Optimalisasi Penyusunan Barang pada Mobil Box Menggunakan Algoritma Firefly
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Dengan semakin berkembangnya dunia bisnis dan usaha, suatu perusahaan dituntut
untuk meningkatkan efisiensi dalam segala bidang dengan menerapkan prinsip
ekonomi yaitu dengan modal yang sekecil-kecilnya menghasilkan keuntungan yang
sebesar-besarnya. Pada perusahaan yang menjadikan proses pengiriman barang
sebagai salah satu kegiatan usahanya, efisiensi yang dituntut adalah bagaimana
meminimalisir biaya pengeluaran untuk transportasi. Menurut Oktorini (2008), salah
satu faktor yang menyebabkan besarnya biaya yang harus dikeluarkan perusahaan
dalam dunia usaha adalah pengiriman barang dari satu tempat menuju tempat lain
menggunakan jasa transportasi.
Hal yang harus dipikirkan dengan matang pada saat proses pengiriman barang
adalah bagaimana menempatkan sejumlah barang secara optimal ke dalam mobil
pengangkut barang. Masalah yang sering terjadi pada saat menyusun barang-barang
yang akan dikirim adalah tidak optimalnya pemanfaatan ruang kosong yang ada di
dalam mobil box pengantar barang. Banyaknya ruang kosong yang tersisa yang
sebenarnya masih bisa digunakan untuk memuat lebih banyak barang lagi
menyebabkan perusahaan harus mengeluarkan biaya lebih karena dibutuhkannya
mobil lain untuk mengangkut sisa barang yang ada.
Masalah penyusunan barang tersebut termasuk ke dalam permasalahan Bin
Packing Problem (BPP). Bin Packing bekerja dengan cara menempatkan sejumlah
barang ke dalam suatu tempat atau bin seminimal mungkin dengan meminimalisir
waktu eksekusi dan sisa ruang kosong (Chandra & Singh, 2014). Prinsip kerja Bin
Packing inilah yang akan diterapkan untuk mendapatkan tata letak susunan
penempatan barang di dalam mobil box seefisien mungkin.
Universitas Sumatera Utara
2
Penelitian mengenai optimalisasi penyusunan barang sudah beberapa kali
dilakukan. Optimalisasi penyusunan barang yang dilakukan diterapkan pada ruang
atau bin yang berbeda-beda, seperti pada permasalahan penyusunan pallet dalam
ruang tiga dimensi yang dilakukan oleh Baltacioglu (2001) dengan menerapkan
algoritma heuristik wall building dan layer in layer packing. Penyusunan barang
dalam ruang tiga dimensi juga pernah dilakukan menggunakan algoritma Genetika
(Oktorini, 2008). Penelitian selanjutnya menggunakan algoritma Greedy untuk
mensimulasikan penyusunan barang dalam kontainer (Susanto, 2009). Metode yang
digunakan pada penelitian ini diimplementasikan untuk mencari solusi pada
permasalahan Three Dimensional Container Loading Problem dengan menggunakan
parameter volume dan berat barang. Dan penelitian terbaru yaitu visualisasi
penyusunan barang pada gudang menggunakan algoritma Steepest Ascent Hill
Climbing untuk menentukan urutan barang yang disusun dari berat paling besar ke
berat paling kecil (Harefa, 2014).
Pada penelitian ini, penulis mengajukan algoritma Firefly untuk menyelesaikan
masalah penyusunan barang. Algoritma Firefly pertama kali dikembangkan oleh XinShe Yang pada akhir tahun 2007 di Cambridge University, yang didadasarkan pada
tingkah laku berkedipnya kunang-kunang yang menghasilkan cahaya. Penelitian yang
dilakukan Yang (2009) menunjukkan bahwa algoritma Firefly jauh lebih efisien dalam
menemukan nilai optimum global dengan nilai evaluasi lebih tinggi dibandingkan
algoritma Particle Swarm Optimization dan Genetika. Algoritma firefly telah
digunakan untuk menyelesaikan beberapa jenis permasalahan optimalisasi seperti
optimalisasi kombinatorial, optimalisasi kontiniu, optimalisasi dengan batasan, dan
optimalisasi multi-objektif (Fister et al., 2013). Algoritma Firefly juga telah digunakan
untuk menyelesaikan 2 Dimensional Bin Packing Problem (Chandra & Singh, 2014).
Berdasarkan latar belakang di atas, maka penulis mengajukan penelitian
dengan judul “OPTIMALISASI PENYUSUNAN BARANG PADA MOBIL BOX
MENGGUNAKAN ALGORITMA FIREFLY”.
Universitas Sumatera Utara
3
1.2. Rumusan Masalah
Permasalahan yang sering terjadi pada saat proses pengiriman barang adalah tidak
optimalnya penyusunan tata letak barang yang akan dikirim pada mobil box pengantar
barang, sehingga masih banyaknya ruang kosong tersisa yang sebenarnya masih bisa
digunakan untuk memuat lebih banyak barang lagi. Hal ini menyebabkan perusahaan
harus mengeluarkan biaya lebih karena dibutuhkannya mobil lain untuk mengangkut
sisa barang yang ada. Oleh karena itu, dibutuhkan pendekatan untuk menyelesaikan
permasalahan ini yaitu bagaimana mengoptimalkan penyusunan barang pada mobil
box sehingga penggunaan ruang pada mobil box dapat dioptimalkan.
1.3. Batasan Masalah
Permasalahan yang dibahas pada penelitian ini akan dibatasi ruang lingkup
pembahasannya, yaitu :
1. Barang-barang yang akan disusun berupa barang-barang yang sudah dikemas
dalam bentuk balok dan kubus.
2. Tidak memperhatikan rute atau tujuan pengiriman barang (semua barang
diturunkan di tempat yang sama).
3. Berat suatu barang yang berada di atas barang lain tidak mempengaruhi barang
yang berada di bawahnya.
4. Hal-hal yang diperhatikan pada saat penyusunan barang adalah kapasitas ruang
mobil box, beban maksimum yang dapat ditampung mobil, serta perotasian
barang.
1.4. Tujuan Penelitian
Adapun tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengoptimalkan penyusunan barang
pada mobil box menggunakan algoritma Firefly sehingga penggunaan ruang pada
mobil box dapat dioptimalkan.
1.5. Manfaat Penelitian
Manfaat dari penelitian ini yaitu :
1. Membantu mengoptimalkan penyusunan barang pada mobil box.
2. Menambah pengetahuan dan wawasan penulis dan pembaca.
Universitas Sumatera Utara
4
3. Memberi masukan bagi penelitian lain di bidang optimalisasi, khususnya
konsep penyusunan barang dan algoritma Firefly.
1.6. Metodologi
Terdapat beberapa tahapan pada penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Studi Literatur
Studi literatur dilakukan dalam rangka mengumpulkan dan mempelajari informasiinformasi dari buku, paper, jurnal, atau sumber referensi lain mengenai
optimalisasi, penyusunan barang, Bin Packing Problem dan Algoritma Firefly.
2. Analisis Permasalahan
Pada tahap ini dilakukan analisis terhadap bahan referensi yang telah dikumpulkan
sebelumnya untuk mendapatkan pemahaman mengenai metode yang akan
digunakan, yaitu algoritma Firefly untuk diimplementasikan dalam permasalahan
optimalisasi penyusunan barang pada mobil box.
3. Perancangan
Pada tahap ini dilakukan perancangan perangkat lunak yang dibangun, seperti
perancangan arsitektur dan antarmuka sistem. Proses perancangan dilakukan
berdasarkan hasil analisis terhadap studi literatur yang sudah dikumpulkan.
4. Implementasi
Pada tahap ini dilakukan implementasi analisis yang telah dilakukan ke dalam
pembangunan program sesuai dengan alur yang ditentukan.
5. Pengujian
Pada tahap ini dilakukan pengujian terhadap aplikasi yang telah dibuat untuk
menguji kemampuan algoritma Firefly dalam mengoptimalkan penyusunan barang,
serta memastikan aplikasi telah berjalan sesuai dengan yang diharapkan.
6. Penyusunan Laporan
Pada tahap ini dilakukan penulisan laporan mengenai seluruh penelitian yang telah
dilakukan.
Universitas Sumatera Utara
5
1.7. Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan dari skripsi ini terdiri dari lima bagian utama sebagai berikut:
Bab 1: Pendahuluan
Bab ini berisi latar belakang, rumusan masalah, batasan masalah, tujuan penelitian,
manfaat penelitian, metodologi penelitian, dan sistematika penulisan.
Bab 2: Landasan Teori
Bab ini berisi teori-teori yang digunakan untuk memahami permasalahan yang dibahas
pada penelitian ini. Pada bab ini dijelaskan tentang optimalisasi, Bin Packing
Problem, dan algoritma Firefly.
Bab 3: Analisis dan Perancangan Sistem
Bab ini berisi analisis dari metode yang digunakan yaitu algoritma Firefly dan
penerapannya untuk optimalisasi penyusunan barang pada mobil box, serta
perancangan sistem yang dibuat seperti pemodelan dengan flowchart dan usecase
diagram.
Bab 4: Implementasi dan Pengujian Sistem
Bab ini berisi pembahasan tentang implementasi dari analisis dan perancangan sistem
yang disusun pada Bab 3 dan hasil pengujian terhadap sistem yang dibangun.
Bab 5: Kesimpulan dan Saran
Bab ini berisi kesimpulan dari keseluruhan uraian bab-bab sebelumnya dan saransaran yang diajukan untuk pengembangan pada penelitian selanjutnya.
Universitas Sumatera Utara
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Dengan semakin berkembangnya dunia bisnis dan usaha, suatu perusahaan dituntut
untuk meningkatkan efisiensi dalam segala bidang dengan menerapkan prinsip
ekonomi yaitu dengan modal yang sekecil-kecilnya menghasilkan keuntungan yang
sebesar-besarnya. Pada perusahaan yang menjadikan proses pengiriman barang
sebagai salah satu kegiatan usahanya, efisiensi yang dituntut adalah bagaimana
meminimalisir biaya pengeluaran untuk transportasi. Menurut Oktorini (2008), salah
satu faktor yang menyebabkan besarnya biaya yang harus dikeluarkan perusahaan
dalam dunia usaha adalah pengiriman barang dari satu tempat menuju tempat lain
menggunakan jasa transportasi.
Hal yang harus dipikirkan dengan matang pada saat proses pengiriman barang
adalah bagaimana menempatkan sejumlah barang secara optimal ke dalam mobil
pengangkut barang. Masalah yang sering terjadi pada saat menyusun barang-barang
yang akan dikirim adalah tidak optimalnya pemanfaatan ruang kosong yang ada di
dalam mobil box pengantar barang. Banyaknya ruang kosong yang tersisa yang
sebenarnya masih bisa digunakan untuk memuat lebih banyak barang lagi
menyebabkan perusahaan harus mengeluarkan biaya lebih karena dibutuhkannya
mobil lain untuk mengangkut sisa barang yang ada.
Masalah penyusunan barang tersebut termasuk ke dalam permasalahan Bin
Packing Problem (BPP). Bin Packing bekerja dengan cara menempatkan sejumlah
barang ke dalam suatu tempat atau bin seminimal mungkin dengan meminimalisir
waktu eksekusi dan sisa ruang kosong (Chandra & Singh, 2014). Prinsip kerja Bin
Packing inilah yang akan diterapkan untuk mendapatkan tata letak susunan
penempatan barang di dalam mobil box seefisien mungkin.
Universitas Sumatera Utara
2
Penelitian mengenai optimalisasi penyusunan barang sudah beberapa kali
dilakukan. Optimalisasi penyusunan barang yang dilakukan diterapkan pada ruang
atau bin yang berbeda-beda, seperti pada permasalahan penyusunan pallet dalam
ruang tiga dimensi yang dilakukan oleh Baltacioglu (2001) dengan menerapkan
algoritma heuristik wall building dan layer in layer packing. Penyusunan barang
dalam ruang tiga dimensi juga pernah dilakukan menggunakan algoritma Genetika
(Oktorini, 2008). Penelitian selanjutnya menggunakan algoritma Greedy untuk
mensimulasikan penyusunan barang dalam kontainer (Susanto, 2009). Metode yang
digunakan pada penelitian ini diimplementasikan untuk mencari solusi pada
permasalahan Three Dimensional Container Loading Problem dengan menggunakan
parameter volume dan berat barang. Dan penelitian terbaru yaitu visualisasi
penyusunan barang pada gudang menggunakan algoritma Steepest Ascent Hill
Climbing untuk menentukan urutan barang yang disusun dari berat paling besar ke
berat paling kecil (Harefa, 2014).
Pada penelitian ini, penulis mengajukan algoritma Firefly untuk menyelesaikan
masalah penyusunan barang. Algoritma Firefly pertama kali dikembangkan oleh XinShe Yang pada akhir tahun 2007 di Cambridge University, yang didadasarkan pada
tingkah laku berkedipnya kunang-kunang yang menghasilkan cahaya. Penelitian yang
dilakukan Yang (2009) menunjukkan bahwa algoritma Firefly jauh lebih efisien dalam
menemukan nilai optimum global dengan nilai evaluasi lebih tinggi dibandingkan
algoritma Particle Swarm Optimization dan Genetika. Algoritma firefly telah
digunakan untuk menyelesaikan beberapa jenis permasalahan optimalisasi seperti
optimalisasi kombinatorial, optimalisasi kontiniu, optimalisasi dengan batasan, dan
optimalisasi multi-objektif (Fister et al., 2013). Algoritma Firefly juga telah digunakan
untuk menyelesaikan 2 Dimensional Bin Packing Problem (Chandra & Singh, 2014).
Berdasarkan latar belakang di atas, maka penulis mengajukan penelitian
dengan judul “OPTIMALISASI PENYUSUNAN BARANG PADA MOBIL BOX
MENGGUNAKAN ALGORITMA FIREFLY”.
Universitas Sumatera Utara
3
1.2. Rumusan Masalah
Permasalahan yang sering terjadi pada saat proses pengiriman barang adalah tidak
optimalnya penyusunan tata letak barang yang akan dikirim pada mobil box pengantar
barang, sehingga masih banyaknya ruang kosong tersisa yang sebenarnya masih bisa
digunakan untuk memuat lebih banyak barang lagi. Hal ini menyebabkan perusahaan
harus mengeluarkan biaya lebih karena dibutuhkannya mobil lain untuk mengangkut
sisa barang yang ada. Oleh karena itu, dibutuhkan pendekatan untuk menyelesaikan
permasalahan ini yaitu bagaimana mengoptimalkan penyusunan barang pada mobil
box sehingga penggunaan ruang pada mobil box dapat dioptimalkan.
1.3. Batasan Masalah
Permasalahan yang dibahas pada penelitian ini akan dibatasi ruang lingkup
pembahasannya, yaitu :
1. Barang-barang yang akan disusun berupa barang-barang yang sudah dikemas
dalam bentuk balok dan kubus.
2. Tidak memperhatikan rute atau tujuan pengiriman barang (semua barang
diturunkan di tempat yang sama).
3. Berat suatu barang yang berada di atas barang lain tidak mempengaruhi barang
yang berada di bawahnya.
4. Hal-hal yang diperhatikan pada saat penyusunan barang adalah kapasitas ruang
mobil box, beban maksimum yang dapat ditampung mobil, serta perotasian
barang.
1.4. Tujuan Penelitian
Adapun tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengoptimalkan penyusunan barang
pada mobil box menggunakan algoritma Firefly sehingga penggunaan ruang pada
mobil box dapat dioptimalkan.
1.5. Manfaat Penelitian
Manfaat dari penelitian ini yaitu :
1. Membantu mengoptimalkan penyusunan barang pada mobil box.
2. Menambah pengetahuan dan wawasan penulis dan pembaca.
Universitas Sumatera Utara
4
3. Memberi masukan bagi penelitian lain di bidang optimalisasi, khususnya
konsep penyusunan barang dan algoritma Firefly.
1.6. Metodologi
Terdapat beberapa tahapan pada penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Studi Literatur
Studi literatur dilakukan dalam rangka mengumpulkan dan mempelajari informasiinformasi dari buku, paper, jurnal, atau sumber referensi lain mengenai
optimalisasi, penyusunan barang, Bin Packing Problem dan Algoritma Firefly.
2. Analisis Permasalahan
Pada tahap ini dilakukan analisis terhadap bahan referensi yang telah dikumpulkan
sebelumnya untuk mendapatkan pemahaman mengenai metode yang akan
digunakan, yaitu algoritma Firefly untuk diimplementasikan dalam permasalahan
optimalisasi penyusunan barang pada mobil box.
3. Perancangan
Pada tahap ini dilakukan perancangan perangkat lunak yang dibangun, seperti
perancangan arsitektur dan antarmuka sistem. Proses perancangan dilakukan
berdasarkan hasil analisis terhadap studi literatur yang sudah dikumpulkan.
4. Implementasi
Pada tahap ini dilakukan implementasi analisis yang telah dilakukan ke dalam
pembangunan program sesuai dengan alur yang ditentukan.
5. Pengujian
Pada tahap ini dilakukan pengujian terhadap aplikasi yang telah dibuat untuk
menguji kemampuan algoritma Firefly dalam mengoptimalkan penyusunan barang,
serta memastikan aplikasi telah berjalan sesuai dengan yang diharapkan.
6. Penyusunan Laporan
Pada tahap ini dilakukan penulisan laporan mengenai seluruh penelitian yang telah
dilakukan.
Universitas Sumatera Utara
5
1.7. Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan dari skripsi ini terdiri dari lima bagian utama sebagai berikut:
Bab 1: Pendahuluan
Bab ini berisi latar belakang, rumusan masalah, batasan masalah, tujuan penelitian,
manfaat penelitian, metodologi penelitian, dan sistematika penulisan.
Bab 2: Landasan Teori
Bab ini berisi teori-teori yang digunakan untuk memahami permasalahan yang dibahas
pada penelitian ini. Pada bab ini dijelaskan tentang optimalisasi, Bin Packing
Problem, dan algoritma Firefly.
Bab 3: Analisis dan Perancangan Sistem
Bab ini berisi analisis dari metode yang digunakan yaitu algoritma Firefly dan
penerapannya untuk optimalisasi penyusunan barang pada mobil box, serta
perancangan sistem yang dibuat seperti pemodelan dengan flowchart dan usecase
diagram.
Bab 4: Implementasi dan Pengujian Sistem
Bab ini berisi pembahasan tentang implementasi dari analisis dan perancangan sistem
yang disusun pada Bab 3 dan hasil pengujian terhadap sistem yang dibangun.
Bab 5: Kesimpulan dan Saran
Bab ini berisi kesimpulan dari keseluruhan uraian bab-bab sebelumnya dan saransaran yang diajukan untuk pengembangan pada penelitian selanjutnya.
Universitas Sumatera Utara