Interaksi Manusia Mesin ANALISA DAN PENGUKURAN KERJA

Interaksi Manusia – Mesin

ANALISA DAN PENGUKURAN KERJA

Debrina Puspita Andriani e-Mail : debrina@ub.ac.id Blog : http://debrina.lecture.ub.ac.id/ Jurusan Teknik Industri

Semester Gasal 2014/2015

OUTL

I

N

E

Analisa Kuantitatif Sistem

Manusia - Mesin

Sistem Manusia Mesin

Model Hubungan

Manusia - Mesin

Analisa Sistem Manusia - Mesin

10/03/16 2 www.debrina.lecture.ub.ac.id

Manusia vs Mesin

Kecepatan Lambat Cepat

Kekuatan _{Kecil, terbatas, berubah-ubah} Dapat diatur dengan baik, bisa diperbesar, tetap Keseragaman Tidak dapat diandalkan, perlu

di-monitor Seragam / standar, cocok untuk pekerjaan massal Memory Mengingat segala macam,

persepsi, dasar & strategis panjang / jangka pendek Sesuai perintah, jangka Berpikir Induktif baik Deduktif baik

Kalkulasi Lambat, mungkin ada error,

kemampuan koreksi Cepat, tepat, tidak ada koreksi Overload Degradasi, kemampuan turun

perlahan Kerusakan tiba-tiba Kepintaran Kemampuan adaptasi, Keputusan Ya/Tidak sesuai

SISTEM

MANUSIA MESIN

Kombinasi 1 atau beberapa

manusia dengan 1 atau

beberapa mesin yang

saling berinteraksi untuk

menghasilkan output

berdasarkan input tertentu.

MESIN

semua objek fisik termasuk

peralatan, perlengkapan,

fasilitas & benda-benda

yang digunakan manusia

dalam melakukan

pekerjaannya

Man Machine Interface

MAN

MACHINE

Simple Ergo System

H

e

e

e = Environment

= Human

= Machine

H

M

H

M

Complex Ergo System

H

e

e

e = Environment

= Human

= Machine

H

_M

H

M

M

M M

M

H

H

H

PERFORMING TASK

Firmware Software-Loaded Hardware for Proper Identification Hardware Display Control, Machine, Equipment , etc _{Human Operator} Age, Sex, Education, Experience, etc Software Man, Manuals, Information , etc Feedback INPUT _OUTPUT ENVIRONMENT Heat/Cold, Noise, Lighting, Vibration, etc TASK

Model Hubungan

Manusia - Mesin

Manual

Man-Machine System

Semi-Automa,c

Man-Machine System

Automa,c

Man-Machine System

MANUAL

MAN-MACHINE SYSTEM

(Human) Information Storage Sensing Processing Action Feedback INPUT _OUTPUT

SEMI-AUTOMATIC

MAN-MACHINE SYSTEM

(Human) Information Storage Processing Sensing Action D is pla y Co nt ro l M echa nis m Process INPUT OUTPUT Feedback

AUTOMATIC

MAN-MACHINE SYSTEM

Information Storage Processing Sensing Action

INPUT Process OUTPUT

D is pla y Co nt ro l me cha nis m (Machine) Human ( Monitor) Feed back

MECHAN

ISMS

Recording display : memberi informasi tentang progress

dari proses kerja yang berlangsung ( kinerja mesin )

Perception

:

operator yang menyerap / menangkap

informasi dari display secara visual

Interpretation Decision

:

menginterpretasikan dan

mengartikan informasi yang masuk dan selanjutnya

membuat keputusan

Handing of Controls

:

mengkomunikasikan keputusan yang

diambil ke sub-sistem mesin melalui rancangan mekanisme

kendali

Control Display

:

memberikan petunjuk kepada operator

hasil dari keputusan dan tindakannya. Selanjutnya mesin

akan membawa ke dalam bentuk aktivitas kerja

10/03/16 14 www.debrina.lecture.ub.ac.id

Analisa Sistem

Manusia - Mesin

KUALITATIF :

Ê  Peta Manusia - Mesin ( Man - Machine Process Chart ) Ê  Menentukan berapa jumlah mesin / fasilitas kerja yang bisa dioperasikan oleh seorang operator. Ê  Sederhana, praktis dan cepat. Ê  Kendala : Ketelitian dalam menggambar peta manusia-mesin

KUANTITATIF :

Ê  Pengembangan model matematis. Ê  Lebih teliti, akurat, dan memasukkan variabel biaya dalam proses analisanya.

Analisa Kuantitatif

Sistem Manusia - Mesin

Synchronous Servicing

Completely Random

Servicing

Combina,on Servicing

Synchronous

Servicing

•  Kondisi kerja ideal •  Operator dan mesin bekerja secara penuh dalam siklus waktu yang tersedia. •  Operator lebih sering berada dalam kondisi “idle”, sehingga untuk itu bisa dibebani kerja dengan melayani operasi mesin yang kedua, ketiga, dst-nya.

Synchronous

Servicing

n  1 operator menangani > 1 mesin DALAM KONDISI IDEAL à SINKRON. n  Formulasi : Dimana : N = Σ mesin yang harus dilayani (unit mesin) L = total operator servicing time (loading & unloading) (jam) m = total machining time (jam)

L

m

L

time

operator

time

machine

N

=

=

+

Synchronous Servicing

S_t S_t S_t S_t S_t S_t S_t S_t S_t S_t Cycle time - C_t C_t C_t C_t C_t m/c # 1 m/c # 2 m/c # 3 m/c # 4 m/c # 5 S = L = service time (loading & unloading);

Synchronous Servicing

n  Kondisi ideal sulit untuk bisa dicapai; bilamana N > 5 atau N < 5 (dari contoh)

maka akan dijumpai situasi adanya idle atau delay yang bisa terjadi pada mesin atau operator.

n  Kondisi idle atau delay bisa terjadi manakala nilai N dari perhitungan akan

menghasilkan bilangan pecahan; sedangkan banyaknya mesin yang harus dioperasikan merupakan bilangan bulat.

n  Pertimbangan manakah yang sebaiknya “idle”? (Idle machine or idle

operator?)

n  Formulasi perhitungan jumlah mesin yang dioperasikan oleh seorang

operator perlu modifikasi dengan memperhitungkan waktu (w) yang diperlukan oleh operator untuk bergerak-pindah dari satu mesin menuju ke mesin berikutnya. Pada formulasi terdahulu, dalam kondisi yang ideal waktu (w) dianggap = NOL (?)

n  Dengan memperhitungkan waktu bergerak-pindahnya operator (w);

maka jumlah mesin yang harus dilayani bisa dihitung dengan formulasi baru sbb : q  Nilai N merupakan bilangan bulat. Bilamana dijumpai nilai N merupakan bilangan pecah misalkan N = 4.57); maka perlu untuk dibulatkan kebawah (N₁ = 4) atau dibulatkan keatas (N₂ = N₁ + 1 = 5).

q  Untuk menetapkan berapa jumlah mesin yang seharusnya dioperasikan

oleh seorang operator dapat ditetapkan berdasarkan pertimbangan (analisa biaya) yang didasarkan pada The Expected Cost (TEC) yang paling ekonomis dilihat dari aspek idle/delay costs yang terjadi pada mesin atau operator.

w

L

m

L

N

+

+

=

10/03/16 21 www.debrina.lecture.ub.ac.id

Synchronous Servicing

The Expected Cost

n 

The Expected Cost :

n 

C

_M

= machining cost (Rp/jam/mesin)

n 

C

_O

= operator cost (Rp/jam/operator)

n 

N1 = idle mesin ( ê ), waktu siklus à waktu siklus mesin

n 

N2 = idle operator ( é ), waktu siklus à waktu siklus operator

n 

Keputusan : Pilih jumlah mesin yang memberikan nilai TEC terkecil

TEC

_N1

< TEC

_N2

à

Pilih N

₁

TEC

_N1

>TEC

_N2

à

Pilih N

₂

1 M 1 o N1

N

)

.C

N

m)(C

(L

TEC

=

+

+

TEC

N2

=

(L

+

w)(C

O

+

N

2

.C

M

)

Berapakah jumlah mesin yang seharusnya bisa dilayani

oleh seorang operator, bilamana diketahui :

Waktu yang dibutuhkan untuk kegiatan loading

& unloading adalah 1,41 menit.

Waktu yang dibutuhkan untuk operator bergerak

berpindah dari satu mesin ke mesin lainnya 0,08

menit.

Waktu permesinan 4,34 menit.

Biaya operator Rp. 8500 / jam/operator.

Biaya operasi mesin Rp. 15000 / jam/mesin.

LA

T

IH

A

N

S

O

A

L

PENY

ELES

A

IA

N

3,86

0,08

1,41

4,34

1,41

w

L

m

L

N

=

+

+

=

+

+

=

N1 = 3 ; N2 = 4

Rp.1.709

3

3x15000)

(8500

(5,75/60)

N

)

.C

N

m)(C

(L

TEC

1 M 1 O N1

=

+

=

+

+

=

Rp.1.701

4x15000)

8500

(1,49/60)(

)

.C

N

w)(C

(L

TEC

_{N2 O 2 M}

=

+

=

+

+

=

10/03/16 24 www.debrina.lecture.ub.ac.id

Completely Random Servicing

q 

Diaplikasikan untuk menghadapi kondisi :

Ø 

Kapan suatu fasilitas kerja memerlukan pelayanan

operator

TIDAK DIKETAHUI

;

Ø 

Berapa lama pelayanan terhadap fasilitas kerja tersebut

harus berlangsung juga

TIDAK DIKETAHUI.

q 

Mesin dapat berhenti (down) karena:

v 

Siklus kerja selesai (dan ada proses loading atau unloading

yang dilakukan oleh operator).

v 

Mesin rusak sehingga operator harus melakukan

perbaikan (maintenance services)

Completely Random Servicing

q  Probabilitas mesin down (memerlukan pelayanan operator) : 0, 1, 2, 3 …

n (n relatif kecil).

q  Kapan pelayanan dikehendaki dan berapa lama waktu pelayanan

(service) bersifat acak (random).

q  Pendekatan Distribusi Binomial digunakan untuk penyelesaiannya.

q  Di-ASUMSI-kan bahwa mesin akan down / idle secara random selama

siklus kerja berlangsung

q  p = probability of running time

q  q = probability of down/idle time

Teorema Ekspansi Binomial

( )

( )

( )

n x n x n x 2 n 2 n 2 1 n n 1 n n

_p

_qp

_q

_p

_....

_q

_p

_....

_q

q)

(p

+

=

+

−

+

−

+

+

−

+

+

Binomial Distribution

Proporsi waktu mesin yang hilang (d):

Jika prosentase jam yang hilang

± 10%

maka dapat dikatakan

bahwa penugasan sudah baik.

Sedangkan bila prosentase jam mesin yang hilang terlalu besar,

maka dapat ditambah operator yang menangani mesin down.

100%

mesin

kerja

jam

Total

hilang

yang

mesin

kerja

jam

Total

×

C O N T O H

Tentukan porsi minimal dari

waktu permesinan yang akan

hilang untuk pengoperasian 3

(tiga) mesin yang harus

dilayani oleh seorang

operator bila diketahui :

•  Rata-rata running time = 60% •  Rata-rata operator attention time = 40% (irregular intervals).

Ê 

Kemungkinan (probabilitas) adanya mesin running (p)

dan down/idle (q) untuk 3 mesin yang harus dilayani

oleh seorang operator dapat ditunjukkan sebagai

berikut :

(p + q)

n

_{= (p + q)}

3

= p

3

+ 3p

2

q + 3pq

2

+ q

3

= (0.60)

3

_{+ 3(0.60)}

2

_{(0.40) + 3(0.60)(0.40)}

2

_{+ (0.40)}

3

_{= (0.216) + (0.432) + (0.288) + (0.064)}

Perhitungan Distribusi Binomial

Mesin 1 Mesin 2 Mesin 3 Probabilitas

R = 0.60 R = 0.60 _{D = 0.40} (0.60)(0.60)(0.60) = 0.216_{(0.60)(0.60)(0.40) = 0.144} D = 0.40 R = 0.60 _{D = 0.40} (0.60)(0.40)(0.60) = 0.144 _{(0.60)(0.40)(0.40) = 0.096} R = 0.60 R = 0.60 R = 0.60 _{D = 0.40} (0.40)(0.60)(0.60) = 0.144 _{(0.40)(0.60)(0.40) = 0.096} D = 0.40 R = 0.60 _{D = 0.40} (0.40)(0.40)(0.60) = 0.096 _{(0.40)(0.40)(0.40) = 0.064} D = 0.40 1.000

Tree Diagram

Ê  Dari perhitungan tersebut diatas, maka proporsi waktu mesin down/idle

bisa ditentukan. Waktu yang hilang untuk melayani 3 mesin dapat dihitung sebagai berikut: # mesin down/idle Probability Jam mesin yang hilang karena 1 operator Jam mesin yang hilang karena 2 operator 0 0.216 0 0 1 0.432 0*) ₀ 2 0.288 (1)(0.288)(8) = 2.304 0 3 0.064 (2)(0.064)(8) = 1.024 (1)(0.064)(8) = 0.512 *) _{Karena hanya 1 (satu) mesin yang down maka operator dapat melayani mesin tersebut, sehingga secara} keseluruhan tidak ada mesin yang “down/ idle”. •  Proporsi waktu permesinan yang hilang karena hanya 1 (orang) operator saja yang ditugaskan melayani 3 (tiga) mesin = (2.304 + 1.024) _{x 100% = 13.9%}

Proporsi Waktu Hilang

The Expected Cost

Asumsi : •  Biaya operator = Rp 10.000/jam •  Biaya permesinan = Rp 80.000/jam •  Output produksi = 250 unit/jam Untuk 1 operator : Produksi selama 8 jam = (24 – 3,328) x 250 = 5168 unit Biaya selama 8 jam = (10000 x 8) + (80000 x 3 x 8) = Rp 2.000.000 Biaya per unit = 2000000 / 5168 = Rp 386,9 Untuk 2 operator : Produksi selama 8 jam = (24 – 0,512) x 250 = 5872 unit Biaya selama 8 jam = (10000 x 8 x 2) + (80000 x 3 x 8) = Rp 2.080.000 Biaya per unit = 2080000 / 5872 = Rp 354,2 Untuk 3 operator : Produksi selama 8 jam = (24 – 0) x 250 = 6000 unit Biaya selama 8 jam = (10000 x 8 x 3) + (80000 x 3 x 8) = Rp 2.160.000

Tentukan minimum prosentase dari waktu permesinan yang akan hilang dan jumlah operator optimum untuk menangani 4 (empat) mesin, bila rata-rata running time 70% dan rata-rata operator attention time sebesar 30%. Asumsi : Biaya tenaga kerja langsung : Rp 12.500/jam Biaya permesinan : Rp 85.000/jam Output produksi : 300 unit/jam

LA

T

IH

A

N

S

O

A

L

Combination

Servicing

• 

Servicing Time

à

Constant

• 

Machine Down Time

à

Random

• 

Sebuah tipikal umum dari

sistem manusia mesin.

• 

Problem teori antrian

(Queuing Theory) yang bisa

dijumpai cara

penyelesaiannya dalam

riset operasi (Operation

Research)

“The best way to predict the future is to invent it”