Model Prediksi Produksi Jagung

Menurut SNI 01-3920-1995, butir rusak adalah jagung, baik yang utuh maupun yang pecah yang mengalami kerusakan karena pengaruh panas, berkecambah, cuaca, cendawan, hama dan penyakit atau kerusakan-kerusakan fisik lainnya. Batas maksimu yang dipersyaratkan adalah sebesar 6. Butir rusak dalam model ini digunakan sebagai jenis uji, karena apabila hasil uji melampaui batas yang diijinkan akan berakibat pada kemungkinan tumbuhnya cendawan dan akan menularkannya kepada biji jagung yang lain. Jenis uji berikutnya adalah butir warna lain. Butir warna lain adalah butir jagung yang berwarna lain dari warna asli, disebabkan oleh lain varietas. Butir warna lain menurut SNI tidak boleh melebihi 7. Jenis jagung yang ditanam di Indonesia pada umumnya adalah jagung kuning. Jagung kuning memiliki kandungan gizi yang lebih tinggi dibandingkan dengan jagung putih dan banyak dibutuhkan sebagai campuran ransum pada pakan ternak Direktorat Budidaya Serealia, 2006. Dalam perancangan model ini, parameter butir warna lain tidak digunakan, karena jagung pipilan yang dipasok dari pengumpul dan dipakai sebagai bahan baku tepung jagung adalah jagung kuning. Hal ini dipertimbangkan setelah mendapat konfirmasi dari pabrik tepung jagung. Butir pecah merupakan parameter yang dipertimbangkan untuk model pengelompokan mutu jagung pipilan. Butir pecah adalah butir jagung yang pecah- pecah selama proses pengolahan yang memiliki ukuran sama atau lebih kecil dari 0.6 bagian jagung yang utuh. Persentase banyaknya butir pecah yang diperbolehkan adalah sebesar 3. Butir pecah merupakan jenis uji yang penting karena dapat berakibat pada daya tahan saat penyimpanan yang tidak dapat berlangsung lama. Butir pecah dalam kondisi kadar air yang tinggi membuat jagung cepat rusak dan dapat ditumbuhi cendawan. Parameter yang juga digunakan dalam model pengelompokan mutu jagung pipilan adalah kotoran. Kotoran adalah segala benda asing seperti butir tanah, batu-batu kecil, pasir dan sisa-sisa batang, tongkol jagung, klobot, biji-bijian lain yang bukan jagung dan sebagainya. Kotoran yang diperkenankan dalam persyaratan mutu jagung menurut SNI maksimum sebanyak 2. Kotoran yang melebihi nilai tersebut akan berakibat pada kesehatan manusia. Berdasarkan pertimbangan-pertimbangan tersebut maka parameter- parameter yang digunakan dalam model pengelompokan mutu jagung pipilan adalah kandungan aflatoksin, kadar air, butir rusak, butir pecah, dan kotoran. Pengelompokan mutu jagung pipilan ini akan menghasilkan kelas mutu yakni Mutu 1, Mutu 2, dan Mutu 3. Kelompok Mutu 1 akan digunakan untuk pabrik farmasi, kelompok Mutu 2 untuk pangan, dan kelompok Mutu 3 untuk pakan. Jagung yang tidak masuk dalam ketiga kelompok mutu tersebut dpat digunakan untuk bio-fuel atau bahan bakar. Gambar 24 Model konseptual pengelompokan mutu jagung pipilan. Perancangan model dimulai dengan model konseptual seperti terlihat pada Gambar 24. Pada model ini terdapat dua sub model, yaitu sub model pemeriksaan awal dan sub model pengelompokan mutu jagung pipilan. Hasil yang diharapkan dari model ini adalah diperolehnya kelompok-kelompok mutu jagung pipilan yang memenuhi standar mutu sesuai persyaratan dalam SNI. Sub model pemeriksaan awal dibuat sebagai langkah awal untuk memeriksa apakah kandungan aflatoksin memenuhi atau tidak memenuhi syarat mutu jagung. Pemeriksaan terhadap aflatoksin dilakukan sebagai syarat mutu yang penting karena menyangkut keamanan pangan. Apabila tidak memenuhi syarat, maka jagung tidak akan digunakan sebagai bahan baku tepung jagung. Namun apabila memenuhi syarat mutu, akan dilanjutkan pada pemeriksaan parameter-parameter kadar air, butir rusak, butir pecah, dan kotoran. Kemungkinan yang terjadi pada tahap pemeriksaan parameter-parameter tersebut adalah persyaratan mutu memenuhi atau tidak memenuhi. Apabila jagung memenuhi persyaratan yang ditetapkan, maka selanjutnya jagung tersebut akan dikelompokkan ke dalam kelompok Mutu 1, Mutu 2, dan Mutu 3. Namun apabila tidak memenuhi syarat, maka jagung tidak dapat diterima sebagai bahan baku tepung jagung. Tahapan pemeriksaan pada sub model pemeriksaan awal mutu jagung pipilan dapat dilihat pada Gambar 25. Sebagaimana telah dijelaskan sebelumnya, tahap ini dilakukan untuk menyeleksi apakah jagung pipilan memenuhi persyaratan mutu atau tidak memenuhi persyaratan mutu yang ditetapkan. Jagung pipilan yang memenuhi persyaratan mutu, akan dikelompokkan pada sub model berikutnya, yaitu sub model pengelompokan mutu jagung pipilan. Pemeriksaan awal mutu jagung pipilan Pemeriksaan awal mutu jagung pipilan Mulai Mulai Selesai Selesai Kandungan Aflatoksin ≤ 50 ppb Kandungan Aflatoksin ≤ 50 ppb Kadar air ≤ 15 atau Butir rusak ≤ 6 atau Butir pecah ≤ 3 atau Kotoran ≤ 2 Kadar air ≤ 15 atau Butir rusak ≤ 6 atau Butir pecah ≤ 3 atau Kotoran ≤ 2 Pengelompokan mutu jagung pipilan Pengelompokan mutu jagung pipilan Kelompok jagung pipilan tidak memenuhi standar Kelompok jagung pipilan tidak memenuhi standar ya Tidak Tidak Industri non pangan, non pakan, non farmasi Industri non pangan, non pakan, non farmasi ya Gambar 25 Tahapan pemeriksaan awal mutu jagung pipilan. Pengelompokan mutu jagung pipilan ini bermanfaat untuk menentukan ke industri mana produk ini dipakai sebagai bahan baku. Pengelompokan ini dilakukan berdasarkan kriteria pembeda jagung pipilan. Parameter jagung pipilan menurut jenis uji digunakan sebagai karakteristik pembeda dalam pengelompokan mutu jagung pipilan. Gambar 26 menunjukkan model konseptual pengelompokan mutu jagung pipilan. Penetapan jumlah kelompok yang akan dihasilkan pada model ini didasarkan atas kelompok mutu sesuai standar SNI. Standar nasional Indonesia menetapkan 3 kelompok mutu seperti yang tertuang pada Tabel 6. Karakteristik Pembeda Karakteristik Pembeda - Banyaknya Kelompok - Kesamaan Mutu - Banyaknya Kelompok - Kesamaan Mutu Kelompok Mutu Jagung Pipilan Kelompok Mutu Jagung Pipilan FIS Gambar 26 Model konseptual pengelompokan mutu jagung pipilan dengan FIS. Gambar 27 menunjukkan model pengelompokan mutu jagung pipilan. Kriteria pembeda sebagai variabel masukan dalam model ini adalah kadar air, butir rusak, butir pecah, dan kotoran. Sebagai keluaran adalah kelompok Mutu 1, Mutu 2, dan Mutu 3. Fuzzy Inference System FIS digunakan sebagai alat analisis dalam model pengelompokan tersebut. Fuzzy Inference System Fuzzy Inference System Jumlah kelompok = 3 Jumlah kelompok = 3 Mutu 1 Mutu 1 Kelompok Mutu Jagung Pipilan Kelompok Mutu Jagung Pipilan Mutu 3 Mutu 3 Mutu 2 Mutu 2 Kadar air Kadar air Kotoran Kotoran Butir rusak Butir rusak Butir pecah Butir pecah Gambar 27 Model pengelompokan mutu jagung pipilan. Variabel-variabel input dan variabel output dalam model ini selanjutnya diagregasikan untuk dikelompokkan menjadi himpunan fuzzy. Gambar 28 menunjukkan agregasi dalam model pengelompokan mutu jagung pipilan. Konsep model ini yang akan dijadikan dasar untuk menjalankan proses inferensi dengan Fuzzy Inference System FIS. Model yang dipakai dalam FIS pada MATLAB R2010a adalah model Sugeno. Variabel input dalam model Sugeno berupa himpunan fuzzy, sedangkan variabel output berupa bilangan tegas crisp. Kadar Air Baik Sedang Buruk Butir Rusak Baik Sedang Buruk Butir Pecah Baik Sedang Buruk Kotoran Baik Sedang Buruk MUTU 1 MUTU 2 MUTU 3 Gambar 28 Agregasi mutu jagung pipilan. Untuk menjalankan proses inferensi dalm pengelompokan mutu jagung, perlu ditentukan terlebih dahulu nilai-nilai semesta pembicaraan, himpunan fuzzy, nilai domain setiap himpunan, representasi kurva, serta nilai parameter setiap himpunan fuzzy. Penentuan semesta pembicaraan, nama himpunan fuzzy, domain, representasi kurva, serta nilai parameter setiap variabel input ditentukan berdasarkan persyaratan umum mutu yang ditentukan pada SNI dan berdasarkan diskusi serta konfirmasi pakar. Berdasarkan hasil konfirmasi dan diskusi dengan pakar, dan berdasarkan penelusuran literatur, maka dibuatkan klasifikasi mutu berdasarkan jenis uji. SNI hanya menetapkan syarat maksimum setiap jenis uji untuk mengelompokkan mutu jagung pipilan. Penggunaan logika fuzzy diperlukan dalam melakukan pengelompokan ini. Semesta pembicaraan, himpunan fuzzy, dan domain mutu jagung pipilan yang digunakan dalam proses pengelompokan ini dapat dilihat pada Tabel 10. Tabel 10 Semesta pembicaraan, himpunan fuzzy, domain mutu jagung pipilan Fungsi Variabel Mutu Jagung Pipilan Semesta Pembicaraan Nama Himpunan Fuzzy Domain Input Kadar air [10 , 15] baik [10 , 12] sedang [11 , 14] buruk [12 , 15] Butir rusak [0 , 6] baik [0 , 2] sedang [1 , 4] buruk [2 , 6] Butir pecah [0 , 3] baik [0 , 1] sedang [0.5 , 2] buruk [1 , 3] Kotoran [0 , 1] baik [0 , 0.5] sedang [0.25 , 1] buruk [0.5 , 2] Output Mutu Jagung Pipilan Mutu 1 Mutu 2 Mutu 3 Penentuan semesta pembicaraan variabel input dilakukan berdasarkan SNI 01-3920-1995, yaitu mengikuti parameter menurut jenis uji. Himpunan fuzzy variabel input dikategorikan sebagai kategori baik, sedang, dan buruk. Nilai domain untuk setiap kategori dibuat berdasarkan himpunan fuzzy masing-masing kategori. Sebagai variabel output adalah kualifikasi Mutu 1, Mutu 2, dan Mutu3. Representasi kurva variabel input mutu jagung pipilan pada setiap kategori dalam himpunan fuzzy dan parameter setiap kategori dapat dilihat pada Tabel 11. Penetapan nilai-nilai pada setiap kategori dibuat berdasarkan diskusi dan konfirmasi pakar. Penentuan nilai-nilai ini dilakukan pada setiap parameter mutu untuk menentukan kelompok mutu jagung pipilan dengan menggunakan logika fuzzy. Penentuan parameter pada setiap himpunan fuzzy dibuat berdasarkan nilai domain yang diturunkan dari nilai semesta pembicaraan..