PENJADWALAN PRODUKSI PADA ALIRAN

FLOWSHOP DENGAN METODE GENETIC-WHALE

OPTIMIZATION ALGORITHM UNTUK MEMINIMASI

KONSUMSI ENERGI

( STUDI KASUS CV. CITRA MENTARI )

Skripsi

Diajukan Kepada Universitas Muhammadiyah Malang

Untuk Memenuhi Salah Satu Persyaratan Akademik

Dalam Menyelesaikan Program Sarjana Teknik

Disusun oleh :

LAYYINATUR RAHMAWATIE

201510140311085

JURUSAN TEKNIK INDUSTRI

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG

2019

i

KATA PENGANTAR

Assalamualaikum Wr. Wb.

Alhamdulillahi rabbil’alamin, puji syukur penulis panjatkan kepada kehadirat

Allah SWT yang telah melimpahkan berkah dan rahmat karunia-Nya sehingga penulis

dapat menyelasaikan skripsi yang berjudul “Penjadwalan Produksi Pada Aliran

Flowshop Dengan Metode Genetic-Whale Optimization Algorithm Untuk

Meminimasi Konsumsi Energi” dengan lancar dan tepat waktu. Shalawat serta salam

semoga selalu tercurahkan kepada junjungan besar Nabi Muhammad SAW beserta

keluarga dan para sahabatnya hingga pada umatnya sampai akhir zaman. Skripsi ini

disusun sebagai salah satu syarat kelulusan dalam program studi strata 1 Jurusan

Teknik Industri Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Malang.

Dalam proses penyusunan skripsi ini, penulis mendapatkan banyak sekali

bantuan, bimbingan, motivasi serta dukungan dari berbagai pihak. Pada kesempatan ini

penulis ingin mengucapkan terima kasih banyak kepada :

1. Allah SWT atas berkah dan rahmat-Nya sehingga skripsi ini dapat terselesaikan

dengan baik dan tepat waktu.

2. Terimakasih banyak kepada Bapak dan Ibu yang selalu mendoakan dan

mensupport penulis dalam proses pengerjaan skripsi. Selalu menjadi motivas i

penulis untuk segera menyelesaikan skripsi dan lulus. Semoga dapat selalu

membanggakan beliau.

3. Pak Dr. Ilyas Mas’udin, M.log., S.Cm., PhD selaku dosen pembimbing 1, penulis

mengucapkan banyak sekali terimakasih telah memberi bimbingan, masukan dan

waktunya untuk membimbing penulis dengan baik. Mohon maaf apabila terdapat

banyak kesalahan baik yang disengaja ataupun tidak selama bimbingan

4. Pak Dana Marsetya Utama, S.T., M.T selaku dosen pembimbing 2 dan dosen

wali kelas TIB, penulis ucapkan banyak sekali terimakasih selalu memberi

bimbingan, masukan dan waktunya untuk membimbing penulis. Mohon maaf

ii

apabila terdapat banyak kesalahan baik yang disengaja ataupun tidak selama

bimbingan

5. Ibu Annisa Kesy Garside, S.T., M.T selaku dosen penguji 1, penulis

mengucapkan terima kasih telah memberikan ilmu, dukungan serta waktunya

untuk membimbing penulis, sehingga penulis dapat segera menyelesaikan revisi

sidang tepat waktu.

6. Ibu Shanty Kusuma Dewi, S.T., M.T selaku dosen penguji 2, penulis

mengucapkan terima kasih sudah memeberikan waktu, dukungan serta waktunya

untuk membimbing penulis, sehingga penulis dapat segera menyelesaikan revisi

sidang tepat waktu.

7. Seluruh dosen jurusan Teknik Industri yang penulis hormati, penulis

mengucapkan terima kasih atas segala ilmu dan didikan yang telah diberikan

mulai dari awal semester sampai dengan saat ini. Insyaallah ilmu yang telah

diberikan akan menjadi amal untuk kehidupan di akhirat kelak dan bermanfaat

untuk kedepannya bagi penulis. Semoga seluruh dosen jurusan Teknik Industri

selalu diberikan kesehatan dan kelancaran oleh Allah SWT.

8. Terimakasih kepada Bapak dan ibu karyawan CV. Citra Mentari, terutama

kepada Bapak Agus yang telah membantu, memberikan ilmu dan waktunya

selama kegiatan penelitian.

9. Teman-teman TIB 2015, Terima kasih atas kebersamaan kita dalam berjuang

mencari ilmu, dukungan, motivasi, dan kenangan yang sudah diberikan. Terima

kasih sudah memberi aku pelajaran mengenai perbedaan dan tetap saling

menghargai satu sama lainya. Semoga tali silaturahmi kita masih bisa tetap

terjaga hingga masa tua nantinya. Mohon maaf apabila selama ini aku punya

salah baik ucapan perilaku yang disengaja atau tidak yang telah menyakiti hati

kalian

10. Terimakasih kepada Nanda, Tata dan Citra (AISIH) dan semua teman terdekat

yang sudah menemani, mensupport, memotivasi, menghibur, membantu,

menerima kekurangan dan kelebihan aku dari awal sebelum masuk perkuliahan

iii

hingga saat ini. Makasih telah menjadi tempat berkeluh kesah dari hal

perkuliahan, percintaan, pertemanan, dll. Semoga setelah lulus tali silaturahmi

kita masih tetap terjaga. Mohon maaf atas segala kekurangan dan keselahan aku

selama ini baik yang disengaja atau tidak

Semoga Allah SWT memberi balasan yang setimpal kepada semuanya.

Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan skripsi ini masih jauh dari kata

sempurna. Untuk itu dengan segala kerendahan hati penulis menerima segala saran dan

kritik yang bersifat membangun. Harapanya semoga skripsi yang telah disusun ini

dapat bermanfaat bagi penulis, maupun bagi para pembaca.

Wassalamu’alaikum Wr.Wb

Malang, 15 November 2019

Penulis

Layyinatur Rahmawatie

vi

DAFTAR ISI

HALAMAN SAMPUL ............................................................................................

LEMBAR PESESAHAN SKRIPSI .........................................................................

LEMBAR BIMBINGAN SKRIPSI .........................................................................

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

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

SURAT KETERANGAN PERUSAHAAN .............................................................

KATA PENGANTAR ..............................................................................................i

ABSTRAK................................................................................................................iv

ABSTRACT ...............................................................................................................v

DAFTAR ISI ............................................................................................................vi

DAFTAR TABEL.....................................................................................................ix

DAFTAR GAMBAR ................................................................................................xi

DAFTAR LAMPIRAN ............................................................................................xii

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

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

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

1.3 Tujuan Penelitian.................................................................................................3

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

1.5 Batasan Masalah dan Asumsi..............................................................................3

BAB II LANDASAN TEORI ...............................................................................5

2.1 Pengertian Penjadwalan ......................................................................................5

2.2 Penjadwalan Flow shop .....................................................................................5

2.3 Klasifikasi Kondisi Penjadwalan ........................................................................6

2.4 Gantt Chart ........................................................................................................6

2.5 Konsumsi Energi .................................................................................................8

2.6 Genetic Algorithm (GA) .....................................................................................9

vii

2.7 Whale Optimization Algorithm (WOA) .............................................................12

2.8 Literatur Review Penelitian Terdahulu ...............................................................14

BAB III METODOLOGI PENELITIAN ...........................................................17

3.1 Flowchart Tahapan Penelitian ............................................................................17

3.2 Deskripsi Metodologi Penelitian .........................................................................18

3.2.1 Tahap Identifikasi dan Penelitian Awal ........................................................18

3.2.2 Tahap Pengumpulan Data .............................................................................18

3.2.3 Tahap Pengolahan Data ................................................................................19

3.2.3.1 Penjadwalan Produksi Perusahaan ...........................................................19

3.2.3.2 Penjadwalan Produksi Dengan Metode Usulan .......................................19

3.2.4 Tahap Analisis dan Interpretasi Hasil............................................................23

3.2.5 Tahap Kesimpulan dan Saran .......................................................................23

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

4.1 Pengumpulan Data .............................................................................................24

4.1.1 Data Pesanan .................................................................................................24

4.1.2 Data Jumlah Mesin Yang Digunakan ............................................................25

4.1.3 Tahapan Proses Produksi ..............................................................................25

4.1.4 Data Waktu Proses Tiap Job ........................................................................26

4.2 Pengolahan Data.................................................................................................28

4.3.1 Contoh Perhitungan Kasus Sederhana 4 Job 3 Mesin...................................28

4.3.2 Perhitungan Total Konsumsi Energi 4 Job 3 Mesin Menggunakan Metode G-

WOA Secara (manual)............................................................................................28

4.3.3 Perhitungan Total Konsumsi Energi 4 Job 3 Mesin Menggunakan Metode

FCFS Secara (manual) ............................................................................................45

4.3.4 Penjadwalan Dengan Metode Perusahaan .....................................................46

4.3.5 Penjadwalan Dengan Metode Usulan GAWOA...........................................48

4.3.6 Uji Performance ...........................................................................................49

4.3.7 Perbandingan Penjadwalan GAWOA dengan Metode Perusahaan ..............50

BAB V ANALISA DAN PEMBAHASAN ............................................................51

viii

5.1 Analisa Hasil Penjadwalan Metode Perusahaan Dan Metode Usulan (Genetic-

Whale Optimization Algorithm) ...............................................................................51

5.1.1 Analisa Penjadwalan Perusahaan ..................................................................51

5.1.2 Analisa Penjadwalan Genetic-Whale Optimization Algorithm (GAWOA) ..54

5.2 Perbandingan Nilai Parameter Metode Genetic-Whale Optimization Algorithm

(GAWOA) ................................................................................................................57

5.3 Analisa Perbandingan Genetic-Whale Optimization Algorithm (GAWOA)

Dengan Metode Perusahaan......................................................................................60

BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN ...............................................................63

6.1 Kesimpulan..........................................................................................................63

6.2 Saran ...................................................................................................................63

DAFTAR PUSTAKA..............................................................................................64

LAMPIRAN ............................................................................................................68

ix

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Literatur Review Penelitian Terdahulu .....................................................16

Tabel 3.1 Contoh Pengujian Parameter Metode Genetic Algorithm........................17

Tabel 3.2 Contoh Perbandingan Metode Penjadwalan .............................................23

Tabel 4.1 Data Pesanan ............................................................................................24

Tabel 4.2 Data Mesin yang Digunakan .....................................................................25

Tabel 4.3 Data Waktu Siklus ....................................................................................26

Tabel 4.4 Data Waktu Proses (detik) ........................................................................27

Tabel 4.5 Data Waktu Proses (menit) .......................................................................27

Tabel 4.6 Waktu Proses Kasus Sederhana................................................................28

Tabel 4.7 Energi yang Dikeluarkan Tiap Mesin.......................................................28

Tabel 4.8 Contoh Perhitungan Konsumsi Energi pada Sampel X1 .........................30

Tabel 4.9 Rekapitulasi Total Konsumi Energi ..........................................................31

Tabel 4.10 Hasil Pengurutan Total Konsumsi Energi...............................................32

Tabel 4.11 Rekapitulasi Hasil Perhitungan LRF......................................................34

Tabel 4.12 Pemilihan Sampel Pindah Silang ............................................................35

Tabel 4.13 Proses Cross Over..................................................................................37

Tabel 4.14 Hasil Proses Cross Over ........................................................................37

Tabel 4.15 Penentuan Mutasi Pada Kromosom........................................................38

Tabel 4.16 Proses Hasil Mutasi ................................................................................39

Tabel 4.17 Total Konsumsi Energi ...........................................................................40

Tabel 4.18 Hasil Rekapitulasi Penjadwalan Algoritma Genetika.............................40

Tabel 4.19 Inisialisasi Posisi Paus............................................................................41

Tabel 4.20 Vektor Posisi Paus Sesuai GA ...............................................................41

Tabel 4.21 Urutan Job hasil LRV.............................................................................42

Tabel 4.22 Rekapitulasi Posisi Terbaru ....................................................................43

Tabel 4.23 Urutan Job Terbaru.................................................................................44

x

Tabel 4.24 Rekapitulasi Total Konsumsi Enrgi Terbaru ..........................................44

Tabel 4.25 Rekapitulasi Total Konsumsi Energi pada Tiap Iterasi ..........................44

Tabel 4.26 Hasil Total Konsumsi Energi metode FCFS Kasus Sederhana ..............46

Tabel 4.27 Hasil Total Konsumsi Energi Metode Perusahaan .................................47

Tabel 4.28 Hasil Rekapitulasi Total Konsumsi Energi dengan Metode Usulan.......48

Tabel 4.29 Perbandingan Metode Penjadwalan ........................................................50

xi

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Pola Aliran Flow Shop .........................................................................5

Gambar 2.2 Gantt Chart ..........................................................................................7

Gambar 2.3 Prosedur Genetic Algorithm .................................................................9

Gambar 2.4 Prosedur Whale Optimization Algorithm .............................................12

Gambar 3.1 Flowchart Tahapan Penelitian...............................................................17

Gambar 3.2 Flowchart Prosedur Metode Usulan .....................................................20

Gambar 3.3 Flowchart Inisialisasi Metode GA .......................................................21

Gambar 4.1 Gantt Chart Populasi X1......................................................................31

Gambar 4.2 Hasil Total Konsumsi Energi dengan Matlab.......................................45

Gambar 4.3 Gantt Chart Metode FCFS Kasus Sederhana .......................................46

Gambar 5.1 Gantt Chart Metode Perusahaan ...........................................................52

Gambar 5.2 Grafik Konsumsi Energi Saat Proses Dan Idle Metode Perusahaan.....53

Gambar 5.3 Grafik Total Konsumsi Energi Penjadwalan Perusahaan .....................53

Gambar 5.4 Gantt Chart Metode GAWOA .............................................................55

Gambar 5.5 Grafik Konsumsi Energi Saat Proses Dan Idle Metode GAWOA .......56

Gambar 5.6 Grafik Total Konsumsi Energi Penjadwalan GAWOA .......................56

Gambar 5.7 Grafik Total Konsumsi Energi Percobaan Parameter GAWOA ..........58

Gambar 5.8 Grafik Waktu Komputasi Percobaan Parameter GAWOA ..................59

Gambar 5.9 Grafik Perbandingan Konsumsi Energi Tiap Mesin .............................61

Gambar 5.10 Grafik Perbandingan KE Saat Proses Dan Idle Tiap Metode ............61

Gambar 5.11 Grafik Perbandingan Total Konsumsi Energi .....................................62

xii

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1 Gambar Mesin yang Digunakan CV. Citra Mentari..............................68

Lampiran 2 Perhitungan Fungsi Tujuan Kasus Sederhana.......................................71

Lampiran 3 Perhitungan Konsumsi Energi Metode Usulan (GAWOA) ..................76

64

DAFTAR PUSTAKA

Abdel-Basset, M., Manogaran, G., El-Shahat, D., & Mirjalili, S. (2018). A Hybrid

Whale Optimization Algorithm Based On Local Search Strategy For The

Permutation Flow Shop Scheduling Problem. Future Generation Computer

Systems, 85, 129-145.

Ali, R. S., Alnahwi, F. M., & Abdullah, A. S. (2019). A Modified Camel Travelling

Behaviour Algorithm For Engineering Applications. Australian Journal of

Electrical and Electronics Engineering, 16(3), 176-186.

Aziz, M. (2017). Pemodelan Algoritma Genetika Pada Sistem Penjadwalan

Perkuliahan Prodi Ilmu Komputer Universitas Lambungmangkurat. KLIK-

KUMPULAN JURNAL ILMU KOMPUTER, 1(1), 67-79.

Baker, K. R., & Trietsch, D. (2013). Principles Of Sequencing And Scheduling: John

Wiley & Sons.

Bashori, H., Pratikto, P., & Sugiono, S. (2015). Penjadwalan Flow Shop Dengan

Penerapan Cross Entropy-Genetic Algorithm (Cega) Untuk Meminimas i

Makespan. Journal of Engineering and Management in Industrial System, 3(1).

Bayani, L., Herlina, L., & Febianti, E. (2017). Usulan Penjadwalan Produksi Pada

Aliran Flow Shop dengan Algoritma Genetika untuk Meminimasi Makespan.

Jurnal Teknik Industri Untirta.

Dai, M., Tang, D., Giret, A., Salido, M. A., & Li, W. D. (2013). Energy-Efficient

Scheduling For A Flexible Flow Shop Using An Improved Genetic-Simulated

Annealing Algorithm. Robotics and Computer-Integrated Manufacturing,

29(5), 418-429.

Ginting, R. (2009). Penjadwalan Mesin. Yogyakarta: Graha Ilmu.

Grobler, J., Engelbrecht, A. P., Kok, S., & Yadavalli, S. (2010). Metaheuristics For

The Multi-Objective FJSP With Sequence-Dependent Set-Up Times, Auxiliary

Resources And Machine Down Time. Annals of Operations Research, 180(1),

165-196.

65

Hamidinia, A., Khakabimamaghani, S., Mazdeh, M. M., & Jafari, M. (2012). A Genetic

Algorithm For Minimizing Total Tardiness/Earliness Of Weighted Jobs In A

Batched Delivery System. Computers & Industrial Engineering, 62(1), 29-38.

Herjanto, E. (2010). Manajemen Operasi Edisis Ke Empat: Jakarta: Grasindo.

Jiang, T., Zhang, C., Zhu, H., Gu, J., & Deng, G. (2018). Energy-Efficient Scheduling

for a Job Shop Using an Improved Whale Optimization Algorithm.

Mathematics, 6(11), 220.

Mafarja, M. M., & Mirjalili, S. (2017). Hybrid Whale Optimization Algorithm With

Simulated Annealing For Feature Selection. Neurocomputing, 260, 302-312.

Mahmudy, W. F. (2006). Penerapan Algoritma Genetika Pada Optimasi Model

Penugasan. Jurusan Matematika, FMIPA, Universitas Brawijaya: Malang.

Mahmudy, W. F. (2013). Algoritma Evolusi. Program Teknologi Informasi dan Ilmu

Komputer, Universitas Brawijaya, Malang.

Mahmudy, W. F. (2014). Optimasi Penjadwalan Two-Stage Assembly Flowshop

Menggunakan Algoritma Genetika Yang Dimodifikasi. STMIK Dipanegara

Makassar.

Masudin, I., Utama, D. M., & Susastro, F. (2014). Penjadwalan Flowshop

Menggunakan Algoritma Nawaz Enscore Ham. Jurnal Ilmiah Teknik Industri,

Vol. 13, No. 1.

Min, L., & Cheng, W. (2006). Genetic Algorithms For The Optimal Common Due Date

Assignment And The Optimal Scheduling Policy In Parallel Machine

Earliness/Tardiness Scheduling Problems. Robotics and Computer-Integrated

Manufacturing, 22(4), 279-287.

Mirjalili, S., & Lewis, A. (2016). The Whale Optimization Algorithm. Advances in

engineering software, 95, 51-67.

Mouzon, G., Yildirim, M. B., & Twomey, J. (2007). Operational Methods For

Minimization Of Energy Consumption Of Manufacturing Equipment.

International Journal of production research, 45(18-19), 4247-4271.

66

Murata, T., Ishibuchi, H., & Tanaka, H. (1996a). Genetic algorithms for flowshop

scheduling problems. Computers & Industrial Engineering, 30(4), 1061-1071.

Murata, T., Ishibuchi, H., & Tanaka, H. (1996b). Multi-Objective Genetic Algorithm

And Its Applications To Flowshop Scheduling. Computers & Industrial

Engineering, 30(4), 957-968.

Nurjanah, W. D. (2015). Penerapan Algoritma Genetika Dan Algoritma Simulated

Anneling Pada Penjadwalan Flowshop. Universitas Jember.

Nurkhalida, L. and B. Santosa (2012). "Pendekatan Cross Entropy-Genetic Algorithm

Pada Permasalahan Multi Objective Job Shop Scheduling." UPT. Perpustakaan

Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya.

Pezzella, F., Morganti, G., & Ciaschetti, G. (2008). A Genetic Algorithm For The

Flexible Job-Shop Scheduling Problem. Computers & Operations Research,

35(10), 3202-3212.

Pinedo, M. (2016). Scheduling: Theory, Algorithms, And Systems. (ed.): Springer

Science & Business Media.

Piroozfard, H., Wong, K. Y., & Wong, W. P. (2018). Minimizing Total Carbon

Footprint And Total Late Work Criterion In Flexible Job Shop Scheduling By

Using An Improved Multi-Objective Genetic Algorithm. Resources,

Conservation and Recycling, 128, 267-283.

Render, B., & Heizer, J. (2005). Operation Management, Manajemen Operasi edisi 7,

Buku 1. Penerbit Salemba Empat. Jakarta.

Sambodo, U. S., & Rosyidi, C. N. (2007). Penjadwalan Pekerjaan pada No-Wait

Flowshop dengan Kriteria Minimasi Total Waktu Tinggal Aktual

Menggunakan Algoritma Genetik. PERFORMA: Media Ilmiah Teknik Industri,

2(1).

Santosa, B., et al. (2011). "A Cross Entropy-Genetic Algorithm For M-Machines No-

Wait Job-Shopscheduling Problem." Journal of Intelligent Learning Systems

and Applications 3(03): 171.

67

Shrouf, F., Ordieres-Meré, J., García-Sánchez, A., & Ortega-Mier, M. (2014).

Optimizing The Production Scheduling Of A Single Machine To Minimize Total

Energy Consumption Costs. Journal of Cleaner Production, 67, 197-207.

Sugioko, A. (2013). Perbandingan Algoritma Bee Colony dengan Algoritma Bee

Colony Tabu List dalam Penjadwalan Flow Shop. Jurnal Metris, 14(2), 113-

120.

Tang, L., & Liu, J. (2002). A Modified Genetic Algorithm For The Flow Shop

Sequencing Problem To Minimize Mean Flow Time. Journal of Intelligent

Manufacturing, 13(1), 61-67.

Utama, D. M. (2019). Pengembangan Algoritma Neh Dan Cds Untuk Meminimas i

Consumption Energy Pada Penjadwalan Flow Shop. Paper presented at the

Prosiding SENTRA (Seminar Teknologi dan Rekayasa).

Utama, D. M., Baroto, T., Maharani, D., Jannah, F. R., & Octaria, R. A. (2019).

Algoritma ant-lion optimizer untuk meminimasi emisi karbon pada

penjadwalan flow shop dependent sequence set-up. Jurnal Litbang Industri,

9(1), 69-78.

Widodo, D. S. (2017). Pengembangan Cross Entropy-Genetic Algorithm (Cega) Pada

Penjadwalan Model Flow Shop Untuk Meminimalkan Makespan.

TEKNOTERAP, 1(1), 1–11-11–11.

Yao, Y.-J., Qian, B., Hu, R., Wang, L., & Xiang, F.-H. (2018). Carbon-Efficient

Scheduling of Blocking Flow Shop by Hybrid Quantum-Inspired Evolution

Algorithm. Paper presented at the International Conference on Intelligent

Computing.