PENGEMBANGAN MODEL HUB LOCATION PROBLEM UNTUK TRANSPORTASI LOGISTIK
MELALUI KERETA API
(Studi Kasus: PT. Kereta Api Logistik)
TESIS
Disusun untuk Memenuhi Sebagian Persyaratan Mencapai Gelar Magister Program Studi Teknik Industri
Minat Utama Sistem Logistik dan Rekayasa Bisnis
Oleh
VIRDA HERSY LUTVIANA SAPUTRI S801708006
PROGRAM STUDI MAGISTER TEKNIK INDUSTRI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA 2019
i
PENGEMBANGAN MODEL HUB LOCATION PROBLEM UNTUK TRANSPORTASI LOGISTIK
MELALUI KERETA API
(Studi Kasus: PT. Kereta Api Logistik)
TESIS
Disusun untuk Memenuhi Sebagian Persyaratan Mencapai Gelar Magister Program Studi Teknik Industri
Minat Utama Sistem Logistik dan Rekayasa Bisnis
Oleh
VIRDA HERSY LUTVIANA SAPUTRI S801708006
PROGRAM STUDI MAGISTER TEKNIK INDUSTRI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA 2019
v
Virda Hersy Lutviana Saputri / S801708006. 2019. Pengembangan Model Hub Location Problem untuk Transportasi Logistik Melalui Kereta Api (Studi Kasus: PT. Kereta Api Logistik). TESIS: Pembimbing I: Dr. Ir. Wahyudi Sutopo, S.T., M.Si. Pembimbing II: Dr. Muhammad Hisjam, S.T.P., M.T.
Program Studi Magister Teknik Industri, Universitas Sebelas Maret, Surakarta.
ABSTRAK
PT Kereta Api Logistik (KALOG) merupakan perusahaan dibawah induk PT Kereta Api Indonesia (Persero) dengan bidang layanan distribusi logistik berbasis kereta api. Salah satu bidang bisnis yang ada pada KALOG yaitu kurir dan kargo (KALOG Express). KALOG melalui KALOG Express melayani pengiriman barang dan dokumen dengan jangkauan Pulau Jawa dan telah diperluas hingga Sumatera dan Bali. Kereta api adalah moda transportasi jalan berbasis rel yang efisien dan efektif. Hal ini dibuktikan dengan banyaknya barang yang dapat diangkut menggunakan kereta api khusus barang atau kereta api penumpang, moda ini dianggap lebih menguntungkan jika dibandingkan dengan moda transportasi darat lainnya. Fokus penelitian ini yaitu pada layanan KALOG sebagai transporter, dimana KALOG berperan dalam proses pengiriman barang ke antar kantor KALOG melalui jaringan kereta api. Sedangkan untuk proses pickup dan delivery barang dilakukan oleh perusahaan jasa lain yang bergerak di bidang kurir. Adapun proses pengiriman barang yaitu melalui gerbong barang yang diikutkan dalam rangkaian kereta api penumpang. Penelitian ini membahas tentang pemilihan lokasi fasilitas stasiun pemberhentian kereta api yang disebut sebagai hub untuk melakukan proses muat dan bongkar muatan barang dari kantor KALOG asal menuju ke kantor KALOG tujuan. Tujuan penelitian adalah untuk mengembangkan model optimisasi untuk meminimasi total biaya pendirian kantor KALOG pada stasiun pemberhentian kereta api yang dipilih dan total biaya transportasi yang diperlukan untuk mengirimkan barang ke antar kantor KALOG melalui jaringan kereta api. Model yang dikembangkan dalam penelitian ini yaitu model Hub Location Problem (HLP) yang mempertimbangkan kapasitas gerbong dan rute kereta dengan variabel keputusan meliputi stasiun pemberhentian yang dipilih dan alokasi muatan yang dikirim. Kemudian, model tersebut diolah untuk salah satu kereta api yang digunakan oleh KALOG yaitu kereta api Senja Utama Solo yang mempunyai rute berangkat dari stasiun Solo Balapan menuju stasiun Pasar Senen. Dengan menggunakan model ini, para pengambil keputusan dapat mengevaluasi pemilihan lokasi fasilitas stasiun pemberhentian yang dapat memberikan biaya pembukaan hub dan biaya transportasi yang minimum.
Kata Kunci: Model Hub Location Problem, transportasi logistik kereta api, kurir dan kargo, Integer Linear Programming, minimasi biaya.
vi
Virda Hersy Lutviana Saputri / S801708006. 2019. Development of the Hub Location Problem Model for Logistics Transportation Using Trains (Case Study: PT. Kereta Api Logistics).Thesis: Supervisor I: Dr. Ir. Wahyudi Sutopo, S.T., M.Si. Supervisor II: Dr. Muhammad Hisjam, S.T.P., M.T. Master of Industrial Engineering Program, Universitas Sebelas Maret, Surakarta.
ABSTRACT
PT Kereta Api Logistik (KALOG) is a business unit of PT Kereta Api Indonesia (Persero) with the field of logistics distribution service based on the railway. One of the business areas in KALOG is courier and Cargo (KALOG Express). KALOG through KALOG Express serves the delivery of goods and documents with the reach of Java Island and has been expanded to Sumatra and Bali. Trains are efficient and effective rail-based road transport mode. This is evidenced by the number of goods that can be transported using a special train of goods or train of passengers, this mode is considered more profitable when compared with other modes of land transportation The focus of this research is on the KALOG service as a transporter, where KALOG plays a role in the process of delivering goods to the office of KALOG through the railway network. While, for the process of pickup and delivery of goods carried out by other services companies engaged in the Courier field. The process of sending goods is through the carriages that are included in the passenger train series. This study discusses about the selection of railway station facilities, called the Hub to carry out the loading and unloading of goods from the Origin KALOG office to the destination KALOG office The objective of the research is to develop a model of optimization to minimize the total cost of establishment of KALOG office at the selected railway stop station and the total cost of transportation needed to deliver the goods to inter-office KALOG through the rail network. The model developed in this study is Hub Location Problem (HLP) model which considers the capacity of carriages and train routes with variable decisions including the selected stop stations and freight allocation sent. Then, the model was processed for one of the trains used by KALOG namely the Senja Utama Solo train which has routes departing from Solo Balapan station to Pasar Senen station. By using this model, decision makers can evaluate the location selection of station facilities which can provide a minimum hub opening cost and transportation cost.
Keywords: Hub Location Problem Model, Railway logistics transport, courier and Cargo, Integer Linear Programming, minimation cost.
vii
PRAKATA
Assalamualaikum Warahmatulahi Wabarakatuh
Alhamdulillah, puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT karena berkat rahmat dan karunia-Nya penulis dapat menyusun dan menyelesaikan tesis yang berjudul “Pengembangan Model Hub Location Problem untuk Transportasi Logistik Melalui Kereta Api (Studi Kasus: PT. Kereta Api Logistik)” ini dengan baik. Tesis ini disusun untuk memenuhi syarat memperoleh gelar magister teknik di Program Studi Magister Teknik Industri UNS. Penulis berharap tesis ini dapat memberi manfaat baik untuk perusahaan terkait, Program Studi Magister Teknik Industri UNS, maupun segenap civitas akademika Universitas Sebelas Maret Surakarta.
Pada kesempatan ini, penulis juga ingin menyampaikan ucapan terima kasih kepada pihak-pihak yang telah banyak membantu selama pelaksanaan riset maupun penyusunan tesis ini, yaitu:
1. Allah Subhanahu wa ta'ala dan Nabi Muhammad Sallallahu’alayhi wa sallam yang menjadi suri teladan bagi penulis.
2. Ayah saya Heri Sudarwanta dan Ibu saya Siti Sundari beserta kedua adik saya Nindyari Herynda Arviany dan Destra Ridho Adha Viandirsa yang penulis sayangi dan cintai, terima kasih atas doa, dukungan, perhatian, dan kasih sayang tak terbatas yang telah diberikan kepada penulis. Semoga Allah membalas kebaikan kalian dengan yang lebih baik.
3. Bapak Dr. Eko Pujiyanto, S.Si., M.T. selaku Ketua Program Studi Magister UNS dan selaku penguji telah memberi masukan, arahan serta saran pada penelitian ini.
4. Bapak Dr. Ir. Wahyudi Sutopo, S.T., M.Si. dan Bapak Dr. Muhammad Hisjam, S.T.P., M.T. selaku pembimbing I dan pembimbing II yang telah memberikan banyak masukan, bimbingan, pengarahan dan kemudahan selama penulisan tesis ini.
5. Bapak Dr. Bambang Suhardi, S.T., M.T. selaku penguji II yang telah memberikan masukan, kritik, dan saran terhadap penelitian ini.
viii
6. Bapak Yuniaristanto, S.T., M.T. selaku pembimbing penulis selama berada di Laboratorium Sistem Logistik dan Bisnis yang telah memberikan bimbingan, masukan, arahan, dan dukungan kepada penulis.
7. Seluruh dosen dan staff Program Studi Magister Teknik Industri Universitas Sebelas Maret atas segala ilmu dan bimbingan yang telah diberikan.
8. Finda Arwi Mahardika, Galuh Qodrina, Anggit Setyo Hernawan, Silvi Widhi, Era Febriana A, Nida An Khofiyah yang selalu memberikan bantuan dan motivasi setiap saat, terimakasih ya semoga Allah SWT membalas kebaikan kalian dengan kebaikan yang lebih.
9. Teman-teman asisten Laboratorium Sistem Logistik dan Bisnis yang keren.
Iza, Anita, Via, Nindy, Zufar untuk sharing ilmu, teman rumpi, dan berkeluh kesah di lab tercinta.
10. Teman-teman Tim Horee mba Dana, Isna dan Nanik yang selalu tanpa lelah mendengarkan keluh-kesah penulis, semoga cepat lulus yaa.
11. Teman-teman Program Studi Magister Teknik Industri UNS angkatan 2017 ganjil, Pak Bambang, Pak Dwi, Mas Yunus, Mas Irham, Mas Abdul, Mba Ridya. Teman-teman Program Studi Magister Teknik Industri UNS yang tidak dapat disebutkan satu persatu. Terima kasih untuk bantuan, sharing ilmu, semangat dan doanya. Semoga kita menjadi manuasia yang senantiasa bermanfaat.
12. Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu, terima kasih atas segala bantuan dan doa yang telah diberikan.
Penulis menyadari bahwa tesis ini jauh dari sempurna dan banyak memiliki kekurangan. Oleh karena itu penulis mengharapkan kritik, masukan dan saran yang membangun untuk penyempurnaan tesis ini. Semoga tesis ini dapat memberikan manfaat bagi pembaca sekalian.
Wassalamualaikum Warahmatulahi Wabarakatuh
Surakarta, November 2019 Penulis
Virda Hersy Lutviana Saputri
ix DAFTAR ISI
Halaman Judul ……… i
Halaman Pengesahan Pembimbing ………... ii
Halaman Pengesahan Penguji ……… iii
Pernyataan Keaslian dan Persyaratan Publikasi ……… iv
Abstrak ……… v
Prakata ……… vii
Daftar Isi ………. ix
Daftar Tabel ……… xii
Daftar Gambar ………... xiii
Daftar Lampiran ……… xix
Daftar Publikasi ………. xx
BAB I. PENDAHULUAN ……… 1
A. Latar Belakang Masalah ……….. 1
B. Kebaruan Penelitian ………. 5
C. Rumusan Masalah ……… 7
D. Tujuan Penelitian ………. 7
E. Manfaat Penelitian ………... 7
F. Batasan Masalah ……….. 8
G. Asumsi Penelitian ……… 8
H. Sistematika Penulisan ……….. 8
BAB II. TINJAUAN PUSTAKA ………. 10
A. Landasan Teori .……….. 10
1. Fasilitas Hub ……….. 10
2. Klasifikasi Hub Location Problem ………. 12
3. Model Dasar Hub Location Problem ……….. 13
4. Penelitian Terdahulu ………... 25
5. Penentuan Lokasi ……… 30
6. Optimasi dan Pemodelan ……… 36
7. Model Pemrograman Linier ……… 38
8. Integer Linear Programming ………... 39
x
9. Metode Branch and Bound ……… 41
10. ILOG CPLEX ……… 43
B. Profil Perusahaan PT Kereta Api Logistik ……….. 45
C. Kerangka Berpikir ……….………... 48
D. Hipotesis ……….. 49
BAB III. METODE PENELITIAN ……… 50
A. Identifikasi Awal ……….. 50
1. Studi Pustaka ……….. 50
2. Identifikasi Masalah ………... 50
3. Penetapan Rumusan Masalah, Tujuan, dan Manfaat Penelitian … 52 4. Penetapan Batasan dan Asumsi Penelitian ………. 52
B. Tahap Pengembangan Model ………... 53
1. Penggambaran Deskripsi Sistem dan Influence Diagram ……….. 53
2. Penyusunan Model ………. 53
3. Pengkodean Model ………. 54
4. Verifikasi dan Validasi Model ……… 54
C. Tahap Analisis, Kesimpulan dan Saran…… ………... 55
BAB IV. HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN ………... 56
A. Hasil Penelitian ……… 56
1. Deskripsi Sistem ……… 56
2. Influence Diagram ………. 61
3. Formulasi Model ……… 63
4. Verifikasi dan Validasi Model ……… 64
5. Pengolahan Data ………. 65
B. Pembahasan ……….……. 78
1. Analisis Pengaruh Perubahan Parameter Koefisien ꭓ, α, ⸹ terhadap Model ………. 79
2. Analisis Pengaruh Perubahan Parameter Koefisien α terhadap Model 80 3. Analisis Pengaruh Perubahan Parameter Kapasitas Total Gerbong terhadap Model ………. 81
4. Analisis Pengaruh Perubahan Parameter Muatan yang Dikirim terhadap Model ………. 82
xi
5. Analisis Kemamputerapan Model ………. 83
C. Nilai-nilai Kebaruan dan Keterbatasan Penelitian ……….. 84
BAB V. SIMPULAN DAN SARAN ………... 86
A. Simpulan ……….……. 86
B. Saran ……… 87
Daftar Pustaka ………. 89
xii
DAFTAR TABEL
Tabel 1.1 Posisi Penelitian Saat ini terhadap Penelitian Sebelumnya……. 6
Tabel 2.1 Notasi untuk HLP ……… 24
Tabel 4.1 Daftar jenis kiriman KALOG ………. 59
Tabel 4.2 Daftar kereta yang digunakan KALOG ………. 60
Tabel 4.3 Komponen Model ……… 62
Tabel 4.4 Verifikasi satuan Model ………. 64
Tabel 4.5 Hasil Pemilihan Lokasi Hub ……… 70
Tabel 4.6 Muatan yang dialokasikan dari Kantor KALOG Asal ke Stasiun Hub ……….. 70
Tabel 4.7 Muatan yang dialokasikan dari Kantor KALOG Asal ke Stasiun Hub dan Stasiun Akhir ……….……… 71
Tabel 4.8 Muatan yang dialokasikan dari Kantor KALOG Asal ke Kantor KALOG Tujuan melalui Stasiun Akhir ………... 71
Tabel 4.9 Perhitungan Total Biaya untuk Koleksi Barang ……….. 76
Tabel 4.10 Perhitungan Total Biaya untuk Transfer Barang ……… 77
Tabel 4.11 Perhitungan Total Biaya untuk Distribusi Barang ……….. 77
Tabel 4.12 Skenario Perubahan Nilai Koefisien 𝜒 𝛼 𝛿 ……….. 79
Tabel 4.13 Skenario Perubahan Nilai Koefisien 𝛼 ……… 80
Tabel 4.14 Pengaruh Perubahan Kapasitas Gerbong pada Model …………. 82
Tabel 4.15 Pengaruh Perubahan Muatan yang Dikirim pada Model ………. 82
xiii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Contoh Hub Location Problem ……… 11
Gambar 2.2 Klasifikasi Hub Location Problem ……….. 15
Gambar 2.3 Contoh Jaringan Hub ……….. 21
Gambar 2.4 Klasifikasi Masalah Optimisasi ……… 37
Gambar 2.5 Proses Pengambilan Keputusan ……….. 37
Gambar 2.6 Kerangka Berpikir ………... 48
Gambar 3.1 Kerangka Penelitian ……… 51
Gambar 4.1 Penggambaran Proses Bisnis Layanan door-to-door …….. 56
Gambar 4.2 Penggambaran Proses Bisnis Layanan sebagai Transporter 57 Gambar 4.3 Penggambaran Proses Bisnis Layanan menggunakan Multimoda ……….. 57
Gambar 4.4 Aliran Barang dalam Rantai Pasok ……… 58
Gambar 4.5 Influence Diagram Model ………. 61
Gambar 4.6 Flowchart Pengolahan Data pada Ilog CPLEX ………… 68
Gambar 4.7 Algoritma Metode Branch-and-Cut ………. 69
Gambar 4.8 Langkah-langkah Pengolahan Data ……….. 78
Gambar 4.9 Grafik Pengaruh Perubahan Nilai Koefisien 𝜒 𝛼 𝛿 terhadap Solusi Model ……… 79
Gambar 4.10 Grafik Pengaruh Perubahan Nilai Koefisien 𝛼 terhadap Solusi Model ……… 81
Gambar 4.11 Skema Analisis Kemamputerpan Model Penelitian ……. 84
Gambar 4.12 Skema Kebaruan dan Keterbatasan Penelitian Ini ……… 85
xix
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1. Rute dan Jadwal KA Senja Utama Solo ……….... L-1 Lampiran 2. Rute dan Jadwal KA Mutiara Selatan ……… L-2 Lampiran 3. Rute dan Jadwal KA Majapahit ………. L-4 Lampiran 4. Rute dan Jadwal KA Malabar ……… L-6 Lampiran 5. Rute dan Jadwal KA Logawa ……… L-8 Lampiran 6. Rute dan Jadwal KA Bangunkarta ………….……… L-10 Lampiran 7. Rute dan Jadwal KA Anggrek ………... L-11 Lampiran 8. Rute dan Jadwal KA Tawang Alun ………... L-12 Lampiran 9. Rute dan Jadwal KA Taksaka ……… L-14 Lampiran 10. Rute dan Jadwal KA Singosari ……….. L-15 Lampiran 11. Peta Jalur KA ………. L-17 Lampiran 12. Daftar Kantor KALOG di Pulau Jawa ……… L-22 Lampiran 13. Kuesioner Validasi ………. L-24 Lampiran 14. Data Input ………... L-32 Lampiran 15. Pengkodean pada Ilog CPLEX ……….. L-35 Lampiran 16. Hasil Engine log pada Ilog CPLEX ………... L-40
xx
DAFTAR PUBLIKASI
1. Judul Publikasi: Optimal location of rail-road freight hubs: A case study Dipresentasikan dalam The 4th International Conference on Industrial, Mechanical, Electrical, and Chemical Engineering (IC-IMECE 2018)
Bertempat di Hotel Alana & Convention Center Solo, Indonesia Pada 9 – 10 Oktober 2018
AIP Conference Proceedings 2097, 030055 (2019) Published Online: 23 April 2019
The 4th International Conference on Industrial, Mechanical, Electrical, and Chemical Engineering AIP Conf. Proc. 2097, 030055-1–030055-7;
https://doi.org/10.1063/1.5098230 Published by AIP Publishing. 978-0-7354- 1827-1/$30.00
2. Judul Publikasi: The Capacitated Multiple-Allocation Hub Location Problem Model for Railway Logistics Transportation
Dipresentasikan dalam The 9th Annual International Conference on Industrial Engineering and Operations Management (IEOM 2019)
Bertempat di Hotel JW Marriott, Bangkok, Thailand Pada 5 -7 Maret 2019
Proceedings of the International Conference on Industrial Engineering and Operations Management Bangkok, Thailand, March 5-7, 2019
