4
Universitas Kristen Petra 2. DASAR TEORI
2.1 Perancangan Tata Letak Fasilitas
Salah satu masalah yang sering terjadi dalam dunia industri saat ini adalah kurangnya efektifitas dan efisiensi dari tata letak fasilitas yang ada sehingga proses produksi memakan banyak waktu. Hal ini berdampak banyak bagi perusahaan dimana hal ini tentunya membuat jumlah produk yang dapat dihasilkan tidak maksimal, banyaknya biaya yang dikeluarkan, serta turunnya tingkat kepuasan pelanggan. Salah satu hal yang harus diperhatikan perusahaan adalah tata letak. Menurut Wirayatn dan Watanapa (2010: 1) penataan letak fasilitas adalah salah satu metode untuk menurunkan biaya manufaktur dan meningkatkan produktivitas. Tata letak fasilitas bisa diartikan sebagai pengaturan dan perbaikan fasilitas produksi yang telah ada atau perancanaan tata letak fasilitas yang memang sifatnya benar benar baru.
Tata letak fasilitas yang baik adalah tata letak yang dapat membuat seluruh fasilitasnya bekerja dengan optimal. Menurut Wignjosoebroto (2009: 72) hal-hal yang harus diperhatian untuk mencapai tata letak yang optimal antara lain adalah integrasi menyeluruh dari faktor-faktor yang mempengaruhi proses produksi, perpindahan jarak antara satu lokasi ke lokasi lain seminimal mungkin, kelancaran dari berlangsungnya aliran kerja, pemanfaatan semua area yang ada dengan efektif dan efisien, kepuasan kerja dan rasa aman yang didapatkan oleh para pekerja, dan fleksibilitas dari pengaturan tata letak.
2.2 Tujuan Penataan Letak Fasilitas
Menurut Wignjosoebroto (2009: 68), tata letak adalah penataan area kerja dan segala fasilitas yang ada dalam industri tersebut sehingga dapat memberikan keuntungan pada perusahaan. Tujuan utama dari penataan letak fasilitas antara lain adalah:
Meningkatkan jumlah produk yang dihasilkan
5
Universitas Kristen Petra Tata letak yang baik akan memberikan jumlah output produksi yang lebih baik dengan menggunakan biaya dan waktu yang sama.
Mengurangi waktu tunggu
Keseimbangan waktu kerja antara satu lokasi dengan lokasi lainnya diatur dengan baik sehingga waktu tunggu bisa menjadi minimum.
Mengurangi biaya yang digunakan untuk proses perpindahan
Jarak yang ada dari seluruh proses produksi diminimalisir sehingga perpindahan pun tidak memakan biaya yang banyak.
Penghematan area
Tata letak yang baik membuat area yang tersedia dapat dimaksimalkan penggunaannya.
Mengurangi material handling
Menurut Heragu (1997: 11) biaya yang dikeluarkan untuk proses material handling dapat mencapai 30 hingga 50% dari total biaya operasional. Proses material handling adalah salah satu hal yang memakan banyak biaya jadi apabila biaya yang dikeluarkan untuk material handling dapat ditekan, maka perusahaan dapat memperoleh keuntungan yang lebih.
Mengurangi inventory in-process
Bahan baku dapat dengan cepat berpindah dari satu proses ke proses lainnya sehingga bahan baku yang ada di gudang bahan baku tidak menumpuk dan malah menimbulkan biaya inventory yang besar.
Mengurangi kemacetan dan kesimpangsiuran
Tata letak fasilitas yang baik dapat menghasilkan lintasan antara setiap lokasi produksi yang baik sehingga mengurangi perpindahan yang tidak perlu, gerakan memotong, dan kemacetan yang ada. Hal ini membuat proses produksi menjadi lebih cepat dan mudah.
Mengurangi faktor-faktor penyebab kerugian
Tata letak fasilitas yang baik dapat mengurangi terjadinya hal-hal yang tidak diinginkan seperti kerusakan pada bahan baku maupun kerusakan barang jadi.
6
Universitas Kristen Petra
Meningkatkan keselamatan bagi pekerja
Selain memperhitungkan kecepatan proses produksi dan biaya yang dikeluarkan, tata letak fasilitas yang baik juga memperhitungkan keselamatan dari para pekerja.
Aisle dan alur yang disediakan diatur sesuai kebutuhan agar tidak mengakibatkan kecelakaan pada pekerja.
2.3 Data Pendukung Proses Tata Letak Fasilitas
Proses perancangan tata letak fasilitas memperlukan data-data pendukung seperti bentuk dan ukuran dari fasilitas yang ada serta bentuk dan ukuran lokasi yang tersedia. Data flow antar suatu fasilitas dengan fasilitas lainnya juga diperlukan. Data flow antar fasilitas bisa bersifat kuantitatif dalam bentuk frekuensi material dari satu fasilitas ke fasilitas lainnya dalam jangka waktu tertentu. Data flow antar fasilitas juga bisa berbentuk kualitatif yaitu dalam bentuk kedekatan hubungan antar fasilitas. Pada titik awal perancangan tata letak fasilitas, perlu diketahui cara perusahaan dalam melakukan produksi agar dapat ditentukan jenis layout yang dapat menjawab kebutuhan perusahaan.
2.3.1 Jenis Layout
Product Layout
Product layout seringkali dikenal dengan production line layout, assembly line layout, maupun layout by product. Dalam product layout, mesin dan stasiun kerja yang ada diatur sesuai rute produksi secara berurutan. Seringkali, jenis layout ini digunakan oleh perusahaan yang memproduksi satu atau sedikit jenis barang dengan jumlah yang besar. Keuntungan dari jenis layout ini adalah mengurangi proses material handling, mengurangi waktu proses, serta kemudahan untuk melakukan kontrol. Kerugian dari jenis layout ini adalah fleksibilitas yang sangat rendah dimana sekali perusahaan melakukan pergantian maka biaya yang dikeluarkan akan tergolong tinggi.
Process Layout
7
Universitas Kristen Petra Sesuai dengan namanya, dalam jenis layout ini mesin dan stasiun kerja yang ada dikelompokkan sesuai pekerjaannya. Layout ini juga sering dikenal dengan nama job-shop layout dimana layout ini sering digunakan oleh perusahaan yang memproduksi banyak jenis barang dengan jumlah yang tergolong sedikit.
Keuntungan dari jenis layout ini adalah fleksibilitas yang tinggi dan membuat pekerja menjadi ekspert dalam suatu bidang. Kerugian dari dari jenis layout ini adalah biaya material handling yang tinggi, kerumitan arus dari proses produksi, proses kontrol menjadi lebih susah, serta produktivitas yang rendah.
Fixed Position Layout
Fixed Position Layout adalah layout yang digunakan oleh perusahaan yang membuat produk yang tergolong susah dipindahkan atau bahkan memang tidak bisa dipindahkan. Produk yang diproses tidak berpindah posisi, dimana proses dan peralatan yang dibutuhkan yang dibawa menuju produk. Produk yang dihasilkan biasanya tergolong memiliki ukuran yang sangat besar sehingga apabila dipindahkan akan memerlukan biaya yang tidak murah dan beresiko rusak lebih besar. Keuntungan dari jenis layout ini adalah murahnya biaya transportasi material dan rendahnya resiko kerusakan barang. Kerugian dari jenis layout ini adalah tingkat utilitas dari peralatan yang digunakan rendah.
Group Technology-Based Layout
Group Technology-Based Layout dikembangkan oleh perusahaan-perusahaan yang levelnya menengah keatas dimana mereka memiliki banyak sekali material dan mesin serta sistem yang besar. Perusahaan membagi sistem yang ada menjadi sub- sistem yang lebih kecil yang biasa disebut manufacturing cell. Satu sub-sistem dengan sub-sistem lainnya tidak berhubungan. Keuntungan dari jenis layout ini adalah proses material handling memakan sedikit biaya, work-in-process inventory sedikit, dan kemungkinan terjadi kemacetan rendah.
Hybrid Layout
Tidak semua perusahaan bisa menggunakan satu tipe layout. Banyak perusahaan yang tidak dapat menggunakan satu pun jenis layout yang dapat memberikan keuntungan bagi perusahaan tersebut. Bisa saja satu perusahaan menggunakan
8
Universitas Kristen Petra campuran process layout, product layout, fixed position layout, dan group technology-based layout.
2.3.2 Kedekatan Hubungan Antar Fasilitas
Salah satu pendekatan awal yang dilakukan untuk merancang tata letak fasilitas adalah menentukan hubungan antara tiap fasilitas dengan fasilitas lainnya.
Biasanya tingkat kedekatan hubungan antar fasilitas dilambangkan sebagai berikut:
A = Amat sangat penting untuk diletakkan berdekatan.
E = Penting untuk diletakkan berdekatan.
I = Cukup penting untuk diletakkan berdekatan.
O = Hubungan biasa saja, bukan menjadi masalah apabila tidak diletakkan berdekatan.
U = Tidak memiliki hubungan yang penting untuk diletakkan berdekatan.
X = Tidak diinginkan untuk diletakkan berdekatan.
2.3.3 Metode Perhitungan Jarak
Heragu(1997: 56) Kebenaran dari perhitungan jarak dipengaruhi oleh ketersediaan personel, waktu pengukuran, dan jenis material handling apa yang digunakan. Berikut adalah beberapa metode perhitungan jarak yang biasanya digunakan dalam perancangan tata letak fasilitas :
Euclidean
Metode pengukuran Euclidean adalah metode pengukuran jarak dengan cara menarik garis lurus langsung dari titik pusat suatu fasilitas ke fasilitas lainnya.
Menggunakan metode ini, dapat ditemukan jarak terpendek dari suatu fasilitas ke fasilitas lainnya. Berikut adalah rumus dan notasi-notasi yang ada pada pengukuran jarak menggunakan metode Euclidean :
Xi = Koordinat X dari pusat fasilitas i Yi = Koordinat Y dari pusat fasilitas i
Dij = Jarak antara pusat fasilitas i dan pusat fasilitas j
Dij = [(Xi-Xj)2+(Yi-Yj)2]0.5 (2.1)
9
Universitas Kristen Petra Gambar 2.1 Pengukuran Jarak Menggunakan Metode Euclidean
Squared euclidean
Metode pengukuran squared euclidean adalah salah satu metode pengukuran jarak yang tidak terlalu sering digunakan dimana metode pengukuran ini sejenis dengan euclidean, hanya saja dirumusnya dikuadratkan untuk memperoleh hasil lebih besar agar bobot jarak lebih diperhitungkan. Perumusan dari metode pengukuran squared euclidean adalah Dij = [(Xi-Xj)2+(Yi-Yj)2] (2.2)
Rectilinear
Metode pengukuran rectinilear sering dikenal juga sebagai metode pengukuran Manhattan, right-angle, atau rectangular matric. Metode ini adalah salah satu metode yang paling sering digunakan karena mudah dimengerti dan bisa diterapkan untuk berbagai jenis material handling contohnya untuk mesin crane yang hanya bisa bergerak maju, mundur, kiri, dan kanan. Perumusan dari metode pengukuran rectilinear adalah Dij = |Xi-Xj|+|Yi-Yj| (2.3)
Tchebychev
Metode pengukuran tchebychev adalah metode pengukuran yang hanya menghitung jarak X atau jarak Y antara kedua fasilitas yang bernilai lebih besar. Apabila material handling yang digunakan bergerak secara tiga dimensi maka yang dibandingkan adalah jarak X, Y, dan Z. Perumusan metode tchebychev adalah Dij = max (|Xi-Xj|,|Yi-
Yj|,|Zi-Zj|). (2.4)
10
Universitas Kristen Petra
Aisle Distance
Metode pengukuran aisle distance adalah perhitungan jarak nyata di perusahaan.
Jarak yang dihitung mengikuti kenyataan yang ada, bukan menghitung jarak terpendek yang bisa digunakan.
Adjacency
Metode pengukuran adjacency menunjukkan ada atau tidaknya hubungan antar fasilitas. Apabila fasilitas i dan j berjarak A meter dan fasilitas i dan k berjarak B meter tetapi hubungannya sama yaitu tidak berhubungan maka keduanya dapat dinilai 0 dalam adjacent metric. Apabila memiliki hubungan maka akan mendapatkan nilai 1.
Shortest Path
Setiap fasilitas ke fasilitas yang lain dapat memiliki beberapa jalur yang memungkinkan dimana dalam metode ini, jalur yang paling diperhatikan adalah jalur terpendek. Hal yang membedakan metode ini dengan metode lain adalah pembebanan yang diberikan kepada setiap jalur yang ada. Beban yang diberikan dilihat dari waktu, jarak, dan biaya yang dikeluarkan untuk menempuh jalur tersebut.
2.4 Titik berat
Titik berat untuk setiap fasilitas perlu diukur sebagai patokan untuk mengukur jarak antara satu fasilitas dengan fasilitas lainnya. Apabila bentuk dari bangun atau fasilitas tidak beraturan, maka titik berat dapat dihitung dengan perumusan sebagai berikut :
𝑋𝑜 =𝐴1𝑋1+𝐴2𝑋2+⋯+𝐴𝑛𝑋𝑛
𝐴1+𝐴2+⋯+𝐴𝑛 (2.5)
𝑌𝑜 =𝐴1𝑌1+𝐴2𝑌2+⋯+𝐴𝑛𝑌𝑛
𝐴1+𝐴2+𝐴𝑛 (2.6)
Dimana
Xo = Titik berat pada sumbu X Yo = Titik berat pada sumbu Y An = Luas Fasilitas n
Xn = Sumbu x fasilitas n
11
Universitas Kristen Petra Yn = Sumbu y fasilitas n
2.5 Model
Hal yang harus dilakukan untuk meminimumkan material handling ataupun transportation cost adalah memodelkan layout problem yang ada. Berikut adalah beberapa jenis layout problem :
Single-row layout problem
Fasilitas yang ada disusun secara linear pada satu garis lurus. Model yang bisa digunakan untuk single-row layout problem adalah ABS MODEL 1.
Multirow layout problem
Fasilitas yang ada disusun secara acak, bisa saja terdiri dari dua ataupun beberapa garis dan garisnya pun tidak harus lurus. Model yang bisa digunakan untuk multirow layout problem adalah QAP, ABS MODEL II, dan ABS MODEL III.
2.6 Algoritma
Heragu(1997: 5) Setelah model dibentuk, sebuah teknik solusi harus dibentuk untuk menjawab dan menyelesaikan model dimana hal ini sering disebut algoritma. Algoritma biasanya dapat memberikan sebuah solusi dalam perancangan tata letak fasilitas tetapi bisa juga sebuah algoritma memberikan lebih dari satu solusi.
Apabila dibagi menurut kegunaannya, ada tiga macam algoritma yang ada, antara lain adalah :
Construction algorithms
Algoritma yang digunakan untuk membuat perancangan tata letak fasilitas yang benar benar baru, jadi pembuatannya dimulai dari layout kosong yang ada dan diisi dengan fasilitas-fasilitas yang diperlukan.
Improvement algorithms
Algoritma yang digunakan untuk membuat perancangan tata letak fasilitas dengan layout yang sudah ada dan ingin diperbarui.
12
Universitas Kristen Petra
Hybrid algorithms
Algoritma yang bisa digunakan untuk perancangan tata letak fasilitas yang benar- benar baru maupun untuk improvement dari layout yang sudah ada.
Algoritma dapat diklasifikasikan menjadi dua jenis algoritma yang ada yaitu algoritma optimal dan algoritma heuristik. Berikut adalah tabel yang membandingkan kelebihan dan kekurangan dari algoritma optimal dan algoritma heuristic :
Tabel 2.1 Perbandingan Algoritma Optimal dan Algoritma Heuristik
Kelebihan Kekurangan
Algoritma Optimal Memberikan solusi yang terbaik
Perhitungan memakan waktu yang sangat lama
Kapasitas jumlah fasilitas sedikit
Algoritma Heuristik Memberikan banyak solusi
Waktu
perhitungan lebih cepat
Banyak jenis algoritma heuristik
Solusi yang dihasilkan tidak selalu paling optimal
2.6.1 Algoritma Corelap
Heragu(1997: 55) Algoritma corelap adalah salah satu algoritma construction yang dikembangan oleh Lee dan Moore pada tahun 1967 yang
13
Universitas Kristen Petra mengubah data kualitatif menjadi data kuantitatif untuk menentukan fasilitas pertama untuk diletakkan didalam layout yang ada. Dalam penggunaan algoritma ini, ada penentuan hubungan kedekatan antar fasilitas dengan tanda A, E, I, O, U, dan X.
Setiap huruf memiliki nilai sendiri, dimana A memiliki nilai terbesar hingga X yang memiliki nilai minus.
Setelah menentukan nilai kedekatan hubungan antar semua fasilitas yang ada, langkah-langkah yang dilakukan dalam algoritma corelap antara lain adalah :
Melakukan perhitungan Total Closeness Rating (TCR)
Menempatkan fasilitas dengan TCR tertinggi di pusat lokasi sebagai fasilitas permanen
Menempatkan fasilitas dalam lokasi secara berurutan mulai dari fasilitas yang memiliki hubungan terbaik dengan fasilitas permanen
Melakukan perhitungan skor total dari layout yang dihasilkan
2.6.2 Algoritma Aldep
Algoritma Aldep sering dikenal juga dengan Automated Layout Design Program dimana algoritma ini biasa digunakan untuk melakukan construct layout.
Data-data yang dibutuhkan oleh algoritma Aldep antara lain adalah ukuran fasilitas, relationship chart, dan ukuran lokasi yang ada. Langkah-langkah yang dilakukan dalam algoritma Aldep antara lain adalah :
Menempatkan fasilitas pertama kedalam lokasi secara random
Menempatkan fasilitas selanjutnya berdasarnya nilai kedekatan hubungan sampai fasilitas yang terakhir diletakkan
Melakukan perhitungan adjacency score dengan perumusan dari bentuk layout yang telah dihasilkan
14
Universitas Kristen Petra 2.6.3 Algoritma Blocplan
Heragu(1997: 182) Algoritma blocplan adalah suatu algoritma hybrid yang dikembangkan oleh Donaghey dan Pire pada tahun 1991 dimana algoritma ini dapat menyelesaikan permasalahan single story maupun multi story layout. Algoritma ini dapat digunakan untuk perancangan tata letak fasilitas yang sifatnya construction maupun improvement. Algoritma blocplan merupakan algoritma heuristik yang menggunakan data kuantitatif maupun data kualitatif.
Ada tiga macam data yang dapat digunakan untuk menyediakan flow data yang diperlukan. Pertama secara kualitatif dengan diagram ARC, kedua secara kuantitatif dengan flow matrix, dan ketiga dengan informasi jenis dan jumlah produk yang diproduksi dengan urutan proses pembuatan untuk tiap produknya. Apabila pengguna memilih untuk menyediakan data dengan cara kedua atau ketiga, maka blocplan akan mengubah flow matrix menjadi diagram hubungan. Dalam diagram hubungan, data yang ada dibagi menjadi 5 yaitu :
A = 0.8 x maximum flow sampai dengan 1 x maximum flow
E = 0.6 x maximum flow sampai dengan 0.8 x maximum flow
I = 0.4 x maximum flow sampai dengan 0.6 x maximum flow
O = 0.2 x maximum flow sampai dengan 0.4 x maximum flow
U = 0 x maximum flow sampai dengan 0.2 x maximum flow
Jika maximum flow yang ada adalah 1000 maka berikut adalah pembagiannya : Tabel 2.2 Contoh Pembagian Data dalam Diagram Hubungan
Hubungan Kedekatan Nilai Flow
A 801-1000
E 601-800
15
Universitas Kristen Petra
I 401-600
O 201-400
U 1-200
Diagram hubungan yang didapatkan digunakan untuk menghasilkan layout dimana blocplan dapat menghasilkan layout dan melakukan pergantian letak fasilitas yang ada sebagai improvement dengan maksimum iterasi sebanyak dua puluh kali.
Berikut adalah langkah-langkah dalam menggunakan blocplan :
Memasukkan departemen dan detail luasnya
Memasukkan Activity Relationship Chart (ARC)
Memasukkan luas lokasi yang ada
Memilih jenis layout single story atau multi story
Menganalisa layout yang dihasilkan
Berikut adalah rumus yang digunakan dalam algoritma blocplan :
Adjacency score
∑𝑛−1𝑖=1 ∑𝑛𝑗=𝑖+1𝑅𝑖𝑗𝐷𝑖𝑗
∑𝑛−1𝑖=1 ∑𝑛𝑗=𝑖+1𝑅𝑖𝑗 (2.7)
Relationship distance score
∑𝑛=1𝑖=𝑖 ∑𝑛𝑗=𝑖+1𝑑𝑖𝑗𝑅𝑖𝑗 (2.8)
Dimana
Dij = 1 bila fasilitas i dan j berada dalam lantai yang sama Dij = 0 selain di atas
16
Universitas Kristen Petra Rij = nilai numerik yang menunjukkan nilai hubungan fasilitas i dan j
n = jumlah fasilitas
dij = jarak rectilinear antara kedua pusat fasilitas i dan j
Normalized relationship distance score 1 - 𝑟𝑒𝑙𝑎𝑡𝑖𝑜𝑛𝑠ℎ𝑖𝑝 𝑑𝑖𝑠𝑡𝑎𝑛𝑐𝑒 𝑠𝑐𝑜𝑟𝑒−𝑙𝑜𝑤𝑒𝑟 𝑏𝑜𝑢𝑛𝑑
𝑢𝑝𝑝𝑒𝑟 𝑏𝑜𝑢𝑛𝑑−𝑙𝑜𝑤𝑒𝑟 𝑏𝑜𝑢𝑛𝑑 (2.9)
Rscore dapat memiliki hasil antara 0 sampai 1. Rscore yang baik adalah R- score yang mendekati angka 1. Semakin rendah R-score, semakin buruk layout yang dihasilkan.
