Upload
others
View
5
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
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
2nd Andi Sudiarso
Program Studi Teknik Industri Universitas Gadjah Mada
Yogyakarta, Indonesia
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