Kamis, 27 April 2017

TEORI ANTRIAN

TEORI ANTRIAN

NAMA : AHMAD SOFIYAN
KELAS : 2TA05
NPM : 10315366

Antrian adalah suatu kejadian yang biasa dalam kehidupan sehari–hari. Menunggu di depan loket untuk mendapatkan tiket kereta api atau tiket bioskop, pada pintu jalan tol, pada bank, pada kasir supermarket, dan situasi–situasi yang lain merupakan kejadian yang sering ditemui. Studi tentang antrian bukan merupakan hal yang baru.
Antrian timbul disebabkan oleh kebutuhan akan layanan melebihi kemampuan (kapasitas) pelayanan atau fasilitas layanan, sehingga pengguna fasilitas yang tiba tidak bisa segera mendapat layanan disebabkan kesibukan layanan. Pada banyak hal, tambahan fasilitas pelayanan dapat diberikan untuk mengurangi antrian atau untuk mencegah timbulnya antrian. Akan tetapi biaya karena memberikan pelayanan tambahan, akan menimbulkan pengurangan
Sejarah Teori Antrian
Antrian yang sangat panjang dan terlalu lama untuk memperoleh giliran pelayanan sangatlah menjengkelkan. Rata – rata lamanya waktu menunggu (waiting time) sangat tergantung kepada rata – rata tingkat kecepatan pelayanan (rate of services). Teori tentang antrian diketemukan dan dikembangkan oleh A. K. Erlang, seorang insinyur dari Denmark yang bekerja pada perusahaan telepon di Kopenhagen pada tahun 1910. Erlang melakukan eksperimen tentang fluktuasi permintaan fasilitas telepon yang berhubungan dengan automatic dialing equipment, yaitu peralatan penyambungan telepon secara otomatis. Dalam waktu – waktu yang sibuk operator sangat kewalahan untuk melayani para penelepon secepatnya, sehingga para penelepon harus antri menunggu giliran, mungkin cukup lama.
Persoalan aslinya Erlang hanya memperlakukan perhitungan keterlambatan (delay) dari seorang operator, kemudian pada tahun 1917 penelitian dilanjutkan untuk menghitung kesibukan beberapa operator. Dalam periode ini Erlang menerbitkan bukunya yang terkenal berjudul Solution of some problems in the theory of probabilities of significance in Automatic Telephone
Exhange. Baru setelah perang dunia kedua, hasil penelitian Erlang diperluas penggunaannya antara lain dalam teori antrian (Supranto, 1987).
Pengertian Antrian
Menurut Siagian (1987), antrian ialah suatu garis tunggu dari nasabah (satuan) yang memerlukan layanan dari satu atau lebih pelayan (fasilitas layanan). Pada umumnya, sistem antrian dapat diklasifikasikan menjadi sistem yang berbeda – beda di mana teori antrian dan simulasi sering diterapkan secara luas. Klasifikasi menurut Hil ier dan Lieberman adalah sebagai berikut :



Sistem pelayanan komersial
Sistem pelayanan bisnis – industri
Sistem pelayanan transportasi
Sistem pelayanan social
Sistem pelayanan komersial merupakan aplikasi yang sangat luas dari model – model antrian, seperti restoran, kafetaria, toko – toko, salon, butik, supermarket, dan sebagainya.
Sistem pelayanan bisnis – industri mencakup lini produksi, sistem material – handling, sistem pergudangan, dan sistem – sistem informasi komputer. Sistem pelayanan sosial merupakan sistem – sistem pelayanan yang dikelola oleh kantor – kantor dan jawatan – jawatan lokal maupun nasional, seperti kantor registrasi SIM dan STNK, kantor pos, rumah sakit, puskesmas, dan lain – lain (Subagyo, 2000).

Komponen Dasar Antrian

Komponen dasar proses antrian adalah :

KEDATANGAN
Setiap masalah antrian melibatkan kedatangan, misalnya orang, mobil, panggilan telepon untuk dilayani, dan lain – lain. Unsur ini sering dinamakan proses input. Proses input meliputi sumber kedatangan atau biasa dinamakan calling population, dan cara terjadinya kedatangan yang umumnya merupakan variabel acak. Menurut Levin, dkk (2002), variabel acak adalah suatu variabel yang nilainya bisa berapa saja sebagai hasil dai percobaan acak. Variabel acak dapat berupa diskrit atau kontinu. Bila variabel acak hanya dimungkinkan memiliki beberapa nilai saja, maka ia merupakan variabel acak diskrit. Sebaliknya bila nilainya dimungkinkan bervariasi pada rentang tertentu, ia dikenal sebagai variabel acak kontinu.

PELAYAN
Pelayan atau mekanisme pelayanan dapat terdiri dari satu atau lebih pelayan, atau satu atau lebih fasilitas pelayanan. Tiap – tiap fasilitas pelayanan kadang – kadang disebut sebagai saluran (channel) (Schroeder, 1997). Contohnya, jalan tol dapat memiliki beberapa pintu tol. Mekanisme pelayanan dapat hanya terdiri dari satu pelayan dalam satu fasilitas pelayanan yang ditemui pada loket seperti pada penjualan tiket di gedung bioskop.

ANTRI
Inti dari analisa antrian adalah antri itu sendiri. Timbulnya antrian terutama tergantung dari sifat kedatangan dan proses pelayanan. Jika tak ada antrian berarti terdapat pelayan yang menganggur atau kelebihan fasilitas pelayanan (Mulyono, 1991).
Penentu antrian lain yang penting adalah disiplin antri. Disiplin antri adalah aturan keputusan yang menjelaskan cara melayani pengantri. Menurut Siagian (1987), ada 5 bentuk disiplin pelayanan yang biasa digunakan, yaitu :
FirstCome FirstServed (FCFS) atau FirstIn FirstOut (FIFO) artinya, lebih dulu datang (sampai), lebih dulu dilayani (keluar). Misalnya, antrian pada loket pembelian tiket bioskop.
 LastCome FirstServed (LCFS) atau LastIn FirstOut (LIFO) artinya, yang tiba terakhir yang lebih dulu keluar. Misalnya, sistem antrian dalam elevator untuk lantai yang sama.
Service In Random Order (SIRO) artinya, panggilan didasarkan pada peluang secara random, tidak soal siapa yang lebih dulu tiba.
Priority Service (PS) artinya, prioritas pelayanan diberikan kepada pelanggan yang mempunyai prioritas lebih tinggi dibandingkan dengan pelanggan yang mempunyai prioritas lebih rendah, meskipun yang terakhir ini kemungkinan sudah lebih dahulu tiba dalam garis tunggu. Kejadian seperti ini kemungkinan disebabkan oleh beberapa hal, misalnya seseorang yang dalam keadaan penyakit lebih berat dibanding dengan orang lain dalam suatu tempat praktek dokter.
 Dalam hal di atas telah dinyatakan bahwa entitas yang berada dalam garis tunggu tetap tinggal di sana sampai dilayani. Hal ini bisa saja tidak terjadi. Misalnya, seorang pembeli bisa menjadi tidak sabar menunggu antrian dan meninggalkan antrian. Untuk entitas yang meninggalkan antrian sebelum dilayani digunakan istilah pengingkaran (reneging). Pengingkaran dapat bergantung pada panjang garis tunggu atau lama waktu tunggu. Istilah penolakan (balking) dipakai untuk menjelaskan entitas yang menolak untuk bergabung dalam garis tunggu (Setiawan, 1991).

STRUKTUR ANTRIAN
Ada 4 model struktur antrian dasar yang umum terjadi dalam seluruh sistem antrian :
1.       Single Channel – Single Phase
2.       Single Channel – Multi Phase
3.       Multi Channel – Single Phase
4.       Multi Channel – Multi Phase
(NPM genap menjelaskan  Single Channel – Single Phase dan Single Channel – Multi Phase)
1.       SINGLE CHANNEL – SINGLE PHASE
Single Channel berarti hanya ada satu jalur yang memasuki sistem pelayanan atau ada satu fasilitas pelayanan. Single Phase berarti hanya ada satu pelayanan.
Contoh : Belanja di Supermarket
2.       SINGLE CHANNEL – MULTI PHASE
Istilah Multi Phase menunjukkan ada dua atau lebih pelayanan yang dilaksanakan secara berurutan (dalam phasephase). Sebagai contoh : pencucian mobil.
Mekanisme Pelayanan
Contoh : Membeli Tiket Kereta
Ada 3 aspek yang harus diperhatikan dalam mekanisme pelayanan, yaitu :
TERSEDIANYA PELAYANAN
Mekanisme pelayanan tidak selalu tersedia untuk setiap saat. Misalnya dalam pertunjukan bioskop, loket penjualan karcis masuk hanya dibuka pada waktu tertentu antara satu pertunjukan dengan pertunjukan berikutnya. Sehingga pada saat loket ditutup, mekanisme pelayanan terhenti dan petugas pelayanan (pelayan) istirahat.
KAPASITAS PELAYANAN
Kapasitas dari mekanisme pelayanan diukur berdasarkan jumlah langganan yang dapat dilayani secara bersama – sama. Kapasitas pelayanan tidak selalu sama untuk setiap saat; ada yang tetap, tapi ada juga yang berubah – ubah. Karena itu, fasilitas pelayanan dapat memiliki satu atau lebih saluran. Fasilitas yang mempunyai satu saluran disebut saluran tunggal atau sistem pelayanan tunggal dan fasilitas yang mempunyai lebih dari satu saluran disebut saluran ganda atau pelayanan ganda.
LAMANYA PELAYANAN
Lamanya pelayanan adalah waktu yang dibutuhkan untuk melayani seorang langganan atau satu – satuan. Ini harus dinyatakan secara pasti. Oleh karena itu, waktu pelayanan boleh tetap dari waktu ke waktu untuk semua langganan atau boleh juga berupa variabel acak. Umumnya dan untuk keperluan analisis, waktu pelayanan dianggap sebagai variabel acak yang terpencar secara bebas dan sama serta tidak tergantung pada waktu pertibaan (Siagian, 1987).
MODEL – MODEL ANTRIAN
Pada pengelompokkan model – model antrian yang berbeda – beda akan digunakan suatu notasi yang disebut dengan Notasi Kendall. Notasi ini sering dipergunakan karena beberapa alas an. Diantaranya, karena notasi tersebut merupakan alat yang efisien untuk mengidentifikasi tidak hanya model – model antrian, tetapi juga asumsi – asumsi yang harus dipenuhi (Subagyo, 2000).


ELEMEN DASAR MODEL ANTRIAN

Faktor utama : customer dan server.

Elemen dasar :

Distribusi kedatangan customer.
Distribusi waktu pelayanan.
Disain fasilitas pelayanan (seri, paralel atau jaringan).
Disiplin antrian (pertama datang pertama dilayani, terakhir datang pertama dilayani, pelayanan secara acak) dan prioritas pelayanan.
Ukuran antrian (terbatas atau tidak terbatas).
Sumber pemanggilan (terbatas atau tidak terbatas).
Perilaku manusia
PROSEDUR ANTRIAN

Tentukan sistem antrian yang harus dipelajari
Tentukan model antrian yang cocok
Gunakan formula matematik atau metode simulasi untuk menganalisa model antrian


KOMPONEN SISTEM ANTRIAN

Populasi masukan
Berapa banyak pelanggan potensial yang masuk sistem antrian

Distribusi kedatangan
Menggambarkan jumlah kedatangan per unit waktu dan dalam periode waktu tertentu berturut-turut dalam waktu yang berbeda

Disiplin pelayanan
Pelanggan yang mana yang akan dilayani lebih dulu : a. FCFS (first come, first served) b. LCFS (last come, first served) c. Acak d. prioritas

Fasilitas Pelayanan
mengelompokkan fasilitas pelayanan menurut jumlah yang tersedia : a. Single-channel b. multiple-channel

Distribusi Pelayanan
Berapa banyak pelanggan yang dapat dilayani per satuan waktu
Berapa lama setiap pelanggan dapat dilayani
KAPASITAS SISTEM PELAYANAN

memaksimumkan jumlah pelanggan yang diperkenankan masuk dalam sistem

KARAKTERISTIK SISTEM LAINNYA

pelanggan akan meninggalkan sistem jika antrian penuh, dsb

KARAKTERISTIK SISTIM ANTRIAN

Ada tiga komponen dalam sistim antrian yaitu :

Kedatangan , populasi yang akan dilayani (calling population)
Antrian
Fasilitas pelayanan
Masing-masing komponen dalam sistim antrian tersebut mempunyai karakteristik sendiri-sendiri.

NOTASI DALAM SISTEM ANTRIAN

n              = jumlah pelanggan dalam sistem
Pn           = probabilitas kepastian n pelanggan dalam sistem
λ              = jumlah rata-rata pelanggan yang datang persatuan waktu
µ             = jumlah rata-rata pelanggan yang dilayani per satuan waktu
Po           = probabilitas tidak ada pelanggan dalam sistem
p              = tingkat intensitas fasilitas pelayanan
L              = jumlah rata-rata pelanggan yang diharapkan dlm sistem
Lq           = jumlah pelanggan yang diharapkan menunggu dalam antrian
W            = waktu yang diharapkan oleh pelanggan selama dalam sistem
Wq          = waktu yang diharapkan oleh pelanggan selama menunggu
dalam antrian

1/µ          = waktu rata-rata pelayanan
1/λ           = waktu rata-rata antar kedatangan
S             = jumlah fasilitas pelayanan

sumber:

Jumat, 31 Maret 2017

METODE SIMPLEKS

METODE SIMPLEKS

NAMA : AHMAD SOFIYAN
KELAS : 2TA05
NPM : 10315366

A.    Pengertian
Metode simpleks adalah salah satu teknik penyelesaian dalam program linear yang dipakai untuk teknik pengambilan keputusan dalam permasalahan yang berhubungan dengan pengalokasian sumberdaya secara optimal. Metode simpleks digunakan umtuk mencari nilai optimal dari program linear yang melibatkan banyak constraint (pembatas) dan banyak variabel. Penemuan metode ini merupakan lompatan besar dalamriset operasi dan digunakan sebagai prosedur penyelesaian dari setiap program komputer.
B. Pendahuluan
Metode penyelesaian program linier dengan metode simpleks pertamakali dikemukakan oleh George Dantzig pada tahun 1947. Metode ini menjadi terkenal ketika diketemukan alat hitung elektronik dan menjadi popular ketika munculnya computer. Proses perhitungan metode ini dengan melakukan iterasi berulang-ulang sampai tercapai hasil optimal dan proses perhitungan ini menjadi mudah dengan komputer.
Selanjutnya berbagai alat dan metode dikembangkan untuk menyelesaikan masalah program linear bahkan sampai pada masalah riset operasi hingga tahun 1950an seperti pemrogaman dinamik, teori antrian, dan persediaan.
Program Linier merupakan metode matematik dalam mengalokasikan sumber daya yang langka untuk mencapai tujuan tunggal seperti memaksimumkan atau meminimumkan biaya. Program linier banyak diterapkan dalam membantu menyelesaikan masalah ekonomi, industri, militer, social, dan lain-lain.
Karakteristik persoalan dalam program linier adalah sebagai berikut :
  1. Ada tujuan yang ingin dicapai
  2. Tersedia beberapa alternatif untuk mencapai tujuan
  3. Sumberdaya dalam keadaan terbatas
  4. Dapat dirumuskan dalam bentuk matematika (persaman/ketidaksamaan)

C. Langkah-langkah
  1. MENGUBAH FUNGSI TUJUAN
F = a1x1 + . . . + anxn →             F – a1x1 – . . . – anxn = 0
Dengan kata lain, kita menegatifkan konstanta dari variabel-variabel tersebut sehingga hasilnya sama dengan nol.
  1. MENGUBAH FUNGSI BATASAN KE BENTUK KANONIK (SLACK VARIABLE)
a11x1 + a12x2 ≤ b1 → a11x1 + a12x2 + s1 = b1
a21x1 + a22x2 ≤ b2 → a21x1 + a22x2 + s2 = b2
  1. MENGISI TABEL SIMPLEKS
Tabel simpleks berbentuk seperti berikut :

VB
X1
X2
S1
S2
S3
NK
F
-a1
-a2
0
0
0
0
S1
a11
a12
1
0
0
b1
S2
A21
A22
0
1
0
b2
S3
a31
a32
0
0
1
b3

  1. MENENTUKAN KOLOM KUNCI
Kolom kunci ditentukan dengan cara mencari nilai yang kolom paling kecil dari F. Kita misalkan X2 adalah nilai yang paling terkecil, jadi tabelnya akan berbentuk seperti berikut :

VB
X1
X2
S1
S2
S3
NK
F
-a1
-a2
0
0
0
0
S1
a11
a12
1
0
0
B1
S2
a21
a22
0
1
0
B2
S3
a31
a32
0
0
1
B3

  1. MENENTUKAN BARIS KUNCI
Pertama, kita harus menentukan index dengan cara membagi NK dengan kolom kunci (NK/kolom kunci). Setelah itu, cari nilai dari index tersebut yang terkecil. Maka kita akan memperoleh baris kunci. Kita misalkan S2.

VB
X1
X2
S1
S2
S3
NK
INDEX
F
-a1
-a2
0
0
0
0
0/-a2
S1
a11
a12
1
0
0
b1
b1/a12
S2
a21
a22
0
1
0
b2
b2/a22
S3
a31
a32
0
0
1
b3
b3/a32

  1. MENENTUKAN ANGKA KUNCI
Angka kunci merupakan pertemuan antara kolom kunci dengan baris kunci. Jadi, kita memperoleh a22 sebagai angka kunci.
  1. MEMBUAT BARIS KUNCI BARU
Baris kunci bari diperoleh dengan cara membagi baris S2 dengan angka kunci. Seperti pada tabel berikut:

VB
X1
X2
S1
S2
S3
NK
F
-a1
-a2
0
0
0
0
S1
a11
a12
1
0
0
b1
X1
a21/ a22
1
0/ a22
1/ a22
0/ a22
b2/ a22
S3
a31
a32
0
0
1
b3

  1. OBE TABEL
VB
X1
X2
S1
S2
S3
NK
F
-a1
-a2
0
0
0
0
S1
a11
a12
1
0
0
b1
X1
a21/ a22
1
0/ a22
1/ a22
0/ a22
b2/ a22
S3
a31
a32
0
0
1
b3
Baris F ditambah a2 kali baris X1
Baris S1 dikurang a12 kali baris X1
Baris S3 dikurang a32 kali baris X1
  1. MENGUJI OPTIMASI ATAU MENGECEK KEPOSITIFAN DARI BARIS F

VB
X1
X2
S1
S2
S3
NK
F
-a1
-a2
0
0
0
0
S1
a11
a12
1
0
0
b1
X1
a21/ a22
1
0/ a22
1/ a22
0/ a22
b2/ a22
S3
a31
a32
0
0
1
b3

Jika baris F bernilai positif,maka langkah telah selesai. Tapi,jika masih ada nilai dari baris F yang bernilai negatif, maka ulangi lagi dari langkah 4 yaitu menentukan kolom kunci.

Contoh Soal :
Selesaikan kasus berikut ini menggunakan metode simpleks :
Maksimum z = 8 x+ 9 x2 + 4x3
Kendala :
x1 + x2 + 2x≤ 2
2x1 + 3x2 + 4x≤ 3
7x1 + 6x2 + 2x≤ 8
x1,x2,x≥ 0
PENYELESAIAN :
Bentuk bakunya adalah :
Maksimum z = 8 x+ 9 x2 + 4x+ 0s1 + 0s2 + 0s3 atau
z – 8 x– 9 x2 – 4x+ 0s1 + 0s2 + 0s3 = 0
KENDALA :
x1 + x2 + 2x+ s1  = 2
2x1 + 3x2 + 4x+ s2 = 3
7x1 + 6x2 + 2x3  + s= 8
x1,x2,x,s1 , s2 , s3 ≥ 0

SOLUSI / TABLE AWAL SIMPLEKS :

VB
X1
X2
X3
S1
S2
S3
NK
Rasio
Z
-8
-9
-4
0
0
0
0
S1
1
1
2
1
0
0
2
S2
2
3
4
0
1
0
3
S3
7
6
2
0
0
1
8
Karena nilai negative terbesar  ada pada kolom X2, maka kolom X2 adalah kolom pivot dan X2 adalah variabel masuk. Rasio pembagian nilai kanan  dengan kolom pivot terkecil adalah 1 bersesuaian  dengan  baris s2, maka baris s2 adalah baris pivot dan s2 adalah varisbel keluar. Elemen pivot adalah 3.

VB
X1
X2
X3
S1
S2
S3
NK
Rasio
Z
-8
-9
-4
0
0
0
0
S1
1
1
2
1
0
0
2
2
S2
2
3
4
0
1
0
3
1
S3
7
6
2
0
0
1
8
8/6

ITERASI 1
Nilai pertama yang kita miliki adalah nilai baris  pivot baru (baris x2). Semua nilai pada baris s2 pada tabel solusi awal dibagi dengan 3 (elemen pivot).

VB
X1
X2
X3
S1
S2
S3
NK
Rasio
Z
S1
x2
2/3
1
4/3
0
1/3
0
1
S3
Perhitungan nilai barisnya :

BARIS Z :
-8         -9         -4         0          0          0          0
-9 (  2/3          1         4/3       0          1/3        0          1 )   –
-2           0          8         0           3         0         9

BARIS S1 :
1          1          2          1          0          0          2
1   (2/3        1          4/3       0          1/3       0          1 ) –
1/3       0          2/3       1          -1/3      0          1

BARIS S3 :
7          6          2          0          0          1          8
     6  ( 2/3        1          4/3        0          1/3       0          1 ) –
3          0          -6         0          -2         1          2

Maka tabel iterasi 1 ditunjukkan tabel di bawah. Selanjutnya kita periksa apakah tabel sudah optimal atau belum. Karena nilai baris z di bawah variabel x1 masih negatif, maka tabel belum optimal. Kolom dan baris pivotnya ditandai pada tabel di bawah ini :

VB
X1
X2
X3
S1
S2
S3
NK
Rasio
Z
-2
0
8
0
3
0
9
S1
1/3
0
2/3
1
-1/3
0
1
3
X2
2/3
1
4/3
0
1/3
0
1
3/2
S3
3
0
-6
0
-2
1
2
2/3
Variabel masuk  dengan demikian adalah X1 dan variabel  keluar adalah S3 .Hasil perhitungan iterasi ke 2 adalah sebagai berikut :


ITERASI 2 :
VB
X1
X2
X3
S1
S2
S3
NK
Rasio
Z
0
0
4
0
5/3
2/3
31/3
S1
0
0
4/3
1
-1/9
-1/9
7/9
X2
0
1
8/3
0
7/9
-2/9
5/9
X1
1
0
-2
0
-2/3
1/3
2/3
Tabel sudah optimal, sehingga perhitungan iterasi dihentikan !
Perhitungan dalam simpleks menuntut ketelitian  tinggi, khususnya jika angka yang digunakan adalah pecahan. Pembulatan harus diperhatikan dengan baik. Disarankan jangan menggunakan bentuk bilangan desimal, akan lebih teliti jika menggunakan bilangan pecahan. Pembulatan dapat menyebabkan iterasi lebih panjang atau bahkan tidak selesai karena ketidaktelitian dalam melakukan pembulatan.
Perhitungan iteratif dalam simpleks pada dasarnya merupakan pemeriksaan satu per satu titik-titik ekstrim layak pada daerah penyelesaian. Pemeriksaan dimulai dari kondisi nol (dimana semua aktivitas/variabel keputusan bernilai nol). Jika titik ekstrim berjumlah n, kemungkinan terburuknya kita akan melakukan perhitungan iteratif sebanyak n kali.

sumber: