Perpustakaan Digital ITB

Flexible manufacturing System (FMS) adalah sistem produksi otomatis terdiri dari mesin-CNC terintegrasi dengan sistem penanganan material yang dikendalikan oleh sebuah komputer (FMS-controller). FMS sangat cocok untuk menyelesaikan variasi produk dan volume produksi dalam jumlah menengah. Konfigurasi FMS pada penelitian ini terdiri dari beberapa mesin-CNC sejenis yang dilengkapi dengan jenis dan jumlah perkakas potong yang sama pada masing-masing tool magazine. Mesin-CNC juga dilengkapi dengan satu buffer untuk menyimpan material yang menunggu untuk diproses. FMS dilengkapi dengan sistem penanganan material yang terdiri dari sebuah stacker crane (alat untuk pengiriman material) dan pallet stocker (rak penyimpanan material). Keunggulan utama FMS adalah otomatis dan fleksibel. Otomatis menunjukkan kemampuan FMS untuk beroperasi tanpa harus dijaga oleh operator (unmanned), sedangkan salah satu bentuk fleksibilitas pada FMS adalah routing flexibility, yaitu kemampuan untuk menyediakan alternatif rute pengerjaan benda kerja bila terdapat gangguan. Penjadwalan FMS adalah proses mengalokasikan dan mengurutkan pekerjaan pada mesin-CNC. Jika terjadi gangguan, maka diperlukan penjadwalan ulang. Berdasarkan kajian pustaka, model penjadwalan ulang yang dikembangkan hanya disebabkan kerusakan mesin-CNC saja. Belum ada satu pun model penjadwalan ulang yang disebabkan oleh perkakas potong yang patah. Dengan demikian rumusan masalah dalam disertasi ini adalah bagaimana formulasi model penjadwalan ulang produksi pada FMS karena perkakas potong yang patah pada saat digunakan. Tujuan penelitian ini adalah mengembangkan model penjadwalan ulang pada FMS karena kejadian kerusakan perkakas potong pada saat unmanned. Model yang diusulkan mempunyai kemampuan memilih secara simultan mesin-CNC yang memiliki perkakas potong sesuai untuk pengerjaan suatu pekerjaan. Metodologi penelitian dimulai dengan kajian pustaka dan pengamatan pada sistem nyata untuk memperoleh rumusan masalahan, kemudian menentukan konfigurasi dan sistem operasi FMS. Tahap berikutnya adalah pengembangan model yang terdiri dari 4 (empat) buah model. Model-1 merupakan penjadwalan statis untuk pekerjaan pada mesin dan perkakas potong secara simultan. Hasil Model-1 adalah jadwal awal. Pada saat FMS beroperasi, terjadi gangguan berupa perkakas potong yang patah pada saat digunakan. Untuk itu dikembangkan model penjadwalan ulang untuk pekerjaan dengan status menunggu. Penjadwalan ulang dimulai dengan pendekatan Model-2. Tujuan penjadwalan ulang Model-2 adalah memperoleh jadwal baru dengan menggunakan mekanisme yang digunakan pada Model-1. Karakteristik penjadwalan ulang Model-2 menghasilkan jadwal baru yang alokasi pekerjaan pada mesin berbeda dengan jadwal awal. Untuk mempertahankan alokasi pekerjaan, dikembangkan model penjadwalan ulang Model-3, dengan asumsi tersedianya perkakas potong cadangan untuk seluruh pekerjaan. Penjadwalan ulang Model-4 adalah model akhir yang merupakan tujuan penelitian ini. Proses penjadwalan ulang pada Model-4 selain memperhatikan sisa umur pakai perkakas potong, juga memperhatikan lokasi material pada FMS apakah material berada pada buffer mesin-CNC atau pada pallet stocker. Jika material pekerjaan dengan status menunggu berada di buffer mesin, maka akan dijadwalkan ulang dengan pendekatan Model-3. Sementara itu, pekerjaan yang materialnya berada pada pallet stocker dapat berubah alokasi pekerjaannya dengan menggunakan pendekatan Model-2. Pada Model-1, telah dilakukan serangkaian percobaan untuk memperoleh jadwal awal. Dengan pendekatan analitik menggunakan Lingo, pencarian solusi global optimal ditemukan. Pada model penjadwalan ulang, baik Model-2 maupun Model-3, telah dilakukan berbagai percobaan dengan pendekatan analitik dan memberikan hasil yang optimal. Hasil percobaan pada Model-2 menunjukkan adanya perpindahan alokasi pekerjaan pada mesin dari jadwal awalnya. Model-3 memberikan hasil berupa jadwal baru yang mempertahankan alokasi pekerjaan sesuai dengan jadwal awal, dengan syarat harus tersedia perkakas potong cadangan. Pada percobaan Model-4, diperlukan pengolahan data dari jadwal awal (Model-1) untuk mengetahui lokasi material dan ketersediaan perkakas potong cadangan. Pengolahan informasi jadwal awal dan pengambilan keputusan penjadwalan ulang pada Model-4, melibatkan banyak variabel dan parameter. Dengan demikian pencarian solusi pada Model-4 dilakukan dengan pendekatan heuristik. Pendekatan Pemodelan Berorientasi Objek (PBO) diusulkan menjadi teknik pencarian solusi pada permasalahan Model-4. Prinsip dari PBO adalah memodelkan elemen FMS menjadi objek-objek yang dapat berinteraksi satu dengan yang lainnya, yang dikelompokkan kedalam suatu kelas. Pada disertasi ini disusun 4 (empat) kelas, yaitu kelas mesin-CNC, kelas perkakas potong, kelas pekerjaan dan kelas pallet-stocker. Setiap objek pada kelas, memiliki atribut yang mencirikan sebuah objek. Pendekatan PBO untuk Model-4 telah dibangun menjadi sebuah aplikasi yang berbasis bahasa java. Pada aplikasi ini telah dilakukan serangkaian percobaan untuk permasalahan FMS dengan konfigurasi 4 (empat) mesin, 12 jenis perkakas potong, masing-masing 3 (tiga) unit. Pekerjaan pada FMS terdiri dari 15 job, masing-masing memiliki 1 (satu) hingga 2 (dua) stage dan tiap stage memiliki lima hingga 7 (tujuh) operasi. Hasil percobaan menunjukkan bahwa Model-4 mempunyai sifat fleksibel, dan mampu memberikan jadwal baru dengan cepat (dalam satu detik) untuk menghadapi gangguan perkakas potong yang patah.