View
1
Download
0
Category
Preview:
Citation preview
Penyelesaian Vehicle Routing Problem with Time Window (VRPTW)
Menggunakan Algoritma kelelawar
SKRIPSI
Amalia Ruspita Nabilla
PROGRAM STUDI S-1 MATEMATIKA
DEPARTEMEN MATEMATIKA
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS AIRLANGGA
2016
ADLN - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA
SKRIPSI AMALIA R NABILLAPENYELESAIAN VEHICLE ROUTING ...
ADLN - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA
i
Penyelesaian Vehicle Routing Problem with Time Window (VRPTW)
menggunakan Algoritma kelelawar
SKRIPSI
Amalia Ruspita Nabilla
081112077
PROGRAM STUDI S-1 MATEMATIKA
DEPARTEMEN MATEMATIKA
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS AIRLANGGA
2016
ADLN - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA
SKRIPSI AMALIA R NABILLAPENYELESAIAN VEHICLE ROUTING ...
ADLN - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA
ADLN - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA
SKRIPSI AMALIA R NABILLAPENYELESAIAN VEHICLE ROUTING ...
ADLN - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA
ADLN - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA
SKRIPSI AMALIA R NABILLAPENYELESAIAN VEHICLE ROUTING ...
ADLN - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA
iv
PEDOMAN PENGGUNAAN SKRIPSI
Skripsi ini tidak dipublikasikan, namun tersedia di perpustakaan dalam
lingkungan Universitas Airlangga, diperkenankan untuk dipakai sebagai referensi
kepustakaan, tetapi pengutipan harus seijin penulis dan harus menyebutkan
sumbernya sesuai kebiasaan ilmiah. Dokumen skripsi ini merupakan hak milik
Universitas Airlangga.
ADLN - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA
SKRIPSI AMALIA R NABILLAPENYELESAIAN VEHICLE ROUTING ...
ADLN - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA
ADLN - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA
SKRIPSI AMALIA R NABILLAPENYELESAIAN VEHICLE ROUTING ...
ADLN - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA
vi
KATA PENGANTAR
AlhamdulillahirAbbilalamiin, penulis memanjatkan puji syukur
kehadirat Allah SWT pemilik seluruh alam yang melimpahkan rahmat dan
karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul
“Penyelesaian Vehicle Routing Problem with Time Window (VRPTW)
menggunakan Algoritma Kelelawar”. Sholawat dan salam selalu
tercurahkan kepada junjungan kita Rasulullah SAW.
Dalam penulisan skripsi ini penulis menyadari akan banyaknya
bantuan, bimbingan, dan doa dari berbagai pihak. Secara khusus penulis
berterima kasih kepada :
1. Universitas Airlangga yang telah memberikan kesempatan kepada
Penulis untuk melanjutkan pendidikan tinggi.
2. Badrus Zaman, S.Kom., M.Cs selaku Ketua Departemen Matematika
Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Airlangga.
3. Dr. Eridani, M.Si selaku dosen wali selama penulis menuntut ilmu di
perkuliahan.
4. Dr. Herry Suprajitno selaku dosen pembimbing I yang telah
memberikan banyak waktu,saran dan bimbingan serta ilmu selama
perkuliahan
ADLN - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA
SKRIPSI AMALIA R NABILLAPENYELESAIAN VEHICLE ROUTING ...
ADLN - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA
vii
5. Auli Damayanti, S.Si,M.Si selaku dosen pembimbing II yang dengan
sabar memberikan bimbingan dan pengarahan untuk kesuksesan penulis
selama perkuliahan.
6. Bapak/Ibu dosen khususnya dosen Program Studi Matematika
Universitas Airlangga atas segala ilmu, nasehat, pengalaman, dan
kesabarannya yang telah diberikan selama penulis menuntut ilmu di
perkuliahan.
7. Raswagiantoro dan Anik Sutjiati selaku orang tua kandung penulis yang
luar biasa tiada henti memberi semangat, kepercayaan, dukungan, dan
doa sebagai motivasi.
8. Aulia Ruspita Salsabillah yang selalu memberi semangat dalam
tingkahnya yang jahil.
9. Uti dan seluruh keluarga yang selalu memberi dukungan baik secara
moril maupun materi.
10. Mas Anang yang selalu menemani dan memberi motivasi untuk terus
semangat dalam menyelesaikan skripsi.
11. Mbak Ninggar dan Muhammad Yan ( Cuta ) yang sangat berjasa dalam
pembuatan skripsi.
12. Teman – teman seperjuangan saya untuk wisuda di bulan Maret 2016
Fajar (Judika), Hakim (dacil) , Aji (Gembel).
13. Teman-teman Septi, (Almarhuma) Ulfa, Cici, Cista, Ines, Inov, Shofi,
Ratna, Asni, Yanti, Lista yang sangat membantu penulis dalam
menyelesaikan skripsi.
ADLN - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA
SKRIPSI AMALIA R NABILLAPENYELESAIAN VEHICLE ROUTING ...
ADLN - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA
viii
14. Teman-teman keluarga kampus Meiyin, Husnul, Haidar Fajar, Rendy,
Brian, Danang, Tina atas bantuan, dukungan dan doa yang selalu
diberikan kepada penulis
15. Teman-teman lama yang selalu menemani yaitu Arin, Rinda, Andini,
Cepe, Dwiky, Ancha, Reza, Gilang, Rizky, Angga, Mas Iam, dan Pipit
atas semua waktu dan banyaknya bantuan serta kesabaran yang
diberikan kepada penulis.
16. Teman-teman kantin Mas Jono, Rizal (Ambon), Mas Raiesha, Mas
Anto, Mada, Aditya ( Pikacu), Billi, dan teman-teman yang lain yang
sering menemani dan mendukung saya dalam pembuatan skripsi
17. Mami dan Cak Priyo yang selalu memberikan tempat untuk
menyelesaikan skripsi.
18. Teman-teman kuliah khususnya Matematika 2011 Universitas Airlangga
atas semua kesempatan dan kebersamaan.
19. Dan seluruh pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu yang telah
membantu menyelesaikan skripsi ini.
ADLN - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA
SKRIPSI AMALIA R NABILLAPENYELESAIAN VEHICLE ROUTING ...
ADLN - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA
ix
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih terdapat kekurangan
sehingga saran serta kritik yang membangun dari pembaca amat diharapkan
oleh penulis demi penyempurnaan skripsi ini.
Akhir kata, penulis berharap semoga skripsi ini dapat bermanfaat
menambah informasi bagi pembaca pada umumnya serta khususnya bagi
mahasiswa Program Studi Matematika Universitas Airlangga.
Surabaya, Januari 2016
Penulis,
Amalia Ruspita Nabilla
ADLN - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA
SKRIPSI AMALIA R NABILLAPENYELESAIAN VEHICLE ROUTING ...
ADLN - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA
x
Amalia Ruspita Nabilla, 2016, Penyelesaian Vehicle Routing Problem with
Time Window (VRPTW) menggunakan Algoritma Kelelawar. Skripsi ini
dibawah bimbingan Dr. Herry Suprajitno, M.Si dan Auli Damayanti, S.Si, M.Si.
Departemen Matematika, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Airlangga,
Surabaya.
Abstrak
Vehicle Routing Problem (VRP) adalah salah satu jenis masalah penentuan rute distribusi dimana terdapat sejumlah pelanggan yang dilayani oleh satu depot, rute pengiriman harus dimulai dan berakhir di depot, dan pengiriman dilakukan
dengan beberapa kendaraan yang memiliki kapasitas tertentu. Semua permintaan pelanggan harus terpenuhi dan setiap pelanggan dilayani oleh satu kendaraan tepat
satu kali. Vehicle Routing Problem with Time Window (VRPTW) adalah perluasan permasalahan dari VRP dengan tambahan time window di setiap pelanggan. Banyak sekali metode yang dapat diaplikasikan untuk mengerjakan VRPTW,
demikian pula untuk skripsi ini, algoritma kelelawar digunakan untuk menyelesaikan vehicle routing problem with time window . Algoritma kelelawar
adalah algoritma metaheuristik yang diinspirasi dari perilaku kelelawar yang memancarkan sonar ( gelombang suara ultrasonik) untuk mencari tau lokasi dan mangsa yang disebut ekolokasi. Algoritma kelelawar mempunyai dua parameter
penting diantaranya pulse rate dan loudness pada setiap kelelawar. Jika pulse rate kurang dari hasil bilangan asli acak antara [0,1], itu akan mengakibatkan proses
pencarian solusi lokal dipersekitaran solusi terbaik yang terpilih. Jika kebisingan lebih dari hasil bilangan asli acak antara [0,1] dan fungsi tujuan terbaru tidak lebih baik dari sebelumnya, itu akan menurunkan loudness dan menaikkan pulse rate.
Program yang digunakan untuk menyelesaikan VRPTW dengan algoritma kelelawar adalah NetBeans dan diimplementasi menggunakan 3 contoh kasus,
data kecil dengan 25 pelanggan dengan 25 kendaraan, data sedang 50 pelanggan dengan 25 dan 50 kendaraan dan data besar 100 pelanggan dengan 50 dan 100 kendaraan. Proses komputasi, memperoleh solusi terbaik dari setiap kasus.
Kata Kunci : Algoritma Kelelawar, Vehicle Routing Problem (VRP), Vehicle
Routing Problem with Time Window (VRPTW)
ADLN - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA
SKRIPSI AMALIA R NABILLAPENYELESAIAN VEHICLE ROUTING ...
ADLN - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA
xi
Amalia Ruspita Nabilla, 2016, Resolve Vehicle Routing Problem with Time
Window (VRPTW) Use Of Bat Algorithm (BA). This final project was supervised by . Dr. Herry Suprajitno, M.Si dan Auli Damayanti, S.Si, M.Si. Mathematics Department, Faculty of Science and Technology, Airlangga University, Surabaya
Abstract
Vehicle Routing Problem (VRP) is a problem in determination of vehicle’s route that employed to serve clients by utilising more than one vehicle to
obtain a route with minimum possible distance without violating its capacity constraints. Vehicle Routing Problem with Time Window (VRPTW) is expansion from VRP with additional time window. Numerous methods have been applied to
overcome VRPTW, and similarly in this undergraduate thesis, Bat Algorithm (BA) used to resolve vehicle routing problem with time window. BA is a
metaheuristic algorithm inspired by behaviour of bat on emitting sonar (ultrasonic sound waves) to find out locations and prey called echolocation. BA has two important parameters including pulse rate and loudness on each bat. If the pulse
rate below the value of real number [0,1] which obtained from randomization, it will process local search around the best chosen solution (personal best solution).
If the loudness exceeding the value of real number [0,1] which obtained from randomization and the newest destination function is not better than previous one, it will lowering loudness and increasing pulse rate. VRPTW’s solution program
using BA was built using NetBeans programming language and implemented on the two sample cases, a small data with 25 clients and 25 vehicles, a middle data
with 50 clients and 25 and 50 vehicles and also a big data 100 clients and 50 and 100 vehicles. The computation processes obtain the best solution for each case are.
Keywords : Bat Algorithm (BA), Vehicle Routing Problem (VRP), Vehicle
Routing Problem with Time Window (VRPTW)
ADLN - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA
SKRIPSI AMALIA R NABILLAPENYELESAIAN VEHICLE ROUTING ...
ADLN - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA
xii
DAFTAR ISI
Halaman
LEMBAR JUDUL ................................................................................
LEMBAR PERNYATAAN…………………………………………..
i
ii
LEMBAR PENGESAHAN NASKAH SKRIPSI.................................
LEMBAR PEDOMAN PENGGUNAAN SKRIPSI …………………
SURAT PERNYATAAN ORISINALITAS …………………………
KATA PENGANTAR………………………………………………...
ABSTRAK…………………………………………………………….
ABSTRACT…………………………………………………………...
DAFTAR ISI…………………………………………………………..
DAFTAR GAMBAR………………………………………………….
DAFTAR TABEL …………………………………………………….
DAFTAR LAMPIRAN………………………………………………..
iii
iv
v
vi
x
xi
xii
xv
xvi
xviii
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang ................................................................. 1
1.2 Rumusan Masalah ............................................................ 4
1.3 Tujuan ............................................................................... 4
1.4 Manfaat ............................................................................. 5
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Vehicle Routing Problem.................………………......... 6
2.2 Vehicle Routing Problem with Time Window................... 8
ADLN - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA
SKRIPSI AMALIA R NABILLAPENYELESAIAN VEHICLE ROUTING ...
ADLN - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA
xiii
2.3 Algoritma Kelelawar......................................................... 11
2.3.1 Ekolokasi.................................................................
2.3.2 Pergerakan Kelelawar (Movement of Bats).............
2.3.3 Pencarian Solusi Lokal ( Local Search ).................
2.3.4 Perubahan Kebisingan (Loudness) dan Pulse Rate.
2.3.5 Proses Algoritma Kelelawar....................................
12
13
14
14
16
BAB III METODE PENELITIAN ....................................................... 17
BAB IV PEMBAHASAN ....................................................................
4.1 Vehicle Routing Problem with Time Window……………...
4.2 Algoritma Kelelawar Untuk Penyelesaian Vehicle
Routing Problem with Time Window……………………….
4.2.1 Inisialisasi Parameter……………………………..
4.2.2 Input Data…………………………………………
4.2.3 Membangkitkan Solusi Awal……………………..
4.2.4 Menghitung Jarak Terpendek……………………..
4.2.5 Movement ………………………………………………
4.2.6 Local Search……………………………………………
4.2.7 Membandingkan Solusi, Mengupdate kebisingan
dan pulse rate…………………………………………..
4.2.8 Menyimpan Solusi Terbaik……………………….
4.3 Data………………………………………………………
4.4 Penyelesaian Manual Contoh VRPTW dengan Algoritma
Kelelawar………………………………………………...
20
20
21
22
23
25
27
27
29
29
30
30
31
ADLN - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA
SKRIPSI AMALIA R NABILLAPENYELESAIAN VEHICLE ROUTING ...
ADLN - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA
xiv
4.5 Program…………………………………………………..
4.6 Implementasi Program Pada Contoh VRPTW…………..
4.6.1 Data 8 Pelanggan………………………………….
4.6.2 Data 25 Pelanggan ………………………………..
4.6.3 Data 50 Pelanggan ………………………………..
4.6.4 Data 100 Pelanggan ………………………………
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN………………………...........
5.1 Kesimpulan……………………………………………….
5.2 Saran……………………………………………………...
DAFTAR PUSTAKA…………………………………………………
50
51
51
52
53
55
59
59
60
61
ADLN - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA
SKRIPSI AMALIA R NABILLAPENYELESAIAN VEHICLE ROUTING ...
ADLN - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA
xv
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1. Ilustrasi dari VRPTW.......................................................
Gambar 4.1. Algoritma Kelelawar untuk VRPTW…………………...
Gambar 4.2. Inisialisasi Prameter…………………………………...
Gambar 4.3. Input Data Jarak……………………………………….
Gambar 4.4. Input Data Permintaan Pelanggan……………………....
Gambar 4.5. Input Data Waktu Pelayanan Pelanggan………………..
Gambar 4.6. Input Data Time Window Pelanggan……………………
Gambar 4.7. Membangkitkan Solusi Awal…………………………...
Gambar 4.8. Prosedur Transformasi Pengkodean Nilai ke
Pengkodean Permutasi………………………………….
Gambar 4.9. Transformasi Urutan Pelanggan pada Rute…………….
Gambar 4.10. Prosedur Mencari Global Best…………………………
Gambar 4.11. Proses Movement……………………………………...
Gambar 4.12. Menyimpan Solusi Terbaik……………………………
9
22
23
23
24
24
24
25
26
27
28
29
30
ADLN - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA
SKRIPSI AMALIA R NABILLAPENYELESAIAN VEHICLE ROUTING ...
ADLN - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA
xvi
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 4.1. Posisi Awal……………………………………………......
Tabel 4.2. Kecepatan Awal…………………………………………...
Tabel 4.3. Pulse Rate dan Loudness…………………………………..
Tabel 4.4. Calon Rute ………………………...……………………....
Tabel 4.5. Rute Kelelawar 1…………………………………………..
Tabel 4.6. Rute Kelelawar 2…………………………………………..
Tabel 4.7. Rute Kelelawar 3……………...…………………………...
Tabel 4.8. Total Jarak dan Waktu tiap Kelelawar…………………….
Tabel 4.9. Nilai Beta…………………………………….…………….
Tabel 4.10. Nilai Frekuensi………………...…………………………
Tabel 4.11. Kecepatan Movement Kelelawar………………………...
Tabel 4.12. Posisi Movement Kelelawar ……………………………..
Tabel 4.13. Urutan Calon Rute Pelanggan dari Posisi Movement……
Tabel 4.14. Rute dan Posisi Movement Kelelawar 1…………………
Tabel 4.15. Rute dan Posisi Movement Kelelawar 2…………………
Tabel 4.16. Rute dan Posisi Movement Kelelawar 3…………………
Tabel 4.17. Nilai Acak i………………………………………………
Tabel 4.18. Nilai Epsilon……………………………………………...
Tabel 4.19. Posisi Local Search Kelelawar 1…………………………
Tabel 4.20. Posisi Baru………………………………………………..
32
32
33
33
36
36
36
37
38
39
40
41
41
42
42
42
43
44
45
46
ADLN - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA
SKRIPSI AMALIA R NABILLAPENYELESAIAN VEHICLE ROUTING ...
ADLN - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA
xvii
Tabel 4.21. Calon Rute………………………………………………
Tabel 4.22. Rute Kelelawar 1…………………………………………
Tabel 4.23. Rute Kelelawar 2…………………………………………
Tabel 4.24. Rute Kelelawar 3…………………………………………
Tabel 4.25. Total Jarak dan Waktu Setiap Kelelawar………………...
Tabel 4.26. Solusi Update…………………………………………….
Tabel 4.27. Rute Terpendek…………………………………………..
Tabel 4.28. Jarak Terpendek 8 Pelanggan…………………………….
Tabel 4.29. Rute Terpendek 8 Pelanggan……………………………..
Tabel 4.30. Jarak Terpendek 25 Pelanggan…………………………
Tabel 4.31. Rute Terpendek 25 Pelanggan…………………………..
Tabel 4.32. Jarak Terpendek 50 Pelanggan………………………….
Tabel 4.33. Rute Terpendek 50 Pelanggan…………………………..
Tabel 4.34. Jarak Terpendek 100 Pelanggan…………..…………….
Tabel 4.35. Rute Terpendek 100 Pelanggan…………………………
46
47
47
47
48
49
50
51
52
52
53
54
55
56
57
ADLN - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA
SKRIPSI AMALIA R NABILLAPENYELESAIAN VEHICLE ROUTING ...
ADLN - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA
xviii
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Lampiran 1 Flowchart…………………………………………………....
Lampiran 2 Prosedur Menghitung Jarak Terpendek………………..
Lampiran 3 Prosedur Local Search……………………………………..
Lampiran 4 Prosedur Membandingkan Solusi, Mengupdate
Kebisingan dan Loudness………………………………….
Lampiran 5 Data 8 Pelanggan………………………………………
Lampiran 6 Data 25 Pelanggan……………………………………..
Lampiran 7 Data 50 Pelanggan……………………………………..
Lampiran 8 Data 100 Pelanggan……………………………………
Lampiran 9 Source Code Penyelesaian VRPTW menggunakan
Algoritma Kelelawar…………………………………..
Lampiran 10 Output Program Fungsi Tujuan 8 Pelanggan…………
Lampiran 11 Output Program Fungsi Tujuan 25 Pelanggan………
Lampiran 12 Output Program Fungsi Tujuan 50 Pelanggan………
Lampiran 13 Output Program Fungsi Tujuan 100 Pelanggan………
Lampiran 1
Lampiran 2
Lampiran 3
Lampiran 4
Lampiran 5
Lampiran 6
Lampiran 7
Lampiran 8
Lampiran 9
Lampiran 10
Lampiran 11
Lampiran 12
Lampiran 13
ADLN - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA
SKRIPSI AMALIA R NABILLAPENYELESAIAN VEHICLE ROUTING ...
ADLN - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA
Recommended