Perancangan Tata Letak Fasilitas untuk Fabrikasi

Mesin CNC Batik Tulis Menggunakan Pendekatan

Systematic Layout Planning

Abstrak—Batik memiliki potensi yang sangat besar

untuk dikembangkan dalam kerajinan. Akan tetapi,

tantangan dalam membatik muncul seiring berkembangnya

zaman. Dengan berkembangnya permintaan, industri batik

justru mengalami kesulitan dalam regenerasi pembatik.

Kurangnya minat generasi muda menjadi pembatik

dikarenakan proses produksi batik yang relatif lama. Untuk

menghadapi tantangan produksi tersebut, membatik

dengan menggunakan mesin batik akan memberikan

penghematan waktu secara signifikan dibandingkan dengan

membatik manual. Untuk memproduksi mesin batik, maka

perlu dilakukan kajian ilmiah tata letak produksi mesin

batik. Harapannya, mesin batik dapat diproduksi secara

massal dan dibuat secara mandiri.

Penelitian ini menggunakan prosedur rancangan tata

letak dengan pendekatan systematic layout planning (SLP).

Dalam proses pembuatan alternatif tata letak, dilakukan

dengan dua metode yaitu, algoritma computerized

relationship layout planning (CORELAP) dan pemasangan

intuitif berdasarkan REL chart. Hasil dari penelitian ini

didapatkan 3 alternatif tata letak fasilitas produksi untuk

membuat mesin batik. Alternatif tata letak yang memiliki

nilai distance-based terbaik yaitu hasil pemasangan intuitif

ke-1 yang meliputi 13 departemen, dengan kebutuhan alat

produksi yaitu, 3 mesin gerinda, 2 mesin las, 1 mesin CNC

frais, 1 mesin CNC bubut, 1 spray paint, dan 1 Oven.

Kata kunci—mesin batik, computerized relationship

layout planning, REL chart, distance-based objective.

I. PENDAHULUAN

Batik merupakan kerajinan asli Indonesia yang sudah

ditetapkan oleh The United Nations Educational,

Scientific and Cultural Orgnaization (UNESCO) sebagai

warisan kemanusiaan untuk budaya lisan dan nonbendawi

[1]. Menurut Kementerian Perindustrian [2], nilai ekspor

batik Indonesia mencapai US$ 52,4 juta atau sekitar Rp

747,4 miliar pada tahun 2018. Sementara itu, nilai ekspor

kain tenun ikat hanya US$ 976 ribu atau sekitar Rp 13,91

miliar. Berdasarkan data tersebut, batik memiliki potensi

yang sangat besar untuk dikembangkan dalam sektor

ekonomi.

Hingga kini, tercatat sentra industri batik sebanyak 101

buah, dengan jumlah usaha mencapai 3.782 unit dan

menyerap tenaga kerja sebanyak 15.055 orang [2]. Sentra

industri batik ini terdapat di Jawa Tengah, Jawa Timur,

Yogyakarta, dan Jawa Barat. Selain berkembangnya

permintaan batik yang semakin besar, industri batik

dihadapkan pada permasalahan regenerasi pembatik.

Selain itu, ditemukan pula bahwa usia rata-rata pembatik

kini di atas 50 tahun [3]. Data ini menunjukkan bahwa

pekerjaan membatik belum berhasil menarik minat

generasi muda. Hal ini dikarenakan proses pembuatan

selembar batik tulis membutuhkan waktu yang lama.

Selain masalah regenerasi, pembuatan batik juga

terkendala pada lamanya waktu produksi. Batik tulis

dengan metode manual membutuhkan waktu yang lama

untuk membuat satu produk kain batik. Sementara itu,

perkembangan teknologi membatik tulis menggunakan

mesin CNC batik mampu memberikan penghematan

waktu secara signifikan dibandingkan dengan membatik

manual [4]. Harapannya, penerapan mesin batik dalam

industri dapat menyelesaikan permasalahan regenerasi

pembatik.

Fabrikasi mesin batik menjadi peluang besar dalam

menunjang otomasi pada proses produksi batik. Salah satu

industri batik yang telah menerapkan penggunaan mesin

batik adalah Butimo di Yogyakarta. Sebagai pembanding,

maka dilakukan observasi proses produksi mesin CNC

yang sejenis di Yogyakarta. Observasi ini dilakukan di

Workshop X.

Workshop X merupakan salah satu contoh usaha

mesin produksi yang berbasis CNC di Yogyakarta.

Workshop X memiliki tiga jenis mesin CNC yang

diproduksi menurut jenisnya, yaitu Router, foam cutter,

dan retrofit [6]. Mesin CNC yang digunakan dalam

membuat pola batik adalah CNC Router. Fasilitas

produksi yang dimiliki Workshop X sudah cukup

menunjang pembuatan mesin CNC. Akan tetapi, fasilitas

tersebut belum terkelola dengan baik karena susunannya

yang belum teratur sesuai dengan alur perancangan mesin

CNC.

Lini produksi yang digunakan pada Workshop X

adalah lantai produksi yang disesuaikan pada seluruh jenis

mesin CNC yang terdapat pada katalog Workshop X.

Lantai produksi ini akan cenderung kurang efektif apabila

hanya didedikasikan khusus untuk pembuatan mesin CNC

batik. Hal ini dikarenakan rantai produksi yang cenderung

berfokus pada berbagai macam produk akan cenderung

Universitas Gadjah Mada Yogyakarta, Indonesia

anassaifurrahman08@gmail.com

2nd Andi Sudiarso

Program Studi Teknik Industri Universitas Gadjah Mada

Yogyakarta, Indonesia

a.sudiarso@ugm.ac.id

1st Anas Saifurrahman

Program Studi Teknik Industri

M-7

sulit untuk menghasilkan produk dengan jumlah besar [5].

Sementara itu, Butimo Batik memproyeksikan jumlah

permintaan mesin batik ini akan terus meningkat karena

industri batik yang mengedepankan efisiensi produksi.

Dari permasalahan tersebut, maka diperlukan kajian

ilmiah lebih lanjut untuk perumusan tata letak yang

berfokus pada permintaan mesin CNC batik saja. Hal ini

dilakukan agar peralatan dan kegiatan yang tidak

memberikan nilai tambah dapat berkurang.

II. METODE PENELITIAN

A. Alat dan Bahan Penelitian

Alat dan bahan yang digunakan dalam penelitian ini

adalah sebagai berikut. 1. Laptop dengan spesifikasi sistem operasi Windows 10,

RAM 8 GB dan memori 500 GB. 2. Microsoft Visio Professional untuk pembuatan tata letak

digital. 3. Meteran ukur untuk mengukur dimensi stasiun kerja. 4. Data tahapan proses yang dikerjakan untuk

menyelesaikan satu produk mesin Router batik.

5. Data waktu operasi setiap stasiun kerja untuk melakukan

analisis aliran proses produksi mesin Router batik.

6. Data jarak antar stasiun kerja sebagai pertimbangan

perpindahan material yang optimal.

7. Data bahan baku yang akan diproses dalam perakitan

mesin batik untuk pengadaan barang dan menentukan

jumlah mesin dan pekerja.

8. Data dimensi fasilitas produksi yang dimiliki Workshop

X untuk perhitungan kebutuhan ruang.

9. Data luas lahan tersedia yang dimiliki oleh Workshop X

untuk perhitungan kebutuhan ruang.

B. Tahapan Penelitian

Tahapan penelitian dimulai dari persiapan, perencanaan proses dan pengadaan material, perancangan departemen, perhitungan kebutuhan ruang, pembentukan usulan tata letak, hingga evaluasi tata letak. Tahap ke-2 hingga tahap ke-6 merupakan langkah yang diadopsi dari prosedur SLP. Adapun detail tahapan tersebut dijelaskan sebagai berikut.

1. Tahap Persiapan

a. Studi literatur, untuk mengetahui arah penelitian yang

dilakukan serta ilmu yang digunakan dalam

perancangan tata letak fasilitas. b. Pengambilan data, untuk semua data primer yang

menjadi bahan analisis di tahap selanjutnya.

2. Perencanaan Proses dan Pengadaan Material

a. Membuat daftar komponen, yang diperoleh melalui

koordinasi dengan pihak Workshop X.

b. Pembuatan BOM tree yang ditentukan dengan

klasifikasi berdasarkan pada daftar komponen.

c. Pembuatan route sheet, berdasarkan hasil observasi

yang dilakukan di lantai produksi Workshop X.

d. Penentuan jenis tata letak, dengan beberapa

pertimbangan yaitu kuantitas produksi, variasi produk

yang dihasilkan, pola aliran produksi dan product

positioning strategy.

e. Pembuatan OPC, berdasarkan informasi yang telah

didapatkan dari route sheet dan BOM.

3. Perancangan Departemen

Departemen untuk lantai produksi yang akan

diterapkan pada butimo ditentukan dengan benchmark

proses produksi Workshop X dan kajian literatur. Setelah

semua departemen ditentukan, maka departemen tersebut

diberi nilai kedekatan subjektif secara berpasangan [6].

4. Perhitungan Kebutuhan Ruang

Perhitungan ini terbagi menjadi dua tahap, yaitu

penentuan jumlah fasilitas dan perhitungan luasan

departemen. Penentuan jumlah fasilitas yang berpengaruh

langsung terhadap produksi menggunakan pendekatan

takt time [7]. Sementara itu, penentuan jumlah fasilitas

yang tidak secara langsung berpengaruh pada proses

produksi ditentukan berdasarkan benchmark pada lantai

produksi di Workshop X.

5. Pembentukan Usulan Tata Letak

Departemen yang sudah ditentukan dalam REL chart

dialokasikan menggunakan algoritma CORELAP dan

secara intuitif dalam bentuk kotak yang berukuran sama

besar. Penempatan departemen mengikuti aturan

CORELAP, yaitu nilai TCR dan bobot kedekatannya.

Sementara itu, pemasangan departemen berdasarkan

intuitif dilakukan hanya berdasarkan hubungan pada REL

chart. Penempatan ini didasarkan pada tingkat kedekatan

yang paling tinggi. Setelah semua departemen terpilih,

maka dilakukan penyesuaian luas departemen terhadap

posisi kotak dari hasil algoritma CORELAP .

6. Evaluasi Tata Letak

Hasil evaluasi tata letak existing dan tata letak

algoritma CORELAP akan dibandingkan berdasarkan

jumlah nilai kedekatan dan distance-based objective.

Perhitungan jarak antar titik berat menggunakan

dimensioning tools pada Microsoft Visio Professional

2013. Alternatif tata letak dapat dikategorikan sebagai

alternatif tata letak yang terbaik apabila skor perhitungan

distance-based-nya lebih rendah. Alternatif tata letak

terbaik kemudian dinilai berdasarkan judgement dari 3

pihak, yaitu :

a. Pemilik Bengkel,

b. Akademisi Pengampu Perancangan Tata Letak

Fasilitas, dan

c. Praktisi sistem produksi section head di perusahaan

spare parts di Indonesia.

III. HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Komponen Penyusun Mesin CNC Batik

Hasil koordinasi kebutuhan komponen ditunjukkan dalam bentuk bill of materials (BOM) tree pada Gambar 1. Kebutuhan komponen ini serupa dengan kebutuhan CNC router pada umumnya. Akan tetapi, terdapat komponen unik yang membedakan yaitu canting batik. Canting tersebut berupa nozzle untuk membentuk pola batik dengan malam yang dipanaskan.

M-8

B. Proses Produksi Mesin Batik

Pembuatan mesin CNC batik secara garis besar

memiliki dua aktivitas utama, yaitu pembuatan komponen

dan assembly.

Waktu proses pembuatan komponen ini akan berguna

untuk menentukan jumlah kebutuhan mesin, berdasarkan

aktivitas yang dilakukan pada Workshop X. Untuk

membuat komponen secara in-house, dibutuhkan mesin

gerinda, las, CNC frais, CNC bubut, spray paint dan oven

seperti ditunjukkan pada Tabel I.

TABEL I. RANGKUMAN DURASI PROSES PEMBUATAN KOMPONEN

MESIN CNC BATIK

Berdasarkan identifikasi karakteristik produk, maka

mesin CNC batik dapat dimasukkan dalam kategori low

variety dan low quantity. Hal ini didasarkan pada

klasifikasi karakteristik fabrikasi produk [8]. Oleh karena

itu, pendekatan tata letak yang cocok untuk kasus tersebut

adalah fixed position layout. Akan tetapi, alur produksi

dalam pembuatan komponen mesin CNC batik sudah

memiliki pengelompokan berdasarkan tugas pekerja.

Oleh karena itu, secara keseluruhan strategi ini

menggunakan campuran antara fixed layout dan job shop

strategy.

C. Perancangan Departemen

Kebutuhan departemen dapat dibedakan menjadi dua,

yaitu departemen produksi dan departemen non-produksi.

Berdasarkan penyesuaian proses produksi yang dilakukan

pada Workshop X, maka departemen produksi yang

dibutuhkan adalah sebagai berikut:

1. welding & grinding,

2. CNC,

3. assembly,

4. painting, dan

5. elektrik.

Sementara itu, kebutuhan departemen non-produksi

tidak hanya diadaptasi dari Workshop X, tetapi juga

standar yang ditetapkan literatur [6]. Adapun departemen

non produksi yang dibutuhkan adalah sebagai berikut:

1. inventory elektrik,

2. inventory mekanik,

3. warehouse,

4. kafetaria,

5. ruang manager,

6. ruang desain,

7. toilet, dan

8. musholla.

Kedua jenis departemen ini dipasangkan sifat

kedekatannya secara subjektif menggunakan REL chart

yang ditunjukkan pada Gambar 2. Alasan perlunya

departemen harus dekat diberi 4 jenis justifikasi, yaitu

perpindahan pekerja, alur koordinasi, penanganan

material, dan kemudahan pengawasan.

Gambar 1. BOM Tree Mesin CNC Batik

M-9

Gambar 2. REL Chart Usulan Tata Letak Mesin CNC Batik

D. Perhitungan Kebutuhan Ruang

Perhitungan ruang untuk departemen produksi

ditentukan berdasarkan permintaan awal dari mesin CNC

batik. Sementara itu, ruang departemen non produksi

ditentukan dari pengukuran pada Workshop X dan studi

literatur [6].

Total durasi dari masing-masing komponen akan

dibagi dengan takt time pada Tabel II untuk membuat satu

mesin CNC batik. Setelah itu, didapatkan rangkuman

jumlah kebutuhan mesin untuk semua komponen yang

dibuat secara in-house pada Tabel III.

TABEL II. PERHITUNGAN TAKT TIME

Total jam kerja (min) 10080

Downtime (min) 1008

Available time (min) 9072

Efisiensi 0,70

Waktu efektif (min) 6350,40

Takt time (min/unit) 3175,20

TABEL III. JUMLAH KEBUTUHAN MESIN UNTUK MEMBUAT MESIN

CNC BATIK

Mesin

Kebutuhan

mesin

(pembulatan)

Gerinda 2

Las 1

CNC Frais 1

CNC Bubut 1

Spray Paint 1

Oven 1

E. Pembuatan Alternatif Tata Letak

Pembuatan alternatif tata letak ini menggunakan dua

cara, yaitu CORELAP dan pemasangan intuitif.

Algoritma CORELAP digunakan karena algoritma ini

lebih mengedepankan penilaian kedekatan departemen

dibandingkan dengan alur pengisian, meskipun algoritma

ini juga memiliki aturan penempatan. Berbeda dengan

algoritma heuristik lainnya, seperti ALDEP dan

MULTIPLE. MULTIPLE memiliki aturan penempatan

departemen yang mengikuti hilbert curve, sementara

ALDEP mengikuti aturan penempatan sweep curve [6].

Algoritma yang mengedepankan alur pengisian lebih

tepat digunakan pada sistem produksi yang bersifat

kontinu. Sementara itu, fabrikasi mesin CNC batik pada

prinsipnya menggunakan pendekatan benda kerja yang

diam dalam satu tempat pada proses assembly. Selain itu,

penempatan yang mengedepankan alur pengisian juga

memiliki risiko lebih tinggi dalam menghasilkan

departemen yang tidak semestinya dekat. Dengan

demikian, penggunaan algoritma CORELAP dipilih

untuk mengurangi risiko tersebut. Meskipun demikian,

Algoritma CORELAP yang digunakan pada penelitian ini

juga memiliki beberapa batasan, yaitu sebagai berikut.

1. Tiap satu departemen hanya dapat ditempatkan

bersampingan (adjacent) maksimal empat

departemen. Hal ini dikarenakan pada

penempatannya, tiap departemen diwakili oleh satu

kotak yang berukuran sama besar.

2. Penyesuaian dimensi departemen yang berdekatan

harus mengikuti nilai panjang maupun lebar yang

terbesar. Misalnya, apabila terdapat departemen A

berukuran 3 m x 4 m yang berhimpit dengan

departemen B yang berukuran 3 m x 6 m. Sebagai

penyesuaian, maka lebar departemen A harus diatur

menjadi 6 m.

Berbeda dengan algoritma CORELAP, pendekatan

intuitif hanya mengandalkan informasi hubungan

departemen yang ditunjukkan pada REL chart. Batasan

yang berlaku dalam penempatan departemen secara

intuitif menyerupai algoritma CORELAP, hanya saja satu

departemen dapat digeser posisinya di tengah-tengah

menjembatani dua departemen.

Pembentukan usulan menggunakan algoritma

CORELAP menghasilkan 1 alternatif, sedangkan

pemasangan intuitif menghasilkan 2 alternatif. Pemberian

nomor pada departemen disesuaikan secara urut sesuai

REL chart pada Gambar 2.

Gambar 3. Susunan Blok Departemen dengan Algoritma CORELAP

M-10

Gambar 4. Susunan Blok Departemen dengan Pemasangan Intuitif

Usulan susunan blok departemen tersebut akan

disesuaikan berdasarkan dimensi kebutuhan ruang dan

diukur perpindahan antar titik beratnya menggunakan

distance-based objective.

F. Evaluasi Tata Letak Produksi Mesin CNC Batik

Evaluasi tata letak dilakukan dengan menghitung jumlah perkalian dari jarak antar titik berat stasiun produksi dengan frekuensi pengangkutan. Jarak antar titik berat ditunjukkan menggunakan from-to-chart dalam meter (m), dengan pengukuran rektilinier pada Tabel IV, Tabel V, dan Tabel VI. Alternatif tata letak terbaik dipilih dengan mempertimmbangkan nilai Z yang minimal.

TABEL IV. FROM-TO-CHART USULAN CORELAP

TABEL V. FROM-TO-CHART USULAN INTUITIF 1

TABEL VI. FROM-TO-CHART USULAN INTUITIF 2

TABEL VII. HASIL PERHITUNGAN DISTANCE-BASED OBJECTIVE

Berdasarkan hasil perhitungan distance-based-objective pada Tabel VII, usulan intuitif ke-1 memiliki nilai Z terendah sehingga usulan tersebut merupakan tata letak terbaik. Tata letak terpilih kemudian diberi penilaian terhadap pemilik bengkel, akademisi dan praktisi sistem produksi. Tata letak akhir pada Gambar 5 ditunjukkan kepada ketiga pihak untuk ditinjau kembali sebelum diterapkan. Skala yang digunakan yaitu 1:50 dengan acuan fitur ruler yang ada pada Microsoft Visio Professional 2013. Pertimbangan yang diberikan oleh pemilik bengkel adalah luas lahan, posisi perkantoran, dan parkir. Luas lahan menjadi perhatian karena usulan tata letak membutuhkan luas bangunan total 205,35 m2, sementara Workshop X hanya memiliki luas bangunan 168 m2. Akan tetapi, pertimbangan ini menjadi kurang relevan karena beberapa hal sebagai berikut. 1. Lantai produksi Workshop X disusun secara fleksibel

menyesuaikan permintaan yang ada pada katalog Workshop X.

2. Workshop X memiliki 2 lantai, sementara usulan tata letak masih fokus pada pembentukan 1 lantai.

3. Kajian tata letak dilakukan pada kondisi ideal, dimana proses produksi hanya dikhususkan untuk mesin CNC batik.

Berdasarkan hasil tinjauan akademisi, perlu dipertimbangkan jumlah operator pada wilayah yang operasinya sedikit, seperti CNC bubut yang hanya memproses ballscrew. Sementara itu, sudut pandang praktisi lebih fokus pada aspek keselamatan dan hubungan stasiun kerja. Posisi bongkar muat tidak selalu harus diposisikan di depan, tetapi bisa di belakang. Apabila tempat parkir yang diposisikan di belakang, maka kemungkinan besar pengunjung pabrik akan terpapar potensi lingkungan kerja yang harus mengenakan alat

M-11

pelindung diri. Selain itu, dinding yang membatasi antara painting dengan elektrik tidak perlu dibuat karena kontaminasi spray paint dapat diatur dengan mengubah orientasi posisi kerja.

IV. PENUTUP

Berdasarkan prosedur perancangan tata letak yang

dilakukan, dapat diambil beberapa kesimpulan,

diantaranya sebagai berikut.

1. Lantai produksi fabrikasi mesin CNC batik menggunakan

penggabungan job shop dan fixed layout strategy. Hal ini

dikarenakan pembuatan komponen lebih efektif dilakukan

jika susunan mesin dikelompokkan berdasarkan

fungsinya.

2. Berdasarkan penyusunan alternatif tata letak dengan

prosedur SLP, dihasilkan 3 usulan tata letak dengan

menggunakan algoritma CORELAP dan penempatan

secara intuitif dari REL chart. Alternatif tata letak terbaik

didapatkan dari alternatif yang menggunakan penyusunan

inutitif ke-1 dengan distance-based score sebesar 209,52

m. Akan tetapi, dalam peninjauannya perlu dikaji lebih

dalam mengenai batasan luas wilayah, jumlah kebutuhan

operator, aspek keselamatan, dan hubungan antar stasiun

kerja.

DAFTAR PUSTAKA

[1] UNESCO, 2009, UNESCO - Indonesian Batik. https://ich.unesco.org/en/RL/indonesian-batik-00170.

[2] Kementerian Perindustrian Republik Indonesia. 2019, Regenerasi Pembatik Sangat Minim. https://kemenperin.go.id/artikel/3863/Regenerasi-Pembatik-Sangat-Minim.

[3] Kustiani, R. 2019, Hari Batik Nasional, Kenapa Anak Muda Tak Berminat Jadi Pembatik? Tempo. https://cantik.tempo.co/read/1021326/hari-batik-nasional-kenapa-anak-muda-tak-berminat-jadi-pembatik/full&view=ok.

[4] Kusumawardani, R. 2018, Perancangan Motif dan Produksi Batik Tulis pada Mesin CNC Batik Tulis untuk Meminimalkan Waktu Pembatikan, Tesis S2 Teknik Industri UGM, Yogyakarta.

[5] Groover, M. P. 2008, Automation, Production Systems, and Computer-Integrated Manufacturing, 3rd ed, Prentice Hall, John Wiley & Sons, Inc., New York.

[6] Tompkins, J.A., White, J. A., Bozer,Y. A., Frazelle, E. H., dan Tanchoco, J.M.A., 2010, Facilities Planning, 4rd Edition, John Willey, New York.

[7] Meyers, F. E. dan Stephens, M. P., 2013, Manufacturing Facilities Design and Material Handling 5th Edition, Prentice Hall, New Jersey.

[8] Groover, M. P. 2010, Fundamentals of Modern Manufacturing, 4th ed., Prentice Hall, John Wiley & Sons, Inc., New York.

Gambar 5. Visualisasi Tata Letak Akhir

Painting

Mekanik

CNC

Assembly

Elektrik

Musholla

Finished

Goods

Skala:

1: 50 (Metric)

M-12