OPTIMISASI MODEL DISTRIBUSI
SUPER-FLEKSIBEL DALAM MANAJEMEN RANTAI
PASOKAN
DISERTASI
Oleh
Ronsen Purba
108110005
PROGRAM STUDI DOKTOR ILMU MATEMATIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITRAS SUMATERA UTARA
MEDAN
OPTIMISASI MODEL DISTRIBUSI
SUPER-FLEKSIBEL DALAM MANAJEMEN RANTAI
PASOKAN
DISERTASI
Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Doktor dalam Program Studi Doktor Ilmu Matematika pada Fakultas Matematika dan Ilmu
Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara
Oleh
Ronsen Purba
108110005
PROGRAM STUDI DOKTOR ILMU MATEMATIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITRAS SUMATERA UTARA
MEDAN
LEMBAR PENGESAHAN DISERTASI
Judul Disertasi : Optimisasi Model Distribusi Super-fleksibel dalam Manaje-men Rantai Pasokan
Nama Lengkap : Ronsen Purba NIM : 108110005
Program Studi : Doktor Ilmu Matematika
Fakultas : Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Menyetujui Komisi Pembimbing
Prof. Dr. Herman Mawengkang Promotor
Prof. Dr. Anton Abdulbasah Kamil, M.Sc Prof. Dr. Saib Suwilo, M.Sc
Co-Promotor Co-Promotor
Ketua Program Studi, Dekan,
Prof. Dr. Herman Mawengkang Dr. Sutarman, M.Sc
Telah diuji pada
Tanggal 19 Maret 2015
PANITIA PENGUJI DISERTASI
Ketua : Prof. Dr. Herman Mawengkang
Anggota : 1. Prof. Dr. Anton Abdulbasah Kamil, M.Sc.
2. Prof. Dr. Saib Suwilo, M.Sc.
3. Prof. Dr. Opim Salim Sitompul, M.Sc.
PERNYATAAN
Saya menyatakan dengan sebenar-benarnya bahwa segala pernyataan dalam disertasi saya yang berjudul :
OPTIMISASI MODEL DISTRIBUSI
SUPER-FLEKSIBEL DALAM MANAJEMEN RANTAI
PASOKAN
merupakan gagasan atau hasil penelitian disertasi saya sendiri dengan pembim-bingan para komisi pembimbing, kecuali yang dengan ditunjukkan rujukannya. Disertasi ini belum pernah diajukan untuk memperoleh gelar pada program seje-nis di perguruan tinggi lainnya.
Semua data dan informasi yang digunakan telah dinyatakan secara jelas dan dapat diperiksa kebenarannya.
Medan, 12 Juni 2015 Penulis
ABSTRAK
Ketidakpastian dan perubahan yang sangat cepat serta semakin meningkatnya tuntutan agar rantai pasokan memenuhi prinsip ber-kelanjutan (sustainability) mengharuskan pengambil keputusan dalam manajemen rantai pasokan untuk menerapkan berbagai strategi yang super-fleksibel. Akan tetapi, kebijakan yang bersifat super-fleksibel membuat optimisasi manajemen rantai pasokan menjadi semakin sulit, sehingga dibutuhkan model yang dapat mengakomodasi kon-disi lingkungan yang serba tidak pasti tersebut. Disertasi ini men-gusulkan optimisasi model distribusi yang super-fleksibel yang meru-pakan permasalahan dengan bentukmixed integer non-linear program-ming (MINLP). Solusi optimal yang diusulkan memanfaatkan algorit-ma kunang-kunang (FA)yang cerdas, biner, triner dan riil yang di-padukan dengan operasi-operasi dari digraf dinamis. Algoritma terse-but diberi nama intelligent binary-trinary real code firefly algorithm-dynamic graph (IBTRCFA-DG). Hasil penelitian dalam disertasi ini merupakan pendekatan baru dalam manajemen pusat distribusi dan se-mua fasilitas pendukung di bawahnya dengan maksud meminimumkan biaya instalasi dan operasional rantai pasokan untuk menghadapi kon-disi lingkungan yang super-fleksibel dalam mencapai persyaratan ber-kelanjutan.
Kata Kunci : Distribusi super-fleksibel, optimisasi, manajemen rantai pasokan berkelanjutan, digraf dinamis, intelli-gent trinary real coded firefly algorithm
ABSTRACT
Uncertainty and rapid changes as well as growing demand for susta-inability force decision makers in supply chain management to imple-ment various super-flexible strategies. However, super-flexible policies make supply chain management optimization become harder, such that we need a new model accommodating the uncertainties of environmental conditions. This dissertation proposes an optimization for super-flexible distribution model. Proposed super-flexible distribution is a mixed inte-ger non linear programming problem. We propose an optimal solution for the problem using intelligent binary-trinary real code firefly rithm supplemented by dynamic graph operations, so we name the algo-rithm as IBTRCFA-DG. The results obtained in this research is a new approach in managing the distribution center and all down-streams by minimizing costs for installation and operation the network in handling super-flexible environmental conditions toward the sustainable supply chain management.
Keywords : Super-flexible distribution, optimization, sustainable suply chain management, dynamic digraph, intelligent binary trinary real coded firefly algorithm
PENGHARGAAN
Puji syukur penulis panjatkan ke hadirat Tuhan Yang Mahakuasa atas rah-mat, hidayah dan karunia-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan disertasi de-ngan judul OPTIMISASI MODEL DISTRIBUSI SUPER-FLEKSIBEL DALAM MANAJEMEN RANTAI PASOKAN.
Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terimakasih yang tulus dan ikhlas serta penghargaan setinggi-tingginya kepada:
1. Bapak Prof. Dr. dr. Syahril Pasaribu, DTM&H, MSc(CTM), Sp.A(K), selaku Rektor yang telah memberikan kesempatan kepada penulis mengikuti Program Doktor Ilmu Matematika, Fakultas MIPA, Universitas Sumatera Utara Medan
2. Bapak Dr. Sutarman, M.Sc., selaku Dekan yang telah memberikan kesem-patan kepada penulis untuk menjadi peserta Program Doktor Ilmu Matema-tika, Fakultas MIPA, Universitas Sumatera Utara Medan dan telah membagi ilmunya kepada penulis
3. Bapak Prof. Dr. Herman Mawengkang, selaku Promotor dan Ketua Pro-gram Studi Doktor Ilmu Matematika, Fakultas MIPA, Universitas Sumatera Utara Medan yang dengan sabar membimbing penulis dalam menyelesaikan disertasi ini
4. Bapak Prof. Dr. Saib Suwilo, M.Sc., selaku co-promotor dan selaku Sekre-taris Program Studi Doktor Ilmu Matematika, Fakultas MIPA, Universitas Sumatera Utara Medan yang dengan ketulusan hati membimbing penulis dalam menyelesaikan disertasi ini dan membagi ilmunya kepada penulis
5. Bapak Prof. Dr. Anton Abdulbasah Kamil, M.Sc., selaku co-promotor yang telah membimbing penulis dalam menyelesaikan disertasi ini
6. Bapak Prof. Dr. Opim Salim Sitompul, M.Sc., selaku komisi penguji yang
telah memberikan masukan dan mengarahkan penulis untuk perbaikan di-sertasi ini
7. Bapak Prof. Dr. Tulus, M.Si., selaku komisi penguji yang telah memberikan masukan dan mengarahkan penulis demi perbaikan disertasi ini
8. Bapak Irwanto, selaku Ketua Yayasan Bina Pertiwi Medan yang telah mem-berikan kesempatan kepada penulis untuk melanjutkan studi S3
9. Ibu Tien Irawaty, selaku Ketua BPH Yayasan Bina Pertiwi Medan yang telah membiayai penulis selama perkuliahan dan penyelesaian disertasi ini
10. Bapak Dr. Mimpin Ginting, M.Si., selaku Ketua STMIK Mikroskil yang telah memberikan izin kepada penulis untuk mengikuti Program Doktor Ilmu Matematika, Fakultas MIPA, Universitas Sumatera Utara Medan
11. Bapak Djoni, S.Kom, M.T.I., selaku Wakil Ketua I STMIK Mikroskil yang telah mendukung dan memberikan dorongan bagi penulis selama menjalani perkuliahan hingga selesainya disertasi ini
12. Bapak Paulus S.Kom, M.T., selaku Wakil Ketua II STMIK Mikroskil yang telah mendukung dan membantu kelancaran pembayaran biaya perkuliahan penulis
13. Bapak Saliman, S.T., selaku Wakil Ketua III STMIK Mikroskil yang telah memungkinkan penulis mengikuti kuliah Program Doktor
14. Seluruf Staf Pengajar Program Studi Doktor Ilmu Matematika, Fakultas MIPA, Universitas Sumatera Utara Medan
15. Saudari Misiani S.Si. yang telah banyak membantu selama penulis mengi-kuti kuliah sampai selesainya disertasi ini
16. Seluruh teman sejawat di STMIK-STIE Mikroskil Medan yang telah mem-berikan dorongan semangat kepada penulis selama menjalani perkuliahan dan menyelesaikan disertasi ini
17. Semua rekan sesama peserta Program Doktor Ilmu Matematika, Fakultas MIPA, Universitas Sumatera Utara Medan, khususnya angkatan 2010 yang telah banyak berbagi dengan penulis selama perkuliahan dan penyelesaian disertasi ini
18. Semua pihak yang tidak mampu penulis sebutkan satu persatu yang telah memberikan dorongan semangat dan bantuan materi serta moril kepada penulis selama menempuh perkuliahan dan penyelesaian disertasi ini
Secara khusus penulis menyampaikan terimakasih kepada isteri tercinta Ros-mauli Sirait, S.E. dan anak-anak: Priozky Pratama Purba, Monica Viola Pur-ba, Rika Permatasari Purba dan Meisita Purba yang telah memberikan doa dan dorongan serta pengertian selama penulis mengikuti perkuliahan dan menyele-saikan disertasi ini. Semoga keberhasilan pendidikan S3 saya ini dapat menjadi inspirasi kepada anak-anakku dalam mengikuti kuliah dan pelajaran di sekolah. Khususnya, kepada Priozky yang sedang menempuh kuliah di FTTM ITB Ban-dung kiranya lebih semangat belajar guna meraih cita-cita. Terimakasih yang sebesar-besarnya juga penulis sampaikan kepada Ibu Mertua K. R. Gultom dan seluruh keluarga yang telah mendoakan dan memberi semangat kepada penulis selama perkuliahan sampai selesainya disertasi ini.
Akhir kata, semoga ilmu yang penulis dapatkan serta disertasi ini dapat bermanfaat bagi Program Studi Doktor Ilmu Matematika, Fakultas MIPA, Uni-versitas Sumatera Utara Medan dan Mikroskil serta membawa kebaikan bagi orang banyak.
Medan, 12 Juni 2015
Ronsen Purba
RIWAYAT HIDUP
Ronsen Purba dilahirkan di Bandar Kinalang Kabupaten Simalungun pada tanggal 24 September 1960, dari Ayah yang bernama J. Purba (Alm) dan Ibu yang bernama H. br Sipakkar (Almh) sebagai anak kedua dari delapan bersaudara. Pada tahun 1973 lulus dari SD Negeri Simpang Kinalang Kabupaten Simalungun. Pada tahun 1976 lulus dari SMP Negeri Seribudolok dan pada tahun 1980 lulus dari SMA Katolik Kabanjahe
Diterima di Jurusan Matematika Fakultas Matematika dan Ilmu Penge-tahuan Alam pada tahun 1980 melalui Pemanduan Bakat. Pada tahun 1985 lulus Sarjana Matematika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara Medan. Pada tahun 1991 memperoleh gelar Master of Science dari Computer Science Department, Indiana University Bloomington Indiana, Amerika Serikat. Selanjutnya pada tahun 2010, penulis mengikuti pen-didikan S3 Program Studi Ilmu Matematika, Fakultas Matematikan dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sumatera Utara Medan.
Penulis pernah menjabat Kepala Laboratorium Komputer Universitas Si-singamangaraja XII Medan, Pembantu Ketua I STMIK SiSi-singamangaraja XII Medan, Ketua Jurusan Manajemen Informatika STMIK Mikroskil Medan, Ketua Jurusan Teknik Informatika STMIK Mikroskil Medan, serta Kepala Pusat Peneli-tian dan Pengabdian Masyarakat STMIK Mikroskil Medan. Saat ini, penulis aktif sebagai Dosen Tetap di Jurusan Teknik Informatika, STMIK Mikroskil Medan.
DAFTAR ISI
BAB 1 PENDAHULUAN 1
1.1 Latar Belakang 1
1.2 Perumusan Masalah 6
1.3 Tujuan Penelitian 6
1.4 Urgensi Penelitian 7
BAB 2 LANDASAN TEORI 8
2.1 Graf Dinamis (Dynamic Graph) 8 2.1.1 Operasi Dinamis untuk Graf Tak Berarah 10
2.1.2 Operasi Dinamis untuk Graf Berarah 13
2.2 Algoritma Kunang-kunang (Firefly Algorithm) 21 2.2.1 Pengenalan Algoritma 21
2.2.2 Penentuan Parameter dan Deskripsi Algoritma FA 26
2.2.3 Kompleksitas dan Klasifikasi Algoritma FA 29
2.2.4 Intelligent Firefly Algorithm 33 2.3 Manajemen Rantai Pasokan 35
2.4 Fleksibilitas dalam Rantai Pasokan 42
2.5 Tantangan dalam Manajemen Rantai Pasokan 46
2.6 Transshipment dalam Rantai Pasokan 50
BAB 3 OPTIMISASI MANAJEMEN RANTAI PASOKAN 54
3.1 Linear Programming 55 3.2 Mixed Integer Linear/Non-Linear Programming 56 3.3 Stochastic Programming 59 3.4 Fuzzy Optimization 60 3.5 Robust Optimization 63
BAB 4 OPTIMISASI MENGGUNAKAN FIREFLY ALGORITHM 68
4.1 Aplikasi Algoritma FA 68
4.1.1 Continuous Optimization 69 4.1.2 Combinatorial Optimization 69 4.1.3 Constraint Optimization 71 4.1.4 Multi-objective Optimization 72 4.1.5 Dynamic Environment 73 4.2 Algoritma FA dalam Praktek 75
4.2.1 Skema Algoritma FA 75
4.2.2 Teknis Secara Rinci 77
4.2.3 Constrained Firefly Algorithm (CFA) 79 4.3 Aplikasi FA untuk SolusiInteger Programming Problem 82 4.4 Binary Real Coded Firefly Algorithm 86 4.4.1 Strategi Penanganan terhadap Pelanggaran Kendala 88
4.4.2 Teknik Diskritisasi 89
4.4.3 Algoritma Binary Firefly 91 4.4.4 Algoritma Rinci Binary Real Coded Firefly 93
BAB 5 MODEL DISTRIBUSI SUPER-FLEKSIBEL 95
5.1 Persyaratan Super-fleksibel 95
5.2 Permasalahan dalam Distribusi Super-fleksibel 98
5.3 Model Distribusi 100
5.4 Fungsi Objektif 103
5.5 Kebijakan Transshipment dan Alih Peran 109
BAB 6 SOLUSI OPTIMAL MODEL DISTRIBUSI SUPER-FLEKSIBEL 115
6.1 Modifikasi Algoritma FA 115
6.1.1 Diskritisasi Algoritma FA 116
6.1.2 Menambah Kemampuan Mengingat dan Transfer 118
6.1.3 Newborn Fireflies 121 6.1.4 Modifikasi Formula Perubahan Posisi 121
6.2 Operasi Digraf Dinamis 127
6.3 Solusi Optimal Usulan 128
BAB 7 HASIL DAN PEMBAHASAN 131
7.1 Hasil 131
7.2 Pembahasan 137
BAB 8 KESIMPULAN DAN PENELITIAN LANJUTAN 140
8.1 Kesimpulan 140
8.2 Penelitian Lanjutan 140
DAFTAR PUSTAKA 142
DAFTAR GAMBAR
Nomor Judul Halaman
2.1 Algoritma Dasar FA 29
2.2 Algoritma FA Lebih Lengkap 30
2.3 Taksonomi Algoritma FA 33
2.4 Algoritma Intelligent FA 35
2.5 Sustainable Supply Chain Management (Carter dan Roger, 2011) 38
2.6 House of sSCM (Carter dan Roger, 2008) 40
2.7 Lima Tantangan Teratas Rantai Pasokan Global (IBM, 2010) 48
4.1 Taksonomi Aplikasi FA (Fister et al., 2013) 68
4.2 Algoritma FA untuk Constrained Optimization (Yang, 2008) 77
4.3 Algoritma Constrained FA (Brajevic, 2012) 82 4.4 Algoritma FA untuk Integer Programming (Bacanin, et al., 2013) 84
4.5 Perbandingan Performa FA dengan ABC (Bacanin, et al., 2013) 85
4.6 Fungsi Sigmoid dan tanh (Chandrasekaran, 2012) 88 4.7 Strategi Penanganan Pelanggaran Kendala (Chandrasekaran, 2012) 89
4.8 RepresentasiJob Sequence Vector (Sayadi et al., 2014) 90 5.1 Jaringan Distribusi Super-fleksibel 101
5.2 Alternatif dalam Transshipment dan Alih Peran 110 5.3 RA MelakukanTransshipment keRB 111
5.4 RA Mengambil Alih PeranRB 112
5.5 RC MelakukanTransshipment keRB 112
5.6 RC Mengambil Alih Peran RB 113
5.7 RA dan RC MelakukanTransshipment keRB 113
5.8 RA dan RC Mengambil Alih PeranRB 114
6.1 Skema Perubahan Posisi pada Algoritma FA Klasik (Parsi, 2014) 122
6.2 Skema Perbaikan Penentuan Perubahan Posisi (Parsi, 2014) 123
6.3 Algoritma Modifikasi FA 124
6.4 Algoritma Pertukaran Informasi 125
6.5 Algoritma Trinary Firefly 126 6.6 Algoritma Global Manajemen Pusat Distribusi Super-fleksibel 129
7.1 Sebuah Jaringan Distribusi (Studi Kasus) 132
