Transcript KULIAH 9 - LINE BALANCING

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.
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
1
2
1
3
2
Stasiun Kerja 2
2
4
Stasiun Kerja 2
3
Stasiun Kerja 2
4
3
Muhammad Adha Ilhami
4
1
3
2
4
Stasiun Kerja 2
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
5 minutes
6 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:
1. Waktu proses (baku) dari elemen kerjanya.
2. Demand dalam periode waktu perencanaan
3. Periode waktu (kapasitas waktu) yang tersedia untuk
memproduksi demand yang ada.
4. 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
A=2’
A=5’
A=10’
A=3’
A=8’
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
1. Kilbridge-Weston Heuristic (Region Approach
Method)
2. Helgeson-Birnie (Rank Position Weight
Method)
3. Pendekatan Matematik
Muhammad Adha Ilhami
A. Kilbridge-Weston
1.
2.
3.
4.
5.
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
Precedence
Graph & Bagi dalam region
Posisikan
Stasiun Kerja
over
Cek
Waktu stasiun
kerja
Belum
Seluruh
elemen kerja
diposisikan?
Hitung
LE & SI
Ya
Cari Alternatif
Berikutnya
Muhammad Adha Ilhami
Cukup
Pilih Lintasan
Terbaik
Kilbridge-Weston
Penentuan
Cycle Time
Menentukan Jumlah Stasiun Kerja
 Fungsi penentuan jumlah stasiun kerja:
 Contoh Perhitungan:
Diketahui precendence diagram:
Muhammad Adha Ilhami
Contoh Perhitungan K-W
1. Pembagian kolom precedence diagram:
2. 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
3. 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
Elemen
(waktu)
Jumlah
Predecessor
1 (5)
0
7 (2)
6
2 (3)
1
9 (1)
6
4 (3)
1
10 (4)
6
3 (4)
2
8 (6)
7
5 (6)
2
11 (4)
7
6 (5)
5
12 (7)
11
Muhammad Adha Ilhami
Contoh Perhitungan K-W
4.
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)
Muhammad Adha Ilhami
Stasiun
Elemen
ST
I
1&2
8
II
4&5
9
III
3&6
9
IV
7, 9 & 10
7
V
8 & 11
10
VI
12
7
Hitung Efisiensi & Smoothness Index
Stasiun
Elemen
ST
CT – ST
(ST-ST)^2
I
1&2
8
2
4
II
4&5
9
1
1
III
3&6
9
1
1
IV
7, 9 & 10
7
3
9
V
8 & 11
10
0
0
VI
12
7
3
9
50
24
LE = (50 x 100%)/(6 x 10) = 83,33%
SI = (24)^(1/2) = 4,899
Ulangi langkah 3 & 4, hitung LE & SI,
bandingkan LE & SI, pilih penggabungan
berdasarkan LE & SI terbaik.
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 langkahlangkahnya adalah:
1. Hitung bobot posisi setiap elemen kerja. Bobot posisi
dihitung dengan menjumlahkan waktu elemen-elemen
pada rantai terpanjang mulai elemen tersebut sampai
elemen terakhir.
2. Urutkan elemen-elemen menurut bobot posisi dari besar
ke kecil.
3. Tempatkan elemen kerja dengan bobot terbesar pada
stasiun kerja sepanjang tidak melanggar hubungan
precedence dan waktu stasiun tidak melebihi waktu siklus.
4. Ulangi langkah 3 sampai seluruh elemen ditempatkan.
Muhammad Adha Ilhami
Hitung Bobot Posisi Elemen
over
Tempatkan elemen dalam
stasiun kerja
Cek
Waktu stasiun
kerja
Belum
Seluruh
elemen kerja
diposisikan?
Hitung
LE & SI
Muhammad Adha Ilhami
STOP
Helgeson & Birnie
Urutkan elemen berdasarkan
bobotnya (ascending)
Contoh Perhitungan H-B
1.
2.
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
Elemen
(waktu)
Bobot
1 (5)
34
7 (2)
15
4 (3)
29
10 (4)
15
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
3. 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
1
III
3&6
9
1
1
IV
7 & 10
6
4
16
V
8 & 11
10
0
0
VI
9 &12
8
2
4
50
26
Muhammad Adha Ilhami
LE = (50 x 100%)/(6 x 10)
= 83,33%
SI = (26)^(1/2) = 5,09
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
1. 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%)
6(5)
1(2)
2(6)
4(4)
7(3)
9(1)
3(5)
5(4)
2. Lakukan analisa mana lintasan terbaik, berikan
penjelasan dengan memberikan kelebihan dari
salah satu metode line balancing. (80%)
Muhammad Adha Ilhami
Tugas B
1. 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