Kuliah 9 LSiPro – FT Untirta Muhammad Adha Ilhami 2nd Edition 2011 Line Balancing Kuliah 9 LSiPro – FT Untirta Muhammad Adha Ilhami 2nd Edition 2011 Muhammad Adha Ilhami

Tujuan Pembelajaran Mahasiswa mampu memahami konsep & tujuan keseimbangan lintasan Mahasiswa mampu melakukan perhitungan dan perencanaan keseimbangan lintasan produksi. Mahasiswa mampu menentukan jumlah stasiun kerja yang optimum untuk suatu kondisi produksi tertentu. Muhammad Adha Ilhami

Pengendalian Produksi Muhammad Adha Ilhami

Konsep Dasar Keseimbangan Lintasan Keseimbangan sempurna adalah menyatukan elemen pekerjaan yang akan dilakukan ke dalam stasiun kerja dimana jumlah waktu prosesnya sama dengan waktu siklus produksi. Diketahui waktu siklus produksi = 5 ST = 5 ST = 5 ST = 5 WC A WC B WC C Perfect !!! Muhammad Adha Ilhami

Hubungan Line Balancing dan Aggregate Plan Perlu dipahami bahwa merupakan dasar utama sebelum dilakukannya penjadwalan produksi. Bahwa jelas cycle time adalah fungsi dari banyak variabel, seperti tingkat produksi, kecepatan konveyor, jarak antar stasiun, dan tentu saja jumlah stasiun kerja. Juga diketahui pula bahwa tingkat produksi dihasilkan dari rencana agregat, sementara rencana agregat tergantung pada permintaan, persediaan, dan kapasitas yang tersedia. Oleh karenanya perancangan lini produksi (perakitan khususnya) adalah permasalahan yang kompleks. Muhammad Adha Ilhami

Fabrication/Assembly Line Lini fabrikasi adalah lini yang membuat komponen menggunakan mesin secara serial. Lini Perakitan adalah lini yang menggabungkan part (hasil fabrikasi) menjadi satu melalui workstation secara serial. Components Figure 1. An fabrication line Muhammad Adha Ilhami

Peluang !!! Jika sebuah perusahaan memiliki lini produksi (fabrikasi/assembly) seperti pada figure 1, maka lini harus diseimbangkan. Components Figure 1. An fabrication line Muhammad Adha Ilhami

Fabrication/Assembly Line Illustration Fabrication lines Assembly line Muhammad Adha Ilhami

Fabrication/Assembly Line Illustration? Fabrication lines Assembly line? Muhammad Adha Ilhami

Prinsip Penyeimbangan Penyeimbangan lini fabrikasi cenderung membutuhkan perubahan mekanis dan teknis untuk menjadi seimbang. Penyeimbangan lini perakitan cenderung membutuhkan perubahan cara kerja individu pekerja atau workstation. Oleh karena itu lini perakitan dapat diseimbangkan dengan memindahkan suatu task dari pekerja atau workstation ke pekerja atau workstation lain. Dimana waktu antar satu individu/workstation dengan yang lain diupayakan sama. Muhammad Adha Ilhami

Tipe Permasalahan Assembly Line Balancing Simple Assembly Line Balancing Type I (SALB-I): adalah untuk menentukan jumlah minimal workstation yang dibutuhkan untuk mendapatkan production rate (1/CT) dimana terdapat kendala precedence Simple Assembly Line Balancing Type II (SALB-II): adalah untuk menempatkan task/proses ke dalam workstation yang sudah ditentukan jumlahnya untuk memaksimasi production rate dimana terdapat kendala precedence. SALB-I lebih sering ditemukan di lapangan. Muhammad Adha Ilhami

Ilustrasi SALB-I Jika diketahui production rate yang diinginkan adalah 6 menit/unit. Elemen Pekerjaan 1 : merakit A + B = AB (t = 3 menit) Elemen Pekerjaan 2 : merakit AB + C = ABC (t = 2 menit) Elemen Pekerjaan 3 : merakit ABC + D = ABCD (t = 4 menit) Elemen Pekerjaan 4 : merakit ABCD + E = ABCDE (t = 2 menit) Maka secara intuitif solusinya adalah 2 stasiun kerja dimana : Stasiun Kerja 1 = merakit A + B + C = 3 + 2 = 5 menit Karena jika Stasiun kerja 1 ditambahkan Elemen Pekerjaan 3 maka  ST = 5 + 4 = 9 menit > 6 menit (desired)  maka ini tidak bisa dilakukan Sehingga Elemen Pekerjaan 3 masuk ke Stasiun kerja 2 = merakit ABC + D + E = 4 + 2 = 6 menit Hints: Mungkin saja dibuat 4 stasiun kerja, namun waktu siklus lini menjadi 4 menit/unit, ini memang lebih baik secara waktu, namun menjadi buruk karena dibutuhkan 4 operator pada lini perakitan seperti ini. Sehingga disimpulkan cukup 2 stasiun kerja saja. Muhammad Adha Ilhami

Ilustrasi SALB-II Ditetapkan sudah ada 2 stasiun kerja, dan terdapat 4 elemen kerja yaitu: Elemen Pekerjaan 1 : merakit A + B = AB (CT = 3 menit) Elemen Pekerjaan 2 : merakit AB + C = ABC (CT = 2 menit) Elemen Pekerjaan 3 : merakit ABC + D = ABCD (CT = 4 menit) Elemen Pekerjaan 4 : merakit ABCD + E = ABCDE (CT = 2 menit) Alternatif 1 CT = 8 menit Alternatif 2 CT = 6 menit Alternatif 3 CT = 9 menit Alternatif 4 CT = 11 menit Stasiun Kerja 1 Stasiun Kerja 1 Stasiun Kerja 1 Stasiun Kerja 1 1 3 1 3 1 1 2 2 2 4 Stasiun Kerja 2 Stasiun Kerja 2 Stasiun Kerja 2 Stasiun Kerja 2 2 4 3 4 4 3 Muhammad Adha Ilhami

Cycle Time & Station Time Cycle time (CT) adalah durasi kejadian antar 2 produk assembly yang jadi. Conveyor (material handling) dapat menjadi faktor kunci dalam perhitungan cycle time. Station time (ST) adalah jumlah waktu untuk melakukan seluruh elemen kerja dalam satu workstation.  ST ≤ CT Delay/idle time of a workstation (D): selisih antara CT dan ST  D = CT - ST Muhammad Adha Ilhami

Ilustrasi Conveyor 6 minutes 5 minutes 3 minutes Conveyor Raw Materials Finish Good “Panjang Pendeknya Konveyor tidak akan mempengaruhi posisi bottleneck resource pada suatu lini produksi” “Jika material handling menggunakan 1 orang operator material handling, maka jarak akan menjadi masalah” Muhammad Adha Ilhami

Jumlah Stasiun Kerja (The Number of Workstations) Jumlah Stasiun Kerja = Precedence Diagram adalah diagram yang menggambarkan urutan elemen pekerjaan yang harus dilakukan. Hal ini menunjukkan bahwa suatu elemen pekerjaan tidak bisa dilakukan jika elemen pekerjaan sebelumnya (predecessors) belum selesai. Muhammad Adha Ilhami

Ukuran Performansi Lintasan Produksi Line Efficiency Smoothness Index Balance Delay Muhammad Adha Ilhami

Line efficiency / Efisiensi Lintasan Efisiensi lintasan produksi adalah rasio perbandingan waktu total stasiun kerja terhadap waktu siklus dikalikan dengan jumlah stasiun kerja. Keterangan: LE : Line Efficiency ST : Station Time K : Number of Work Station CT : Cycle Time Muhammad Adha Ilhami

Smoothness Index Smoothness Index (SI) adalah indeks yang mengindikasikan seberapa seimbang suatu lintasan produksi. Nilai SI = 0 adalah nilai keseimbangan lintasan yang sempurna. Muhammad Adha Ilhami

Balance Delay Balance Delay adalah jumlah waktu menganggur suatu lini perakitan karena pembagian kerja antar stasiun yang tidak merata. Dimana: M = N = jumlah stasiun kerja C = CT = cycle time ti = waktu proses elemen pekerjaan i. Muhammad Adha Ilhami

Hubungan BD dan LE? Ada yang tau? Muhammad Adha Ilhami

Batasan Dalam Lintasan Produksi Precedence relationship, dimana adanya hubungan urutan proses menyebabkan penggabungan satu stasiun kerja dengan stasiun kerja lain menjadi terbatas. Jumlah stasiun kerja tidak bisa lebih besar dari jumlah operasi (elemen pekerjaan), jumlah stasiun kerja minimum adalah 1. Waktu siklus lebih besar atau sama dengan maksimum waktu stasiun kerja. Muhammad Adha Ilhami

Menentukan Jumlah Stasiun Kerja Jumlah Stasiun Kerja akan sangat tergantung pada: Waktu proses (baku) dari elemen kerjanya. Demand dalam periode waktu perencanaan Periode waktu (kapasitas waktu) yang tersedia untuk memproduksi demand yang ada. Waktu proses elemen terbesar (bottleneck) Jumlah stasiun kerja dapat dihitung dengan menggunakan rumus berikut: ti : waktu proses elemen kerja i Muhammad Adha Ilhami

Permasalahan Waktu Siklus Lintasan Waktu siklus lintasan pada prinsipnya tergantung dari waktu stasiun kerja terbesar (bottleneck), karenanya waktu siklus ini yang dijadikan dasar untuk menentukan kapasitas produksi tersedia dari suatu lini produksi. A=2’ A=5’ A=10’ A=3’ A=8’ Dengan lintasan seperti di atas maka kapasitas tersedia adalah 10 menit/unit atau jika terdapat 8 jam kerja/hari (480 menit/hari) maka kapasitas tersedia adalah 480/10 = 48 unit/hari. Berbeda halnya jika diketahui ada demand sebanyak 32 unit/hari, maka waktu siklus (CT) yang dibutuhkan adalah 480/32 = 15 menit/unit. Muhammad Adha Ilhami

Contoh Efisiensi Lintasan & Smoothness Index Dengan lintasan seperti di atas maka efisiensi lintasan adalah: LE = (2 + 5 + 10 + 3 + 8) / (5 x 15) = 28/75 = 37,3% Sementara smoothness index lintasan adalah: STmax = 10 dan K = 5 maka STmax – ST1 = 10 – 2 = 8  (STmax – ST1)2 = 64 STmax – ST2 = 10 – 5 = 5  (STmax – ST2)2 = 25 STmax – ST3 = 10 – 10 = 0  (STmax – ST3)2 = 0 STmax – ST4 = 10 – 3 = 7  (STmax – ST4)2 = 49 STmax – ST5 = 10 – 8 = 2  (STmax – ST5)2 = 4 142 SI = (142)^(1/2) = 11,91 Muhammad Adha Ilhami

Metode Line Balancing Kilbridge-Weston Heuristic (Region Approach Method) Helgeson-Birnie (Rank Position Weight Method) Pendekatan Matematik Muhammad Adha Ilhami

A. Kilbridge-Weston Gambar precedence, dan bagi ke dalam kolom-kolom, dimana kolom I adalah operasi tanpa pendahulu (predecessor), kolom II adalah operasi dengan predecessor operasi di kolom I, dst. Tentukan Waktu Siklus (CT) dari bilangan prima waktu total elemen kerja dan tentukan jumlah stasiun kerja. Tempatkan elemen-elemen kerja ke stasiun kerja sedemikian sehingga total waktu elemen kerja tidak melebihi waktu siklus. Hapus elemen kerja yang sudah ditempatkan dari daftar elemen kerja Bila penempatan suatu elemen kerja mengakibatkan total waktu elemen kerja melebihi waktu siklus maka elemen kerja tersebut ditempatkan di stasiun kerja berikutnya. Ulangi langkah 3 dan 4 sampai seluruh elemen kerja ditempatkan. Muhammad Adha Ilhami

Kilbridge-Weston Precedence Graph & Bagi dalam region Penentuan Cycle Time Posisikan Stasiun Kerja over Cek Waktu stasiun kerja Kilbridge-Weston Belum Seluruh elemen kerja diposisikan? Hitung LE & SI Cari Alternatif Berikutnya Cukup Ya Pilih Lintasan Terbaik Muhammad Adha Ilhami

Menentukan Jumlah Stasiun Kerja Fungsi penentuan jumlah stasiun kerja: Contoh Perhitungan: Diketahui precendence diagram: Muhammad Adha Ilhami

Contoh Perhitungan K-W Pembagian kolom precedence diagram: Tentukan waktu siklus: = 50 Bilangan prima untuk 50 adalah 2 x 5 x 5, sehingga alternatif waktu siklus yang mungkin adalah 2, 5, 10, 25, dan 50 Muhammad Adha Ilhami

Contoh Perhitungan K-W Waktu siklus yang tidak mungkin adalah 2 dan 5, karena nilainya di luar dari 7 ≤ CT ≤ 50 Nilai 7 diperoleh dari waktu proses elemen kerja terbesar. Sementara CT diperoleh melalui perhitungan kebutuhan waktu siklus. Jika dipilih CT = 10, maka jumlah stasiun kerja minimum adalah = 50/10 = 5 stasiun kerja Muhammad Adha Ilhami

Contoh Perhitungan K-W Kondisi Stasiun Kerja awal yaitu berjumlah 7 stasiun kerja Muhammad Adha Ilhami

Contoh Perhitungan K-W Penempatan elemen kerja. Untuk menjalankan langkah 3, perlu dihitung jumlah elemen pendahulu dari setiap elemen pekerjaan. Elemen dengan jumlah elemen pendahulu lebih kecil dikelompokan lebih dahulu. Elemen (waktu) Jumlah Predecessor 1 (5) 7 (2) 6 2 (3) 1 9 (1) 4 (3) 10 (4) 3 (4) 2 8 (6) 7 5 (6) 11 (4) 6 (5) 5 12 (7) 11 Muhammad Adha Ilhami

Contoh Perhitungan K-W Perbaiki penempatan elemen dalam stasiun kerja. Penempatan dilakukan secara trial & error. Diketahui jumlah minimal stasiun kerja adalah 5, maka pengelompokan elemen kerja harus menghasilkan minimal 5 stasiun kerja. Berikut prosedur penggabungan elemen: Elemen 1 dapat digabungkan dengan 2 di sta I, namun elemen 4 tidak bisa ikut bergabung karena menyebabkan waktu stasiun (ST) > CT (10). Elemen 4 & 5 dapat digabungkan ke stasiun II, namun elemen 3 tidak bisa diikutkan karena akan menyebabkan ST (=13) > CT (10) Stasiun Elemen ST I 1 & 2 8 II 4 & 5 9 III 3 & 6 IV 7, 9 & 10 7 V 8 & 11 10 VI 12 Muhammad Adha Ilhami

Hitung Efisiensi & Smoothness Index Stasiun Elemen ST CT – ST (ST-ST)^2 I 1 & 2 8 2 4 II 4 & 5 9 1 III 3 & 6 IV 7, 9 & 10 7 3 V 8 & 11 10 VI 12 50 24 Ulangi langkah 3 & 4, hitung LE & SI, bandingkan LE & SI, pilih penggabungan berdasarkan LE & SI terbaik. LE = (50 x 100%)/(6 x 10) = 83,33% SI = (24)^(1/2) = 4,899 Muhammad Adha Ilhami

Alternatif Lain yang Diperoleh LE = (50 x 100%)/(6 x 10) = 83,33% SI = (4)^(1/2) = 2 LE yang dihasilkan lebih besar, ini menunjukkan efisiensi lintasan lebih baik dibandingkan alternatif sebelumnya. SI yang dihasilkan lebih kecil, ini menunjukkan kerataan (keseimbangan) lintasan lebih baik (deviasi antar stasiun kerja kecil). Muhammad Adha Ilhami

B. Metode Helgeson-Birnie (Rank Position Weight) Disebut juga sebagai Teknik Bobot Posisi, dimana langkah-langkahnya adalah: Hitung bobot posisi setiap elemen kerja. Bobot posisi dihitung dengan menjumlahkan waktu elemen-elemen pada rantai terpanjang mulai elemen tersebut sampai elemen terakhir. Urutkan elemen-elemen menurut bobot posisi dari besar ke kecil. Tempatkan elemen kerja dengan bobot terbesar pada stasiun kerja sepanjang tidak melanggar hubungan precedence dan waktu stasiun tidak melebihi waktu siklus. Ulangi langkah 3 sampai seluruh elemen ditempatkan. Muhammad Adha Ilhami

Helgeson & Birnie Hitung Bobot Posisi Elemen Urutkan elemen berdasarkan bobotnya (ascending) Tempatkan elemen dalam stasiun kerja over Helgeson & Birnie Cek Waktu stasiun kerja Belum Seluruh elemen kerja diposisikan? Hitung LE & SI STOP Muhammad Adha Ilhami

Contoh Perhitungan H-B Hitung Bobot Posisi Urutkan Berdasarkan Bobotnya Contoh menghitung bobot elemen 1 Bobot 1 = Max {(5 + 3 + 4 + 5 + 2 + 6 + 7), (5 + 3 + 4 + 5 + 1 + 7), (5 + 3 + 4 + 5 + 4 + 4 + 7), (5 + 3 + 6 + 5 + 2 + 6 + 7), (5 + 3 + 6 + 5 + 1 + 7), (5 + 3 + 6 + 5 + 4 + 4 + 7) } = Max {32, 25, 32, 34, 27, 34} = 34 Elemen (waktu) Bobot 1 (5) 34 7 (2) 15 4 (3) 29 10 (4) 2 (3) 27 8 (6) 13 5 (6) 26 11 (4) 11 3 (4) 24 9 (1) 8 6 (5) 20 12 (7) 7 Muhammad Adha Ilhami

Contoh Perhitungan H-B Tempatkan elemen kerja pada stasiun kerja berdasarkan urutan bobotnya, lalu buat stasiun baru jika ST melampaui CT. Stasiun Elemen ST CT – ST (ST-ST)^2 I 1 & 4 8 2 4 II 2 & 5 9 1 III 3 & 6 IV 7 & 10 6 16 V 8 & 11 10 VI 9 &12 50 26 LE = (50 x 100%)/(6 x 10) = 83,33% SI = (26)^(1/2) = 5,09 Muhammad Adha Ilhami

C. Pendekatan Matematik Pendekatan matematika akan dijabarkan jika ada yang tertarik mengerjakan tugas akhir dengan topik line balancing. Dasar ilmu yang diterapkan adalah pemodelan sistem plus operational research. Muhammad Adha Ilhami

Tugas A Lakukan penyeimbangan lintasan dengan metoda RPW atau RA untuk kasus dengan precedence diagram sebagai berikut. Diketahui perusahaan bekerja selama 1 shift (8 jam) / hari, dan terdapat demand sebesar 30 unit/hari. (20%) Lakukan analisa mana lintasan terbaik, berikan penjelasan dengan memberikan kelebihan dari salah satu metode line balancing. (80%) 6(5) 2(6) 4(4) 7(3) 1(2) 9(1) 3(5) 5(4) Muhammad Adha Ilhami

Tugas B Lakukan penyeimbangan lintasan untuk permasalahan berikut: Muhammad Adha Ilhami

References Kilbridge, M, Wester, L. 1961. Management Science, Vol. 8, No. 1, pp. 69-72. Informs http://www.jstor.org/action/showPublication?journalCode=manascie Halim, A.H. 2003. TI-3122 Perencanaan dan Pengendalian Produksi: Keseimbangan Lintasan. Institut Teknologi Bandung http://lspitb.org Muhammad Adha Ilhami