PAPER RECYCLE AUTOMATION SEBAGAI SOLUSI PENINGKATAN PRODUKTIVITAS UMKM DAUR ULANG KERTAS PDF

Preview

Summary

INPACT (INDUSTRIAL ENGINEERING PAPER AND ACTION) 1 PAPER RECYCLE AUTOMATION SEBAGAI SOLUSI PENINGKATAN PRODUKTIVITAS UMKM DAUR ULANG KERTAS Andrian Henry Santosa1, Lailiya Rohmana2, Andreas Haga Sebayang3 Jurusan Teknik Industri, Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS),...

Description

INPACT (INDUSTRIAL ENGINEERING PAPER AND ACTION)

1

PAPER RECYCLE AUTOMATION SEBAGAI SOLUSI PENINGKATAN PRODUKTIVITAS UMKM DAUR ULANG KERTAS Andrian Henry Santosa1, Lailiya Rohmana2, Andreas Haga Sebayang3 Jurusan Teknik Industri, Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS), Surabaya Jalan Sutorejo Tengah XI No. 34, Surabaya Abstrak— UMKM mempunyai pengaruh yang sangat besar terhadap perekonomian di Indonesia. Namun, tidak semua dari UMKM memiliki ilmu pengetahuan dan teknologi yang sesuai untuk meningkatkan produktivitas. Pada penelitian ini akan difokuskan pada UMKM yang memproduksi kertas daur ulang. UMKM mengggunakan cara tradisional yang membutuhkan suhu ruangan untuk mengeringkan kertas dan proses tersebut membutuhkan MLT 531 menit per batch. Oleh karena itu, pada paper ini akan didiskusikan mengenai bagaimana meningkatkan produktivitas dengan otomasi yang didasarkan pada perhitungan MLT, laju produksi, kapasitas produksi, analisis produktivitas, dan analisis kelayakan finansial. Setelah otomasi pada UMKM telah diimplementasikan, dapat meningkatkan produktivitas yang mencapai 30,32%. Sebagai tambahan, berdasarkan studi kelayakan finansial otomasi memiliki NPV Rp 24.367.756,46 lebih tinggi daripada cara tradisional yang memiliki NPV Rp 9.071.100,39 saja. Oleh karena itu, mesin daur ulang kertas sesuai dan memungkinkan untuk diimplementasikan sebagai solusi meningkatkan produktivitas. Keyword— kertas daur ulang, otomasi, produktivitas, studi kelayakan finansial. Abstract—Small and Medium Enterprises (SMEs) have numerous impacts to economical aspect in Indonesia. Unfortunetely, not all of them have propriate knowledges and technologies for elevated productivity. In this research will be focused on SME who involves in recycle papers. SMEs use conventional method that requires normal temperature for drying the papers and its processing takes MLT 531 minutes per batch. Hence, in this paper will be discussed how increased productivity by automation based on calculating MLT, production rate, production capacity, productivity analysis, and financial feasibility study. After automation in production of paper recycle SMEs has been implemented can raise their productivity up to 30.32%. In addition, based on financial feasibility study automation has NPV around Rp 24,367,756.46 higher than conventional method that has NPV RP 9,071,100.39 only. Thus, paper recycle automation machine is propriate and feasible to be implemented as solution to increased productivity. Keyword— Recycle paper, automation, productivity, financial feasibility study.

I. PENDAHULUAN Usaha Mikro Kecil dan Menengah (UMKM) merupakan salah satu roda penggerak ekonomi di Indonesia. UMKM memberikan keunggulan bagi sektor mikro yaitu menyerap jumlah tenaga kerja dalam kuantitas yang besar. Hal ini didasarkan pada survei BPS pada tahun 2012 yang ditampilkan pada website [1] terjadi peningkatan jumlah tenaga kerja di bidang UMKM sebesar 18,96% selama lima tahun terakhir sejak tahun 2007. Keunggulan lain dari UMKM yaitu memberikan sumbangan Produk Domestik Bruto (PDB) Indonesia sebesar 9,9% pada tahun 2012. Melihat prospek bisnis UMKM yang mampu menunjang perekonomian Indonesia maka sejak tahun 2008 Pemerintah telah memperinci dalam Undang-Undang nomor 20 tahun 2008 tentang usaha mikro, kecil dan menengah. Sejak saat itu, berbagai Pemerintah Daerah mengatur kebijakan strategis mengenai UMKM di dalam rencana strategis jangka menengah dan panjang. Namun

1, 3

Mahasiswa, Jurusan Teknik Industri Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya, Jln. Sutorejo Tengah XI No 34 Surabaya 60113 INDONESIA (tlp: +6285649268668; +6286748827920 e-mail: [email protected]; [email protected]) 2 Mahasiswa, Jurusan Teknik Industri Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya, Keputih Gang 1B No 27AB Surabaya 60111 INDONESIA (tlp:+6285755494466 e-mail: [email protected] )

Paper Recycle Automation …

dalam berkembangan UMKM ditemukan berbagai kendala seperti kurang adanya standarisasi produk, ilmu pengetahuan dan penguasaaan teknologi yang kurang. Oleh karena itu, UMKM sering kali dihubungkan dengan penggunaan teknologi yang masih rendah atau belum menggunakan automation machines dalam proses produksi. Di samping itu, kondisi sosial, keamanan dan ekonomi Indonesia sekarang dihadapkan pada tantangan besar beberapa tahun kedepan dimana Masyarakat Ekonomi ASEAN (MEA) sudah siap diimplementasikan sejak tahun 2015 sehingga UMKM sebagai motor penggerak perekonomian sekarang menjadi sorotan. Salah satu UMKM yang memberikan berkontribusi dalam iklim bisnis di Indonesia yaitu UKM pembuatan kertas. Cakupan industri pembuatan kertas yang dibedakan berdasarkan bahan baku terdiri dari bahan baku kayu dan non-kayu. Seperti yang diketahui saat ini, pasokan bahan baku kayu semakin berkurang. Hal ini dipicu oleh kondisi hutan industry yang semakin berkurang dan kesadaran dunia akan eco-green industri dalam pembuatan kertas semakin tinggi. Oleh karena itu, beberapa dekade terakhir industri daur ulang kertas sukses menapaki industri pulp dan kertas dibandingkan dengan industri kertas berbahan baku kayu itu sendiri. Kebutuhan kertas nasional berdasarkan [2] pada saat ini mencapai 6 juta ton per tahun dengan komposisi 3 juta ton dipasok dari industri lokal dan sisanya berasal dari impor luar negeri. Kebutuhan komoditi pulp sendiri diperkirakan naik sebesar 4,98% per tahun dan untuk komoditi kertas meningkat dengan rata-rata 3,13% per tahun. Peluang permintaan pulp dan

2

INPACT (INDUSTRIAL ENGINEERING PAPER AND ACTION)

kertas terbilang tinggi akan tetapi kondisi tersebut juga diimbangi berbagai masalah seperti biaya produksi kertas yang padat modal. Menurut [2], beberapa negara NORSCAN (negara penghasil kertas) mengalami gulung tikar akibat tingginya biaya produksi seperti Weyerhaueser (Prince Albert, Canada), UPM Kymmene (Miramichi, New Brunswick), Domtar (Cornwall, Ontario), Neenah Paper (Terrace Bay, USA), Stora Enso, dan lain-lain. Melihat kondisi yang demikian, UMKM daur ulang kertas yang banyak berada di area pengumpulan barang-barang bekas memiliki kesempatan yang baik untuk menyuplai permintaan kertas nasional. Tingginya permintaan kertas tentunya harus diimbangi oleh stabilitas dan tingginya produktivitas pembuatan kertas daur ulang itu sendiri. Selama ini UMKM daur ulang kertas masih menggunakan teknologi konvensional yang menggunakan human intelligence untuk mengoperasikan mesin pembuatan kertas tersebut. Satu paket pembuatan daur ulang kertas membutuhkan berbagai mesin yang terdiri dari mesin bieter/holander, mesin cetak, mesin kalender dan mesin potong [3]. Waktu produksi untuk menyelesaikan satu truk kertas daur ulang berkapasitas 60 kg diestimasikan membutuhkan waktu satu minggu dengan hasil produksi berupa 35 kertas karton ukuran 1,8 mm-2 mm. Dengan demikian, dibutuhkan waktu hampir satu bulan untuk memproduksi 140 kertas karton. Produktivitas yang sedikit membuat breakeven point industri daur ulang kertas semakin lama dimana modal awal untuk membeli keempat mesin pembuat daur ulang kertas terbilang mahal. Di samping itu, dibutuhkan lahan yang cukup luas untuk melakukan proses pengeringan kertas. Oleh karena itu, pada jurnal ini akan dibahas mengenai paper recycle automation untuk meningkatkan produktivitas UMKM daur ulang kertas dimana dengan cara mengurangi manufacturing lead time dalam proses produksi. II. DASAR TEORI Pada bagian ini akan dijelaskan mengenai teori yang digunakan guna mendukung pelaksanaan penelitian. 1. Manufacturing Lead Time Manufacturing Lead Time (MLT) merupakan waktu total yang diperlukan untuk pengerjaan bagian (part) dari suatu produk [4]. MLT terdiri atas beberapa elemen, diantaranya yaitu jumlah lini produksi (No) dan waktu siklus operasi (Tc). Waktu siklus operasi (Tc) terdiri atas waktu operasi (To), waktu handling (Th), waktu tool handling (Tth). 2. Laju Produksi Laju produksi merupakan jumlah hasil (output) yang didapatkan tiap jam. Formula dari laju produksi yaitu pembagian antara jumlah produk yang dihasilkan dalam suatu hari dan jam shift kerja. 3. Kapasitas Produksi Kapasitas produksi merupakan laju hasil (output) maksimum yang dapat dihasilkan oleh suatu fasilitas produksi. Formula yang digunakan untuk mendapatkan kapasitas produksi adalah sebagai berikut. PC = nSHRp

n = jumlah pusat pengerjaan produksi dalam fasilitas s = jumlah shift per periode H = jam/shift Rp = laju produksi 4. Analisis Produktivitas Analisis Produktivitas merupakan analisa yang dilakukan dengan cara membandingkan antara MLT dari metode manual dengan MLT metode otomasi. Dari perbandingan tersebut akan didapatkan selisih yang menunjukkan peningkatan produktivitas yang dihasilkan. III. METODOLOGI PENELITIAN Dalam melakukan improvement pada UMKM daur ulang kertas sebagai solusi guna meningkatkan produktivitas dari UKM tersebut, terdapat beberapa tahapan yang perlu dilakukan. Tahapan tersebut akan dijelaskan melalui flowchart dan penjelasan berikut. Tahap pertama yang perlu dilakukan dalam metodologi penelitian ini yaitu identifikasi masalah. Dari permasalahan yang telah teridentifikasi, selanjutnya akan disusun suatu rumusan masalah, yang berguna sebagai dasar dalam menentukan tujuan penelitian. Dari tujuan penelitian yang telah didapatkan, maka akan dibutuhkan beberapa sumber yang mendukung keberlangsungan penelitian ini. Sumber tersebut dapat ditemukan baik melalui studi literature maupun studi lapangan. Contoh: buku, jurnal, artikel, penelitian serupa terdahulu, serta observasi ke UKM daur ulang kertas. Konsep seven waste digunakan untuk mengidentifikasi apakah terdapat waste pada UMKM daur ulang kertas. Waste yang telah teridentifikasi, selanjutnya dapat diminimasi bahkan dapat dihilangkan. Konsep seven waste sendiri merupakan konsep yang umum digunakan dalam meningkatkan produktivitas. Yang menjadi ide dalam penyelesaian masalah pada UMKM daur ulang kertas adalah pembuatan alat otomasi untuk daur ulang kertas sebagai solusi untuk mengurangi MLT yang akan berujung pada meningkatnya produktivitas dari UMKM. Pembuatan alat ini akan menggunakan konsep otomasi yang terintegrasi yang artinya seluruh fitur yang dibutuhkan untuk mencapai tujuan dari penelitian ini telah terdapat pada satu alat. Namun, perlu dilakukan studi lapangan dan studi literatur guna menciptakan alat yang sesuai dengan kebutuhan yang dapat dilihat dari berbagai aspek. Observasi yang dilakukan pada UMKM daur ulang kertas bertujuan agar data-data yang dibutuhkan untuk perancangan alat dapat diperoleh. Selain itu, observasi ini juga memiliki tujuan untuk mengetahui metode eksisting dari UMKM serta karakteristik dari produk. Tahap kedua yaitu perancangan sistem dan pengolahan data. Pada tahap ini akan dilakukan perancangan terhadap alat berdasarkan data yang telah didapatkan melalui hasil studi literatur maupun studi lapangan. Pembuatan alat diawali dengan melakukan identifikasi fungsi-fungsi yang dibutuhkan untuk menghasilkan produk akhir. Selanjutnya, dilakukan uji pada benda kerja, guna mengetahui apakah alat tersebut berjalan

Paper Recycle Automation …

INPACT (INDUSTRIAL ENGINEERING PAPER AND ACTION) sesuai dengan fungsinya. Apabila dinyatakan belum baik, maka akan dilakukan perbaikan hingga alat tersebut dapat berjalan sesuai fungsinya. Tahap ketiga yaitu analisis dan interpretasi. Pada tahap ini akan dilakukan analisis dari output yang dihasilkan pada tahap sebelumnya. Terdapat dua aspek yang akan dianalisis, yaitu aspek kesesuaian alat serta dari aspek finansial. Pada aspek kesesuaian alat akan dianalisis mengenai MLT, laju produksi, dan kapasitas produksi. Pada aspek finansial akan dianalisis terkait perbedaan yang dihasilkan antara penggunaan metode manual dengan metode otomasi. Tahap keempat yaitu kesimpulan dan saran. Pada tahap ini akan dihasilkan kesimpulan yang akan menjawab seluruh tujuan dari dilakukannya penelitian ini. Selanjutnya, akan diberikan beberapa saran perbaikan untuk penelitian serupa selanjutnya. Berikut ini merupakan flowchart dari metodologi penelitian.

3 Identifikasi dan Perumusan Masalah Tahap Ident ifikasi Masalah

Penentuan Tujuan Penelitian

Studi Literatur   

Studi Lapangan   

Konsep otomasi dalam industri Konsep produktivitas Penelitian terdahulu

Obseervasi karakteristik kertas Kondisi eksisting UKM Metode pengolahan kertas UKM

Perancangan Alat Daur Ulang Kertas

 



Membuat desain dalam bentuk prototype Membuat prototype sebagai desain Sinkronisasi prototype

Tahap Perancangan Sist em dan Pengolahan Dat a

Verifikasi dan Pengujian Alat





Uji mekanisme alat daur ulang kertas secara keseluruhan Uji coba produksi kertas dalam kuantitas tertentu

Apakah alat efekti dan efisien

Tidak Perbaikan rancangan alat daur

ulang kertas

Ya

Pengolahan Data

Analisis dan Interpretasi Data

Kesimpulan dan Saran

Tahap Analisa dan Interpr etasi Dat a

Tahap K esimpulan dan Saran

Gambar. 1 Flowchart metodologi penelitian alat daur ulang kertas

A. Perancangan Proses Produksi Daur Ulang Kertas Berikut adalah alur proses produksi dari recycle paper automation yang terdiri dari tiga proses utama yaitu: proses pengadukan, proses pencetakan, dan proses pengeringan. Pada alur produksi berikut akan disertakan pula input dan output dari masing-masing proses.

Paper Recycle Automation …

4

INPACT (INDUSTRIAL ENGINEERING PAPER AND ACTION)

START Potongan Kertas

Proses Pengadukan

Bubur Kertas

Proses Pencetakan

Kertas Basah

Proses Pengeringan

Limit Switch

Kertas Jadi

END Gambar. 2 Flowchart proses produksi paper recycle automation

B. Proses Produksi Pengadukan Bubur Kertas Proses pengadukan merupakan tahapan pertama dari lini produksi daur ulang kertas. Proses pengadukan bertujuan untuk mengubah potongan-potongan kertas menjadi bubur kertas dengan tekstur yang lebih halus. Untuk melakukan peran tersebut, maka akan digunakan sebuah motor sebagai komponen utama untuk menggerakan penggiling (crusher). Untuk input dari proses pengadukan, bersamaan dengan potongan kertas juga perlu ditambahkan air yang secukupnya. Air berfungsi untuk melembutkan tekstur potongan kertas sehingga memudahkan crusher dalam membetuk bubur kertas. Air tersebut akan dialirkan dengan bantuan pompa dari bawah

prototype menuju crusher. Bubur kertas hasil penghancuran akan jatuh ke bawah secara kontinyu untuk menuju proses selanjutnya (proses pencetakan dan pemerasan) melalui papan atau slide. C. Proses Produksi Pencetakan dan Pemerasan Tahapan kedua dari paper recycle automation adalah proses pencetakan dan pemerasan. Proses tersebut akan mengubah bubur kertas yang banyak mengandung air menjadi kertas dengan tekstur yang lebih kering dan berbentuk sesuai cetakan. Bubur kertas hasil pengadukan pada tahap pertama akan jatuh ke dalam sebuah wadah. Wadah memiliki bentuk persegi dengan lubang-lubang kecil untuk keluaran dari air hasil pemerasan. Proses pencetakan dan pemerasan bekerja secara simultan menggunakan sebuah papan yang berfungsi sebagai presser. Papan presser tersebut berjalan secara horizontal dengan bantuan motor. Pada proses nya, presser akan menekan bubur kertas sehingga air akan terperas dan jatuh melalui lubang pori-pori pada wadah cetakan. Proses pemerasan dan pencetakan tidak hanya berjalan sekali melainkan berkali-kali tergantung dari tekstur yang dihasilkan. D. Proses Pengeringan Proses pengeringan merupakan tahapan terakhir dari paper recycle automation. Proses ini menggunakan komponen berupa blower untuk mengalirkan udara hangat langsung kepada kertas hasil cetakan pada tahap sebelumnya. Dalam rancangan prototype digunakan tiga buah dryer untuk mempercepat proses pengeringan kertas. Komponen komponen tersebut diletakan tepat di sisi-sisi atas dari wadah cetakan. Cara kerja proses pengeringan adalah secara kontinyu melalui limit switch yang diletakan pada rangka besi. Wadah cetakan yang dipasang secara langsung akan menekan limit switch sehingga limit switch memberi perintah ke microcontroller untuk menyalakan blower. Dryer baru akan berhenti bekerja atau stop ketika wadah cetakan diambil. Dengan menggunakan mekanisme ini, maka akan memungkinkan operator untuk menentukan apakah tekstur kertas sudah cukup kering atau tidak. E. Desain Alat Paper Recycle Automation Dari rancangan proses dan konsep sistem yang telah dijabarkan maka desain prototype yang akan diusung dapat dilihat pada gambar 2.

Paper Recycle Automation …

INPACT (INDUSTRIAL ENGINEERING PAPER AND ACTION)

5

Gambar. 3 Desain paper recycle automation prototype secara keseluruhan

Prototype dari paper recycle automation memiliki dimensi panjang ±1.5 meter, lebar ±60 meter, dan tinggi ±1.6 meter. Estimasi dari berat prototype adalah 60 kilogram. Paper recycle automation akan menggunakan dua buah mikrokontroller untuk mengkoordinasi sistem sensor dan aktuator. Sistem sensor pada prototype menggunakan limit switch dan push button. Sedangkan untuk sistem aktuator-nya, prototype menggunakan dua buah motor dan blower. Motor pertama berfungsi untuk menggerakan crusher dan motor yang kedua berfungsi untuk menggerakan presser. I. HASIL DAN PEMBAHASAN A. Manufacturing Lead Time Manufacturing Lead Time (MLT) merupakan waktu total yang dibutuhkan untuk mengerjakan part atau produk tertentu dalam pabrik [5]. Defini sederhana dari MLT diartikan sebagai kemampuan produsen untuk menyelesaikan produk kepada konsumen. Perusahaan yang memiliki waktu MLT yang singkat sering kali memenangkan kompetisi. Di dalam aktivitas pembuatan produk tedapat serangkain proses yang terdiri proses pemindahan bahan baku, proses operasi mesin, inspeksi, operasi perakitan, dan lain-lain. Kegiatan di lantai produksi sendiri terdiri dari dua elemen utama yaitu value added activities dan non-value added activities. Kedua jenis aktivitas tersebut memberikan pengaruh dalam proses perhitungan MLT. Adapun proses perhitungan MLT bisa menggunakan persamaan (1): = + + (1) no : jumlah operasi yang diperlukan Tsu : waktu set-up Q : kuantitas dari satu batch Tc : waktu siklus Tno : waktu non-operasi

Paper Recycle Automation …

Untuk mengetahui perbedaan antara kondisi operasi eksisting di UMKM pengolahan daur ulang kertas dengan recycle paper machine. Dikarenakan bahan baku didapatkan dari proses pemulungan dan pembelian barang bekas, kuantitas bahan baku yang didapatkan setiap hari mengalami fluktuasi. Akan tetapi dalam satu batch operasi, UMKM tersebut maksimal dapat memproses sejumlah 2 kg atau 10 lembar per hari. Sedangkan untuk jenis operasi atau departemen dalam lini produksi terdiri dari departemen penggilingan, departemen percetakan, dan pengeringan. Setelah didapatkan waktu operasi dan non-operasi pada masing-masing departemen selanjutnya dilakukan proses perhitungan MLT menggunakan persamaan (1). TABEL I PERHITUNGAN MLT PROSES PRODUKSI SECARA MANUAL Proses produksi secara manual Proses Proses Proses Komponen MLT penggilingan pencetakan pengeringan To 30 menit 28 menit 420 menit Th 2 menit 5 menit 10 menit Tth 2 menit 2 menit Tc 34 menit 35 menit 430 menit No 1 1 1 Tsu 3 menit 4 menit 12 menit Tno 10 menit 3 menit MLT 47 menit 42 menit 442 menit 531 menit Total MLT

Tabel 1 menunjukkan total waktu MLT membutuhkan 531 menit. Hal tersebut dikarenakan, pada proses pengeringan masih menggunakan cara tradisional yaitu dengan cara pengeringan yang mengandalkan suhu ruangan dan sinar matahari. Oleh karena itu, waktu yang dibutuhkan menjadi lama.

6

INPACT (INDUSTRIAL ENGINEERING PAPER AND ACTION) TABEL II PERHITUNGAN MLT PROSES PRODUKSI SECARA OTOMASI Proses produksi secara otomasi Proses Proses Proses Komponen MLT penggilingan pencetakan pengeringan To 3 menit 10 menit 20 menit Th Tth Tc 3 menit ...