No. Dok.: FM-GKM-TI-TS-01-06B; Tgl. Efektif : 02 Juli 2012; Revisi : 00
PENJADWALAN PRODUKSI DENGAN METODE
ALGORITMA GENETIKA
DI PT. AGRI FIRST INDONESIA
T U G A S S A R J A N A
Diajukan untuk Memenuhi Sebagian dari
Syarat-syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Industri
Oleh
SARYANTA LUMBANTORUAN
NIM : 100403044
D E P A R T E M E N T E K N I K I N D U S T R I
F A K U L T A S T E K N I K
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
M E D A N
PENJADWALAN PRODUKSI DENGAN METODE
ALGORITMA GENETIKA DI PT. AGRIFISRT INDONESIA
T U G A S S A R J A N A
Diajukan untuk Memenuhi Sebagian dari
Syarat-syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Industri
Oleh
SARYANTA LUMBANTORUAN
NIM: 100403044
Disetujui Oleh :
Dosen Pembimbing I Dosen Pembimbing II
D E P A R T E M E N T E K N I K I N D U S T R I
F A K U L T A S T E K N I K
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
M E D A N
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan yang Maha Kuasa yang telah memberikan berkat dan karunia-Nya kepada penulis sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Sarjana ini.
Tugas sarjana ini merupakan salah satu syarat untuk mendapatkan gelar Sarjana Teknik di Departemen Teknik Industri, khususnya program studi Reguler Strata Satu, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara. Judul untuk tugas sarjana ini adalah “Penjadwalan Produksi dengan Metode Algoritma Genetika di PT. Agri First Indonesia”.
Penulis menyadari masih banyak kekurangan dalam penulisan tugas sarjana ini. Penulis juga mengharapkan saran dan masukan yang bersifat membangun demi kesempurnaan laporan tugas sarjana ini. Laporan tugas sarjana ini diharapkan dapat bermanfaat bagi penulis, jurusan Teknik Industri, perpustakaan Universitas Sumatera Utara, PT. Agri First Indonesia, dan masyarakat.
UCAPAN TERIMA KASIH
Dalam melaksanakan Tugas Sarjana sampai dengan selesainya laporan ini, banyak pihak yang telah membantu, maka pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada:
1. Kedua Orang tua, yaitu Bapak M. Lumbantoruan dan Ibu N. Manalu yang selalu mendukung dalam segala hal yang penulis lakukan, baik secara moril, rohani, dan materi. Penulis menyadari tidak dapat membalas besarnya cinta dan kasih sayang keduanya, oleh karena itu penulis mempersembahkan karya ini sebagai ungkapan terimakasih kepada Bapak dan Ibu.
2. Ibu Ir. Khawarita Siregar, MT selaku Ketua Departemen Teknik Industri, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara, Medan yang memberikan arahan yang mendukung penyelesaian laporan Tugas Sarjana ini.
3. Ibu Ir. Rosnani Ginting, MT selaku Koordinator Tugas Sarjana yang telah meluangkan waktunya untuk memberikan arahan-arahan yang mendukung penyelesaian laporan Tugas Sarjana ini.
4. Bapak Prof. Dr. Ir. Sukaria Sinulingga, M.Eng selaku Dosen Pembimbing I yang telah meluangkan waktu dan ilmunya serta memberikan motivasi yang besar untuk penulis dalam penyelesaian laporan Tugas Sarjana ini
6. Pimpinan PT. Agri First Indonesia, Bapak Nazlul Fadli selaku Manajer Human Resources, Bapak Hadi Wijaya, dan Ibu Nurul yang telah
memberikan kesempatan penulis untuk melakukan penelitian dan banyak membantu penulis dalam penelitian.
7. Bapak Maruhum selaku Manajer Produksi PT. Agri First Indonesia, Bapak Datar Deodatus, Bapak Sagala, Bapak Yusuf, Bapak Syafrizal, Bapak Aswin, Ibu Grace, Bapak Dedi, dan seluruh karyawan bagian Produksi yang telah memberikan kesempatan untuk penelitian, meluangkan waktunya untuk membimbing, dan memotivasi penulis selama penelitian.
8. Seluruh staf dan karyawan Departemen Teknik Industri, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara yang banyak memberikan dukungan kepada penulis.
9. Keluarga penulis : Kak Dewi, Kak Melda, Kak Lia, Kak Juli, Kak Roma, Fitris, Karunia, Bang Elvis, Bang Tino, Wahyu, Willy, Wesly, Wulan, Eleanor yang telah memberikan dukungan dan motivasi yang sangat besar untuk penyelesaian laporan ini
10. Rekan seperjuangan penelitian di PT. Agri First Indonesia, Nadia Comeneci dan Gavrilo Jose yang telah memberikan bantuan yang cukup besar dalam penelitian di perusahaan, proses pengerjaan laporan tugas akhir, dan saling mendukung dan memotivasi satu sama lain.
11. Seven B yang selalu memberikan dukungan dan motivasi kepada penulis,
12.Seluruh rekan-rekan angkatan 2010 (TITEN) Teknik Industri FT. USU yang terus memotivasi penulis dalam penyelesaian laporan ini.
13. Rekan-rekan asisten di Laboratorium Ergonomi dan Perancangan Sistem Kerja, Martha, Joseph, Adra, Willy, Aziz, Reza, Loli, Poppy, Rama, Holongan, Marina, Tri, Erin, Jennifer, Andi, Ryan, Savudan, dan Sarmida yang telah banyak memberikan dukungan dan bantuan dalam pengerjaan laporan ini.
14. Para leader dan anggota MARS GPdI Maranatha yang selalu memberikan motivasi, doa, dan dukungan secara rohani kepada penulis. Terimakasih untuk kak Klaudia Wakkary, kak Kezia Wakkary, kak Vinny Wakkary, kak Felycia Wakkary, Gledis Liow, Ardi Brian Somba, Andreas, Bang Johan, Grace Sinambela, Martina Lydia, Sarah Manurung, dan nama lainnya yang penulis tidak sebutkan.
15. Yayasan Karya Salemba Empat dan Paguyuban Karya Salemba Empat USU yang telah memberikan dukungan secara materil melalui beasiswa kepada penulis, serta inspirasi dan motivasi yang membangun penulis untuk terus berkarya.
17. Pihak-pihak lain yang turut membantu penulis yang tidak disebutkan dalam ucapan terimakasih di atas.
Medan, April 2015
DAFTAR ISI
BAB
HALAMAN
LEMBAR SAMPUL ... i
LEMBAR PENGESAHAN ... ii
KATA PENGANTAR ... iii
UCAPAN TERIMAKASIH ... iv
DAFTAR ISI ... viii
DAFTAR TABEL ... xiii
DAFTAR GAMBAR ... xviii
DAFTAR LAMPIRAN ... xx
ABSTRAK ... xvix
I PENDAHULUAN ... I-1
1.1. Latar Belakang ... I-1 1.2. Perumusan Masalah ... I-10 1.3. Tujuan dan Manfaat Penelitian ... I-11 1.4. Batasan dan Asumsi Penelitian ... I-13 1.5. Sistematika Penulisan Laporan ... I-13
II GAMBARAN UMUM PERUSAHAAN ... II-1
DAFTAR ISI (LANJUTAN)
BAB
HALAMAN
2.3. Lokasi Perusahaan ... II-4 2.4. Daerah Pemasaran ... II-4 2.5. Organisasi dan Manajemen ... II-5 2.5.1. Struktur Organisasi Perusahaan ... II-5 2.5.2. Pembagian Tugas dan Tanggung Jawab ... II-8 2.5.3. Jumlah Tenaga Kerja dan Jam Kerja ... II-8 2.5.4. Sistem Pengupahan dan Fasilitas Lainnya ... II-9 2.6. Proses Produksi ... II-10 2.6.1. Bahan yang Digunakan ... II-10 2.6.2. Uraian Proses Produksi ... II-13 2.7. Mesin dan Peralatan ... II-23 2.8. Utilitas ... II-28 2.9. Safety and Fire Protection ... II-29 2.10. Penanganan Limbah ... II-30
III TINJAUAN PUSTAKA ... III-1
DAFTAR ISI (LANJUTAN)
BAB
HALAMAN
3.3. Penjadwalan Flowshop ... III-6 3.4. Peramalan dengan Metode Pemulusan (Smoothing)
Eksponensial... III-8 3.5.1. Pemulusan (Smoothing) Eksponensial Ganda :
Metode Linear Satu Parameter dari Brown ... III-13 3.5.2. Pemulusan (Smoothing) Eksponensial Ganda :
Metode Dua Parameter dari Holt ... III-10 3.5. Metode Pengukuran Waktu ... III-11
3.4.1. Pengukuran Waktu Jam Henti (Stopwatch Time
Study ... III-11
3.4.2. Penyesuaian dan Kelonggaran ... III-14 3.6. Algoritma Genetik ... III-18 3.6.1. Langkah-langkah Algoritma Genetik ... III-19 3.6.2. Kriteria Berhenti dalam Algoritma Genetik
(Keadaaan Steady State) ... III-22 3.6.3. Parameter Performansi ... III-24
IV METODOLOGI PENELITIAN ... IV-1
DAFTAR ISI (LANJUTAN)
BAB
HALAMAN
4.3. Objek Penelitian ... IV-2 4.4. Variabel Penelitian dan Defenisi Operasional ... IV-2 4.5. Kerangka Konseptual Penelitian ... IV-3 4.6. Rancangan Penelitian ... IV-4
V PENGUMPULAN DAN PENGOLAHAN DATA... V-1
5.1. Pengumpulan Data ... V-1 5.1.1. Data Permintaan Produk... V-1 5.1.2. Data Komposisi Produk PT. Agri First Indonesia... V-5 5.1.3. Conditioning Time Gandum ... V-6 5.1.4. Waktu Proses Stasiun Kerja ... V-6 5.1.5. Waktu Siklus Operator Packing ... V-8 5.2. Pengolahan Data ... V-10 5.2.1. Peramalan Permintaan Produk ... V-10 5.2.2. Perhitungan Kebutuhan Gandum ... V-28 5.2.3. Perhitungan Waktu Standar Operator Packing ... V-30 5.2.4. Penentuan Flowtime tiap Job ... V-35 5.2.5. Penjadwalan Metode Aktual Perusahaan ... V-46 5.2.6. Penjadwalan Produksi dengan Metode Algoritma
DAFTAR ISI (LANJUTAN)
BAB
HALAMAN
VI ANALISIS PEMECAHAN MASALAH ... VI-1
6.1. Analisis Faktor Penyebab Produk Tidak Selesai Tepat
Waktu ... VI-1 6.2. Analisis Metode untuk Menghasilkan Produk Tepat
Waktu ... VI-4
VII KESIMPULAN DAN SARAN ... VII-1
7.1. Kesimpulan... VII-1 7.2. Saran ... VII-2
DAFTAR TABEL
TABEL
HALAMAN
1.1 Weekly Production Planning (WPP) PT. Agri First
Indonesia ... I-5 1.2 Perbandingan Jumlah Produk dan Rencana WPP
Periode 2-7 Februari 2015 ... I-7 2.1 Aplikasi dan Spesifikasi Produk PT. Agri First Indonesia II-3 2.2 Jenis Gandum yang Digunakan di PT. Agri First Indonesia II-11 2.3 Ukuran Partikel Gandum ... II-18 2.4 Grist Produk PT. Agri First Indonesia ... II-21 2.5 Mesin dan Peralatan Produksi di PT. Agri First Indonesia II-23 2.6 Jenis-jenis Silo/ Bin di PT. Agri First Indonesia ... II-27 3.1 Westinghouse Factors ... III-16 5.1 Data Penjualan PT. Agri First Indonesia Periode 30 Mei
2014- 1 Januari 2015 ... V-2 5.2 Komposisi Produk PT. Agri First Indonesia ... V-5 5.3 Conditioning Time Gandum ... V-6 5.4 Kapasitas Stasiun Kerja/ Work Centre ... V-8 5.5 Data Pengukuran Waktu Siklus Operator Pengisian ... V-9 5.6 Data Pengukuran Waktu Siklus Operator Penjahitan ... V-10 5.7 Data Permintaan AFI Hitam 30 Mei 2014 – 1 Januari
DAFTAR TABEL (LANJUTAN)
TABEL
HALAMAN
5.8 Rekapitulasi Hasil Perhitungan Model Peramalan AFI
Hitam Metode Holt ... V-16 5.9 Peramalan Permintaan AFI Hitam untuk Periode 2
Januari – 6 Februari 2015 ... V-17 5.10 Rekapitulasi Hasil Perhitungan Model Peramalan AFI
Hitam Metode Brown ... V-19 5.11 Peramalan Permintaan AFI Hitam dengan Metode Brown
untuk Periode 2 Januari – 6 Februari 2015 ... V-21 5.12 Perhitungan Kesalahan Peramalan Metode Holt AFI
Hitam... V-22 5.13 Perhitungan Kesalahan Peramalan Metode Brown AFI
Hitam... V-23 5.14 Perbandingan Nilai MSE dan MAPE AFI Hitam ... V-24 5.15 Hasil Verifikasi Metode Brown AFI Hitam ... V-25 5.16 Peramalan Permintaan AFI Hitam dengan Metode Brown V-27 5.17 Peramalan Produk Periode 2 Januari – 5 Februari 2015 .... V-27 5.18 Jumlah Tepung yang Dibutuhkan Periode 2-8 Januari
2015... V-28 5.19 Kebutuhan Gandum dengan Target Ekstraksi 76%
DAFTAR TABEL (LANJUTAN)
TABEL
HALAMAN
DAFTAR TABEL (LANJUTAN)
TABEL
HALAMAN
5.40 Waktu Proses dan Flowtime Job I ... V-44 5.41 Rekapitulasi Waktu Proses 9 Job ... V-45 5.42 Perhitungan Makespan Penjadwalan Aktual
Perusahaan ... V-46 5.43 Kromosom yang Terpilih ... V-48 5.44 Waktu Proses tiap Job pada Stasiun Kerja ... V-49 5.45 Makespan Kromosom I1 ... V-49 5.46 Makespan dan Nilai Fitness Populasi Awal ... V-50 5.47 Fitness Relatif dan Fitness Kumulatif Kromosom
Generasi I ... V-53 5.48 Bilangan Acak untuk Seleksi ... V-55 5.49 Kromosom Baru Hasil Seleksi ... V-56 5.50 Bilangan Acak untuk Crossover ... V-59 5.51 Kromosom-kromosom yang Mengalami Crossover ... V-60 5.52 Kromosom Hasil Crossover Generasi I ... V-62 5.53 Bilangan Acak untuk Mutasi Generasi I ... V-64 5.54 Kromosom dan Posisi yang Terkena Mutasi ... V-67 5.55 Kromosom Hasil Mutasi Generasi I ... V-67 5.56 Populasi Akhir Generasi Pertama dan Populasi
DAFTAR TABEL (LANJUTAN)
TABEL
HALAMAN
5.57 Kromosom Terpilih dari Tiga Generasi ... V-70 5.58 Urutan Terbaik Algoritma Genetik ... V-72 6.1 Lama Delay Mesin Carousell dan Mesin Single Spot ... VI-2 6.2 Makespan Urutan Jadwal Optimal I ... VI-5 6.3 Makespan Urutan Jadwal Optimal II ... VI-5 6.4 Makespan Urutan Jadwal Optimal III ... VI-6 6.5 Perbandingan Urutan Pengerjaan dan Makespan Metode
Aktual yang Digunakan Perusahaan dengan Metode
DAFTAR GAMBAR
GAMBAR
HALAMAN
2.1 Struktur Organisasi PT. Agri First Indonesia ... II-7 2.2 Proses Pre Cleaning ... II-13 2.3 Proses Intake ... II-15 2.4 Proses Cleaning dan Conditioning Gandum ... II-16 2.5 Struktur Gandum ... II-17 2.6 Proses Water Treatment ... II-29 3.1 Diagram Aliran Informasi dalam Sistem Manufaktur ... III-6 4.1 Kerangka Konseptual Penelitian ... IV-4 4.2 Langkah-langkah Proses Penelitian ... IV-9 4.3 Flowchart dan Stopping Rule Algoritma Genetika ... IV-10 5.1 Work Center Proses Produksi Tepung Terigu ... V-7 5.2 Diagram Pencar Permintaan AFI Hitam ... V-12 5.3 Moving Range Chart Peramalan AFI Hitam ... V-26 5.4 Grafik Uji Keseragaman Data Operator Pengisian ... V-32 6.1 Persentase Delay pada Mesin Carousell ... VI-2 6.2 Persentase Delay pada Mesin Single Spot ... VI-3 6.3 Perbandingan Gantt Chart Metode Aktual Perusahaan
dengan Metode Algoritma Genetika Urutan I ... VI-8 6.4 Perbandingan Gantt Chart Metode Aktual Perusahaan
DAFTAR GAMBAR (LANJUTAN)
GAMBAR
HALAMAN
6.5 Perbandingan Gantt Chart Metode Aktual Perusahaan
DAFTAR LAMPIRAN
LAMPIRAN HALAMAN
1. Pembagian Tugas dan Tanggung Jawab PT. Agri First
Indonesia ... L-1 2. Perhitungan Parameter dan Error Peramalan Produk
Tepung Terigu ... L-2 3. Perhitungan Waktu Standar Operator Packing ... L-3 4. Perhitungan Algoritma Genetika untuk Generasi II dan
Generasi III ... L-4 5. Tugas Permohonan Tugas Sarjana Halaman 1 ... L-5 6. Tugas Permohonan Tugas Sarjana Halaman 2 ... L-6 7. Surat Permohonan Riset Tugas Sarjana di PT. Agri
First Indonesia ... L-7 8. Surat Balasan Penerimaan Riset Tugas Sarjana di PT.
ABSTRAK
PT. Agri First Indonesia adalah perusahaan yang bergerak di bidang produksi berbagai macam tepung terigu dengan sistem make to stock. Proses produksi di PT. Agri First Indonesia merupakan tipe produksi pure flow shop yang menghasilkan 10 variasi tepung terigu. Lantai produksi sering mengalami kegagalan dalam menghasilkan produk tepat waktu sehingga jadwal produksi (weekly production planning) tidak tercapai. Faktor yang menyebabkan produk tidak dapat diselesaikan tepat waktu adalah delay pada mesin packing akibat gangguan listrik, menunggu proses sebelumnya, persiapan (set up), kerusakan mesin, dan kebutuhan pribadi. Kegiatan-kegiatan seperti menunggu proses
blending, menunggu transfer produk ke mesin, waiting process, empty flour,
menunggu forklift, menunggu karung, pengemasan ulang (repack) adalah kegiatan yang mengindikasikan adanya masalah pada penjadwalan. Metode yang dipakai untuk mengatasi keterlambatan penyelesaian produk dan membuat rancangan jadwal yang optimal adalah metode algoritma genetika. Algoritma genetika dipilih sebagai metode untuk menghasilkan rancangan jadwal yang efisien dikarenakan karakteristik proses produksi tepung terigu yang memiliki banyak sekali variasi produk dan banyaknya urutan job yang mungkin dari 9 jenis produk sehingga membutuhkan proses penjadwalan yang kompleks. Kriteria penjadwalan algoritma genetika dalam penelitian ini adalah minimisasi makespan sehingga didapatkan rancangan sistem penjadwalan yang optimal berupa urutan job sehingga meningkatkan penyelesaian produk tepat waktu dan efektif untuk diimplementasikan perusahaan. Hasil penjadwalan algoritma genetika berhenti pada iterasi ketiga dengan nilai fitness 0,00542 dan makespan 184,54 jam untuk tiga urutan solusi penjadwalan optimal yaitu urutan job AIEDFCGHB, urutan job AIGECHDFB, dan urutan job AEGIBCDFH. Performansi hasil algoritma genetika dilihat dari parameter efficiency index sebesar 1,13 menunjukkan metode Algoritma Genetik memiliki performansi yang lebih baik dan berdasarkan relative error sebesar -12,96% yang menunjukkan bahwa penjadwalan produksi metode algoritma genetika menghasilkan penghematan makespan sebesar 12,96% atau 23,91 jam dibandingkan dengan metode aktual yang digunakan perusahaan.
Kata Kunci: Penjadwalan Produksi, Makespan, Algoritma Genetika, Crossover,
