KESEIMBANGAN LINTASAN

Laboratorium Sistem ManufakturJurusan Teknik Industri - ITS

2014

OUTLINE PERTEMUAN INI

1. Prinsip dasar lini perakitan manual

2. Analisa model tunggal lini perakitan

3. Algoritma keseimbangan lintasan (l ine balancing )

4. Pertimbangan tambahan dalam perancangan lini perakitan

LINI PERAKITAN MANUAL

Sistem kerja yang terdiri dari beberapa pekerja yang diatur untuk

memproduksi satu macam produk atau beberapa macam produk secara

terbatas

Pekerja perakitan melakukan pekerjaan pada stasiun kerja yang berada

pada lintasan pergerakan produk

Umumnyamenggunakankonveyor (powered conveyor)

Beberapastasiunkerja dapat dilengkapi perlengkapanportabel (powered tool)

Faktor yang mempengaruhi penggunaan lini perakitan manual

Demandproduk tinggi atau sedang

Produk-produk seragam(mirip) atau identik

Total bebankerja dapat dibagi menjadi elemen-elemenkerja

Otomasipekerjaanperakitan tidak dimungkinkan

LINI PERAKITANMANUAL

Sebuah lini produksi yang terdiri dari stasiun kerja yang berurutan di

mana pekerjaan perakitan dilakukan oleh pekerja manusia

Produk dirakit selama bergerak dalam lintasan

Dalamsetiapstasiun,sebagiandari bebankerja dilakukan di setiapunit

Part utama diluncurkan pada awal lini (lintasan) pada interval yang tetap

(cycle time)

Pekerjamenambahkankomponen secaraberturut -turut untuk membangun

produk yangdiharapkan

MENGAPA LINI PERAKITAN PRODUKTIF

Spesialisasi tenaga kerja

Ketika pekerjaan besar dibagi menjadi pekerjaan-pekerjaan kecil dan setiap

pekerjaan kecil tersebut diserahkan kepada satu pekerja, maka pekerja

tersebut akan menjadi semakin ahli/kompeten mengerjakan pekerjaan

tersebut (learning curve)

Part yang dapat dipertukarkan/diganti (i nterchangeable )

Setiap komponen dibuat sedapat mungkin memenuhi toleransi, sehinggapart

yang ada dapat dipilih secaraacak untuk perakitan dengan part pasangannya

(mating component)

Karena part dapat dipertukarkan, maka perakitan tidak perlu penyesuaian

(fitting) terhadap part pasangannya

DEFINISI

Aliran kerja

Setiapunit kerja harus bergerak secarakonstan sepanjanglintasan

Kecepatan lini (l ine pacing)

Pekerjaharus menyelesaikanpekerjaandalam siklus waktu tertentu , yangakan

mempengaruhikecepatanseluruh lintasan

LINI PERAKITANMANUAL

Konfigurasi lini perakitan dengan n - stasiun kerja

Laju produksi dari lini perakitan ditentukan oleh stasiun kerja yang paling

lambat (waktu proses paling lama)

Stasiun kerja perakitan : Lokasi yang ditentukan di sepanjang lintasan

dimana satu atau lebih elemen kerja dilakukan oleh pekerja

Komponen ditambahkan pada setiap stasiun kerja

Part utamadiluncurkan

Perakitanselesai

Dua operator perakitan bekerja dalam lini perakitan mesin (Ford Motor Company)

LEVEL JUMLAH TENAGA KERJA

Dalam satu stasiun kerja dapat terdiri lebih dari satu pekerja

Tenaga kerja bantu (u tility workers ): tidak ditugaskan pada stasiun kerja

tertentu

Tenaga kerja bantu bertanggung jawab untuk

(1) Membantu tenaga kerja yang berhalangan (kecelakaan, sakit, dsb) ,

(2) Menggantikan tenaga kerja yang cuti/ijin ,

(3) Melakukan perbaikan dan pemeliharaan

LEVEL JUMLAH TENAGA KERJA

Rata-rata jumlah pekerja yang dibutuhkan :

dimana

M = rata -rata jumlah pekerja dalam sebuah lini ,

wu = jumlah tenaga kerja bantu (utility workers ) yang ditugaskan pada

sistem,

n = jumlah stasiun kerja ,

w i = jumlah tenaga kerja yang khusus ditugaskan untuk stasiun kerja i untuk

i=1, ,n

10

n

ww

M

n

i

iu

1

SISTEM PEMINDAHAN BENDA KERJA METODE MANUAL

Metode manual

Bendakerja berpindah antar stasiunoleh pekerja (dengantangan) tanpa

konveyor

Permasalahan:

Stasiunkerja kekurangan(starving)

Operator perakitan telah menyelesaikanpekerjaannyapadaunit kerja

yang ditugaskan, tetapi unit kerja berikutnya belum datang (belum

dapat bekerja lagi)

Stasiunkerja terhambat (blocking)

Operator telah menyelesaikan tugas yang diberikan pada unit kerja

yang ada, tetapi tidak dapat meneruskannnya ke stasiun kerja

berikutnya karenapekerja berikutnya belum siapmenerima

SISTEM PEMINDAHAN BENDA KERJA METODE MANUAL

Mengurangi kekurangan (starving )

Penggunaanpenyangga(buffer)

Mencegah terhambat (b locking )

Menyediakanspacebagi stasiun kerja sebelumdan sesudahnya(upstream dan

downstream)

Dua solusi tersebut dapat menimbulkan tingkat WIP tinggi

Secaraekonomis tidak diharapkan

SISTEM PEMINDAHAN BENDA KERJA METODE MEKANIS

Konveyor dengan pergerakan kontinu : dioperasikan pada kecepatan konstan

1. Unit kerja tetap beradapadakonveyor

Produk berukuran besardan berat

Pekerjabergerak mengikuti/sesuai keberadaanproduk

2. Produk dapatdiambil/dipindahkan dari konveyor

Unit kerja kecil dan ringan

Pekerja lebih fleksibel dibanding dengan lini synchronous, kurang fleksibel

dibanding lini asynchronous

Pemindahan synchronous (pemindahan intermittent stop-and-go): semua

unit kerja dipindahkan secara simultan (bersamaan) antar stasiun kerja

Permasalahan:

Pekerjaanharus selesaidalam batasanwaktu tertentu . Jika tidak dihasilkan

unit kerja yangbelum selesai(tidak komplit)

Stressberlebih bagi pekerja perakitan

Tidak umum digunakan dalam lini manual (alasan variabilitas), tetapi ideal

untuk lini produksi otomatis

SISTEM PEMINDAHAN BENDA KERJA METODE MEKANIS

Pemindahan asynchronous : unit kerja meninggalkan stasiun kerja saat

pekerjaan telah selesai

Unit kerja dipindahkan secara independen, tidak secara synchronous (paling

fleksibel)

Variasiwaktu pekerjaandimungkinkan

Terdapatantrian kecil di tiap bagiandepanstasiunkerja

PERMASALAHAN VARIASI PRODUK

Lini perakitan model tunggal

Setiapunit kerja sama

Lini perakitan model batch model multi lini

Duaatau lebih produk yangberbeda

Produk sangat berbeda, sehingga harus dibuat dalam batch dengan adanya

setup antar batch

Lini perakitan model mixed/campuran

Duaatau lebih model yangberbeda

Perbedaantidak terlalu banyak sehinggadapat dibuat secara simultan tanpa

waktu setup (tidak perlu produksi batch)

PERMASALAHAN VARIASI PRODUK

Keuntungan model mixed dibandingkan model batch

Tidak adawaktu produksi yanghilang saatpergantian

Tingkat persediaantinggi karenaorder dengancarabatchdihindari

Tingkat produksi untuk model yang berbeda dapat dirubah sejalan dengan

perubahandemandproduk

Kekurangan model mixed dibandingkan model batch

Setiap stasiun diperlengkapi untuk melakukan pekerjaan yang berbeda

(membutuhkan biaya lebih)

Aktivitas penjadwalandan logistik lebih sulit dalam tipe ini

ANALISA LINI MODEL TUNGGAL

Formula dan algoritma yang dipelajari di materi ini dibangun untuk untuk

lini model tunggal, tetapi dapat dikembangkan untuk model batch dan

mixed .

Lini perakitan harus dirancang untuk mencapai laju produksi yang cukup

untuk memenuhi demand produk .

Tingkat demand (Demand rate ) laju produksi waktu siklus .

Demand annual Da harus diturunkan menjadi laju produksi per jam Rp

Dimana : Da = demand annual

: Rp = laju produksi per jam

: Sw = jumlah shift/minggu

: Hsh = jumlah jam/shift

17

shw

ap

HS

DR

52

PENENTUAN WAKTU SIKLUS

Konversi laju produksi , Rp, menjadi waktu siklus , Tc.

Sejumlah waktu produksi akan hilang dikarenakan :

Kegagalanperalatan (failure)

Keterbatasansumber energi,

Ketidaktersediaanmaterial,

Masalahkualitas,

Masalahtenagakerja

Efisiensi lini perakitan (proporsi uptime ): hanya dengan proporsi tertentu

waktu shift akan tersedia

Dimana laju produksi , Rp, dikonversi menjadi sebuah siklus waktu , Tc, untuk

menghitung efisiensi lini perakitan , E.

18

pc

R

ET

60

JUMLAH STASIUN KERJA YANG DIBUTUHKAN

Waktu beban kerja (Twc): Jumlah total waktu untuk semua elemen kerja

yang harus dijalankan untuk memproduksi satu unit kerja .

Jumlah minimum teoritis dari stasiun kerja yang diperlukan untuk

menyelesaikan unit kerja , w* :

w* = Minimum Integer

Dimana : Twc = waktu beban kerja , menit ;

: Tc = waktu siklus , menit / stasiun

Jika diasumsikan satu pekerja per stasiun kerja maka akan didapatkan

jumlah tenaga kerja minimum

19

c

wc

T

T

TINGKAT MINIMUM TEORITIS YANG TIDAK MUNGKIN

Kerugian reposisi : Sejumlah waktu akan hilang pada setiap stasiun kerja

untuk menempatkan kembali unit kerja atau pekerja kembali ke tempat

semula; sehingga pekerja tidak dapat memanfaatkan keseluruhan Tc setiap

siklus

Permasalahan keseimbangan lintasan (imperfect balancing) : Tidak

memungkinkan membangi waktu beban kerja secara merata pada setiap

pekerja, dan beberapa pekerja akan memiliki beban kerja yang lebih kecil

dari Tc

KERUGIAN (LOSSES) REPOSISI

Kerugian reposisi terjadi pada lini perakitan dikarenakan lama waktu

tertentu dibutuhkan setiap siklus untuk menempatkan kembali (reposisi)

pekerja, unit kerja, atau keduanya

Pada lini perpindahan kontinu, waktu diperlukan pekerja untuk berjalan dari

sebuah unit yang telah selesai ke unit yang baru masuk dari stasiun kerja

sebelumnya

Dalam sistem konveyor, waktu diperlukan untuk memindahkan unit kerja dari

konveyor dan memposisikannya pada stasiun kerja agar pekerja dapat

melakukan tugasnya

KERUGIAN (LOSSES) REPOSISI

c

rc

c

s

T

TT

T

T

Waktu reposisi = waktu yang tersedia setiap siklus bagi pekerja untuk

pergerakan kembali ke posisi semula = TrWaktu kerja = waktu yang tersedia setiap siklus bagi pekerja untuk bekerja

pada produk yang ada = TsWaktu kerja (s ervice time ) Ts = Max{Tsi} Tc Trdimana Tsi= waktu kerja - service time untuk stasiun i, i=1,2,..,n

Efisiensi reposisi Er =

WAKTU SIKLUS PADA SEBUAH LINI PERAKITAN

Komponen waktu siklus pada beberapa stasiun kerja di lini perakitan

manual

Tsi=waktu service , Tr=waktu reposisi

PERMASALAHAN KESEIMBANGAN LINTASAN (LINE BALANCING)

Ditentukan :

Total beban kerja terdiri dari banyak variasi elemen kerja

Urutan mana elemen yang dapat dilakukan bersifat mutlak (restricted )

Lini perakitan harus beroperasi pada waktu siklus yang ditentukan (= waktu

kerja atau service time + waktu reposisi )

Permasalahan :

Bagaimana menempatkan elemen kerja tertentu pada stasiun kerja sehingga

semua pekerja mendapatkan beban kerja yang seimbang (equal)

ASUMSI WAKTU ELEMEN KERJA

1. Waktu elemen merupakan nilai yang konstan

Dalamkenyataannyatidak - variable

2. Waktu elemen kerja merupakan penambah

Waktu untuk melakukan dua/lebih elemenkerja yang berurutan merupakan

jumlahan individu waktu elemen

Asumsi sifat penambah dapat diabaikan (dalam rangka alasan ekonomis

efisiensipekerjaan/motion )

WAKTU ELEMEN KERJA

en

k

ekT1

Total waktu beban kerja Twc

Twc =

dimana Tek = waktu beban kerja untuk elemen k

Elemen kerja ditempatkan pada stasiun i yang menambah waktu beban kerja

untuk stasiun kerja tersebut

Tsi =

Waktu kerja tiap stasiun harus merupakan jumlahan seluruh waktu beban kerja

Twc =

ik

ekT

n

i

siT1

BATASAN-BATASAN DALAM MASALAH KESEIMBANGAN LINTASAN

Elemen kerja yang berbeda membutuhkan waktu yang berbeda

Ketika elemen dikelompokkan ke dalam kegiatan kerja (task) yang logis dan

dibebankan pada pekerja , waktu kerja stasiun , Tsi, tidak dapat mencapai

(bukan merupakan) nilai yang sama

Karena variasi antar waktu elemen kerja, dan beberapa pekerja akan

ditugaskan untuk pekerjaan lainnya (tambahan)

Sehingga, variasi elemen kerja menimbulkan kesulitan untuk mencapai

waktu kerja yang sama untuk semua stasiun kerja

BATASAN KEGIATAN PENDAHULU

Beberapa elemen harus diselesaikan sebelum elemen lainnya

Batasan urutan elemen kerja yang dapat dilakukan

Dapat digambarkan dengan grafik (pr ecedence diagram )

CONTOH:

Grommet : sealant like ring

CONTOH:

CONTOH: SEBUAH KASUS KESEIMBANGAN LINTASAN

Ditentukan : Dengan menggunakan diagram precedence dan waktu standar

sebelumnya . Demand periodik - annual = 100,000 unit/ tahun . Lini perakitan

beroperasi 50 minggu / tahun , 5 shift/ minggu , 7.5 jam/shift . Uptime

efficiency= 96%. Wkatu reposisi yang hilang =0.08 menit .

Tentukan :

(a) total waktu beban kerja ,

(b) laju produksi per jam untuk memenuhi demand tahunan ,

(c) waktu siklus ,

(d) jumlah minimal teoritis yang dibutuhkan oleh lini perakitan ,

(e) waktu kerja yang disediakan lini perakitan agar tercapai keseimbangan .

CONTOH: SOLUSI

(a) Total waktu beban kerja adalah jumlah seluruh waktu

elemen kerja yang terdapat di tabel

Twc=4.0 menit

(b) Laju produksi per jam

(c) Waktu siklus terkait dengan uptime efficiency 96%

(d) Jumlah minimum tenaga kerja :

w* = (Minimum Integer 4.0 /1.08=3.7)=4 pekerja

(e) Waktu kerja yang tersedia

Ts=1.08-0.08=1.00 min

32

pc

R

ET

60