PERANCANGAN PROGRAM APLIKASI RUTE PENGIRIMAN SPARE PARTS DENGAN ALGORITMA DISCRETE PARTICLE SWARM OPTIMIZATION (STUDI KASUS : PT. ASTRA KOMPONEN INDONESIA) - Binus e-Thesis
UNIVERSITAS BINA NUSANTARA
Program Ganda Teknik Informatika dan Matematika
Skripsi Sarjana Program Ganda Semester Ganjil 2006/2007
PERANCANGAN PROGRAM APLIKASI RUTE PENGIRIMAN
SPARE PARTS DENGAN ALGORITMA DISCRETEPARTICLE SWARM OPTIMIZATION
(STUDI KASUS : PT. ASTRA KOMPONEN INDONESIA)
Daniel Sagita 0600653493
ABSTRAK
Rute pengiriman barang yang ditempuh oleh sebuah perusahaan sangat berpengaruh pada efisiensi dari pengeluaran. Dalam pengiriman barang, alat transportasi yang tersedia tidak hanya satu buah melainkan lebih dari satu sehingga diperlukan perhitungan untuk masalah pencarian rute dengan banyak kendaraan atau agen yang dapat mengantar barang sekaligus. Masalah ini disebut Vehicle Routing Problem. Banyaknya jalur yang dapat ditempuh membuat perhitungan dalam pemilihan jalur sangat penting dan sulit karena banyaknya kombinasi yang mungkin untuk jalur tersebut. Untuk itu, maka dikembangkan perhitungan rute dengan menggunakan pendekatan heuristik yang dapat mencapai solusi yang berkualitas tinggi dan optimal. Algoritma Discrete Particle Swarm Optimization merupakan salah satu pendekatan heuristik yang dapat dipakai untuk menyelesaikan masalah Vehicle Routing Problem. Pemakaian algoritma ini menghasilkan jalur terbaik untuk jumlah node di bawah 10 dan jumlah kendaraan yang digunakan sebanyak 2 buah, tetapi akan menghasilkan hasil yang berubah-ubah untuk jumlah node di atas 10. Sehingga dapat disimpulkan hasil yang diperoleh cukup baik untuk jumlah node yang sedikit dan akan semakin tidak konsisten untuk jumlah node dan kendaraan yang semakin banyak.
Kata kunci : analisis program, perancangan program, heuristik, vehicle routing problem, discrete
particle swarm optimization
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas berkat dan penyertaan-Nya pada penulis sehingga penulis dapat menyusun dan menyelesaikan skripsi ini tepat pada waktunya. setiap mahasiswa Universitas Bina Nusantara program studi Strata 1 untuk memperoleh gelar kesarjanaannya.
Walaupun dalam membuat Skripsi ini dirasakan cukup sulit oleh penulis, namun berkat bimbingan dari para Dosen Pembimbing, akhirnya Skripsi ini dapat diselesaikan. Skripsi ini tidak mungkin selesai tepat pada waktunya tanpa bantuan dari pihak lain baik secara langsung maupun tidak langsung. Pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada : 1.
Bapak Prof. Dr. Geraldus Polla, M.App.Sc., selaku Rektor Universitas Bina Nusantara, yang telah berkenan memberikan kesempatan untuk menuntut ilmu kepada penulis di Universitas yang berada di bawah pimpinan beliau.
2. Bapak Wikaria Gazali, S.Si, MT. selaku Dekan Fakultas MIPA atas bimbingan dan pengajarannya.
3. Bapak Drs. Ngarap Imanuel Manik, M.Kom. selaku Ketua Jurusan Matematika dan Statistika atas bimbingan dan pengajarannya.
4. Bapak Sangadji, Drs., M.Sc., PhD. dan Bapak Siswa Trihadi, Ir., M.Sc., DR. selaku Dosen Pembimbing yang telah bersedia meluangkan waktu untuk membimbing dan memberikan petunjuk yang sangat berguna untuk penyusunan Skripsi ini.
5. Bapak Arifin selaku pembimbing di perusahaan atas data-data dan informasinya.
6. Kedua orang tua dan seluruh keluarga saya atas dukungan dan motivasi yang telah diberikan kepada saya selama saya menjalani masa sulit sewaktu kuliah, terutama pada saat saya menyelesaikan Skripsi.
7. Juga kepada teman-teman serta semua pihak yang tidak dapat saya sebutkan satu per satu yang telah memberikan banyak bantuan hingga terselesaikannya Skripsi ini. Akhir kata, penulis menyadari bahwa Skripsi ini masih banyak kekurangan dan jauh dari sempurna. Oleh karena itu penulis menerima segala kritik dan saran yang membangun dari pembaca. Semoga Skripsi ini memberikan manfaat dan menambah wawasan pembaca.
Jakarta, 24 Januari 2007 Penulis Daniel Sagita 0600653493
DAFTAR ISI
Halaman Abstrak .................................................................................................................. iv Kata Pengantar ...................................................................................................... v Daftar Tabel .......................................................................................................... viii Daftar Gambar....................................................................................................... ix Daftar Lampiran .................................................................................................... xi
BAB 1 PENDAHULUAN .................................................................................. 1
1.1 Latar Belakang Masalah................................................................... 1
1.2 Perumusan Masalah ......................................................................... 2
1.3 Ruang Lingkup Masalah .................................................................. 3
1.4 Tujuan dan Manfaat ......................................................................... 4
1.5 Metodologi ....................................................................................... 4
BAB 2 LANDASAN TEORI.............................................................................. 6
2.1 Definisi Algoritma ........................................................................... 6
2.2 Teori Graf......................................................................................... 7
2.2.1 Pengenalan Teori Graf ........................................................... 7
2.2.2 Teori Lintasan dan Siklus....................................................... 11
2.2.3 Siklus Hamilton...................................................................... 13
2.3 Vehicle Routing Problem ................................................................. 15
2.3.1 Pengenalan Vehicle Routing Problem.................................... 15
2.3.2 Teknik Penyelesaian Vehicle Routing Problem ..................... 19
2.4 Particle Swarm Optimization........................................................... 23
2.4.1 Standard Particle Swarm Optimization ................................. 23
2.4.2 Discrete Particle Swarm Optimization .................................. 25
2.4.3 Fitness Function..................................................................... 27
2.4.4 Aplikasi DPSO pada CVRP ................................................... 27
2.4.5 Pair Exchange........................................................................ 29
BAB 3 ANALISIS DAN PERANCANGAN ..................................................... 31
3.1 Gambaran Umum Perusahaan.......................................................... 31
3.1.1 Sejarah Perusahaan ................................................................ 32
3.1.2 Struktur Organisasi................................................................. 36
3.2 Analisis Sistem Yang Sedang Berjalan............................................ 37
3.3 Usulan Pemecahan Masalah............................................................. 39
3.4 Perancangan Program Aplikasi ........................................................ 39
3.4.1 Penerapan Discrete Particle Swarm Optimization................. 39
3.4.2 Perancangan Layar ................................................................. 40
3.4.2.1 Perancangan Layar Utama ........................................ 40
3.4.2.2 Perancangan Layar Input .......................................... 41
3.4.2.3 Perancangan Layar Calculate ................................... 42
3.4.2.4 Perancangan Layar About ......................................... 43
3.4.3 Perancangan Modul................................................................ 44
3.4.3.1 Modul Inisialisasi ...................................................... 44
3.4.3.2 Modul Input............................................................... 46
3.4.3.3 Modul Cek Fitness .................................................... 48
3.4.3.4 Modul Store Best....................................................... 50
3.4.3.5 Modul Move Particle ................................................ 51
3.4.3.7 Modul Cek Partikel ................................................... 55
3.4.4 Perancangan Struktur Menu................................................... 56
3.4.5 Diagram Transisi (State Transition Diagram) ....................... 57
3.4.6 Perancangan Spesifikasi Proses ............................................. 58
BAB 4 IMPLEMENTASI DAN EVALUASI .................................................... 62
4.1 Spesifikasi Rancangan ..................................................................... 62
4.1.1 Spesifikasi Perangkat Keras................................................... 62
4.1.2 Spesifikasi Perangkat Lunak .................................................. 62
4.2 Tampilan dan Cara Pengoperasian Program Aplikasi ..................... 63
4.2.1 Tampilan Menu Utama .......................................................... 63
4.2.2 Tampilan Sub Menu Input ..................................................... 64
4.2.3 Tampilan Sub Menu Calculate .............................................. 67
4.2.4 Tampilan About...................................................................... 71
4.2.5 Tampilan Exit ......................................................................... 72
4.3 Evaluasi ............................................................................................ 73
4.3.1 Perbandingan dengan Algoritma Genetik .............................. 73
4.3.2 Pengujian pada Data Set E ..................................................... 75
4.3.3 Pengujian Menggunakan Data Perusahaan ............................ 77
BAB 5 SIMPULAN DAN SARAN.................................................................... 82
5.1 Simpulan .......................................................................................... 82
5.2 Saran................................................................................................. 82 DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 84 RIWAYAT HIDUP............................................................................................... 87 LAMPIRAN.......................................................................................................... L 1 FOTOKOPI SURAT SURVEI
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1 Perbedaan Lintasan, Siklus, dan Siklus Sederhana.............................. 12Tabel 4.2 Perbandingan hasil perhitungan DGA dan DPSO ............................... 74Tabel 4.3 Jarak antar pelanggan dan permintaan tiap pelanggan set E................ 76Tabel 4.4 Hasil percobaan DPSO menggunakan data set E................................. 76Tabel 4.5 Posisi area toko-toko PT. ASTRA Komponen Indonesia di Jakarta ... 78Tabel 4.6 Hasil percobaan program aplikasi DPSO ............................................ 79DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1 Sistem jalan utama di Wyoming ................................................... 8Gambar 2.3 Graf tak terarah.............................................................................. 10Gambar 2.4 Graf terarah ................................................................................... 11Gambar 2.5 Sebuah graf yang tidak berarah..................................................... 13Gambar 2.6 Sebuah graf yang mempunyai siklus Hamilton............................. 14Gambar 2.7 Sebuah solusi siklus Hamilton ...................................................... 14Gambar 2.8.a Teka-teki Hamilton........................................................................ 15 Gambar 2.8.b Pemodelan Dodecahedron dalam graf .......................................... 15 Gambar 2.8.c Salah satu penyelesaian berbentuk siklus Hamilton...................... 15
Gambar 2.9 Contoh visualisasi input dari Vehicle Routing Problem................ 16Gambar 2.10 Salah satu output dari persoalan VRP dari input gambar 2.9........ 16Gambar 2.11 Pemetaan DPSO ............................................................................ 28Gambar 2.12 Posisi rute setelah dilakukan pair exchange ................................. 30Gambar 3.1 Kemasan HM Co. .......................................................................... 32Gambar 3.2 Kemasan Honda dengan stiker “ASTRA” .................................... 33Gambar 3.3 Kemasan “FEDERAL” ................................................................. 33Gambar 3.4 Kemasan “FEDERAL PARTS” dan stiker hologram ASTRA..... 34Gambar 3.5 Kemasan “Suku Cadang Asli Astra” dan stiker hologram ASTRA......................................................... 34Gambar 3.6 Kemasan “ASPIRA” untuk kendaraan bermotor roda 2 dan 4 ..... 35Gambar 3.7 Kemasan “ASPIRA” dengan logoPT. ASTRA Komponen Indonesia................................................ 35
Gambar 3.8 Perkembangan stiker hologramPT. ASTRA Komponen Indonesia................................................ 36
Gambar 3.9 Struktur organisasi PT. ASTRA Komponen Indonesia ................ 36Gambar 3.10 Rancangan Layar Utama ............................................................... 41Gambar 3.11 Rancangan layar Input................................................................... 42Gambar 3.12 Rancangan Layar Calculate .......................................................... 43Gambar 3.13 Rancangan Layar About ................................................................ 44Gambar 3.14 Flowchart modul inisialisasi.......................................................... 45Gambar 3.15 Flowchart modul input .................................................................. 47Gambar 3.16 Flowchart modul Cek Fitness ....................................................... 49Gambar 3.17 Flowchart modul Store Best .......................................................... 50Gambar 3.18 Flowchart modul Move Particle.................................................... 52Gambar 3.19 Flowchart modul tukar .................................................................. 54Gambar 3.20 Flowchart modul Cek Partikel....................................................... 56Gambar 3.21 Struktur Menu ............................................................................... 57Gambar 3.22 Diagram Transisi dari Menu Utama.............................................. 58Gambar 4.1 Tampilan Menu Utama.................................................................. 63Gambar 4.2 Tampilan sub menu Input.............................................................. 64Gambar 4.3 Tampilan sub menu Input bila belum memilih satu daerahpun .... 65Gambar 4.4 Tampilan sub menu Input bila kolom permintaan kosong............ 66Gambar 4.5 Tampilan sub menu Input bila berhasil ......................................... 67Gambar 4.6 Tampilan sub menu Calculate....................................................... 68Gambar 4.7 Tampilan sub menu Calculate setelah menekan tombol Inisialisasi ......................................................................... 69Gambar 4.8 Tampilan sub menu Calculate setelah menekan tombolGambar 4.9 Tampilan sub menu Calculate setelah menekan tombolView Image.................................................................................... 71