OPTIMASI DESAIN KAPAL IKAN MENGGUNAKAN SOFTWARE QUANTITAVE SYSTEM FOR BUSINESS (QSB) STUDI KASUS DAERAH PERAIRAN PROBOLINGGO Oleh : Defri Sumarwan 4106.100.011 Dosen Pembimbing : Prof. Ir. Djauhar Manfaat, M.Sc., Ph.D. Page 1 SURABAYA 2010
Latar Belakang Berkembangnya Komputer Berkembangnya Teknik Optimasi Kemampuan Bangsa Indonesia Potensi perikanan di Probolinggo
Perumusan Masalah Bagaimana memilih metode optimasi yang tepat dalam melakukan proses optimasi menggunakan software tersebut. Bagaimana menentukan fungsi objektif, variabel, konstanta, dan batasan yang berpengaruh dalam optimalisasi desain kapal dengan kriteria biaya pembuatan yang efisien. Bagaimana hasil dari penggunaan metode optimasi dalam penentuan ukuran-ukuran utama kapal ikan. Bagaimana menganalisis hasil desain kapal ikan dari proses optimasi menggunakan software tersebut.
Tujuan Mendapatkan metode optimasi yang tepat. Mendapatkan variabel, konstanta, dan batasan -> kriteria biaya pembuatan. Mendapatkan ukuran utama kapal hasil optimasi Mendapatkan karakteristik desain kapal ikan
Batasan Masalah Tahap perancangan> basic design pada aspek stabilitas, berat, serta resistance and powering Optimasi pada ukuran utama kapal untuk biaya pembangunan yang paling murah. Khusus untuk daerah perairan Probolinggo. Menggunakan software Quantitative Systems for Business (QSB) for Windows dan beberapa software pendukung dalam menghitung.
Diagram Metodologi Penelitian Studi lapangan.:survey kapal ikan di daerah Probolinggo.:Survey perairan Probolinggo Permasalahan Studi Literatur.:Prinsip optimasi biaya pembuatan dan operasional kapal.:proses dasar QSB for windows Proses Optimasi Analisis dan Pembahasan Kesimpulan Selesai
Optimasi 1 2 3 Pemilihan variabel, konstanta, dan batasan Permodelan optimasi dari QSB dengan kriteria biaya pembuatan Proses penerapan model ke kapal ikan
Fungsi Objektif Meminimalkan biaya pembangunan kapal Biaya pembuatan hull Berat konstruksi : Whull =7 2 kg/m3x CUNO [ton] dimana, CUNO (Cubic Number) = Loa x B x D [m 3 ] Harga Konstruksi : Rp. 14.000.000,00/ton Biaya outfitting dan equipment Wo = 58 kg/m 3 x CUNO [ton] Harga out&eq : Rp. 7.700.000,00/ton Biaya permesinan Rp 1.000.000,00 per HP Biaya alat tangkap 3.000.000 x GT 10.000.000
Variabel L : Panjang kapal per pendicular (Lpp) B : Lebar kapal tanpa kulit D : tinggi kapal sampai geladak teratas. Ldh : Panjang deck house di atas geladak Bdh: Lebar deck house di atas geladak Hdh: Tinggi deck house di atas geladak Vs : Kecepatan kapal saat dinas PK : besarnya PK mesin [HP] Cb : Koefisien blok kapal Fn : Froude Number Kapal
Batasan (Constraint) Rasio ukuran utama kapal ikan : 2.78 < L/B < 4 hambatan dan manuver (min kapal pembanding; max Parsons, 2001) 1.65 < B/D < 3.7 stabilitas (min Parsons; max kapal pembanding) 2.25 < B/T < 3.75 hambatan dan stabilitas (Parsons, 2001) L PP = 10.98 24,00 m (kapal pembanding) B = 3.8 ~ 6,0 m (kapal pembanding) D = 0.8 ~ 2.49 m, (kapal pembanding) V S = 9,0 11,0, (kapal pembanding) T = 0.68 ~ 2.5, (kapal pembanding)
Batasan (lanjutan) T/D < 0.85 Ldh/L < 0.3 Cb = 0.41 ~ 0.7, (koefisien kapal untuk static fishing gear) Ldh (panjang deck house) = 2.59 ~ 8 (kapal pembanding) Bdh (lebar deck house) = 0.53 ~ 6 (kapal pembanding) Hdh (tinggi deck house) = 1.85 ~ 2.52 (kapal pembanding) data mesin kapal pembanding, regresi: PK - 1.9231 x (Vs x 0.5144) > 73.333 Nilai PK mesin antara 40 ~ 300 HP (kapal pembanding)
Batasan (lanjutan) Fn = Vs / (g.l) 0.5 0.35 < Fn < 0.5 Vol. Fish Hold (Fyson, 1985) Vfh = 0.0006L 4-0.0658L 3 + 2.7687L 2-39.3568L+ 185.6311 Vfh /Δ = 0.24 ~ 0.366 Kecepatan kapal Vs = 2.4 x (Lwl) (FAO, 1990)
Permodelan Optimasi di Software Win QSB -> Non Linear Programming
Permodelan Optimasi di Software Memasukkan data sebagai berikut: Fungsi objektif Constraint Variabel (min & max)
Penerapan Model pada Kapal Ikan Memasukkan data salah satu kapal pembanding sebagai initial value
Hasil Optimasi L 14.2361 B 4.8366 D 1.5209 Ldh 2.6050 Bdh 1.5347 Hdh 1.8627 Vs 9.0551 PK 82.3453 Cb 0.6300 T 1.2927 Fn 0.3941 Minimized Objective Function= 298,938,800.0000
Pengecekan Constraint Hasil :Tidak ada yang melanggar batasan
Analisis dan Pembahasan Teknis Ekonomis Hasil yang memenuhi kriteria
Analsis Teknis www.themegallery.com Pembuatan LP dan RU A Freeboard B E Stability Teknis Resistance and Powering C D LWT & DWT
Lines Plan
Rencana Umum
Freeboard LAMBUNG TIMBUL MENURUT KM NO.3 TAHUN 2005 Lambung timbul Awal (fb) fb = 0,8 * L = 11.9088 cm Koreksi koefisien Block Cb Cb < 0,68,maka fb' = fb fb' = 11.9088 Koreksi Tinggi D Maka Koreksi D = 10.546 cm Tinggi standart Bangunan Atas Tidak ada bangunan atas selebar kapal (>96%B), jadi koreksi 0 cm Koreksi Lengkung Memanjang Kapal B = 0.125 L = 1.86 cm
Freeboard (lanjutan) Lambung Timbul Awal setelah koreksi Cb = 11.9088 cm Lambung Timbul Awal setelah koreksi D = 10.5460 cm Lambung Timbul Awal setelah koreksi BA = 0.0000 cm Lambung Timbul Awal setelah koreksi LMK = -1.8610 cm Persyaratan Lambung Timbul = 20.5940 cm Freeboard actual = D T = 0.2300 m (memenuhi)
Resistance and Powering Resistance Dengan metode van ortmenssen dengan software Hullspeed : Besarnya hambatan total pada kecepatan 9 knot adalah 17 kn
Resistance and Powering (lanjutan) Powering EHP = R t x V DHP = EHP x η D η D = η H x η R x η O BHP = DHP η s x η rg η s = shaft efficiency (0.97) Η rg = reduction gear efficiency (0.98) BHP = 157.62 HP ~ 158 HP Mesin dari hasil optimasi adalah 82.345 HP Karena tidak memenuhi, maka yang digunakan adalah yang lebih tinggi.
Displacement Displacement = LWT + DWT (toleransi 0.5%) LWT Hull Hull outfitting&eq. Machinery Fishing Gear Cadangan (10%) LWT 8.732 ton 7.031 ton 1.820 ton 1.000 ton 0.858 ton 9.993 ton
Displacement DWT Bahan Bakar Minyak Pelumas Air Tawar Makanan Crew dan bawaan Berat Muatan DWT 12.970 ton 0.195 ton 0.700 ton 0.375 ton 0.500 ton 6.830 ton 35.240 ton LWT + DWT = 55.67 ton Displacement = L x B x T x Cb =56.06 ton Koreksi = 0,4 ton (< 1%)
Stabilitas Pengecekan stabilitas dengan IMO Intact Stability for all ship Persyaratan Nilai IMO Initial GM 0.8313m >0.35m GZ pada sudut oleng > 30 GZ maksimum pada sudut 0.299 m >0.2 m 30 >25 Area 0-30 0.096 m.rad >0.055 m.rad Area 0-40 0.1472 m.rad >0.09 m.rad Area 30-40 0.0511 >0.03 m.rad
Stabilitas
Analisis Ekonomi B.Pembangunan dari hasil optimasi B. Operasional Biaya Tetap & B. Variabel Ren. Pendapatan Pada kondisi 50% - 100% (full loaded)
Analisis Ekonomi Biaya Pembangunan hasil optimasi : Rp. 298.938.800,00 Biaya Tetap Angsuran Pinjaman + Bunga Umur ekonomis 20 tahun Bunga 14,5% /tahun Asuransi ( 1.5%/th) dr biaya investasi Gaji & Tunjangan ABK ( 900rb/bln ) Kesejahteraan ABK ( 150rb/bln ) Makanan ABK (15rb/hari) Perawatan Kapal (10% dari harga kapal) Total Biaya tetap = Rp. 171.195.098,75
Analisis Ekonomi (lanjutan) Biaya Variabel Biaya Bahan Bakar Rp. 4.500,00/lt Biaya Pelumas Rp. 20.000,00/lt Biaya Air Tawar Rp.700,00/lt Biaya Tambat Rp. 125,00 /GT/3hari Biaya Umpan Rp. 2.000.000,00/trip Biaya bongkar muat Rp. 10000/ton TOTAL Rp. 1.176.650.926,75 Biaya Operasional B.Tetap + B.Variabel = Rp. 1.347.846.025,50
Rencana Pendapatan Harga ikan di PPI Tanjung Tembaga (2009) Rp 7.163.498/kg RENCANA CAPENDAPATAN/TAHUN Muatannya adalah Ikan Profit Full loaded (100%) Rp 2,790,246,227.53 1,442,400,202.03 90% berat ikan Rp 2,511,221,604.77 1,163,375,579.27 80% berat ikan Rp 2,232,196,982.02 884,350,956.52 70% berat ikan Rp 1,953,172,359.27 605,326,333.77 60% berat ikan Rp 1,674,147,736.52 326,301,711.02 50% berat ikan Rp 1,395,123,113.76 47,277,088.26 40% berat ikan Rp 1,116,098,491.01 (231,747,534.49) 30% berat ikan Rp 837,073,868.26 (510,772,157.24) Profit Maksimal Rp 1,442,400,202.03 Profit = Pendapatan - pengeluaran Maka untuk tetap menghasilkan keuntungan, muatan harus > 40% total muatan penuh
Kesimpulan
KESIMPULAN Software Quantitave System for Bussiness dapat dipergunakan untuk melakukan optimasi ukuran utama kapal ikan untuk mendapatkan biaya pembangunan terkecil yang selanjutnya data ukuran utama kapal tersebut dianalisis apakah memenuhi persyaratan desain lainnya. Optimasi dilakukan dengan variabel L, B, D, T, Ldh, Bdh, Hdh, Vs, PK Mesin, Cb, Fn, dan Vfh dengan batasan rasio ukuran utama, PK Mesin, serta Fn.
Berdasarkan perhitungan dan analisa data yang diperoleh dengan optimasi menggunakan program pada software QSB, maka didapat ukuran utama kapal ikan hasil optimasi yaitu : L (panjang): 14.24 m B (lebar) : 4.48 m D (tinggi) : 1.52 m T (sarat) : 1,29 m Vs : 9.0 knot Cb : 0.63 Ldh (panjang deck house): 2.6 m Bdh (lebar deck house) : 1.53 m Hdh (tinggi deck house) : 1.86 m PK : 158 HP
KESIMPULAN (lanjutan) Untuk membangun kapal dengan ukuran tersebut maka diperlukan investasi awal sebesar Rp. 298.938.800,00 Kapal tidak diperkenankan memiliki rata-rata penangkapan di bawah 50% karena akan terdapat pengeluaran per tahun akan lebih besar dari pada pendapatan per tahun. (defisit) Karakteristik kapal pada hasil optimasi adalah dengan badan yang ramping (Cb=0.63), akan menjadikan volume ruang muat semakin besar sehingga muatannya semakin besar.
Data Kapal Pembanding No Nama Kapal L (m) Loa (m) B (m) D (m) Jenis Mesin 1 Paku Samudra 14 15.53 4.95 1.35 Nelayan 2 Nur Rohmah 11.25 12.8 3.95 1.15 Nelayan 3 Mega Perkasa 13.5 14.5 4.8 1.45 Nelayan 4 Paku Samudra-II 14.2 15.65 5 1.4 Nelayan 5 Lancar Jaya 13.8 14.4 4.5 1.3 Nelayan 6 Karya Jaya 10.98 12 3.8 1.1 Nelayan 7 Jasa Bakti 13.9 14.9 5 1.45 Nelayan 8 King Anugrah 13.8 14.7 4.5 1.3 Nelayan 9 Hasan Jaya-II 11.43 12 3.92 1.05 Nelayan 10 Bangkit-V 13.5 15 4.8 1.45 Nelayan 11 Mulya Jaya 13.24 14.44 4.74 1.27 Nelayan 12 Bangkit-II 11.8 12.8 4 1.36 Nelayan Mitsubishi D16 Mitsubishi D32 Mitsubishi D16 Mitsubishi D16 Mitsubishi D16 Mitsubishi PS.120 Mitsubishi D16 Mitsubishi D16 Mitsubishi D16 Mitsubishi TS.120 Mitsubishi D16 Mitsubishi TS.120 PK Mesin Cyl. Mesin 90 6 40 4 90 6 90 6 90 6 90 6 90 6 90 6 90 6 90 6 90 6 90 6
No. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Nama Kapal Paku Samudra Nur Rohmah Mega Perkasa Paku Samudra-II Lancar Jaya Karya Jaya Jasa Bakti King Anugrah Hasan Jaya-II L.dh (m) B.dh (m) H.dh (m) V.dh (m2) GT NT Vs T 3.34 2.23 2.02 15.04 20 6 10 1.15 2.8 1.54 1.85 7.97 10 3 9 0.98 3 2.08 2 12.48 19 6 10 1.23 3.3 2.11 2 13.93 20 6 10 1.19 2.8 1.85 1.93 10 16 5 11 1.11 2.59 1.53 1.87 7.41 9 3 10 0.94 3.17 2.1 2.02 13.45 21 7 10 1.23 2.8 1.85 1.93 10 16 5 10.5 1.10 2.59 1.53 1.87 7.41 10 3 11 0.89 10 Bangkit-V 3 2.08 2 12.48 19 6 10 1.23 11 Mulya Jaya 2.67 1.84 1.85 11.29 16 5 10 1.08 1.56 1.84 0.77 12 Bangkit-II 2.7 1.94 2.52 13.2 14 5 11 1.156
Nilai Produksi menurut Sub Sektor Perikanan melalui Penangkapan di Jatim KABUPATEN/ KOTA District PENANGKAPAN Laut Marine Perairan Umum Openwater JUMLAH Total Sub Jumlah 1 2,303,357,540 32,673,860 2,336,031,400 1.Tuban 42,447,550 5,721,540 48,169,090 2.Lamongan 489,374,860 14,058,940 503,433,800 3.Gresik 212,096,960 3,047,850 215,144,810 4.Kota Surabaya 60,918,360 1,769,300 62,687,660 5.Bangkalan 218,929,950 377,200 219,307,150 6.Sampang 136,914,950 73,550 136,988,500 7.Pamekasan 128,374,650 281,750 128,656,400 8.Sumenep 465,195,250 1,474,300 466,669,550 9.Sidoarjo 33,695,575 3,063,480 36,759,055 10.Pasuruan 107,763,220 1,298,550 109,061,770 11.Kota Pasuruan 5,398,150-5,398,150 12.Probolinggo 52,155,550 1,320,850 53,476,400 13.Kota Probolinggo 308,181,565 186,550 308,368,115 14.Situbondo 41,910,950-41,910,950
Pemilihan Tempat Penelitian Lamongan Nelayan Laut : 22.973 orang Hasil Tangkapan Laut tahun 2009: Rp 489.374.860.000,00 Maka, setiap nelayan menghasilkan rata-rata 21,3 juta/th Sumenep Nalayan Laut : 41.523 orang Hasil Tangkapan Laut tahun 2009: Rp 465.195.250.000,00 Maka, setiap nelayan menghasilkan rata-rata 11,2 juta/th Kota Probolinggo Nelayan laut sebanyak 10.561 orang Hasil Tangkapan Laut tahun 2009: Rp 308.181.565.000,00 Maka, setiap nelayan menghasilkan rata-rata 29,2 juta/th
PK (paardenkracht) =735.5 watt 1hp (metric)= 735.5 watt
Pendapatan Investasi Awal = Rp 298,938,800.00 Muatan Pendapatan / th Pengeluaran Operational / th 100% Rp 2,790,246,227.53 Rp (1,347,846,025.50) 90% Rp 2,511,221,604.77 Rp (1,347,846,025.50) 80% Rp 2,232,196,982.02 Rp (1,347,846,025.50) 70% Rp 1,953,172,359.27 Rp (1,347,846,025.50) 60% Rp 1,674,147,736.52 Rp (1,347,846,025.50) 50% Rp 1,395,123,113.76 Rp (1,347,846,025.50) 40% Rp 1,116,098,491.01 Rp (1,347,846,025.50) 30% Rp 837,073,868.26 Rp (1,347,846,025.50) 20% Rp 558,049,245.51 Rp (1,347,846,025.50) Volume tangkapan ikan th 2009 = 43,021,100 kg Nilai tangkapan ikan th 2009 = Rp 308,181,565,000.00 Harga ikan / kg = Nilai / Volume = Rp 7,163.50
BEP PENILAIAN INVESTASI DENGAN PAYBACK PERIOD 100% 80% Investasi Awal = Rp 298,938,800.00 Muatan Pendapatan / th Pengeluaran Operational / th 100% Rp 2,790,246,227.53 Rp (1,347,846,025.50) 90% Rp 2,511,221,604.77 Rp (1,347,846,025.50) 80% Rp 2,232,196,982.02 Rp (1,347,846,025.50) 70% Rp 1,953,172,359.27 Rp (1,347,846,025.50) 60% Rp 1,674,147,736.52 Rp (1,347,846,025.50) 50% Rp 1,395,123,113.76 Rp (1,347,846,025.50) 40% Rp 1,116,098,491.01 Rp (1,347,846,025.50) 30% Rp 837,073,868.26 Rp (1,347,846,025.50) 20% Rp 558,049,245.51 Rp (1,347,846,025.50) Muatan Profit / th Periode Payback (tahun) 100% Rp 1,442,400,202.03 0.3 90% Rp 1,163,375,579.27 0.3 80% Rp 884,350,956.52 0.4 70% Rp 605,326,333.77 0.5 60% Rp 326,301,711.02 1 50% Rp 47,277,088.26 6.4 40% Rp (231,747,534.49) Defisit 30% Rp (510,772,157.24) Defisit 20% Rp (789,796,779.99) Defisit
Grafik BEP 7.0 6.0 Break Even point - % Muatan 50%, 6.4 Break Even Point (tahun) 5.0 4.0 3.0 2.0 60%, 1 1.0 70%, 0.5 80%, 0.4 20%, 0 30%, 0 40%, 0 90%, 0.3 0.0 100%, 0.3 0% 20% 40% 60% 80% 100% 120% Prosentase Muatan
KELAYAKAN INVESTASI Muatan NPV income NPV keluar 100% Rp 2,128,293,701.82 Rp 1,028,085,695.09 90% Rp 1,915,464,333.38 Rp 1,028,085,695.09 80% Rp 1,702,634,964.95 Rp 1,028,085,695.09 70% Rp 1,489,805,596.51 Rp 1,028,085,695.09 60% Rp 1,276,976,228.08 Rp 1,028,085,695.09 50% Rp 1,064,146,859.64 Rp 1,028,085,695.09 40% Rp 851,317,491.21 Rp 1,028,085,695.09 30% Rp 638,488,122.77 Rp 1,028,085,695.09 20% Rp 425,658,754.34 Rp 1,028,085,695.09 Muatan PI IRR Keterangan 100% 2.070152043 51.69% Investasi Disarankan Diterima 90% 1.86313684 46.33% Investasi Disarankan Diterima 80% 1.656121638 39.62% Investasi Disarankan Diterima 70% 1.449106435 30.99% Investasi Disarankan Diterima 60% 1.242091232 19.49% Investasi Disarankan Diterima 50% 1.03507603 3.39% Investasi Disarankan Ditolak Syarat penerimaan investasi : NPV 0 (layak) PI 1 (layak) IRR tingkat suku bunga (layak) 40% 0.828060827-20.76% Investasi Disarankan Ditolak 30% 0.621045625-61.02% Investasi Disarankan Ditolak 20% 0.414030422-141.53% Investasi Disarankan Ditolak
Profit-%Muatan Rp2,000.00 Profit - % Muatan Rp1,500.00 Rp1,000.00 Value (juta / tahun) Rp500.00 Rp- 0.00% 10.00% 20.00% 30.00% 40.00% 50.00% 60.00% 70.00% 80.00% 90.00% 100.00% Rp(500.00) Rp(1,000.00) % Muatan
SEKIAN DAN TERIMA KASIH