi komponen Shell 2 .................................................... 36

Gambar 4.4 Peta perakitan Body Boiler ...................................................................... 37

Gambar 4.5 Gambaran estimasi luas lantai teoritis ..................................................... 40

Gambar 4.6 Kotak dialog Problem Specification ........................................................ 46

Gambar 4.7 Input data from-to chart ........................................................................... 46

Gambar 4.8 Input data koordinat layout ...................................................................... 47

Gambar 4.9 Kotak dialog functional layout solution .................................................. 48

Gambar 4.10 Layout untuk solution option evaluate the initial layout only .............. 50

Gambar 4.11 Layout untuk solution option improve by exchanging 2 departments .. 50

Gambar 4.12 Layout untuk solution option improve by exchanging 3 departments .. 51

Gambar 4.13 Layout untuk solution option exchanging 2 then 3 departments .......... 51

Gambar 4.14 Layout untuk solution option exchanging 3 then 2 departments .......... 52

Gambar 4.14 Layout untuk solution option exchanging 3 then 2 departments .......... 52

Gambar 4.15 Layout awal PT XYZ ............................................................................ 64

Gambar 4.16 Layout usulan 1 CRAFT (improve by exchage 2 departements) .......... 65

Gambar 4.17 Layout usulan 2 CRAFT (improve by exchage 3 departements) .......... 66

Gambar 4.18 Layout usulan 3 CRAFT (improve by exchage 2 then 3 departements) 67

Gambar 4.19 Layout usulan 4 CRAFT (improve by exchange 3 then 2 departements)68

Gambar 4.20 Layout rekomendasi .............................................................................. 69

xi

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

Lampiran 1. Rute Produksi Pembuatan Hoiken Boiler Cap. 5000 Kg/H .................... 72

Lampiran 2. Peta Proses Pembuatan Hoiken Boiler Cap. 5000 Kg/H ......................... 95

Lampiran 3. Assembly Chart Hoiken Boiler Cap. 5000 Kg/H .................................... 96

Lampiran 4. Penjadwalan Produksi PT XYZ .............................................................. 97

Lampiran 5. Waktu Pengerjaan Tiap Mesin ................................................................ 100

Lampiran 6. Perhitungan Luas Lantai Teoritis ............................................................ 101

Lampiran 7. ACD Sistem Perakitan Hoiken Boiler Cap. 5000 Kg/H ......................... 105

Lampiran 8. Model Simulasi ....................................................................................... 106

xii

RINGKASAN

EGAR ASTRI DEWI, Jurusan Teknik Industri, Fakultas Teknik, Universitas

Brawijaya, Juni 2014, Optimasi Perencanaan Layout Produksi Pembuatan Hoiken

Boiler Cap. 5000 Kg/H Dengan CRAFT Algorithm Dan Simulasi, Dosen Pembimbing:

Sugiono dan Ratih Ardia Sari.

PT XYZ merupakan industri manufaktur yang memproduksi beberapa jenis produk

berbahan logam seperti boiler, pressure vessel, heat exchanger, tangki dan lain-lain. PT

XYZ membuat kebijakan untuk melakukan spesialisasi produk di tiap cabang.

Berdasarkan kebijakan tersebut, salah satu cabang PT XYZ yakni cabang Pulo Gadung

dikhususkan untuk menjadi produsen Hoiken Boiler Cap. 5000 Kg/h. Awalnya layout

lantai produksi di PT XYZ cabang Pulo Gadung adalah layout yang difungsikan untuk

memproduksi berbagai produk. Untuk itu penelitian ini dilakukan untuk mengevaluasi

apakah existing layout di PT XYZ cabang Pulo Gadung sudah sesuai dengan kebijakan

tersebut atau tidak, dan memberikan rekomendasi perbaikan layout agar dapat

menunjang kebijakan tersebut, jika existing layout dianggap belum optimal.

Analisa produk dan proses pembuatan Hoiken Boiler dijadikan acuan dalam usaha

optimasi layout lantai produksi di PT XYZ. Analisa produk dan proses dalam penelitian

ini terdiri dari analisa buat beli, operation process chart, dan assembly chart. Setelah itu

dilakukan analisa kebutuhan mesin, luas lantai dan aliran material pada PT XYZ. Hasil

dari analisa tersebutlah yang dijadikan dasar dalam melakukan optimasi perancangan

layout PT XYZ. Metode optimasi yang dilakukan adalah menggunakan algoritma

CRAFT dengan bantuan software Winqsb 2.0, guna menghasilkan layout usulan

dengan tujuan meminimasi total jarak material handling. Hasil dari CRAFT adalah 4

layout usulan dengan metode pertukaran improve by exchanging 2 departments,

improve by exchanging 3 departments, improve by exchanging 2 than 3 departments

dan improve by exchanging 3 than 2 departments. Keempat layout usulan tersebut

disimulasikan dengan software Arena 5.0 untuk melihat utilitas transporter.

Hasil dari pengolahan CRAFT adala 4 layout usulan dengan masing masing total

jarak perpindahan material yang telah disesuaikan dengan keadaan aktual sebesar

4633.6 m, 4622 m, 4642.6 m, 4492.5 m per 1 unit Hoiken Boiler. Lalu setelah

disimulasikan, masing-masing layout usulan memiliki total utilitas transporter yaitu

sebesar 3.16 % untuk layout usulan dengan metode pertukaran improve by exchanging 2

departments, 3.28 % untuk metode improve by exchanging 3 departments , 3.19 %

untuk improve by exchanging 2 than 3 departments, dan 0.49 % untuk metode improve

by exchanging 3 than 2 departments. Dari simulasi ini dipilih layout usulan dengan

utilitas transporter terendah sebagai layout rekomendasi untuk PT XYZ dalam

memproduksi Hoiken Boiler. Layout usulan yang menjadi rekomendasi adalah layout

usulan CRAFT dengan metode pertukaran improve by exchanging 3 than 2 departments

dan total jarak perpindahan material terkecil sebesar 4492.5 m, serta utilitas transporter

terendah sebesar 0.49 % setiap produksi 1 unit Hoiken Boiler Cap. 5000 Kg/H setelah

disimulasikan.

Kata kunci: optimasi, CRAFT, simulasi, tata letak fasilitas.

xiii

SUMMARY

EGAR ASTRI DEWI, Department of Industrial Engineering, Faculty of Engineering,

Brawijaya University, June 2014, Production Layout Design in Hoiken Boiler Cap.

5000 Kg/H Production Optimization with CRAFT Algorithm and Simulation,

Academic Supervisors: Sugiono and Ratih Ardia Sari.

PT XYZ is manufactured industrial which produces some variants of metallic

products, such as boiler, pressure vessel, heat exchanger, tank etc. PT XYZ made a

policy for product specialization in each branch. Based on that policy, Pulo Gadung’s

branch was focused to produce only one product, that is Hoiken Boiler Cap. 5000 Kg/H.

In the beginning, existing layout in this branch was designed for producing some

variants of metallic products. This research aims to evaluate whether existing layout in

Pulo Gadung’s branch can support that policy or not, and give improvement layout

recommendation for optimizing plant layout in order to support that policy.

Product and process analysis of Hoiken Boiler production, was used as reference of

optimizing PT XYZ’s plant layout. Product and process analysis in this research,

consists of make or buy analysis, operation process chart, and assembly chart. Those

analysis were used for machine requirement analysis, space requirement analysis and

material flow analysis in PT XYZ. Optimization method was using CRAFT algorithm

as an improvement tool, with help of Winqsb 2.0 software. This method produced

alternative layouts in aim to minimize distance total of material handling. From

CRAFT, there were 4 alternative layouts with 4 exchange methods, they were improve

by exchanging 2 departments, improve by exchanging 3 departments, improve by

exchanging 2 than 3 departments and improve by exchanging 3 than 2 departments. 4

alternative layouts from CRAFT was simulated by Arena 5.0 software. This simulation

showed transporter utility in each method.

Distance total of material handling for 4 CRAFT alternative layout after actual

condition adaptations are 4633.6 m, 4622 m, 4642.6 m, and 4492.5 m in producing 1

unit of Hoiken Boiler. 4 alternative layouts from CRAFT was simulated by Arena 5.0

software and showed transporter utility in each method. They were 3.16 % for improve

by exchanging 2 departments method, 3.28 % for improve by exchanging 3 departments

method , 3.19 % improve by exchanging 2 than 3 departments method, and 0.49 % for

improve by exchanging 3 than 2 departments method. Alternative layout which had

lowest transporter utility had choosen as layout recommendation for PT XYZ in Pulo

Gadung’s branch. Layout recommendation had 4492.5 m distance total of material

handling from improve by exchanging 3 than 2 departments CRAFT method and 0.49

% transporter utility in producing 1 unit of Hoiken Boiler Cap. 5000 Kg/H after

simulation.

Keywords: optimization, CRAFT, simulation, facility layout design.