OPTIMASI MULTIRESPON MENGGUNAKAN METODE TAGUCHI, PCR-TOPSIS DAN ALGORITMA GENETIKA (STUDI KASUS: OPTIMASI KEKUATAN TARIK DIAMETRAL DAN DENSITAS RELATIF BIOKOMPOSIT PMMA-ZIRCONIA).
OPTIMASI MULTIRESPON MENGGUNAKAN METODE
TAGUCHI, PCR-TOPSIS DAN ALGORITMA GENETIKA
(STUDI KASUS: OPTIMASI KEKUATAN TARIK DIAMETRAL DAN
DENSITAS RELATIF BIOKOMPOSIT PMMA-ZIRCONIA)
Skripsi
Sebagai Persyaratan Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
RYAN DWI YULIASTOMO
I 0310038
PROGRAM STUDI TEKNIK INDUSTRI FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
2015
i
ii
SURAT PERNYATAAN
ORISINALITAS KARYA ILMIAH
Saya mahasiswa Program Studi Teknik Industri Fakultas Teknik Universitas
Sebelas Maret yang bertanda tangan di bawah ini:
Nama
: Ryan Dwi Yuliastomo
NIM
: I0310038
Judul Tugas Akhir
: Optimasi Multirespon Menggunakan Metode
Taguchi, PCR-TOPSIS, dan Algoritma Genetika
(Studi Kasus: Optimasi Kekuatan Tarik Diametral
dan Densitas Relatif Biokomposit PMMA-Zirconia)
Dengan ini saya menyatakan bahwa Tugas Akhir atau Skripsi yang saya susun
tidak mencontoh atau melakukan plagiat dari karya tulis orang lain. Jika terbukti
Tugas Akhir yang saya susun tersebut merupakan hasil plagiat dari karya orang
lain maka Tugas Akhir yang saya susun tersebut dinyatakan batal dan gelar
sarjana yang saya peroleh dengan sendirinya dibatalkan atau dicabut.
Demikian surat pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya dan apabila di
kemudian hari terbukti melakukan kebohongan maka saya sanggup menanggung
konsekuensinya.
Surakarta, 12 Agustus 2015
Ryan Dwi Yuliastomo
I0310038
iii
SURAT PERNYATAAN
PUBLIKASI KARYA ILMIAH
Saya mahasiswa Program Studi Teknik Industri Fakultas Teknik Universitas
Sebelas Maret yang bertanda tangan di bawah ini:
Nama
: Ryan Dwi Yuliastomo
NIM
: I0310038
Judul Tugas Akhir
: Optimasi Multirespon Menggunakan Metode
Taguchi, PCR-TOPSIS, dan Algoritma Genetika
(Studi Kasus: Optimasi Kekuatan Tarik Diametral
dan Densitas Relatif Biokomposit PMMA-Zirconia)
Dengan ini saya menyatakan bahwa Tugas Akhir atau Skripsi yang saya susun
sebagai syarat lulus Sarjana S1 disusun secara bersama-sama dengan Pembimbing
I dan Pembimbing II. Bersamaan dengan syarat pernyataan ini bahwa hasil
penelitian dari Tugas Akhir atau Skripsi yang saya susun bersedia digunakan
untuk publikasi dari proceeding, jurnal, atau media penerbit lainnya baik di
tingkat nasional maupun internasional sebagaimana mestinya yang merupakan
bagian dari publikasi karya ilmiah.
Demikian surat pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya.
Surakarta, 12 Agustus 2015
Ryan Dwi Yuliastomo
I0310038
iv
KATA PENGANTAR
Alhamdulillah, puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang
telah melimpahkan rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyusun dan
menyelesaikan laporan skripsi ini.
Pada kesempatan kali ini penulis ingin menyampaikan ucapan terima kasih
dengan setulus-tulusnya kepada:
1.
Papa, Mama, dan Mbak Ika selaku keluarga yang penulis cintai, terima
kasih telah memberikan kasih sayang, motivasi, doa, dan segalanya
melebihi apapun.
2.
Keluarga besar Teknik Industri Universitas Sebelas Maret khususnya
teman-teman TI 2010.
3.
Keluarga besar Laboratorium Optimasi dan Perancangan Sistem Informasi.
4.
Teman-teman kos dan kontrakan yang telah menemani penulis di Kota
perantauan ini: Pandu, Faiz, Hadid, Abdul, Hisyam, Mul.
5.
Industrial Engineering Gamers yang selalu menghibur penulis: Singgih,
Oka, Erei, Haritsah, Dhika, Ferry, Hamid, Ajon.
6.
Seseorang yang baru saja datang dan memberikan motivasi serta bantuan
dalam penyelesaian skripsi penulis.
7.
Dr. Eko Pujiyanto, S.Si., yang selalu percaya dengan kemampuan penulis
untuk dapat menyelesaikan skripsi dengan sebaik-baiknya.
8.
Bapak Dr. Wahyudi Sutopo, S.T., M.Si., selaku Kepala Program Studi
Teknik Industri Universitas Sebelas Maret.
9.
Bapak Ilham Priadythama, S.T., M.T., yang telah memberikan bimbingan
dan motivasi selama studi.
10.
Dr. Eko Pujiyanto, S.Si., M.T., dan Ibu Retno Wulan Damayanti, S.T.,
M.T., selaku dosen pembimbing yang telah memberikan bimbingan, arahan,
dan solusi dalam menyusun skripsi.
11.
Dr. Cucuk Nur Rosyidi, S.T., M.T., dan Bapak Ilham Priadythama, S.T.,
M.T., yang telah memberikan saran dan kritik yang membangun dalam
penyusunan skripsi.
v
12.
Staff dan karyawan Jurusan Teknik Industri Universitas Sebelas Maret yang
telah memberikan bantuan dan fasilitas selama studi: Mbak Tutik, Mbak
Rina, Mbak Yayuk.
13.
Serta pihak-pihak yang telah membantu penulis dalam bentuk apapun baik
dukungan, doa, dan lain sebagainya.
Semoga laporan ini dapat memberikan manfaat bagi penulis khususnya dan
untuk pembaca pada umumnya. Penulis menyadari bahwa laporan ini masih
belum sempurna sepenuhnya, sehingga dibutuhkan kritik dan saran yang
membangun. Terima Kasih.
Surakarta, 12 Agustus 2015
Penulis
vi
ABSTRAK
Ryan Dwi Yuliastomo, NIM: I 0310038. OPTIMASI MULTIRESPON
MENGGUNAKAN
METODE
TAGUCHI,
PCR-TOPSIS
DAN
ALGORITMA GENETIKA (STUDI KASUS: OPTIMASI KEKUATAN
TARIK DIAMETRAL DAN DENSITAS RELATIF BIOKOMPOSIT
PMMA-ZIRCONIA), Skripsi. Surakarta: Jurusan Teknik Industri Fakultas
Teknik, Universitas Sebelas Maret, Agustus 2015.
Semen tulang akrilik dengan bahan dasar poly(methylmethacrylate)
(PMMA) telah digunakan lebih dari 40 tahun pada implan gigi, prosthesis
maksilofasial, gigi palsu, dan dalam bedah ortopedi sebagai bahan perekat sendi
buatan. Zirconia (ZrO2) telah banyak digunakan pada aplikasi medis karena
memiliki banyak kelebihan seperti kekerasan dan kekuatan mekanik yang tinggi,
resistansi terhadap abrasi, resistansi terhadap kerusakan fisik, dan
biokompatibilitas. Pada penelitian ini, komposit semen tulang akrilik dibuat
dengan mencampurkan serbuk PMMA dan zirconia. Untuk menentukan kekuatan
mekanik komposit semen tulang akrilik, uji kekuatan tarik diametral (DTS) dan
densitas dilakukan. Penelitian ini menggunakan kombinasi metode Taguchi, PCRTOPSIS dan Algoritma Genetika untuk menyelesaikan persoalan multirespon.
Desain eksperimen dirancang menggunakan metode Taguchi dan didapatkan
Orthogonal Array (OA) L16 (45). Nilai dari variabel respon yang dihasilkan akan
diubah menjadi nilai PCR-TOPSIS. Nilai ini digunakan sebagai parameter untuk
menentukan solusi optimal komposit PMMA-zirconia menggunakan Algoritma
Genetika (AG). Solusi optimal yang didapatkan berdasarkan kombinasi tiga
metode ini adalah persentase zirconia sebanyak 5%, suhu sintering sebesar 157o C
dan waktu sintering selama 75 menit.
Kata Kunci: PMMA, zirconia, densitas relatif, DTS, Taguchi, PCR-TOPSIS, AG
xiii + 61 halaman; 8 gambar; 22 tabel; 11 lampiran
Daftar Pustaka : 10 (1995-2015)
vii
ABSTRACT
Ryan Dwi Yuliastomo, NIM: I 0310038. MULTIRESPONSES
OPTIMIZATION USING TAGUCHI, PCR-TOPSIS, AND GENETIC
ALGORITHM METHOD (CASE STUDY: DIAMETRAL TENSILE
STRENGTH AND RELATIVE DENSITY OF BIOCOMPOSITE PMMAZIRCONIA), Essay. Surakarta: Industrial Engineering Departement of
Engineering Faculty, Sebelas Maret University, August 2015.
Acrylic bone cements of poly (methylmethacrylate) (PMMA) have been
used for more than 40 years in dental implantology for expansion of dental
implants, at maxillofacial prosthesis as gentamicin loaded beads, at prosthetics for
fixing partial dentures, and in orthopedic surgery for the fixation of artificial joints
with encouraging results. Zirconia (ZrO2) has been widely used in medical
application because of their chemical and physical properties such as excellent
refractoriness, chemical resistance, good mechanical strength, low thermal
conductivity at high temperature, and good thermal stability. In this research,
composite acrylic bone cement reinforced with bioceramic was prepared by
mixing beads of PMMA and zirconia powder. Diametral tensile strength (DTS)
and relative density are tests to determine the mechanical properties of composite.
To solve this multi-response problem, Taguchi, PCR-TOPSIS (Process Capability
Ratio-Technique for Order Preference by Similarity to Ideal Solution), and GA
(Genetic Algorthm) is combined. Experiments have been carried out using
Taguchi L16 (45) orthogonal array. The value of response variables have been
transformed into PCR-TOPSIS. This new variable and its function are used to find
the global optimum solution of composite PMAA-zirconia by using GA.
According these three method global optimum of composite PMMA-zirconia are
5% of zirconia, 1570C temperature, and 75 minutes sintering duration.
Keywords: PMMA, zirconia, relative density, DTS, Taguchi, PCR-TOPSIS, GA
xiii+ 61 pages;8 pictures; 22 tables; 11 attachments
References : 26 (1995-2015)
viii
TAGUCHI, PCR-TOPSIS DAN ALGORITMA GENETIKA
(STUDI KASUS: OPTIMASI KEKUATAN TARIK DIAMETRAL DAN
DENSITAS RELATIF BIOKOMPOSIT PMMA-ZIRCONIA)
Skripsi
Sebagai Persyaratan Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
RYAN DWI YULIASTOMO
I 0310038
PROGRAM STUDI TEKNIK INDUSTRI FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
2015
i
ii
SURAT PERNYATAAN
ORISINALITAS KARYA ILMIAH
Saya mahasiswa Program Studi Teknik Industri Fakultas Teknik Universitas
Sebelas Maret yang bertanda tangan di bawah ini:
Nama
: Ryan Dwi Yuliastomo
NIM
: I0310038
Judul Tugas Akhir
: Optimasi Multirespon Menggunakan Metode
Taguchi, PCR-TOPSIS, dan Algoritma Genetika
(Studi Kasus: Optimasi Kekuatan Tarik Diametral
dan Densitas Relatif Biokomposit PMMA-Zirconia)
Dengan ini saya menyatakan bahwa Tugas Akhir atau Skripsi yang saya susun
tidak mencontoh atau melakukan plagiat dari karya tulis orang lain. Jika terbukti
Tugas Akhir yang saya susun tersebut merupakan hasil plagiat dari karya orang
lain maka Tugas Akhir yang saya susun tersebut dinyatakan batal dan gelar
sarjana yang saya peroleh dengan sendirinya dibatalkan atau dicabut.
Demikian surat pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya dan apabila di
kemudian hari terbukti melakukan kebohongan maka saya sanggup menanggung
konsekuensinya.
Surakarta, 12 Agustus 2015
Ryan Dwi Yuliastomo
I0310038
iii
SURAT PERNYATAAN
PUBLIKASI KARYA ILMIAH
Saya mahasiswa Program Studi Teknik Industri Fakultas Teknik Universitas
Sebelas Maret yang bertanda tangan di bawah ini:
Nama
: Ryan Dwi Yuliastomo
NIM
: I0310038
Judul Tugas Akhir
: Optimasi Multirespon Menggunakan Metode
Taguchi, PCR-TOPSIS, dan Algoritma Genetika
(Studi Kasus: Optimasi Kekuatan Tarik Diametral
dan Densitas Relatif Biokomposit PMMA-Zirconia)
Dengan ini saya menyatakan bahwa Tugas Akhir atau Skripsi yang saya susun
sebagai syarat lulus Sarjana S1 disusun secara bersama-sama dengan Pembimbing
I dan Pembimbing II. Bersamaan dengan syarat pernyataan ini bahwa hasil
penelitian dari Tugas Akhir atau Skripsi yang saya susun bersedia digunakan
untuk publikasi dari proceeding, jurnal, atau media penerbit lainnya baik di
tingkat nasional maupun internasional sebagaimana mestinya yang merupakan
bagian dari publikasi karya ilmiah.
Demikian surat pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya.
Surakarta, 12 Agustus 2015
Ryan Dwi Yuliastomo
I0310038
iv
KATA PENGANTAR
Alhamdulillah, puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang
telah melimpahkan rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyusun dan
menyelesaikan laporan skripsi ini.
Pada kesempatan kali ini penulis ingin menyampaikan ucapan terima kasih
dengan setulus-tulusnya kepada:
1.
Papa, Mama, dan Mbak Ika selaku keluarga yang penulis cintai, terima
kasih telah memberikan kasih sayang, motivasi, doa, dan segalanya
melebihi apapun.
2.
Keluarga besar Teknik Industri Universitas Sebelas Maret khususnya
teman-teman TI 2010.
3.
Keluarga besar Laboratorium Optimasi dan Perancangan Sistem Informasi.
4.
Teman-teman kos dan kontrakan yang telah menemani penulis di Kota
perantauan ini: Pandu, Faiz, Hadid, Abdul, Hisyam, Mul.
5.
Industrial Engineering Gamers yang selalu menghibur penulis: Singgih,
Oka, Erei, Haritsah, Dhika, Ferry, Hamid, Ajon.
6.
Seseorang yang baru saja datang dan memberikan motivasi serta bantuan
dalam penyelesaian skripsi penulis.
7.
Dr. Eko Pujiyanto, S.Si., yang selalu percaya dengan kemampuan penulis
untuk dapat menyelesaikan skripsi dengan sebaik-baiknya.
8.
Bapak Dr. Wahyudi Sutopo, S.T., M.Si., selaku Kepala Program Studi
Teknik Industri Universitas Sebelas Maret.
9.
Bapak Ilham Priadythama, S.T., M.T., yang telah memberikan bimbingan
dan motivasi selama studi.
10.
Dr. Eko Pujiyanto, S.Si., M.T., dan Ibu Retno Wulan Damayanti, S.T.,
M.T., selaku dosen pembimbing yang telah memberikan bimbingan, arahan,
dan solusi dalam menyusun skripsi.
11.
Dr. Cucuk Nur Rosyidi, S.T., M.T., dan Bapak Ilham Priadythama, S.T.,
M.T., yang telah memberikan saran dan kritik yang membangun dalam
penyusunan skripsi.
v
12.
Staff dan karyawan Jurusan Teknik Industri Universitas Sebelas Maret yang
telah memberikan bantuan dan fasilitas selama studi: Mbak Tutik, Mbak
Rina, Mbak Yayuk.
13.
Serta pihak-pihak yang telah membantu penulis dalam bentuk apapun baik
dukungan, doa, dan lain sebagainya.
Semoga laporan ini dapat memberikan manfaat bagi penulis khususnya dan
untuk pembaca pada umumnya. Penulis menyadari bahwa laporan ini masih
belum sempurna sepenuhnya, sehingga dibutuhkan kritik dan saran yang
membangun. Terima Kasih.
Surakarta, 12 Agustus 2015
Penulis
vi
ABSTRAK
Ryan Dwi Yuliastomo, NIM: I 0310038. OPTIMASI MULTIRESPON
MENGGUNAKAN
METODE
TAGUCHI,
PCR-TOPSIS
DAN
ALGORITMA GENETIKA (STUDI KASUS: OPTIMASI KEKUATAN
TARIK DIAMETRAL DAN DENSITAS RELATIF BIOKOMPOSIT
PMMA-ZIRCONIA), Skripsi. Surakarta: Jurusan Teknik Industri Fakultas
Teknik, Universitas Sebelas Maret, Agustus 2015.
Semen tulang akrilik dengan bahan dasar poly(methylmethacrylate)
(PMMA) telah digunakan lebih dari 40 tahun pada implan gigi, prosthesis
maksilofasial, gigi palsu, dan dalam bedah ortopedi sebagai bahan perekat sendi
buatan. Zirconia (ZrO2) telah banyak digunakan pada aplikasi medis karena
memiliki banyak kelebihan seperti kekerasan dan kekuatan mekanik yang tinggi,
resistansi terhadap abrasi, resistansi terhadap kerusakan fisik, dan
biokompatibilitas. Pada penelitian ini, komposit semen tulang akrilik dibuat
dengan mencampurkan serbuk PMMA dan zirconia. Untuk menentukan kekuatan
mekanik komposit semen tulang akrilik, uji kekuatan tarik diametral (DTS) dan
densitas dilakukan. Penelitian ini menggunakan kombinasi metode Taguchi, PCRTOPSIS dan Algoritma Genetika untuk menyelesaikan persoalan multirespon.
Desain eksperimen dirancang menggunakan metode Taguchi dan didapatkan
Orthogonal Array (OA) L16 (45). Nilai dari variabel respon yang dihasilkan akan
diubah menjadi nilai PCR-TOPSIS. Nilai ini digunakan sebagai parameter untuk
menentukan solusi optimal komposit PMMA-zirconia menggunakan Algoritma
Genetika (AG). Solusi optimal yang didapatkan berdasarkan kombinasi tiga
metode ini adalah persentase zirconia sebanyak 5%, suhu sintering sebesar 157o C
dan waktu sintering selama 75 menit.
Kata Kunci: PMMA, zirconia, densitas relatif, DTS, Taguchi, PCR-TOPSIS, AG
xiii + 61 halaman; 8 gambar; 22 tabel; 11 lampiran
Daftar Pustaka : 10 (1995-2015)
vii
ABSTRACT
Ryan Dwi Yuliastomo, NIM: I 0310038. MULTIRESPONSES
OPTIMIZATION USING TAGUCHI, PCR-TOPSIS, AND GENETIC
ALGORITHM METHOD (CASE STUDY: DIAMETRAL TENSILE
STRENGTH AND RELATIVE DENSITY OF BIOCOMPOSITE PMMAZIRCONIA), Essay. Surakarta: Industrial Engineering Departement of
Engineering Faculty, Sebelas Maret University, August 2015.
Acrylic bone cements of poly (methylmethacrylate) (PMMA) have been
used for more than 40 years in dental implantology for expansion of dental
implants, at maxillofacial prosthesis as gentamicin loaded beads, at prosthetics for
fixing partial dentures, and in orthopedic surgery for the fixation of artificial joints
with encouraging results. Zirconia (ZrO2) has been widely used in medical
application because of their chemical and physical properties such as excellent
refractoriness, chemical resistance, good mechanical strength, low thermal
conductivity at high temperature, and good thermal stability. In this research,
composite acrylic bone cement reinforced with bioceramic was prepared by
mixing beads of PMMA and zirconia powder. Diametral tensile strength (DTS)
and relative density are tests to determine the mechanical properties of composite.
To solve this multi-response problem, Taguchi, PCR-TOPSIS (Process Capability
Ratio-Technique for Order Preference by Similarity to Ideal Solution), and GA
(Genetic Algorthm) is combined. Experiments have been carried out using
Taguchi L16 (45) orthogonal array. The value of response variables have been
transformed into PCR-TOPSIS. This new variable and its function are used to find
the global optimum solution of composite PMAA-zirconia by using GA.
According these three method global optimum of composite PMMA-zirconia are
5% of zirconia, 1570C temperature, and 75 minutes sintering duration.
Keywords: PMMA, zirconia, relative density, DTS, Taguchi, PCR-TOPSIS, GA
xiii+ 61 pages;8 pictures; 22 tables; 11 attachments
References : 26 (1995-2015)
viii