Rista Dwi Cahyaningurm (1), Tedjo Sukmono (2)
General Background: Manufacturing systems often face inefficiencies due to unbalanced workloads across workstations, particularly in labor-intensive industries such as shoe production. Specific Background: In the finishing process of a shoe manufacturing company, production targets were not achieved due to bottlenecks in the creaming brushing process, where operation time exceeded the cycle time of 1.215 minutes. Knowledge Gap: Previous applications of line balancing methods have not sufficiently addressed workload imbalance in finishing lines with complex task distributions. Aims: This study aims to optimize the production line by applying the Largest Candidate Rule (LCR) and Region Approach (RA) methods to improve efficiency and workload distribution. Results: The findings show that both methods significantly improve performance, increasing line efficiency to 81.73%, reducing balance delay to 18.27%, and decreasing idle time to 1.998 minutes, while reducing the number of workstations from 15 to 9. Novelty: The study provides a comparative application of LCR and RA methods within a real shoe production finishing line and identifies layout considerations as a determining factor in method selection. Implications: The results suggest that implementing appropriate line balancing methods can support production target achievement and improve operational efficiency in manufacturing systems.
Keywords: Line Balancing, Production Systems, Largest Candidate Rule, Region Approach, Workstation Optimization
Key Findings Highlights
Workstation reduction achieved through task redistribution across production stages
Idle time minimized alongside improved workload allocation consistency
Layout-based selection supports practical implementation of balancing methods
Line Balancing Analysis t in Production Areas Using the Largest Candidate Rule and Region Approach Method at PT Xyz
[ Analisa Keseimbangan Lintasan Pada Area Produksi Dengan Metode Largest Candidate Rule dan Region Approach di PT Xyz ]
Rista Dwi Cahyaningurm1), Tedjo Sukmono *,2)
1) Program Studi Teknik Industrri , Universitas Muhammadiyah Sidoarjo, Indonesia
2) Program Studi Teknik Industrri, Universitas Muhammadiyah Sidoarjo, Indonesia
*Email Penulis Korespondensi: thedjoss@umsida.ac.id
PT Xyz adalah produsen bidang produksi sepatudengan berbagai model dan tipe dengan tujuan penjualannya adalah ekspor ke eropa. Berdasarkan data perusahaan dalam proses produksinya dibagi menjadi tiga area manufaktur utama, yaitu area proses cutting dan assembly, injection, finishingline. Dalam prosesnya, produksi masih belum bisa mencapai target yang diharapkan yaitu 358 pasang sepatu dalam 7,5 jam kerja. Salah satu hal yang menjadi permasalahan tidak tercapainya target adalah penumpukan di salah satu work stasion, dan pembagian kerja yang tidak seimbang. Berdasarkan pengamatan yang dilakukan terlihat adanya ketidak seimbangan beban kerja yang memiliki waktu proses melebihi cycle time 1,215 menit yaitu pada proses creaming brushing upper pertama dan kedua masing – masing memiliki waktu 2,250 menit. Sedangkan proses folding box menjadi proses dengan waktu terendah yaitu 0,204 menit.
Ketidakseimbangan lintasan dapat menyebabkan perencanaan produksi menjadi tidak efektif [2]. Line balancing adalah proses mengoptimalkan proses produksi dengan mengatur tugas – tugas sekuensial, sehingga setiap stasiun kerja memiliki beban kerja yang seimbang dan efisiensi kerja yang tinggi [10]. Keseimbangan lini berfungsi untuk menciptakan suatu proses produksi yang harmonis dan seimbang [1]. Dalam proses produksi, upaya yang dilakukan adalah mengurangi pemboroan yang tidak menambah nilai, seperti produksi berlebih, waktu tunggu transportasi, gerakan yang tidak perlu, produk yang rusak, dan potensi karyawan yang tidak termanfaatkan [3]. Prinsip lean, yang berpusat pada perbaikan berkelanjutan dan peningkatan kinerja karyawan, merupakan strategi yang hemat biaya dan meningkatkan efisiensi [11].
Terdapat beberapa referensi sebagai acuan dalam pelaksanaan penelitian, salah satunya adalah penerapan metode penyeimbangan lintasan produksi pada lini finishing sepatu untuk mengurangi ketidakseimbangan distribusi beban kerja antar stasiun kerja yang memiliki waktu proses yang lebih lama dari takt time, dengan menggunakan metode heuristic regional approach dan large candidate rule [12].
Pada suatu proses produksi tentu ada permasalahan dalam peningkatan efficiency produksi seperti masalah bottleneck. Bottleneck adalah kondisi dimana beberapa stasiun kerja mengalami kepadatan kerja yang tinggi, sementara stasiun kerja lainnya memiliki kapasitas yang tidak terpakai atau menganggur [13]. Penyelesian dalam mengatasi permasalahan ini menggunakan metode linebalancingyang terdiri dari metode Largest Candidate Rule (LCR) dan metode Region Approach, yang masih merupakan metode heuristic, metode ini digunakan sebagai kerangka untuk memvisualisasikan pendekatan yang digunakan dalam memecahkan masalah dan mengambil keputusan [9]. Largest candidate rule (LCR) adalah teknik pengaturan elemen kerja yang memprioritaskan elemen kerja berdasarkan waktu, sehingga elemen kerja terbesar diatur terlebih dahulu [4]. Secara dasar, metode ini melakukan penyeimbangan lini produksi berdasarkan waktu operasi terpanjang, sehingga operasi yang paling lama akan ditempatkan terlebih dahulu di stasiun kerja [6]. LCR merupakan bagian dari metode heuristic yang pada dasarnya dirancang untuk mendapatkan hasil yang lebih baik mengacu pada batasan – batasan tertentu [5]. Sedangkan untuk metode Region Approach(RA) atau metode pendekatan wilayah yang diciptakan oleh Bedworth membagi diagram precedence menjadi beberapa wilayah vertikal yang terpisah dan independen, sehingga memudahkan dalam mengatur operasi kerja [10]. Strategi yang dilakukan dengan cara mengumpulkan tugas – tugas ke dalam suatu perkumpulan atau tempat yang memunyai tingkat keterhubungan tertentu Tujuan dari penelitian ini adalah menentukan lintasan produksi sepatusecara optimal dan meningkatkan efisiensi produksi sepatusesuai target line efficiency perusahaan.
Penelitian ini dilakukan selama 8 bulan pada tahun 2024 dari bulan Februari hingga November. Tempat penelitian dilakukan di pabrik sepatu yang berlokasi di Kecamatan Sidoarjo.
Penelitian ini berfokus pada lini produksi finishing sepatu yang memiliki masalah ketidakseimbangan lini, sehingga beberapa operator tidak memiliki pekerjaan yang cukup di stasiun kerja. Pada penelitian ini menggunakan metode linebalancingyang terdiri dari metode Largest Candidate Rule (LCR) dan metode Region Approach (RA). Data yang dibutuhkan dalam metode ini meliputi data primer yang didapatkan dari hasil survei yang meliputi data-data untuk pengolahan linebalancingseperti data stasiun kerja, data man power, data cycle time, actual time, dan data kapsitas produksi.
Tabel 1. Waktu Proses Finishing Sepatu
Data primer tersebut juga didapatkan dari orang yang expert dalam bidang Production Preparation (PP), dan Production Planning and Inventory Control (PPIC). Sedangkan data sekunder didapatkan dari hasil referensi jurnal mengenai metode linebalancingyang terdiri dari metode Largest Candidate Rule (LCR) dan metode Region Approach (RA). Kegiatan tersebut di rancang sesuai dengan fungsi dan sistem pada stasiun kerja masing-masing man power. Waktu yang dibutuhkan dalam penelitian ini mulai dari Agustus 2024 hingga Desember 2024.
Gambar 1. Diagram Alur Penelitian
Metode Largest Candidate Rule (LCR), merupakan bagian dari metode heuristic [5]. Adapun prosedur dari metode ini dapat dijelaskan sebagai berikut :
Berikut adalah langkah langkahnya [10] :
Sebelum membahas operasional metode line balancing, perlu dipahami beberapa istilah penting, seperti elemen kerja, waktu operasi, dan stasiun kerja, yang merupakan komponen dasar dalam line balancing [10], diantaranya yaitu:
………(1)
Dimana :
Kmin= jumlah stasiun kerja yang paling sedikit
N= jumlah komponen kerja
ti= Lama waktu proses
CT= waktu siklus
………(2)
Keterangan :
= waktu operasi paling besar
P= jam kerja dalam 1 hari
Q= jumlah produksi dalam 1 hari
(3)
∑ST = total keseluruhan waktu proses
K = jumlah stasiun kerja
Wmax= waktu stasiun kerja yang terbesar
(4)
BD = Balance Delay(%)
N= jumlah stasiun kerja
∑ti= total waktu dari seluruh proses
Ti= waktu operasi
(5)
STmax= waktu terbesar di stasiun
STi= waktu pada stasiun kerja i
Data waktu baku proses penyelesaian sepatu disajikan pada tabel 2.
Tabel 2. Data waktu baku proses finishing Sepatu
Terdapat 13 elemen kerja yang digunakan dalam proses finishing Sepatu, yang kemudian dibagi menjadi 13 stasiun kerja yang masing – masing dioperasikan oleh 1 operator.
Gambar 2. Precedence Diagram Proses Finishing Sepatu
Gambar 3. Tata letak mesin
Pada gambar 3. Memperlihatkan tata letak mesin dengan keseimbangan lini perakitan awal. Total stasiun kerja yang dimiliki adalah 13.
Lini proses finishing sepatu memiliki 13 stasiun kerja yang belum dioptimalkan dengan keseimbangan lini, dan setiap stasiun kerja dioperasikan oleh 1 operator, dengan target produksi 358 pasang per shift dan jam kerja 7,5 jam atau 435 menit.
menit
LE = 56,6%
BD = 43,4%
Idle time =
Idle time = 6,858 menit
Dilakukan perhitungan satu per satu untuk setiap stasiun kerja
LE = 28%
LE = 65%
Efisiensi stasiun kerja lainnya dapat dilihat pada tabel 3.
Perhitungan dilakukan pada setiap stasiun kerja.
Idle time = 0,345 – 1,215 = -0,87menit
Idle time = 0,786 – 1,215 = -0,429menit
Waktu menganggur stasiun kerja lainnya dapat dilihat pada tabel 3.
Table 3. Hasil perhitungan lini perakitan awal
Perhitungan penyeimbangan lini perakitan dilakukan menggunakan metode heuristic, yaitu region approach (RA) dan large candidate rule (LCR), dengan mempertimbangkan durasi kerja efektif per hari dan target produksi perhari. Selain untuk menyeimbangkan lini , metode ini digunakan untuk menetapkan waktu siklus dan jumlah stasiun kerja yang optimal yang diperlukan untuk mencapai target produksi.
Sehingga, setiap stasiun kerja membutuhkan waktu 1,215 menit untuk menyelesaikan 1 pasang produk.
Total paling sedikit stasiun kerja yang bisa dibentuk adalah 7 stasiun kerja.
Hasil analisis tabel 3 menunjukkan bahwa proses 3 dan 4 memiliki waktu proses yang lebih lama dari waktu siklus, sehingga perlu dibagi menjadi dua proses yang lebih kecil. Untuk mengatasi waktu menganggur yang negates pada proses 3 dan 4, maka pross tersebut dibagi menjadi dua proses yang lebih kecil yaitu 3.1, 3.2 dan 4.1, 4.2.
Gambar 4. Precedence Diagram Sesudah Perubahan Stasiun Kerja
Metode ini dimulai dengan mengurutkan waktu elemen kerja dari yang terlama ke yang terpendek [7]. Setelah pengurutan waktu elemen kerja, waktu elemen kerja dijumlahkan ke dalam stasiun kerja, dengan memastikan bahwa total waktu tidak melampaui waktu siklus yang ditentukan yaitu 1,215 menit. Tabel 4 merupakan klasifikasi stasiun kerja berdasarkan elemen – elemen kerja.
Tabel 4. Klasifikasi stasiun kerja metode Largest candidate rule
LE = 82,7 %
BD = 18,3 %
Idle time = 1,998 menit
LE = 92,6 %
Idle time = 1,125 – 1,215 = - 0,09 menit
Efektivitas stasiun kerja serta waktu tidak produktif dapat dilihat pada Tabel 5.
Tabel 5. Hasil performasi stasiun kerja metode large candidate rule (LCR).
Metode linebalancing ini berdasarkan pada pendekatan wilayah, yang membagi wilayah secara vertical dan mengatur waktu elemen kerja sehingga tidak ada duda operasi yang berhubungan dalam satu wilayah. Tabel 6 merupakan pengelompokan stasiun kerja berdasarkan komponen – komponen kerja yang terkait.
Tabel 6. Pengelompokan stasiun kerja metode region approach (RA).
LE = 81,73 %
BD = 18,27 %
LE = 93,09 %
Idle time = 1,131 – 1,215 = - 0,084 menit
Efektivitas stasiun kerja serta waktu tidak produktif dapat dilihat pada Tabel 7.
Tabel 7. Hasil Performasi Stasiun Kerja Metode Regional Approach
Metode LCR dan RA digunakan untuk memperbaiki distribusi waktu dan beban kerja, dan setelah dilakukan perhitungan, hasilnya dapat dilihat secara rinci pada tabel 8.
Tabel 8. Performansi Line Balancing
Dari hasil analisis, dapat disimpulkan bahwa nilai efisiensi lini yang lebih besar mengindikasikan bahwa pembagian tugas antar stasiun kerja menjadi lebih merata dan efisien. Sedangkan, nilai balance delay merupakan merupakan indicator yang menunjukkan seberapa besar keseimbangan waktu senggan dalam proses produksi. Jika nilai balance delaymeningkat, maka ketimpangan beban kerja antar stasiun kerja juga meningkat dan semakin tidak merata pembagian bobot kerja, yang berarti kinerja proses produksi semakin buruk dan tidak efisien. Nilai waktu menganggur yang semakin besar menunjukkan bahwa Perusahaan memiliki banyak waktu yang tidak produktif, sehingga perlu diambil Tindakan untuk menguranginya. Nilai 0 pada smooting index menunjukkan keseimbangan yang ideal, atau yang disebut perfect balance. Berdasarkan hasil Analisa, dapat dilihat pada gambar 5 tata letak mesin menggunakan metode RA.
Gambar 5. Tata letak mesin menggunakan metode Regional Approach.
Berdasarkan perhitungan menggunakan metode LCR dan RA, dapat disimpulkan metode RA yang memungkinkan untuk digunakan dengan kondisi pabrik saat ini. Sehingga terdapat beberapa perubahan terhadap tata letak mesinnya, seperti yang semula 15 staisun kerja menggunakan 1 line menjadi 9 stasiun kerja menggunakan 2 line. Dengan adanya perakitan lini tersebut produksi sepatu menjadi lebih efisien dan tepat target.
Dari hasil perhitungan metode heuristic, pada metode RA dan LCR didapatkan hasil yang sama dengan nilai efisiensi di 81,73 % balance delay 18,27%, total waktu menganggur 1,998 menit, dengan smooting index diangka 0,930, dan perbaikan stasiun kerja dari 15 ke 9 stasiun kerja. Dari kedua metode dinilai dapat digunakan untuk perbaikan keseimbangan lini. Kemudian digunakan faktor layout mesin sebagai bahan pertimbangan, menyesuaikan dengan kondisi pabrik maka metode Regional Approach dapat digunakan sebagai metode keseimbangan lini di PT Xyz.
Terima kasih kepada perusahaan terkait yang menjadi tempat penelitian yang senantiasa mendukung dan memberikan hal-hal yang dibutuhkan selama penelitian ini berlangsung. Semoga adanya artikel ini dapat bermanfaat untuk berbagai pihak dan pembaca.
R. Taufiqur and C. A. Santoso, “Comparison of Ranked Positional Weight, Largest Candidate Rule, and J-Wagon Methods for Determining Optimal Line Balancing in Shoe Production,” Jurnal Inovisi, vol. 15, no. 1, 2019.
D. K. Sofyan, Syarifuddin, M. Sri, and Islamiyati, “Production Line Balancing of Tire Retreading Using Largest Candidate Rule Method,” Jurnal Optimalisasi, vol. 5, no. 1, 2019.
D. J. Antandito, M. Choiri, and L. Riawati, “Lean Manufacturing Approach in Furniture Production Using Cost Integrated Value Stream Mapping,” Jurnal Rekayasa dan Manajemen Sistem Industri, vol. 2, no. 6, 2020.
M. I. P. Karmawan, F. Pulansari, and D. S. Donoriyanto, “Line Balancing Analysis Using Largest Candidate Rule, Kilbridge and Western, and Ranked Positional Weight Methods at PT XYZ,” Jurnal Manajemen Industri dan Teknologi, vol. 1, no. 1, 2020.
Eddy and Mifthahulahyan, “Optimization of Production Line Balancing Using Largest Candidate Rule at PT PAP,” Jurnal Simetri Rekayasa, vol. 2, no. 2, 2020.
R. I. Aisyah and T. Suhaeni, “Perceived Value of Shoe Products and Consumer Repurchase Intention,” Jurnal Riset Bisnis dan Investasi, vol. 5, no. 2, 2019.
A. A. N. Laili and E. R. Lestari, “Line Balancing Analysis in Ribbed Smoked Sheet Production Using Heuristic Methods,” BIO Web of Conferences, vol. 90, 2023.
F. N. Azizah and Wahyudin, “Application of Ranked Positional Weight Method in Animal Feed Production,” Jurnal Teknik Industri, vol. 2, no. 4, 2023.
H. Minaturrahim et al., “Design Analysis of Mango Picking Tool (LATIKMA),” Jurnal Al-Azhar Indonesia Seri Sains dan Teknologi, vol. 7, no. 1, 2022.
W. Poncotoyo, Y. Ayutia, et al., “Line Balancing Using Ranked Positional Weight, Regional Approach, and Largest Candidate Rule,” Jurnal Sistem Transportasi dan Logistik, vol. 2, no. 1, 2022.
M. M. Teshome and M. T. Yifter, “Productivity Improvement Through Assembly Line Balancing Using Simulation Modeling,” Heliyon, vol. 10, 2024.
I. A. Ardiyansyah and U. Amrina, “Production Line Balancing Using Ranked Positional Weight and Largest Candidate Rule in Printer Assembly,” Jurnal Teknik Sistem Industri, vol. 3, no. 2, 2022.
A. F. Nurwicaksono and Rusindiyanto, “Production Line Improvement Using Largest Candidate Rule and Kilbridge and Western Method,” Jurnal Tekmapro, vol. 15, no. 2, 2020.
M. A. Yaqin, F. R. Fadhilah, et al., “Optimization of Islamic Boarding School Scheduling Using Precedence Diagram Method,” Jurnal Riset Sistem Informasi dan Teknik Informatika, vol. 5, no. 2, 2022.
H. Purnomo and H. I. Kusuma, “Workstation Design Analysis in Jacket Production Using Five Line Balancing Methods,” Jurnal Teknik Terapan, vol. 8, no. 1, 2024.
G. P. Smale, Industrial Engineering Manual. Denmark: Global Shoe Production, 2015.
G. P. Smale, Department KPI Standard. Denmark: Global Shoe Production, 2015.