BAB 3
ANALISIS DAN PERANCANGAN SISTEM
Bab ini membahas analisis algoritma Three-Dimensional First-Fit Decreasing pada sistem dan membahas tahap-tahap yang dilakukan pada sistem yang akan dibangun.
3.1 Identifikasi Masalah
Apabila barang yang akan dikemas adalah barang yang berukuran dan berbentuk sama maka mengemas barang ke dalam peti kemas adalah pekerjaan yang
mudah. Jika barang yang dikemas memiliki variasi ukuran dan bentuk, pengemasan barang akan memerlukan prosedur yang rumit dan kompleks. Sehingga diperlukan
waktu yang tidak sedikit dalam mengemas barang ke dalam peti kemas. Masalah ini banyak dihadapi oleh perusahaan
– perusahaan berorientasi ekspedisi barang menggunakan peti kemas. Dengan banyaknya variasi barang akan
membuat bentuk pengemasan menjadi sangat bervariasi dan proses pengemasan menjadi sulit. Jika perusahaan mengemas barang ke dalam peti kemas tidak efektif
akan berdampak pada jumlah peti kemas yang digunakan, hal ini akan menambah biaya pengiriman barang.
Mendapatkan hasil yang optimal dalam hal pengemasan barang akan memerlukan waktu yang cukup lama sehingga akan berpengaruh terhadap
produktivitas karyawan dan kinerja perusahaan. Oleh karena itu, untuk mempermudah pengemasan barang agar lebih optimal maka diperlukan sebuah sistem optimalisasi
penggunaan peti kemas dalam proses pengiriman barang. Agar penggunaan peti kemas pada pengiriman barang lebih efektif.
Universitas Sumatera Utara
3.2 Data yang Digunakan
Adapun data yang digunakan dalam penelitian ini terbagi atas dua yaitu data peti kemas dan data barang.
1. Jenis peti kemas yang digunakan dalam penelitian ini adalah General Purpose
Container 20 feet. Data peti kemas diambil dari data peti kemas yang telah distandardisasikan oleh International Standard Organization. Data peti kemas
terdiri atas ukuran panjang, lebar dan tinggi barang serta berat maksimal yang dapat ditampung oleh peti kemas. Pada tabel 3.1 berikut ditampilkan data peti
kemas yang digunakan.
Tabel 3.1 Data peti kemas
2. Data barang yang akan digunakan adalah data fiktif yang di-input penulis secara
acak. Data barang yang di-input berupa ukuran panjang, lebar dan tinggi serta berat barang. Data barang yang akan diuji dalam penelitian ini ditampilkan pada
tabel 3.2 berikut.
Tabel 3.2 Data barang No.
Nama Barang Panjang cm
Lebar cm Tinggi cm Berat kg
1.
A001
88 76
70 12
2. B002
110 98
88 25
3. C003
85 75
71 15
4. D004
150 100
88 33
5. E005
90 68
74 21
6. F006
80 68
52 18
7. G007
165 80
80 23
8. H008
110 100
95 19
Jenis peti kemas
Panjang cm
Lebar cm Tinggi cm Berat
Maksimal kg
General Purpose 20 feet
592 234
234 22100
Universitas Sumatera Utara
3.3 Optimalisasi Penyusunan Barang Pada Peti Kemas Menggunakan Algoritma Three-Dimensional First-Fit Decreasing
3.3.1 Arsitektur Umum Penyusunan barang pada peti kemas menggunakan algoritma Three-Dimensional
First-Fit Decreasing memiliki beberapa tahap pada prosesnya. Adapun tahapan - tahapan tersebut dapat dilihat pada gambar 3.1 berikut.
Input Data Container dan Barang
Visualisasi hasil optimalisasi Inisialisasi
Penentuan urutan masuk barang berdasarkan barang yang pertama dimasukkan ke dalam database
Algoritma 3D First Fit Decreasing
Optimalisasi
Orientasi barang Penentuan urutan masuk berdasarkan volume barang terbesar
`
Gambar 3.1 General architecture optimalisasi penyusunan barang
3.3.2 Inisialisasi
Tahapan inisialisasi dilakukan untuk menentukan urutan penyusunan barang. Tahapan yang dilakukan pada tahap inisialisasi adalah penentuan urutan masuk barang
berdasarkan data barang yang pertama disimpan ke dalam database.
Universitas Sumatera Utara
3.3.3 Optimalisasi Penyusunan Barang menggunakan Algoritma Three-Dimensional
First-Fit Decreasing 1.
Penentuan Urutan Masuk Barang Berdasarkan Volume Barang Penentuan urutan masuk barang dilakukan dengan cara mengurutkan volume
barang dimulai dari volume terbesar ke volume terkecil. Urutan masuk barang berdasarkan volume terbesar dapat dilihat pada tabel 3.3 berikut:
Tabel 3.3 Volume tiap barang
Pada tabel 3.3 didapatkan data barang dan volume dari masing-masing barang yang ada pada tabel 3.2. Untuk mendapatkan urutan masuk barang, volume masing-
masing barang pada tabel 3.3 akan diurutkan berdasarkan volume terbesar. Algoritma yang dipakai dalam pengurutan barang adalah algoritma Heap Sort.
Maka didapatkan urutan barang D004-G007-H008-B002-A001-E005-C003-F006. Urutan tersebut akan digunakan sebagai acuan urutan penyusunan barang hingga
semua barang bisa disusun ke dalam peti kemas. 2.
Penentuan Orientasi Penyusunan Barang Untuk melakukan proses optimalisasi penyusunan barang, terlebih dahulu akan
dilakukan orientasi penyusunan barang. Untuk melakukan proses orientasi penyusunan barang terlebih dahulu dilakukan pengurutan sisi barang berdasarkan
sisi terpanjang. Pengurutan sisi terpanjang barang pada tabel 3.2 dapat dilihat pada tabel 3.4 berikut
No. Nama Barang Volumecm
3
1. A001
468160 2.
B002 948640
3. C003
452625 4.
D004 1320000
5. E005
452880 6.
F006 282880
7. G007
1280000 8.
H008 1045000
Universitas Sumatera Utara
Tabel 3.4 Pengurutan sisi terpanjang barang No.
Nama Barang
Sisi Terpanjang
Sisi terpanjang kedua
Sisi terpendek
1. D004
150 cm 100 cm
88 cm 2.
G007 165 cm
80 cm 80 cm
3. H008
110 cm 100 cm
95 cm 4.
B002 110 cm
98 cm 88 cm
5. A001
88 cm 76 cm
70 cm 6.
E005 90 cm
74 cm 68 cm
7. C003
85 cm 75 cm
71 cm 8.
F006 80 cm
68 cm 52 cm
Setelah parameter sisi barang diurutkan seperti pada tabel 3.4, maka dilakukan perubahan sisi barang. Sisi terpanjang barang menjadi panjang barang, sisi terpanjang
kedua menjadi lebar barang kemudian sisi terpendek menjadi tinggi barang. Orientasi barang ditentukan oleh sisi terpanjang barang. Hasil perubahan yang didapatkan
setelah orientasi barang ada pada tabel 3.5 berikut:
Tabel 3.5 Perubahan sisi barang No. Nama Barang
Panjang cm Lebarcm
Tinggi cm
1. D004
150 100
88 2.
G007 165
80 80
3. H008
110 100
95 4.
B002 110
98 88
5. A001
88 76
70 6.
E005 90
74 68
7. C003
85 75
71 8.
F006 80
68 52
Pada tahapan optimalisasi akan dilakukan pengoptimalan penyusunan barang menggunakan algoritma Three-Dimensional First-Fit Decreasing. Untuk melakukan
optimalisasi penyusunan, urutan barang yang digunakan adalah urutan barang yang
Universitas Sumatera Utara
ada pada tahap penentuan urutan masuk barang. Tahapan optimalisasi penyusunan barang dapat dilihat pada pseudocode di gambar 3.2 berikut.
Simpan barang i, i1,2,3,...,n dengan parameter panjang, lebar, tinggi dan berat Simpan data container dengan parameter panjang, lebar, tinggi dan berat maksimum
WHILE i=n Pilih barang yang akan disusun sesuai urutan
IF panjang barang i sisa panjang container || berat barang i berat beban maksimum container
– total berat barang tersusun ctr = nilai minimum sisa lebar container
– lebar barang i, sisa tinggi container – tinggi barang i
cdr = nilai minimum sisa lebar container – tinggi barang i, sisa tinggi container –
lebar barang i IF ctr = 0 atau cdr = 0
Insert barang i ke list barang tersusun IF cdr 0 || nilai ctr = 0 dan nilai ctr = nilai cdr
Barang i tidak dirotasi Tinggi layer += tinggi barang i
Lebar layer = maxlebar barang i, lebar layer sebelumnya ELSE
Barang i dirotasi Tinggi layer += lebar barang i
Lebar layer = max tinggi barang i, lebar layer sebelumnya Panjang layer = max panjang barang i, panjang barang sebelumnya
Panjang Maksimal Tumpukan = panjang layer-panjang barang i
Universitas Sumatera Utara
Gambar 3.2 Pseudocode optimalisasi penyusunan barang
Untuk mengoptimalkan penyusunan barang pada peti kemas akan dilakukan tahapan –
tahapan yang ada pada gambar 3.2 dengan menggunakan data peti kemas pada tabel 3.1 dan data barang pada tabel 3.2. Adapun tahapan optimalisasi penyusunan barang
pada peti kemas dapat diilustrasikan sebagai berikut: 1.
Simpan data peti kemas P=592 cm, L=234 cm, T=234 cm, B=22100 kg 2.
Urutan barang berdasarkan urutan masuk yaitu, D004-G007-H008-B002- A001-E005-C003-F006
3. Pilih barang sesuai urutan. Barang yang akan disusun pertama adalah barang
D004, kemudian simpan parameter barang D004 p=150 cm, l=100 cm, t=88 cm, b=33 kg
WHILE List barang tidak kosong Pilih barang berikutnya untuk ditumpuk yaitu barang potensial
IF panjang barang potensial = Panjang Maksimal Tumpukan berat barang potensial = sisa berat container lebar barang potensial = lebar
barang i tinggi barang potensial = tinggi barang i Insert barang i ke list barang tersusun
ELSE Barang potensial tidak bisa ditumpuk, susun barang ke posisi berikutnya
END WHILE ELSE
IF sisa lebar container = nilai maksimum lebar barang i, tinggi barang i dan lebar layer 0 dan tinggi layer 0 dan panjang layer 0
Susun barang i ke baris baru IF sisa tinggi container nilai minimum lebar barang i, tinggi barang i atau
panjang layer = 0 Susun barang di container berikutnya
ELSE Ambil barang selanjutnya untuk disusun sesuai urutan
END WHILE Proses Berhenti
Universitas Sumatera Utara
4. Cek parameter panjang barang p=150 cm apakah melebihi panjang peti
kemas P=592 cm dan cek parameter berat barang b=33 kg apakah melebihi daya tampung berat peti kemas b=22100 kg. Apabila panjang barang
melebihi panjang peti kemas atau berat barang melebihi daya tampung berat peti kemas maka barang tidak bisa disusun ke dalam peti kemas.
5. Hitung nilai celah tidak dirotasi ctr dan celah bila dirotasi cdr barang D004
menggunakan persamaan 2.1 dan 2.2, untuk menentukan posisi dan perotasian barang.
5.a. Jika nilai ctr dan cdr positif maka barang disusun ke dalam peti kemas. o
Jika nilai ctr dan cdr positif dan nilai ctr lebih kecil atau sama dengan nilai cdr barang tidak dirotasi barang diletakkan di atas barang
sebelumnya. Posisi dimensi panjang, lebar dan tinggi barang disesuaikan dengan posisi dimensi panjang, lebar dan tinggi
container. Barang di-extract dari daftar barang yang akan disusun. o
Jika nilai ctr dan cdr positif dan nilai ctr lebih besar dari nilai cdr maka barang dirotasi dan diletakkan di atas barang sebelumnya.
Lakukan perotasian barang secara vertikal terhadap panjang barang. Sehingga dimensi lebar barang menjadi tinggi barang dan dimensi
tinggi barang menjadi lebar barang. Barang di-extract dari daftar barang yang akan disusun.
5.b. Jika nilai ctr dan cdr adalah negatif kemudian cek o
Jika sisa lebar peti kemas melebihi ukuran dari nilai minimum parameter lebar dan tinggi barang maka barang akan disusun ke baris
baru. Ulangi proses penyusunan dari tahap 5.a. o
Jika sisa tinggi peti kemas lebih kecil dari nilai minimum dari lebar dan tinggi barang, barang akan disusun ke peti kemas berikutnya.
Ulangi proses penyusunan dimulai dari tahap 4 hingga tahap 7.
Nilai ctr dan cdr barang D004 adalah 134 dan 138, sehingga barang D004 akan disusun ke peti kemas tanpa dirotasi. Barang D004 adalah barang
pertama yang disusun dalam peti kemas. Apabila barang pertama sudah
Universitas Sumatera Utara
disusun ke dalam peti kemas maka akan terbentuk sebuah layer dimana dimensi layer tersebut sesuai dengan dimensi barang yang pertama masuk
yaitu D004. 6.
Ambil barang potensial yaitu barang G007 dengan parameter p=200, l=80, t=80, b=23, cek apakah sisa panjang layer bisa menampung barang potensial
dengan menghitung nilai selisih panjang layer dengan panjang barang i D004.
Apabila sisa panjang layer lebih besar dari panjang barang potensial dan sisa daya tampung berat peti kemas lebih besar dari berat barang
dan lebar barang i D004 lebih besar dari lebar barang potensial dan tinggi barang i D004 lebih besar dari tinggi barang potensial maka
barang potensial disusun di depan barang i, kemudian Barang di-extract dari daftar barang yang akan disusun. Apabila tidak memenuhi, maka
penyusunan barang potensial diulangi ke tahap 3 sebagai barang i+1. 7.
Ulangi tahap 3 hingga tahap 6 sampai semua barang yang ada pada data barang selesai disusun.
8. Hasil akhir adalah jumlah peti kemas yang digunakan.
Penyusunan barang pertama yaitu barang D004 dilakukan dengan cara mengisi panjang peti kemas. Kemudian akan didapatkan panjang, lebar dan tinggi layer yang
baru. Panjang layer baru adalah panjang barang D004, lebar layer baru adalah lebar barang D004 dan tinggi layer baru adalah tinggi barang D004. Untuk proses
penyusunan barang selanjutnya, barang diletakkan di atas barang D004. Apabila total tinggi barang yang terbentuk melebihi sisa tinggi peti kemas maka akan dilakukan
pengisian lebar peti kemas. Sehingga akan terbentuk baris baru dalam layer tersebut. Lakukan pengisian tinggi peti kemas pada baris baru tersebut. Jika total tinggi barang
pada baris tersebut melebihi sisa tinggi peti kemas maka barang akan disusun ke baris baru pada layer.
Apabila total lebar barang yang terbentuk melebihi sisa lebar peti kemas dan sisa panjang peti kemas lebih besar dari panjang barang yang akan disusun maka
dibentuk sebuah layer baru. Lakukan pengisian terhadap layer yang baru dibuat. Apabila layer sudah diisi penuh dan sisa panjang peti kemas lebih kecil dari barang
yang akan disusun, maka susun barang ke dalam peti kemas baru.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 3.3 Penyusunan barang D004
Gambar 3.3 tersebut adalah penyusunan barang pertama yaitu barang D004. Diletakkan pada sudut kanan bawah peti kemas sehingga akan terbentuk sebuah layer
baru seperti pada gambar 3.4 berikut:
Gambar 3.4 Layer yang terbentuk
Peletakan barang selanjutnya yaitu barang G007 diletakkan di atas barang D004. Selama total tinggi barang yang disusun tidak melebihi tinggi peti kemas. Tinggi peti
kemas = 234 cm. Tinggi barang D004 = 88 cm dan tinggi barang G007 = 80 cm, total
Universitas Sumatera Utara
tinggi barang yang terbentuk adalah 168 cm. Sehingga barang G007 disusun di atas barang D004. Seperti tampak pada gambar 3.5 berikut:
Gambar 3.5 Penyusunan barang G007
Setelah barang G007 disusun maka akan terbentuk layer baru seperti tampak pada gambar 3.6 berikut:
Gambar 3.6 Layer yang terbentuk setelah barang G007 disusun
Selanjutnya akan dilakukan penyusunan barang H008. Total tinggi peti kemas yang terbentuk apabila barang H008 disusun di atas barang G007 adalah 261 cm. Tinggi
Universitas Sumatera Utara
peti kemas lebih kecil dari total tinggi barang setelah barang H008 disusun. Sehingga barang H008 akan disusun ke baris baru seperti pada gambar 3.7 berikut:
Gambar 3.7 Penyusunan barang H008
Penyusunan barang B002 dapat dilihat pada gambar 3.8 berikut:
Gambar 3.8 Penyusunan barang B002
Penyusunan barang selanjutnya yaitu barang A001. Total tinggi barang apabila barang A001 disusun di atas barang B002 adalah 253 cm. Nilai ini melebihi tinggi peti kemas
sehingga barang akan disusun ke baris baru. Namun total lebar barang apabila barang
Universitas Sumatera Utara
A001 disusun ke baris baru yaitu 276 cm melebihi lebar peti kemas dengan ukuran 234 cm. Sehingga barang A001 tidak bisa disusun ke layer tersebut. Barang A001
akan disusun ke layer baru selama panjang barang A001 88 cm lebih kecil dari sisa panjang peti kemas panjang peti kemas
– panjang layer sebelumnya= 592 cm -165 cm = 427 cm. Gambar 3.9 berikut ini adalah penyusunan barang A001 di layer baru.
Gambar 3.9 Penyusunan barang A001
Ulangi tahap penyusunan untuk semua barang pada tabel 3.2 sehingga akan didapat penyusunan barang seperti tampak pada gambar 3.10 berikut:
Gambar 3.10 Hasil optimalisasi penyusunan barang
Universitas Sumatera Utara
Tabel 3.6 berikut ini adalah hasil optimalisasi penyusunan tiap barang pada tabel 3.2 ke dalam peti kemas dengan parameter yang ditampilkan pada tabel 3.1.
Tabel 3.6 Hasil optimalisasi penyusunan barang
3.4 Perancangan Sistem
