Perancangan proses produksi yang tangguh dengan menggunakan metode TAGUCHI (Studi Kasus Produk Master Rem L-300 Bensin di CV Mustika Karya Klaten)

Perancangan proses produksi yang tangguh dengan menggunakan metode TAGUCHI (Studi Kasus Produk Master Rem L-300 Bensin di CV Mustika Karya Klaten). Perancangan produk yang tangguh ( Robust ) berdasarkan metode Taguchi dilakukan di CV Mustika Karya untuk mengatasi kasus bervariasinya nilai kekerasan produk Master Rem L-300 Bensin . Teridentifikasi faktor-faktor yang berpengaruh terhadap kualitas produk dan dibagi berdasarkan level adalah: Faktor Kendali (Controllable Factor) yang terdiri dari waktu penuangan(3 level), bahan baku(2 level) , debit angin(2 level) dan pasir cetak(2 level) . Sedang Faktor tak terkendali ( Noise Factor) adalah suhu tuang (2 level) dan komposisi kimia bahan (2 level). Berdasarkan jumlah faktor dan level faktor dipilih matrik orthogonal untuk 3 matrik kombinasi yakni kekerasan produk, jumlah cacat produk karena proses dan matrik Overall Evaluation Criteria yang sesuai dan dianalisis dengan Signal to Noise Ratio (S/N Ratio) dalam satuan desibel (db) serta ANOVA.. Diperoleh rancangan parameter yang tangguh dengan waktu penuangan 30 detik, bahan baku FC 25, dan debit angin 42 m3/menit. Sedang faktor pasir cetak tidak cukup signifikan berpengaruh terhadap kualitas produk. Performansi rata-rata yang diharapkan dapat dicapai dari rancangan ini adalah S/N Ratio sebesar 34,845 db atau dalam satuan unit aslinya kekerasan produk ± 21,6 HRC.

Kata Kunci : Metode Taguchi, Controllable Factor, Noise Factor, Signal to Noise Ratio

A. PENDAHULUAN

Salah satu upaya perbaikan mutu produk adalah melakukan perancangan (desain) mutu produk dengan metoda Eksperimen Taguchi. Dengan metode ini diharapkan akan diperoleh parameter proses produksi yang optimal dengan tujuan membuat produk yang kebal terhadap sumber -sumber variasi dan memaksimalkan kontrol terhadap proses produksinya. Desain Eksperimen adalah
sarana penting untuk perancangan desain sebuah produk fabrikasi dan ketika diaplikasikan terhadap proses atau produk maka Desain Eksperimen membantu mencari yang terbaik diantara sejumlah alternatif [RAN 01].

Alat analisa yang digunakan dalam tahap perancangan parameter ini digunakan Orthogonal array , Signal to Noise Ratio (S/N Ratio), Main Effect Factor dan Analisis of Variance ( ANOVA).

Penelitian ini melibatkan kriteria evaluasi lebih dari satu (multiple criteria of evaluation), yakni kekerasan produk dalam satuan ukuran skala Brinell (HRC) dan jumlah cacat produksi dengan satuan ukuran prosen (%). Dalam kondisi seperti ini disarankan pengolahan data dan analisa hasil eksperimen dilakukan secara terpisah antara kriteria evaluasi kekerasan produk dengan jumlah cacat produksi, kemudian di lakukan pengolahan data eksperimen menggunakan Overall Evaluation Criteria (OEC). [RAN 01] Konsepnya adalah membuat satu indek perhitungan bersama dari dua atau lebih kriteria evaluasi untuk memaksimalkan hasil optimum dari eksperimen.

1. ORTHOGONAL ARRAY (OA)

Matrik ini disusun oleh faktor-faktor yang dikelompokkan atas Controllable Factor yakni faktor yang dapat dikontrol oleh pabrikan selama desain produk, desain proses dan sepanjang proses produksinya. Sedang Noise Factor adalah faktor yang oleh pabrikan tidak dapat dikontrol karena alasan biaya. Sehingga matriks tersusun atas Inner Array atau faktor rancangan dan Outer Array atau faktor lingkungan dan dikenal sebagai Product Array seperti pada Gambar 1. Untuk kondisi 2 level telah disediakan matriks dengan tipe L-4 OA, L-8 OA, L-16 OA dan L-32 OA .Bila faktor-faktor yang ada mempunyai level beragam maka metode yang digunakan disini adalah Matrik Metode Kombinasi. Kolom menyatakan faktor-faktor yang dipelajari sedang baris mewakili banyaknya eksperimen yang dilakukan dan minimal sama dengan jumlah Derajat Kebebasan (Degree of Freedom= DoF). Nilai DoF dihitung dari banyaknya level dikurangi 1 pada masing-masing faktor. Tersedia alat bantu penempatan dan interaksi faktor yakni tabel interaksi (Mean Effect Factor) dan grafik linear.

Gambar 1. Rancangan Product Array

2. ANALISIS SIGNAL TO NOISE RATIO (S/N RATIO)

Signal to Noise Ratio biasa digunakan dalam elektronika dengan nilai satuan dalam Desibel (db). Untuk metode Taguchi maka Signal dianggap mewakili faktor yang dikendalikan sedang Noise dianggap mewakili faktor yang tak terkendali.. Berdasar karakteristik yang dituju ada tiga jenis S/N Ratio dengan cara perhitungan Mean Square Deviation (MSD) sebagai berikut:

3. ANALYSIS OF VARIANCE (ANOVA)

Dengan Analysis of Variance (ANOVA) yang menguraikan variasi total ke dalam variasi faktor dan variasi galat dapat ditentukan kontribusi dari faktor yang signifikan tersebut [WIL95].

B. PEMILIHAN FAKTOR YANG BERPENGARUH TERHADAP KARAKTERISTIK KUALITAS.

Faktor-faktor merupakan variabel bebas dari eksperimen. Dengan mempertimbangkan masalah batasan waktu penelitian, biaya yang tersedia, serta seting peralatan yang digunakan maka penentuannya dapat dengan alat bantu Diagram Sebab Akibat (Fish Bone Diagram) seperti pada Gambar 2, terpilih faktor-faktor sekaligus levelnya :

a. Controllable Factor :

1    1) Bahan Baku. Hal ini tidak sulit untuk dikendalikan karena sudah ada acuannya , dalam peneltian ini dibuat dalam 2 level yakni level 1 dengan FC 20 (jenis yang sering digunakan saat ini) dan level 2 dengan FC 25 (jenis logam yang hanya digunakan untuk pesanan dengan prasyarat agak ketat)

2     2) Debit angin . Disini ada 2 level mengingat besarnya debit angin sangat bergantung pada diameter dalam dapur peleburan (65 cm) sehingga kebutuhan angin 31 – 42 m³/menit .

3   3) Pasir cetak, perusahaan biasanya menggunakan 2 jenis pasir cetak yakni pasir kali dan pasir kwarsa.

4    4) Waktu penuangan, dipilih 3 level disebabkan adanya jarak cetakan dengan dapur peleburan yang berbeda

b.    b.Noise Factor :

1   1) Suhu Tuang, hal ini dipilih karena pada kenyataannya suhu tuang pada proses produksi sukar dikontrol. Suhu tuang yang diijinkan pada peleburan besi cor adalah 1250-1450°C.

2) Komposisi kimia bahan, dirasakan sangat sukar untuk nilai ketepatan komposisi kimia bahan untuk itu dipilih 2 level yakni nilai sekitar batas bawah dan nilai sekitar batas atas     

Gambar 2 Diagram Sebab Akibat Produk Master Rem L-300 Bensin

C. PELAKSANAAN EKSPERIMEN.

Eksperimen dilakukan berdasarkan trial condition yang didapat dari matrik kombinasi L-8 OA inner array dan L-4 OA outer array sebagai pada tabel 1 (dalam hal ini dengan bantuan software Qualitek 4 dan diperlukan sampel penelitian minimal 32). Pengolahan data Eksperimen dan analisis hasil eksperimen dilakukan secara terpisah masing-masing untuk Karakteristik Kualitas Kekerasan Produk dan Karakteristik Kualitas Jumlah Cacat Produk [RAN 01]

Tabel 1. Matrik Kombinasi (L-8 OA inner array dan L-4 OA outer array)

Masing-masing eksperimen dihitung nilai S/N Ratio nya dari setiap faktor dan setiap level dan dihitung nilai rata-rata berdasarkan faktor dan level. Dengan demikian dapat dibuat tabel dan grafik efek tiap faktor untuk dievaluasi kondisi Optimum serta kontribusi faktornya.

D. ANALISIS HASIL EKSPERIMEN

E. KESIMPULAN.

Hasil utama yang diharapkan adalah ditemukannya rancangan usulan setting parameter yang tangguh (robust) sehingga dapat ditarik kesimpulan faktor yang berpengaruh terhadap variansi kualitas adalah waktu penuangan dengan nilai kontribusi 8.037%, bahan baku dengan nilai 25.682% dan debit angin dengan nilai 17.744%. Pasir cetak tidak cukup signifikan.

Kondisi terbaik adalah waktu penuangan pada level 2 ( 30 detik), bahan baku pada level 2 (FC 25) dan debit angin pada level 2 (42 m³/menit)

Performansi yang diharapkan dari rancangan usulan ini adalah 34.854 db atau dalam satuan aslinya ±21.6 HRC