Heterogeneous Fleet Vehicle Routing Problem with Time...

Heterogeneous Fleet Vehicle Routing Problem with Time

Windows and Multiple Products dengan Algoritma

Genetika

(Panti Asuhan KH. Mas Mansyur)

Skripsi

Diajukan Kepada Universitas Muhammadiyah Malang

Untuk Memenuhi Salah Satu Persyaratan Akademik

Dalam Menyelesaikan Program Sarjana Teknik

Disusun oleh :

MUHAMMAD YAZIR PRATAMA

NIM : 201310140311008

JURUSAN TEKNIK INDUSTRI

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG

2018

i

KATA PENGANTAR

Assalamu’alaikum Wr.Wb

Alhamdulllahirobbil ‘Alamin, puji syukur kehadirat Allah SWT yang

telah melimpahkan rahmat, taufiq dan hidayah-Nya. Sholawat serta salam selalu

tercurah kepada Rosulullah Muhammad SAW, sehingga penyusun dapat

menyelesaikan tugas akhir dengan judul “Heterogeneous Fleet Vehicle Routing

Problem with Time Windows and Multiple Products dengan Algoritma

Genetika (Studi Kasus di Panti Asuhan KH. Mas Mansyur)” sebagai syarat

untuk memperoleh gelar Kesarjanaan Strata 1 Jurusan Teknik Industri Fakultas

Teknik Universitas Muhammadiyah Malang.

Dalam penyusunan laporan tugas akhir ini, tentunya tidak lepas dari

bantuan dan dukungan dari berbagai pihak. Untuk itu pada kesempatan ini penulis

ingin mengucapkan rasa terima kasih kepada :

1. Allah SWT, karena telah memberikan kesehatan, pengetahuan dan ilmu, serta

kekuatan mental dalam mengerjakan skripsi.

2. Kedua orang tua tercinta, Bapak Mahyudin dan Ibu Saniah yang senantiasa

mencurahkan doa ikhlas setiap saat, dukungan, kesabaran, perjuangan,

menjadi motivator bagi penulis untuk terus berusaha tiada henti serta segala

hal yang tak terkira harganya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi

ini.

3. Bapak Ilyas Mas’udin, S.T.,M.Log.,Scm.,Ph.D selaku Ketua Jurusan Teknik

Industri Universitas Muhammadiyah Malang

4. Ibu Annisa Kesy Garside, S.T., M.T., selaku dosen pembimbing I yang telah

meluangkan waktu dalam membimbing, memberikan semangat, motivasi,

nasihat, bimbingan, serta kesabaran yang luar biasa. Semoga dengan ilmu

yang penulis dapatkan dari Ibu, dapat menjadi barokah. Aamiin

5. Ibu Shanty Kusuma Dewi, S.T., M.T., selaku dosen pembimbing II yang telah

meluangkan waktu dalam membimbing, memberikan semangat, motivasi,

nasihat, bimbingan, serta kesabaran yang luar biasa. Semoga dengan ilmu

yang penulis dapatkan dari Ibu, dapat menjadi barokah. Aamiin

ii

6. Bapak Ilyas Mas’udin ST.,M.Log.,Scm.,Ph.D selaku dosen penguji I dalam

ujian skripsi. Terima kasih pak atas semua masukan, saran dan bimbingannya

untuk membangun dan memperbaiki skripsi penulis.

8. Ibu Ikhlasul Amallynda, S.T., M.T.,selaku dosen penguji II dalam ujian

sidang penulis. Terimakasih pak untuk saran dan masukan yang membangun

untuk perbaikan skripsi penulis.

9. Bapak M. Lukman MT., selaku dosen wali penulis. Terimakasih atas arahan

dan bimbingannya pak.

10. Segenap Dosen Jurusan Teknik Industri Universitas Muhammadiyah Malang

atas segala bimbingan dan arahannya

11. Rekan seperjuanagan Mahasiswa Jurusan Teknik Industri, khususnya Teknik

Industri 2013 A yang telah memberikan dukungan, doa, waktu dan tenaga

dalam penyusunan skripsi ini. Semoga kita semua diberi kesempatan untuk

berkumpul kembali dengan keadaan sehat wal’afiat. Aamiin.

12. Keluarga besar Panti Asuhan KH. Mas Mansyur yang sudah membimbing

dan membantu penyusunan skripsi ini.

15. Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu yang telah

membantu dalam penyelesaian Skripsi ini, Semoga amal kebaikannya

mendapat ridho dari Allah SWT. Amin

Dengan segala kerendahan hati, penulis menyadari bahwa skripsi ini

masih terdapat banyak kekurangan karena berbagai keterbatasan. Namun penulis

berharap bahwa skripsi ini dapat memberi manfaat kepada pembaca. Kritik dan

saran akan sangat bermanfaat bagi pengembangan penelitian lebih lanjut.

Akhir kata penulis mohon maaf yang sebesar-besarnya jika dalam proses

penyusunan skripsi ini penulis melakukan kesalahan baik disengaja maupun tidak

disengaja.

Wassalamu’alaikum Wr.Wb.

Malang, November 2018

Penulis

v

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL .........................................................................................................

LEMBAR PENGESAHAN SKRIPSI ..............................................................................

LEMBAR ASISTENSI SKRIPSI .....................................................................................

BERITA ACARA UJIAN SKRIPSI .................................................................................

SURAT PERNYATAAN KEASLIAN.............................................................................

SURAT KETERANGAN PENGAMBILAN DATA DARI PERUSAHAAN ................

Kata Pengantar ................................................................................................................. i

Abstrak .......................................................................................................................... iii

Abstract .......................................................................................................................... iv

Daftar Isi.......................................................................................................................... v

Daftar Tabel ................................................................................................................. vii

Daftar Gambar ................................................................................................................ ix

Daftar Lampiran .............................................................................................................. x

BAB 1. PENDAHULUAN ........................................................................................... 1

1.1 Latar Belakang Penelitian ................................................................................. 1

1.2 Rumusan Masalah Penelitian ............................................................................ 2

1.3 Tujuan Penelitian .............................................................................................. 2

1.4 Manfaat Penelitian ............................................................................................ 3

1.5 Batasan dan Asumsi Penelitian ......................................................................... 3

BAB II. LANDASAN TEORI ...................................................................................... 4

2.1 Disrtibusi dan Transportasi ............................................................................... 4

2.2 Vehicle Routing Problem .................................................................................. 5

2.2.1 Definisi Vehicle Routing Problem ........................................................... 5

2.2.2 Jenis-Jenis Vehilce Routing Problme ...................................................... 6

2.3 Heterogeneous Fleet Vehicle Routing Problem with Time Windows and

Multiple Products.............................................................................................. 8

2.4 Model Matematis HFVRPTWMP .................................................................. 10

2.5 Algoritma Genetika ......................................................................................... 11

2.6 Komponen-Komponen Algoritma Genetika ................................................... 13

2.7 Update Generasi dan Syarat Berhenti ............................................................. 17

vi

BAB III. METODOLOGI PENELITIAN ................................................................ 19

3.1 Flowchart Metodologi Penelitian ................................................................. 19

3.2 Penjelasan Flowchart ................................................................................... 20

3.2.1 Tahap Awal Penelitian ........................................................................ 20

3.2.2 Tahap Pengumpulan dan Pengolahan Data ......................................... 20

3.2.3 Tahap Analisis ..................................................................................... 23

3.2.4 Tahap Akhir ........................................................................................ 23

BAB IV. PENGUMPULAN DAN PENGOLAHAN DATA ................................... 24

4.1 Tinjauan Perusahaan ..................................................................................... 24

4.1.1 Profil Perusahaan ................................................................................ 24

4.1.2 Proses Bisnis perusahaan .................................................................... 24

4.2 Pengumpulan Data ........................................................................................ 25

4.2.1 Jenis-Jenis Produk ............................................................................... 25

4.2.2 Jenis-Jenis Kendaraan ......................................................................... 26

4.2.3 Permintaan Pelanggan ......................................................................... 27

4.2.4 Rute Awal Perusahaan ........................................................................ 36

4.2.5 Matrik Jarak ........................................................................................ 39

4.2.6 Matrik Waktu Tempuh ........................................................................ 43

4.2.7 Time Windows dan Waktu Pelayanan ................................................. 47

4.3 Pengolahan Data ........................................................................................... 52

4.3.1 Contoh Perhitungan Nomerik Algoritma Genetika............................. 52

4.3.2 Solusi HFVRPTWMP Menggunakan Algoritma Genetika ................ 62

BAB V. ANALISA PEMBAHASAN .......................................................................... 64

5.1 Analisa Rute Awal Perusahaan ..................................................................... 64

5.2 Analisa Rute Usulan dengan Algoritma Genetika ....................................... 70

5.3 Analisa Perbandingan Waktu Tempuh dan Biaya Transportasi ................... 76

BAB VI. PENUTUP .................................................................................................... 82

6.1 Kesimpulan ................................................................................................... 82

6.2 Saran ............................................................................................................. 83

DAFTAR PUSTAKA .................................................................................................. 84

LAMPIRAN ................................................................................................................. 87

vii

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Penelitian terdahulu ........................................................................................ 9

Tabel 4.1 Data Permintaan pada Tanggal 9 Juli 2018 (Kerdus dan Galon) ................. 28

Tabel 4.2 Data Permintaan pada Tanggal 10 Juli 2018 (Kerdus dan Galon) ............... 29



Tabel 4.5 Data Permintaan pada Tanggal 9 Juli 2018 (Volume) ................................. 32

Tabel 4.6 Data Permintaan pada Tanggal 10 Juli 2018 (Volume) ............................... 32



Tabel 4.9 Rute Awal Pengiriman AMDK .................................................................... 36

Tabel 4.10 Matrik Jarak Tanggal 9 Juli 2018 (km) ........................................................ 39

Tabel 4.11 Matrik Jarak Tanggal 10 Juli 2018 (km) ...................................................... 40



Tabel 4.14 Matrik Waktu Tempuh Tanggal 9 Juli 2018 (jam) ...................................... 43

Tabel 4.15 Matrik Waktu Tempuh Tanggal 10 Juli 2018 (jam) .................................... 44

Tabel 4.16 Matrik Waktu Tempuh Tanggal 11 Juli 2018 (jam) ..................................... 45

Tabel 4.17 Matrik Waktu Tempuh Tanggal 12 Juli 2018 (jam) ..................................... 46

Tabel 4.18 Data Time Windows dan Waktu Pelayanan Tanggal 9 Juli 2018 ................. 48

Tabel 4.19 Data Time Windows dan Waktu Pelayanan Tanggal 10 Juli 2018 ............... 49



Tabel 4.22 Matrik Jarak dan Permintaan........................................................................ 52

Tabel 4.23 Matrik Waktu Tempuh ................................................................................. 53

Tabel 4.24 Time Windows dan Waktu Pelayanan .......................................................... 54

Tabel 4.25 Kelayakan Kromosom dari Segi Time Windows .......................................... 55

Tabel 4.26 Kelayakan Kromosom dari Segi Kapasitas .................................................. 57

Tabel 4.27 Perhitungan Fungsi Fitness .......................................................................... 58

Tabel 4.28 Contoh Perhitungan dengan Roda Rolet ...................................................... 59

Tabel 4.29 Perbandingan Bilangan Random dengan Probabilitas Penyilangan ............ 59

viii

Tabel 4.30 Perbandingan Bilangan Random dengan Probabilitas Mutasi ..................... 60

Tabel 4.31 Rekapitulasi Fungsi Fitness Tiap Kromosom .............................................. 61

Tabel 4.32 Hasil Rute Menggunakan Algotitma Genetika ............................................ 62

Tabel 5.1 Rute Awal Perusahaan Tanggal 9 Juli 2018................................................. 64

Tabel 5.2 Rute Awal Perusahaan Tanggal 10 Juli 2018............................................... 66



Tabel 5.5 Rute Algoritma Genetika Tanggal 9 Juli 2018............................................. 71

Tabel 5.6 Rute Algoritma Genetika Tanggal 10 Juli 2018........................................... 72



Tabel 5.9 Biaya dan Waktu Tempuh Tanggal 9 Juli 2018 ........................................... 77

Tabel 5.10 Biaya dan Waktu Tempuh Tanggal 10 Juli 2018 ......................................... 78



Tabel 5.13 Rekapitulasi Total Biaya dan Total Waktu Tempuh .................................... 81

Tabel 6.1 Rekapitulasi Rute Hasil Algoritma Genetika ............................................... 82

ix

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Contoh Representasi Kromosom Integer ................................................... 13

Gambar 2.2 Ilustrasi Mutasi Berbasis Urutan ................................................................ 17

Gambar 3.1 Flowchart Metodologi Penelitian .............................................................. 19

Gambar 4.1 Proses Bisnis Perusahaan ........................................................................... 24

Gambar 4.2 Penyilangan dengan One Point Crossover ................................................ 60

Gambar 4.3 Mutasi dengan Berbasis Urutan ................................................................. 60

x

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1 Coding Matlab Algoritma Genetika .......................................................... 87

Lampiran 2 Hasil coding tanggal 9 Juli 2018................................................................ 98

Lampiran 3 Hasil coding tanggal 10 Juli 2018.............................................................. 98



Lampiran 6 Alamat Pelanggan .................................................................................... 100

84

DAFTAR PUSTAKA

Amador, Jaime E. Paternina, Carlos D. Montoya, Jairo R. (2014). Solving The

Heterogeneous Vehicle Routing Problem with Time Windows and Multiple

Products Via a Bacterial Meta-Heuristic. Journal Advanced Operations

Management, Vol.6, No.1.

Amorim, Pedro. Parragh, Sophie N. Sperandio, Fabricio. Almada-Lodo, Bernado.

(2014). A Rich Vehicle Routing Problem Dealing with Perishable Food: a

Case Study. Springer Berlin Heidelberg: 22:489-508.

Anggela, Melisa. (2017). Algoritma Sequential Insertion Untuk Menyelesaikan

Masalah Multiple Products dan Heterogeneous Fleet Vehicle Routing

Problem with Time Windows. Skripsi Sarjana. Universitas Muhammadiyah

Malang.

Arifudin, Riza. (2016). Optimasi Penjadwalan Proyek dengan Penyeimbangan

Biaya Menggunakan Kombinasi CPM dan Algoritma Genetika. Jurnal

Masyarakat Informatika, Volume 2, Nomor 4, ISSN 2086 – 4930.

Ballou, Ronald H. (2004). Business Logistics / Supply Chain Management. New

Jersey: Prentice Hall, Inc.

Choi, Eunjeong. Tcha, Dong W. (2007), A Column Generation Approach to The

Heterogeneous Fleet Vehicle Routing Problem. Computers and Operations

Research, 34:2080- 2095.

Coley, David A. (1999). An Introduction to Genetic Algorithms for Scientists and

Engineers. World Scientific: London.

De La Cruz, Jair J. Paternini-Arboleda, Carlos D. Cantillo, Victor. (2013). A Two

Pheromone Trail Ant Colony System –Tabu Search Approach for The

Heterogeneous Vehicle Routing Problem with Time Windows and Multiple

Products. Journal Heuristics 19:233-252.

Desiana, Astri. (2016). Penyelesaian Vehicle Routing Problem Untuk Minimasi

Total Biaya Transportasi Pada PT. XYZ Dengan Metode Algoritma

Genetika. Skripsi Sarjana, Universitas Telkom, Bandung.

85

Ding, Q. Gasvoda, J. (2004). A Genetic Algorithm for Clustering on Image Data,

CSC Journals, International Journal of Computational Intelligence Vol-1

No.1:81-86.

Gen, Mitsuo. Cheng, Runwei. (1997). Genetic Algorithms dan Engineering Design.

Canada: John Wiley dan Sons, Inc.

Gendreau, M. Laporte, G. Musaraganyi, C. Taillard, ED. (1999). A Tabu Search

Heuristic for The Heterogeneous Fleet Vehicle Routing Problem.

Computers and Operations Research; 26:1153–73.

Gheysens, F. Golden, B. Assad, A. (1986). A New Heuristic for Determining Fleet

Size and Composition. Mathematical Programming Study; 26:233–6.

Golden, B. Assad, A. Levy, L. Gheysens, F. (1984). The Fleet Size and Mix Vehicle

Routing Problem. Computers and Operations Research; 11:49–66.

Hartono, Widi. (2011). Optimasi Alokasi Sumber Daya dengan Genetic

Algorithms. Media Teknik Sipil. Vol.XI :108-114.

Haupt, Randy L. dan Haupt, Sue Ellen. (2004). Practical Genetic Algorythms

Second Edition. New Jersey: John Wiley & Sons.

Kang, Kyung H. Lee, Byung K. Lee, Yoon H. Lee, Young H. (2008). A Heuristic

for The Vehicle Routing Problem with Due Times. Computers & Industrial

Engineering 54: 421–431.

Khotimah, Husnun. (2005). Penyelesaian TSP (Traveling Salesmen Problem)

dengan Algoritma Genetika. Tesis Pascasarja. Universitas Muhammadiyah

Malang. Malang.

Kusumadewi, Sri. (2003). Artificial Intelligence (Teknik dan Aplikasinya).

Yogyakarta: Graha ilmu.

Munawir. Gani, Taufik A. Away, Yuwaldi. (2016). Implementasi Replacement

Strategy Steady State dan Generational dalam Algoritma Berevoluasi untuk

Penyelesaian TSP. Jurnal Online Teknik Elektro. Vol.1 No.1: 6-10.

Obitko, Marek. (1998). Parameters of Genetic Algorithms. diakses tanggal 28 Juli

2017 dari http://www.obitko.com/tutorials/genetic-

algorithms/parameters.php.

Pujawan, I Nyoman. (2005). Supply Chain Management. Surabaya: Guna Widya.

86

Salhi, S. Rand, GK. (1993). Incorporating Vehicle Routing Into The Vehicle Fleet

Composition Problem. European Journal of Operational Research;

66:313–30.

Santosa, Budi. Willy, Paul. (2011). Metoda Metaheuristik Konsep dan

Implementasi. Surabaya: Guna Widya.

Satriyanto. E (2009). Algoritma Genetika. diakses tanggal 28 Juli 2017 dari

http://entin.lecturer.pens.ac.id/Kecerdasan%20Buatan/Buku/Bab%207%20

Al goritma%20Genetika.pdf.

Siregar, Hariman H. (2012). Penyelesaian Vehicle Routing Problem Pada

Pendistribusian Sayuran Dataran Tinggi Menggunakan Algoritma

Genetika. Skripsi Sarjana. Institut Pertanian Bogor. Bogor.

Suprayogi, (2003). Vehicle Routing Problem-Definition Variants and Application,

Industrial System Planning and Optimization Laboratory, Departement of

Industrial Engineering, Bandung Institute of Technology, Bandung.

Taillard, ED. (1999). A Heuristic Column Generation Method for The

Heterogeneous Fleet VRP. RAIRO; 33:1–14.

Tan, K.C., Lee, L.H., Zhu, K. (2001). Heuristic methods for vehicle routing with

time windows. Artif. Intell. Eng.15, 281–295.

Tarantilis, CD. Kiranoudis, CT. Vassiliadis VS. (2004). A threshold accepting

metaheuristic for the heterogeneous fixed fleet vehicle routing problem.

European Journal of Operational Research;152:148–58.

Toth, Paolo. Vigo, Daniele. (2002). The Vehicle Routing Problem. Philadelphia:

SIAM.

Wassan, NA. Osman, IH. (2002). Tabu Search Variants for The Mix Fleet Vehicle

Routing Problem. Journal of the Operational Research Society; 53:768–82.

Widodo, Thomas Sri. (2012). Komputasi Evolusioner Algoritma Genetika,

Pemrograman Genetik, dan Pemrograman Evolusioner. Yogyakarta: Graha

Ilmu

Zukhri, Zainudin. (2014). Algoritma Genetika Metode Komputasi Evolusioner

untuk Menyelesaikan Masalah Optimasi. Yogyakarta: Andi Office

Heterogeneous Fleet Vehicle Routing Problem with Time...

Documents

Transcript of Heterogeneous Fleet Vehicle Routing Problem with Time...