JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 2, No. 1, (2013) ISSN: 2337-3539 (2301-9271 Print) 1 Model Konseptual Perencanaan Transportasi Bahan Bakar Minyak (BBM) Untuk Wilayah Kepulauan (Studi Kasus: Kepulauan Kabupaten Sumenep) Ghulam Ahmad Zaky dan Firmanto Hadi, S.T., M.Sc. Jurusan Teknik Perkapalan, Fakultas Teknologi Kelautan, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111 Indonesia e-mail: firmanto@na.its.ac.id Abstrak Sumenep merupakan sebuah kabupaten di provinsi Jawa Timur, Indonesia. Kabupaten Sumenep selain terdiri wilayah daratan juga terdiri dari berbagai pulau di Laut Jawa. Pasokan BBM bagi Kepulauan Kabupaten Sumenep selama ini diangkut dengan menggunakan Kapal Layar Motor (KLM) berbahan kayu, Namun alat transportasi jenis ini dinilai tidak layak digunakan mengangkut BBM karena faktor keselamatan yang sering terabaiakan, serta tidak bisa berlayar pada waktu-waktu tertentu. Oleh Karena itu, diperlukannya suatu solusi alternatif dalam hal penyaluran BBM ke wilayah tersebut, salah satunya adalah dengan merencanakan model transportasi yang sesuai dengan karakteristik kepulauan. Tugas akhir ini bertujuan untuk mendapatkan rute distribusi dan moda transportasi yang mampu mendistribusikan BBM menuju kepulauan kabupaten Sumenep dengan biaya yang paling minimum. Teori yang dipakai dalam distribusi BBM ini adalah terori desain konseptual kapal dan distribusi dengan menggunakan metode Traveling Salesman Problem (TSP). Pengertian TSP adalah untuk rute perjalanan terpendek untuk melewati sejumlah tempat dengan jalur tertentu sehingga setiap kota hanya terlewati satu kali dan perjalanan diakhiri dengan kembali ke kota semula. Hasil rute minimum yakni, Depo Pertamina Banyuwangi P. Ra as P. Sapudi P. Kangean P. Sapeken P. Masalembu kembali Ke depo pertamina Banyuwangi, dengan jarak 422 nm. Desain kapal pengangkut BBM memiliki panjang 49,8 meter, lebar 8,71 meter, tinggi 3,71 meter, sarat 2,7 meter,, dengan kecepatan 10 knot dengan payload optimum adalah sebasar 503, 67 ton. Unit cost diperoleh sebesar Rp. 486/liter Kata kunci: bahan bakar minyak, kepulauan, model konsptual, Traveling Salesman Problem (TSP). I. PENDAHULUAN Secara geografis wilayah kepulauan merupakan wilayah yang jauh dari pusat distribusi BBM, hal ini menimbulkan banyak kendala trutama bertambahnya rantai distribusi yakni distribusi menggunakan moda tranportasi laut. Masalah lainnya adalah belum adanya model pengangkutan BBM yang sesuai dengan karakteristik wilayah kepulauan yang secara geografis jauh dari pusat distribusi BBM, sehingga perlu adanya solusi terhadap masalah terkait pendistribusian BBM sehingga kegiatan penyaluran bahan bakar minyak untuk wilayah kepulauan dapat berjalan lancar, dan kelangkaan yang diakibatkan oleh tersendatnya distribusi BBM pada waktu-waktu tertentu belum bisa dihindari. Wilayah kepulauan yang akan menjadi pokok bahasan dalam Tugas Akhir ini adalah wilayah kepulauau di Kabupaten Sumenep dimana selama ini di wilayah tersebut sering terjadi kelangkaan BBM. Pasokan BBM bagi Kepulauan Kabupaten Sumenep selama ini diangkut dengan menggunakan Kapal Layar Motor (KLM) berbahan kayu, Namun alat transportasi jenis ini dinilai tidak layak digunakan mengangkut BBM karena faktor keselamatan yang sering terabaiakan, serta tidak bisa berlayar pada waktuwaktu tertentu. Kebutuhan masyarakat akan distribusi BBM tidak dapat ditunda namun demikian aspek keselamatan juga tidak boleh diabaikan, sehingga perlu adanya suatu langkah nyata untuk memecahkan masalah tersebut. Dengan dibuatnya perencanaan transportasi BBM yang sesuai dengan karakteristik wilayah kepulauan dapat mencegah hal-hal yang tidak diinginkan selama proses distribusi BBM tersebut. II. URAIAN PENELITIAN A. Tahap Telaah Hal pertama yang dilakukan identifikasi mengenai permasalahan. Permasalahan yang ada adalah pasokan BBM bagi Kepulauan Kabupaten Sumenep selama ini diangkut dengan menggunakan Kapal Layar Motor (KLM) berbahan kayu. Namun alat transportasi jenis ini dinilai tidak layak digunakan mengangkut BBM karena faktor keselamatan yang sering terabaiakan. Selanjutnya Mencari dan mengadopsi beberapa analisis terkait dari beberapa literatur terhadap berbagai referensi terkait dengan topik penelitian yang akan dilakukan. Materi-materi yang akan dijadikan sebagai tinjauan pustaka adalah konsep logistik suatu muatan, konsep pola operasi kapal, serta konsep tentang Teori Distribusi, Distribusi Bahan Bakar Minyak (BBM), Tinjauan teknis desain kapal, dan tinjauan biaya transportasi laut. Studi literatur juga dilakukan terhadap hasil penilitian sebelumnya untuk lebih memahami permasalahan dan pengembangan yang dapat dilakukan.
JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 2, No. 1, (2013) ISSN: 2337-3539 (2301-9271 Print) 2 B. Tahap Pengumpulan dan Analisis data Tahapan ini merupakan tahap mengumpulkan data-data yang diperlukan untuk melakukan penelitian, terdiri dari data primer dan data sekuder. Dari data yang diperoleh nantinya akan bisa besarnya kebutuhan BBM dan selanjutnya ditentukan mana saja tempat yang menjadi titik distribusi. Dalam penelitian ini dilakukan penentuan titik distribusi BBM baik asal muatan maupun tujuan distribusi. beserta estimasi kebutuhan BBM di tempat tersebut. Rute kapal akan dibuat berdasarkan kondisi titik konsumsi, terutama terkait dengan jarak dan waktu yang akan dicapai kapal untuk mencapai titik konsumsi, menentukan jadwal pengiriman BBM untuk memenuhi kebutuhan di setiap titik konsumsi C. Tahap Perencanaan Rute Hal pertama yang harus dilakukan dalam perencanaan pola operasi adalah menetukan rute terpendek yang akan ditempuh oleh kapal. Perencanaan rute ini memakai konsep permasalah jaringan transportasi yaitu Traveling Salesman Problem (TSP) [1], yaitu mencari rute terpendek dengan syarat kendaraan berawal dan berakhir di depo yang sama dan setiap kota dikunjungi tepat satu kali. Model matematis dari TSP bisa diformulasikan sebagai berikut: xij (1) Apabila dij adalah jarak dari kota i ke kota j, model matematika TSP adalah: (2) (3) konstanta, batasan, variabel peubah, dan fungsi tujuan. Proses optimasi ini menggunakan metode GRG-Nonlinear [2]. Proses pada desain kapal adalah proses yang berulang. Berbagai analisis dilakukan secara berulang untuk mendapatkan detail yang maksimal ketika proses desain dikembangkan, hal ini disebut sebagai desain spiral yang secara umum digambarkan pada gambar 1 [3]. Secara umum desain spiral digolongkan menjadi 4 tingkatan [4], yaitu : Concept design, Adalah tahap pertama dalam proses desain yang menterjemahkan mission requirement atau permintaan pemilik kapal ke dalam ketentuan-ketentuan dasar dari kapal yang akan direncanakan. Dibutuhkan TFS (Technical Feasibility Study) sehingga menghasilkan ukuran utama seperti panjang, lebar, tinggi, sarat, finnes dan fullness power, karakter lainnya dengan tujuan untuk memenuhi kecepatan, range (endurance), kapasitas, deadweight. Premilinary Design Langkah kelanjutan dari concept design mengecek kembali ukuran dasar kapal yang dikaitkan dengan performance. Pemeriksaan ulang terhadap panjang, lebar, daya mesin, deadweight yang diharapkan tidak banyak merubah pada tahap ini. Hasil diatas merupakan dasar dalam pengembangan rencana kontrak dan spesifikasi. Contract Design Hasilnya sesuai dengan namanya dokumen kontrak pembuatan kapal. Langkah-langkahnya meliputi satu, dua atau lebih putaran dari desain spiral. Oleh karena itu pada langkah ini mungkin terjadi perbaikan hasil-hasil preliminary design. Detail Design Tahap akhir dari perencanaan kapal adalah pengembangan detail gambar kerja (4) Solusi yang layak dari persamaan 2.3 sampai 2.7 terdiri dari siklus terarah tunggal yang mengunjungi semua kota. Terdapat (n-1)! Solusi yang layak. Dalam sebuah solusi, perjalanan terjadi dari kota i ke j, xij = 1, dan jarak dij dihitung; selain itu xij = 0. Sebuah solusi optimum adalah jarak minimum dari siklus Hamiltonian D. Tahap Optimasi Perencanaan Kapal Model optimasi perencaaan kapal bertujuan untuk menemukan karakter kapal dari segi ukuran utama, kecepatan kapal dan payload. Dimana nilai-nilai tersebut menghasilkan nilai optimum pada unit biaya terkecil (minimum cost). Dalam proses optimasi terdapat 5 lima bagian utama yaitu parameter, Gambar 1: Diagram spiral design
JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 2, No. 1, (2013) ISSN: 2337-3539 (2301-9271 Print) 3 E. Tahap Analisis Analisis teknis dilakukan setelah diperoleh hasil dari tahap optimasi desain konseptual, hasil dari tahap ini adalah adanya ukuran utama kapal beserta perhitungan teknis yang lain serta syara-syarat perhitungan untuk membuat lines plan dan general arrangement. Pada analisis biaya dilakukan perhitungan biaya-biaya yang timbul seperti biaya investasi dan operasional kapal serta menganalisa berapakah unit cost yang dihasilkan dari pengoperasian kapal tersebu. III. ANALISIS DAN PEMBAHASAN A. Kebutuhan BBM Tabel 1. Konsumsi onsumsi BBM tahun 2008-2012 Gambar 3. Konsumsi BBM di Kepulauan (2012) Penentuan kebutuhan BBM untuk setiap titik distribusi didasarkan pada data konsumsi BBM pada tahun-tahun sebelumnya, yakni tahun 2008 sampai dengan tahun 2012 seperti pada tabel 1. Data tersebut diperoleh berdasarkan hasil survey di Bagian Perekonomian Sekretariat daerah kabupaten Sumenep. Selanjutnya dicari nilai rata-rata konsumsi BBM penduduk, dengan menggunakan pendekatan perbandingan jumlah konsumsi BBM dengan jumlah penduduk di tiap kecamatan. Data yang dipakai adalah data tahun 2012 karena data pada tahun tersebut menjelaskan dengan detain mengenai konsumsi BBM di tiap kecamatant, seperti pada tabel 3. Tabel 3. Rata-rata konsumsi BBM per penduduk Gambar 2. Grafik Konsumsi BBM Untuk menentukan perkiraan jumlah kebutuhan BBM beberapa tahun kedepan, pendekatan yang dipakai adalah ratarata konsumsi tiap penduduk di masing-masing kecamatan per tahun, dan data yang dipakai adalah adalah data tahun 2012 karena untuk data tahun 2012 sudah mencantumkan besaran jumlah konsumsi untuk tiap-tiap kecamatan di kepulauan. Tabel 2.Persebaran jumlah konsumsi BBM Tahun 2012 Gambar 4. Grafik konsumsi BBM per penduduk Selanjutnya itu data dicocokkan dengan data hasil peramalan jumlah penduduk pada tahun-tahun yang akan datang dengan cara mengalikan jumlah konsumsi rata-rata yang sudah diperoleh sebelumnya dengan hasil peramalan jumlah penduduk perkecamatan di tahun-tahun mendatang sedingga diperoleh hasi seperti pada tabel 4.
JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 2, No. 1, (2013) ISSN: 2337-3539 (2301-9271 Print) 4 Tabel 4 Konsumsi onsumsi BBM sd tahun 2027 C. Model Optimasi Perencanaan Kapal Optimasi merupakan suatu proses untuk mendapatkan satu hasil yang relatif lebih baik dari beberapa kemungkinan hasil yang memenuhi syarat berdasarkan batasan-batasan tertentu [5]. Model optimasi perencaaan kapal bertujuan untuk menemukan karakter kapal dari segi ukuran utama, kecepatan kapal dan payload. Dimana nilai-nilai tersebut menghasilkan nilai optimum pada unit biaya terkecil (minimum cost). Dalam proses optimasi terdapat 5 (lima bagian utama yaitu parameter, konstanta, batasan, variabel peubah, dan fungsi tujuan. Proses optimasi ini menggunakan metode GRG- Nonlinear (Dharma, 2009). Tabel 7. hasil optimasi payload B. Perencanaan Rute Perencanaan pola operasi adalah menetukan rute terpendek yang akan ditempuh oleh kapal dengan menggunakan menggunakan Model matematis penyelesaian Traveling Salaesman Problem TSP dan diselesaikan dengan menggunakan metode genetic algorithm (Jiang 2010) dengan syarat sebagai berikut: Menentukan jumlah dan letak titik distribusi. Tabel 5. Titik distribusi Dalam model optimisasi perancangan kapal dilakukan perhitungn teknis terlebih dahulu sebelum melakukan perhitungan ekonomisnya. Dari aspek teknis, perhitungan yang dilalui ialah penghitungan hambatan dan tenaga mesin, berat dan Displacement kapal, kesesuaian hukum fisika, freeboard, stabilitas, dan trim. Ukuran Utama Ukuran utama hasil optimasi adalah sebagai berikut: Tabel 8. hasil optimasi ukuran utama kapal Kendaraan harus kembali ke tempat yang sama dari mana ia berangkat (origin). Setiap titik yang disuplai hanya dikunjungi satu kali dalam satu periode pengiriman Data yang diperlukan untuk menentukan rute adalah data jarak dari dan ke masing-masing titik distribusi. Matriks jarak dari titik-titik tersebut dapat dilihat dalam tabel berikut: Tabel 6. Matriks jarak Desain kapal pengangkut BBM memiliki panjang 49,8 meter, lebar 8,71 meter, tinggi 3,71 meter, sarat 2,7 meter, dengan kecepatan 10 knot dengan payload optimum adalah sebasar 503, 67 ton, terdiri dari ; BBM jenis solar sebesar 288,10. Didistribusikan untuk P. Ra as 49,04 ton, P. Sapudi 26,35 ton, P. Kangean 71,58 ton, P. Sapeken 83,49 ton P. Masalembu 100,70 ton. BBM jenis bensin 215,57 ton. Didistribusikan untuk P. Ra as 34,82 ton, P. Sapudi 58,82 ton, P. Kangean 110,47 ton, P. Sapeken 47,07 ton P. Masalembu 32,47 ton. Dari hasil optimasi, rute terpendek yang ditempuh kapal adalah: Depo Pertamina Banyuwangi P. Ra as P. Sapudi P. Kangean P. Sapeken P. Masalembu kembali Ke depo pertamina Banyuwangi, dengan jarak 442 nm. D. Perhitungan Biaya Struktur biaya dalam model ini antara lain adalah investment, operational cost, voyage cost dan cargo handling cost. Perhitungan ini akan menghasilkan total biaya transportasi yang diperlukan agar kapal dapat beroperasi. Biaya-biaya tersebut dapat dilihat pada tabel 10.
JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 2, No. 1, (2013) ISSN: 2337-3539 (2301-9271 Print) 5 Tabel 10. Struktur biaya DAFTAR PUSTAKA [1] Jiang, C. (2010). A Reliable Solver of Euclidean Traveling Salesman Problems with Microsoft Excel Add-in Tools for Small-size System. Journal of Software, 761-768. [2] Dharma, B. (2009). Tugas Akhir : Perencanaan Self Popelled Coal Barge 5000 DWT Untuk Wilayah Sungai Kalimantan. Surabaya: ITS. [3] Accessscience. (2013). Ship Design. Retrieved July 13, 2013, from Accessscience: http:// www. accessscience. com [4] Rawson K.J, T. E. (2001). Basic Ship Theory, Volume I. Oxford: Longman. [5] Setijoprajudo. (1999). Diktat Metode Optimisasi. Surabaya: ITS Surabaya. Dari hasil optimasi unit cost minimum, didapatkan hasil perhitungan sebesar Rp 486/liter untuk tahun 2013. Unit cost diperoleh dari hasil bagi antara Total biaya kapal dengan kebutuhan total BBM pada tahun pertama (2013). IV. KESIMPULAN/RINGKASAN Berdasarkan analisis yang telah dilakukan dapat ditarik beberapa kesimpulan, yaitu: 1) Alat trasportasi untuk distribusi BBM di kepulauan Kabupaten Sumenep adalah kapal tanker dengan ukuran panjang 49,8 meter, lebar 8,71 meter, tinggi 3,71 meter, sarat 2,7 meter, dengan kecepatan 10 knot dengan payload optimum adalah sebasar 503, 67 ton, terdiri dari; BBM jenis solar sebesar 288,10. Didistribusikan untuk P. Ra as 49,04 ton, P. Sapudi 26,35 ton, P. Kangean 71,58 ton, P. Sapeken 83,49 ton P. Masalembu 100,70 ton. BBM jenis bensin 215,57 ton. Didistribusikan untuk P. Ra as 34,82 ton, P. Sapudi 58,82 ton, P. Kangean 110,47 ton, P. Sapeken 47,07 ton P. Masalembu 32,47 ton. 2) Berdasarkan hasil perhitungan dan analisis, total unit biaya distribusi BBM di kepulauan Kebupaten Sumenep adalah sebesar Rp. 486/liter. UCAPAN TERIMA KASIH Penulis mengucapkan terima kasih kepada bapak Firmanto Hadi, S.T., M.Sc atas bimbingan selama penelitian. Ucapan terima kasih juga ditujukan kepada seluruh civitas akademik Jurusan Teknik Perkapalan serta semua pihak yang turut membantu dalam pengarjaan tugas ini.