I-1
SISTEM ANDON UNTUK MAINTENANCE DALAM
MANUFACTURING DI PT FENG TAY
Ruhimat FA1 M. Ary Murti 2 M. Ramdhani3
123
Departemen Teknik Elektro – Institut Teknologi Telkom
1
afujiakbar@yahoo.co.id, 2 99750183@ittelkom.ac.id, 3 mra@ittelkom.ac.id ABSTRAK
Optimalisasi dan efisiensi proses produksi dalam manufaktur merupakan faktor yang sangat penting, terutama untuk menghasilkan barang yang berkualitas dengan proses produksi yang tepat waktu sesuai dengan keinginan konsumen atau buyer. Oleh karena itu diperlukan suatu upaya untuk mengimplementasikannya melalui penggunaan rancangan sistem komunikasi yang dapat memberikan informasi cepat dalam mengatasi permasalahan manufakturing.
Dalam makalah ini akan dibahas sistem andon yang memiliki kemampuan dalam memonitoring kegiatan produksi dengan masukan/keluaran sejumlah 64 I/O, dan dapat memberikan informasi berupa alert yang ditandai dengan menyalanya panel LED, berbunyinya sistem audio dan munculnya informasi kerusakan pada PC. Selain itu sistem juga mampu memberikan informasi secara real time menyangkut proses produksi yang terdiri dari pencapaian target produksi, downtime mesin dan proses. Tingkat efisiensi sistem yang diperoleh dari perbandingan sebelum dan sesudah sistem andon digunakan adalah sebesar 71%.
Kata kunci: sistem andon, mikrokontroler AT89S52, downtime mesin dan proses
1. Pendahuluan
PT Feng Tay merupakan perusahaan yang bergerak dalam industri pembuatan sepatu yang memiliki sistem manufaktur make to order. Sebagai perusahaan yang bergerak berdasarkan permintaan konsumen (buyer), perusahaan dituntut untuk dapat memenuhi pesanan (order) dalam jumlah dan waktu yang tepat. Hal tersebut dimaksudkan agar perusahaan dapat mempertahankan kepercayaan buyer.
Dalam mendukung ketepatan waktu pengiriman order, perusahaan harus memiliki sistem pengendalian produksi, baik menggunakan sistem perencanaan produksi maupun menggunakan system yang berbasis monitoring devices.
Selama ini perusahaan hanya menggunakan sistem perencanaan produksi yang dilakukan berdasarkan waktu manufaktur saja. Bila terjadi permasalahan dalam proses produksi, diantaranya kerusakan mesin dan masalah yang berhubungan dengan kualitas produk, yang mengakibatkan jadwal produksi tidak sesuai dengan perencanaan yang telah dibuat. Sehingga diperlukan suatu sistem yang dapat mengendalikan permasalahan tersebut dengan sistem yang berbasis monitoring devices
Andon adalah suatu sistem monitoring devices yang terdiri dari tanda visual elektrik dan panel audio yang akan memberikan informasi berupa sinyal pada maintenance/ supervaisor jika ada masalah. Andon dijadikan sebagai alat komunikasi yang dirancang untuk menggambarkan karakteristik
proses produksi, yang manajemen dan operator ingin ketahui secara rutin dan mendasar.
Gambar 1. Contoh Papan Andon 2. Sistem Andon
Sistem andon yang dibutuhkan pada pabrik sepatu milik PT. Feng Tay merupakan sistem yang memantau dan merekam proses di line produksi di Line a dan Line b. Sistem ini menentukan jumlah total target dan actual target yang dimasukan lewat PC serta ditampilkan di display secara flipflop. Juga memantau DT Process, DT Machine dan Result yang terjadi di line produksi, proses ini ditampilkan di display dan di record ke PC. Sistem ini terdiri dari sembilan sub sistem yang membentuk sistem ini, yaitu :
a. Tombol
Alat ini terdiri dari dua tombol yaitu merah dan hijau dan LED indikator untuk masing-masing tombol, tombol merah ditekan apabila terjadi DT Machine dan tombol hijau ditekan apabila terjadi DT Process. Penekanan pertama pada tombol ini akan mengakibatkan Counter DT berjalan LED indikator nyala berkedip, sign tower nyala berkedip, audio on. Penekanan kedua mengakibatkan Counter DT tetap berjalan, LED indikator nyala tidak berkedip, Sign Tower nyala tidak berkedip, audio off. Penekanan ketiga akan mengakibatkan Counter DT berhenti, LED indikator off, Sign Tower off.
b. Sign Tower
Alat ini merupakan lampu indikator untuk tombol yang terhubung dengannya, terdiri dari dua warna, merah dan hijau. Merah indikator DT Machine, hijau indikator DT Process. Apabila tombol yang bersangkutan ditekan sekali maka Sign Tower nyala berkedip, ditekan yang kedua kali nyala diam, ditekan yang ketiga kali Sign Tower off. (warna lampu disesuaikan dengan kebutuhan) c. Sensor
Alat ini terdiri dari bagian TX dan RX yang berfungsi mendeteksi benda yang melewatinya, dalam hal ini hasil produksi (Result) yang ditampilkan di display. Masing-masing line mempunyai satu sensor
d. Display
Tampilan kejadian produksi yang bisa dimonitor langsung di line produksi, display ini terdiri dari dua yaitu Display Stitching dan Display Assembly. Pada display Stitching terdapat tampilan Jam, tampilan akumulasi waktu terjadinya DT Machine, tampilan akumulasi waktu terjadinya DT Process, indikator terjadinya DT Machine dan DT Process untuk C1, C2, S1, S2, S3, S4 untuk line x dan line y. Pada display Assembly terdapat tampilan Jam, tampilan Target Total dan Target Aktual, tampilan Result, tampilan akumulasi DT Machine, DT Process, indicator terjadinya DT Machine dan DT Process untuk line x dan line y.
e. Audio
Alat ini terdiri dari modul audio dan speaker, yang berjumlah empat masing-masing line memiliki dua buah, yang memainkan nada yang berbeda, nada berbunyi apabila tombol di line yang bersangkutan ditekan pertama kali, penekanan tombol yang kedua dan ketiga tidak mengakibatkan audio berbunyi. f. Selector
Pada sistem andon ini terdapat dua Selector, satu line memiliki satu selector. Setiap selector memiliki delapan channel output yang dihubungkan ke masing-masing group (C1, C2, S1, S2, S3, S4, ASS, BO) dan satu channel input yang dihubungkan ke
Master. Selector menerima perintah dari Master untuk mengirimkan data setiap tombol pada setiap group.
g. Master
Pada sistem andon ini terdapat dua Master, satu line memiliki satu master. Setiap master memilik dua channel output yang masing-masing dihubungkan ke Selector dan Display, master juga memiliki satu channel input yang dihubungkan ke Converter PC. Master menerima data dari Selector kemudian dikirimkan ke PC untuk diolah, data hasil olahan PC tersebut diterima kembali oleh master untuk ditampilkan ke display.
h. Converter
Alat ini berfungsi untuk mengkonversi data RS-485 yang digunakan oleh Master, Selector dan Tombol ke RS-232 yang digunakan oleh PC.
i. Personal Computer
PC merupakan perangkat untuk mengolah data yang diterima dari master untuk disimpan di database dan hasil olahan lainnya dikirimkan ke master kembali untuk ditampilkan ke display.
3. Perancangan Sistem 3.1 Umum
Perancangan dan realisasi alat terdiri dari tiga bagian: pertama adalah bagian hardware yang meliputi boks mikrokontroler fungsinya sebagai kontroler, kedua adalah panel LED sebagai prototype gedung pabrik. Sedangkan yang ketiga adalah bagian software yang meliputi program assembly dan program Visual Basic yang fungsinya untuk switching dan untuk menampilkan proses produksi yang sedang berlangsung.
Secara umum blok diagram sistem andon adalah sebagai berikut:
Gambar 2. Blok diagram Sistem Andon Penjelasan tiap-tiap blok diagram adalah sebagai berikut:
1. Personal Computer
PC berfungsi sebagai display untuk menampilkan semua informasi. Selain itu PC juga berfungsi sebagai pemroses data dan penyimpan data. Data dan informasi yang dikirim dari dan ke PC berupa sinyal digital RS232 yang dihubungkan ke mikrokomputer. Program yang digunakan adalah program aplikasi Andon System yang dibuat dengan menggunakan Visual Basic.
2. Converter RS 232
Rangkaian ini berfungsi untuk merubah level signal dari level signal RS232 ke level signal TTL ataupun sebaliknya.
3. Mikrocomputer
Merupakan rangkaian pengendali sederhana yang berfunsi sebagai signal distributor. Setiap data dari tombol akan dibaca dan dikirimkan ke PC, begitu pula setiap informasi yang telah diolah oleh PC akan dikirimkan ke lampu tower. Mikrokomputer yang digunakan adalah AT89S52.
4. Interface
Rangkaian ini berfungsi sebagai pengaman, yang akan memisahkan rangkaian tombol dengan rangkaian mikrokomputer. Dengan adanya rangkaian ini rangkaian mikrokontroler akan aman terhadap arus lebih yang mungkin terjadi dari bagian tombol. Rangkaian ini terdiri dari optoisolator.
5. Tombol
Ini merupakan sensor yang menghubungkan system dengan operator. Jika terdapat masalah atau error yang terjadi, maka operator akan menekan tombol downtime yang sesuai.
6. Photo sensor
Selain tombol sensor lain yang digunakan adalah photo sensor, yang berfungsi menghitung setiap output yang dihasilkan.
7. Driver
Untuk dapat mengendalikan lampu tower diperlukan rangkaian driver yang berfungsi sebagai penguat signal dari level TTL ke level tegangan AC 220V. Rangkaian ini terdiri dari relay dan rangkaian driver relay.
8. Lampu Tower
Lampu tower ini merupakan indicator yang akan memberitahukan setiap kesalahan. Terdapat dua macam lampu tower, yaitu lampu merah dan lamput hijau. Lampu merah untuk downtime mesin dan lampu hijau untuk downtime proses. 9. Alarm
Sama halnya dengan lampu tower, alarm berfungsi sebagai indicator yang akan bunyi ketika terjadi masalah atauput error. Dengan adanya alarm maka setiap masalah akan cepat ditanggapi atau direspon.
10.Protokol
Untuk menghubungkan antara program aplikasi dan mikro computer diperlukan adanya suatu kesepakatan signal yang berfungsi sebagai penghubung antara hardware dengan software,
hal ini disebut protocol. Terdapat dua mode pada protocol berdasarkan alur signalnya, yaitu mode baca baca dan mode tulis.
Pada mode baca PC akan mengirimkan perintah baca, perintah baca ini kemudian akan diterima oleh mikrokomputer. Mikrokomputer kemudian akan melakukan pembacaan pada port yang dihubungkan ke bagian input sensor. Dan hasil pembacaannya akan kirim balik ke PC sebagai respon.Sedangkan pada mode tulis, hasil pengolahan dari PC akan ditransfer ke mikrokomputer. Mikro computer kemudian akan menerimanya dan mengirimnya kembali ke bagian driver untuk ditransfer lagi ke lampu tower ataupun alarm.
3.2 Perancangan Hardware AT89S52 Switch AT89S52 Memori DB25 Connector output A DB25 Connector output B DB25 Connector output C DB25 Connector Input A DB25 Connector Input B DB25 Connector Input C Pencacah Regulator/ Catu Daya Max 232 Panel Led
Gambar 3 Blok diagram hardware
Sistem terbagi dalam beberapa bagian, yaitu panel Led, rangkaian catu daya, rangkaian input (masukan), rangkaian RS232, dan rangkaian output (keluaran), sebagaimana ditunjukan pada gambar 3.
Gambar5. Rangkaian input
Tabel berikut adalah data masukan yang dilakukan pada rangkaian input.
Table 1 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8 S1 C1 S1 C1 S1 C1 S1 C1 4K9 4K1 3K9 3K1 4M9 4M1 3M9 3M1 C1 C1 S1 C1 S1 C1 4K2 3K2 4M10 4M2 3M10 3M2 C1 C1 S1 C1 S1 C1 4K3 3K3 4M11 4M3 3M11 3M3 C1 C1 S3 C1 S1 C1 4K4 3K4 4M12 4M4 3M12 3M4 C2 C2 S3 C2 S3 C2 4K5 3K5 4M13 4M5 3M13 3M5 C2 BO C2 BO C2 BO C2 4K6 3K14 3K6 4M14 4M6 3M14 3M6
S2 ASS S2 ASS S2 ASS S2
4K7 3K15 3K7 4M15 4M7 3M15 3M7
ASS S2 ASS S2 ASS S2 ASS S2
4K16 4K8 3K16 3K8 4M16 4M8 3M16 3M8 IC4 IC3 B1 B2 S1 4K10 S1 3K10 B3 S1 4K11 S1 3K11 B4 B7 ASS 4K15 B8 S3 4K12 S3 3K12 B5 S3 4K13 S3 3K13 B6 BO 4K14 C 1 3 M 1 Bagian Cutting
Group 1 Line 3 Warna
Merah
Mesin No 1
Keterangan table 3.1 dan gambar diatas: C : Cutting
S : Sewing/ stitching BO : packing/ Box ASS : Assembling
Gambar 6. Rangkaian RS232
Gambar 7. Rangkaian Output 3.3 Perancangan Software
Rancangan software dengan menggunakan program visual basic dapat dilihat pada gambar 8, tampilan jendela berikut digunakan sebagai panel informasi dalam kaitannya dengan proses produksi.
A B C D E F G
Gambar 8 Menu control panel Keterangan gambar
A : NOS Line
Setiap gedung pabrik terdapat 2 Line produksi, dalam makalah ini telah ditentukan yaitu line 3 dan line 4
B : Time
Waktu mulai dihidupkannya sistem andon, setiap line di mulai pada waktu tertentu, disesuaikan dengan system kerja pabrik.
C : Target
Kolom target ini berisi data jumlah barang yang sudah harus diselesaikan pada waktu sekarang (sesuai dengan waktu yang ditunjukan pada kolom Time)
D : Total target
Kolom ini berisi total jumlah barang yang yang harus selesai sampai waktu jam kerja berakhir E : Output
Hasil (target yang baru dicapai) sesuai dengan kenyataan di lapangan
F : DT Machine
Kolom ini berisi data waktu di mana telah terjadi kerusakan pada mesin, dan merupakan akumulasi waktu jika terdapat banyak mesin yang rusak. G : DT Proses
Kolom ini berisi data waktu dalam satuan menit, dimana akan tekoreksi bila terdapat kesalahan pada proses yang diakibatkan oleh anomaly pada kualitas barang dan kehabisan stock barang 4. Hasil Akhir
Analisa system dilakukan dengan melakukan pengukuran tegangan pada beberapa blok rangkaian dan simulasi keseluruhan system. Berikut adalah data table hasil simulasi
Tabel 2.
IN/ OUT B IN/ OUT C
NO Kode Panel LED NO Kode Panel LED NO Kode Panel LED
1 1 1 C1 3M1 1 8 1 S1 4M9 1 4*1 C1 4K1 2 1 2 C1 3M2 2 8 2 S1 4M10 2 4*2 C1 4K2 3 1 4 C1 3M2 3 8 4 S1 4M11 3 4*4 C1 4K3 4 1 8 C1 3M4 4 8 8 S3 4M12 4 4*8 C1 4K4 5 1 1* C2 3M5 5 8 1* S3 4M13 5 4*1 C2 4K5 6 1 2* C2 3M6 6 8 2* BO 4M14 6 4*2* C2 4K6 7 1 4* S2 3M7 7 8 4* BO 4M15 7 4*4* S2 4K7 8 1 8* S2 3M8 8 8 8* ASS 4M16 8 4*8* S2 4K8 9 2 1 S1 3M9 9 1*1 C1 3K1 9 10 2 2 S1 3M10 10 1*2 C1 3K2 10 11 2 4 S1 3M11 11 1*4 C1 3K3 11 12 2 8 S3 3M12 12 1*8 C1 3K4 12
13 + 5V IN/ + 12V Out 13 13 + 5V IN/ + 12V Out
14 4 1 C1 4M1 14 2*1 S1 3K9 14 8*1 S1 4K9 15 4 2 C1 4M2 15 2*2 S1 3K10 15 8*2 S1 4K10 16 4 4 C1 4M3 16 2*4 S1 3K11 16 8*4 S1 4K11 17 4 8 C1 4M4 17 2*8 S3 3K12 17 8*8 S3 4K12 18 4 1* C2 4M5 18 2*1* S3 3K13 18 8*1* S3 4K13 19 4 2* C2 4M6 19 2*2* BO 3K14 19 8*2* BO 4K14 20 4 4* S2 4M7 20 2*4* BO 3K15 20 8*4* BO 4K15 21 4 8* S2 4M8 21 2*8* ASS 3K16 21 8*8* ASS 4K16 22 2 1* S3 3M13 22 1*1* C2 3K5 22 23 2 2* BO 3M14 23 1*2* C2 3K6 23 24 2 4* BO 4M15 24 1*4* S2 3K7 24
25 2 8* ASS 4M16 25 1*8* S2 3K8 25 OUT/ SENSOR 4
IN/ OUT A
RESET 3 RESET 4 + 5V IN/ + 12V Out
OUT/ SENSOR 3
Berikut adalah analisa yang dilakukan pada software visual basic:
Menu port terdiri dari comm Port di mana terdapat pilihan antara port 1 s/d port 12, namun defaultnya adalah port 1. Dan Boud Rate dengan pilihan 9600 Kbps dan 19200 Kbps, dengan default 9600 Kbps.
Gambar 9. Menu Target
Menu target terdiri dari Date (tanggal), yang diisi sesuai dengan hari dan tanggal sekarang. Line, yang diisi dengan pilihan Line 3 dan Line 4. Quantity dan Time maksudnya setiap 1 pcs barang dapat diselesaikan dalam waktu sekian detik, hal ini disesuaikan dengan jenis barang yang diproduksi.
Dalam kenyataan di lapangan menu target ini diisi oleh operator untuk 1 minggu kerja/ untuk waktu 1 bulan kerja, hal ini disesuaikan dengan schedule produksi.
Gambar 10. Menu Time Setting
Menu Time Setting terdiri dari kolom line, hari, dan kolom waktu (untuk inputan baru). Untuk line terdapat pilihan line 3 dan line 4, sedangkan untuk kolom hari terdiri dari hari-hari selama 1 minggu. Jika terdapat perubahan jam kerja, maka
dilakukan inputan baru/ update pada kolom waktu, dan defaultnya terdapat 4 waktu dengan 4 status (start-stop-start-stop), hal ini disesuaikan dengan jam kerja (masuk-istirahat-masuk-pulang).
Pada menu print terdapat kolom Line (L3/ L4) dan kolom rentang waktu yang mana akan menampilkan sejumlah data yang diinginkan untuk kemudian dicetak. Data yang dicetak terdiri dari targett dan targetq yang diperoleh dari menu target. Output yang diperoleh dari inputan sensor (merupakan hasil dari bagian BO/ pengepakan). Machine dan proses yang berupa akumulasi waktu (downtime) bila terjadi abnormali.
5. Kesimpulan
Berdasarkan perancangan dan realisasi rangkaian, serta hasil pengujian sistem yang telah dilakukan maka dapat diambil kesimpulan-kesimpulan sebagai berikut:
1. Sistem yang dibuat memiliki performansi yang cukup baik, di mana dapat mencakup masukan/ keluaran dalam jumlah yang banyak (64 I/O). 2. Perangkat lunak pad PC mampu menampilkan
serta memberikan informasi aktual mengenai proses produksi secara realtime.
3. Sistem alert (berupa sinyal lampu dan sinyal audio/alarm) yang dimiliki sistem andon ini berfungsi dengan baik, walaupun terdapat delay pada audio, namun tidak mempengaruhi fungsi secara keseluruhan.
4. Tingkat efisiensi sistem yang diperoleh dari perbandingan sebelum dan sesudah sistem andon digunakan adalah sebesar 71%.
5. Untuk pengembangan selanjutnya sistem andon ini dapat diakses melalui jaringan internet (manajer/ maintenance dapat mamantau dari luar). Dan tambahan untuk sistem alert, di mana bila terjadi abnormali dapat dihubungkan ke perangkat mobile/ handphone melalui sms gateway.
DAFTAR PUSTAKA
[1] Anonim, Manual Book Andon System Line 9 Dan Line 10 PT. Feng Tay
[2] ATMEL.2000, 8 Bit Microcontroller with 4k Byte Flash: AT89S52, Atmel Inc., USA.
http://www.atmel.com.
[3] Budhiharto Widodo, 2004. Interfacing Komputer dan Mikrokontroler. Elex Media Komputindo. Jakarta.
[4] D. Octovhiana, Krisna. 2003. Cepat Mahir Visual Basic 6.0. IlmuKomputer.com. [5] Gaspersz, Vincent. 2001. Production Planing
and Inventory Control. PT Gramedia Pustaka Utama. Jakarta.
[6] http://www.alldatasheet.com. [7] http://www.datasheetarchive.com.
[8] Industrial Andons, LLC
http://www.industrialandons.com
[9] Putra, Afgianto Eko. 2003. Belajar Mikrokontroler AT89C51/52/55 Teori dan Aplikasi. Edisi 2. Gava Media. Yogyakarta.
