Pendahuluan
Dunia industri yang maju dan semakin berkembang, mengakibatkan variasi hasil produk yang dihasilkan untuk meningkatkan kualitas suatu produk yang dihasilkan, diperlukan pengendalian kualitas yang baik dalam suatu produksi. Kualitas memiliki dampak signifikan pada apakah suatu produk memenuhi standar atau preferensi konsumen. Kertas merupakan bahan tipis dibuat dengan mengendapkan dan mengeringkan serat nabati pendek. Sebagian besar waktu, serat yang digunakan alami dan memiliki selulosa dan hemiselulosa di dalamnya. Kertas dieja paper dalam bahasa Inggris dan papier dalam bahasa Belanda. Kertas adalah lembaran yang terbuat dari bubur rumput, jerami, kayu dan bahan lainnya. Itu bisa robek, digulung, dilipat, direkatkan, atau dipotong melintang, dan sifatnya berbeda dari bahan mentahnya [1]
Kertas daur ulang dapat diartikan dalam berbagai pengertian pertama setiap kertas daur ulang sebelum dapat digunakan oleh pelanggan sebagai produk akhir dianggap sebagai kertas daur ulang pra-konsumen (limbah pra-konsumen), terlepas dari apakah diproduksi melalui proses konversi kertas atau tidak, kedua serat sekunder adalah serat yang telah diproses untuk pembuatan dan sekarang digunakan sebagai bahan pokok dalam proses lainnya, ketiga broke paper adalah hasil proses pembuatan yang tidak dapat dijual karena tidak lulus uji mutu atau dianggap tidak memenuhi syarat, ke-empat kertas yang telah digunakan sebagai barang konsumen setelah didaur ulang [2]
Pengertian kualitas selalu terhubung dengan kebutuhan dan kepuasan pelanggan. Ini mengindikasikan bahwa kualitas adalah penilaian yang dilakukan oleh konsumen terhadap suatu produk guna memenuhi kebutuhan dan mencapai tingkat kepuasan yang diinginkan [3].
PT. XYZ adalah perusahaan yang memproses kertas daur ulang sebagai bahan baku pembuatan kertas. Seiring dengan pertumbuhan bisnis, perusahaan tersebut membangun unit PM 2 & PM 3 dan Deinking Plant tambahan sebagai bagian dari beberapa ekspansi untuk meningkatkan kapasitas produksi. Perusahaan tersebut mampu memproduksi kertas, mulai dari kertas coklat, kertas putih hingga kertas warna sesuai dengan permintaan pelanggan. Pada bulan Agustus, September, November dan Desember tahun 2022 total kecacatan atau produk Q1 (Quality 1) mengalami kenaikan yang signifikan sebesar 17% untuk bulan Agustus, 12% di bulan September, 16% di bulan November, dan 17% di bulan Desember yang mana jumlah tersebut melebihi batas toleransi dari perusahaan yaitu lebih dari 10%, hal ini mengakibatkan kerugian pada perusahaan.
Sesuai dengan pedoman sasaran mutu pada Perusahaan tersebut produk dianggap berkualitas tinggi jika hasil produksi memenuhi rencana target standar mutu sesuai dengan spesifikasi perusahaan untuk setiap produksi. Untuk mengurangi produk cacat, langkah-langkah perbaikan dimulai dengan menyesuaikan batas yang ingin dicapai dengan kemampuan proses yang ada, serta memastikan bahwa hasil produksi yang diinginkan dapat tercapai sesuai dengan spesifikasi yang berlaku. Hal ini dapat dinilai baik dari perspektif kemampuan proses maupun kebutuhan konsumen yang ingin dicapai dari hasil produksi [4]. Permasalahan yang ditemukan pada bagian produksi kertas yaitu peningkatan produk cacat.
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui faktor-faktor yang mengakibatkan cacat pada produk kertas daur ulang dengan Failure Mode and Effect Analysis (FMEA) dan Fault Tree Analysis (FTA) untuk mengidentifikasi faktor dan akar dari cacat produk kertas daur ulang sehingga rekomendasi untuk perbaikan dapat dibuat untuk mengurangi cacat produksi. Pada penelitian ini mengolah data memanfaatkan metode Failure Mode dan Effect Analysis digunakan karena dianggap sebagai salah satu metode paling ampuh di bidang keandalan analisis kegagalan atau cacat [5]. Kemudian langkah selanjutnya data diolah dengan Fault Tree Analysis (FTA) untuk melakukan analisis pohon kesalahan untuk mengidentifikasi risiko atau menyelidiki akar dari masalah yang mengakibatkan kegagalan [6].
Metode
Proses pengambilan data untuk penelitian ini dilakukan selama 6 bln yaitu pada bulan Juli sampai Desember. Metode Pengambilan data menggunakan cara observasi serta peninjauan secara aktual di lokasi produksi kertas serta juga melakukan survey secara langsung di wilayah area produksi, kemudian wawancara dilakukan dengan 3 responden yang expert dibidangnya yaitu manager produksi, kepala produksi, dan admin produksi. Hal ini bertujuan untuk memperoleh data historis dan data langsung pada pihak yang berkaitan pada produksi produk yang mengalami kecacatan.
Failure Mode and Effect Analysis (FMEA)
Failure Mode and Effect Analysis (FMEA) salah satu metode penilaian risiko proaktif yang paling terkenal dan banyak digunakan di industri adalah pendekatan FMEA. Failure Mode adalah kegagalan suatu produk atau proses sesuai dengan fungsinya atau penyebab kegagalan, sedangkan Effect Analysis menelaah potensi hasil dari setiap kegagalan. Maka bisa diartikan Failure Mode and Effects Analysis (FMEA) merupakan metode untuk menganalisis konsekuensi dari setiap kegagalan yang mungkin terjadi selama proses desain dan produksi hingga produk diproduksi [7]. Metode FMEA memiliki tujuan untuk mengenali dan mengevaluasi risiko-risiko yang terkait dengan potensi kegagalan, di mana potensi kegagalan adalah faktor-faktor yang dikenali yang dapat mengakibatkan cacat pada produk [8].
Pada tabel FMEA, penilaian nilai RPN untuk Severity, Occurrence, dan Detection dapat menggunakan skala dari 1 hingga 10. Skala ini mencerminkan tingkat dampak, di mana skala 1 mewakili dampak terendah dan skala 10 mewakili dampak tertinggi [9]. Prosedur Failure Mode and Effect Analysis (FMEA) terdiri dari delapan langkah [10]: (a) Mencari akan kemana arah proses produksi. (b) Menentukan mode kegagalan proses produksi yang paling mungkin terjadi. (c) Menentukan efek potensial dari kegagalan manufaktur. (d) Mencari dari apa yang salah selama proses produksi. Mengidentifikasi mode deteksi pada proses produksi. (e) Mentukan peringkat mulai dari nilai keparahan (severity), kejadian (occurance), dan deteksi (detection). (f) Mengalikan nilai keparahan, kejadian, dan deteksi untuk menghitung nilai RPN. (g) Memberikan saran untuk meningkatkan setiap kegagalan yang mungkin terjadi.
Pada tabel 1 menjelaskan mengenai tingkat keparahan (severity).
| Effect | Severity Effect for FMEA | Ranking |
| Tidak ada | Bentuk Kegagalan tanpa efek samping | 1 |
| Sangat minor | Tidak langsung berakibat | 2 |
| Minor | Efek yang terbatas | 3 |
| Sangat rendah | Memerlukan sedikit rework | 4 |
| Rendah | Diperlukan rework yang cukup banyak | 5 |
| Sedang | Produk rusak (reject) | 6 |
| Tinggi | Mengakibatkan gangguan pada peralatan | 7 |
| Sangat Tinggi | Mengakibatkan gangguan pada mesin | 8 |
| Berbahaya peringatan | Gangguan pada mesin sehingga mesin berhenti | 9 |
| Berbahaya tanpa adanya peringatan | Mengakibatkan gangguan mesin sampai mengancam keselamatan pekerja | 10 |
Pada tabel 2 akan menjelaskan mengenai tingkat kejadian (occurance) cacat pada produk.
| Probabilty of Failure | Failure Rates | Rating |
| Sangat sering terjadi hingga kerusakan tidak bisa dihindari | Hampir selalu terjadi dalam interval kurang dari 1-2 kali operasi | 10 |
| Sangat sering terjadi | Sangat sering, terjadi dalam interval kurang dari 3-4 kali operasi | 9 |
| Sering terjadi (1) | Frekuensi tinggi, terjadi dalam interval kurang dari 5-8 kali operasi | 8 |
| Sering terjadi (2) | Cukup sering, terjadi dalam interval kurang dari 9-20 kali operasi | 7 |
| Jarang terjadi (1) | Umum, terjadi dalam interval kurang dari 21-80 kali operasi | 6 |
| Jarang terjadi (2) | Jarang, terjadi dalam interval kurang dari 81-400 kali operasi | 5 |
| Jarang terjadi (3) | Jarang sekali, terjadi dalam interval kurang dari 401-2000 kali operasi | 4 |
| Sangat jarang terjadi (1) | Sangat jarang, terjadi dalam interval kurang dari 2001-15000 kali operasi | 3 |
| Sangat jarang terjadi (2) | Sangat jarang sekali, terjadi dalam interval lebih dari 15001 kali operasi | 2 |
| Tidak pernah terjadi | Tidak pernah terjadi | 1 |
Bisa dilihat pada tabel 3 akan menjelaskan tingkat deteksi (detection) produk cacat.
| Detection | Criteria of Detection by Process | Ranking |
| Hampir tidak mungkin | Tidak adanya alat control | 10 |
| Sangat jarang | Alat pengontrol yang mana sulit dipahami | 9 |
| Jarang | Alat pengontrol sulit mendeteksi bentuk dan penyebab kegagalan sangat rendah | 8 |
| Sangat rendah | Kemampuan kontrol kegagalan sangat rendah | 7 |
| Rendah | Kemampuan kontrol kegagalan rendah | 6 |
| Sedang | Kemampuan kontrol kegagalan sedang | 5 |
| Agak tinggi | Kemampuan kontrol kegagalan sangat tinggi | 4 |
| Tinggi | Kemampuan kontrol kegagalan tinggi | 3 |
| Sangat tinggi | Kemampuan kontrol kegagalan sangat tinggi | 2 |
| Hampir pasti | Kemampuan kontrol kegagalan hampir pasti | 1 |
Fault Tree Analysis (FTA)
Fault Tree Analysis (FTA) adalah teknik untuk mengindentifikasi kegagalan (failure) dari suatu sistem [13]. Metode Analisis Pohon Kesalahan (Fault Tree Analysis) adalah suatu teknik yang digunakan untuk mengidentifikasi risiko atau menemukan akar penyebab masalah yang berkontribusi terhadap kegagalan melalui analisis struktur pohon kesalahan. [14]. Analisis pohon kesalahan merupakan analisis deduktif, di mana sebuah peristiwa disebabkan oleh peristiwa sebelumnya. Peristiwa sebelumnya disebabkan oleh peristiwa lainnya, kegagalan komponen, atau kegagalan operator (manusia) [15]. Metode analisis sistem digunakan untuk mencari kesalahan pada suatu sistem. Analisis sistem dapat dilakukan dengan cara langsung atau lebih terlibat namun, dalam kebanyakan kasus, akan ada dua kategori pertanyaan [16]: (a) Pertanyaan berkaitan dengan sebab. Suatu kondisi yang akan memicu peristiwa sistem selanjutnya yaitu penyebabnya. karena ini adalah peristiwa pertama yang perlu dianalisis dengan baik untuk menghentikan peristiwa yang tidak diinginkan lainnya terjadi di masa mendatang. (b) Pertanyaan hasil dari akibat. Suatu kondisi yang akan terjadi dalam sistem sebagai akibat dari sebab adalah akibat. Setelah itu dilakukan analisis untuk menentukan hasil yang akan mengakibatkan terjadinya suatu kondisi awal (penyebab).
Tahap-tahap implementasi Fault Tree Analysis [17]: (a) Menetapkan batas FTA setelah menentukan acara puncak atau utama. (b) Memeriksa sistem untuk menentukan bagaimana berbagai elemen berhubungan satu sama lain dan dengan peristiwa teratas. Kemudian membangun pohon kesalahan yang dimulai dengan peristiwa teratas dan turun ke bawah. (c) Menyiapkan rencana tindakan korektif untuk mencegah kegagalan setelah menganalisis pohon kesalahan untuk menemukan cara menghilangkan kejadian yang menyebabkan kegagalan.
Sebagai aturan dan simbol sederhana yang dapat membantu menganalisis sistem dan hubungan rumit antara perangkat keras, perangkat lunak, dan manusia. Simbol-simbol FTA dapat dilihat pada tabel 4.
Figure 1. simbol – simbol dalam Fault Tree Analysis (FTA).
Alur penelitian akan menjelaskan mulai awal sampai akhir dari penelitian. Alur dari penelitian bisa dilihat pada gambar 2.
Figure 2.
Figure 3. Diagram Alur Penelitian
Hasil dan Pembahasan
A.Data Jumlah Kecacatan Produk
Sesuai dengan pedoman sasaran mutu perusahaan, produk dianggap berkualitas tinggi jika hasil produksi memenuhi rencana target standar mutu sesuai dengan spesifikasi perusahaan untuk setiap produksi. Diketahui berdasarkan data produksi kertas daur ulang pada PM 1 yang telah disajikan, terdapat beberapa bulan di mana jumlah produk cacat melebihi 10% hal ini telah melewati batas standar dari Perusahaan. Tabel 5 adalah data kecacatan produksi kertas selama 6 bulan pada tahun 2022 :
| Bulan | Jumlah Produksi (Kg) | Jumlah Produk Cacat | Presentase Produk Cacat |
|---|---|---|---|
| Juli | 3.721.764 | 371.030 | 10% |
| Agustus | 3.729.041 | 622.665 | 17% |
| September | 2.908.832 | 473.304 | 16% |
| Oktober | 3.318.398 | 348.222 | 10% |
| November | 3.385.962 | 402.496 | 12% |
| Desember | 3.225.200 | 548.322 | 17% |
Analisis data pada tabel 5 menunjukkan bahwa bulan Agustus, September, November dan Desember memiliki tingkat kecacatan yang signifikan, dengan persentase produk cacat melebihi 10%. Hal ini menunjukkan adanya masalah dalam proses produksi kertas daur ulang pada Perusahaan yang perlu ditindaklanjuti untuk meningkatkan kualitas produk yang dihasilkan.
B.Pengolahan Data Menggunakan Metode Fault Mode and Effect Analysis
Dalam melakukan analisis data produksi kertas daur ulang di Perusahaan menggunakan metode Failure Mode and Effect Analysis (FMEA), dilakukan tahapan-tahapan antara lain. Pertama, dilakukan penentuan risk event atau kejadian kegagalan yang dapat terjadi dalam proses produksi kertas daur ulang. Kemudian, dilakukan wawancara pada pihak expert perusahaan dan pengumpulan data untuk menentukan nilai Severity (S), Occurrence (O), dan Detection (D) dari setiap risk event yang diidentifikasi.
| No. | Alur Proses | Failure Mode | Potensi Penyebab | Dampak | |
| 1 | Fiber Fractionation | GSM +/ GSM - | Ketidakstabilan suhu dan waktu pemisahan serat | Variasi GSM kertas yang tidak diinginkan | |
| Ketidakseimbangan proporsi serat | Penurunan kualitas cetakan | ||||
| Ketidakseimbangan penggunaan bahan kimia | Penurunan daya tahan kertas | ||||
| 2 | Deinking | COBB | Kurangnya waktu penghilangan tinta | Penurunan kekuatan kertas | |
| Ketidakcocokan bahan kimia deinking dengan tipe tinta | Kandungan air yang berlebihan pada kertas | ||||
| 3 | Fiber Refining | Belang | Keausan piringan refining yang tidak terkontrol | Variasi kekuatan kertas | |
| Piringan refining yang tidak optimal | Lipatan atau garis yang tidak diinginkan pada kertas | ||||
| 4 | Mixing Chest | Warna tidak sama | Kontaminasi bahan kimia dalam mixing chest | Tidak adanya keseragaman warna pada cetakan | |
| Ketidakseimbangan dalam komposisi bahan kimia dan serat | Variasi warna kertas yang tidak diinginkan | ||||
| 5 | Paper Making Machine | Lubang | Ketidaktepatan dalam proses pembentukan kertas | Lubang pada kertas yang tidak diinginkan | |
| 6 | Bursting Strength Test (BST) | Variasi Bursting Strength | Kerusakan pada alat uji Bursting Strength | Penurunan kualitas kertas dalam hal kekuatan | |
| Tidak stabilnya pengaturan uji Bursting Strength | Variasi kekuatan burst pada kertas yang tidak diinginkan | ||||
| 7 | Slitting and Rewinding | Bercak | Gangguan pada mesin slitting dan rewinding | Variasi ketebalan dan kekakuan kertas | |
| Ketidaktepatan dalam proses pemotongan dan penggulungan | Bercak pada kertas yang tidak diinginkan | ||||
Setelah melakukan penentuan risk event atau kejadian kegagalan serta menentukan potensi penyebab dan dampak yang dapat terjadi dalam proses produksi kertas daur ulang, kemudian menentukan nilai Severity (S), Occurrence (O), dan Detection (D) dari setiap risk event yang diidentifikasi, dan dibuat perankingan dari semua jenis kecacatan hal tersebut dapat dilihat pada tabel 7.
| No. | Mode Kegagalan | S | O | D | RPN | Rank |
| 1 | GSM +/ GSM - | 6 | 7 | 6 | 252 | 1 |
| 2 | COBB | 5 | 5 | 4 | 100 | 5 |
| 3 | Belang | 6 | 6 | 5 | 180 | 3 |
| 4 | Warna tidak sama | 4 | 5 | 4 | 80 | 6 |
| 5 | Lubang | 4 | 4 | 4 | 64 | 7 |
| 6 | BST | 6 | 6 | 6 | 216 | 2 |
| 7 | Bercak | 5 | 5 | 5 | 125 | 4 |
Berikut analisa tabel 7 yang menggambarkan mode kegagalan dalam proses produksi kertas daur ulang di PT. XYZ, berdasarkan nilai RPN (Risk Priority Number) dari yang terbesar hingga terkecil: (a) Mode Kegagalan "GSM +/ GSM -" memiliki nilai RPN sebesar 252 dan menduduki peringkat pertama. (b) Mode Kegagalan "BST" menduduki peringkat kedua dengan nilai RPN sebesar 216. (c) Mode Kegagalan "Belang" menempati peringkat ketiga dengan nilai RPN sebesar 180. (d) Mode Kegagalan "Bercak" berada di peringkat keempat dengan nilai RPN sebesar 125. (e) Mode Kegagalan "COBB" menduduki peringkat kelima dengan nilai RPN sebesar 100. (f) Mode Kegagalan "Warna tidak sama" menempati peringkat keenam dengan nilai RPN sebesar 80. (g) Mode Kegagalan "Lubang" berada di peringkat ketujuh dan terakhir dengan nilai RPN sebesar 64.
Setelah melakukan analisis menggunakan metode Failure Mode and Effect Analysis (FMEA) untuk mengidentifikasi mode kegagalan dalam proses produksi kertas daur ulang, langkah selanjutnya adalah melanjutkan dengan metode Fault Tree Analysis (FTA). Metode ini digunakan untuk menganalisis hubungan sebab-akibat dari mode kegagalan yang telah diidentifikasi.
C.Analisa Menggunakan Metode Fault Tree Analysis
Setelah melakukakan analisa data dan mendapatkan nilai Risk Priority Number dari metode FMEA maka dilanjukan dengan metode Fault Tree Analysis (FTA). Dalam metode Fault Tree Analysis, dilakukan pembuatan Fault Tree yang menggambarkan secara sistematis berbagai faktor yang dapat menyebabkan terjadinya mode kegagalan. Faktor-faktor tersebut berupa kegagalan komponen, kondisi lingkungan, atau kejadian lain yang berpotensi memicu terjadinya kegagalan. Faktor atau metode kegagalan yang pertama difokuskan yaitu GSM maka dibuatlah pohon kesalahan dengan cara analisa dan melakukan wawancara untuk mendapatkan faktor kesalahan apa saja yang biasanya menyebabkan jenis kecacatan GSM kepada pihak expert yang dimulai dengan peristiwa teratas sampai turun ke bawah, gambar pohon kesalahan bisa dilihat pada gambar 2 :
Figure 4. Fault Tree Analysis cacat GSM
Pada gambar 2 dapat diketahui top event atau puncak permasalahannya cacat GSM produk kertas daur ulang yang mana terdapat 3 faktor permasalahan antara lain terdapat pada human error, masalah material, dan lingkungan. Faktor pertama human error dapat terjadi dikarenakan salah saat mengukur GSM atau juga bisa salah saat penimbangan bahan akar dari faktor terjadinya yaitu kurangnya pelatihan dalam pengukuran GSM, dan pengawasan yang kurang dalam penimbangan bahan. Faktor kedua yaitu variabilitas bahan baku hal ini terjadi dikarenakan kualitas bahan baku bervariasi, dan variasi sumber pada bahan baku akar dari faktor terjadinya dikarenakan variasi kualitas bahan baku yang masuk, raw material dari kertas daur ulang, kurangnya pemantauan dan evaluasi pemasok bahan baku serta ketidaksesuaian spesifikasi bahan baku dari pemasok. Faktor ketiga dalam hal lingkungan seperti perubahan suhu dan kelembaban yang kurang terkontrol, kemudian udara yang kurang bersih pada ruang produksi hal tersebut terjadi dikarenakan kurangnya pengawasan terhadap tingkat kelembaban, tidak adanya alat pengatur kelembaban, dan kurangnya kebersihan ruang produksi.
D.Usulan Perbaikan
Setelah ditemukan akar dari faktor penyebab kecacatan produk kertas daur ulang maka dibuatlah usulan perbaikan agar meminimasi terjadinya cacat pada produk. Berikut pada tabel 8 menjelaskan akar penyebab terjadinya kecacatan produk dan usulan perbaikan.
| Faktor penyebab cacat | Usulan perbaikan |
| Kurangnya pelatihan dalam pengukuran GSM | Melakukan pelatihan dan pembaruan pengetahuan rutin untuk mengikuti perkembangan terbaru dalam pengukuran GSM [19], [20] |
| Pengawasan yang kurang dalam penimbangan bahan | Melakukan pemeriksaan berkala terhadap proses penimbangan untuk mengidentifikasi dan menangani masalah yang mungkin terjadi [19], [20] |
| Variasi kualitas bahan baku | Menerapkan pemeriksaan kualitas pada bahan baku masuk untuk mendeteksi variasi [19], [20] |
| Raw Material dari kertas daur ulang | Mengoptimalisasi proses pengolahan dan penggunaan bahan baku dari kertas daur ulang [19], [20] |
| Kurangnya pemantauan dan evaluasi pemasok bahan baku, ketidaksesuaian spesifikasi bahan baku dari pemasok | Melakukan seleksi pemasok bahan baku yang bisa memenuhi standar kualitas perusahaan [19], [20] |
| Kelembaban tidak terjaga dalam ruang produksi Kurangnya kebersihan ruang produksi | Meningkatkan pengawasan kelembaban, kebersihan pada ruang produksi (Menggunakan alat untuk menjaga kelembaban dan suhu, serta membuat jadwal kebersihan secara rutin) [19], [20] |
Simpulan
Hasil penelitian ini menemukan 7 jenis defect yaitu GSM +/ GSM -, COBB, Belang, Warna tidak sama, Lubang BST, dan . Penyebab kecacatan tertinggi yang ditentukan dengan metode FMEA didapat dari hasil risk priority number dengan RPN terbesar pada cacat GSM dengan nilai RPN sebesar 264, kemudian akar dari faktor penyebab cacat GSM ditemukan yaitu kurangnya pelatihan dalam pengukuran GSM, pengawasan kurang saat penimbangan bahan, variasi kualitas bahan baku, raw material dari kertas daur ulang, kurangnya evaluasi pemasok bahan baku, ketidaksesuaian spesifikasi bahan baku dari pemasok kurangnya pengawasan terhadap tingkat kelembaban, tidak adanya alat pengatur kelembaban, dan kurangnya kebersihan ruang produksi. Kelemahan penelitian ini membutuhkan data yang akurat dan lengkap tentang penyebab kegagalan, dampaknya, dan interaksi antara faktor-faktor penyebab cacat, penelitian ini bisa dilanjutkan dengan metode RCA atau metode Six Sigma.