PENYELESAIAN VEHICLE ROUTING PROBLEM WITH TIME WINDOWS (VRPTW) PADA DISTRIBUSI KATERING
MENGGUNAKAN ALGORITMA CAMEL (Studi Kasus : Home Catering Malang )
Skripsi
Disusun Oleh:
WA ODE NADHILAH SAFITRI 201610140311101
JURUSAN TEKNIK INDUSTRI FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
2021
i
LEMBAR PENGESAHAN SKRIPSI
PENYELESAIAN VEHICLE ROUTING PROBLEM WITH TIME WINDOWS PADA DISTRIBUSI KATERING MENGGUNAKAN ALGORITMA CAMEL
(Studi Kasus : Home Catering Malang )
Disusun Oleh :
WA ODE NADHILAH SAFITRI 201610140311101
Menyetujui dan Mengesahkan :
Malang, 15 Januari 2021
Dosen Pembimbing I Dosen Pembimbing II
Ir. Annisa Kesy Garside, ST.,MT., IPM., ASEAN Eng. Dana Marsetiya Utama,ST., MT NIP. 10899090344 NIP. 10814100566
ii
LEMBAR BIMBINGAN DOSEN PEMBIMBING I
iii
iv
LEMBAR BIMBINGAN DOSEN PEMBIMBING II
v
vi
BERITA ACARA UJIAN TUGAS AKHIR
vii
SURAT PERNYATAAN KEASLIAN
viii
ix
SURAT BALASAN IZIN PENELITIAN
x
KATA PENGANTAR
Assalamu’alaikum Wr. Wb.
Puji Syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas berkat, rahmat, taufik dan hidayah-Nya, penyusunan skripsi ini dapat diselesaikan dengan baik. Skripsi ini dibuat untuk memenuhi persyaratan akademik di Universitas Muhammadiyah Malang. Untuk memenuhi persyaratan tersebut penulis mengajukan skripsi yang berjudul “Penyelesaian Vehicle Routing Problem With Time Windows Pada Distribusi Katering Menggunakan Algoritma Camel (CA)”. Dengan penuh syukur bahwa Allah SWT senantiasa memberikan berkah pencerahan dan proses pembelajaran yang sangat berarti bagi saya dalam pengerjaan skripsi ini.
Bagi penulis tidak ada kata yang mampu menggambarkan bagaimana saya benar-benar mendapati begitu banyak pengetahuan dan masukan dalam diri penulis sendiri. Penulis menyadari bahwa dalam proses penulisan skripsi ini begitu banyak mengalami kendala dan hambatan, namun berkat bantuan dari bimbingan, kerjasama dari berbagai pihak dan berkah dari Allah SWT sehingga kendala – kendala yang dihadapi mampu diatasi dengan baik.
Untuk itu saya menyampaikan ucapan terima kasih kepada Ibu Ir. Annisa Kesy Garside, ST.MT.IPM.,ASEAN Eng., selaku Dosen Pembimbing I dan Bapak Dana Marsetiya Utama, ST.MT., selaku Dosen Pembimbing II yang telah dengan sabar, tulus dan ikhlas meluangkan waktu, tenaga dan pikiran memberikan bimbingan, motivasi, arahan dan saran – saran yang dapat berharga kepada penulis selama kegiatan penelitian hingga selesainya tugas akhir ini. Selanjutnya ucapan terima kasih saya sampaikan juga kepada:
1. Bapak dan Ibu saya La Ode Safiuddin, Spd.MM., dan Wa Ode Muthmainnah S.pd. yang tak henti-hentinya mendoakan, mendukung dan memberi motivasi hingga dapat menyelesaikan tugas akhir ini.
Beliaulah yang selalu menjadi cerminan hingga menumbuhkan tekad jalan saya selama perkuliahan ini. Dan juga untuk ketiga adik saya
xi
Nadri, Nasrul dan Nahjul yang selalu menyemangati dan menghibur saya saat menyelesaikan tugas akhir ini.
2. Home Catering Malang yang telah berkenan memberikan kesempatan bagi saya untuk melakukan penelitian tugas akhir.
3. Bapak Ilyas Masudin, ST.MLogSCM.Ph.D., dan Bapak Teguh Baroto, S.T.MT., selaku penguji ujian tugas akhir yang telah berkenan memberikan bimbingan, kritik dan saran atas pengerjaan tigas akhir ini.
4. Jajaran Dosen dan Staff Teknik Industri Universitas Muhammadiyah Malang yang selama ini telah berjasa membagi ilmu serta membantu dalam proses pengerjaan hingga pengumpulan skripsi.
5. Seluruh keluarga besar Sino yang tak henti-hentinya memberikan dukungan dan do’a kepada penulis.
6. Triani Aulya Fitri sebagai sahabat di masa perkuliahan saya hingga saat ini sebagai tempat untuk berbagi, saling mendukung serta saling menguatkan dalam segala permasalahan perkuliahan dan kehidupan ini.
7. Bulqhis Dwi Arnanda sebagai sahabat yang selalu ada sekaligus saksi dalam segala urusan dan permasalahan pada saat pengerjaan skiripsi ini.
Dan juga Nikita Nawa Setya dan Zaitun sebagai sahabat yang selalu memberi dukungan dan membantu penulis mengenai beberapa permasalahan.
8. “Acalipha Squad” sebagai kawan sekaligus keluarga kedua penulis yang senantiasa mendukung satu sama lain dalam penyelesaian masa studi serta tempat mencurahkan keluh dan kesah.
9. Untuk Maricca Ahmad, Meri Dines P, dan Asrofi sebagai kawan yang senantiasa tulus dalam membantu penulis dalam permasalahan proses pengerjaan maupun keperluan yang dibutuhkan dalam menyelesaikan tugas akhir ini. Dan juga Keluarga TIB 2016 yang juga memberikan semangat kepada penulis.
10. Muh. Idwar D.R yang selalu menguatkan, menghibur dan juga memotivasi untuk selalu menjadi pribadi yang lebih baik.
Besar harapan penulis bahwa skripsi ini dapat bermanfaat, memberikan wawasan dan juga menginspirasi pembaca.
Wassalamu’alaikum Wr. Wb.
Malang, 15 Februari 2021
xii
Penulis
PENYELESAIAN VEHICLE ROUTING PROBLEM WITH TIME WINDOWS (VRPTW) PADA DISTRIBUSI KATERING MENGGUNAKAN ALGORITMA CAMEL
Wa Ode Nadhilah Safitri1*, Annisa Kesy Garside2*, Dana Marsetiya Utama3*
123Jurusan Teknik Industri, Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Malang
Jalan Raya Tlogomas No.246, Tlogomas, Kota Malang 65144 Jawa Timur, Indonesia. Telp (0341) 463513
Email : nadhilah.safitri@gmail.com, annisa_garside@yahoo.com,dana@umm.ac.id
ABSTRAK
Dalam beberapa tahun terakhir, perencanaan rute banyak digunakan untuk mencari solusi yang lebih efisien, mengurangi biaya distribusi dan memenuhi permintaan pelanggan. Pengoptimalan rute memiliki kepentingan yang signifikan dalam mengurangi konsumsi bahan bakar dan mempercepat waktu pengiriman. Penelitian ini berfokus pada pengoptimalan biaya bahan
xiii
bakar dan pinalti yang dikeluarkan Artikel ini bertujuan untuk mengembangkan Algoritma pengoptimalan Camel (CA) untuk meminimalkan biaya distribusi pada Vehicle Routing Problem with Time Windows (VRPTW). Selanjutnya dilakukan eksperimen numerik untuk menguji algoritma yang diusulkan. Percobaan dilakukan untuk mengetahui pengaruh parameter terhadap total biaya distribusi dan waktu komputasi.
Kata Kunci: Vehicle Routing Problem With Time Windows, Biaya Konsumsi Bahan Bakar, Biaya Pinalti, Biaya Distribusi, Algortima Camel.
PENYELESAIAN VEHICLE ROUTING PROBLEM WITH TIME WINDOWS (VRPTW) PADA DISTRIBUSI KATERING MENGGUNAKAN ALGORITMA CAMEL
Wa Ode Nadhilah Safitri1*, Annisa Kesy Garside2*, Dana Marsetiya Utama3*
123Jurusan Teknik Industri, Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Malang
Jalan Raya Tlogomas No.246, Tlogomas, Kota Malang 65144 Jawa Timur, Indonesia. Telp (0341) 463513
Email : nadhilah.safitri@gmail.com, annisa_garside@yahoo.com,dana@umm.ac.id
ABSTRACT
In recent years, route planning is widely used to find solutions that are more efficient, reduce distribution costs and meet customer demands. Route optimization
xiv
is of significant importance in reducing fuel consumption and speeding up delivery times. The research focuses on optimizing fuel costs and penalties incurred.This article aims to develop the Camel Optimization Algorithm (CA) to minimize distribution costs in the particle routing problem with time windows (VRPTW).
Furthermore, numerical experiments were carried outto test the proposed algorithm. The experiments conductedt to determine the effect parameters against the total distribution cost and computation time.
Keywords : Vehicle Routing Problem With Time Windows,Fuel Cosumption Cost, Penalty Cost, Distribution Cost, Camel Algotrihm.
xv
DAFTAR ISI
HALAMAN SAMPUL SKRIPSI ... .
LEMBAR PENGESAHAN SKRIPSI ... i
LEMBAR BIMBINGAN DOSEN PEMBIMBING I ... ii
LEMBAR BIMBINGAN DOSEN PEMBIMBING II ... iii
BERITA ACARA UJIAN TUGAS AKHIR ... iv
SURAT PERNYATAAN KEASLIAN ... v
SURAT BALASAN IZIN PENELITIAN ... vi
KATA PENGANTAR ... vii
ABSTRAK ... viii
ABSTRACT ... ix
DAFTAR ISI ... x
DAFTAR TABEL ... xi
DAFTAR GAMBAR ... xii
BAB I PENDAHULUAN ... 1
1.1 Latar Belakang ... 1
1.2 Rumusan Masalah ... 3
1.3 Tujuan Penelitian ... 3
1.4 Manfaat Penelitian ... 4
1.5 Batasan Masalah ... 4
BAB II LANDASAN TEORI ... 5
2.1 Distribusi ... 5
2.2 Transportasi ... 6
2.3 Vehicle Routing Problem (VRP) ... 7
2.4 Vehicle Routing Problem With Time Windows ... 11
2.4.1Model Matematis VRPTW ... 12
2.4.2 Kalkulasi Pinalty ... 15
2.4.3 Kalkulasi Bahan Bakar ... 16
xvi
2.5 Camel Algorithm (CA) ... 16
2.6 Studi Literatur ... 19
BAB III METODOLOGI PENELITIAN ... 22
3.1 Tahap Penelitian ... 22
3.2 Tahap Identifikasi Awal ... 24
3.3 Tahap Pengumpulan Data ... 25
3.3.1. Pengumpulan Data ... 25
3.4 Tahap Pengolahanan Data ... 27
3.4.1.Pembuatan Coding Matlab ... 27
3.4.2.Uji Verifikasi dan Validasi ... 28
3.4.3.Penyelesaian VTPTW menggunakan CA ... 29
3.4.4.Perhitngan Total Biaya Distribusi Metode Perusahaan dengan Metode Usulan ... 30
3.4.5.Perbandingan Total Biaya Metode Perusahaan dan Metode Usulan .... 30
3.4.6. Analisa Sensitivitas ... 31
3.5 Hasil dan Pembahasan ... 32
3.6 Kesimpulan dan Saran ... 32
BAB IV PENGUMPULAN DAN PENGOLAHAN DATA ... 33
4.1. Tinjauan Perusahaan ... 33
4.2. Pengumpulan Data ... 34
4.2.1.Data Kendaraan ... 35
4.2.2.Data Pelanggan ... 35
4.2.3.Data Matriks Jarak ... 36
4.2.4.Data Kecepatan Kendaraan ... 37
4.2.5.Data Permintaan dan Time Windows ... 38
4.2.6.Data Biaya ... 39
4.2.7.Data Rute Awal ... 39
4.3. Pengolahan Data ... 40
4.3.1.Perhitungan Total Biaya Distribusi Rute Awal ... 40
4.3.1.1.Perhitungan Biaya Konsumsi Bahan Bakar ... 40
xvii
4.3.1.2.Perhitungan Biaya Penalty Keterlambatan ... 43
4.3.2.Verifikasi dan Validasi dengan Contoh Kasus Sederhana ... 45
4.3.3.Penyelesaian VRPTW mengguanakan Camel Algorithm ... 54
4.4. Uji Performansi ... 57
4.5. Analisis Sensitivitas ... 58
4.5.1.Pengaruh Loading Time (Lt) ... 58
4.5.2.Pengaruh Jarak tempuh per liter bahan bakar (KPL) ... 59
4.5.3.Pengaruh Perubahan Harga Bahan Bakar Minyak ... 60
4.5.4.Pengaruh Service Time (St) ... 61
BAB V ANALISA PEMBAHASAN ... 62
5.1 Analisa Hasil Rute Distribusi ... 62
5.2 Rute Awal Perusahaan ... 62
5.3 Rute Usulan Menggunakan Camel Algorithm ... 65
5.4 Analisa Uji Parameter Algoritma ... 68
5.5 Analisa Perbandingan Total Biaya Distribusi ... 69
5.6 Analisa Service Level ... 71
5.7 Analisa Perubahan Parameter terhadap Performansi Metode Usulan dan Kebijakan yang dapat diambil oleh Perusahaan ... 73
5.6.1.Kebijakan mengenai Loading time (Lt) ... 73
5.6.2.Kebijakan mengenai Jarak tempuh per liter bahan bakar (KPL)... 74
5.6.3.Kebijakan mengenai Biaya bahan bakar ... 75
5.6.4.Kebijakan mengena Waktu Pelayanan (St) ... 76
BAB VI PENUTUP ... 78
6.1 Kesimpulan ... 78
6.2 Saran ... 78
DAFTAR PUSTAKA ... 80
LAMPIRAN ... 82
xvi
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Rangkuman Penelitian Terdahulu ... 20
Tabel 3.1 Contoh Perhitungan Total Biaya ... 28
Tabel 3.2 Contoh Perbandingan Total Biaya Distribusi ... 30
Tabel 4.1 Data Kendaraan ... 33
Tabel 4.2 Data Nama dan Alamat Pelanggan ... 33
Tabel 4.3 Matriks Jarak (Km) ... 35
Tabel 4.4 Matriks Kecepatan (Km/Jam) ... 36
Tabel 4.5 Data Permintaan dan Time Windows ... 37
Tabel 4.6 Data Rute Awal ... 38
Tabel 4.7 Data biaya ... 39
Tabel 4.8 Rekapitulasi hasil perhitungan rute awal ... 41
Tabel 4.9 Rekapitulasi total biaya distribusi rute awal ... 43
Tabel 4.10 Data matriks jarak contoh kasus sederhana ... 44
Tabel 4.11 Data matriks keceepatan contoh kasus sederhana... 44
Tabel 4.12 Data Permintaan dan Waktu Pelayanan contoh kasus sederhana ... 45
Tabel 4.13 Posisi awal Unta contoh kasus sederhana ... 46
Tabel 4.14 Urutan perjalanan berdasarkan posisi awal unta ... 48
Tabel 4.15 Perhitungan Biaya distribusi Unta1 ... 49
Tabel 4.16 Rekapitulasi Total Biaya Distribusi Unta 1 ... 50
Tabel 4.17 Visibility ... 51
Tabel 4.18 Lokasi Unta terbaru ... 51
Tabel 4.19 Urutan rute Iterasi 2. ... 52
Tabel 4.20 Rekapitulasi perhitungan biaya distribusi unta terbaru ... 53
Tabel 4.21 Rekapitulasi total biaya distribusi Setiap iterasi ... 53
Tabel 4.22 Rekapitulasi Biaya Bahan Bakar Algoritma CA ... 54
xvii
Tabel 4.23 Rekapitulasi Biaya Keterlambatan Algoritma CA ... 55
Tabel 4.24 Rekapitulasi Waktu Komputasi Algoritma CA ... 55
Tabel 4.25 Rekapitulasi Total Biaya Distribusi Algoritma CA ... 56
Tabel 4.26 Perbandingan hasil rute awal dan rute usulan ... 57
Tabel 4.29 Pengaruh perubahan Lt terhadap total biaya distribusi ... 59
Tabel 4.30 Pengaruh perubahan nilai KPL terhadap total biaya distribusi ... 59
Tabel 4.31 Pengaruh perubahan nilai Cf terhadap total biaya dsitribusi ... 60
Tabel 4.32 Pengaruh perubahan nilai St terhadap total biaya distribusi ... 61
Tabel 5.1 Total Biaya Distribusi Rute Awal ... 65
Tabel 5.2 Total Biaya Distribusi Rute Usulan ... 68
Tabel 5.3 Rata – rata Total Biaya Distribusi ... 69
Tabel 5.4 Rekapitulasi Penghematan ... 70
xvi
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Variasi VRP... 9
Gambar 2.2 Flowchart Camel Alghorithm... 19
Gambar 3. 1 Flowchart Metodologi Penelitian ... 22
Gambar 3.2 Flowchart Penyelesaian VRPTW ... 29
Gambar 5. 1 Sub Rute Awal 1 ... 63
Gambar 5.2 Sub Rute Awal 2 ... 64
Gambar 5.3 Sub Rute Awal 3 ... 64
Gambar 5.4 Sub Rute Usulan 1 ... 66
Gambar 5.5 Sub Rute Uuslan 2 ... 67
Gambar 5.6 Sub Rute Usulan 3 ... 67
Gambar 5.7 Pengaruh perubahan Lt terhadap total biaya distribusi ... 74
Gambar 5.8 Pengaruh perubahan KPLterhadap total biaya distribusi ... 75
Gambar 5.9 Pengaruh perubahan Cfterhadap total biaya distribusi ... 76
Gambar 5.10 Pengaruh perubahan Stterhadap total biaya distribusi ... 77
xvii
DAFTAR PUSTAKA
Anggarini, S., Hidayat, N., Sunyoto, N. M. S., & Wulandari, P. S. (2015).
Optimization of hydraulic retention time (HRT) and inoculums addition in wastewater treatment using anaerobic digestion system. Agriculture and Agricultural Science Procedia, 3, 95-101.
Arli, D., & Tjiptono, F. (2014). The end of religion? Examining the role of religiousness, materialism, and long-term orientation on consumer ethics in Indonesia. Journal of Business Ethics, 123(3), 385-400.
Bhusiri, N., Qureshi, A. G., & Taniguchi, E. (2014). The trade-off between fixed vehicle costs and time-dependent arrival penalties in a routing problem.
Transportation Research Part E: Logistics and Transportation Review, 62, 1- 22.
Gan, X., Wang, Y., Li, S., & Niu, B. (2012). Vehicle routing problem with time windows and simultaneous delivery and pick-up service based on MCPSO.
Mathematical Problems in Engineering, 2012.
Garside, A. K., Sulistyani, X., & Utama, D. M. (2016). Penentuan rute distribusi LPG dengan pendekatan model matematis. Paper presented at the Prosiding SENTRA (Seminar Teknologi Dan Rekayasa).
Gong, Y.-J., Zhang, J., Liu, O., Huang, R.-Z., Chung, H. S.-H., & Shi, Y.-H. (2011).
Optimizing the vehicle routing problem with time windows: a discrete particle swarm optimization approach. IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics, Part C (Applications and Reviews), 42(2), 254-267.
Hsu, C.-I., Hung, S.-F., & Li, H.-C. (2007). Vehicle routing problem with time- windows for perishable food delivery. Journal of food engineering, 80(2), 465-475.
Ibrahim, M. K., & Ali, R. S. (2016). Novel optimization algorithm inspired by camel traveling behavior. Iraq Journal Electrical and Electronic Engineering, 12(2), 167-177.
Iqbal, S., Kaykobad, M., & Rahman, M. S. (2015). Solving the multi-objective vehicle routing problem with soft time windows with the help of bees. Swarm and evolutionary computation, 24, 50-64.
Kallehauge, B., Larsen, J., & Madsen, O. B. (2006). Lagrangian duality applied to the vehicle routing problem with time windows. Computers & Operations Research, 33(5), 1464-1487.
Kumar, S. N., & Panneerselvam, R. (2012). A survey on the vehicle routing problem and its variants.
Li, P., He, J., Zheng, D., Huang, Y., & Fan, C. (2015). Vehicle routing problem with soft time windows based on improved genetic algorithm for fruits and vegetables distribution. Discrete Dynamics in Nature and Society, 2015.
Masudin, I., Sa’diyah, R. F., Utama, D. M., Restuputri, D. P., & Jie, F. (2019).
Capacitated vehicle routing problems: Nearest neighbour vs. Tabu search.
International Journal of Computer Theory and Engineering, 11(4), 76-79.
xviii
Moradi, B. (2019). The new optimization algorithm for the vehicle routing problem with time windows using multi-objective discrete learnable evolution model.
Soft Computing, 1-29.
Pu, E., Wang, F., Yang, Z., Wang, J., Li, Z., & Huang, X. (2017). Hybrid differential evolution optimization for the vehicle routing problem with time windows and driver-specific times. Wireless Personal Communications, 95(3), 2345-2357.
Soenandi, I. A., Joice, J., & Marpaung, B. (2019). Optimasi capacitated vehicle routing problem with time windows dengan menggunakan ant colony optimization.
Sundarningsih, D. (2015). Penerapan Algoritma Genetika untuk Optimasi Vehicle Routing Problem with Time Window (VRPTW): Studi Kasus Air Minum Kemasan. Universitas Brawijaya.
Thangiah, S. R., Potvin, J.-Y., & Sun, T. (1996). Heuristic approaches to vehicle routing with backhauls and time windows. Computers & Operations Research, 23(11), 1043-1057.
Tjiptono, F., Chandra, G., & Adriana, D. (2012). Pemasaran strategik. Yogyakarta:
Andi.
Toth, P., & Vigo, D. (2002). The vehicle routing problem: SIAM.
Utama, D. M., Dewi, S. K., Wahid, A., & Santoso, I. (2020). The vehicle routing problem for perishable goods: A systematic review. Cogent Engineering, 7(1), 1816148.
Utama, D. M., Widodo, D. S., Ibrahim, M. F., & Dewi, S. K. (2020). A New Hybrid Butterfly Optimization Algorithm for Green Vehicle Routing Problem.
Journal of Advanced Transportation, 2020.
Utomo, D. B., Anshori, D. R., & Wahyuningsih, N. (2020). Optimasi Vehicle Routing Problem With Time Windows (VRPTW) Pada Distribusi Kue Menggunakan Algoritma Genetika. Paper presented at the Prosiding SI MaNIs (Seminar Nasional Integrasi Matematika dan Nilai-Nilai Islami).
xix
xx
