33 Bab IV Pengembangan Model Dasar Penyeimbangan Lintasan Perakitan dengan Kolaborasi Manusia-Robot Sebagaimana telah dijelaskan pada Bab III, penelitian ini mengembangkan secara bertahap Model A1 dan Model B1 untuk kondisi yang membutuhkan minimisasi biaya total, serta Model A2 dan Model B2 untuk kondisi yang membutuhkan minimisasi waktu siklus. Model B1 merupakan pengembangan dari Model A1 dengan penambahan aspek alternatif subgraf, sedangkan Model B2 merupakan pengembangan dari Model A2 dengan penambahan aspek alternatif subgraf. Model A1 dapat diadaptasi menjadi Model A2, sedangkan Model B1 dapat diadaptasi menjadi Model B2. Bab ini berisi pengembangan Model A1 dan A2 sebagai model dasar penyeimbangan lintasan perakitan dengan kolaborasi manusia-robot. IV.1 Pengembangan Model A1 Model A1 adalah model dasar untuk ALBP-HRC yang dikembangkan dalam penelitian ini. Model A1 akan menjadi salah satu dasar dan acuan bagi pengembangan selanjutnya. Model A1 ini telah terpublikasi dalam Nugraha dkk. (2021). IV.1.1 Deskripsi Permasalahan Model A1 Permasalahan yang direpresentasikan Model A1 berangkat dari permasalahan penyeimbangan lintasan perakitan sederhana jenis 1 (simple assembly line balancing problem – type 1, SALBP-1) (Scholl, 1999), yaitu SALBP yang meminimumkan jumlah stasiun kerja. Karakteristik SALBP-1 adalah: 1. Sebuah lintasan produksi akan digunakan untuk merakit produk varian tunggal. Pekerjaan-pekerjaan perakitan i dalam V±sátáåán T Šƒ”—• dialokasikan pada stasiun-stasiun kerja j dalam J±sátáåán W, yang diatur pada lintasan lurus, serial, dan berturutan aliran kerjanya. 2. Alokasi tersebut harus memperhatikan pembatas urutan-urutan pengerjaan (precedence constraints) yang direpresentasikan oleh pasangan pekerjaan predesesor-suksesor (h,i) dalam P = {(h 1,i1), (h2, i2), …}. 3. Setiap pekerjaan i ϵ V memiliki waktu proses sebesar t i satuan waktu. 34 4. Setiap stasiun kerja memiliki satu unit sumber daya operasi yang sejenis untuk seluruh stasiun kerja, sehingga setiap pekerjaan yang dialokasikan di setiap stasiun kerja dilakukan secara serial (berturutan), sehingga akumulasi waktu setiap stasiun kerja adalah jumlah waktu proses pekerjaan-pekerjaan yang dialokasikan. 5. Waktu siklus lintasan diketahui dan ditetapkan sebesar τ satuan waktu. Akumulasi waktu proses di setiap stasiun kerja tidak bolah melebihi waktu siklus tersebut. 6. Fungsi tujuan permasalahan ini adalah meminimumkan jumlah stasiun kerja yang digunakan. Karakterisasi sistem dalam Model A1, sebagai model dasar ALBP-HRC, adalah mengubah dan menambahkan karakterisasi sistem SALBP-1 yang telah dijelaskan dengan beberapa hal sebagai berikut: 1. Perubahan terhadap SALBP-1 karakteristik 3: Beberapa pekerjaan dapat memiliki alternatif untuk dikerjakan oleh sumber daya berjenis manusia saja (H), atau robot saja (R), atau kolaborasi manusia-robot secara simultan (HRC). Setiap alternatif pengerjaan memiliki waktu proses tersendiri sebesar t is satuan waktu (s = 1 untuk H, s = 2 untuk R, s = 3 untuk HRC). 2. Perubahan terhadap SALBP-1 karakteristik 4: Implikasi dari karakteristik 1 Model A1 di atas adalah bahwa setiap stasiun kerja dapat memiliki sumber daya satu unit manusia saja, atau satu unit robot saja, atau satu unit manusia dan satu unit robot sekaligus. Jika terdapat manusia dan robot dalam satu stasiun kerja, maka pekerjaan-pekerjaan manusia dan pekerjaan-pekerjaan robot yang tidak memiliki hubungan precedence dapat dikerjakan secara paralel. 3. Perubahan terhadap SALBP-1 karakteristik 6: Fungsi tujuan berupa minimisasi biaya total ζ. Fungsi tujuan ini mengembangkan lebih lanjut konsep minimisasi jumlah stasiun kerja. Pada dasarnya minimisasi jumlah stasiun kerja berasumsi bahwa biaya penggunaan setiap stasiun adalah sama, sehingga semakin sedikit jumlah stasiun kerja, maka biayanya semakin sedikit. Dalam kasus ALBP-HRC, minimisasi jumlah stasiun kerja 35 menjadi sulit dipahami, karena setiap stasiun dapat terdiri dari manusia saja, robot saja, atau manusia dan robot sekaligus. Manusia dan robot memiliki perbedaan biaya. Selain biaya, penggunaan robot atau HRC pada suatu pekerjaan tertentu juga dapat memberikan manfaat (benefits) yang direpresentasikan dalam bentuk penghematan dibandingkan jika pekerjaan tersebut tanpa robot atau HRC, misalnya: berkurangnya produk cacat, dan berkurangnya biaya terkait kecelakaan kerja atau penyakit akibat kerja. 4. Penambahan karakteristik: Setiap penggunaan robot, baik R maupun HRC, membutuhkan penggunaan alat robot (robotic tool atau end effector) berjenis g ϵ G±sáåán E, yang bisa berbeda antara satu pekerjaan dengan pekerjaan lainnya. Setiap robot dapat dipasangi lebih dari satu alat robot dengan automatic tool changer (ATC), tetapi memiliki kapasitas tidak lebih K jenis alat robot. Adanya faktor alat robot ini menambah kompleksitas karena belum tentu beberapa pekerjaan yang sama-sama dikerjakan oleh robot bisa ditempatkan di satu stasiun kerja yang sama akibat perbedaan jenis alat robot dan kapasitas ATC. Selain itu, alat robot juga memiliki biaya tersendiri yang tidak bisa diabaikan, sama seperti robot itu sendiri, yaitu biaya pengadaan dan biaya operasinya. Suatu alat robot yang kompleks bahkan bisa memiliki biaya yang lebih besar dari biaya robot itu sendiri. Dalam Mura dan Dini (2019) biaya total tersusun dari biaya per unit manusia dan robot dikalikan jumlah unit masing-masing yang dibutuhkan, sedangkan dalam Weckenborg dan Spengler (2019) biaya total tersusun dari biaya stasiun kerja per satuan waktu serta biaya sumber daya manusia dan robot per satuan waktu dikalikan jumlah unit masing-masing dan waktu siklusnya (lama pemakaian per siklus). Berbeda dengan kedua penelitian terdahulu tersebut, kontribusi Model A1 ini adalah dipertimbangkannya jenis alat robot, serta fungsi biaya total yang tersusun dari komponen-komponen pembentuk sebagai berikut: x Biaya total secara umum tersusun dari biaya pengadaan (penambahan) manusia, robot, dan alat robot, serta biaya operasi manusia, robot, dan alat robot. 36 x Dalam sistem sudah tersedia manusia, robot, dan alat robot jenis g sejumlah α 0, ρ0, dan bgr. Jika α, ρ, dan bg masing-masing menyatakan jumlah manusia, robot, dan alat robot jenis g yang diperlukan, maka α I, ρI, dan bgI masing-masing menyatakan jumlah tambahan manusia, robot, dan alat robot jenis g yang diperlukan. x Biaya penambahan orang, misalnya biaya rekrutmen dan pelatihan orang baru sebesar c ssatuan uang per unit orang x Biaya penambahan robot sebesar c tsatuan uang per unit robot, serta biaya penambahan alat robot g sebesar c )4g satuan uang per unit alat robot. Mengingat bahwa biaya pembelian robot dan alat robot biasanya sangat jauh lebih besar dibandingkan dengan biaya rekrutmen dan pelatihan orang, maka biaya penambahan robot dapat didekati dengan biaya sewa (rental) robot, sehingga besarannya dapat diperbandingkan dengan biaya penambahan orang. Penyewaan robot dan alat robot ini merupakan salah satu bisnis yang mulai muncul di masa Industri 4.0. Jika penambahan robot diartikan sebagai pembelian robot baru, maka keputusan tersebut bukanlah keputusan ALBP, melainkan keputusan strategis jangka panjang yang harus dilakukan sebelum pembahasan ALBP untuk menentukan α 0, ρ0, dan bgr.