Cellular Manufacturing System (CMS): Integrasi Group Technology dalam Sistem Produksi Batch Modern

Dipublikasikan oleh Timothy Rumoko

05 Januari 2026, 07.39

Sumber: pexels.com

Pendahuluan

Dalam dunia manufaktur, pemilihan sistem produksi tidak hanya ditentukan oleh jenis produk, tetapi juga oleh variasi produk, volume produksi, dan pola aliran proses. Salah satu sistem manufaktur yang berkembang sebagai solusi antara sistem job shop dan flow shop adalah Cellular Manufacturing System (CMS).

Materi ini membahas Cellular Manufacturing System dengan penekanan pada fasilitas dan tata letaknya, serta keterkaitannya dengan Group Technology (GT) sebagai fondasi konseptual. Melalui analogi sederhana seperti proses pembuatan makanan (pukis), konsep batch, part family, dan pengelompokan mesin dapat dipahami secara intuitif sebelum masuk ke pembahasan teknis.

Artikel ini menyajikan rangkuman analitis dari paparan webinar mengenai CMS, mulai dari konsep batch production, group technology, pembentukan sel, hingga implikasi tata letak seluler dalam sistem manufaktur.

Posisi Cellular Manufacturing dalam Sistem Produksi

Cellular Manufacturing System berada dalam domain Batch Production System, yaitu sistem produksi yang:

  • Tidak bersifat produksi massal tunggal,

  • Tidak sefleksibel job shop murni,

  • Memiliki variasi produk menengah dan volume produksi menengah.

Dalam konteks Product–Quantity (P–Q) Mapping, CMS berada di zona tengah (medium), baik dari sisi variasi maupun volume produksi.

Sistem ini muncul dan berkembang seiring dengan kemajuan Group Technology pada akhir 1970-an hingga awal 1980-an, sebagai upaya meningkatkan efisiensi sistem batch tanpa kehilangan fleksibilitas.

Konsep Batch Production: Homogen dan Heterogen

Batch atau lot didefinisikan sebagai kumpulan unit produk yang dikerjakan bersama pada satu utilitas atau work center. Batch dibedakan menjadi:

Batch Homogen

  • Seluruh unit dalam satu batch memiliki spesifikasi yang sama.

  • Contoh: satu lot produk dengan bentuk dan material identik.

Batch Heterogen (Similar Batch)

  • Produk dalam satu batch memiliki variasi minor namun masih memiliki kemiripan.

  • Contoh analogi pukis: adonan sama, cetakan sama, tetapi topping berbeda.

Cellular Manufacturing menggunakan batch heterogen yang memiliki similaritas, sehingga memungkinkan pengelompokan part ke dalam part family.

Tiga Domain Utama dalam Cellular Manufacturing

Pembahasan CMS selalu mencakup tiga domain besar yang saling terkait:

1. Group Technology (GT)

GT berfokus pada pengelompokan part atau produk ke dalam keluarga (part family) berdasarkan kemiripan tertentu. Output utama GT adalah part family.

2. Cellular Manufacturing System (CMS)

CMS merupakan sistem produksi yang memproses part family dalam satu sel produksi, menggunakan mesin-mesin yang dikelompokkan berdasarkan kebutuhan proses part tersebut. Output CMS adalah cluster mesin.

3. Cellular Layout (Tata Letak Seluler)

Cellular layout adalah konfigurasi fisik fasilitas yang mengelompokkan mesin dan operator ke dalam sel untuk memproses part family tertentu. Outputnya adalah manufacturing cell.

Group Technology: Definisi dan Prinsip Dasar

Group Technology adalah pendekatan untuk mengklasifikasikan dan mengelompokkan part atau produk berdasarkan kemiripan desain atau proses manufaktur.

Tujuan utama GT adalah:

  • Mengurangi kompleksitas sistem produksi,

  • Mempermudah penjadwalan dan pengendalian,

  • Menjadi dasar pembentukan sel dalam CMS.

GT bukan sekadar tata letak, melainkan konsep klasifikasi part yang kemudian berdampak pada layout.

Dasar Pengelompokan dalam Group Technology

Pengelompokan part dalam GT didasarkan pada dua atribut utama:

Atribut Desain

  • Bentuk geometris (prismatik, silindrik, lembaran),

  • Ukuran dan dimensi,

  • Kompleksitas dan toleransi,

  • Jenis material.

Atribut Manufaktur

  • Urutan operasi proses,

  • Jenis mesin atau work center,

  • Kebutuhan akurasi dan finishing,

  • Metode pemrosesan.

Part dengan atribut desain atau manufaktur yang mirip dikelompokkan dalam satu part family.

Metode Klasifikasi dalam Group Technology

Terdapat tiga metode utama untuk mengelompokkan part dalam GT:

1. Metode Visual (Visual Inspection Method)

  • Digunakan untuk jumlah part sedikit dan kompleksitas rendah.

  • Berdasarkan pengamatan langsung bentuk dan proses.

  • Cocok untuk UMKM dan sistem sederhana.

2. Metode Coding (Coding System)

  • Part diberi kode berdasarkan atribut desain dan manufaktur.

  • Dapat berupa monocode (sederhana) atau polycoding (kompleks).

  • Cocok untuk perusahaan dengan variasi produk tinggi.

3. Production Flow Analysis (PFA)

  • Menggunakan matriks part–mesin.

  • Menunjukkan hubungan operasi part terhadap mesin.

  • Menjadi metode paling umum dalam kajian akademik CMS.

Production Flow Analysis dan Pembentukan Klaster

Dalam PFA:

  • Baris mewakili mesin,

  • Kolom mewakili part,

  • Tanda (1 atau ×) menunjukkan part diproses pada mesin tersebut.

Dengan menggeser baris dan kolom, akan terbentuk pola diagonal yang menunjukkan klaster part–mesin, yang kemudian menjadi dasar pembentukan sel.

Void dan Exceptional Element dalam CMS

Dalam praktik, pembentukan klaster sering menghadapi dua kondisi:

Void

  • Mesin ada dalam sel tetapi tidak digunakan oleh part tertentu.

Exceptional Element

  • Part membutuhkan mesin yang berada di luar selnya.

Kondisi ini menunjukkan bahwa clustering belum sempurna dan perlu penanganan khusus.

Strategi Penanganan Exceptional Element

Beberapa alternatif solusi yang dapat diterapkan:

  • Menambahkan mesin baru,

  • Membagi (split) mesin ke beberapa sel,

  • Memindahkan part ke sel lain,

  • Subkontrak ke pihak luar.

Pemilihan solusi sangat bergantung pada beban mesin (machine load) dan biaya investasi.

Cellular Manufacturing System: Karakteristik Utama

Cellular Manufacturing System adalah sistem produksi yang:

  • Memproses part family,

  • Menggunakan cluster mesin dalam satu sel,

  • Memiliki aliran material yang relatif teratur,

  • Berada di antara process layout dan product layout.

CMS mengadopsi keunggulan:

  • Fleksibilitas dari job shop,

  • Efisiensi aliran dari flow shop.

Intraseluler dan Interseluler Flow

Dalam CMS terdapat dua jenis aliran material:

  • Intraseluler: aliran part di dalam satu sel,

  • Interseluler: aliran part antar sel.

CMS ideal memiliki:

  • Aliran intraseluler dominan,

  • Interseluler dan exceptional element seminimal mungkin.

Cellular Layout: Konfigurasi Fisik Sel

Cellular layout merupakan realisasi fisik CMS, dengan karakteristik:

  • Mesin dikelompokkan untuk melayani part family tertentu,

  • Pola aliran sering berbentuk U-shape atau circular,

  • Operator dapat menangani lebih dari satu mesin.

Terdapat beberapa bentuk layout seluler:

  • GT Flow Line,

  • GT Cell,

  • GT Center (Virtual Cellular Layout).

Virtual Cellular Layout

Virtual cellular layout digunakan ketika:

  • Relayout fisik terlalu mahal,

  • Mesin tidak mudah dipindahkan.

Mesin tetap di posisi semula, tetapi:

  • Aliran material diatur secara logis,

  • Part family diperlakukan seolah berada dalam satu sel.

Keunggulan Cellular Manufacturing System

Beberapa manfaat utama CMS antara lain:

  • Reduksi waktu setup,

  • Penurunan Work In Process (WIP),

  • Aliran material lebih sederhana,

  • Peningkatan komunikasi tim,

  • Peningkatan kualitas dan konsistensi proses.

Keterbatasan Cellular Manufacturing

CMS juga memiliki keterbatasan, seperti:

  • Tidak cocok untuk volume sangat tinggi atau sangat rendah,

  • Membutuhkan data yang akurat,

  • Potensi duplikasi mesin,

  • Kompleksitas dalam pembentukan sel awal.

Kesimpulan

Cellular Manufacturing System merupakan pendekatan strategis dalam sistem produksi batch dengan variasi menengah. CMS tidak dapat dilepaskan dari Group Technology sebagai fondasi konseptual untuk membentuk part family dan klaster mesin.

Keberhasilan CMS sangat ditentukan oleh:

  • Ketepatan pengelompokan part,

  • Keseimbangan beban mesin,

  • Minimasi exceptional element,

  • Kesesuaian tata letak dengan karakteristik produk.

CMS bukan sekadar perubahan layout, melainkan transformasi cara berpikir dalam merancang sistem produksi.

📚 Referensi Utama

  • Kusiak, A. Manufacturing Systems Modeling and Analysis

  • APICS Dictionary – Cellular Manufacturing

  • Groover, M. P. Automation, Production Systems, and CIM

  • Slack, N. Operations Management