Upload
others
View
15
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
Heterogeneous Fleet Vehicle Routing Problem with Time
Windows and Multiple Products dengan Algoritma
Genetika
(Panti Asuhan KH. Mas Mansyur)
Skripsi
Diajukan Kepada Universitas Muhammadiyah Malang
Untuk Memenuhi Salah Satu Persyaratan Akademik
Dalam Menyelesaikan Program Sarjana Teknik
Disusun oleh :
MUHAMMAD YAZIR PRATAMA
NIM : 201310140311008
JURUSAN TEKNIK INDUSTRI
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
2018
i
KATA PENGANTAR
Assalamu’alaikum Wr.Wb
Alhamdulllahirobbil ‘Alamin, puji syukur kehadirat Allah SWT yang
telah melimpahkan rahmat, taufiq dan hidayah-Nya. Sholawat serta salam selalu
tercurah kepada Rosulullah Muhammad SAW, sehingga penyusun dapat
menyelesaikan tugas akhir dengan judul “Heterogeneous Fleet Vehicle Routing
Problem with Time Windows and Multiple Products dengan Algoritma
Genetika (Studi Kasus di Panti Asuhan KH. Mas Mansyur)” sebagai syarat
untuk memperoleh gelar Kesarjanaan Strata 1 Jurusan Teknik Industri Fakultas
Teknik Universitas Muhammadiyah Malang.
Dalam penyusunan laporan tugas akhir ini, tentunya tidak lepas dari
bantuan dan dukungan dari berbagai pihak. Untuk itu pada kesempatan ini penulis
ingin mengucapkan rasa terima kasih kepada :
1. Allah SWT, karena telah memberikan kesehatan, pengetahuan dan ilmu, serta
kekuatan mental dalam mengerjakan skripsi.
2. Kedua orang tua tercinta, Bapak Mahyudin dan Ibu Saniah yang senantiasa
mencurahkan doa ikhlas setiap saat, dukungan, kesabaran, perjuangan,
menjadi motivator bagi penulis untuk terus berusaha tiada henti serta segala
hal yang tak terkira harganya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi
ini.
3. Bapak Ilyas Mas’udin, S.T.,M.Log.,Scm.,Ph.D selaku Ketua Jurusan Teknik
Industri Universitas Muhammadiyah Malang
4. Ibu Annisa Kesy Garside, S.T., M.T., selaku dosen pembimbing I yang telah
meluangkan waktu dalam membimbing, memberikan semangat, motivasi,
nasihat, bimbingan, serta kesabaran yang luar biasa. Semoga dengan ilmu
yang penulis dapatkan dari Ibu, dapat menjadi barokah. Aamiin
5. Ibu Shanty Kusuma Dewi, S.T., M.T., selaku dosen pembimbing II yang telah
meluangkan waktu dalam membimbing, memberikan semangat, motivasi,
nasihat, bimbingan, serta kesabaran yang luar biasa. Semoga dengan ilmu
yang penulis dapatkan dari Ibu, dapat menjadi barokah. Aamiin
ii
6. Bapak Ilyas Mas’udin ST.,M.Log.,Scm.,Ph.D selaku dosen penguji I dalam
ujian skripsi. Terima kasih pak atas semua masukan, saran dan bimbingannya
untuk membangun dan memperbaiki skripsi penulis.
8. Ibu Ikhlasul Amallynda, S.T., M.T.,selaku dosen penguji II dalam ujian
sidang penulis. Terimakasih pak untuk saran dan masukan yang membangun
untuk perbaikan skripsi penulis.
9. Bapak M. Lukman MT., selaku dosen wali penulis. Terimakasih atas arahan
dan bimbingannya pak.
10. Segenap Dosen Jurusan Teknik Industri Universitas Muhammadiyah Malang
atas segala bimbingan dan arahannya
11. Rekan seperjuanagan Mahasiswa Jurusan Teknik Industri, khususnya Teknik
Industri 2013 A yang telah memberikan dukungan, doa, waktu dan tenaga
dalam penyusunan skripsi ini. Semoga kita semua diberi kesempatan untuk
berkumpul kembali dengan keadaan sehat wal’afiat. Aamiin.
12. Keluarga besar Panti Asuhan KH. Mas Mansyur yang sudah membimbing
dan membantu penyusunan skripsi ini.
15. Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu yang telah
membantu dalam penyelesaian Skripsi ini, Semoga amal kebaikannya
mendapat ridho dari Allah SWT. Amin
Dengan segala kerendahan hati, penulis menyadari bahwa skripsi ini
masih terdapat banyak kekurangan karena berbagai keterbatasan. Namun penulis
berharap bahwa skripsi ini dapat memberi manfaat kepada pembaca. Kritik dan
saran akan sangat bermanfaat bagi pengembangan penelitian lebih lanjut.
Akhir kata penulis mohon maaf yang sebesar-besarnya jika dalam proses
penyusunan skripsi ini penulis melakukan kesalahan baik disengaja maupun tidak
disengaja.
Wassalamu’alaikum Wr.Wb.
Malang, November 2018
Penulis
v
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL .........................................................................................................
LEMBAR PENGESAHAN SKRIPSI ..............................................................................
LEMBAR ASISTENSI SKRIPSI .....................................................................................
BERITA ACARA UJIAN SKRIPSI .................................................................................
SURAT PERNYATAAN KEASLIAN.............................................................................
SURAT KETERANGAN PENGAMBILAN DATA DARI PERUSAHAAN ................
Kata Pengantar ................................................................................................................. i
Abstrak .......................................................................................................................... iii
Abstract .......................................................................................................................... iv
Daftar Isi.......................................................................................................................... v
Daftar Tabel ................................................................................................................. vii
Daftar Gambar ................................................................................................................ ix
Daftar Lampiran .............................................................................................................. x
BAB 1. PENDAHULUAN ........................................................................................... 1
1.1 Latar Belakang Penelitian ................................................................................. 1
1.2 Rumusan Masalah Penelitian ............................................................................ 2
1.3 Tujuan Penelitian .............................................................................................. 2
1.4 Manfaat Penelitian ............................................................................................ 3
1.5 Batasan dan Asumsi Penelitian ......................................................................... 3
BAB II. LANDASAN TEORI ...................................................................................... 4
2.1 Disrtibusi dan Transportasi ............................................................................... 4
2.2 Vehicle Routing Problem .................................................................................. 5
2.2.1 Definisi Vehicle Routing Problem ........................................................... 5
2.2.2 Jenis-Jenis Vehilce Routing Problme ...................................................... 6
2.3 Heterogeneous Fleet Vehicle Routing Problem with Time Windows and
Multiple Products.............................................................................................. 8
2.4 Model Matematis HFVRPTWMP .................................................................. 10
2.5 Algoritma Genetika ......................................................................................... 11
2.6 Komponen-Komponen Algoritma Genetika ................................................... 13
2.7 Update Generasi dan Syarat Berhenti ............................................................. 17
vi
BAB III. METODOLOGI PENELITIAN ................................................................ 19
3.1 Flowchart Metodologi Penelitian ................................................................. 19
3.2 Penjelasan Flowchart ................................................................................... 20
3.2.1 Tahap Awal Penelitian ........................................................................ 20
3.2.2 Tahap Pengumpulan dan Pengolahan Data ......................................... 20
3.2.3 Tahap Analisis ..................................................................................... 23
3.2.4 Tahap Akhir ........................................................................................ 23
BAB IV. PENGUMPULAN DAN PENGOLAHAN DATA ................................... 24
4.1 Tinjauan Perusahaan ..................................................................................... 24
4.1.1 Profil Perusahaan ................................................................................ 24
4.1.2 Proses Bisnis perusahaan .................................................................... 24
4.2 Pengumpulan Data ........................................................................................ 25
4.2.1 Jenis-Jenis Produk ............................................................................... 25
4.2.2 Jenis-Jenis Kendaraan ......................................................................... 26
4.2.3 Permintaan Pelanggan ......................................................................... 27
4.2.4 Rute Awal Perusahaan ........................................................................ 36
4.2.5 Matrik Jarak ........................................................................................ 39
4.2.6 Matrik Waktu Tempuh ........................................................................ 43
4.2.7 Time Windows dan Waktu Pelayanan ................................................. 47
4.3 Pengolahan Data ........................................................................................... 52
4.3.1 Contoh Perhitungan Nomerik Algoritma Genetika............................. 52
4.3.2 Solusi HFVRPTWMP Menggunakan Algoritma Genetika ................ 62
BAB V. ANALISA PEMBAHASAN .......................................................................... 64
5.1 Analisa Rute Awal Perusahaan ..................................................................... 64
5.2 Analisa Rute Usulan dengan Algoritma Genetika ....................................... 70
5.3 Analisa Perbandingan Waktu Tempuh dan Biaya Transportasi ................... 76
BAB VI. PENUTUP .................................................................................................... 82
6.1 Kesimpulan ................................................................................................... 82
6.2 Saran ............................................................................................................. 83
DAFTAR PUSTAKA .................................................................................................. 84
LAMPIRAN ................................................................................................................. 87
vii
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Penelitian terdahulu ........................................................................................ 9
Tabel 4.1 Data Permintaan pada Tanggal 9 Juli 2018 (Kerdus dan Galon) ................. 28
Tabel 4.2 Data Permintaan pada Tanggal 10 Juli 2018 (Kerdus dan Galon) ............... 29
Tabel 4.3 Data Permintaan pada Tanggal 11 Juli 2018 (Kerdus dan Galon) ............... 30
Tabel 4.4 Data Permintaan pada Tanggal 12 Juli 2018 (Kerdus dan Galon) ............... 31
Tabel 4.5 Data Permintaan pada Tanggal 9 Juli 2018 (Volume) ................................. 32
Tabel 4.6 Data Permintaan pada Tanggal 10 Juli 2018 (Volume) ............................... 32
Tabel 4.7 Data Permintaan pada Tanggal 11 Juli 2018 (Volume) ............................... 34
Tabel 4.8 Data Permintaan pada Tanggal 12 Juli 2018 (Volume) ............................... 35
Tabel 4.9 Rute Awal Pengiriman AMDK .................................................................... 36
Tabel 4.10 Matrik Jarak Tanggal 9 Juli 2018 (km) ........................................................ 39
Tabel 4.11 Matrik Jarak Tanggal 10 Juli 2018 (km) ...................................................... 40
Tabel 4.12 Matrik Jarak Tanggal 11 Juli 2018 (km) ...................................................... 41
Tabel 4.13 Matrik Jarak Tanggal 12 Juli 2018 (km) ...................................................... 42
Tabel 4.14 Matrik Waktu Tempuh Tanggal 9 Juli 2018 (jam) ...................................... 43
Tabel 4.15 Matrik Waktu Tempuh Tanggal 10 Juli 2018 (jam) .................................... 44
Tabel 4.16 Matrik Waktu Tempuh Tanggal 11 Juli 2018 (jam) ..................................... 45
Tabel 4.17 Matrik Waktu Tempuh Tanggal 12 Juli 2018 (jam) ..................................... 46
Tabel 4.18 Data Time Windows dan Waktu Pelayanan Tanggal 9 Juli 2018 ................. 48
Tabel 4.19 Data Time Windows dan Waktu Pelayanan Tanggal 10 Juli 2018 ............... 49
Tabel 4.20 Data Time Windows dan Waktu Pelayanan Tanggal 11 Juli 2018 ............... 50
Tabel 4.21 Data Time Windows dan Waktu Pelayanan Tanggal 12 Juli 2018 ............... 51
Tabel 4.22 Matrik Jarak dan Permintaan........................................................................ 52
Tabel 4.23 Matrik Waktu Tempuh ................................................................................. 53
Tabel 4.24 Time Windows dan Waktu Pelayanan .......................................................... 54
Tabel 4.25 Kelayakan Kromosom dari Segi Time Windows .......................................... 55
Tabel 4.26 Kelayakan Kromosom dari Segi Kapasitas .................................................. 57
Tabel 4.27 Perhitungan Fungsi Fitness .......................................................................... 58
Tabel 4.28 Contoh Perhitungan dengan Roda Rolet ...................................................... 59
Tabel 4.29 Perbandingan Bilangan Random dengan Probabilitas Penyilangan ............ 59
viii
Tabel 4.30 Perbandingan Bilangan Random dengan Probabilitas Mutasi ..................... 60
Tabel 4.31 Rekapitulasi Fungsi Fitness Tiap Kromosom .............................................. 61
Tabel 4.32 Hasil Rute Menggunakan Algotitma Genetika ............................................ 62
Tabel 5.1 Rute Awal Perusahaan Tanggal 9 Juli 2018................................................. 64
Tabel 5.2 Rute Awal Perusahaan Tanggal 10 Juli 2018............................................... 66
Tabel 5.3 Rute Awal Perusahaan Tanggal 11 Juli 2018............................................... 68
Tabel 5.4 Rute Awal Perusahaan Tanggal 12 Juli 2018............................................... 69
Tabel 5.5 Rute Algoritma Genetika Tanggal 9 Juli 2018............................................. 71
Tabel 5.6 Rute Algoritma Genetika Tanggal 10 Juli 2018........................................... 72
Tabel 5.7 Rute Algoritma Genetika Tanggal 11 Juli 2018........................................... 74
Tabel 5.8 Rute Algoritma Genetika Tanggal 12 Juli 2018........................................... 75
Tabel 5.9 Biaya dan Waktu Tempuh Tanggal 9 Juli 2018 ........................................... 77
Tabel 5.10 Biaya dan Waktu Tempuh Tanggal 10 Juli 2018 ......................................... 78
Tabel 5.11 Biaya dan Waktu Tempuh Tanggal 11 Juli 2018 ......................................... 79
Tabel 5.12 Biaya dan Waktu Tempuh Tanggal 12 Juli 2018 ......................................... 80
Tabel 5.13 Rekapitulasi Total Biaya dan Total Waktu Tempuh .................................... 81
Tabel 6.1 Rekapitulasi Rute Hasil Algoritma Genetika ............................................... 82
ix
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Contoh Representasi Kromosom Integer ................................................... 13
Gambar 2.2 Ilustrasi Mutasi Berbasis Urutan ................................................................ 17
Gambar 3.1 Flowchart Metodologi Penelitian .............................................................. 19
Gambar 4.1 Proses Bisnis Perusahaan ........................................................................... 24
Gambar 4.2 Penyilangan dengan One Point Crossover ................................................ 60
Gambar 4.3 Mutasi dengan Berbasis Urutan ................................................................. 60
x
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1 Coding Matlab Algoritma Genetika .......................................................... 87
Lampiran 2 Hasil coding tanggal 9 Juli 2018................................................................ 98
Lampiran 3 Hasil coding tanggal 10 Juli 2018.............................................................. 98
Lampiran 4 Hasil coding tanggal 11 Juli 2018.............................................................. 98
Lampiran 5 Hasil coding tanggal 12 Juli 2018.............................................................. 99
Lampiran 6 Alamat Pelanggan .................................................................................... 100
84
DAFTAR PUSTAKA
Amador, Jaime E. Paternina, Carlos D. Montoya, Jairo R. (2014). Solving The
Heterogeneous Vehicle Routing Problem with Time Windows and Multiple
Products Via a Bacterial Meta-Heuristic. Journal Advanced Operations
Management, Vol.6, No.1.
Amorim, Pedro. Parragh, Sophie N. Sperandio, Fabricio. Almada-Lodo, Bernado.
(2014). A Rich Vehicle Routing Problem Dealing with Perishable Food: a
Case Study. Springer Berlin Heidelberg: 22:489-508.
Anggela, Melisa. (2017). Algoritma Sequential Insertion Untuk Menyelesaikan
Masalah Multiple Products dan Heterogeneous Fleet Vehicle Routing
Problem with Time Windows. Skripsi Sarjana. Universitas Muhammadiyah
Malang.
Arifudin, Riza. (2016). Optimasi Penjadwalan Proyek dengan Penyeimbangan
Biaya Menggunakan Kombinasi CPM dan Algoritma Genetika. Jurnal
Masyarakat Informatika, Volume 2, Nomor 4, ISSN 2086 – 4930.
Ballou, Ronald H. (2004). Business Logistics / Supply Chain Management. New
Jersey: Prentice Hall, Inc.
Choi, Eunjeong. Tcha, Dong W. (2007), A Column Generation Approach to The
Heterogeneous Fleet Vehicle Routing Problem. Computers and Operations
Research, 34:2080- 2095.
Coley, David A. (1999). An Introduction to Genetic Algorithms for Scientists and
Engineers. World Scientific: London.
De La Cruz, Jair J. Paternini-Arboleda, Carlos D. Cantillo, Victor. (2013). A Two
Pheromone Trail Ant Colony System –Tabu Search Approach for The
Heterogeneous Vehicle Routing Problem with Time Windows and Multiple
Products. Journal Heuristics 19:233-252.
Desiana, Astri. (2016). Penyelesaian Vehicle Routing Problem Untuk Minimasi
Total Biaya Transportasi Pada PT. XYZ Dengan Metode Algoritma
Genetika. Skripsi Sarjana, Universitas Telkom, Bandung.
85
Ding, Q. Gasvoda, J. (2004). A Genetic Algorithm for Clustering on Image Data,
CSC Journals, International Journal of Computational Intelligence Vol-1
No.1:81-86.
Gen, Mitsuo. Cheng, Runwei. (1997). Genetic Algorithms dan Engineering Design.
Canada: John Wiley dan Sons, Inc.
Gendreau, M. Laporte, G. Musaraganyi, C. Taillard, ED. (1999). A Tabu Search
Heuristic for The Heterogeneous Fleet Vehicle Routing Problem.
Computers and Operations Research; 26:1153–73.
Gheysens, F. Golden, B. Assad, A. (1986). A New Heuristic for Determining Fleet
Size and Composition. Mathematical Programming Study; 26:233–6.
Golden, B. Assad, A. Levy, L. Gheysens, F. (1984). The Fleet Size and Mix Vehicle
Routing Problem. Computers and Operations Research; 11:49–66.
Hartono, Widi. (2011). Optimasi Alokasi Sumber Daya dengan Genetic
Algorithms. Media Teknik Sipil. Vol.XI :108-114.
Haupt, Randy L. dan Haupt, Sue Ellen. (2004). Practical Genetic Algorythms
Second Edition. New Jersey: John Wiley & Sons.
Kang, Kyung H. Lee, Byung K. Lee, Yoon H. Lee, Young H. (2008). A Heuristic
for The Vehicle Routing Problem with Due Times. Computers & Industrial
Engineering 54: 421–431.
Khotimah, Husnun. (2005). Penyelesaian TSP (Traveling Salesmen Problem)
dengan Algoritma Genetika. Tesis Pascasarja. Universitas Muhammadiyah
Malang. Malang.
Kusumadewi, Sri. (2003). Artificial Intelligence (Teknik dan Aplikasinya).
Yogyakarta: Graha ilmu.
Munawir. Gani, Taufik A. Away, Yuwaldi. (2016). Implementasi Replacement
Strategy Steady State dan Generational dalam Algoritma Berevoluasi untuk
Penyelesaian TSP. Jurnal Online Teknik Elektro. Vol.1 No.1: 6-10.
Obitko, Marek. (1998). Parameters of Genetic Algorithms. diakses tanggal 28 Juli
2017 dari http://www.obitko.com/tutorials/genetic-
algorithms/parameters.php.
Pujawan, I Nyoman. (2005). Supply Chain Management. Surabaya: Guna Widya.
86
Salhi, S. Rand, GK. (1993). Incorporating Vehicle Routing Into The Vehicle Fleet
Composition Problem. European Journal of Operational Research;
66:313–30.
Santosa, Budi. Willy, Paul. (2011). Metoda Metaheuristik Konsep dan
Implementasi. Surabaya: Guna Widya.
Satriyanto. E (2009). Algoritma Genetika. diakses tanggal 28 Juli 2017 dari
http://entin.lecturer.pens.ac.id/Kecerdasan%20Buatan/Buku/Bab%207%20
Al goritma%20Genetika.pdf.
Siregar, Hariman H. (2012). Penyelesaian Vehicle Routing Problem Pada
Pendistribusian Sayuran Dataran Tinggi Menggunakan Algoritma
Genetika. Skripsi Sarjana. Institut Pertanian Bogor. Bogor.
Suprayogi, (2003). Vehicle Routing Problem-Definition Variants and Application,
Industrial System Planning and Optimization Laboratory, Departement of
Industrial Engineering, Bandung Institute of Technology, Bandung.
Taillard, ED. (1999). A Heuristic Column Generation Method for The
Heterogeneous Fleet VRP. RAIRO; 33:1–14.
Tan, K.C., Lee, L.H., Zhu, K. (2001). Heuristic methods for vehicle routing with
time windows. Artif. Intell. Eng.15, 281–295.
Tarantilis, CD. Kiranoudis, CT. Vassiliadis VS. (2004). A threshold accepting
metaheuristic for the heterogeneous fixed fleet vehicle routing problem.
European Journal of Operational Research;152:148–58.
Toth, Paolo. Vigo, Daniele. (2002). The Vehicle Routing Problem. Philadelphia:
SIAM.
Wassan, NA. Osman, IH. (2002). Tabu Search Variants for The Mix Fleet Vehicle
Routing Problem. Journal of the Operational Research Society; 53:768–82.
Widodo, Thomas Sri. (2012). Komputasi Evolusioner Algoritma Genetika,
Pemrograman Genetik, dan Pemrograman Evolusioner. Yogyakarta: Graha
Ilmu
Zukhri, Zainudin. (2014). Algoritma Genetika Metode Komputasi Evolusioner
untuk Menyelesaikan Masalah Optimasi. Yogyakarta: Andi Office