OPERASI-OPERASI MANUFAKTUR Leterature : Mikell P Groover, Automation, Production Systems, and Computer-Integrated Manufacturing, Second Edition, New Jersey, Prentice Hall Inc., 2001, Chapter 2 OTOMASI SISTEM PRODUKSI

OTOMASI SISTEM PRODUKSI DEFINISI MANUFAKTUR Manufaktur dapat didefinisikan sebagai apli- kasi proses fisik dan proses kimia untuk me- rubah geometri, sifat-sifat, dan/atau penampi- lan material dasar yang diberikan menjadi part-part atau produk; Manufaktur juga termasuk penyambungan berbagai part untuk membuat produk rakitan; Ada dua alternatif definisi manufaktur yaitu sebagai suatu proses teknologi dan sebagai suatu proses ekonomik. OTOMASI SISTEM PRODUKSI

Manufaktur sebagai suatu proses teknologi Untuk menyelesaikan suatu proses manufaktur dibutuhkan mesin (machinery), perkakas (tools), daya (power), dan tenaga kerja (labor); Proses manufaktur hampir selalu dilaksanakan dalam suatu urutan tahapan operasi; Setiap tahapan operasi akan membuat material mendekati bentuk akhir yang diinginkan; Dalam setiap tahapan operasi juga akan dihasilkan sekrap dan/atau limbah. OTOMASI SISTEM PRODUKSI

Manufaktur sebagai suatu proses ekonomik Manufaktur adalah proses pengolahan material dasar men- jadi material akhir yang memiliki nilai tambah (value added) dengan satu atau lebih operasi proses dan/atau perakitan. Contoh : pasir dirubah menjadi gelas, bijih besi dirubah menjadi baja, petrolium dirubah menjadi plastik, plastik dibentuk menjadi suatu produk, dsb. OTOMASI SISTEM PRODUKSI

INDUSTRI MANUFAKTUR DAN PRODUK Industri terdiri dari perusahaan dan organisa- si yang menghasilkan atau mensuplai barang- barang dan jasa. Industri dapat diklasifikasikan sebagai beri- kut : industri primer, industri sekunder, dan industri tertier. OTOMASI SISTEM PRODUKSI

OTOMASI SISTEM PRODUKSI Industri primer adalah industri yang mengolah dan memanfaatkan sumber daya alam seperti pertanian, perikanan, pertambangan, dan lain-lainnya. Industri sekunder adalah industri yang mengolah hasil dari industri primer menjadi barang-barang konsumsi (consumer goods) dan barang-barang kapital (capital goods). Kegiatan utama pada industri sekunder ini adalah manufaktur, termasuk keperluan konstruksi dan daya. Industri tertier adalah industri yang bergerak dalam sektor pelayanan perekonomian, seper- ti perbankkan, asuransi, hotel, dan lain- lainnya. OTOMASI SISTEM PRODUKSI

Bidang-bidang dalam industri Primer Sekunder Tertier pertaining, kehutanan, perikanan, pertambangan, perminyakan, dan lain-lain. logam dasar, otomotif, bahan bangunan, komputer, elektronik, perbankkan, komonikasi, pendidikan, hotel, asuransi, Note : dalam kuliah ini hanya akan dibahas mengenai industri sekunder (disebut juga industri manufaktur). OTOMASI SISTEM PRODUKSI

OTOMASI SISTEM PRODUKSI Klasifikasi Industri Manufaktur Industri proses meliputi industri kimia, parmasi, petroleum, logam dasar, makanan, sayur-sayuran, pem- bangkit tenaga listrik; Industri produk diskrit (discrete product industries) meliputi otomobil, pesawat terbang, peralatan, kom- puter, pemesinan, dan komponen-komponen (part) yang akan dirakit. Operasi produksi dalam industri proses dan industri produk diskrit (produk dengan ciri-ciri tersendiri) : Produksi kontinu (continuous production) dilakukan bila peralatan industri yang digunakan khusus hanya untuk produk yang dibuat, dan keluaran produknya dihasilkan tanpa interupsi (kontinu) ; Produksi kelompok (batch production) dilakukan bila material diproses dalam takaran atau jumlah tertentu, dimana diperlukan interupsi diantara batch dengan batch berikutnya. OTOMASI SISTEM PRODUKSI

OTOMASI SISTEM PRODUKSI Produksi kontinu dan produksi kelompok dalam industri proses dan industri produk diskrit : produksi kontinu dalam industri proses, produksi kontinu dalam industri produk diskrit, produksi kelompok (batch) dalam industri proses, produksi kelompok (batch) dalam industri produk diskrit. OTOMASI SISTEM PRODUKSI

OTOMASI SISTEM PRODUKSI Produk-produk Manufaktur Produk-produk manufaktur dalam pembahasan ini dibata-si hanya pada industri yang menghasilkan produk diskrit, seperti tertera dalam tabel di bawah ini. Industri manufaktur dan produk yang terkait Industri Pesawat udara Otomotif Komputer Elektronik Alat-alat berat Ban dan karet Jenis-jenis produk Pesawat terbang komersial dan militer Sedan, truk, bis, sepedamotor Komputer meanframe, komputer personal Televisi, radio, video, peralatan audio Perkakas mesin, peralatan konstruksi Ban, sol sepatu, bola tenis OTOMASI SISTEM PRODUKSI

OTOMASI SISTEM PRODUKSI Produk akhir yang dibuat dalam industri dapat dibagi dalam dua kelas utama, yaitu : consumer goods dancapital goods. Consumer goods adalah produk-produk yang dibeli langsung oleh konsumen dan diguna- kan untuk keperluan pribadi, seperti mobil, komputer personal, televisi, radio, raket tenis, dan sebagainya; Capital goods adalah produk-produk yang dibeli langsung oleh perusahaan untuk meng- hasilkan barang-barang atau pelayanan, se- perti mesin perkakas, main frame computer, peralatan konstruksi, pesawat terbang dan sebagainya. OTOMASI SISTEM PRODUKSI

OPERASI-OPERASI MANUFAKTUR Terdapat beberapa kegiatan utama yang harus dilakukan dalam pabrik untuk merubah material dasar menjadi suatu produk diskrit, yaitu : operasi pemrosesan dan perakitan, penanganan material (material handling), inspeksi dan pengujian, koordinasi dan pengendalian. OTOMASI SISTEM PRODUKSI

OTOMASI SISTEM PRODUKSI Operasi Pemrosesan dan Perakitan Operasi Pemrosesan, merubah bendakerja dari suatu bentuk ke bentuk yang lain mendekati bentuk akhir produk yang diinginkan, sehingga memiliki nilai tambah dengan merubah geometri, sifat-sifat, maupun penam-pilan bendakerja. Operasi pemrosesan dibagi atas tiga kelompok, yaitu : proses pembentukkan (shaping processes), proses untuk memperbaiki sifat-sifat (property enchancing processes), dan operasi pemrosesan permukaan (surface processing operations). OTOMASI SISTEM PRODUKSI

OTOMASI SISTEM PRODUKSI Proses Pembentukan dibagi atas empat kelompok, yaitu : penuangan dan pencetakan (gambar a), pemrosesan partikel /metalurgi serbuk (gambar b), proses deformasi (gambar c), proses pelepasan material (gambar d). (a)‏ (c)‏ (d)‏ (b)‏ OTOMASI SISTEM PRODUKSI

OTOMASI SISTEM PRODUKSI Proses untuk memperbaiki sifat-sifat yaitu suatu proses untuk memperbaiki sifat mekanik atau fisik suatu benda kerja; dikenal sebagai proses perlakuan panas (heat treatment). Operasi pemrosesan permukaan meliputi : Pembersihan (cleaning), dengan proses kimia atau proses mekanik untuk membersihkan kotoran, minyak, atau pengotoran yang lain dari permukaan; Perlakuan permukaan (surface treatment), yaitu untuk memperbaiki sifat mekanik dengan mengeras- kan bagian permukaan benda kerja; Proses pelapisan dan deposisi film (coating and film depotition), proses dengan menambahkan lapisan atau mendeposisikan unsur pelapis pada permukaan benda kerja untuk meningkatkan ketahanan terhadap korosi dan memperbaiki penampilan. OTOMASI SISTEM PRODUKSI

OTOMASI SISTEM PRODUKSI Operasi Perakitan, menyambung/menyatukan dua atau lebih part-part / komponen-komponen menjadi suatu produk rakitan. Operasi perakitan dibagi atas dua kelompok, yaitu : Proses penyambungan permanen, seperti : penge- lasan, pembrasingan dan penyolderan, dan adhesive bonding; Proses penyambungan mekanik, seperti : pengen- cangan dengan ulir (sekrup, mur, baut), pengen- cangan permanen (rivet, press fitting). OTOMASI SISTEM PRODUKSI

OTOMASI SISTEM PRODUKSI Operasi-operasi Yang Lain Penanganan Material dan Penyimpanan (Material Handling and Storage)‏ Dalam setiap kegiatan manufaktur, penanganan dan penyimpanan material membutuhkan waktu lebih lama dibandingkan waktu pemrosesan; Akibatnya sebagian besar biaya tenaga kerja dalam pabrik adalah untuk pemindahan dan penyimpanan material tersebut; Dengan demikian perlu dipikirkan agar kegiatan ini dapat dilaksanakan seefisien mungkin; Sebagai ilustrasi, dalam gambar berikut ini ditunjukkan berapa waktu yang dibutuhkan untuk mengerjakan suatu produk dalam suatu proses pemesinan. OTOMASI SISTEM PRODUKSI

OTOMASI SISTEM PRODUKSI Waktu yang dibutuhkan untuk mengerjakan suatu produk dalam suatu proses pemesinan. 95 % waktu digunakan untuk perpindahan dan penantian (penyimpanan sementara); hanya 5 % waktu digunakan untuk proses pemesinan, dan diantara 5 % waktu tersebut 70 % digunakan untuk pema- sangan, pemposisian, pengukuran, dan lain-lain, dan hanya 30 % waktu untuk proses pemotongan (pemesinan). OTOMASI SISTEM PRODUKSI

OTOMASI SISTEM PRODUKSI Inspeksi dan Pengujian Inspeksi dan pengujian merupakan kegiatan pengen- dalian mutu; Tujuan inspeksi adalah untuk mengetahui apakah produk manufaktur tersebut sudah sesuai dengan standar desain dan spesifikasi; Pengujian pada umumnya dilakukan untuk menge- tahui fungsi dari produk akhir. Koordinasi dan Pengendalian Kegiatan koordinasi dan pengendalian meliputi level proses dan level manajemen pabrik; Pengendalian pada level proses meliputi pencapaian tujuan-tujuan performansi proses; Pengendalian pada level pabrik meliputi keefektifan pemakaian tenaga kerja, pemeliharan peralatan, pe- nanganan material, pengendalian inventaris, skedul pengapalan produk, dan biaya pengoperasian pabrik. OTOMASI SISTEM PRODUKSI

OTOMASI SISTEM PRODUKSI Model Urutan Operasi Sejumlah operasi dilakukan pada bahan baku (raw mate- rial) untuk menghasilkan ben- tuk akhir yang diinginkan; Dalam perjalanan bendakerja (workpart) melalui bengkel ha- rus diangkut atau dipindahkan diantara operasi-operasi seca- ra berurutan; Keterlambatan sering terjadi ketika bendakerja menunggu dalam suatu antrian untuk selanjutnya diproses pada ma- sing-masing mesin. OTOMASI SISTEM PRODUKSI

Konsep Produksi dan Model Matematik Waktu total manufaktur Waktu total manufaktur (manufacturing lead time, MLT) adalah waktu total yang dibutuhkan untuk memproses suatu part atau produk dalam pabrik; Produksi pada umumnya terdiri dari satu seri pekerjaan pemrosesan secara individu dan operasi perakitan; Diantara operasi-operasi tersebut terdapat kegiatan non- produktif seperti penanganan material, penyimpanan, inspeksi, dan lain-lainnya; Untuk menyederhanakan kita akan membagi elemen ke dalam dua jenis kegiatan utama yaitu elemen-elemen operasi dan elemen-elemen nonoperasi. Elemen-elemen operasi meliputi semua kegiatan pada saat bendakerja berada pada mesin; Elemen-elemen nonoperasi meliputi penanganan ma- terial, penyimpanan, inspeksi, dan sumber keterlam- batan lain ketika bendakerja tidak berada pada mesin. OTOMASI SISTEM PRODUKSI

OTOMASI SISTEM PRODUKSI Waktu total manufaktur dapat dinyatakan dengan persa-maan : (Tsui + QToi + Tnoi)‏ i =1 nm MLT = dimana : MLT = waktu total manufaktur (min); Tsui = waktu setup untuk operasi ke i (min); Q = jumlah part atau produk yang akan diproses (pc); Toi = waktu operasi untuk operasi ke i (min/pc); Tnoi = waktu nonoperasi yang berkaitan dengan operasi ke i (min); i = Urutan operasi dalam pemrosesan; i = 1, 2, 3, ………nm. OTOMASI SISTEM PRODUKSI

OTOMASI SISTEM PRODUKSI Untuk menyederhanakan perhitungan dianggap semua waktu setup, waktu operasi, dan waktu-waktu non-operasi adalah sama untuk mesin-mesin nm sehingga persamaan dapat dinyatakan sebagai berikut : MLT = nm(Tsu + QTo + Tno)‏ dimana : Tsu = Q = Tno = waktu total manufaktur (min); To = waktu setup (min); MLT = jumlah part atau produk yang akan diproses (pc); waktu operasi (min/ pc); waktu nonoperasi (min); OTOMASI SISTEM PRODUKSI

OTOMASI SISTEM PRODUKSI Contoh soal : Suatu part diproduksi dalam ukuran batch 100 unit. Batch tersebut harus dikerjakan melalui lima operasi untuk menyelesaikan pemrosesan part tersebut. Waktu setup rata-rata adalah 3 jam/operasi, dan waktu operasi rata-rata per mesin adalah 6 menit (0,1 jam). Waktu nonoperasi rata-rata karena penanganan, keterlam-batan, inspeksi, dan sebagainya adalah 7 jam. Hitung berapa hari waktu yang dibutuhkan untuk menyele-saikan batch tersebut bila dianggap pabrik dioperasikan selama 8 jam kerja per hari. Jawab : Dari persamaan waktu total manufaktur : MLT = nm(Tsu + QTo + Tno)‏ = 5(3 + 100 x 0,1 + 7) = 100 jam Jadi bila dikerjakan 8 jam per hari = 100/8 = 12,5 hari. OTOMASI SISTEM PRODUKSI

OTOMASI SISTEM PRODUKSI Laju produksi (producion rate)‏ Laju produksi pada proses manufaktur secara individu atau operasi perakitan pada umumnya dinyatakan dalam part atau produk per jam dengan simbol Rp. Laju produksi ditentukan untuk tiga jenis produksi, yaitu : produksi kecil (job shop production), produksi kelompok (batch production), dan produksi masal (mass production). Untuk produksi kelompok (batch); waktu batch total untuk mesin tertentu dapat dituliskan dengan persa-maan : waktu batch mesin = Tsu + QTo OTOMASI SISTEM PRODUKSI

OTOMASI SISTEM PRODUKSI Harga Q menyatakan jumlah produk yang harus dipro-duksi, dan bila terdapat laju skrap yang cukup berarti (dinyatakan dengan q), maka persamaan menjadi : waktu batch mesin = Tsu + QTo (1 – q )‏ Dengan membagi waktu batch dengan jumlah batch, maka akan diperoleh waktu produksi rata-rata (Tp) : waktu batch / mesin Q Tp = = Tsu + QTo Laju produksi rata-rata untuk mesin tersebut adalah kebalikan dari waktu produksi rata-rata, yaitu : Rp = Tp 1 OTOMASI SISTEM PRODUKSI

OTOMASI SISTEM PRODUKSI Untuk produksi kecil (job shop production), bila Q = 1, maka waktu produksi per unit adalah : Tp = = = Tsu + To Tsu + QTo Q Tsu + 1.To 1 Untuk produksi masal (mass production), ukuran Q sangat besar sehingga persamaan dapat dituliskan : Tp = = + To = To Tsu + QTo Q Tsu Tsu Q dimana dapat diabaikan. Dengan demikian laju produksi sama dengan laju siklus mesin Rc (kebalikan dari waktu operasi) setelah produksi dimulai, sehingga diproleh persamaan : Rp Rc = To 1 OTOMASI SISTEM PRODUKSI

OTOMASI SISTEM PRODUKSI Komponen-komponen waktu operasi : Waktu operasi adalah waktu selama bendakerja berada pada mesin, tetapi tidak semua waktu tersebut produktif. Waktu operasi untuk suatu operasi pemesinan terdiri dari tiga elemen, yaitu : waktu pemesinan sesungguhnya (Tm); waktu penanganan material (Th); waktu penanganan perkakas (Tth). Dengan demikian persamaan waktu operasi dapat dituliskan sebagai berikut : To = Tm + Th + Tth Contoh soal 1 : Dalam suatu proses pembuatan part dibutuhkan waktu setup 3 jam. Untuk setiap part membutuhkan waktu pemesinan 2,5 menit, waktu penanganan material 3 menit, dan waktu penanganan perkakas 30 detik. Berapakah kenaikan laju produksi bila ukuran batch dinaikkan dari 50 menjadi 100 part. OTOMASI SISTEM PRODUKSI

OTOMASI SISTEM PRODUKSI Jawab : Tsu = 3 jam Tm = 2,5 min/part Tth = 30 sec/part = 0,5 min/part Th = 3 min/part Waktu operasi per part : To = Tm + Th + Tth = 2,5 + 3 + 0,5 = 6 min/part = 0,1 jam/part Bila ukuran batch 50 part, maka waktu produksi : Tp = + To = + 0,1 = 0,16 jam/part Tsu Q 3 50 Laju produksi, Rp = = 1/0,16 = 6,25 part/jam. Tp 1 Bila ukuran batch 100 part, maka waktu produksi : Tp = + To = + 0,1 = 0,13 jam/part Tsu Q 3 100 Laju produksi, Rp = = 1/0,13 = 7,69 part/jam. Tp 1 Kenaikan laju produksi = (7,69 – 6,25)/6,25 x 100% = 23%. OTOMASI SISTEM PRODUKSI

Strategi Otomasi dan Dampaknya OTOMASI SISTEM PRODUKSI