PENGEMBANGAN MODEL OPTIMISASI PARAMETER … · PROGRAM STUDI. TEKNIK INDUSTRI . ... 3. Abang Iboy yang selalu memberikan semangat, ... Seluruh Karyawan TU TI UNS atas segala bantuan

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

PENGEMBANGAN MODEL OPTIMISASI PARAMETER

PROSES PEMESINAN UNTUK MEMINIMALKAN WAKTU

PRODUKSI DAN DAMPAK LINGKUNGAN PADA

ALGORITMA PENENTUAN LOT SIZE DAN MANAJEMEN

TOOL

Skripsi

AULIA HAMADA

I 0312015

PROGRAM STUDI TEKNIK INDUSTRI FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

2016


commit to user

PENGEMBANGAN MODEL OPTIMISASI PARAMETER

PROSES PEMESINAN UNTUK MEMINIMALKAN WAKTU

PRODUKSI DAN DAMPAK LINGKUNGAN PADA

ALGORITMA PENENTUAN LOT SIZE DAN MANAJEMEN

TOOL

Skripsi

Sebagai Persyaratan untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

AULIA HAMADA

I 0312015

PROGRAM STUDI TEKNIK INDUSTRI FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

2016


commit to user


commit to user


commit to user


commit to user

vii

KATA PENGANTAR

Syukur Alhamdulillah, penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT, yang telah

melimpahkan berkah dan rahmat-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan

laporan Skripsi dengan judul “Pengembangan Model Optimisasi Parameter Proses

Pemesinan untuk Meminimalkan Waktu Produksi dan Dampak Lingkungan pada

Algoritma Penentuan Lot Size dan Manajemen Tool” ini dengan baik. Laporan ini

disusun untuk memenuhi syarat guna memperoleh gelar Sarjana Teknik.

Laporan Skripsi ini dapat terselesaikan berkat bimbingan, bantuan, dan

bimbingan dari berbagai pihak. Pada kesempatan ini penulis ingin menyampaikan

ucapan terima kasih atas bimbingan, bantuan, dan dukungan yang tak ternilai

kepada pihak-pihak berikut:

1. Allah SWT atas limpahan berkah dan rahmat-Nya sehingga penulis dapat

menyelesaikan tugas akhir ini.

2. Papa, Mama, Uni, Bela, Farras, Macici, dan Bapak Kawet yang selalu

memberikan kasih sayang, cinta, semangat, dukungan, nasehat, dan doanya

untuk selalu memberikan yang terbaik.

3. Abang Iboy yang selalu memberikan semangat, dukungan, nasehat, dan

doanya.

4. Bapak Dr. Ir. Wahyudi Sutopo, S.T., M.Si. IPM selaku Kepala Program Studi

Sarjana Teknik Industri Universitas Sebelas Maret Surakarta.

5. Bapak Dr. Cucuk Nur Rosyidi, S.T., M.T. selaku dosen pembimbing skripsi

dan pembimbing akademik 2014-2016, atas segala bimbingan, arahan, dan

waktu selama menyelesaikan laporan skripsi serta nasihat dan arahan

mengenai perkuliahan.

6. Bapak Wakhid Ahmad Jauhari, S.T., M.T. selaku dosen pembimbing atas

segala bimbingan, arahan, dan waktu selama menyelesaikan laporan skripsi.

7. Ibu Azizah Aisyati S.T., M.T. selaku pembimbing akademik 2012-2013, atas

nasihat dan arahan mengenai perkuliahan.

8. Ibu Prof. Dr. Ir. Susy Susmartini, MSIE dan Ibu Fakhrina Fahma, STP., M.T.

selaku penguji yang telah memberikan kritik dan saran terhadap penelitian

ini.


commit to user

viii

9. Seluruh Bapak/Ibu Dosen Program Studi Sarjana Teknik Industri UNS atas

semua ilmu dan motivasi selama penulis mengikuti proses perkuliahan di TI

UNS.

10. Kakak Tingkat, Mbak Arum, yang telah meluangkan waktu untuk

memberikan dukungan, bimbingan, serta nasehat dalam mengerjakan skripsi.

11. Seluruh Karyawan TU TI UNS atas segala bantuan administrasinya.

12. Sheila, Eva, Okti, dan Ani, teman-teman ciwis yang selalu memberikan

semangat, mendoakan, dan membantu dalam mengerjakan skripsi ini.

13. Ela dan Yogan yang sama sama berjuang dalam mengerjakan skripsi

walaupun berada di kota yang berbeda, yang selalu memberikan semangat

dan doa agar dapat menyelesaikan skripsi dengan baik.

14. Teman-teman seperjuangan bimbingan, Aris, Ibnu, Karin, dan Christin, atas

bantuan, motivasi, dan dukungannya.

15. Keluarga besar Angkatan Teknik Industri 2012 (ATILAS 2012), atas waktu,

motivasi, kebersamaan, kehangatan, dan keceriaan yang luar biasa. Sukses

untuk kita semua.

16. Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu, atas bantuan,

doa, semangat, dan dukungan yang telah diberikan.

Penulis menyadari bahwa laporan skripsi ini masih jauh dari sempurna. Oleh

karena itu, penulis membuka diri untuk segala masukan, kritik, dan saran. Semoga

laporan skripsi ini dapat memberikan manfaat bagi penulis dan pembaca sekalian.

Aamiin…

Surakarta, 21 Oktober 2016

Penulis


commit to user

v

ABSTRAK

Aulia Hamada, I0312015. PENGEMBANGAN MODEL OPTIMISASI

PARAMETER PROSES PEMESINAN UNTUK MEMINIMALKAN

WAKTU PRODUKSI DAN DAMPAK LINGKUNGAN PADA

ALGORITMA PENENTUAN LOT SIZE DAN MANAJEMEN TOOL. Skripsi. Surakarta: Program Studi Sarjana Teknik Industri, Fakultas

Teknik, Universitas Sebelas Maret, Oktober 2016.

Penentuan lot size, parameter pemesinan, dan alokasi tool dapat

mempengaruhi biaya produksi. Dengan mempertimbangkan penentuan lot size,

parameter pemesinan, dan alokasi tool dalam memproduksi sebuah komponen

dapat meminimalkan biaya produksi. Penentuan parameter pemesinan akan

mempengaruhi waktu pemesinan yang selanjutnya akan mempengaruhi biaya

produksi. Namun, penentuan parameter tersebut tidak hanya mempengaruhi waktu

pemesinan, tetapi juga mempengaruhi dampak lingkungan yang dihasilkan. ISO

telah mengusulkan sistem manajemen lingkungan untuk meminimalkan kerusakan

lingkungan akibat industri sehingga dampak lingkungan perlu dipertimbangkan

dalam penentuan parameter pemesinan. Pada penelitian ini dikembangkan model

dengan fungsi tujuan minimasi waktu produksi dan dampak lingkungan untuk

menentukan parameter pemesinan yang optimal pada algoritma penentuan lot size

parameter pemesinan, dan alokasi tool untuk meminimalkan biaya produksi.

Waktu produksi terdiri dari waktu pemesinan dan waktu penggantian tool. Umur

pahat, daya mesin, dan kekasaran permukaan menjadi faktor yang mempengaruhi

penentuan parameter pemesinan. Parameter pemesinan yang digunakan yaitu

kecepatan potong dan kecepatan pemakanan. Dampak lingkungan diperoleh

dengan mengkonversi beban lingkungan menjadi nilai kuantitatif menggunakan

eco-indicator 99. Contoh numerik diberikan untuk mendemonstrasikan model

yang dikembangkan, penyelesaian contoh numerik dilakukan dengan

menggunakan software Crystal Ball.

Kata Kunci : optimisasi, parameter pemesinan, dampak lingkungan, eco-

indicator 99, turning

xvi+ 83 halaman; 19 gambar; 41 tabel

Daftar pustaka: 20 (1989-2015)


commit to user

vi

ABSTRACT

Aulia Hamada, NIM: I0312015. DEVELOPMENT AN OPTIMIZATION

MODEL OF MACHINING PARAMETERS TO MINIMIZING

PRODUCTION TIME AND ENVIRONMENTAL IMPACT TO THE

ALGORITHM IN DETERMINING LOT SIZE AND TOOL MANAGEMENT.

Thesis. Surakarta: Department of Industrial Engineering, Faculty of

Engineering, Sebelas Maret University, October 2016.

Determination of the lot size, machining parameters, and tool allocation have a

significant impact on the cost of production. The company should carefully pay

attention to the determination of the lot size, machining parameters, and

allocation tool in producing a component so they can minimize production

costs. Determination of machining parameters will affect the machining time

which in turn will affect the cost of production. However, the determination of

machining parameters not only affect the machining time, but also affect the

resulting environmental impacts. ISO has proposed environmental management

system to minimize environmental impact caused by industry. Hence, the

environmental impacts need to be considered in the determination of machining

parameters. This study developed an optimization model of machining parameters

in order to minimize production time and environmental impact to the algorithm

in determining lot size, machining parameters, and allocation tool to minimize

production costs. Production time consisted of machining time and tool changing

time. Tool life, machine power, and surface roughness are three constraints that

affect the determination of machining parameters consists of cutting speed and

feed rate. The environmental impact is obtained by converting the environmental

burdens into a quantitative value using eco indicator 99. Numerical example is

given to demonstrate the implementation of using Crystal Ball software.

Keywords: optimization, machining parameters, environmental impact, eco-

indicator-99, turning

xvi + 83 pages; 19 figures; 41 tables

References : 20 (1989-2015)


commit to user

ix

DAFTAR ISI

ABSTRAK ......................................................................................................... v

ABSTRACT ....................................................................................................... vi

KATA PENGANTAR ....................................................................................... vii

DAFTAR ISI ...................................................................................................... ix

DAFTAR TABEL ............................................................................................. xii

DAFTAR GAMBAR ......................................................................................... xiv

DAFTAR ISTILAH .......................................................................................... xv

BAB I PENDAHULUAN I-1

1.1 Latar Belakang............................................................................... I-1

1.2 Perumusan Masalah ....................................................................... I-4

1.3 Tujuan Penelitian ........................................................................... I-4

1.4 Manfaat Penelitian ......................................................................... I-4

1.5 Batasan Masalah ............................................................................ I-5

1.6 Asumsi ........................................................................................... I-5

1.7 Sistematika Penulisan .................................................................... I-5

BAB II TINJAUAN PUSTAKA II-1

2.1 Pemodelan Sistem ........................................................................ II-1

2.2 Lot Sizing ..................................................................................... II-2

2.2.1 Metode Ecinimic Order Quantity (EOQ) ............................ II-2

2.2.2 Metode Period Order Quantity (POQ) ................................ II-4

2.3 Proses Pemesinan ........................................................................ II-4

2.3.1 Klasifikasi Proses Pemesinan .............................................. II-5

2.3.2 Elemen Dasar Proses ........................................................... II-6

2.3.3 Proses Pemesinan Turning ................................................. II-7

2.3.4 Optimisasi Proses Pemesinan .............................................. II-8

2.4 Mesin CNC (Computer Numerical Control) ................................ II-9

2.5 Tool Life (Umur Pahat) ............................................................... II-12

2.6 Eco-Indicator 99 ......................................................................... II-14

2.7 Multi-Objective Optimization ..................................................... II-17

2.8 Model M. Selim Akturk Dan Siraceddin Onen (1999) .............. II-20


commit to user

x

2.9 Model Qian Yi, Congbo Li, Ying Tang, Dan Xingzheng Chen

(2015) ......................................................................................... II-26

2.10 Model Donald A. Bradley, Felipe Roman, Bert Bras, Dan Tina A.

Guldberg (2006) ........................................................................ II-29

BAB III METODOLOGI PENELITIAN III-1

3.1 Tahap Identifikasi Awal ............................................................ III-2

3.1.1 Studi Literatur .................................................................... III-2

3.1.2 Penentuan Latar Belakang ................................................. III-2

3.1.3 Perumusan Masalah ........................................................... III-3

3.1.4 Penentuan Tujuan .............................................................. III-3

3.1.5 Penentuan Manfaat ............................................................ III-3

3.1.6 Penentuan Batasan Masalah dan Asumsi yang Digunakan III-3

3.2 Tahap Pengembangan Model ..................................................... III-3

3.2.1 Penentuan Komponen Model dan Operasi Sistem ............ III-4

3.2.2 Formulasi Model ............................................................... III-4

3.2.3 Validasi Model .................................................................. III-4

3.2.4 Contoh Numerik ................................................................ III-4

3.3 Tahap Analisis dan Inerpretasi Hasil .......................................... III-4

3.4 Tahap Penarikan Kesimpilan dan Saran .................................... III-5

BAB IV PENGEMBANGAN MODEL IV-1

4.1 Deskripsi Sistem ........................................................................ IV-1

4.1.1 Komponen dalam Sistem ................................................. IV-1

4.1.2 Model Operasi Sistem ...................................................... IV-5

4.2 Formulasi Model ........................................................................ IV-8

4.3 Validasi .................................................................................... IV-10

4.4 Contoh Numerik ....................................................................... IV-12

4.5 Perbandingan Biaya dan Hasil Optimisasi Parameter ............. IV-19

BAB V ANALISIS MODEL V-1

5.1 Skenario Pengubahan Nilai Parameter ........................................ V-1

5.2 Pengaruh Terhadap Model Yang Dikembangkan ....................... V-4

5.2.1 Pengaruh Terhadap Variabel Keputusan ........................ V-4

5.2.2 Pengaruh Terhadap Fungsi Tujuan ................................. V-6


commit to user

xi

5.3 Pengaruh Terhadap Fungsi Tujuan Minimasi Biaya Produksi .... V-8

5.4 Pengaruh Biaya Keterlambatan Tiap Menit (G) ........................ V-10

5.5 Analisis Model yang Dikembangkan ........................................ V-13

BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN VI-1

6.1 Kesimpulan ................................................................................ VI-1

6.2 Saran ........................................................................................... VI-2

DAFTAR PUSTAKA VII-1


commit to user

xii

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1. Simbol dalam Influence Diagram ...................................................... II-1

Tabel 2.2. Klasifikasi Proses Pemesinan Menurut Jenis Gerakan Relatif

Pahat/Perkakas Potong Terhadap Benda kerja .................................. II-6

Tabel 2.3. Jenis Tool HSS Berdasarka Bentuknya ............................................. II-8

Tabel 2.4. Data Konstanta eco-indicator 99 ....................................................... II-31

Tabel 4.1. Data Parameter ................................................................................ IV-13

Tabel 4.2. Penugasan Operasi-Tool yang mungkin ......................................... IV-13

Tabel 4.3. Data operasi .................................................................................... IV-13

Tabel 4.4. Informasi Tool ................................................................................. IV-14

Tabel 4.5. Data Eksponen dan Koefisien dari Tool yang Tersedia .................. IV-14

Tabel 4.6. Data Parameter Beban Lingkungan ................................................ IV-14

Tabel 4.7. Hasil Optimisasi Parameter Pemesinan, SMOP, dan 𝑈𝑖𝑗𝑝 Komponen

1 ....................................................................................................... IV-15

Tabel 4.8. Hasil Optimisasi Parameter Pemesinan, SMOP, dan 𝑈𝑖𝑗𝑝 Komponen

2 ....................................................................................................... IV-15

Tabel 4.9. Hasil Optimisasi Minimasi dan Maksimasi Waktu Produksi dan Dampak

Lingkungan ....................................................................................... IV-16

Tabel 4.10. Hasil Algoritma Langkah 1-4 Komponen 1 .................................. IV-17

Tabel 4.11. Hasil Algoritma Langkah 1-4 Komponen 2 ................................. IV-18

Tabel 4.12. Hasil Optimal yang Terpilih Komponen 1 ................................... IV-18




Tabel 5.1. Skenario Perubahan Parameter Komponen 1 Operasi 2 .................... V-2

Tabel 5.2. Skenario Perubahan Parameter Komponen 2 Operasi 4 ................... V-2

Tabel 5.3. Data Parameter .................................................................................. V-2

Tabel 5.4. Data Operasi .............................................................................................. V-2

Tabel 5.5. Data Eksponen dan Koefisien dari Tool yang Tersedia ..................... V-3

Tabel 5.6. Informasi Tool .................................................................................... V-3

Tabel 5.7. Data Parameter Beban Lingkungan ................................................... V-3


commit to user

xiii

Tabel 5.8. Data Pengali Eco-indicator 99 ........................................................... V-3

Tabel 5.9. Nilai Kecepatan Potong (vijp) Terhadap Pengubahan Parameter

Komponen 1 ....................................................................................... V-5

Tabel 5.10. Nilai Kecepatan Potong (vijp) Terhadap Pengubahan Parameter

Komponen 2 ....................................................................................... V-5

Tabel 5.11. Nilai Kecepatan Pemakanan (fijp) Terhadap Pengubahan Parameter

Komponen 1 ....................................................................................... V-5

Tabel 5.12. Nilai Kecepatan Pemakanan (fijp) Terhadap Pengubahan Parameter

Komponen 2 ....................................................................................... V-5

Tabel 5.13. Nilai Waktu Produksi (Tp) Terhadap Pengubahan Parameter

Komponen 1 ....................................................................................... V-7

Tabel 5.14. Nilai Waktu Produksi (Tp) Terhadap Pengubahan Parameter

Komponen 2 ....................................................................................... V-7

Tabel 5.15. Nilai Dampak Lingkungan (EI) Terhadap Pengubahan Parameter

Komponen 1 ....................................................................................... V-7

Tabel 5.16. Nilai Dampak Lingkungan (EI) Terhadap Pengubahan Parameter

Komponen 2 ....................................................................................... V-7

Tabel 5.17. Penugasan Operasi-Tool pada Komponen 1 Operasi 2 dan Komponen

2 Operasi 4 .......................................................................................... V-9

Tabel 5.18. Alokasi Tool Terhadap Pengubahan Parameter Komponen 1 ......... V-9

Tabel 5.19. Alokasi Tool Terhadap Pengubahan Parameter Komponen 2 ......... V-9

Tabel 5.20. Biaya Produksi Terhadap Pengubahan Parameter Komponen 1 ... V-15

Tabel 5.21. Biaya Produksi Terhadap Pengubahan Parameter Komponen 2 .. V-15


commit to user

xiv

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Metode EOQ ................................................................................... II-3

Gambar 2.2. Keausan Sisi Pahat ........................................................................ II-13

Gambar 2.3. (a) Keausan Kawah dan Keausan Tepi yang Terjadi Pada Pahat

Karbida ........................................................................................... II-14

Gambar 2.4. (b) Pertumbuhan Keausan Sebagai Fungsi dari Waktu Pemotongan

. ....................................................................................................... II-14

Gambar 3.1. Flowchart Metodologi Penelitian.................................................. III-1

Gambar 4.1. Flowchart Algoritma Penelitian Akturk dan Selim ...................... IV-2

Gambar 4.2. Influence Diagram......................................................................... IV-5

Gambar 4.3. Ilustrasi Sistem ............................................................................. IV-6

Gambar 4.4. Sistem Pemesinan CNC .............................................................. IV-87

Gambar 5.1. Grafik Pengubahan Nilai Parameter Terhadap Kecepatan Potong

Komponen 1 .................................................................................. V-10

Gambar 5.2. Grafik Pengubahan Nilai Parameter Terhadap Kecepatan Pemakanan

Komponen 1 .................................................................................. V-10

Gambar 5.3. Grafik Pengubahan Nilai Parameter Terhadap Kecepatan Potong

Komponen 2 ................................................................................... V-11

Gambar 5.4. Grafik Pengubahan Nilai Parameter Terhadap Kecepatan Pemakanan

Komponen 2 .................................................................................. V-11

Gambar 5.5. Grafik Pengubahan Nilai Parameter Terhadap Waktu Pemesinan

Komponen 1 .................................................................................. V-13

Gambar 5.6. Grafik Pengubahan Nilai Parameter Terhadap Penggunaan Tool

Rata-rata Komponen 1 ................................................................... V-13

Gambar 5.7. Grafik Pengubahan Nilai Parameter Terhadap Waktu Pemesinan

Komponen 2 ................................................................................. V-13

Gambar 5.8. Grafik Pengubahan Nilai Parameter Terhadap Penggunaan Tool

Rata-rata Komponen 2 .................................................................. V-14

Gambar 5.9. Grafik Biaya Produksi Skenario Perubahan Komponen 1 .......... V-15

Gambar 5.10. Grafik Biaya Produksi Skenario Perubahan Komponen 2 ........ V-16


commit to user

xv

DAFTAR ISTILAH

Multi-Objective Optimizations : Metode penyelesaian persoalan optimasi yang

terdiri lebih dari satu fungsi tujuan secara

simultan (bersamaan)

Lot size : Lot size atau ukuran lot adalah suatu teknik yang

digunakan untuk menentukan ukuran kuantitas

pemesanan

Tool life : Tool life atau umur pahat adalah ukuran lamanya

suatu pahat dapat memotong benda kerja dengan

memuaskan, dalam arti pahat tidak menjadi aus

Eco-indicator : Bilangan yang menyatakan beban lingkungan dari

produk atau proses.

CNC : CNC atau Computer Numerical Control adalah

alat pemesinan otomatis yang sering digunakan

di berbagai industri yang dilengkapi dengan

komputer yang berperan sebagai pengendali

proses pada mesin perkakas.

Cutting speed : Cutting speed atau panjang ukuran lilitan alat

potong terhadap benda kerja atau dapat juga

disamakan dengan panjang total yang terpotong

dalam ukuran meter yang diperkirakan apabila

alat potong berputar selama satu menit.

Feed rate : Feed rate atau kecepatan pemakanan adakah

kecepatan yang dibutuhkan alat potong untuk

bergerak secara linear memotong benda kerja tiap

radian per menit.

LCA : LCA atau Life Cycle Analysis merupakan analisis

lingkungan dari semua fase siklus hidup.

Disposal Scenario : Metode pengolahan limbah.


commit to user

xvi

Landfillable waste : Metode pengolahan limbah yang dilakukan

dengan cara menimbun limbah tersebut kedalam

tanah

Recycling : Metode pengolahan bahan dengan melakukan

pengolahan kembali atau mendaur ulang bahan.

Special waste : Metode pengolahan limbah yang dilakukan

dengan memberi penanganan khusus.

Documents

PENGEMBANGAN MODEL OPTIMISASI PARAMETER … · PROGRAM STUDI. TEKNIK INDUSTRI . ... 3. Abang Iboy yang selalu memberikan semangat, ... Seluruh Karyawan TU TI UNS atas segala bantuan