Introduction to Industrial Engineering

“Motion Study”

Hardianto Iridiastadi, Ph.D.

Industrial Engineering ?• 1948: American Institute of Industrial Engineering (AIIE) (

www.iienet.org)…is concerned with the design, improvement, and installation of integrated systems of people, material, information, equipment, and energy. It draws upon specialized knowledge and skills in the mathematical, physical, and social sciences together with the principles and methods of engineering analysis and design to specify, predict, and evaluate the results to be obtained from such systems.

• .. .is concerned with the analysis, design, installation, control, evaluation, and improvement of socio-technical systems in a manner that protects the integrity and health of human, social, and natural ecologies. A socio-technical system can be viewed as any organization in which people, materials, information, equipment, procedures interact in an integrated fashion

Industrial Engineering

• IE = systems integrator

• Industrial ≠ manufacturing

• “There is no a best way (system), there is always a better way (system)”

•System?

Modern Industrial Organization

- Increasing competition (increased number of competitors)

- Stiffer requirements for international competitiveness (i.e. ISO standards)

- High sophistication in quality of products demanded by customers

- …

ProductivityQualityEfficiencyEffectivenessSafety

Comfort

“We are in a new economic age. We can no longer live with commonly accepted levels of delays, mistakes, defective materials and defective workmanship.”

W. Edward Deming, 1968

Performance measures

Ways to Improve Productivity

• Improved layout, workflow, and material handling

• Supervisory training• Work simplification• Job enlargement and redesign• Systems analysis• …

Work Measurements and Methods Engineering

• Purpose : To increase productivity in industry, while maintaining worker health and safety

• Key words: Methods, standard, work design

• Continuous and repetitive process– Work measurement (Time study)

• A process for measuring …

– Work methods • Systematic procedure for analyzing a given task

Methods Engineering- Objectives

• Minimize times • Improve quality and reliability• Minimize direct and indirect material

cost• Maximize the safety and well being

of the workers• Increase job interest and satisfaction

for the workers

Methods Engineering- Applications

• Design and improvement of work methods

• Establish a standard work methods, standard time and standard work force

• Follow-up workers efficiency and factory productivity

• Economic analysis, budgeting, costing, task evaluation

• Workers motivation

• Production planning and control

• Product design

Historical Development• Adam SMITH

• Charles BABBAGE• Eli WHITNEY

• Henry TOWNE• Elton Mayo

• Henry L. Gant• Henry Ford

• Frederick W TAYLOR• Frank B GILBERTH• Lillian GILBERTH

Frederick Winslow TAYLOR(1856-1915)

FW Taylor was Influenced by Towne and Wentworth

• 1874 : Machinist Apprentice in the Hydraulic Work

• 1983 : Mechanical Engineer From Stevens Institute and Work at Midvale Steel Company

• 1881 : Began Study of Metal Cutting• 1895 : Presented “A Piece Rate System” at

ASME Meeting• 1903 : Presented “ Shop Management”• 1909 : Presented “ Principle of Scientific

Management”

Principles of Scientific Management

• 1. Develop a science for each element of a man’s work, which replaces the old rule of thumb method

• 2. Select scientifically and then train, teach, and develop the workman, whereas previously he chose his own work methods and trained himself as best as he could

• 3. Cooperate heartily with the men so as to ensure that all of the work being done is in accordance with the principles of the science which has been develop

• 4. There is almost an equal division of the work and the responsibility between management and the workmen. The management takes over all work for which they are better fitted than the workman.

Frederic W. Taylor (1856-1915)

• Founder of the ‘Scientific Management’ term• Emphasized on:

– Increasing throughput– Reducing manufacturing costs– As a result, increasing workers’ salaries

• Tools (how to do the above): – Divide the task into small elements– Separate the non-required from the required

elements– Setting standards: time, quality, methods.– Specialization: training for a specific job

Systematic Procedures

• Identify problem • Collect data • Analyze data • Develop alternative solutions• Select a solution• Install solution• Follow up

Recording Tools

• Operation Process Chart (OPC)• Flow Process Chart• Flow Diagram• Gang Process Charts• Worker and Machine Process Charts• The Two-hand Process Chart

7 Waste

1. Waste from overproduction2. Waste from waiting times3. Waste from transportation and handling4. Waste related to useless and excess

inventories5. Waste in production process6. Useless motions7. Waste from scrap and defects

O-N

I-N

Mt MtMtMaterial yang

dibeli (Mt)

Bag

ian

dari

bag

ian

yan

g di

raki

t

Bag

ian

yan

gd

iraki

t

W M

W M

Pro

duk

uta

ma

Mt

Arah material yang masuk dari proses

Uru

tan

pe

rub

aha

n d

ala

m p

rose

s

Discussion - OPC

• Information gained from OPC?

• Analysis conducted?

Analysis Tools• 5 Why

– Why is this operation necessary?– Why is this operation performed in this

manner?– …

• 4W + 1H– How can the operation be performed better?– Who can best perform the operation?– Where could …– When …– Why …

Analysis – Operasi• Apa tujuan dari operasi ini ? Adakah cara lain untuk mencapai tujuan ini?• Apakah hasil operasi ini betul-betul dibutuhkan? Jika ada, mengapa

dibutuhkan?• Dapatkah operasi ini dihilangkan dengan jalan

– Menggunakan bahan lain– Mengubah rancangan benda kerjanya?

• Adakah perbaikan diperoleh jika urut-urutan operasi diubah?• Dapatkan tata letak dari sistem kerja diubah, sehingga performance

kerja dapat ditingkatkan?• Dapatkah operasi ini dikombinasikan dengan aktivitas lain sehingga

ongkos produksi per unit berkurang?• Jika operasi ini diubah, apa pengaruhnya pada operasi lain?• Dapatkan operasi ini diselenggarakan di tempat lain sehingga

menghemat biaya pelayanan?• Apakah operasi ini merupakan perbaikan dari operasi sebelumnya?• Jika demikian, apakah perbaikan ini lebih murah dari ongkos yang timbul

akibat kesalahan tadi?• Adakah sesuatu yang dapat dikerjakan sehingga mengurangi produk

gagal atau rusak?• Apakah akan lebih ekonomis, jika operasi ini dikerjakan secara

subkontrak?

Analysis - Pemeriksaan• Apakah proses pemeriksaan ini memang diperlukan?• Apakah pemeriksaan 100% dapat diganti dengan cara sampling?• Dapatkah bermacam-macam pemeriksaan dikombinasikan

sehingga mengurangi ongkos pengangkutan?• Dapatkah toleransi, kelonggaran dan kehalusan (pada barang jadi)

dikurangi?• Perlukah standar yang sama untuk semua pelanggan?• Dapatkah standar ditingkatkan untuk memperbaiki mutu tanpa

menambah biaya yang berarti?• Apakah pemeriksaan dengan menggunakan mesin atau alat lebih

ekonomis dari pada menggunakan orang?• Apakah sebab utama dari penolakan barang ini?• Apakah mutu standar telah ditetapkan dengan baik?• Apakah teknik pengendalian kwalitas secara statistik sudah

digunakan?• Apakah pemeriksaan ini memerlukan kemampuan yang tinggi?• Dapatkah tata letak stasiun kerja atau urut-urutan pemeriksaan

diperbaiki?

Analysis - Transportasi• Dapatkah jarak perpindahan dikurangi dengan merubah susunan tata letak

tempat kerja?• Apakah cara pengangkutannya (alat yang digunakan dan kecepatan

pengangkutan) sudah tepat?• Dapatkah transportasi dilaksanakan bersamaan dengan aktivitas lainnya?• Dapatkah jumlah yang diangkut diperbesar, sehingga ongkos transportasi/unit

menjadi kecil?• Apakah benda yang diangkut sudah ditempatkan pada posisi yang baik untuk

dibawa?• Apakah alat-alat untuk pekerjaan tersebut sudah yang paling murah?• Apakah harus digunakan kereta dorong, forklift atau ban berjalan?• Dapatkah bahan disorong pada bangku kerja satu petugas ke petugas lainnya?• Apakah tempat penampungan telah baik sehingga bahan mudah dikeluarkan?• Apakah dapat memanfaatkan prinsip gaya berat dimana operasi perrtama

dilaksanakan pada tingkat yang paling tinggi?• Dapatkah barang yang telah selesai diolah, cepat disingkirkan?• Dapatkah bahan baku yang masuk langsung diangkut ke tempat kerja pertama?• Dapatkah penyimpanan dan penumpukan bahan diubah sehingga mengurangi

pelayanan dan pengangkutannya?• Dapatkah digunakan tanda-tanda seperti : lampu, lonceng dan sebagainya untuk

mengurangi penundaan atau kemacetan lalu lintas?

Analysis – Menunggu & Penyimpanan

• Apakah tata letak penyimpanan bahan sudah baik, sehingga : pengiriman dan penerimaan barang tidak sukar?

• Dapatkah jumlah atau lamanya menunggu dan penyimpanan dikurangi dengan jalan :– Membuat jadwal produksi yang lebih baik– Mempertinggi kapasitas pabrik– Memberikan ruangan untuk bergerak yang lebih luas– Mengerjakan lebih dari satu aktivitas pada satu tempat

• Apakah penyimpanan ini terjadi karena terlalu banyaknya pengiriman bahan?

• Apakah waktu sering terbuang karena seringnya pindah kerja?

• Apakah bahan sudah disimpan pada tempat yang mengenakan dan aman dari kemungkinan rusak atau hilang?

• Apakah para pekerja menganggur karena instruksi tidak dirancang untuk waktu yang cukup atau karena kurangnya fasilitas produksi (seperti : mesin, bahan dan pekerja).

Analysis – Bahan• Apakah bahan-bahan yang digunakan betul-betul telah cocok dan

termurah ?• Dapatkah digunakan bahan yang lebih ringan dan bersih?• Dapatkah pihak yang menyediakan bahan menyelenggarakan

pekerjaan tambahan pada bahan tersebut sehingga meningkatkan kegunannya dan mengurangi bahan yang terbuang?

• Apakah jumlah dan ukuran bahan memungkinkan pemakaian yang paling efisien sewaktu dipotong atau diproses?

• Bagaimana perbandingan antara biaya bahan dan biaya tenaga kerja?

• Dapatkah barang tersebut dibuat dengan memanfaatkan bahan buangan?

• Apakah bahan bebas dari sudut tajam dan tumpul?• Mungkinkah pemeriksaan yang lebih teliti pada bahan tersebut

dapat mengurangi kesulitan yang kini dihadapi?• Apakah proses penyimpanan ada pengaruhnya pada bahan

tersebut?• Dapatkah penyimpanan dari bahan dan barang-barang setengah

jadi dikurangi?

7 Tools• Check sheets• Histograms • Pareto diagrams• Cause and effect diagrams• Graphs (e.g. “stratifikasi”)• Scatter diagrams • Line graphs (i.e. control chart)

Check sheets

Scatter Diagram

Control Chart

7 New Tools

• Affinity Diagrams • Relations Diagrams• Tree Diagrams • Process Decision Program (PDP)

Charts • Matrix Diagrams• Prioritization Matrices• Arrow Diagrams