Analisis Nilai Mutasi Dinamis Pada Algoritma Genetika

ANALISIS NILAI MUTASI DINAMIS PADA ALGORITMA
GENETIKA

TESIS

YUMNAH FITRIYANNA WARUWU
147038012

PROGRAM STUDI S2 TEKNIK INFORMATIKA
FAKULTAS ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2016

Universitas Sumatera Utara

ANALISIS NILAI MUTASI DINAMIS PADA ALGORITMA
GENETIKA

TESIS
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat memperoleh ijazah

Magister Teknik Informatika

YUMNAH FITRIYANNA WARUWU
147038012

PROGRAM STUDI S2 TEKNIK INFORMATIKA
FAKULTAS ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2016

Universitas Sumatera Utara

ii

PENGESAHAN

Judul

: ANALISIS NILAI MUTASI

ALGORITMA GENETIKA

DINAMIS

PADA

Kategori

: TESIS

Nama

: YUMNAH FITRIYANNA WARUWU

Nomor Induk Mahasiswa

: 147038012

Program Studi

: MAGISTER TEKNIK INFORMATIKA

Fakultas

: ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Komisi Pembimbing

:

Pembimbing 2

Pembimbing 1

Dr. Erna Budhiarti Nababan, M.IT

Prof. Dr. Muhammad Zarlis

Diketahui/disetujui oleh

Program Studi Magister S2 Teknik Informatika
Ketua,

Prof. Dr. Muhammad Zarlis
NIP. 19570701 198601 1 003

Universitas Sumatera Utara

iii

PERNYATAAN

ANALISIS NILAI MUTASI DINAMIS PADA
ALGORITMA GENETIKA

TESIS

Saya mengakui bahwa tesis ini adalah hasil karya saya sendiri, kecuali beberapa
kutipan dan ringkasan yang masing-masing telah disebutkan sumbernya.

Medan, 26 Agustus 2016

Yumnah Fitriyanna Waruwu
147038012

Universitas Sumatera Utara

iv

PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI
KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN
AKADEMIS

Sebagai sivitas akademika Universitas Sumatera Utara, saya yang bertanda tangan di
bawah ini:

Nama

: Yumnah Fitriyanna Waruwu

NIM

: 147038012

Program Studi

: Magister Teknik Informatika

Jenis Karya Ilmiah

: Tesis

Demi pengembangan ilmu pengetahuan, menyetujui untuk memberikan kepada
Universitas Sumatera Utara Hak Bebas Royalti Non-Eksklusif (Non-Exclusive Royalty
Free Right) atas tesis saya yang berjudul:

ANALISIS NILAI MUTASI DINAMIS PADA
ALGORITMA GENETIKA

Beserta perangkat yang ada (jika diperlukan). Dengan Hak Bebas Royalti NonEksklusif ini, Universitas Sumatera Utara berhak menyimpan, mengalih media,

memformat, mengelola dalam bentuk database, merawat dan mempublikasikan tesis
saya tanpa menerima izin dari saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai
penulis dan sebagai pemegang dan/atau sebagai pemilik hak cipta.

Demikian pernyataan ini dibuat dengan sebenarnya.
Medan, 26 Agustus 2016

Yumnah Fitriyanna Waruwu
147038012

Universitas Sumatera Utara

v

Telah diuji pada
Tanggal: 26 Agustus 2016

PANITIA PENGUJI TESIS
Ketua

: Prof. Dr. Muhammad Zarlis

Anggota

: 1. Dr. Erna Budhiarti Nababan, M.IT
2. Prof. Dr. Opim Salim Sitompul
3. Dr. Zakarias Situmorang

Universitas Sumatera Utara

vi

RIWAYAT HIDUP

DATA PRIBADI

Nama Lengkap (berikut gelar) : YUMNAH FITRIYANNA WARUWU, S.Pd.
Tempat dan Tanggal Lahir

: Lahewa, 24 Mei 1988

Alamat Rumah

: Jl. Soekarno No.107, Lingkungan II (Dua),
Kelurahan Pasar Lahewa, Kecamatan Lahewa,
Kabupaten Nias Utara, Sumatera Utara

Telepon/Faks/HP

:-

E-mail

: yumnahfw@gmail.com

Instansi Tempat Bekerja

:-

Alamat Kantor

:-

DATA PENDIDIKAN

SD

: SD Negeri No. 071149 Lahewa

TAMAT: 2000

SMP

: SMP Negeri 1 Lahewa

TAMAT: 2003

SMA

: SMA Negeri 1 Lahewa

TAMAT: 2006

S1

: IKIP Gunungsitoli

TAMAT: 2012

S2

: Teknik Informatika USU

TAMAT: 2016

Universitas Sumatera Utara

vii

KATA PENGANTAR

Assalamu’alaikum Warahmatullahi Wabarakatuh.
Puji dan syukur kehadirat Allah Subhanahu Waa Ta’Ala atas segala rahmat dan
hinayahNya sehingga penulis dapat menyelesaikan tesis dengan judul “ANALISIS
NILAI MUTASI DINAMIS PADA ALGORITMA GENETIKA”.
Dalam penulisan tesis ini, tidak sedikit hambatan yang penulis hadapi. Namun
penulis menyadari bahwa kelancaran dalam menyelesaikan tesis ini tidak terlepas dari
dukungan dan doa-doa terindah dari kedua orang tua, Bapak Baharuddin Waruwu
(Papa) dan Ibu Yasminar Zebua (Mama), beserta keluarga besar yang tidak bisa
penulis sebutkan satu persatu, terutama dosen pembimbing dan juga pembanding,
sehingga penulis dapat menyelesaikan tesis ini dengan baik.
Oleh karena itu, penulis mengucapkan rasa terima kasih yang sebesar-besarnya
kepada :
1.

Bapak Prof. Dr. Opim Salim Sitompul, selaku Dekan Fakultas Ilmu Komputer
dan Teknologi Informasi Universitas Sumatera Utara dan juga sebagai Dosen
Pembanding / Penguji yang telah memberikan saran untuk perbaikan dan
penyelesaian tesis ini.

2.

Bapak Prof. Dr. Muhammad Zarlis, selaku Ketua Program Studi Magister
Teknik Informatika Universitas Sumatera Utara dan sebagai Pembimbing I yang
telah memberikan bimbingan, arahan, serta motivasi hingga selesainya
penulisan tesis ini.

3.

Ibu Dr. Erna Budhiarti Nababan, M.IT., selaku Pembimbing II yang begitu
banyak memotivasi, menasehati, dan membimbing Penulis dengan sabar
sehingga tesis ini terselesaikan.

4.

Bapak Dr. Zakarias Situmorang, selaku Dosen Pembanding / Penguji yang telah
memberikan saran untuk perbaikan tesis ini.

5.

Bapak Mohammad Andri Budiman, S.T., M.Comp.Sc., M.E.M., selaku
Sekretaris Program Studi Magister Teknik Informatika Universitas Sumatera
Utara, beserta seluruh staf / pegawai pada Program Studi Magister Teknik

Universitas Sumatera Utara

viii

Informatika dan Fakultas Ilmu Komputer dan Teknologi Informasi Universitas
Sumatera Utara yang telah membantu kelancaran administrasi penulis selama
kuliah terlebih-lebih dalam menyelesaikan tesis ini.
6.

Bapak dan Ibu dosen yang telah memberikan materi perkuliahan serta ilmu
pengetahuan yang bermanfaat selama penulis menyelesaikan Program Studi
Magister Teknik Informatika di Universitas Sumatera Utara.

7.

Kekasih hatiku, abang Totona Nazara yang selalu mendoakan yang terbaik,
memberi dukungan, dan memotivasi penulis agar selalu semangat untuk segera
menyelesaikan tesis ini , walaupun dari jarak jauh. I love you so much, my
hubby. Semoga terkabul semua yang kita cita-citakan.

8.

Teman-teman seperjuangan Angkatan 2014 Kom.A yang juga telah meberikan
dukungan dan semangat dalam menyelesaikan tesis ini. Special thanks to
sahabat penulis Chaeroen Niesa, Margaretha Yohanna, kak Yunie Cancer, bang
Zikrul Alim, Amrullah Amrul, bang Habibi Abdurrahman dan bang Mutasar
Usman.
Akhir kata penulis berharap semoga karya ilmiah ini dapat bermanfaat bagi

semua pihak, terutama dalam bidang ilmu pengetahuan dan pendidikan. Penulis
menyadari bahwa masih banyak kekurangan dalam penulisan tesis ini, untuk itu
penulis mengharapkan kritik dan saran dari pembaca demi kesempurnaan penelitian
selanjutnya.
Wassalam.
Medan, 26 Agustus 2016
Penulis

Yumnah Fitriyanna Waruwu
147038012

Universitas Sumatera Utara

ix

ABSTRAK

Knapsack Problem mempunyai peranan penting untuk membatasi jumlah node yang
harus dilalai pada kasus Travelling Salesman Problem (TSP). Biasanya, pada kasus
TSP, semua node akan dijelajahi untuk mendapatkan nilai yang paling optimal pada
suatu generasi tertentu. Knapsack yang diterapkan setidaknya mempunyai dua buah
parameter agar berjalan dengan baik. Pada penelitian ini Knapsack memiliki dua buah
parameter yaitu jumlah node dan bobot jarak. Optimasi pada TSP dilakukan dengan
menghitung bobot jarak agar memiliki nilai yang sama dengan nilai solusi yang telah
ditentukan. Jumlah node mempengaruhi seberapa banyak titik koordinat yang akan
dilalui. Nilai optimal pada permasalahan ini tergantung teknik yang dilakukan pada
proses mutasi. Metode mutasi dinamis bertujuan untuk menentukan nilai mutation
rate pada setiap populasi. Keadaan populasi dalam tiap-tiap generasi akan
mempengaruhi hasil dari proses genetika. Teknik ini akan melakukan pendekatan agar
hasil suatu generasi mendekati kepada penyelesaian. Dengan menggunakan metode ini
proses genetika akan berlangsung lebih optimal.
Kata kunci: Optimasi, Penjadwalan, Algoritma Genetika, Knapsack Problem, Mutasi
Dinamis

Universitas Sumatera Utara

x

ANALYSIS OF THE DYNAMIC MUTATIONS RATE IN GENETIC
ALGORITHM

ABSTRACT

Knapsack Problem is very important to controlling how many node has crossed at
Travelling Salesman Problems (TSP). Usually at TSP, all of the node will be explored
to get the optimal rate at a generation. Apllying the knapack at least had two
parameters to work well. In the research, knapsack had two parameters, that is total
nodes and weights range. Optimation in TSP can do with calculation of weights range
that has a same value one as one solution rate was specify. Total nodes influence how
many coordinate point will be crossed. The optimal rate in the problem is technical
dependent in mutation processing. A methode dynamic mutations intend to specify of
mutation rate at each population. Situation a population of generation will be affect by
result from genetic processing. This technical will approach to result it is solutions. By
using this method, a genetic process will optimal.
Key words : Optimation, Scheduling, Genetic Algorithm, Knapsack Problem,
Dynamic Mutation

Universitas Sumatera Utara

xi

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ........................................................................................

i

PENGESAHAN ................................................................................................

ii

PERNYATAAN ORISINALITAS ................................................................. iii
PERSETUJUAN PUBLIKASI .......................................................................

iv

PANITIA PENGUJI ........................................................................................

v

RIWAYAT HIDUP ..........................................................................................

vi

KATA PENGANTAR ...................................................................................... vii
ABSTRAK .........................................................................................................

ix

ABSTRACT .......................................................................................................

x

DAFTAR ISI ......................................................................................................

xi

DAFTAR TABEL ............................................................................................. xiii
DAFTAR GAMBAR ......................................................................................... xiv
PENDAHULUAN ....................................................................

1

1.1

Latar Belakang ............................................................................

1

1.2

Rumusan Masalah .......................................................................

2

1.3

Batasan Masalah ..........................................................................

2

1.4

Tujuan Penelitian.........................................................................

3

1.5

Manfaat Penelitian .......................................................................

3

TINJAUAN PUSTAKA ...........................................................

4

2.1

Algoritma Genetika ....................................................................

4

2.2

Struktur Umum Algoritma Genetika ...........................................

5

2.2.1 Pengkodean .....................................................................

6

2.2.2 Seleksi .............................................................................

6

BAB 1

BAB 2

Universitas Sumatera Utara

xii

2.2.3 Persilangan ......................................................................

7

2.2.4 Mutasi ..............................................................................

7

2.3

Mutasi Dinamis ...........................................................................

7

2.4

Knapsack Problem .......................................................................

8

2.4.1 Jenis-jenis Knapsack Problem .........................................

9

2.5
BAB 3

Penelitian Terkait ........................................................................ 10
METODOLOGI PENELITIAN .............................................. 11

3.1

Rancangan Penelitian ................................................................. 11

3.2

Rancangan Genetika ................................................................... 11
3.2.1 Jarak Lintasan ................................................................. 13
3.2.2 Populasi ........................................................................... 15
3.2.3 Fitnes .............................................................................. 16
3.2.4 Seleksi.............................................................................. 18
3.2.5 Mutasi ............................................................................. 23

BAB 4

HASIL DAN PEMBAHASAN ................................................ 26

4.1

Penentuan Target ........................................................................ 28

4.2

Pengambilan Populasi ................................................................ 28

4.3

Perhitungan Nilai Fitness ............................................................ 30

4.4

Hasil Evaluasi Satu Generasi ..................................................... 31

4.5

Proses Mutasi Dinamis ................................................................ 35

4.6

Hasil Evaluasi Sepuluh Generasi ................................................ 37

BAB 5

PENUTUP ................................................................................. 38

5.1

Kesimpulan .................................................................................. 38

5.2

Saran ............................................................................................ 38

DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN

Universitas Sumatera Utara

xiii

DAFTAR TABEL

Tabel 3.1: Data Koordinat Lintasan .......................................................................... 12
Tabel 3.2. Perhitungan Jarak Terbaik ....................................................................... 16
Tabel 3.3. Hasil Perhitungan Fitness ........................................................................ 18
Tabel 4.1 Data Koordinat yang Akan Diuji ............................................................... 26
Tabel 4.2 Node yang terpilih pada proses pembuatan populasi ................................. 29
Tabel 4.3 Hasil Pembuatan Sepuluh Populasi ........................................................... 30
Tabel 4.4 Hasil Perhitungan Jarak antara Dua Node ................................................. 31

Universitas Sumatera Utara

xiv

DAFTAR GAMBAR

Gambar 3.1 Skema Penyelesaian Masalah ....................................................... 11
Gambar 3.2 Contoh Lintasan dengan Sepuluh Node ......................................... 12
Gambar 4.1 Hasil Pembentukan Koordinat ....................................................... 27

Universitas Sumatera Utara