Meningkatkan Efisiensi Industri melalui Design of Experiments dan Future State Map

Secara umum, terdapat enam langkah utama dalam pelaksanaan prosedur DoE (Ranga, dkk. 2014). Langkah pertama adalah merumuskan tujuan dari eksperimen. Langkah kedua melibatkan penentuan variabel-variabel yang relevan. Langkah ketiga adalah merancang desain eksperimen. Langkah keempat mencakup pelaksanaan eksperimen, yaitu pengumpulan data. Langkah kelima adalah memeriksa konsistensi data yang diperoleh dengan asumsi-asumsi yang telah ditetapkan dalam eksperimen. Langkah terakhir, yang keenam, adalah menganalisis dan menginterpretasikan hasil dari eksperimen tersebut. 

Dalam DoE, terdapat lima prinsip dasar yang harus diperhatikan. Prinsip-prinsip tersebut meliputi pengacakan (randomization), replikasi (replication), pemblokiran (blocking), ortogonalitas (orthogonality), dan eksperimen faktorial (factorial experimentation). Pengacakan adalah metode untuk mengacak unit-unit eksperimen agar dialokasikan secara acak dalam eksperimen. Proses ini penting untuk menghindari bias yang dapat mempengaruhi hasil eksperimen. Replikasi merujuk pada jumlah pengulangan eksperimen untuk setiap perlakuan yang sama, yang bertujuan untuk meningkatkan akurasi hasil. Pemblokiran adalah metode untuk mengelompokkan perlakuan ke dalam grup atau batch tertentu. 

Ortogonalitas dalam eksperimen memastikan bahwa efek dari faktor-faktor tidak saling berkorelasi, sehingga memudahkan dalam interpretasi. Dalam desain eksperimen yang ortogonal, faktor-faktor bervariasi secara independen satu sama lain. Sementara itu, eksperimen faktorial adalah metode di mana efek dari setiap faktor dan interaksi antara faktor-faktor tersebut diestimasi. Secara geometris, desain faktorial melibatkan semua faktor secara bersamaan dan dalam bentuk ortogonal (Telford, 2007).

Konsep Dasar Desain of Eksperimen (DoE) merupakan suatu pendekatan sistematis yang digunakan untuk menganalisis hubungan sebab-akibat antara variabel input (independen) dan variabel output (dependen). Tujuan dari metode ini meliputi: - Mengidentifikasi faktor input yang paling berpengaruh. - Mengoptimalkan pengaturan faktor input untuk mencapai hasil output yang optimal. - Memahami interaksi antara berbagai faktor input. DoE memanfaatkan model matematis untuk memprediksi dan menganalisis hasil yang diperoleh.

Sebagai contoh, dalam proses produksi komponen elektronik, DoE dapat digunakan untuk mengevaluasi pengaruh suhu, tekanan, dan durasi terhadap kualitas produk. Melalui DoE, para insinyur dapat menemukan kombinasi pengaturan yang paling efektif untuk meminimalkan cacat produk. Dalam Pengembangan Produk: Pada tahap pengembangan formula obat baru, DoE dapat diterapkan untuk menguji pengaruh berbagai bahan dan konsentrasi terhadap efektivitas obat. Metode ini membantu para ilmuwan dalam mengidentifikasi formula yang paling aman dan efektif.

Dalam Sektor Pertanian: Para petani dapat memanfaatkan DoE untuk mengevaluasi pengaruh berbagai jenis pupuk, jumlah air, dan jarak tanam terhadap hasil panen. Dengan menggunakan DoE, petani dapat mengoptimalkan praktik pertanian mereka guna meningkatkan hasil panen. Dalam Pengujian Perangkat Lunak: Dalam pengembangan perangkat lunak, DoE dapat digunakan untuk menguji pengaruh berbagai faktor seperti jumlah pengguna, kecepatan jaringan, dan konfigurasi server terhadap kinerja aplikasi. Metode ini membantu para pengembang dalam mengidentifikasi faktor-faktor yang mempengaruhi kinerja dan menemukan solusi yang paling efektif.

Future State Map 

Dalam pendekatan Lean Manufacturing, Future State Map (FSM) adalah komponen penting dari metode Value Stream Mapping (VSM). Setelah perbaikan, FSM dapat digunakan untuk memvisualisasikan kondisi ideal suatu proses bisnis atau produksi di masa depan. FSM sangat bermanfaat untuk membantu menemukan dan menghilangkan aktivitas yang tidak berguna selama proses. Ini dapat meningkatkan produktivitas dan efisiensi. 

Selain itu, FSM membantu dalam perencanaan perbaikan dengan menyediakan pedoman tindakan khusus. FSM memudahkan komunikasi dan pemahaman antar tim tentang perubahan yang diperlukan karena memberikan gambaran visual dari alur kerja yang ideal.

Untuk memahami aliran material dan data, implementasi FSM dimulai dengan analisis peta kondisi saat ini (Current State Map). Setelah itu, pemborosan diidentifikasi melalui evaluasi proses untuk menemukan tugas yang mempersulit atau tidak efisien. 

Setelah analisis ini selesai, langkah selanjutnya adalah merancang kondisi masa depan FSM (Future State Map) dengan mengoptimalkan alur kerja untuk meningkatkan efisiensi. Setelah menyusun desain FSM, tahap selanjutnya adalah menerapkan perubahan sesuai dengan perencanaan. Untuk memastikan bahwa perbaikan berhasil, evaluasi dan pengawasan harus dilakukan untuk memastikan bahwa proses yang dioptimalkan telah berjalan sesuai harapan atau apakah penyesuaian tambahan diperlukan.

Manfaat dan penerapan FSM dalam industri telah dibahas dalam berbagai penelitian. Dalam jurnal Performa: Media Ilmiah Teknik Industri, Apriliana dan Astuti (2017) membahas bagaimana VSM dapat membantu mengurangi keterlambatan dalam proses pengadaan barang dengan menyarankan perbaikan pada desain FSM. 

Fernando dan Noya (2014) juga membahas bagaimana FSM dapat digunakan untuk mengoptimalkan lini produksi dengan mengurangi pemborosan dan meningkatkan efisiensi. Selain itu, penelitian yang diterbitkan oleh Setiawan dan Wibowo (2021) dalam Jurnal Teknik Industri membahas literatur tentang penerapan VSM di berbagai industri, serta keuntungan dan kerugian yang terkait dengan penerapan VSM.

Perusahaan e-commerce menggunakan sistem manajemen gudang Warehouse Management System (WMS), teknologi robotik, dan sistem distribusi yang lebih efisien untuk mempercepat waktu pengiriman barang dalam industri logistik. Sebagai contoh, setelah menerapkan sistem yang lebih terotomatisasi, sebuah perusahaan dapat memangkas waktu pengiriman dari 7 hari menjadi 3,5 hari. 

Perusahaan dapat mengidentifikasi dampak perubahan dan menerapkan strategi perbaikan yang lebih terarah dengan membandingkan Current State Map (CSM) yang menunjukkan inefisiensi dalam penyimpanan dan distribusi dengan Future State Map (FSM) yang menunjukkan alur kerja yang lebih optimal. Implementasi ini meningkatkan kecepatan layanan, akurasi pengiriman, biaya operasional, dan kepuasan pelanggan.(*)