P T. XYZ memproduksi engine motor dan komponen-komponennya. Salah satu komponen engine tersebut adalah cylinder head. PT. XYZ memproduksi cylinder head sesuai dengan perencanaan master production scheduling (MPS) motor berdasarkan peramalan permintaan pelanggan. Permasalahan yang terjadi pada PT. XYZ ialah pengelolaan safety stock komponen cylinder head yang diluar level ideal 60 – 80% dari kapasitas assembly engine yang ditetapkan perusahaan. Cylinder head dari bagian produksi akan di supply ke proses assembly engine. Permasalahan tersebut disebabkan oleh gangguan-gangguan internal dan eksternal. Gangguan internal meliputi: efisiensi lini yang kurang optimal, lost time, pengaturan waktu kerja, produk cacat, lamanya maintenance mesin, dan waktu layoff. Gangguan eksternal meliputi: delay pasokan bahan baku, bahan baku yang tidak memenuhi standar kualitas, dan order dari assembly engine. Gangguan-gangguan tersebut mengakibatkan tidak tercapainya key performance indicator (KPI) yaitu order fulfillment ratio dan level safety stock 60 – 80% dari kapasitas assembly engine. Tujuan dari penelitian ialah merancang model dan simulasi sistem produksi dengan pemodelan dinamika sistem, dan memberikan usulan alternatif skenario perbaikan sistem produksi untuk menjaga kestabilan sistem produksi dengan mengacu kepada key performance indicator (KPI) order fulfillment ratio dan kebijakan safety stock di proses pembuatan komponen cylinder head.Penelitian dimulai dari analisis sistem, yang dituangkan dalam causal loop diagram dan stock and flow diagram. Dengan input data produksi bulan Januari – Juni 2016 dilakukan simulasi dinamika sistem produksi. Verifikasi model dilakukan dengan melakukan verifikasi struktur model dengan cara brainstorming bersama pihak bagian produksi dan memeriksa ada atau tidak adanya error pada software Powersim, dan validasi model dilakukan dengan melakukan uji MAPE terhadap data produksi dan inventory komponen cylinder head. Hasil validasi dikatakan valid karena hasil MAPE < 10%.Hasil dari perancangan model dinamika sistem umumnya menunjukkan bahwa order fulfillment ratio komponen cylinder head ke bagian assembly engine sudah terpenuhi, namun persentase safety stock tidak beraturan dan seringkali berada diatas batas atas level safety stock. Tidak tercapainya KPI order fulfillment ratio dan kebijakan safety stock 60 – 80% dari kapasitas assembly engine tersebut diakibatkan oleh faktor pengaturan waktu shift kerja yang tidak optimal dan terjadinya lost time. Dengan melakukan skenario yang mengacu kepada dua faktor tersebut, hasil skenario menunjukkan pengaturan waktu shift kerja dapat mengoptimalkan produksi, dengan menggunakan shift tambahan yang konsisten setiap harinya, dan penurunan persentase lost time dapat memaksimalkan produksi komponen cylinder head. Rekomendasi kebijakan yang diusulkan kepada bagian PPIC ialah dengan melakukan kombinasi pengaturan penjadwalan produksi dan pengurangan persentase lost time.