OPTIMASI JADWAL PERKULIAHAN DOSEN DENGAN NEIGHBORHOOD SEARCH METHODS TESIS ORIS KRIANTO SULAIMAN

OPTIMASI JADWAL PERKULIAHAN DOSEN DENGAN NEIGHBORHOOD SEARCH METHODS TESIS ORIS KRIANTO SULAIMAN 127038041 PROGRAM STUDI MAGISTER (S2) TEKNIK INFORMATIKA FAKULTAS ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2015

OPTIMASI JADWAL PERKULIAHAN DOSEN DENGAN NEIGHBORHOOD SEARCH METHODS TESIS Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat memperoleh ijazah Magister Teknik Informatika ORIS KRIANTO SULAIMAN 127038041 PROGRAM STUDI MAGISTER (S2) TEKNIK INFORMATIKA FAKULTAS ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2015

ii PERSETUJUAN Judul : OPTIMASI JADWAL PERKULIAHAN DOSEN DENGAN NEIGHBORHOOD SEARCH METHODS Nama : ORIS KRIANTO SULAIMAN Nomor Induk Mahasiswa : 127038041 Program Studi : MAGISTER (S2) TEKNIK INFORMATIKA Fakultas : ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI (FASILKOM-TI) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA Komisi Pembimbing : Pembimbing 2 Pembimbing 1 Dr.Mahyuddin, M.IT Prof.Dr.Opim Salim Sitompul, M.Sc Diketahui/Disetujui Oleh Program Studi Magister Teknik Informatika Ketua, Prof. Dr. Muhammad Zarlis 19570701 198601 1 003

iii PERNYATAAN OPTIMASI JADWAL PERKULIAHAN DOSEN DENGAN NEIGHBORHOOD SEARCH METHODS TESIS Saya mengakui bahwa tesis ini adalah hasil karya saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing telah disebutkan sumbernya. Medan, 9 Maret 2015 Oris Krianto Sulaiman 127038041

iv PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS Sebagai sivitas akademika Universitas Sumatera Utara, saya yang bertanda tangan di bawah ini : Nama Mahasiswa : ORIS KRIANTO SULAIMAN Nomor Induk Mahasiwa : 127038041 Program Studi : Magister Teknik Informatika Jenis Karya Ilmiah : Tesis Demi pengembangan ilmu pengetahuan, menyetujui untuk memberikan kepada Universitas Sumatera Utara Hak Bebas Royalti Non-Eksklusif (Non Exclusive Royalti Free Right) atas tesis saya yang berjudul: OPTIMASI JADWAL PERKULIAHAN DOSEN DENGAN NEIGHBORHOOD SEARCH METHODS Berserta perangkat yang ada (jika diperlukan). Dengan hak bebas royalty Non- Eksklusive ini, Universitas Sumatera Utara berhak menyimpan, mengalih media, memformat, mengelola dalam bentuk database, merawat dan mempublikasikan tesis saya tanpa meminta izin dari saya, selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis dan sebagai pemegang dan/atau sebagai hak cipta. Demikianlah pernyataan ini dibuat dengan sebenarnya. Medan, 9 Maret 2015 Oris krianto Sulaiman 127038041

v Telah diuji pada : Tanggal : 9 Maret 2015 PANITIA PENGUJI TESIS Ketua : Prof. Dr. Opim Salim Sitompul Anggota : 1. Dr. Mahyuddin, M.IT 2. Prof. Dr. Muhammad Zarlis 3. Prof. Dr. Drs. Iryanto, M.Si 4. Prof. Dr. Herman Mawengkang

vi RIWAYAT HIDUP DATA PRIBADI Nama Lengkap : Oris Krianto Sulaiman Tempat dan Tanggal Lahir : Kp.Paya, 16 Maret 1990 Alamat Rumah : Jl. Eka rasmi komplek perumahan Bumi Johor Sentosa (BJS) No. B5 HP : 082369783801 E-mail : oris.ks@unimed.ac.id Instansi Tempat Bekerja : UNIMED / UISU Alamat Kantor : Jalan Willem Iskandar, Pasar V Medan Estate, Sumatera Utara 20221, Indonesia. Jalan Sisingamangaraja Teladan, Kelurahan Teladan Barat, Kecamatan Medan Kota, Medan Sumatera Utara. DATA PENDIDIKAN SD : SD Negeri 9 Tapaktuan Aceh Selatan Tamat : 2002 SLTP : SMP Negeri 1 Tapaktuan Aceh Selatan Tamat : 2005 SLTA : SMA Negeri 1 Tapaktuan Aceh Selatan Tamat : 2008 S1 : Universitas Islam Sumatera Utara (UISU) Tamat : 2012 S2 : Universitas Sumatera Utara (USU) Tamat : 2015

vii KATA PENGANTAR Puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa, atas segala limpahan berkat dan penyertaan-nya sehingga tesis ini dapat diselesaikan tepat pada waktunya. Dengan selesainya tesis ini, perkenankanlah penulis mengucapkan terima kasih yang sebesarbesarnya kepada : 1. Rektor Universitas Sumatera Utara, Prof. Dr. dr. Syahril Pasaribu, DTM&H, M.Sc (CTM), Sp. A(K) atas kesempatan yang diberikan kepada penulis untuk mengikuti dan menyelesaikan pendidikan Program Magister. 2. Dekan Fasilkom-TI (Fakultas Ilmu Komputer dan Teknologi Informasi) Universitas Sumatera Utara Prof. Dr. Muhammad Zarlis, atas kesempatan yang diberikan kepada penulis menjadi mahasiswa Program Magister pada Program Pascasarjana Fasilkom-TI Universitas Sumatera Utara. 3. Ketua Program Studi Magister (S2) Teknik Informatika, Prof. Dr. Muhammad Zarlis dan Sekretaris Program Studi Magister (S2) Teknik Informatika M. Andri Budiman, S.T, M.Comp, M.E.M beserta seluruh staff pengajar pada Program Studi Magister (S2) Teknik Informatika Program Pascasarjana Fasilkom-TI Universitas Sumatera Utara, yang telah bersedia membimbing penulis sehingga dapat menyelesaikan pendidikan tepat pada waktunya. 4. Terima kasih yang tak terhingga dan penghargaan setinggi-tingginya saya ucapkan kepada Prof.Dr. Opim Salim Sitompul, selaku pembimbing utama dan kepada Dr. Mahyuddin, M.IT selaku pembimbing lapangan yang dengan penuh kesabaran menuntun, memberikan nasehat baik serta membimbing penulis hingga selesainya tesis ini dengan baik. 5. Prof.Dr. Muhammad Zarlis, Prof.Dr. Drs. Iryanto, M.Si, dan Prof. Dr. Herman Mawengkang sebagai pembanding yang telah memberikan banyak masukkan dan motivasi serta arahan yang baik demi penyelesaian tesis ini. 6. Yang tersayang dan tercinta kedua orang tua penulis, ayahanda Sulaiman.SE dan ibunda Nuriha yang selalu memberikan motivasi dalam penyusunan tesis ini, serta adik tercinta Asih Annisa Sulaiman yang selalu memberikan semangat dalam mengerjakan tesis ini.

viii 7. Saudaraku bg Mohamad Ihwani dan bg Muhammad Basri tak terbalas jasa kalian, kalian membuka gerbang untuk terus berusaha belajar dan belajar, memberikan pengalaman berharga yang tak terlupa, cepat nyusulnya ya bg. 8. Seluruh tim IT UNIMED, khusunya my team networking, Bayu, Rusdi, Wanda, Emil, Anto, Wanda dan eli. Divisi data center Bg Angga dan Bg adi. Divisi maintenance, bg Zuhari, Rahdiansyah, Muflih, Uje, Sopi, Herman. Divisi research and development Bg Wais, Irfan, Andre dan Kak Ria. Serta semua civitas UNIMED yang mempercayakan tugas-tugas negara kepada tim IT. 9. Universitas Islam Sumatera Utara, Seluruf staf pegawai dan administrasi pada program studi teknik khususnya teknik informatika yang banyak memberikan masukan ilmu-ilmu baru di bidangnya. 10. Universitas Sumatera Utara, Staf Pegawai dan Administrasi pada Program Studi Magister (S2) Teknik Informatika Program Pascasarjana Fasilkom-TI Universitas Sumatera Utara yang telah memberikan bantuan dan pelayanan terbaik kepada penulis selama mengikuti perkuliahan. Medan, 9 Maret 2015 Penulis Oris Krianto Sulaiman 127038041

ix ABSTRAK suatu Penjadwalan kegiatan kuliah dalam suatu Perguruan tinggi/kampus adalah hal yang rumit dan sering mengalami kesulitan, yang menyebabkan pengalokasian mata kuliah dengan dosen dan ruangan yang sering bentrok dengan jadwal mata kuliah, dosen dan ruang yang lain dalam satu periode jadwal kuliah. Oleh karena itu dibutuhkan suatu sistem dan metode optimasi yang dapat diterapkan untuk menyusun penjadwalan mata kuliah. Optimasi penjadwalan kuliah dalam Tesis ini dibuat untuk membantu pihak pembuat jadwal dalam melakukan penjadwalan kuliah pada periode yang diselenggarakan. Metode yang dipakai adalah Neighborhood Search. Dimana terdiri dari algoritma genetika, simulated annealing dan tabu search. Kata Kunci : Neighborhood Search Methods, Algoritma Genetika, Algoritma Tabu Search dan Algoritma Simulated Annealing.

x OPTIMIZATION OF LECTUER SCHEDULING WITH NEIGHBORHOOD SEARCH METHODS ABSTRACT Scheduling activities in a college lecture / campus is a complex and often experience difficulties, which led to the allocation of courses with professors and room often clashed with the schedule of courses, lecturers and other space in the class schedule period. Therefore, it needs a system and method of optimization that can be applied to develop scheduling courses. Scheduling optimization study in this thesis is made to assist the scheduler in scheduling courses in the period held. The method used is the Neighborhood Search. Where is composed of genetic algorithms, simulated annealing and tabu search. Keywords: Neighborhood Search methods, Genetic Algorithms, Tabu search algorithm and simulated annealing algorithm.

xi DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL KATA PENGANTAR ABSTRAK ABSTRACT DAFTAR ISI DAFTAR TABEL DAFTAR GAMBAR Halaman vii ix x xi xiii xiv BAB 1 BAB 2 BAB 3 BAB 4 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang 1 1.2 Rumusan Masalah 2 1.3 Batasan Masalah 2 1.4 Tujuan Penelitian 3 1.5 Manfaat Penelitian 3 TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Permasalah Optimasi 4 2.2 Penjadwalan (Scheduling) 5 2.3 Neighborhood Search Methods 7 2.3.1 Genetic Algorithm 8 2.3.2 Simulated Annealing 12 2.3.3 Tabu Search Algorithm 13 2.4 Masalah Jadwal Mata Kuliah 16 2.5 Riset Terkait 17 METODOLOGI PENELITIAN 3.1 Model Neighborhood Search Methods 18 3.2 Analisis Proses Penjadwalan 19 3.3 Desain Sistem Genetic Algorithm 20 3.4 Desain Sistem Simulated Annealing 23 3.5 Desain Sistem Tabu Search 24 3.6 Teknik Pengumpulan Data 25 3.7 Teknik Mengembangkan Model 26 3.8 Pembahasan 26 HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Hasil 28 4.1.1 Pengujian Sistem 28 4.1.2 Pengujian Algoritma 29 4.1.3 Evaluasi Kromosom 32 4.1.4 Seleksi Kromosom 33 4.1.5 Mutasi 36 4.1.6 Pengujian Secara Tabu Search 40 4.1.7 Input Ruangan dengan Simulated Anneling 47 4.2 Percobaan 49

xii BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan 60 5.2 Saran 60 DAFTAR PUSTAKA 61 LAMPIRAN 62

xiii DAFTAR TABEL No. Tabel Judul Halaman 2.1 Riset Terkait 17 3.1 Algoritma Genetika pada Penjadwalan Mata Kuliah 21 4.1 Route Wheel 35

xiv DAFTAR GAMBAR No. Gambar Judul Halaman 2.1 Ilustrasi Tahapan Proses Genetic Algorithm 8 2.2 Dimensi Tabu Search 14 3.1 Struktur Pengembangan Neighborhood Search Methods 18 3.2 Struktur Penjadwalan-Model Neighborhood Search Methods 19 3.3 Struktur Jadwal dengan Genetik 20 3.4 Struktur Jadwal dengan metode Simulated Annelaing 23 3.5 Desain Sistem Tabusearch 24 4.1 Format Roster 29 4.2 Form 1 Pengaturan jam masuk dosen 30 4.3 Proses Inisialisasi kormosom peletakan jadwal dosen hari senin 31 4.4 Proses Inisialisasi kromosom pada jadwal dosen hari rabu 32 4.5 Kromosom Bermutasi hari senin 36 4.6 Kromosom Bermutasi hari rabu 38 4.7 Proses Susunan Tabulist 41 4.8 Mutasi kromosom Hari Senin 43 4.9 Mutasi kromosom hari Rabu 43 4.10 Kombinasi Ruangan 47 4.11 Kombinasi Ruangan dengan Metode Simulated Annealing 48 4.12 Jadwal salah satu dosen N. Manurung 49 4.13 Tabulist[1] digunakan 51 4.14 Proses tabulist[1] telah gagal 52 4.15 Tabulist[2] digunakan 52 4.16 Proses tabulist[2] telah gagal 53 4.17 Tabulist[3] digunakan 53 4.18 Tabulist[4] digunakan 54 4.19 Algoritma Simulated Anneling 55 4.20 Jarak Antara Ruangan dengan metode Simulated Annealing 56

xv 4.21 Proses Simulated Annealing 57 4.22 Jadwal Pada Hari Senin 57 4.23 Jadwal Pada Hari Selasa 58 4.24 Jadwal Pada Hari Rabu 58 4.25 Jadwal Pada Hari Kamis 58 4.26 Jadwal Pada Hari Jumat 59