PENYEBERANGAN ANTAR PULAU UNTUK KAWASAN TIMUR INDONESIA
THE DESIGN OF OPTIMUM PRELIMINARY PROGRAM OF INTER-ISLAND FERRY
FOR THE EASTERN PART OF INDONESIA
MANSUR YAHYA P3100211001
PROGRAM PASCA SARJANA UNIVERSITAS HASANUDDIN
MAKASSAR 2013
PENYEBERANGAN ANTAR PULAU UNTUK KAWASAN TIMUR INDONESIA
Tesis
Sebagai Salah Satu Syarat untuk Mencapai Gelar Magister
Program Studi Teknik Perkapalan
Disusun dan diajukan oleh
MANSUR YAHYA
Kepada
PROGRAM PASCA SARJANA UNIVERSITAS HASANUDDIN
MAKASSAR 2013
DESAIN PROGRAM PRARANCANGAN OPTIMUM KAPAL PENYEBERANGAN ANTAR PULAU
UNTUK KAWASAN TIMUR INDONESIA
Disusun dan diajukan oleh
MANSUR YAHYA P3100211001
telah dipertahankan di depan Panitia Ujian Tesis pada tanggal 12 November 2013
dan dinyatakan telah memenuhi syarat Menyetujui
Komisi Penasehat,
Ketua Penasehat Anggota Penasehat
Dr. Ir. Ganding Sitepu, Dipl.-Ing Daeng Paroka, ST., MT., Ph.D
Ketua Anggota
Ketua Program Studi Direktur Program Pascasarjana
Teknik Perkapalan, Universitas Hasanuddin
Prof. Dr. Ir. M. Alham Djabbar, M.Eng Prof. Dr. Ir. Mursalim
Yang bertanda tangan di bawah ini
Nama : Mansur Yahya
Nomor mahasiswa : P3100211001 Program studi : Teknik Perkapalan
Menyatakan dengan sebenarnya bahwa tesis yang saya tulis ini benar-benar merupakan hasil karya saya sendiri, bukan merupakan pengambilalihan tulisan atau pemikiran orang lain. Apabila di kemudian hari terbukti atau dapat dibuktikan bahwa sebagian atau keseluruhan tesis ini hasil karya orang lain, saya bersedia menerima sanksi atas perbuatan tersebut.
Makassar, 12 November 2013 Yang menyatakan
Mansur Yahya
PRAKATA
Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas segala rahmat, ridho dan hidayah-Nya sehinga penulis dapat menyelesaikan tesis ini.
Salam dan salawat untuk Nabi Muhammad SAW, beserta keluarga dan sahabat-sahabat beliau.
Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan tesis ini, banyak pihak yang terlibat dan memberikan saran-saran yang membangun. Oleh karena itu, pada kesempatan ini penulis menyampaikan penghargaan yang setinggi-tingginya dan disertai dengan ucapan terima kasih yang setulus- tulusnya kepada yang terhormat :
1. Bapak Dr. Ir. Ganding Sitepu, Dipl.-Ing, selaku Ketua Penasehat, yang dengan penuh kearifan dan ketulusan memotivasi, membimbing dan memberikan arahan sehingga penulisan tesis ini dapat diselesaikan.
2. Bapak Daeng Paroka, ST., MT., Ph.D, selaku Anggota Penasehat sekaligus Ketua Jurusan Perkapalan, yang selalu memberikan motivasi dan solusi dalam menyelesaikan tesis ini.
3. Bapak Prof. Dr. Ir. M. Alham Djabbar, M.Eng, selaku Tim Penilai sekaligus Ketua Program Pasca Sarjana Teknik Perkapalan Unhas.
Beliau selalu memotivasi untuk menyelesaikan studi dengan baik.
Ucapan terima kasih juga sampaikan kepada tim penguji Bapak Dr.Eng. Achmad Yasir B., ST., MT. dan Dr. Eng. Suandar Baso, ST., MT.
Atas kesediaan waktu, sumbangan pemikiran, dan saran-sarannya dalam rangka penyempurnaan tesis ini.
Ucapan terima kasih kepada seluruh pengajar Program Pasca Sarjana (Magister) Teknik Perkapalan atas ilmu yang diberikan selama ini. Dan terima kasih pula kepada staf akademik baik di Jurusan Perkapalan, Fakultas Teknik maupun di Program Pasca Sarjana Unhas yang telah memberikan pelayanan administrasi akademik kepada penulis selama mengikuti perkuliahan hingga selesai.
Ucapan terima kasih kepada Ir. H. Ansarullah, MM., selaku Kepala
Dinas Perikanan Kelautan dan Peternakan Kab. Maros dan Ir. H. M. Alfian Amri, M.Si., selaku Kepala bagian Pembangunan dan
Program Sekretariat Daerah Kab. Maros atas pengertiannya selama ini kepada penulis dalam menyelesaikan studi ini.
Penghargaan yang setulus-tulusnya penulis sampaikan kepada ibunda Naisah.M,S.Ag atas doa dan dukungannya yang tak henti-hentinya diberikan kepada penulis sampai kepada pendidikan akademik strata dua, dan terkhusus kepada ayahanda H. M. Yahya Ya’cub (Almarhum) atas motivasi, dorongan dan perhatian beliau yang tak terhingga kepada anak- anaknya untuk terus menuntut ilmu. Ucapan terima kasih juga kepada saudara-saudara penulis atas doa dan dukungannya sehingga penulis dapat menyelesaikan studi.
Ucapan terima kasih sampaikan kepada rekan-rekan Pasca Sarjana Teknik Perkapalan Unhas, atas dukungan dan kerjasamanya selama ini.
Dan kepada semua pihak yang telah memberikan bantuan dan dukungan selama penyelesaian studi ini yang tidak sempat penulis sebutkan satu persatu, penulis tak lupa ucapkan terima kasih banyak.
Akhir kata, penulis mengharapkan semoga tesis ini bisa menjadi secercah ilmu pada pengembangan ilmu dan pengetahuan bidang perkapalan. Walau sebenarnya penulis menyadari bahwa tulisan ini masih jauh dari kesempurnaan, dibutuhkan saran dan pendapat atau bahkan pengembangan yang lebih baik lagi.
Makassar, 13 November 2013
Mansur Yahya
ABSTRAK
MANSUR YAHYA. Desain Program Prarancangan Optimum Kapal Penyeberangan Antar Pulau Untuk Kawasan Timur Indonesia (dibimbing oleh Ganding Sitepu dan, Daeng Paroka)
Penelitian ini bertujuan mendapatkan prosedur optimasi prarancangan kapal penyeberangan optimum, membuat program aplikasi komputer yang dapat digunakan untuk mengoptimasi prarancangan kapal sesuai karasteristik Kawasan Timur Indonesia.
Penelitian dilakukan dengan mengidentifikasi kondisi perairan Kawasan Timur Indonesia, kondisi permintaan penyeberangan dan infrastruktur penyeberangan. Mengembangkan konsep prosedur optimasi prarancangan kapal penyeberangan dari batasan-batasan karasteristik Kawasan Timur Indonesia dengan pertimbangan teknis dan ekonomi.
Prosedur tersebut dalam bentuk bagan alir optimasi yang jadikan dasar pengembangan program aplikasi komputer dengan bahasa pemrograman Delphi XE.
Hasil penelitian berupa program aplikasi komputer. Dengan program ini data system konstrain berupa oceanography, permintaan dan infrastruktur berdasarkan karakteristik tertentu diinputkan, sehingga akan didapatkan ukuran utama kapal penyeberangan yang optimum.
Kata kunci : kawasan timur Indonesia, kapal penyeberangan, optimasi, program komputer.
ABSTRACT
Mansur Yahya, The Design Of Optimum Preliminary Program Of Inter- Island Ferry For The Eastern Part Of Indonesia (supervised by Ganding Sitepu and Daeng Paroka)
This study aims to obtain the optimization procedure of preliminary design of optimum inter-island ferry. It also aims to create a computer application program that can be used to optimize ship preliminary design based on the characteristics of the eastern part of Indonesia.
The research was conducted by identifying the condition of the waters at the eastern part of Indonesia, the crossings demand condition and the crossing infrastructure. The research also developed the concept of optimization procedures of ferry preliminary design based on the characteristics of the eastern part of Indonesia with some technical and economic considerations. The procedure was made in the form of optimization flow chart, which was made as the basis in developing a computer application program using the Delphi XE programming language.
The results of the study is a computer application program. using this program, data system constraints such as oceanography, demand and infrastructure can be inputed based on certain characteristics. As a result, the optimum primary measurement of the inter-island ferry can be obtained.
Keywords: eastern part of Indonesia, inter-island ferry, optimization, computer program.
DAFTAR ISI
halaman
SAMPUL i
LEMBAR PENGAJUAN TESIS ii
LEMBAR PENGESAHAN TESIS iii
PERNYATAAN KEASLIAN TESIS iv
PRAKATA v
ABSTRAK viii
ABSTACT ix
DAFTAR ISI x
DAFTAR TABEL xiii
DAFTAR GAMBAR xiv
DAFTAR ARTI LAMBANG DAN SINGKATAN xvi
I. PENDAHULUAN 1
A. Latar Belakang 1
B. Rumusan Masalah 6
C. Tujuan Penelitian 6
D. Manfaat Penelitian 7
E. Batasan Masalah 7
F. Sistematika Penulisan 7
halaman
II. TINJAUAN PUSTAKA
A. Profil Kawasan Timur Indonesia 9
B. Metode Optimasi 12
C. Optimasi Desain Prarancangan Kapal 19
D. Proses Iterasi Prarancangan Kapal 25
E. Programan Komputer dan Borland Delphi 36
F. Metode Validasi Pemrograman Komputer 43
G. Konsep Prarancangan Optimum Kapal Penyeberangan 47
H. Penelitian Terdahulu 55
I. Kerangka Konsep Penelitian 57
BAB III. METODE PENELITIAN A. Waktu dan Lokasi Penelitian 59
B. Jenis Data dan Teknik Perolehan Data 59
C. Metode Analisis Data 61
BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN A. Gambaran Umum Kawasan Timur Indonesia 64
1. Kinerja Ekonomi dan Kondisi Infrastruktur 64
2. Program MP3EI di Kawasan Timur Indonesia 69
3. Penguatan Konektivitas di Kawasan Timur Indonesia 73
B. Tujuan dan Batasan Prarancangan 76
1. Tujuan Prarancangan 76
halaman
2. Batasan Prarancangan 80
C. Prosedur Optimasi Prancangan Kapal Penyeberangan 91
1. Optimasi Perancangan Kapal penyeberangan 91
2. Variabel Sistem 92
3. Bounds Sistem 94
4. Constrains Sistem 95
5. Obyektif Sistem 96
6. Tahapan Desain 96
7. Diagram Alir (Flowchart) Optimalisasi Rancangan 112
D. Program Aplikasi Komputer 120
1. Tampilan Program Aplikasi Komputer 121
2. Demonstrasi Program Aplikasi 131
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN A. Kesimpulan 135
B. Saran 136 DAFTAR PUSTAKA
DAFTAR TABEL
No. halaman
1. Metode penelitian operasional 16
2. Tiga batasan utama dimensi 28
3. Tahapan utama desain 35
4. Tipe ukuran kapal penyeberangan 53
5. Kinerja ekonomi kawasan timur Indonesia 64
6. Infrastruktur jalan dan luas wilayah 65
7. Komparasi hasil pada lintasan Torobulu – Tampo 132
8. Komparasi hasil pada lintasan Gorontalo – Pagimana 133
9. Komparasi hasil pada lintasan Bitung – Melonguane 134
DAFTAR GAMBAR
No. halaman
1. Minimum dari f(x) adalah sama seperti maksimum dari
-f(x) (Moengin, 2010) 13
2. Aproksimasi (hampiran) terbaik dari fungsi sinhα pada interval [0,2] (Moengin, 2010) 14
3. Contoh keseluruhan biaya tergantung pada Cb dan L (Schneekluth, 1998) 21
4. Desain spiral practical ship design (Watson, 1998) 33
5. Basic ship theory (Rawson dan Tupper, 2001) 34
6. Kerangka konsep penelitian 58
7. Flowchart penelitian 63
8. Grafik hubungan infrastruktur dengan kinerja ekonomi 67
9. Koridor ekonomi Indonesia (MP3EI, 2011) 70
10. Peta sabuk transportasi darat nasional (ASDP Indonesia Fery, 2013) 75
11. Hubungan rasio Loa/H dengan GT kapal di KTI 81
12. Hubungan rasio Loa/B dengan GT kapal di KTI 83
13. Hubungan rasio B/T dengan GT kapal di KTI 84
14. Hubungan rasio H/T dengan GT kapal di KTI 86
15. Hubungan Fn terhadap GT Kapal di KTI 87
16. Hubungan Fb terhadap panjang kapal 88
17. Hubungan CB terhadap GT kapal di KTI 89
No. halaman
18. Diagram spiral desain 97
19. Rasio perbandingan muatan R-4 dengan muatan Pnp terhadap ukuran GT kapal di KTI 99
20. Daya mesin (BHP) kapal yang beroperasi di KTI 101
21. Tonase kotor (GT) kapal fery Ro-Ro yang beroperasi di KTI 108
22. Flowchart optimalisasi perancangan kapal 112
23. Tampilan program input data 121
24. Tampilan output rancangan 124
25. Tabel data output prarancangan 130
DAFTAR ARTI LAMBANG DAN SINGKATAN
Lambang/singkatan Arti dan Keterangan
ABK Anak buah kapal
ASDP Angkutan sungai danau dan perairan
B Lebar kapal
BBM Bahan bakar minyak
BHP Break horsepower /daya mesin
BOK Biaya operasional kapal
Cb Coefisien block
CFD Computational fluid dynamics
Cm Coefisien midship
CMC Biaya permesinan kapal
CME Harga mesin utama serta
perlengkapannya
CMMC Biaya penggunaan buruh dalam
pemasangan instalasi permesinan
CMOE Biaya penggunaan buruh kapal
CMP Biaya penggunaan man-power per ton
CMT Biaya bahan material outfitting
CO Biaya tambahan lain
COE Biaya perlengkapan dan peralatan kapal
Cph Coefisien prismatic horizontal
Cpv Coefisien prismatic vertical
CS Biaya pembangunan kapal
CST Biaya konstruksi baja kapal
Cw Coefisien waterline
c1 Koefisien harga kapal : 0,132
c2 Koefisien GT kapal : 4.281.204
c3 Koefisien daya mesin : 0,34
D Kedalaman
DWT Dead weight tonnage/bobot muatan kapal
F Freeboard
Fb Freeboard lambung timbul
Fb min Freeboard minimal
FbLWT Lambung timbul kapal pada muatan kosong
FCd Konsumsi bahan bakar per trip
FCP Konsumsi bahan bakar ketika berlabuh
FCS Konsumsi bahan bakar ketika berlayar
FME Faktor harga biaya permesinan,
perlengkapan dan instalasi mesin (Rp/ton)
FMT Faktor harga pemasangan perlengkapan
dan peralatan kapal per ton (Rp/ton)
Fn Froude number
Ft Feet : unit panjang
FWABK konsumsi air tawar ABK
FWP Konsumsi air tawar penumpang
g Gravitasi : 9,8 ms-2
GRT Gross register tonnage
GT Gross tonnage
Hp Horse power
Hw Tinggi gelombang maksimal
Hws Tinggi pasang surut
HR-4 Tinggi kendaraan roda empat
Hwm Tinggi gelombang modus (m)
Hwy Frekuensi gelombang modus
IDE Integrated development environment
ILLC International load line convention
IMO International maritime organization
JCL Jedi component library
JICA Japan international cooperation agency
JVCL Jedi visual component library
L Panjang kapal
Lp Panjang dermaga
Loa Panjang maksimal kapal
LUT1 Waktu bongkar-muat muatan penumpang
(Pnp/Jam)
LUT2 Waktu bongkar-muat muatan kendaraaan
(R-4/Jam)
LWT Light weight tonnage : berat kapal kosong
Lws Kedalaman kolam dermaga
KB Letak titik tekan secara vertikal
KG Letak titik berat kapal secara vertikal
diukur dari keel
KBI Kawasan barat Indonesia.
KE Koridor ekonomi
KTI Kawasan timur Indonesia
Kw Kilo watt
MB Tinggi jari-Jari metasentra melintang kapal MB (movable bridge) Tinggi elevasi maksimal pelensengan
MG Tinggi metasentra melintang
MP3EI Master plan percepatan dan perluasan pembangunan ekonomi Indonesia
NT Net tonnage/tonase bersih kapal
OOP Object oriented programming
Pa Port allowance (kondisi ijin pelabuhan)
PAE Mesin bantu kapal
PB Daya mesin utama kapal
PDB Produk domestik bruto
Pnp Jumlah muatan penumpang (orang)
PS Harga kapal
PST Harga pelat baja per ton (Rp/ton)
PTd Waktu berlabuh per hari (jam)
RAD Rapid application development
Ro-Ro Roll-on roll-off
R-4 Jumlah muatan kendaraan roda empat
S Jarak pelayaran (km)
Sa Sea allowance (kondisi ijin cuaca lintasan)
SDA Sumber daya alam
SDC Konsumsi diesel oil
SFC Konsumsi bahan bakar spesifik mesin
utama
STd Waktu berlayar per hari (jam)
SUK Spasi dasar kapal ke dasar dermaga
T Sarat kapal
Tn Jumlah trip per tahun atau frekuensi
TEU Twenty-foot equivalent unit
TTd Total waktu trip
UST Biaya penggunaan peralatan dan
perlengkapan pembangunan Konstruksi baja kapal
UOE Biaya penggunaan peralatan dalam
pemasangan perlengkapan kapal
VGT Jumlah volume ruang tertutup sempurna
yang berukuran tidak kurang dari 1 m3.
VM Virtual machine
Vs Kecepatan kapal (knot)
Vw Kecepatan angin
V1 Volume ruangan dibawah geladak
atas/ukur (m3)
V2 Volume isi ruang diatas geladak ukur yang
tertutup sempurna yang berukuran tidak kurang dari 1 m3
WABK Berat ABK dan bawaannya
WFO Berat bahan bakar
WFW Berat perbekalan air tawar
WLUB Berat minyak pelumas mesin
WM Berat margin
WMC Berat permesinan
WOE Estimasi berat perlengkapan dan
peralatan
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Pembangunan Indonesia tidak lepas dari posisi Indonesia dalam dinamika regional dan global. Secara geografis Indonesia terletak di jantung pertumbuhan ekonomi dunia. Kawasan Timur Asia memiliki tingkat pertumbuhan ekonomi yang jauh di atas rata-rata kawasan lain di dunia.
Ketika tren jangka panjang (1970-2000) pertumbuhan ekonomi dunia mengalami penurunan, tren pertumbuhan ekonomi kawasan Timur Asia menunjukkan peningkatan.
Di sisi lain, tantangan ke depan pembangunan ekonomi Indonesia tidaklah mudah untuk diselesaikan. Dinamika ekonomi domestik dan global mengharuskan Indonesia senantiasa siap terhadap perubahan.
Keberadaan Indonesia di pusat baru gravitasi ekonomi global, yaitu Kawasan Asia Timur dan Asia Tenggara, mengharuskan Indonesia mempersiapkan diri lebih baik lagi untuk untuk mempercepat terwujudnya suatu negara maju dengan hasil pembangunan dan kesejahteraan yang dapat dinikmati secara merata oleh seluruh rakyat Indonesia.
Dalam konteks ini disusunlah Master Plan Percepatan dan Perluasan Pembangunan Ekonomi Indonesia (MP3EI) 2011-2025. Untuk
memberikan arah pembangunan ekonomi Indonesia hingga tahun 2025.
Maka ditetapkan enam koridor ekonomi (KE) yaitu KE Sumatra, KE Jawa, KE Kalimantan, KE Sulawesi, KE Bali-Nusa Tenggara, dan KE Papua- Kep. Maluku.
Karena secara geografis wilayah Indonesia terdiri dari pulau-pulau.
Sehingga untuk menghubungkan koridor ekonomi dibutuhkan kapal penyeberangan antar pulau sebagai jembatan “mengapung” yang berfungsi menghubungkan jaringan transportasi darat yang terputus, sehingga terbangun konektivitas lokal, antar pulau, dan nasional secara terintegrasi. Dengan demikian pembangunan transportasi mempunyai fungsi vital dalam pembangunan nasional.
Transportasi merupakan salah satu mata rantai jaringan distribusi barang dan mobilitas penumpang yang berkembang sangat dinamis, serta berperan didalam mendukung, mendorong dan menunjang segala aspek kehidupan baik dalam pembangunan politik, ekonomi, sosial budaya dan pertahanan keamanan. Pertumbuhan sektor transportasi akan mencerminkan pertumbuhan ekonomi secara langsung sehingga transportasi mempunyai peranan yang penting dan strategis, baik secara makro maupun mikro. Keberhasilan sektor transportasi secara makro diukur dari sumbangan nilai tambahnya dalam pembentukan Produk Domestik Bruto, dampak ganda (multiplier effect) yang ditimbulkannya terhadap pertumbuhan sektor-sektor lain dan kemampuannya meredam laju inflasi melalui kelancaran distribusi barang dan jasa ke seluruh
pelosok tanah air. Dari aspek mikro, keberhasilan sektor transportasi diukur dari kapasitas yang tersedia, kualitas pelayanan, aksesibilitas, keterjangkauan daya beli masyarakat dan utilisasi (Rencana Jangka Panjang Departemen Perhubungan 2005-2025).
Pembangunan Kawasan Timur Indonesia yang telah dilaksanakan selama ini belum dapat memberikan hasil yang optimal, terlihat Kawasan Timur Indonesia masih jauh tertinggal bila dibandingkan dengan Kawasan Barat Indonesia. Ketertinggalan Kawasan Timur Indonesia terhadap Kawasan Barat Indonesia, diperlukan langkah-langkah strategis, yaitu melalui upaya percepatan pembangunan Kawasan Timur Indonesia (Depdagri, 2002).
Kawasan Timur Indonesia secara geografis terdiri dari pulau-pulau yang jaraknya relatif dekat dan secara demografis kerapatan penduduk relatif rendah dengan tingkat ekonomi yang juga rendah. Pergerakan komoditas dan manusia baik jumlah maupun kualitasnya masih rendah dibanding dengan pergerakan di Kawasan Barat Indonesia. Balitbang Kementerian Perhubungan (2010) menggambarkan kondisi ketimpangan tersebut.
Kawasan Timur Indonesia merupakan kawasan masa depan, terdapat banyak potensi produktif komoditi primer seperti pertanian, perkebunan, kehutanan, perikanan, peternakan dan pertambangan belum sepenuhnya dieksplorasi secara optimal untuk kesejahteraan masyarakat yang ada di wilayah tersebut.
Kondisi pelayanan jaringan transportasi dan prasarana masih terbatas, cenderung berpengaruh terhadap pertumbuhan ekonomi Kawasan Timur Indonesia. Namun pada sisi lain, Kawasan Timur Indonesia mempunyai keunggulan posisi geografis yang strategis, karena berbatasan langsung dengan negara-negara lain seperti Malaysia (Serawak dan Sabah), Brunei Darussalam, Filipina, Papua Nugini, Timur Lorosae, dan Australia.
Begitu pula dengan kondisi sarana transportasi penyeberangan antar pulau di Kawasan Timur Indonesia belum maksimal. Umumnya kapal yang digunakan untuk melayani lintasan penyeberangan antar pulau adalah 80% kapal bekas dan sudah tua. Karena kapal tersebut tidak dirancang sesuai karasteristik wilayah pelayaran di Kawasan Timur Indonesia, sehingga operasional kapal kurang efisien dan tingkat keselamatan kapal menjadi berkurang.
Rencana Master Plan Percepatan dan Perluasan Pembangunan Ekonomi Indonesia (MP3EI) 2011-2025. Disusun dengan strategi yang terdiri atas tiga pilar utama yang telah ditetapkan yaitu :
a. Pengembangan potensi ekonomi melalui koridor ekonomi.
b. Penguatan konektivitas nasional.
c. Penguatan kemampuan SDM dan Iptek nasional.
Sehingga Master Plan tersebut diharapkan memberikan arah perubahan pada pengembangan dan pembangunan kawasan timur Indonesia.
Penelitian dan kajian mendalam khususnya pengembangan IPTEK bidang
maritim dan perkapalan, diharapakan bisa memberikan sumbangsih pada pengembangan kawasan.
Transportasi laut mempunyai peran penting dalam pengembangan ekonomi di Kawasan Timur Indonesia (Jinca,2002). Sehingga perlunya dilakukan analisis yang lebih mendalam mengenai konsep kapal penyeberangan yaitu penentuan pengaturan car deck, perhitungan garis air, perhitungan stabilitas, dan lain-lain (Cangara, 2011).
Karena dalam prarancangan kapal dibutuhkan proses iterasi yang kompleks karena banyaknya variabel-variabel yang saling kontradiksi, sehingga penggunaan komputer mutlak diperlukan.
Penulis menggunakan bahasa pemrograman komputer sebagai perangkat lunak untuk memudahkan pengolahan data dan informasi, sehingga hasil yang didapat lebih akurat, cepat dan mudah. Oleh Karena itu penulis tertarik menyusun tesis dengan judul :
“Desain Program Prarancangan Optimum Kapal Penyeberangan Antar Pulau Untuk Kawasan Timur Indonesia”
B. Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang, maka rumusan masalah sebagai berikut : 1. Mengidentifikasi tujuan dan batasan-batasan prarancangan kapal
penyeberangan antar pulau di Kawasan Timur Indonesia.
2. Bagaimana menyusun prosedur optimasi prarancangan kapal penyeberangan antar pulau dengan pendekatan multikriteria.
3. Menyusun program aplikasi komputer untuk mendapatkan prarancangan kapal penyeberangan antar pulau yang optimum.
C. Tujuan Penelitian
Adapun tujuan yang ingin dicapai melalui penelitian ini adalah :
1. Mengetahui tujuan dan batasan-batasan prarancangan kapal penyeberangan antar pulau di Kawasan Timur Indonesia.
2. Menentukan prosedur optimasi prarancangan kapal antar pulau dengan pendekatan multikriteria.
3. Membuat program aplikasi komputer yang dapat digunakan untuk melakukan optimasi ukuran utama kapal penyeberangan antar pulau.
D. Manfaat Penelitian
Hasil Penulisan ini diharapkan memberikan manfaat antara lain :
1. Dapat digunakan untuk menentukan ukuran yang optimum kapal penyeberangan antar pulau di Kawasan Timur Indonesia.
2. Memberikan sumbangsih pemikiran pada perkembangan pembangunan penyeberangan antar pulau sebagai jembatan pemersatu bangsa.
3. Bagi perkembangan IPTEK, hasil studi ini dapat dijadikan sebagai referensi untuk penelitian-penelitian yang relevan.
E. Batasan Penelitian
1. Obyek kajian dan penelitian untuk menentukan posedur optimasi pada tulisan ini adalah jalur penyeberangan antar pulau di Kawasan Timur Indonesia.
2. Hasil optimasi prarancangan kapal penyeberangan antar pulau hanya pada ukuran utama.
F. Sistematika Penulisan
Untuk mendapatkan alur penyusunan tesis yang jelas dan memudahkan pembaca memahami uraian dan makna secara sistematis, maka tesis ini disusun menjadi beberapa bagian, yaitu :
Bab I Pendahuluan, menjelaskan latar belakang masalah, rumusan masalah, tujuan penelitian, manfaat penelitian, dan sistematika penelitian.
Bab II Tinjauan pustaka, berisi teori-teori yang menjelaskan metode optimasi, optimasi desain perancangan kapal, proses iterasi perancangan kapal, program komputer dan borland delphi, metode validasi data pemrograman komputer, konsep prarancangan kapal optimum dan kerangka konseptual penelitian ini.
Bab III Metode Penelitian, terdiri atas waktu dan lokasi penelitian, jenis data dan teknik perolehan data dan metode analisis data.
Bab IV Hasil dan Pembahasan, meliputi gambaran umum Kawasan Timur Indonesia, Tujuan dan batasan prarancangan, prosedur optimasi prarancangan kapal penyeberangan dan program aplikasi komputer.
Bab V Penutup, terdiri atas Kesimpulan dari penelitian dan saran-saran dari penulis
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
A. Profil Kawasan Timur Indonesia
Kawasan Timur Indonesia (KTI) yang dimaksud terdiri dari seluruh propinsi yang ada di pulau Sulawesi, Maluku, Nusa Tenggara dan Papua, yang memiliki luas kawasan (termasuk laut) lebih dari sepertiga luas Indonesia.
Kawasan Timur Indonesia (KTI) mempunyai sumber daya alam (SDA) yang cukup besar, yang merupakan potensi untuk menjadi kekuatan ekonomi. Tetapi potensi sumber daya manusia (SDM) yang tersedia kurang menguntungkan. Masalah SDM yang dihadapi Kawasan Timur Indonesia (KTI) menyangkut kuantitas yang kurang dilihat dari kepadatannya yang rendah serta persebaran yang tidak merata serta kualitasnya yang masih rendah. Hal ini berarti bahwa untuk mendukung pembangunan di Kawasan Timur Indonesia (KTI), tidak dapat jika hanya mengandalkan Sumber Daya Manusia (SDM) dari daerah. Dengan kondisi seperti ini, mobilitas penduduk akan menjadi salah satu aspek pendorong pertumbuhan kawasan tersebut (Raharto, 1995). Adapun profil wilayah tersebut :
1. Profil wilayah Sulawesi
Wilayah Sulawesi secara administrasi terdiri dari 6 provinsi, 11 kota, 67 kabupaten, 928 kecamatan dan 9.098 kelurahan/desa, dengan luas wilayah daratan Pulau Sulawesi sekitar 188.522 Km2. Wilayah Sulawesi memiliki jumlah pulau sekitar 2.500 yang terdiri dari 1.212 pulau yang sudah bernama dan 1.288 pulau yang belum bernama. Penyebaran pulau terbanyak adalah di Provinsi Sulawesi Tengah sebanyak 750 pulau yang terdiri dari 170 pulau sudah bernama dan 580 pulau belum bernama, Provinsi Sulawesi Utara sebanyak 669 pulau terdiri dari 358 pulau sudah bernama dan 311 pulau sudah bernama dan 358 pulau belum bernama dan Provinsi Sulawesi Tenggara sebanyak 650 pulau terdiri dari 360 pulau sudah bernama dan 290 pulau belum bernama (PDDA, 2012).
2. Profil wilayah Nusa Tenggara
Wilayah Nusa Tenggara secara administrasi terdiri dari 2 provinsi, 3 kota, 28 kabupaten, 402 kecamatan dan 3.688 kelurahan/desa, dengan luas wilayah daratan sekitar 68.871,25 Km². Wilayah Kepulauan Nusa Tenggara terletak antara 80 – 120 Lintang Selatan dan 1150 – 1250 Bujur Timur dan merupakan wilayah kepulauan dengan jumlah pulau sebanyak 1.472 pulau, yang terdiri dari 74 pulau berpenghuni dan 1.398 pulau yang belum berpenghuni (PDDA, 2012).
3. Profil wilayah Maluku
Wilayah Maluku secara administrasi terdiri dari 2 provinsi, 4 kota, 16 kabupaten, 85 kecamatan dan 1.939 kelurahan/desa, dengan luas wilayah daratan Kepulauan Maluku sekitar 78.897 Km2. Wilayah Maluku merupakan daerah kepulauan yang memiliki jumlah gugus pulau kecil dan besar cukup banyak. Berdasarkan data statistik DKP 2009, jumlah pulau sekitar 2.924 yang terdiri dari 1.396 pulau yang sudah bernama dan 1.528 pulau yang belum bernama. Penyebaran pulau terbanyak adalah di Provinsi Maluku Utara sebanyak 1.525 pulau yang terdirir dari 628 pulau sudah bernama dan 897 pulau belum bernama, di Provinsi Maluku sebanyak 1.399 pulau terdiri dari 768 pulau sudah bernama dan 631 pulau belum bernama (PDDA, 2012).
4. Profil wilayah Papua
Wilayah Papua secara administrasi terdiri dari 2 provinsi, 2 kota, 38 kabupaten, 479 kecamatan dan 4874 kelurahan/desa, dengan luas wilayah daratan Pulau Papua sekitar 416.060 Km2. Wilayah Papua memiliki jumlah pulau sekitar 2.515 yang terdiri dari 1.229 pulau yang sudah bernama dan 1.286 pulau yang belum bernama Penyebaran pulau terbanyak adalah di Provinsi Papua Barat sebanyak 1917 pulau yang terdiri dari 928 pulau sudah bernama dan 989 pulau belum bernama (PDDA, 2012).
Profil Kawasan Timur Indonesia memberikan gambaran umum tentang kondisi masing-masing wilayah di Kawasan Timur Indonesia. Secara umum kawasan ini terdiri dari pulau-pulau sehingga transportasi laut menjadi sarana transportasi yang vital. Tujuan dan batasan perencanaan transportasi serta konsep prosedur optimasi perencanaan kapal penyeberangan yang optimum menjadikan kondisi wilayah masing-masing sebagai dasar pengembangan.
B. Metode Optimasi
Optimasi (optimization) adalah aktivitas untuk mendapatkan hasil terbaik dibawah keadaan yang diberikan (Moengin, 2011). Tujuan akhir dari semua aktivitas tersebut adalah meminimalkan usaha (effort) atau memaksimalkan manfaat yang diinginkan. Karena usaha yang diperlukan atau manfaat (benefit) yang diinginkan dapat dinyatakan sebagai fungsi dari variabel keputusan, maka optimasi dapat didefinisikan sebagai proses untuk menemukan kondisi yang memberikan nilai minimum atau maksimum dari sebuah fungsi.
Dapat dilihat pada Gambar 1. bahwa jika titik x* bersesuaian dengan nilai minimum dari f(x), maka titik yang sama juga bersesuaian dengan nilai maksimum dari –f(x). Dengan demikian, tanpa mengurangi keberlakuan secara umum, optimasi dapat diartikan sebagai aktivitas untuk mendapatkan nilai minimum suatu fungsi karena untuk
mendapatkan nilai maksimum suatu fungsi dapat didapatkan dengan mencari minimum dari negative fungsi yang sama.
Gambar 1. Minimum dari f(x) adalah sama seperti maksimum dari -f(x) (Moengin, 2010)
Tidak ada metode tunggal yang dapat dipakai untuk menyelesaikan semua masalah optimasi. Banyak metode optimasi telah dikembangkan untuk menyelesaikan tipe optimasi yang berbeda-beda seperti metode Lagrange dan metode newton.
Dalam optimasi diselidiki masalah penentuan suatu titik minimum suatu fungsi pada subset ruang bilangan riil tak kosong. Untuk lebih spesifik dirumuskan sebagai berikut : Misalkan R ruang bilangan riil dan S subset tak kosong dari R, dan misalkan sebuah fungsi yang diberikan. Kita akan mencari titik minimum f pada S.sebuah elemen S dikatakan titik minimum f pada S jika
Gambar 2. Aproksimasi (hampiran) terbaik dari fungsi sinhα pada interval [0,2] (Moengin, 2010)
Himpunan S dinamakan himpunan pembatas (constrain set) dan fungsi f dinamakan fungsi obyektif.
Dengan demikian masalah optimasi ini dapat juga ditulis sebagai ;
min λ dengan kendala
masalah diatas ekivalen dengan masalah optimasi yang mempunyai banyak kendala :
min λ
dengan kendala
untuk semua
Metode pencarian titik optimum juga dikenal sebagai teknik pemrograman matematikal dan menjadi bagian dari penelitian operasional (operations research). Penelitian operasional adalah suatu cabang matematika yang menekankan kepada aplikasi teknik dan metode saintifik untuk masalah-masalah pengambilan keputusan dan pencarian solusi terbaik dan optimal. Teknik pemrograman matematikal sangat berguna dalam pencarian minimum suatu fungsi beberapa variabel dibawah kendala yang ada. Teknik proses stokastik dapat digunakan untuk menganalisis masalah yang didiskripsikan dengan sekumpulan variabel acak dimana distribusi probabalitasnya diketahui. Metode statistical dapat digunakan untuk menganalisis data eksperimen dan untuk membangun model secara empiric untuk memperoleh representasi yang lebih akurat mengenai situasi fisikal. Klasifikasi selengkapnya mengenai metode operations research diberikan pada Tabel 1.
1. Perumusan masalah optimasi
Optimasi atau masalah pemrograman matematikal dapat dinyatakan sebagai berikut.
Tabel 1. Metode penelitian operasional
a. Optimasi tanpa kendala.
Masalah optimasi yang tidak melibatkan sebarang kendala dinamakan optimasi tanpa kendala dan dinyatakan sebagai :
cari X = (x1, x2,….xn)Tyang meminimumkan f(x) b. Optimasi dengan kendala.
Masalah optimasi yang melibatkan sebarang kendala dinamakan optimasi terkendala dan dinyatakan sebagai ;
cari X = (x1, x2,….xn)Tyang dapat meminimumkan f(x) dengan kendala
gj (X) ≤ 0, j=1,2….,m lj (X) = 0, j =1,2 …,p
Teknik Pemrograman Teknik Proses Metode Statistikal
Matematikal Stokastik
Metode kalkulus Teori keputusan Analisis regresi Pemrograman geometrik Proses markov Analisi kluster, pattern Pemrograman nonlinier Teori antrian Recoqnation
Pemrograman kuadratik Renewal theory Rancangan ekseperimen Pemrograman linier Simulasi Analisis diskriminan Pemrograman dinamik
Pemrograman integer Reliability theory Pemrograman stokastik
Pemrograman separable Pemrograman multiobyektif Metode Jaringan : CPM &
Teori Permainan Simulated annealing Genetic algorithm Neural networks
Sumber : Moengin, 2010
dimana X adalah sebuah vektor berdimensi-n yang dinamakan vektor desain atau variabel keputusan, f(x) disebut fungsi obyektif gj (x) dan lj(X), dikenal sebagai kendala ketaksamaan dan kendala kesamaan.
2. Klasifikasi masalah optimasi
Masalah optimasi dapat diklasifikasikan dalam enam cara (Moengin,2010) seperti diuraikan berikut.
a. Klasifikasi berdasarkan kepada keberadaan kendala. Seperti dinyatakan sebelumnya, sebarang masalah dapat diklasifikasikan sebagai masalah optimasi tanpa kendala dan masalah optimasi terkendala, tergantung kepada ada tidaknya kendala dalam masalah optimasi.
b. Klasifikasi berdasarkan kepada bentuk persamaan fungsi yang terlibat. Masalah optimasi dapat juga diklasifikasikan berdasarkan kepada bentuk fungsi obyektif dan fungsi kendala. Menurut klasifikasi ini, masalah optimasi dapat diklasifikasikan sebagai masalah pemrograman linier, non linier, geometric dan kuadratik c. Klasifikasi berdasarkan kepada nilai variabel keputusan yang
diperbolehkan. Berdasarkan kepada nilai variabel keputusan yang diperbolehkan, masalah optimasi dapat diklasifikasikan sebagai masalah pemrograman bilangan bulat (integer) dan pemrograman bilangan riil.
d. Klasifikasi berdasarkan kepada nilai parameter yang diperbolehkan. Masalah optimasi dapat diklasifikasikan sebagai masalah pemrograman stokastik dan masalah pemrograman deterministic.
e. Klasifikasi berdasarkan kepada separabilitas fungsi. Masalah optimasi dapat diklasifikasikan sebagai masalah pemrograman separable atau non separable berdasarkan kepada separabilitas fungsi obyektif dan fungsi kendala.
f. Klasifikasi berdasarkan kepada banyaknya fungsi obyektif.
Bergantung kepada banyaknya fungsi obyektif yang diminimumkan, masalah optimasi dapat diklasifikasikan sebagai masalah pemrograman obyektif-tunggal dan multi obyektif.
3. Teknik optimasi
Beberapa teknik optimasi tersedia untuk menyelesaikan tipe-tipe optimasi yang berbeda seperti diberikan pada Tabel 1. dibawah judul teknik pemrograman matematikal. Metode klasik kalkulus diferensial dapat digunakan untuk mendapatkan maksima dan minima suatu fungsi multi variable tanpa kendala. Metode ini mengasumsikan bahwa fungsi tersebut dapat dideferensialkan dua kali terhadap variabel keputusan dan turunannya kontinyu. Untuk masalah optimasi dengan kendala kesamaan, metode pengali lagrange (lagrangian multiplier method) dapat digunakan.
Jika masalah optimasi melibatkan kendala ketaksamaan, syarat
Kuhn-Tucker dapat digunakan untuk mengidentifikasikan titik optimum.
Akan tetapi metode ini melibatkan sekumpulan persamaan non linier secara simultan yang boleh jadi sukar diselesaikan (Moengin,2010).
C. Optimasi Desain Perancangan Kapal
Permasalahan pada desain dapat dirumuskan dengan melakukan menentukan variabel desain (misalnya jumlah kapal, ukuran individu kapal dan kecepatan optimum kapal; dimensi utama dan pembagian interior kapal; scantling dari konstuksi; karasteristik pipa dan pompa pada jaringan pipa) subyek dibatasi hubungan antara batasan dan variabel-variabel (misalnya dengan fisik, teknis, hukum, aturan ekonomi). Jika lebih dari satu kombinasi pada variabel desain untuk mengoptimalkan beberapa ukuran (berat, biaya, hasil) (Schneekluth, 1998).
1. Penjelasan tentang methodology optimasi
Optimasi berarti mencari solusi terbaik dari sesuatu terbatas maupun tidak terbatas dengan sejumlah pilihan. Bahkan jika jumlah pilihan terbatas, besar kemungkinan akan sulit mengevaluasi dan menentukan solusi terbaik. Pada prinsipnya ada dua metode pendekatan masalah optimasi. (Schneekluth, 1998).
a. Direct search approach.
Solusi yang dihasilkan dengan memvariasikan parameter baik secara sistematis dalam langkah tertentu atau acak. Yang terbaik dari solusi ini kemudian diambil sebagai optimasi yang
diperkirakan. Variasi sistematis selanjutnya menjadi halangan waktu yang diperlukan sebagai peningkatan jumlah variabel yang bervariasi. Random pencarian kemudian dilakukan, tetapi ini masih tidak efisien untuk masalah desain dengan variabel yang banyak.
b. Steepness approach.
Solusi yang dihasilkan dengan menggunakan informasi tentang detail lokal (pada berbagai arah) dari fungsi yang akan dioptimalkan. Ketika detail dari segala arah mendekati nol, perkiraan untuk optimal ditentukan. Pendekatan ini lebih efisien dengan pada banyak kasus, jika adanya optimasi lokal, maka metode ini terjebak pada optimasi lokal bukan pada optimasi global, yaitu yang terbaik dari kemungkinan solusi. Tidak berlanjutnya langkah pada masalah, bahkan perbedaan fungsi yang mendalam pada satu arah, tapi sedikit dari arah lain membuat pendekatan ini lambat dan sering tidak dapat diandalkan.
Metode optimasi yang paling baik pada desain kapal didasarkan pada metode Steepness Approaches karena lebih efisien untuk fungsi yang lebih baik, sebagai contoh, perhatikan fungsi biaya yang bervariasi pada panjang L dan koefisien Block Cb (Gambar 3). Sebuah metode pendekatan steepness approaches untuk menemukan titik terendah pada
fungsi biaya, jika fungsi hanya memiliki satu minimum pada kasus ini.
Gambar 3. Contoh keseluruhan biaya tergantung pada Cb dan L (Schneekluth, 1998)
Pengulangan optimasi dengan titik awal yang berbeda dapat menghindari masalah “terjebak“ pada optimasi lokal. Salah satu pilihan adalah menggabungkan kedua pendekatan dengan pencarian secara langsung dan cepat menggunakan beberapa poin untuk menentukan titik awal dari Methode Steepness Approach. Juga dengan alternatif pengulangan kedua metode dengan menggunakan skala yang lebih kecil dan jangkauan variasi setiap waktu yang sebelumnya diusulkan.
Sebuah pendekatan pragmatis untuk mengatasi ketidaklanjutan (discontinuities) “langkah” dari asumsi pertama pada fungsi lanjutan,
kemudian pengulangan optimasi dengan nilai bawah dan atas pada batasan tetap dan mendapatkan lebih dari dua optimasi. Meskipun secara teori kejadian ini dapat dibuat dimana prosedur ini dapat bekerja dengan baik.
Sasaran dari optimasi adalah fungsi tujuan atau kriteria optimasi.
Subyek dibawah syarat batas atau batasan. Kendala mungkin dirumuskan sebagai persamaan atau ketidaksetaraan. Hubungan teknis dan ekonomis dipertimbangkan dalam model metode optimasi harus diketahui dan dinyatakan sebagai fungsi. Beberapa hubungan yang tepat, misalnya ; lainnya perkiraan, seperti semua rumus empiris, misalnya mengenai tahanan atau perkiraan berat. Prosedur harus cukup tepat, namun mungkin tidak membutuhkan banyak waktu atau memerlukan masukan yang lebih rinci. Idealnya semua varian harus dievaluasi dengan prosedur yang sama. Jika diperlukan perubahan prosedur, misalnya karena wilayah validasi terlampaui, hasil dua prosedur harus berkorelasi atau dicampur jika didekati secara kuantitas akan berlanjut pada kenyataannya.
2. Ruang lingkup optimasi desain kapal
Optimasi secara formal pada garis air termasuk bulbous bow untuk dimensi utama yang tetap dengan menggunakan kemampuan komputer.
Meskipun optimasi secara formal telah dilakukan dengan menggunakan metode CFD, hasilnya tidak meyakinkan meskipun dengan perhitungan yang tinggi (Janson dalam Schneekluth,1998). Sebaliknya kita akan fokus
pada masalah optimasi desain kapal yang hanya melibatkan beberapa (kurang dari 10) variabel independen dan dengan fungsi sederhana, dari aplikasi dapat diterapkan untuk berbagai macam masalah desain kapal mulai dari optimasi armada sampai pada struktur desain.
Dalam optimasi armada, tujuannya untuk menemukan jumlah optimal kapal, kecepatan kapal dan kapasitas kapal tanpa masuk ke dimensi utama dan lain-lain, efisiensi ekonomi sebuah kapal biasanya ditingkatkan dengan meningkatkan ukurannya, sebagai biaya tertentu (biaya per unit, per TEU atau per ton muatan). Untuk biaya awal, bahan bakar, kru dan sebagainya, untuk pengurangan, namun pembatasan dimensi membatasi ukuran. Sarat (dalam hal ini kedalaman) dibatasi alur pelayaran dan pelabuhan, untuk pembatasan rancangan kapal tersebut tidak selamanya dimuati penuh dan pelabuhan dapat dikeruk untuk lebih dalam selama masa operasional kapal. Lebar kapal tanker dibatasi bangunan dan dock perbaikan, lebar kontainer dibatasi oleh jangkauan jembatan kontainer.
Kuncinya membatasi semua dimensi kapal, merupakan aspek yang membatasi ukuran kapal yang optimal.
a. Terbatasnya ketersediaan muatan dihubungkan dengan harapan tentang frekuensi keberangkatan yang membatasi ukuran pada rute tertentu.
b. Peningkatan waktu di pelabuhan, mengurangi jumlah perjalanan pertahun dan pendapatan.
c. Kurang fleksibelnya perusahaan pelayaran. Beberapa kapal kecil dapat melayani lebih banyak ke berbagai pelabuhan/rute dan biasanya mendapat banyak muatan. dan lebih mudah merespon fluktuasi musiman.
d. Peningkatan pembayaran pelabuhan berdasarkan tonase kapal.
Sebuah kapal yang besar membayar iuran pelabuhan lebih tinggi dibanding kapal kecil yang melayani rute yang sama, dengan demikian mengurangi waktu di pelabuhan.
e. Pada pengiriman kontainer, perusahaan pelayaran menawarkan door-to-door transport. Peningkatan biaya feeder untuk melayani pelayaran daerah pedalaman karena kapal besar hanya melayani pelabuhan “hub” dan distribusi muatan ke konsumen dari sana.
Sehingga biaya transportasi penanganan muatan melebihi biaya pengiriman.
Pertimbangan utama pada perusahaan pelayaran dalam mengoptimalkan ukuran, faktor mendukung ukuran kapal yang lebih besar (Buxton dalam Schneekluth,1998):
a. Peningkatan aliran muatan tahunan.
b. Penanganan muatan yang cepat.
c. Ketersediaan muatan dengan satu arah/cara.
d. Ketersediaan muatan jangka panjang.
e. Jarak jalur pelayaran.
f. Pengurangan penanganan muatan dan biaya-biaya.
g. Antisipasi pengembangan pelabuhan.
h. Pengurangan biaya pembangunan kapal.
i. Pengurangan frekuensi pelayanan.
mengacu pada Benford dalam Schneekluth (1998) untuk pemilihan ukuran kapal.
Setelah ukuran optimum, kecepatan dan jumlah kapal telah ditentukan bersama dengan beberapa spesifikasi. Desain engineer biasanya melakukan optimasi dimensi utama sebagai awal dari desain.
Tahap selanjutnya pada bentuk lambung, misanya desain bulbous bow, desain struktur dan lain-lain. Detail optimasi struktur sering melibatkan beberapa variabel dan fungsi yang sesuai. Söding dalam Schneekluth (1998) memberikan berbagai contoh optimasi pada corrugated bulkhead dan contoh lainnya ditemukan oleh Liu.et.al dan Winkle dalam Schneekluth (1998) .
D. Proses Iterasi Perancangan Kapal
1. Tujuan perancangan dengan terminologi yang luas
Tujuan perancangan kapal baru adalah untuk menemukan cara tanpa keluar dari aturan untuk menemukan semua kemungkinan solusi terbaik.
Hal tersebut akan lebih mudah ketika pengaturan akan persyaratan kebutuhan dari type desain dipikirkan dan dituliskan terminologynya, sebagai acuan utama untuk menemukan solusi sepanjang bentuk tanpa
meniadakan beberapa solusi yang sama baik dan yang lebih baik.
(Watson, 1998).
Ketika menetapkan tujuan, adalah bijak untuk membedakan antara kualitas yang diutamakan sesuai keinginan dengan biaya, sehingga dapat dimodifikasi jika membuat harga terlalu mahal jika dinilai lebih tinggi dari tujuan. Hal tersebut dipertimbangkan apakah direlaksasi dari yang dipersyaratkan pada desain awal atau hanya akan diberikan pada yang tidak mempunyai keterbatasan biaya, atau lebih untuk tujuan yang ideal.
Meniadakan sebagian pertimbangan desain dengan mengupayakan usaha maksimum atau dengan mempertimbangkan semua. Disisi lain para perancang merasa belum sepenuhnya dapat memberikan hasil terbaik dari kemampuan mereka. Persyaratan untuk sebuah kapal dagang biasanya berasal dari studi transportasi yang meneliti latar belakang ekonomi kelayanan yang akan diproyeksikan.
2. Batasan dimensi (dimensional constraints)
Batasan (constrain) dimensi dapat menentukan batasan pada panjang, sarat dan sarat udara (air draft) kapal rancangan atau pada keduanya atau lebih dari itu (Watson, 1998).
Sebuah constrain pada panjang kapal dapat ditentukan oleh dimensi dari kanal atau dermaga. Itu juga dapat menentukan pada kapal pada perairan yang sempit. Pada beberapa kasus perlu pengaturan batasan,
jika kemungkinan untuk membatasi panjang kapal dari yang di batasi pada contrains.
Batasan pada lebar kapal biasanya pada kanal atau pintu dock, tetapi lebar kapal penyeberangan biasanya dibatasi pada dimensi dan posisi dari pintu pendarat (shore ramps) untuk akses kendaraan pada haluan atau pintu buritan. Jangkauan lainnya dari darat pada perangkat penanganan muatan cargo misalnya elevator gandum atau pengangkat batu bara dapat membatasi dari jarak sisi palka dari sisi dock. Dengan demikian membatasi lebarnya kapal. Secara umum, batasan lebar diaplikasikan untuk maksimum lebar dihitung diatas fender (jika terpasang) dan biasanya harus diusahakan untuk setidaknya ketinggian dermaga diatas garis air pada waktu surut.
Batasan pada sarat biasanya berdasarkan kedalaman perairan pada kondisi surut terendah, tempat kapal akan melakukan operasional pelayaran.
Untuk kapal very large tanker kedalaman perairan harus dipertimbangkan. Pengaruh dari batasan rancangan sarat minimal pada rute pelayaran, bahan bakar dan perbekalan, sehingga perlu pengaturan akan bahan bakar dan perbekalan diatas batasan dasar pada saat melewati perairan dangkal.
Batasan (constrain) dimensi terakhir adalah sarat udara. Merupakan jarak vertikal antara garis air dengan titik tertinggi pada struktur kapal, dan menunjukkan kemampuan kapal untuk lewat di bawah jembatan yang
membentang diperairan yang merupakan rute pelayaran kapal. Jika diperlukan, draft udara dapat dikurangi dengan melengkapi kapal dengan tiang-tiang yang dapat dilipat atau teleskopik dan saluran. Upaya lain yang dapat dilakukan untuk mengurangi dampak draft udara adalah dengan melakukan pergerakan di bawah jembatan pada saat air surut dan atau menambah pemberat (ballast) kapal.
Tabel 2. Tiga batasan utama dimensi
Panjang Maks
Lebar Maksimal
Sarat Maksimal
Sarat Udara Maksimal
(m) (m) (m) (m)
Panama Canal* 289,56 32,31 12,04 TFW 57,91
Suez - 74 11
48 17,7
St. Laurence 225,5 23,8 8 35,5
*294,13 m untuk kapal penumpang dan kontainer, pengurangan panjang untuk beberapa type kapal.
Sumber : Watson,1998
3. Kondisi lingkungan (environmental conditions)
Kondisi angin dan laut di mana kapal akan beroperasi diperlukan karena merupakan faktor utama untuk dipertimbangkan pada desain, meskipun untuk sebagian besar kapal komersil berbagai negara tidak disebutkan dalam spesifikasi, tempat dalam dokumen yang didapatkan dari sebuah badan Klasifikasi dengan notasi "100A 1" atau serupa, yang menunjukkan kemampuan untuk perdagangan seluruh dunia pada perairan bebas es (ice-free waters). Untuk kapal yang hanya beroperasi di perairan terlindung persyaratan dibawahnya diijinkan oleh badan
klasifikasi, aturan IMO dan dari otoritas nasional. Jika ditujukan untuk mengambil keuntungan dari pengurangan biaya, operasional tanpa batasan biaya, dimana kapal akan melakukan operasional pelayaran harus didefenisikan dengan jelas (Watson, 1998).
Diperlukan informasi tentang kondisi udara maksimum dan minimum dan suhu laut di mana kapal akan beroperasi. Informasi ini memiliki beberapa kegunaan untuk diingatkan pada kondisi tertentu. Desain akomodasi sistem pemanas memerlukan pengetahuan tentang suhu udara dingin yang akan dihadapi dalam musim dingin. Desain dari sistem pendingin udara membutuhkan pengetahuan tentang suhu udara panas dan relatif yang terkait kelembaban yang akan bertemu di musim panas.
Dalam kedua kasus, suhu di dalam yang diinginkan dan kelembaban relatif juga harus dinyatakan (Watson, 1998).
Suhu udara dan laut juga mempengaruhi “output” daya dan efisiensi bahan bakar baik mesin diesel dan turbin gas dan diinginkan untuk memberikan nilai-nilai ini suhu yang akan digunakan sebagai dasar powering dan konsumsi bahan bakar. Hal ini perlu dicatat bahwa ini mungkin atau mungkin tidak sama dengan suhu udara pada dasar pengkondisian udara (air conditioning) (Watson, 1998).
4. Kebutuhan pada kapal komersil dan studi transportasi
Persyaratan utama yang harus ditentukan pada kapal komersil adalah sebagai berikut :
a. Jenis dan jumlah muatan yang akan diangkut.
b. Kecepatan kapal, rute dan jarak pelayaran.
Jenis muatan dan bagaimana harus disimpan pada kapal dan penanganannya menentukan jenis kapal, jumlah muatan yang akan diangkut menentukan ukuran kapal (Watson, 1998).
Jenis muatan biasanya menjadi titik awal, meskipun beberapa studi transportasi dimulai dari tingkat yang lebih mendasar dengan melihat kondisi suatu negara atau perkiraan ekonomi suatu daerah untuk mengidentifikasi kapasitas muatan yang akan di angkut pada masa yang akan datang (Watson, 1998).
Sekalipun pertimbangkan pada muatan tertentu, penelitian pada pengembangan dan pertumbuhan ekonomi diperlukan untuk menilai kuantitas muatan kedepan pada kegiatan bongkar muat di pelabuhan dimana akan mempertemukan aktivitas perdagangan.
Pada tingkatan berikutnya diperlukan untuk menilai kompetisi dan maksimum pengiriman muatan. Pertimbangan harus diberikan apakah kapal akan membawa satu jenis muatan saja atau harus dirancang sedemikian rupa sehingga bisa membawa lebih dari satu muatan pada saat yang sama atau suatu muatan berbeda atau variasi muatan pada pelayaran yang berbeda. Kemungkinan mendapatkan muatan kembali untuk menghindari ballast karena hal tersebut akan meningkatkan nilai ekonomi.
Pada kasus sederhana dimungkinkan untuk menghubungkan jumlah kapal, kapasitas muatan dan jumlah pelayaran per tahun secara langsung ke kuantitas muatan yang akan diangkut. Tujuannya untuk memastikan kebutuhan pengangkutan yang dibutuhkan untuk mengetahui apakah menguntungkan, atau keduanya memungkinkan.
Jumlah pelayaran pertahun merupakan fungsi dari waktu yang dihabiskan di laut dan yang dihabiskan pada proses bongkar muat di pelabuhan. Waktu di laut ditentukan oleh jarak pelayaran dan kecepatan kapal. Waktu di pelabuhan ditentukan oleh penanganan muatan dan aturan layanan.
Pada prateknya hal ini jauh lebih rumit, dan perusahaan pelayaran membutuhkan perhitungan dan pertimbangan lebih baik sehingga kapal yang dioperasikan menguntungkan.
Keputusan awal diambil untuk memperbaiki kapasitas muatan kapal, selanjutnya harus melakukan studi untuk mengoptimalkan seperti kecepatan dan metode penanganan muatan. Dimana optimasi setelah disempurnakan, ke depan akan diikuti perbaikan kapasitas muatan.
Untuk kapasitas berat kapasitas muatan dinyatakan dengan bobot mati (deadweight) muatan, untuk kapasitas ringan muatan dinyatakan dengan kubik, untuk muatan antara (intermediate cargoes) keduanya dinyatakan dengan dengan bobot mati (deadweight) muatan dan kubik.
Untuk kapal kontainer, kapal ferry dan kapal penumpang kapasitas dinyatakan dalam jumlah dibagi kekategori seperti 40 ft dan 20 ft untuk
kontainer, untuk angkut barang dan mobil, penumpang kelas pertama atau kedua dan lain sebagainya.
Seperti halnya rute/jalur pelayaran dan pelabuhan, studi transportasi harus mempertimbangkan dimana kapal harus mengisi bahan bakar.
Secara singkat penambahan rute memungkinkan kapal untuk menentukan dimana bahan bahar akan diambil yang harganya lebih rendah pada setiap terminal pelabuhan. Jika bahan bakar dapat diperoleh dengan murah pada beberapa terminal pelabuhan maka akan lebih baik, sehingga mengurangi rata-rata perpindahan jarak akan kebutuhan bahan bakar permil.
5. Desain spiral (the design spirals)
Desain spiral ditunjukkan pada Gambar 4. Siklus pada desain kapal komersil mengikuti aturan badan klasifikasi, aturan IMO dan peraturan nasional. Spiral desain tidak mesti mengikuti urutan yang tepat/sesuai, dimana aspek yang berbeda dari desain harus ditangani/didahulukan, tergantung pada jenis kapal yang sedang dirancang, misalnya penanganan muatan pada kapal Ro-Ro harus dipertimbangkan pada tahap awal proses desain, sedangkan penanganan muatan pada kapal tanker dapat ditangani pada urutan selanjutnya pada proses desain
Gambar 4. Desain Spiral Practical Ship Design (Watson, 1998)
6. Iterasi desain
Rasional usaha kreatif untuk melakukan iterasi, dimulai dengan memperkirakan. Disini bagaimana melakukan pengujian secara obyektif, mendapatkan hasil ekonomi yang maksimal, menemukan cara dengan memperkirakan untuk dimodifikasi sehingga dapat dilakukan pengujian ulang dan maka ditemukan (Rawson dan Tupper, 2001).
Gambar 5. Metode iterasi desain (Rawson dan Tupper, 2001)
Pada lingkaran dilakukan metode secara ilmiah, observe, hypothesize, model, test, compare dengan observations, modify hypothesis, dan sebagainya. Sejauh ini yang terkait dengan kapal. Pada awalnya diperkirakan dengan mudah yang dilakukan percobaan dengan menggunakan dua bentuk cara :
a. Dengan dasar kapal yang ada kemudian dimanipulasi kebentuk kapal baru.
b. Parameter dasar didapatkan dari sejumlah besar kapal sebelumnya.
Kriteria desain didapatkan dengan kreasi kapal baru dengan pengujian yang tidak hanya dari obyektif utama/dasar tetapi dari batasan dalam dimana desain didapatkan aturan keselamatan nasional, hukum internasional dan keandalan. Seperti dimana akan ditemukan stabilitas yang baik, perilaku struktur, kontrol polusi, seakeeping, habitability, maneuvering, lingkungan internal dan perlindungan kecelakaan, kecepatan dan muatan.
Tabel 3. Tahapan utama desain
Jumlah pekerjaan pada proses desain tergantung pada ukuran dan kompleksitas kapal. Sebuah liquid gas carrier akan lebih kompleks dari pada kapal tanker sederhana, dan bagaimana menghubungkan kapal baru dengan mengikuti pola sebelumnya, untuk keberhasilan desain.
Bagian pekerjaan antara pemilik desain kapal dan kontraktor utama akan bertukar. Dengan tidak merubah jumlah total pekerjaan teknik tetapi dampak tergantung pada manajemen proyek.
- Pemilihan parameter utama -
Membuat perkiraan awal pada ukuran utama, biaya dan kecepatan
- Penilaian ulang pada tujuan - Perkiraan ulang
- Pemeriksaan lain pada parameter utama - Melakukan pengulangan sesuai yang diperlukan - Penilaian karasteristik muatan
- Pengembangan dimensi
- Penilaian kebutuhan tenaga (power)
- Mendefinisikan pemilihan sistem pendorong (propulsi) - Sketsa pertama pada tata ruang
-
Pertimbangan pada aspek keselamatan dan pertolongan
- Peningkatan pemusatan spiral,pengulangan - Penetapan desain yang baik
- Menetapkan manajemen desain
- Pengembangan setiap unsur kapal, pengecekan iterasi pada : Geometry, stabilitas dan daya apung, arsitektur, dinamika, propulsi dan struktur
Konsep Desain
Kelayakan Desain
Desain Akhir
Tahapan Utama Desain
Sumber : Rawson dan Tupper, 2001
E. Programan Komputer dan Borland Delphi
1. Defenisi komputer, algoritma dan pemrograman
Komputer berasal dari bahasa latin computare yang mengandung arti menghitung. Karena luasnya bidang garapan ilmu komputer, para pakar dan peneliti sedikit berbeda dalam mendefenisikan terminology Komputer.
Menurut Blissmer (1985) dalam tutorialcarakomputer.com, komputer adalah suatu alat elektronik yang mampu melakukan beberapa tugas sebagai berikut : menerima input, memproses input tadi sesuai dengan programnya, menyimpan perintah-perintah dan hasil dari pengolahan dan Menyediakan output dalam bentuk informasi.
Hamacher (1982) dalam tutorialcarakomputer.com, komputer merupakan mesin penghitung elektronik yang dengan cepat dapat menerima informasi input digital, memrosesnya sesuai dengan program yang tersimpan di memorinya dan menghasilkan output informasi.
Sedangkan menurut Sanders (1985) dalam tutorialcarakomputer.com, komputer adalah sistem elektronik untuk memanipulasi data dengan cepat dan tepat serta dirancang dan diorganisasikan agar secara otomatis menerima dan menyimpan data input, memrosesnya, dan menghasilkan output di bawah pengawasan suatu langkah-langkah instruksi program (sistem operasi) yang tersimpan di didalam penyimpannya (stored program).
Untuk mewujudkan konsepsi Komputer sebagai pengolah data untuk menghasilkan suatu informasi, maka diperlukan sistem komputer (computer system) yang elemennya terdiri dari :
a. Hadware, perangkat keras : peralatan yang secara fisik dan bisa dijamah.
b. Software, perangkat lunak : program yang terdiri dari instruksi/perintah untuk melakukan pengolahan data.
c. Brainware, manusia yang mengendalikan dan mengopersikan komputer.
Program komputer adalah rangkaian kata perintah yang telah dimengerti oleh komputer untuk dikerjakannya. Kata-kata perintah tersebut membentuk suatu bahasa yang disebut dengan bahasa pemrograman.
Sebagaimana bahasa pada manusia, bahasa pemrograman juga terdiri atas banyak macam bahasa, dan memiliki aturannya masing-masing (Wahyudi).
Kata algoritma dari nama penulis buku arab yang terkenal yaitu Abu Ja’far Muhammad Ibnu Musa Al-Khuwarizmi. Al-Khuwarizmi dibaca orang barat menjadi Algorism. Al-Khuwarizmi menulis buku yang berjudul Kitab Al Jabar Wal-Muqabala yang artinya “Buku pemugaran dan pengurangan”
(The book of restoration and reduction). Dari judul buku itu kita juga memperoleh akar kata “Aljabar” (Algebra). Perubahan kata dari algorism menjadi algorithm muncul karena kata algorism sering dikelirukan dengan arithmetic, sehingga akhiran –sm berubah menjadi –thm. Karena
perhitungan dengan angka Arab sudah menjadi hal yang biasa, maka lambat laun kata algorithm berangsur-angsur dipakai sebagai metode perhitungan (komputasi) secara umum, sehingga kehilangan makna kata aslinya. Dalam bahasa Indonesia, kata algorithm diserap menjadi algoritma (Zarlis, 2008).
Algoritma merupakan kumpulan perintah untuk menyelesaikan suatu masalah. Perintah-perintah ini dapat diterjemahkan secara bertahap dari awal hingga akhir. Masalah tersebut dapat berupa apa saja, dengan catatan untuk setiap masalah, ada kriteria kondisi awal yang harus dipenuhi sebelum menjalankan algoritma. Algoritma akan dapat selalu berakhir untuk semua kondisi awal yang memenuhi kriteria, dalam hal ini berbeda dengan heuristik. Algoritma sering mempunyai langkah pengulangan (iterasi) atau memerlukan keputusan (logika Boolean dan perbandingan) sampai tugasnya selesai.(Wikipedia, 2012).
Komputer hanyalah salah satu pemproses. Agar dapat dilaksanakan oleh komputer, algoritma harus ditulis dalam notasi bahasa pemrograman sehingga dinamakan program. Jadi program adalah perwujudan atau implementasi teknis algoritma yang ditulis dalam bahasa pemrograman tertentu sehingga dapat dilaksanakan oleh komputer.
