ANALISIS WAKTU BAKU DAN BEBAN KERJA UNTUK
OPTIMASI JUMLAH DAN DISTRIBUSI PEKERJA
PADA PRODUKSI BUAH KALENG
(Studi Kasus : Produksi Nanas dan Tropical Fruit Salad Kaleng)
ARNAL NOVISTIARA
SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR 2016
PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis yang berjudul Analisis Waktu Baku dan Beban Kerja untuk Optimasi Jumlah dan Distribusi Pekerja pada Produksi Buah Kaleng (Studi Kasus: Produksi Nanas dan Tropical Fruit SaladKaleng) adalah benar karya saya dengan arahan dari pembimbing Dr Ir M. Faiz Syuaib, MAgr sebagai ketua, Dr Liyantono STP, MAgr sebagai anggota komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apapun kepada perguruan tinggi manapun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir tesis ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor.
Bogor, Mei 2016
Arnal Novistiara
RINGKASAN
ARNAL NOVISTIARA. Analisis Waktu Baku dan Beban Kerja untuk Optimasi Jumlah dan Distribusi Pekerja pada Produksi Buah Kaleng (Studi Kasus: Produksi Nanas dan Tropical Fruit Salad Kaleng). Dibimbing oleh M FAIZ SYUAIB dan LIYANTONO.
Proses produksi nanas kaleng merupakan sebuah proses dimana buah nanas segar diolah dan dikemas dalam wadah kaleng menjadi suatu produk berupa nanas kaleng. Tropical Fruit Salad (TFS) kaleng memiliki proses yang sama dengan nanas kaleng namun buah yang digunakan menggunakan campuran buah lainnya seperti jambu dan pepaya. Dalam proses produksi ini terdapat karakteristik proses kerja yang perlu untuk diperhatikan seperti ketepatan, kecepatan serta keselamatan (safety) yang hasil akhirnya berupa suatu produk yang optimal dan berkualitas. Di sisi lain manusia sebagai individu yang melakukan proses pengolahan juga memiliki karakteristik tersendiri yang perlu diperhatikan seperti karakteristik fisik, fisiologis dan psikologis yang berbeda pada setiap individu dan akan berpengaruh terhadap proses kerja. Dikarenakan sebagian besar kegiatan pada proses produksi nanas dan TFS kaleng masih dilakukan secara manual oleh pekerja serta mesin yang dikendalikan oleh operator maka agar tercapai produktivitas yang optimal, kajian atau penelitian mengenai “human factor” perlu
dilakukan pada penelitian ini. Ergonomika sebagai salah satu bidang ilmu yang mempelajari interaksi antara manusia dengan pekerjaan serta lingkungan kerja dapat diterapkan pada aktivitas produksi nanas dan TFS kaleng untuk menyesuaikan karakteristik proses produksi (kerja) dengan karakteristik manusia (pekerja).
Tujuan dari penelitian ini adalah menentukan dan mengoptimasi jumlah dan distribusi tenaga kerja pada alur produksi nanas dan TFS kaleng yang sesuai dengan pendekatan ergonomika beban kerja dan waktu baku. Penelitian ini dilakukan melalui beberapa metode. Pertama adalah metode untuk penentuan waktu baku, kedua adalah untuk penentuan beban kerja dan ketiga adalah metode untuk melakukan analisis optimasi jumlah dan pendistribusian berdasarkan waktu baku dan beban kerja.
Hasil yang diperoleh menunjukkan bahwa 371 pekerja (362 fix worker dan 9 flexible worker) dibutuhkan pada line produksi nanas kaleng untuk memenuhi target produksi 250000 kaleng/hari. Dengan 384 pekerja yang ada sekarang, berpotensi untuk meningkatkan 3.5% dari target produksi nanas kaleng.
Pada kasus TFS kaleng, hasil yang diperoleh menunjukkan bahwa 347 pekerja (330 fix worker dan 17 flexible worker) dibutuhkan pada line produksi TFS kaleng untuk memenuhi target produksi 7500 kaleng/hari. Dengan 384 pekerja yang ada sekarang, berpotensi untuk meningkatkan 10.5% dari target produksi TFS kaleng.
SUMMARY
ARNAL NOVISTIARA. Analysis of Workload and Standard Time to Optimize Distribution and Number of Worker on Canned Fruit Production (Case Study: Production of Canned TFS and Pineapple).Supervised by M FAIZ SYUAIB and LIYANTONO.
On production process of canned pineapple consists some sequential work elements where fresh pineapple fruits was processed into a canned product. Tropical fruit salad (TFS) has similar process with canned pineapple process but consist of some fresh fruit which is pineapple, guava, and papaya, as main ingredients. In the line production process, some ergonomic aspect must be considered to suite to the job demand, i.e. work accuracy, speed, and safety, to ensure good quality product at optimum work system. On the other side, workers who perform the processing also has its own human characteristics such as physical, physiological and psychological characteristics, which are diverse among individuals and then it will affect the working process. Because most of works has to be done by human as manual task and human operated machine as well, “human factor” has major role on these work system. In order to achieve optimum productivity, research focused on the compatibility between the characteristics of the production process with human characteristics needs to be done. Ergonomic science that studies about interactions between people with jobs and work environment could be applied to design work system of canned pineapple and TFS and to made adjustment in between characteristics of the production process and human characteristics of workers.
The aim of this study was to optimize distribution and number of worker on production flow of canned TFS and pineapple with workload and time study approaches. Then result of workload and worktime were used to define the optimum work flow on the production process. This research were conducted through several steps, such as determining standard time of each work element, determining the workload of each operator and work element, and optimize the number of the worker and its distribution for each work elements of the production line based on the standard time and workload data.
The result revealed that 371 workers (362 fix workers and 9 flexible worker) were required on the canned pineapple production line to fulfill 250000 cans of production target. With the existing 384 worker presently, it is potensially to increase 3.5% of production target in the canned pineapple line.
In the case of canned TFS, the result revealed that 347 workers (330 fix workers and 17 flexible worker) were required to fulfill 7500 cans of production target. With the existing 384 worker presently, it is potensially to increase 10.5% of production target in the canned TFS line.
© Hak Cipta Milik IPB, Tahun 2016
Hak Cipta Dilindungi Undang-Undang
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan atau menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau tinjauan suatu masalah; dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan IPB
Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis ini dalam bentuk apa pun tanpa izin IPB
Tesis
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains
pada
Program Studi Teknik Mesin Pertanian dan Pangan
ANALISIS WAKTU BAKU DAN BEBAN KERJA UNTUK
OPTIMASI JUMLAH DAN DISTRIBUSI PEKERJA
PADA PRODUKSI BUAH KALENG
(Studi Kasus : Produksi Nanas dan Tropical Fruit Salad Kaleng)
SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR 2016
Judul Tesis : Analisis Waktu Baku dan Beban Kerja untuk Optimasi Jumlah dan Distribusi Pekerja pada Produksi Buah Kaleng (Studi Kasus : Produksi Nanas dan Tropical Fruit Salad Kaleng)
Nama : Arnal Novistiara NIM : F151140156
Disetujui oleh Komisi Pembimbing
Dr Ir M. Faiz Syuaib, MAgr Ketua
Dr Liyantono, STP, MAgr Anggota
Diketahui oleh Ketua Program Studi
Teknik Mesin Pertanian dan Pangan
Dr Ir Y. Aris Purwanto, MSc
Dekan Sekolah Pascasarjana IPB
Dr Ir Dahrul Syah, MscAgr
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas segala karunia-Nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Tema yang dipilih dalam penelitian ini ialah ergonomika dengan judul Analisis Waktu Baku dan Beban Kerja untuk Optimasi Jumlah dan Distribusi Pekerja pada Produksi Buah Kaleng (Studi Kasus : Produksi Nanas dan Tropical Fruit Salad Kaleng).
Dengan diselesaikannya penelitian hingga tersusunnya tesis ini, penulis ingin menyampaikan penghargaan dan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada:
1. Orang tua dan kedua kakak (adriyan dan andesta) yang selalu memberikan doa, semangat dan kasih sayangnya hingga tesis ini dapat terselesaikan. 2. Dr Ir M. Faiz Syuaib, MAgr selaku ketua komisi pembimbing dan Dr Ir
Liyantono STP selaku anggota komisi pembimbing yang selalu memberikan bimbingan, masukan, dan saran-sarannya dalam menyelesaikan tesis ini.
3. Prof Dr Ir Sutrisno MAgr selaku dosen penguji luar atas masukan dan saran-sarannya.
4. Program Studi Teknik Mesin Pertanian dan Pangan (TMP) dan Fakultas Teknologi Pertanian yang telah membantu dan memberikan ijin pelaksanaan penelitian.
5. Rekan penelitian Agustian, Rizki dan Rifan yang telah banyak membantu dalam penelitian ini.
6. Rekan-rekan Laboratorium Ergonomika dan TMP angkatan 2013 yang selalu memberikan masukan dan semangat selama penyusunan tesis ini. Penulis menyadari sepenuhnya bahwa penyusunan tesis ini masih belum sempurna. Untuk itu penulis mengharapkan kritik dan saran dari semua pihak sebagai upaya perbaikan selanjutnya. Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.
Bogor, Mei 2016
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL xii
DAFTAR GAMBAR xii
DAFTAR LAMPIRAN xiii
1 PENDAHULUAN 1
Latar Belakang 1
Perumusan Masalah 2
Tujuan Penelitian 2
Manfaat Penelitian 2
Ruang Lingkup Penelitian 3
2 TINJAUAN PUSTAKA 3 Ergonomika 3 Studi Waktu 4 Beban Kerja 5 Kapasitas Kerja 6 Program Linear 7 3 METODE 9
Tempat dan Waktu Penelitian 9
Peralatan dan Subjek Penelitian 9
Metode Penelitian 9
4 HASIL DAN PEMBAHASAN 18
Alur Proses Produksi 18
Waktu Baku Nanas dan TFS Kaleng 29
Analisis Kapasitas Kerja Produksi Nanas dan TFS Kaleng Berdasarkan
Waktu Baku 31
Distribusi Pekerja Nanas dan TFS Kaleng Berdasarkan Waktu Baku 35
Tingkat Kejerihan 37
Laju Konsumsi Energi 38
Analisis Kapasitas Kerja Produksi Nanas dan TFS Kaleng Berdasarkan
Beban Kerja 39
Distribusi Pekerja Nanas dan TFS Kaleng Berdasarkan Beban Kerja 42 Perbandingan Pekerja Produksi Nanas Kaleng Berdasarkan Analisis
Waktu Baku dan Beban Kerja 42
Perbandingan Pekerja Produksi TFS kaleng Berdasarkan Waktu Baku
dan Beban Kerja 44
Analisis Optimasi 45
5 SIMPULAN 47
LAMPIRAN 50
RIWAYAT HIDUP 76
DAFTAR TABEL
1. Kategori tingkat beban kerja berdasarkan IRHR 6 2. Konversi laju konsumsi O2 berdasarkan luas permukaan tubuh 11
3. Variabel 14
4. Pembagian elemen kerja pada proses produksi nanas kaleng 19 5. Elemen kerja pada proses produksi TFS kaleng 24 6. Waktu baku tiap elemen kerja proses produksi nanas kaleng 30 7. Waktu baku tiap elemen kerja proses produksi TFS kaleng 30 8. Kapasitas produksi nanas kaleng berdasarkan waktu baku 32 9. Kapasitas produksi TFS kaleng berdasarkan waktu baku 34 10.Alokasi tenaga kerja produksi nanas kaleng 35
11.Alokasi tenaga kerja produksi TFS kaleng 36
12.Kapasitas kerja produksi nanas kaleng 40
13.Kapasitas kerja produksi TFS kaleng 41
14.Kebutuhan pekerja berdasarkan analisis waktu baku dan beban kerja 43 15.Tenaga kerja berdasarkan analisis waktu baku dan beban kerja 45 16.Tenaga kerja produksi nanas kaleng (kerja efektif 6.0 jam) 46 17.Tenaga kerja produksi TFS kaleng (kerja efektif 3.5 jam) 46 18.Peningkatan produksi kerja produksi TFS kaleng 46
DAFTAR GAMBAR
1. Kerangka umum tahapan penelitian 15
2. Metode analisis waktu baku 16
3. Metode analisis beban kerja 17
4. Skema proses produksi nanas kaleng 18
5. Skema proses produksi TFS kaleng 23
6. Nilai IRHR pada masing-masing elemen kerja (a) produksi nanas (b)
TFS kaleng 37
7. Laju konsumsi energi setiap elemen produksi nanas kaleng 38 8. Laju konsumsi energi setiap elemen produksi TFS kaleng 39
DAFTAR LAMPIRAN
1. Perhitungan waktu normal dan delay produksi nanas kaleng 50 2. Perhitungan waktu normal dan delay produksi TFS kaleng 56 3. Nilai IRHR pekerja produksi nanas kaleng 60 4. Laju konsumsi energi produksi nanas kaleng 61 5. Nilai AKG (Permenkes RI no 75 tentang AKG) 62
6. Human Output Capacity produksi TFS kaleng 63
7. Human Output Capacity Produksi nanas kaleng 64
8. Contoh perhitungan nilai IRHR, ATEC dan kapasitas kerja 65 9. Hasil analisis optimasi solver produksi nanas kaleng (cluster 2) 67 10.Hasil analisis optimasi solver produksi TFS kaleng (cluster 4) 67 11.Hasil analisis optimasi solver produksi TFS kaleng (cluster 5) 67
12.Proses produksi nanas kaleng 68
1
PENDAHULUAN
Latar BelakangRespon perusahaan yang cepat dalam menanggapi perubahan teknologi yang terus berkembang, fluktuasi permintaan dan perubahan desain baik peralatan maupun sistem produksi merupakan kunci utama dalam suatu keberhasilan industri. Selain itu salah satu faktor penting yang belum banyak diterapkan dan dikembangkan adalah mengenai resiko ergonomika dalam suatu pekerjaan. Resiko ergonomika pada tempat kerja menyebabkan banyak permasalahan seperti pada kesehatan dan kualitas para pekerja ataupun hasil ekonomi dari pengusaha secara keseluruhan yang memburuk. Di Indonesia, Hendra dan Rahardjo (2009) melakukan penelitian beban kerja tentang keluhan Musculoskeletal Disorder pada pemanen kelapa sawit yang menyatakan bahwa resiko pekerjaan pemanenan mempunyai kategori tinggi (skor 8-10) berdasarkan metode Rapid Entire Body Assessment (REBA). Hal ini menunjukkan pentingnya untuk mengembangkan suatu pendekatan ergonomika yang dewasa ini memang belum banyak diterapkan dan dikembangkan dalam suatu sistem kerja produksi. Penerapan pendekatan ergonomika tentu juga akan terkait dengan kualitas dan kuantitas hasil pekerjaan. Pada penelitian ini akan mengkaji mengenai faktor ergonomika dalam suatu sistem proses produksi nanas dan TFS kaleng.
Proses produksi nanas kaleng merupakan sebuah proses dimana buah nanas segar diolah dan dikemas dalam wadah kaleng menjadi suatu produk berupa nanas kaleng, sedangkan Tropical Fruit Salad (TFS) kaleng memilki proses yang sama dengan nanas kaleng namun buah yang digunakan menggunakan campuran buah lainnya seperti jambu dan pepaya. Sebagian besar produk nanas dan TFS kaleng akan diekspor ke luar negeri sehingga kualitas dari nanas dan TFS kaleng ini juga penting untuk diperhatikan. Dalam proses produksi nanas dan TFS kaleng terdapat karakteristik proses kerja yang perlu diperhatikan seperti ketepatan, kecepatan serta keselamatan (safety) yang hasil akhirnya berupa suatu produk yang optimal dan berkualitas. Di sisi lain, sebagian besar kegiatan pada proses produksi nanas dan TFS kaleng masih dilakukan secara manual langsung oleh pekerja serta terdapat pekerjaan yang secara manual namun dibantu dengan mesin. Manusia sebagai individu yang melakukan proses produksi juga memiliki karakteristik tersendiri yang harus diperhatikan yang meliputi karakteristik fisik, fisiologis dan psikologis yang berbeda pada setiap individu dan akan berpengaruh terhadap proses kerja. Agar tercapai produktivitas yang optimal kajian atau penelitian mengenai kesesuaian antara karakteristik proses produksi (kerja) dengan karakteristik manusia perlu dilakukan. Selain itu, perusahaan tentu memiliki tuntutan kapasitas produksi yang harus tercapai sehingga kapasitas produksi ini harus disesuaikan dengan kapasitas pekerja. Ergonomika sebagai salah satu bidang ilmu yang mempelajari interaksi antara manusia dengan pekerjaan serta lingkungan kerja dapat diterapkan pada aktivitas produksi nanas dan TFS kaleng untuk menyesuaikan karakteristik proses produksi (kerja) dengan karakteristik manusia.
Ergonomika memiliki beberapa cabang ilmu yang dapat menganalisis pengaruh faktor manusia, alat kerja dan lingkungan kerja dalam mencapai keberhasilan suatu pekerjaan, beberapa diantaranya yaitu studi gerak, waktu dan
beban kerja. Penelitian ini difokuskan pada analisis pengoptimasian jumlah dan distribusi pada proses produksi nanas dan TFS kaleng dari aspek waktu dan beban kerja. Aspek beban kerja dan waktu standar memiliki pengaruh yang cukup besar terhadap kegiatan produksi. Pertimbangan ergonomika merupakan pendekatan penting dalam menentukan jumlah tenaga kerja optimal dalam suatu alur produksi sebuah industri. Dengan melakukan pendekatan ergonomika dapat mengevaluasi kesesuaian antara tenaga kerja dengan kondisi pekerjaan sehingga hasil optimal akan dicapai pada resiko pekerjaan yang minimal dan produktivitas yang maksimal. Dengan kata lain diharapkan dapat menerapkan suatu sistem produksi nanas dan TFS kaleng yang tidak hanya optimal pada produktivitas namun juga optimal dari sisi manusia sebagai pekerja.
Perumusan Masalah
Waktu dan beban kerja yang tidak sesuai dengan kapasitas manusia akan menyebabkan terjadinya berbagai hambatan dalam proses produksi nanas dan TFS kaleng yang masih banyak dilakukan secara manual. Pada sistem produksi nanas dan TFS kaleng perlu disesuaikan antara karakteristik tenaga kerja (manusia) dengan karakteristik kerja yang dalam hal ini yaitu berdasarkan pendekatan studi waktu dan beban kerja. Pengoptimasian terhadap distribusi pekerja dengan mempertimbangkan kedua parameter tersebut cukup penting dilakukan mengingat keselamatan dari pekerja merupakan hal yang sering diabaikan untuk menghasilkan suatu produktivitas yang optimal. Saat ini masih jarang kalangan yang melakukan kajian penerapan ergonomika pada proses produksi nanas dan TFS kaleng sehingga data dan penelitian terkait produksi nanas dan TFS kaleng dengan pendekatan ergonomika sangat terbatas.
Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah untuk menentukan dan mengoptimasi jumlah dan distribusi tenaga kerja pada alur produksi nanas dan TFS kaleng yang sesuai dengan pendekatan ergonomika beban kerja dan studi waktu.
Manfaat Penelitian
Penelitian ini diharapkan dapat menghasilkan referensi berupa waktu baku dan beban kerja pada proses produksi nanas dan TFS kaleng, yang selanjutnya dapat dijadikan dasar untuk merencanakan target dan proses produksi serta ketenagakerjaan dengan pendekatan ergonomika (studi waktu dan beban kerja) yang optimal baik dari sisi hasil produktivitas maupun manusia sebagai pekerja. Kemudian dapat digunakan oleh perusahaan sebagai referensi untuk melakukan perubahan tata letak proses produksi yang lebih baik.
Ruang Lingkup Penelitian
Agar perhatian dalam pemecahan masalah dapat terpusat maka perlu dilakukan pembatasan masalah. Beberapa batasan-batasan terhadap masalah yang akan dibahas yaitu:
1. Proses pengolahan yang dimaksud adalah proses produksi nanas dan TFS kaleng yang di mulai dari proses penumpahan buah-buah dari bin dumper
hingga proses penyimpanan nanas dan TFS kaleng di warehouse.
2. Pada penelitian ini, observasi dilakukan pada line produksi nanas kaleng berukuran A2 yaitu nanas kaleng yang memiliki berat bersih 420 gram (N.W), sedangkan untuk produksi TFS kaleng yaitu kaleng berukuran A10 yang memiliki berat bersih 2100 gram (N.W).
3. Shift kerja di perusahaan terdiri dari 2 shift yaitu shift pagi dan malam. Penelitian ini hanya mengobservasi shift kerja pagi.
4. Pengoptimasian yang dimaksud adalah optimasi berdasarkan dua aspek ergonomika yaitu beban dan waktu standar kerja pada aktivitas proses produksi nanas dan TFS kaleng.
2
TINJAUAN PUSTAKA
Ergonomika
International Ergonomics Association (IEA 2000) mendefinisikan ergonomika sebagai suatu disiplin ilmu yang fokus pada hubungan antara manusia dengan elemen lain pada suatu sistem dan kontribusinya terhadap desain, pekerjaan, produk dan lingkungan dengan tujuan untuk menyelaraskan terhadap kebutuhan, kemampuan dan keterbatasan manusia. Bridger (2002) menyatakan bahwa ergonomika adalah ilmu yang mempelajari interaksi anatara manusia dan mesin serta faktor-faktor yang mempengaruhi interaksi tersebut. Tujuannya adalah untuk meningkatkan kinerja sistem dengan meningkatkan interaksi anatara manusia dengan mesin.
Menurut Syuaib (2003) ergonomika dapat didefinisikan sebagai ilmu yang mempelajari interaksi antara manusia dengan alat, metode, dan lingkungan dimana mereka melakukan aktivitas agar tercapai kesesuaian yang optimal. Dalam membahas penerapan ergonomika, Sanders dan Mc Cormick (1993) menyatakan bahwa tujuan ergonomika adalah untuk meningkatkan performansi seluruh sistem kerja dan pada waktu yang sama mengurangi ketegangan pekerja selama melaksanakan pekerjaan tersebut dengan cara menganalisa pekerjaan, lingkungan kerja dan interaksi manusia-mesin. Ergonomika dapat berperan pula sebagai desain pekerjaan pada suatu organisasi, misalnya penentuan jumlah jam istirahat, pemilihan jadwal pergantian waktu kerja, serta meningkatkan variasi pekerjaan. Ergonomika juga memberikan peranan penting dalam meningkatkan faktor keselamatan dan kesehatan kerja, misalnya desain suatu sistem kerja untuk mengurangi rasa nyeri dan ngilu pada sistem kerangka dan otot manusia, serta desain status kerja untuk alat peraga visual. Hal tersebut dilakukan untuk mengurangi ketidaknyamanan visual dan postur kerja.
Studi Waktu
Pengukuran waktu (Time Study) pada dasarnya merupakan suatu usaha untuk menentukan lamanya waktu kerja yang dibutuhkan oleh seorang operator/pekerja yang terlatih untuk menyelesaikan suatu pekerjaan yang spesifik, pada tingkat kecepatan kerja yang normal, dan dalam lingkungan kerja yang terbaik pada saat itu. Pengukuran waktu tersebut merupakan suatu upaya untuk mendapatkan suatu kriteria objektif. Peranan penentuan waktu bagi suatu pekerjaan sangat besar di dalam sistem produksi seperti untuk sistem upah perangsang, penjadwalan kerja dan mesin, pengaturan tata letak pabrik, penganggaran dan sebagainya (Sulistyadi dan Susanti 2003).
Studi terhadap waktu dapat menunjukkan ukuran kerja yang melibatkan teknik dalam penetapan waktu baku yang diijinkan untuk melakukan tugas yang telah diberikan berdasarkan suatu metode kerja dengan memperhatikan faktor kelelahan, pekerja dan kelambatan yang tidak dapat dihindarkan. Analisa studi waktu dapat menggunakan beberapa teknik untuk menetapkan sebuah standar yaitu dengan cara studi waktu menggunakan stopwatch, pengolahan data dengan menggunakan komputerisasi, data standar, dasar mengenai data gerakan, pengambilan contoh kerja, dan perhitungan berdasarkan masa lalu. Setiap teknik mempunyai penerapan tersendiri pada setiap kondisi. Studi analisis waktu harus dapat diketahui kapan sebaiknya digunakan dan kemudian menggunakan teknik analisis waktu secara benar. Standar waktu digunakan untuk menentukan harga kerja dan peralatan yang dibutuhkan untuk membantu dalam pengembangan metode kerja yang efektif, mengatur pekerja dalam melakukan pekerjaannya, membantu dalam membandingkan performansi kerja dari suatu rencana yang sudah ditetapkan dengan beban kerja dan sumber daya yang digunakan serta untuk melaksanakan pengukuran produktivitas secara total.
Pengukuran kerja sendiri adalah sebuah ketentuan umum yang digunakan oleh banyak teknik sistematik dalam pengembangan koefisien numerik untuk mengubah pernyataan kuantitatif dari beban kerja menjadi sebuah pernyataan kualitatif dari waktu yang dibutuhkan dalam penggunaan sumber daya seperti mesin, manusia atau robot. Aspek studi waktu terdiri dari bermacam-macam prosedur untuk menentukan jumlah waktu yang diperlukan dan kondisi standar yang dapat diukur yang meliputi tugas manusia, mesin atau kombinasi keduanya. Pengukuran waktu juga ditujukan untuk mendapatkan waktu baku penyelesaian pekerjaan (Mundel dan David 1950).
Waktu Baku (WB)
Waktu baku (WB) adalah waktu yang diperlukan oleh seorang pekerja untuk bekerja secara wajar pada sistem dan kondisi lingkungan (dengan tingkat kesulitan tertentu), dengan prosedur yang umum, dan si pekerja menunjukan kesungguhan dalam menjalankan pekerjaannya. Dengan kata lain, dimaknai sebagai “waktu acuan yang dapat dijadikan patokan untuk menyelesaikan suatu pekerjaan secara wajar pada kondisi kerja tertentu. Berikut beberapa hal mengenai pentingnya waktu baku:
1. Digunakan untuk menghilangkan pemborosan sekaligus meningkatkan produktivitas kerja
2. Digunakan sebagai dasar penentuan upah dan jumlah buruh atau pekerja 3. Digunakan sebagai dasar penentuan jumlah bahan/material yang dibeli
4. Digunakan sebagai dasar penjadwalan produksi
5. Digunakan sebagai parameter mengenai baik buruknya kualitas operasi maupun pelayanan (dalam jasa)
Waktu Normal
Syuaib et al (2012) menyatakan bahwa waktu normal merupakan waktu yang digunakan oleh seorang pekerja untuk bekerja secara wajar tanpa usaha yang berlebihan sepanjang hari kerja, pada sistem dan kondisi lingkungan kerja yang wajar dan secara alami relatif termudah untuk dikerjakan, dengan prosedur yang umum dan si pekerja menunjukkan kesungguhan dalam menjalankan pekerjaannya atau dapat juga diartikan waktu yang dibutuhkan pekerja untuk menyelesaikan serangkaian kegiatan yang ada pada elemen kerjanya tanpa memperhitungkan faktor lain dalam kondisi senormal mungkin. Setelah didapatkan waktu normal, yaitu waktu penyelesaian suatu pekerjaan yang dianggap wajar, langkah selanjutnya adalah menentukan waktu baku. Tiga unsur yang belum ditambahkan sebelum mendapatkan waktu baku adalah dengan menambahkan unsur kebutuhan pribadi pekerja, menghilangkan rasa lelah dan hambatan-hambatan yang tidak dapat dihindarkan. Ketiga faktor ini disebut dengan faktor kesulitan.
Faktor Kesulitan
Faktor kesulitan (FK) adalah koefisien perubahan waktu elemen kerja yang terjadi akibat adanya perubahan kondisi (tingkat kesulitan) kerja relatif terhadap kondisi normal. Ada beberapa faktor yang memengaruhi elemen kerja. Secara umum, faktor kesulitan dari elemen-elemen kerja dipengaruhi oleh kondisi lingkungan pabrik ataupun struktur bangunan. Faktor kesulitan bisa bernilai minus (-). Apabila hal ini terjadi maka kondisi kerja terukur adalah relatif lebih “mudah” dibandingkan kondisi kerja “normal”. Hal ini bisa saja terjadi karena adanya “intervensi” teknologi terhadap kondisi kerja sehingga menjadi relatif “lebih mudah” terhadap kondisi normalnya (Syuaib et al 2012). Kondisi Lingkungan pabrik pada proses produksi nanas dan TFS kaleng telah disesuaikan sehingga pekerja melakukan pekerjaan dalam kondisi yang seragam sehingga tidak terdapat faktor kesulitan yang berasal dari kondisi lingkungan. Namun yang menjadi faktor kesulitan dari proses produksi nanas dan TFS kaleng ini adalah waktu delay yang terjadi sebagai hambatan pada setiap elemen kerja.
Beban Kerja
Menurut Syuaib (2003) terdapat dua macam terminologi beban kerja, yaitu beban kerja kuantitatif dan beban kerja kualitatif. Beban kerja kuantitatif adalah besarnya total energi yang dikeluarkan seseorang untuk melakukan suatu aktivitas. Dalam penelitian ini digunakan terminologi TEC (Total Energy Cost), BME (Basal Metabolic Energy), dan WEC (Work Energy Cost). TEC adalah energi total yang digunakan oleh seseorang untuk melakukan aktivitas. BME adalah energi yang digunakan oleh seseorang hanya untuk menjalankan proses metabolisme dalam tubuh sehingga BME ini selalu ada walaupun seseorang tidak melakukan pekerjaan. WEC adalah energi yang digunakan oleh seseorang hanya
saat melakukan kerja atau dengan kata lain respon energi dari tubuh kita terhadap pekerjaan yang dilakukan.
Beban kerja kualitatif adalah suatu indeks yang mengindikasikan berat atau ringan suatu pekerjaan dirasakan oleh seseorang. Beban kerja kualitatif dihitung sebagai rasio relatif suatu beban kerja seseorang. Dalam penelitian ini, terminologi yang digunakan adalah IRHR (Increase Ratio of Heart Rate). IRHR adalah indeks perbandingan relatif denyut jantung seseorang saat melakukan suatu aktivitas terhadap denyut jantungnya saat beristirahat. Kategori tingkat beban kerja berdasarkan nilai IRHR ditunjukkan pada Tabel 1.
Tabel 1 Kategori tingkat beban kerja berdasarkan IRHR
Kategori Nilai IRHR
Ringan 1.00 < IRHR < 1.25
Sedang 1.25 < IRHR < 1.50
Berat 1.50 < IRHR < 1.75
Sangat berat 1.75 < IRHR < 2.00 Luar biasa berat 2.00 <IRHR
Sumber : Syuaib (2003)
Kapasitas Kerja
Dalam ilmu ergonomika, kerja diartikan sebagai suatu aktivitas untuk menghasilkan sesuatu. Manusia menggunakan otot hampir untuk seluruh jenis pekerjaan, otot manusia sendiri memerlukan energi untuk melakukan kerja fisik. Energi yang diperlukan otot untuk melakukan kerja berasal dari proses oksidasi glukosa yang terjadi di dalam tubuh. Konsumsi oksigen akan meningkat secara linier sesuai dengan beban kerja yang dialami. Hal ini menunjukkan bahwa semakin berat beban kerja yang dialami maka akan semakin meningkat penyerapan oksigen. Pengukuran beban kerja fisik dapat dilakukan dengan berbagai cara, tetapi cara yang termudah untuk dilakukan adalah pengukuran denyut jantung. Menurut Bridger (2002) denyut jantung meningkat sesuai dengan fungsi dari beban kerja dan konsumsi oksigen. Karena pengukuran denyut jantung lebih mudah untuk dilakukan dibandingkan dengan mengukur dengan metode oksigen, maka pengukuran denyut jantung yang sering digunakan untuk mengukur beban kerja/konsumsi energi.
Menurut Syuaib (2003), fisiologi kerja merupakan salah satu sub disiplin dalam ilmu ergonomika yang mengkaji tentang kondisi/reaksi fisiologi yang disebabkan beban/tekanan eksternal saat melakukan aktivitas kerja. Kajian fisiologi kerja sangat terkait dengan indikator-indikator metabolik, yang diantaranya adalah: Cardiovascular (Denyut Jantung), Respiratory (Pernafasan),
Body Temperature (Suhu Tubuh), Muscular Act (Aktivitas Otot). Alat yang digunakan untuk mengukur denyut jantung adalah Heart Rate Monitor (HRM). HRM ini adalah alat dengan metode pengukuran yang paling nyaman digunakan untuk mengukur suatu beban kerja fisiologis (physiological strain). Meningkatnya tingkat laju denyut jantung dapat menunjukan beban kerja baik secara fisik maupun mental, karena terdapat korelasi yang linier terhadap konsumsi energi fisik (physicalenergy cost).
Program Linear
Linear Programming sering disingkat LP merupakan salah satu teknik
operational research yang digunakan paling luas dan diketahui dengan baik.
Linear Programming digunakan untuk merubah suatu masalah kedalam model matematik dalam mengalokasikan sumberdaya yang langka untuk mencapai suatu tujuan seperti memaksimumkan keuntungan dan meminimumkan biaya. (Merlyana dan Bahtiar 2008). Masalah keputusan yang sering dihadapi analis adalah alokasi optimum sumberdaya yang langka. Sumberdaya sering berupa uang, tenaga kerja, bahan mentah, kapasitas mesin, waktu, ruangan, teknologi, air dan masih banyak lagi yang lain. Metode Linear Programming digunakan untuk mencapai hasil terbaik yang mungkin dengan keterbatasan sumberdaya, hasil yang diinginkan mungkin ditunjukkan sebagai maksimisasi dari beberapa ukuran seperti profit, penjualan dan kesejahteraan, atau minimasi seperti biaya, waktu dan jarak. Setelah mengidentifikasi masalah maka dapat ditentukan tujuan yang akan dicapai dan dapat dibuat suatu formula matematik yang meliputi 3 tahap sebagai berikut :
1. Menentukan variabel yang tak diketahui (variabel keputusan) dan nyatakan dalam simbol matematik.
2. Membentuk fungsi tujuan yang ditunjukkan sebagai suatu hubungan linier (bukan perkalian) dari variabel keputusan.
3. Menentukan semua kendala masalah tersebut dan mengekspresikan dalam persamaan atau pertidaksamaan yang juga merupakan hubungan linier dari variabel keputusan yang mencerminkan keterbatasan sumberdaya masalah. Suatu permasalahan yang akan dipecahkan dengan Linear Programming
untuk menghasilkan suatu alokasi sumberdaya yang optimal, terlebih dahulu harus menentukan variabel keputusan. Fungsi tujuan yang memuat tujuan yang akan dicapai dan fungsi kendala dimana fungsi kendala ini merupakan masalah keterbatasan sumberdaya yang harus dipecahkan untuk mencapai suatu hasil yang optimal. Setelah variabel keputusan, fungsi tujuan dan fungsi kendala ditentukan maka suatu permasalahan tersebut dapat diringkas menjadi suatu persamaan matematik. Solusi dari model matematik yang dihasilkan akan memberikan berapa jumlah sumberdaya yang optimal untuk memaksimumkan keuntungan atau meminimumkan biaya produksi (Abbas et al 2008).
Penggunaan program linear telah cukup banyak digunakan pada berbagai studi kasus yang berbeda. Berikut ini beberapa penelitian yang melakukan optimasi menggunakan program linear. Garcia-gen et al (2014) telah melakukan penelitian mengenai optimalisasi campuran substrat anaerobik dalam co-digestion
menggunakan program linear adaptif, kemudian Gao et al (2014) dengan judul strategi penawaran optimal untuk GENCOs berdasarkan pemograman linear parametrik dengan informasi yang tidak lengkap. Namun penelitian optimasi dengan parameter ergonomika mengenai jumlah dan pendistribusian nanas dan TFS kaleng hingga saat ini belum pernah ada yang melakukan sebelumnya.
Susanta (1994), merumuskan program linear secara umum adalah sebagai berikut :
Mencari nilai x1, x2, .., xn
n nx c x c x c f 1 1 2 2 ...
dan memenuhi susunan kendala sebagai berikut:
0 , , 0 , 0 ) , , ( ... ) , , ( ... ) , , ( ... 2 1 2 2 1 1 2 2 2 22 1 21 1 1 2 12 1 11 n m n mn m m n n n n x x x b x a x a x a b x a x a x a b x a x a x a
Rumusan di atas dapat di tulis sebagai berikut : Mencari xi, j = 1, 2, ..., n Memaksimalkan (meminimumkan) j n j cjx f
1Dan memenuhi susunan kendala sebagai berikut :
m i b x aij j(,,) i; 1,2,,
0 j x Dimana : f : fungsi tujuan xf : variabel keputusanaif : koefisien teknis (koefisien dalam kendala utama)
bi : suku tetap
cj : koefisien biaya j
x > 0 : kendala tak negatif
Fungsi tujuan pada rumusan program linear di atas yaitu f = c1x1 + c2x2 +
... + cnxn merupakan tujuan yang akan dicapai atau dioptimalkan. Selanjutnya,
persamaan atau pertidaksamaan yang merepresentasikan keterbatasan atau keberadaan kendala yang membatasi pencapaian fungsi tujuan dinamakan fungsi kendala. Untuk m kendala pertama disebut kendala utama atau fungsional dan syarat bahwa nilai variabel keputusan harus lebih dari atau sama dengan (xj ≥ 0) dinamakan kendala-kendala tidak negatif. Rumusan program linear di atas menunjukkan bahwa setiap kendala dapat berbentuk kendala pertidaksamaan atau persamaan. Menurut Bazaraa et al (1990) juga mendefinisikan bahwa program linear adalah suatu masalah optimasi yang bertujuan memaksimalkan atau meminimalkan suatu fungsi linear yang memenuhi kendala-kendala berbentuk persamaan atau pertidaksamaan linear.
Hasil dari pengoptimasian ini dapat dijadikan dasar untuk perusahaan bagaiamana untuk mengatur tenaga kerja pada setiap elemen kerja juga dapat untuk melakukan perubahan-perubahan sistem pengoperasian mesin dan peralatan yang digunakan pada proses produksi.
3
METODE
Tempat dan Waktu Penelitian
Penelitian ini dilakukan pada bulan Januari 2014 hingga Maret 2016. Pengambilan data dilakukan di salah satu perusahaan nanas dan TFS kaleng. Selanjutnya pengolahan dan analisis data dilakukan di Laboratorium Ergonomika dan Laboratorium Teknik Bioinformatika, Fakultas Teknologi Pertanian, IPB.
Peralatan dan Subjek Penelitian Peralatan
Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini meliputi handycam (video recorder) untuk merekam aktivitas produksi nanas dan TFS kaleng, Heart Rate Monitor (HRM), software polar pro trainer 5 untuk mengukur denyut jantung pekerja serta perangkat pendukung seperti komputer dengan aplikasi Solver yang merupakan salah satu fitur pada MS Excel untuk pengolahan data optimasi, meteran, metronome, stopwatch, dan alat tulis.
Subjek Penelitian
Untuk produksi nanas kaleng, subjek yang digunakan berjumlah 37 pekerja. Untuk produksi TFS kaleng berjumlah 61 pekerja. Subjek merupakan pekerja baik laki-laki maupun wanita yang terlibat dalam setiap elemen kerja pada proses produksi nanas dan TFS kaleng. Pembedaan pekerja laki-laki ataupun wanita ini menyesuaikan dengan elemen kerja yang memang ditentukan oleh perusahaan.
Metode Penelitian
Penelitian ini dilakukan melalui beberapa metode. Pertama adalah metode untuk penentuan waktu baku, kedua adalah untuk penentuan beban kerja dan ketiga adalah metode untuk melakukan analisis optimasi jumlah dan pendistribusian berdasarkan waktu baku dan beban kerja. Kerangka umum tahapan penelitian dapat dilihat pada Gambar 1 sedangkan metode analisis studi waktu dan beban kerja dapat dilihat pada Gambar 2 dan Gambar 3.
Penelitian Pendahuluan
Penelitian pendahuluan ini mempunyai tujuan untuk mengobservasi alur kerja proses produksi nanas dan TFS kaleng dari awal hingga akhir, menentukan subjek yang akan digunakan untuk penelitian, menyesuaikan mekanisme dan metode pengambilan data dengan kondisi di lapangan, serta merancang jadwal untuk pengambilan data. Selain itu juga melakukan wawancara pada beberapa subjek mengenai pengalaman bekerja yang dapat mendukung penelitian.
Pengambilan Data
Pengambilan data yang dilakukan adalah berupa data rekaman video dan waktu untuk setiap elemen kerja pada proses produksi nanas dan TFS kaleng.
Kemudian juga dilakukan pengambilan beberapa data sekunder seperti data aliran buah, aliran kaleng, dan data target produksi perusahaan.
Pengambilan data selanjutnya adalah data denyut jantung pekerja menggunakan HRM yang berfungsi untuk mengukur denyut jantung pekerja selama aktivitas kerja setiap 5 detik. HRM terdiri dari bagian rubber belted electrode sebagai sensor dan transmitter yang dilekatkan pada bagian dada pekerja, dan bagian digital data receiver and memory, yang dipasang pada pergelangan tangan pekerja. Pemasangan rubber belted electrode dan digital data receiver and memory dilakukan sebelum pekerja melakukan aktivitas kerja. Adapun pengambilan data denyut jantung dilakukan pada aktivitas kalibrasi step-test dan saat aktivitas kerja. Kalibrasi step-test merupakan suatu metode untuk pengkalibrasian nilai Heart Rate (HR), dikarenakan tiap subjek memiliki HR yang berbeda-beda. Step-test dilakukan untuk mengetahui hubungan energi yang dikeluarkan dengan perbedaan laju HR dimana subjek diberikan beban bertingkat naik turun bangku setinggi 30 cm dan diukur denyut jantungnya (Herodian 1995). Analisis waktu baku
Video yang berisi aktivitas pekerja dalam melakukan aktivitas proses produksi dianalisis dan dilakukan pendefinisian tugas pada elemen kerja sehingga menjadi beberapa elemen kerja berdasarkan pola keseragaman kerja. Data waktu yang telah diperoleh dari video dicatat dan dilakukan pengolahan data. Waktu yang didapat setelah melakukan pengolahan data merupakan waktu normal pada setiap elemen kerja. Kemudian juga dilakukan penentuan waktu delay untuk setiap elemen kerja. Waktu baku didapat dari waktu normal dijumlahkan dengan waktu delay, karena kondisi lingkungan pabrik produksi nanas dan TFS kaleng relatif seragam serta mendapatkan pencahayaan yang cukup maka dianggap tidak terdapat faktor kesulitan untuk kondisi lingkungan pabrik. Dalam hal ini yang menjadi faktor kesulitan adalah waktu delay. Setelah didapatkan nilai waktu baku maka kapasitas dan kebutuhan tenaga kerja dapat ditentukan. Persamaan mengitung waktu baku dapat dilihat pada Persamaan 1.
Waktu Baku (WB) = [1+ Faktor Kesulitan (FK)] x Waktu Normal (WN) (1) Faktor kesulitan yang termasuk dalam proses produksi nanas dan TFS kaleng ini adalah waktu delay yang terjadi pada setiap elemen kerja. Oleh karena itu dari persamaan 1 dapat dimodifikasi menjadi Persamaan 2 dan 3.
Waktu Baku (WB) = WN + (FK x WN) (2)
Waktu Baku (WB) = Waktu Normal (WN) + Waktu Delay (WD) (3) Sehingga nilai faktor kesulitan tersebut merupakan nilai waktu delay yang akan dijumlahkan dengan waktu normal untuk mendapatkan nilai waktu baku. Waktu delay yang terdapat pada proses produksi nanas dan TFS kaleng ini merupakan waktu delay yang disebabkan oleh sistem kerja yang terjadi
(unavoidable delay), bukan delay yang terjadi akibat pengaruh pekerja. Pada penelitian ini penentuan waktu baku akan menggunakan Persamaan 3.
Analisis Beban Kerja
Pengukuran beban kerja diawali dengan mengukur dimensi tubuh pekerja meliputi tinggi badan (cm) dan berat badan (kg). Karakteristik pekerja yang diamati adalah jenis kelamin, lama kerja dan umur. Berdasarkan data dimensi tubuh tersebut maka dapat diketahui luas permukaan tubuh dan energi basal (basal metabolic energy) masing-masing pekerja. Luas permukaan tubuh dapat dihitung dengan persamaan Du’ Bois (Syuaib 2003) pada Persamaan 4.
A = H 0.725 × W 0.425 × 0.007246 (4) Keterangan:
A = luas permukaan tubuh (m2) H = tinggi badan (cm)
W = berat badan (kg)
Berdasarkan perhitungan luas permukaan tubuh dapat diketahui laju konsumsi oksigen dengan menggunakan tabel konversi pada Tabel 1. Nilai BME dihitung dengan menggunakan Persamaan (5).
Tabel 2 Konversi laju konsumsi O2 berdasarkan luas permukaan tubuh
1/100 m2 m2 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1.1 136 137 138 140 141 142 143 145 146 147 1.2 148 150 151 152 153 155 156 157 158 159 1.3 161 162 162 164 166 167 168 169 171 172 1.4 173 174 176 177 178 179 181 182 183 184 1.5 186 187 188 189 190 192 193 194 195 197 1.6 198 199 200 202 203 204 205 207 208 209 1.7 210 212 213 214 215 217 218 219 220 221 1.8 223 224 225 226 228 229 230 231 233 234 1.9 235 236 238 239 240 241 243 244 245 246
Cat: untuk perempuan nilai VO2 harus dikalikan 0.95
Sumber: Syuaib (2003)
BME = VO2 x 5
1000 (5)
Keterangan:
BME = Basal Metabolic Energy (kkal/menit) VO2 = konsumsi Volume Oksigen (ml/menit)
5 = Faktor konversi 1 liter O2 setara 5 kkal (Sanders dan Mc cormick 1993)
Data HR sangat dipengaruhi oleh faktor-faktor personal, psikologis, dan lingkungan. Oleh karena itu, untuk menghindari subjektivitas nilai HR, maka perlu dilakukan normalisasi agar diperoleh nilai HR yang objektif. Normalisasi nilai HR dilakukan dengan membandingkan nilai HR relatif saat kerja terhadap nilai HR pada saat istirahat (Syuaib 2003). Perbandingan tersebut dirumuskan pada Persamaan 6.
IRHR = HRwork
HRrest (6)
Keterangan:
HRwork = Denyut jantung saat melakukan pekerjaan (bit per min) HRrest = Denyut jantung saat istirahat (bit per min)
Nilai IRHR digunakan untuk menentukan kejerihan beban kerja secara kualitatif, selain itu nilai IRHR juga digunakan untuk mengetahui besarnya laju konsumsi energi saat melakukan kerja. Namun, harus diketahui besarnya laju konsumsi energi pada saat step-test. Laju konsumsi energi pada saat step-test
dapat dihitung dengan Persamaan 7 (Kastaman dan Herodian 1998):
WECST =[w x g x 2f x h] / (4.2 x 1000) (7)
Keterangan:
WECST = Work Energy Cost saat step-test (kkal/menit)
w = berat badan (kg)
g = percepatan gravitasi (kg/cm3) h = tinggi bangku step-test (m) f = frekuensi step-test (siklus/menit)
4.2 = faktor kalibrasi dari joule menjadi kalori
Setelah diketahui nilai IRHR dan WEC pada saat step-test dapat dihasilkan grafik korelasi linier IRHR dan WEC. Persamaan yang dihasilkan dari grafik korelasi IRHR dan WEC ditunjukkan pada Persamaan 8 berikut:
Y= aX + b (8)
Keterangan: Y = IRHR
X = WEC (kkal/min)
Nilai IRHR saat melakukan kerja dimasukan kedalam persamaan korelasi maka diperoleh laju konsumsi energi pada saat melakukan kerja. Total energi yang sebenarnya dikeluarkan oleh pekerja (TEC) dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan 9.
TEC = WEC+ BME (9)
Keterangan:
WEC = Work Energy Cost (kkal/min)
TEC = Total Energy Cost (kkal/min)
BME = Basal Metabolic Energy (kkal/min)
Berat badan seseorang mempengaruhi beban kerja yang diterima. Oleh karena itu untuk mengetahui nilai beban kerja yang sebenarnya, pengaruh berat badan harus ditiadakan, nilai ini disimbolkan dengan TEC’. Nilai TEC’ dihitung dengan menggunakan Persamaan 10.
TEC’ = TEC / W (10)
Katerangan:
TEC’ = Total Energy Cost per Weight (kkal / kg.min) W = Berat badan pekerja (kg)
Kapasitas kerja dapat diketahui dengan mencari besarnya energi yang dibutuhkan untuk memproduksi satu nanas dan TFS kaleng. Besarnya energi per kaleng dapat dicari dengan Persamaan 11.
Energi per kaleng = (ATEC’ / 60) x Waktu Baku (11) Keterangan:
Energi per kaleng = Energi untuk memproduksi setiap kaleng (kkal/kaleng) ATEC’ = Total laju konsumsi energi per elemen kerja (kkal/menit) Waktu Baku = Waktu untuk memproduksi setiap kaleng (detik/kaleng)
ATEC’ didapatkan dengan merata-ratakan nilai TEC’ pekerja yang terdapat pada elemen kerja yang sama sehingga didapatkan ATEC’ (kkal/kg.min). ATEC’ dikalikan dengan rata-rata berat badan pekerja yang berada pada elemen kerja yang sama sehingga akan didapatkan ATEC (kkal/min). Kapasitas kerja dapat dihitung dengan membagi human output capacity (energi yang tersedia untuk melakukan kerja) sebesar 20% dari nilai Angka Kecukupan Gizi (AKG) dengan energi yang dibutuhkan untuk memproduksi satu nanas atau TFS kaleng. Besarnya kapasitas kerja dapat dihitung dengan Persamaan 12.
Kapasitas Kerja per Hari = Human Output Capacity
Energi per kaleng
(12)
Keterangan:
Kapasitas Kerja per hari = kemampuan produksi (kaleng/orang.hari)
Human Output Capacity = energi untuk melakukan kerja (kkal/hari)
Kapasitas kerja per orang per jam dapat dihitung dengan membagi kapasitas kerja per orang per hari dengan waktu kerja efektif yang terdapat pada proses produksi nanas dan TFS kaleng. Besar kapasitas kerja per jam dapat dihitung menggunakan persamaan 13.
Kapasitas Kerja per Jam = Kapasitas Kerja per Hari
Waktu Kerja Efektif (13)
Keterangan:
Kapasitas kerja per Jam = kemampuan produksi (kaleng/orang.jam) Analisis Optimasi
Jenis metode penelitian dalam kajian ini adalah penelitian yang merupakan penelitian kasus. Setelah kedua paramater (waktu baku dan beban kerja) didapatkan, maka langkah selanjutnya adalah melakukan suatu proses pengoptimasian dari kedua parameter tersebut, dimana akan dihasilkan suatu
yang paling minimal dan konsumsi energi tenaga kerja yang tidak menimbulkan sesuatu yang berefek bahaya pada pekerja. Pengoptimasian ini dilakukan dengan metode linear programing. Langkah yang dilakukan adalah dengan mengumpulkan seluruh parameter yang tersedia, kemudian membuat fungsi tujuan yang ingin dicapai, mengidentifikasi dan menentukan fungsi variabel yang berpengaruh serta fungsi batasan/kendala yang harus diperhatikan.
Dalam konteks penelitian ini dapat ditentukan formulasi permasalahan sebagai berikut:
Fungsi Variabel
Tabel 3 Variabel
Variabel Keterangan
Z Jam Kerja
X Total Jam kerja
A Jam Kerja pada Elemen kerja A B Jam Kerja pada Elemen kerja B C Jam Kerja pada Elemen kerja C D Jam Kerja pada Elemen kerja D
: : : : P1 Flexible worker 1 P2 Flexible worker 2 P3 Flexible worker 3 P4 Flexible worker 4 P5 Flexible worker 5 P6 Flexible worker 6 P7 Flexible worker 7 : : : : Fungsi Tujuan
Minimumkan Jam kerja:
Z = X – {(AP1 + BP1 + CP1 + ...) + (AP2 + BP2 + CP2 +...) + (AP3 + BP3 + CP3 + ...) + (AP4 + BP4 + CP4 + ...)}
Dengan meminimumkan Z hingga nilai menjadi 0, maka dapat ditentukan besarnya jam kerja untuk flexible worker untuk setiap elemen kerja dan juga posisi tempat elemen kerja yang akan digunakan.
Fungsi kendala/batasan
Setiap pekerja akan bekerja sesuai dengan ketentuan kerja efektif masing masing produksi:
P1, P2, P3 ... ≤ Jam kerja efektif
Setiap elemen kerja hanya akan ditempati oleh pekerja sesuai dengan kebutuhan jam kerja yang tersedia:
P1, P2, P3 ... ≤ 1 P1, P2, P3 ... ≥ 0 P1 + P2 + P3 ... = 1
Gambar 1 Kerangka umum tahapan penelitian Mulai
Penelitian Pendahuluan
(observasi alur kerja, menentukan subjek dan jadwal serta mekanisme pengambilan data)
Analisis Kapasitas Kerja Berdasarkan Waktu Baku
Analisis Optimasi
Analisis Kapasitas Kerja Berdasarkan Beban Kerja
Analisis Komprehensif Analisis Distribusi Pekerja
Berdasarkan Waktu Baku
Pengambilan Data
Analisis Distribusi Pekerja Berdasarkan Beban Kerja
Gambar 2 Metode analisis waktu baku Mulai
Penelitian Pendahuluan
(observasi alur kerja, menentukan subjek dan jadwal serta mekanisme pengambilan data)
Data Sekunder
Aliran buah
Aliran Kaleng
Produksi perusahaan Pengambilan Data
Rekaman Video dan Waktu per elemen kerja produksi nanas kaleng
Pendefinisian Elemen Kerja
Analisis Jumlah Tenaga Kerja
Desain Ketenagakerjaan (Kecukupan dan Sebaran) Kapasitas Setiap Elemen Kerja
Target Produksi Perusahaan
Selesai
Waktu Normal Waktu Delay (Unavoidable Delay)
Gambar 3 Metode analisis beban kerja Mulai
Penelitian Pendahuluan
Observasi Elemen Kerja
Penentuan Subjek
Penentuan Jadwal dan Lokasi
Pengambilan Data
Denyut Jantung Steptest
Denyut Jantung Kerja
Pengolahan Data
Aktivitas Step-test Aktivitas Produksi
IRHRST WECST
y = aX+b
Waktu Baku (menit/kaleng)
Konsumsi Energi per Elemen (kkal/kaleng) Kapasitas Kerja (kaleng/hari) Kapasitas Kerja (kaleng/jam) Kapasitas Output Kerja (kkal/hari) Jumlah Tenaga Kerja dan Pendistribusian BME Waktu Efektif (jam/hari) Selesai ATEC (kkal/menit)
Istirahat Kerja pada Elemen IRHRwork WEC TEC TEC’ AKG Prod
4
HASIL DAN PEMBAHASAN
Alur Proses ProduksiProduksi Nanas Kaleng
Produksi nanas kaleng adalah serangkaian kegiatan yang dimulai dari penumpahan nanas di bin dumper sampai penyimpanan. Kriteria nanas yang dapat dijadikan produk nanas kaleng adalah nanas yang memiliki berat per buahnya ≥ 0.5 kg dengan tingkat kematangan antara 25–75%. Ukuran buah nanas yang digunakan untuk memproduksi produk nanas kaleng dibedakan atas beberapa ukuran berdasarkan berat buah per nanas. Sedangkan, nanas kaleng yang diproduksi dibedakan atas beberapa ukuran kaleng. Pada penelitian ini, perhitungan difokuskan pada kaleng ukuran A2 (420 gram N.W). Penelitian diawali dengan melakukan pengamatan terhadap alur proses produksi dan elemen kerja pada proses produksi nanas kaleng. Dapat diketahui bahwa dalam proses produksi nanas kaleng dapat dibagi menjadi 22 elemen kerja.
Selanjutnya pada elemen-elemen kerja yang ada pada proses produksi tersebut akan dilakukan pendefinisian kerja. Pendefinisian elemen kerja ini dilakukan berdasarkan pola keseragaman kerja. Secara skematis alur proses produksi dan pembagian elemen-elemen kerja pada proses produksi nanas kaleng disajikan pada Gambar 4 dan Tabel 4.
Tabel 4 Pembagian elemen kerja pada proses produksi nanas kaleng No Elemen Kerja Simbol
1 Feeding Conveyor FC 2 Preparation Pr 3 Peeling Pe 4 Cutting Crush Cc 5 Seleksi Chunk SC 6 Seleksi Tidbit STb 7 Seleksi Choice SCh 8 Seleksi Standard SSt 9 Pocking Po 10 Susun Warna SW 11 Feeding Slice FS 12 Susun Nampan SN 13 Transporting Tr 14 Transporting Seamer TrS
15 Feeding Seamer FeS
16 Sortir 1 S1 17 Seaming OS 18 Cooking OC 19 Sortir 2 S2 20 Palleting Atas PA 21 Palleting Bawah PB 22 Tranporting Pallet Tp
Definisi Setiap Elemen Kerja Proses Produksi Nanas Kaleng
1. Feeding : Fc (Menumpahkan Nanas ke Konveyor)
Elemen kerja ini dimulai dari tangan pekerja memegang kran hidrolik, meletakkan pengait ke dumper, lalu mengoperasikan mesin hingga semua buah yang berada dalam bin dumper masuk ke konveyor.
2. Preparation : Pr (Washing, Sortasi dan Grading)
Elemen kerja ini dimulai dengan mengamati nanas yang berada di konveyor lalu mengoperasikan mesin dengan menekan tombol yang terletak pada panel kontrol.
3. Peeling : Pe (Mengupas Kulit Nanas)
Elemen kerja ini dimulai dengan mengamati nanas yang masuk ke konveyor, mengatur posisi buah nanas dan mengumpankan ke mesin pengupas kulit nanas.
4. Cutting Crush : Cc (Memotong Bagian Nanas yang Memar)
Elemen kerja ini dimulai dengan mengamati buah nanas yang keluar dari mesin pengupas kulit lalu memotong kedua bagian buah yang masih terdapat kulit dan memotong bagian buah yang memar.
5. Seleksi Chunk : SC (Mengambil Irisan Nanas Produk Chunk)
Elemen kerja ini dimulai dengan mengamati nanas yang mengalir di konveyor lalu mengambil irisan nanas yang berada di bagian tepi.
6. Seleksi Tidbit : ST (Mengambil Irisan Nanas Produk Tidbit)
Elemen kerja ini dimulai dengan mengamati nanas yang mengalir di konveyor lalu mengambil irisan nanas yang memiliki mata nanas besar atau biasa disebut “mata gareng”.
7. Seleksi Choice : SCh (Mengambil Irisan Nanas Produk Choice)
Elemen kerja ini dimulai dengan mengamati nanas yang mengalir di konveyor lalu mengambil irisan nanas yang berwarna kuning.
8. Seleksi Standar : SSt (Mengambil Irisan Nanas Produk Standard)
Elemen kerja ini dimulai dengan mengamati nanas yang mengalir di konveyor lalu mengambil irisan nanas yang berwarna putih.
9. Pocking : Po (Membuang Mata Nanas)
Elemen kerja ini dimulai dengan mengambil susunan nanas yang terdiri dari 25-30 irisan lalu dengan menggunakan pinset mencabut mata nanas yang terdapat di irisan nanas.
10.Susun Warna : SW (Menyusun Irisan Nanas Berdasarkan Keseragaman Warna)
Elemen kerja ini dimulai dengan mengambil irisan nanas yang berada di konveyor lalu menyusun irisan nanas berdasarkan warna yang sama.
11.Feeding Slice : Fs (Mengumpankan Irisan Nanas Ke Kaleng)
Elemen kerja ini dimulai dengan mengambil irisan nanas yang sudah sudah seragam lalu mengumpankannya ke mesin Can Loader Machine (CLM).
12.Susun Nampan : SN (Menyusun Nanas Kaleng di Nampan)
Elemen kerja dimulai dengan mengecek isi kaleng, menyusun kaleng di nampan yang berjumlah 12 kaleng per nampan lalu menyusun nampan ke troli sampai berisi 9 tumpukan nampan per troli.
13. Transporting : Tr (Memindahkan Nanas Kaleng Dari Stasiun Line Nanas
ke Antrian Stasiun Seamer)
Elemen kerja ini dimulai dengan menandai troli yang berisi nanas kaleng lalu memindahkan troli dari stasiun line ke antrian seamer dan mengembalikan troli kosong ke line.
14.Transporting Seamer : TrS (Memindahkan Nanas Kaleng Dari Antrian
Stasiun Seamer ke Seamer)
Elemen kerja ini dimulai dengan mengambil tumpukkan nanas yang berada di antrian seamer menggunakan troli lalu diangkut menuju stasiun seamer.
15. Feeding Seamer : FeS (Mengumpankan Nanas Kaleng Kedalam Mesin
Seamer)
Elemen kerja dimulai dengan menekan tombol hidrolik lalu mendorong nampan yang berisi nanas kaleng satu per satu kedalam seamer sampai 9 tumpukan nampan (1 troli).
16.Sortir 1 : S1 (Menyortir Kaleng Rusak Sebelum Pemasakan)
Elemen kerja ini dimulai dengan menahan laju kaleng di seamer lalu menyortir kaleng satu per satu.
17.Seaming : OS (Operator Mesin Seamer)
Elemen kerja ini dimulai dengan mengoperasikan instalasi mesin seamer
sampai menyegel atau menutup kaleng nanas.
18.Cooking : OC (Operator Mesin Cooker)
Elemen kerja dimulai dengan mengoperasikan instalasi mesin cooker dan mengumpankan kaleng ke mesin cooker.
19.Sortir 2 : S2 (Menyortir Kaleng Rusak Sesudah Pemasakan)
Elemen kerja ini dimulai dengan menahan laju kaleng di bagian palleting
lalu menyortir kaleng satu persatu.
20.Palleting Atas : PA (Menyusun Nanas Kaleng di Karton)
Elemen kerja ini dimulai dengan menyusun nanas di atas pallet dengan mengoperasikan mesin palleting dan memastikan tidak ada ruang yang kosong.
21.Palleting Bawah : PB (Menyusun Karton di Tumpukan Nanas)
Elemen kerja ini dimulai dengan menekan tombol hidrolik lalu menyusun karton diatas tumpukkan kaleng nanas.
22.Transporting Pallet : Tp (Memindahkan Nanas ke Tempat Penyimpanan)
Elemen kerja ini dimulai dengan mengambil tumpukan nanas di stasiun
palleting dengan menggunakan forklift lalu membawa tumpukkan nanas ke tempat penyimpanan.
Produksi Tropical Fruit Salad (TFS) Kaleng
Tropical Fruit Salad (TFS) merupakan produk olahan buah yang terdiri dari beberapa jenis buah-buahan tropis yang dikemas dalam suatu kemasan kaleng dengan ukuran potongan buah yang seragam dan telah mengalami proses pemanasan seperti sterilisasi dan pasteurisasi. Buah-buahan sebagai bahan baku pembuatan TFS kaleng terdiri dari 3 macam, yaitu nanas, pepaya, dan jambu. Kriteria buah yang dapat dipakai sebagai bahan baku TFS adalah buah yang memiliki kematangan 25%-75%, dengan berat rata-rata 1.15 kg untuk nanas, 2 kg untuk pepaya, dan 0.25 kg untuk jambu. Pada penelitian ini perhitungan difokuskan pada kaleng jenis A10 seberat 2100 gram (N.W). TFS dengan jenis kaleng A10 tersusun atas 45% nanas, 45% pepaya, dan 10% jambu.
Dari analisis yang telah dilakukan, pada proses produksi TFS kaleng secara garis besar terdiri dari 5 cluster line, yaitu Pineapple Line, Papaya Line, Guava Line, Processing Line, dan Finishing Line. Masing-masing line terdiri dari
beberapa elemen kerja dengan total 38 elemen kerja secara keseluruhan. Pada
Pineapple Line terdapat 8 elemen kerja penyusunnya, yaitu: Feeding Conveyor,
Preparation, Peeling, Cutting Crush, seleksi Chunk, Chunk Taking, Chunk Transporting, dan Chunk Unloading. Pada Papaya Line terdiri dari 11 elemen kerja, yaitu: Papaya Selection, Papaya Piling, Conveyor Feeding 1, Papaya Distribution, Papaya Splitting, Seeds Removal, Papaya Cutting, Pre-dicing,
Papaya Dicing, Dice Selection, dan Papaya Treatment. Pada Guava Line terdapat 4 elemen kerja, yaitu: Conveyor Feeding 2, Guava Peeling, Guava Dicing, dan
Guava Treatment. Pada Processing Line terdapat 8 elemen kerja, yaitu: Filling,
Can Preparation, Can Feeding, Weighing, TFS Piling, TFS Transporting, TFS
Moving, dan Seamer Feeding. Pada Finishing Line terdapat 7 elemen kerja, yaitu: Sortir 1, Seaming, Cooking, Sortir 2, Paletting Atas, Paletting Bawah, dan
Transporting Palette.
Line awal TFS berupa: Pineapple Line untuk nanas, Papaya Line untuk pepaya, dan Guava Line untuk jambu. Line awal ini merupakan tahap awal dimana pekerja melakukan pemrosesan awal pada buah, seperti pencucian, pengupasan, pemotongan, dan perendaman. Tahap selanjutnya yaitu Processing Line merupakan tahap dimana buah sudah siap untuk dimasukkan ke dalam kaleng. Setelah semua buah melewati Processing Line, kemudian buah masuk ke tahap akhir yaitu Finishing Line dimana buah yang sudah berada di dalam kaleng akan melalui tahap penutupan kaleng, pemasakan, hingga penyimpanan. Secara skematis alur proses produksi dan pembagian elemen-elemen kerja pada proses TFS nanas kaleng disajikan pada Gambar 5 dan Tabel 5.
Gambar 5 Skema proses produksi TFS kaleng
Pineapple Papaya Guava
Finishing Line Guava Line Processing Line Papaya Line Feeding Conveyor Preparation Peeling Cutting Crush Seleksi Chunk Chunk Taking Chunk Transporting Chunk Unloading Papaya Selection Papaya Piling Conveyor Feeding 1 Papaya Distribution Papaya Splitting Seeds Removal Papaya Cutting Pre-dicing Dice Selection Conveyor Feeding 2 Guava Peeling Guava Dicing Guava Treatment Filling Can Preparation Can Feeding Weighing TFS Piling TFS Transporting TFS Moving Seamer Feeding Sortir 1 Seaming Cooking Sortir 2 Paletting atas Paletting bawah Transporting Palette Papaya Dicing Pineapple Line Papaya Treatment
Tabel 5 Elemen kerja pada proses produksi TFS kaleng
No Elemen Kerja Simbol
1 Feeding Conveyor Fc
2 Preparation Pr
3 Peeling Pe
4 Cutting Crush Cc
5 Seleksi Chunk Sc
6 Papaya Selection Pse
7 Papaya Piling Ppi
8 Confeyor Feeding 1 Cf1 9 Papaya Distribution Pds 10 Papaya Splitting Psp 11 Seeds Removal Srm 12 Papaya Cutting Pct 13 Pre-dicing Pre
14 Papaya Dicing Pdi
15 Dice Selection Dse
16 Papaya Treatment Ptr
17 Conveyor Feeding 2 Cf2
18 Guava Peeling Gpe
19 Guava Dicing Gdi
20 Guava Treatment Gtr
21 Chunk Taking Ctk
22 Chunk Transporting Ctr
23 Chunk Unloading Cul
24 Filling Fi 25 Can Preparation Cnp 26 Can Feeding Cnf 27 Weighing We 28 TFS Piling Tpi 29 TFS Transporting Ttr 30 TFS Moving Tmo
31 Seamer Feeding Sfe
32 Sortir 1 S1 33 Seaming Os 34 Cooking Oc 35 Sortir 2 S2 36 Paletting Atas Pa 37 Paletting Bawah Pb 38 Transporting Palette Tp
Definisi Setiap Elemen Kerja Proses Produksi TFS
1. Feeding (Fc), Menumpahkan Nanas ke Konveyor
Elemen kerja ini dimulai dari tangan pekerja memegang kran hidrolik, meletakkan pengait ke dumper, lalu mengoperasikan mesin hingga semua buah yang berada dalam bin dumper masuk ke konveyor.
2. Preparation (Pr), Washing, Sortasi, dan Grading
Elemen kerja ini dimulai dengan mengamati nanas yang berada di konveyor lalu mengoperasikan mesin dengan menekan tombol yang terletak pada panel kontrol.
3. Peeling (Pe), Mengupas Kulit Nanas
Elemen kerja ini dimulai dengan mengamati nanas yang masuk ke konveyor, mengatur posisi buah nanas dan mengumpankan ke mesin pengupas kulit nanas.
4. Cutting Crush (Cc), Memotong Bagian Nanas yang Memar
Elemen kerja ini dimulai dengan mengamati buah nanas yang keluar dari mesin pengupas kulit lalu memotong kedua bagian buah yang masih terdapat kulit dan memotong bagian buah yang memar.
5. Seleksi Chunk (Sc), Mengambil Irisan Nanas Produk Chunk
Elemen kerja ini dimulai dengan mengamati nanas yang mengalir di konveyor lalu mengambil irisan nanas yang berada di bagian tepi.
6. Papaya Selection (Pse), Memisahkan Pepaya berdasarkan Kematangan
dan Kerusakan
Elemen kerja ini dimulai saat pekerja mengamati pepaya yang berjalan di konveyor, lalu melakukan verifikasi kematangan dan kerusakan pada pepaya dengan cara memotong sebagian kecil dari pepaya, kemudian meletakkan pepaya mentah dan rusak pada tempat yang terpisah.
7. Papaya Piling (Ppi), Menyusun Pepaya
Elemen kerja ini dimulai saat pekerja mengambil pepaya dari konveyor kemudian meletakkan dan menata pepaya pada bak penampungan.
8. Conveyor Feeding 1 (Cf1), Meletakkan Pepaya di atas Konveyor
Elemen kerja ini dimulai saat pekerja mengambil pepaya pada tumpukan yang ada di dalam bak penampungan lalu meletakkan pepaya di atas konveyor.
9. Papaya Distribution (Pds), Mendistribusikan Pepaya
Elemen ini dimulai saat pekerja mengamati jumlah pepaya masuk lalu mendorong pepaya ke dalam line pengupasan dan pemotongan pepaya.
10.Papaya Splitting (Psp), Membelah Pepaya
Elemen kerja ini dimulai saat pekerja mengamati pepaya yang masuk ke dalam line pengupasan, kemudian pekerja memotong bagian ujung dari pepaya, setelah itu pekerja membelah pepaya menjadi dua bagian.
11.Seeds Removal (Srm), Membuang Biji Pepaya
Elemen kerja ini dimulai saat pekerja mengambil pepaya yang sudah terbelah menjadi dua bagian, kemudian membersihkan biji yang ada pada masing-masing bagian, setelah itu meletakkan pepaya belah ke atas konveyor.
