UNIVERSITAS BINA NUSANTARA Program Ganda Teknik Informatika - Matematika Skripsi Sarjana Program Ganda Semester Ganjil Tahun 2006/2007 PERANCANGAN PROGRAM APLIKASI OPTIMALISASI PENJADWALAN PEKERJAAN DENGAN METODE CONSTRAINT PROGRAMMING (Studi Kasus PT. Usaha Saudara Mandiri) Akbar 0600670410 ABSTRAK PT. Usaha Saudara Mandiri menghadapi masalah tidak terkomputerisasinya proses kerja dari pembuatan SPK sampai produksi barang-barangnya. Ini mengakibatkan sulitnya menjadwalkan pekerjaan bagi teknisi-teknisi perusahaan itu. Penjadwalan cenderung menggunakan distribusi acak. Oleh karena itu dirancanglah program aplikasi yang mengkomputerisasi proses kerja perusahaan ini dan menjadwalkan pekerjaan yang ada dengan optimal sesuai dengan spesialisasi teknisi-teknisi yang ada. Penjadwalan pekerjaan menggunakan metode constraint programming. Teknik yang digunakan oleh constraint programming adalah backtracking dan branch and bound. Constraint programming memerlukan lebih sedikit waktu dibandingkan dengan teknik optimalisasi lainnya yang umum dan memiliki fleksibilitas sehingga constraint programming merupakan metode yang tepat dalam menyelesaikan masalah penjadwalan pekerjaan ini. Kata Kunci: constraint programming, optimalisasi, backtracking, branch and bound v
PRAKATA Puji dan syukur kepada Ketuhanan yang Maha Esa, skripsi ini dapat terselesaikan. Skripsi ini disusun sebagai salah satu syarat untuk mendapatkan gelar kesarjanaan pada Program Ganda Jenjang Pendidikan Strata-1. Skripsi ini disusun atas bantuan dan dukungan baik secara langsung maupun tidak langsung dari berbagai pihak. Oleh karena itu, dengan ini penulis ingin menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada: 1. Prof. Dr. Gerardus Polla, M.App.Sc., selaku Rektor Universitas Bina Nusantara, Jakarta. 2. Wikaria Gazali, S.Si., MT., selaku Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam (MIPA) dan Program Ganda Universitas Bina Nusantara, Jakarta. 3. Ngarap Imanuel Manik, Drs., M.Kom., selaku Kajur Matematika dan Statistika Universitas Bina Nusantara, Jakarta. 4. Don Tasman, S.Mia., SE., S.Si.,MM, selaku dosen pembimbing yang sudah membimbing dengan sabar. 5. Haryono Soeparno, Ir., M.Sc., Dr., selaku dosen pembimbing yang sudah membimbing dengan sabar. 6. Adelin Juliarso, selaku Manajer Produksi pada PT. Usaha Saudara Mandiri serta staf yang telah banyak membantu dan memberikan informasi ataupun keterangan kepada penulis selama melakukan survei. 7. Segenap keluarga penulis yang telah memberikan perhatian, dukungan, serta doa sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini. 8. Teman-teman sejurusan Teknik Informatika dan Matematika Universitas Bina Nusantara, Jakarta. vi
Penulis menyadari bahwa skripsi ini jauh dari kesempurnaan dan mempunyai banyak kekurangan. Oleh karena itu, saran dan kritik yang membangun dari rekan-rekan pembaca sangatlah dibutuhkan guna menjadikan skripsi ini menjadi lebih baik lagi. Penulis berharap bahwa penulisan skripsi ini dapat memberikan daya guna bagi kepentingan orang banyak. Semoga karya tulis ini dapat bermanfaat dan menambah pengetahuan baru bagi rekan-rekan pembaca. Jakarta, 26 Janurai 2007 Penulis Akbar 0600670410 vii
DAFTAR ISI Abstrak Prakata Daftar Isi Daftar Gambar Daftar Tabel v vi viii xi xiii BAB 1 PENDAHULUAN 1 1.1 Latar Belakang............................... 1 1.2 Ruang Lingkup............................... 3 1.3 Tujuan dan Manfaat............................. 3 1.4 Metodologi................................. 4 1.5 Sistematika Penulisan............................ 4 BAB 2 LANDASAN TEORI 6 2.1 Constraint Satisfaction Problem...................... 6 2.1.1 Pengertian Dasar.......................... 6 2.1.2 Definisi Formal Constraint Satisfaction Problem......... 7 2.2 Pencarian Sistematis............................ 11 2.2.1 Generate and Test.......................... 11 2.2.2 Backtracking............................ 14 2.3 Konsistensi Constraint........................... 16 2.3.1 Pengertian Dasar.......................... 16 2.3.2 Konsistensi Verteks......................... 17 2.3.3 Konsistensi Busur.......................... 18 2.4 Optimalisasi Dalam Constraint Satisfaction Problem........... 21 2.4.1 Pengertian Dasar.......................... 21 2.4.2 Branch and Bound......................... 23 BAB 3 ANALISIS DAN PERANCANGAN 29 3.1 Sejarah Perusahaan............................. 29 3.2 Struktur Organisasi dan Pembagian Tugas serta Wewenang........ 29 3.3 Analisis Sistem Berjalan.......................... 35 3.4 Permasalahan yang Dihadapi........................ 35 viii
3.5 Solusi Permasalahan............................ 36 3.6 Perancangan Database........................... 37 3.7 Perancangan Constraint Satisfaction Optimization Problem........ 49 3.8 Metode Pengembangan Aplikasi...................... 57 3.9 Perancangan Aplikasi Optimalisasi Penjadwalan Pekerjaan dengan Metode Constraint Programming......................... 58 3.9.1 Rancangan Interaksi Pengguna................... 58 3.9.2 Rancangan Layar Daftar SPK................... 58 3.9.3 Rancangan Layar Pembuatan SPK................. 61 3.9.4 Rancangan Layar Tempat Melihat dan Pengubahan Data SPK.. 61 3.9.5 Rancangan Layar Pembuatan Deskripsi (Tahap-Tahap) Pekerjaan. 63 3.9.6 Rancangan Layar Deskripsi Pekerjaan dan Optimalisasi Penjadwalan Pekerjaan........................... 63 3.9.7 Rancangan Layar Status Pekerjaan................. 65 3.9.8 Rancangan Layar Daftar Monitoring Kerja............. 65 3.9.9 Rancangan Layar Pembuatan Monitoring Kerja.......... 67 3.9.10 Rancangan Layar Tempat Melihat Monitoring Kerja........ 67 3.9.11 Rancangan Layar Daftar Teknisi.................. 68 3.9.12 Rancangan Layar Laporan Kerja.................. 70 BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN 71 4.1 Implementasi Sistem............................ 71 4.1.1 Spesifikasi Perangkat Keras..................... 71 4.1.2 Spesikasi Piranti Lunak....................... 73 4.2 Petunjuk Penggunaan Aplikasi....................... 73 4.2.1 Tampilan Layar Daftar SPK.................... 73 4.2.2 Tampilan Layar Daftar Teknisi................... 76 4.2.3 Tampilan Layar Pembuatan SPK.................. 80 4.2.4 Tampilan Layar Pengubahan Data SPK.............. 88 4.2.5 Tampilan Layar Pembuatan Deskripsi (Tahap-Tahap) Pekerjaan.. 95 4.2.6 Tampilan Layar Tempat Melihat Deskripsi Pekerjaan....... 99 4.2.7 Tampilan Layar Pembuatan STK.................. 102 4.2.8 Tampilan Layar Tempat Melihat STK............... 105 4.2.9 Tampilan Layar Status Pekerjaan.................. 106 4.2.10 Tampilan Layar Daftar Monitoring................. 107 4.2.11 Tampilan Layar Pembuatan Monitoring Kerja........... 108 4.2.12 Tampilan Layar Tempat Melihat Monitoring Kerja........ 112 4.2.13 Tampilan Layar Laporan Kerja................... 114 4.3 Hasil..................................... 116 BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN 118 5.1 Kesimpulan................................. 118 5.2 Saran..................................... 119 Daftar Pustaka 120 ix
Riwayat Hidup 121 Lampiran 122 x
DAFTAR GAMBAR 2.1 Ruang pencarian untuk csp(z, D, C) dengan urutan (a, b, c) di mana Z = {a, b, c}, D a = {1, 2, 3}, D b = {1, 2}, dan D c = {1, 2}......... 13 2.2 Contoh constraint satisfaction problem di mana terjadi backtrack..... 16 2.3 Graf menggambarkan constraint...................... 17 2.4 Graf constraint yang konsisten secara busur tetapi tidak mempunyai solusi 21 2.5 Contoh constraint satisfaction optimization problem yang sederhana... 26 2.6 Ruang pencarian yang dijelajahi oleh backtracking sederhana dalam constraint satisfaction optimization problem.................. 27 2.7 Ruang pencarian yang dijelajahi oleh branch and bound dalam constraint satisfaction optimization problem...................... 27 2.8 Ruang pencarian yang dijelajahi oleh branch and bound dalam constraint satisfaction optimization problem ketika bound yang bagus ditemukan pada tahap awal pencarian......................... 28 3.1 Struktur Organisasi PT. Usaha Saudara Mandiri.............. 32 3.2 Tahapan Utama Perancangan Aplikasi Penjadwalan Pekerjaan....... 37 3.3 Entity relationship diagram untuk database yang dipakai PT. Usaha Saudara Mandiri................................. 50 3.4 Modul pustaka penyelesaian constraint satisfaction optimization problem 53 3.5 Alur Kerja Pemakaian Modul constraint satisfaction optimization problem 54 3.6 Rancangan interaksi pengguna....................... 58 3.7 Rancangan Layar Daftar SPK........................ 60 3.8 Rancangan layar pembuatan SPK...................... 61 3.9 Rancangan layar tempat melihat dan pengubahan data SPK........ 62 3.10 Rancangan layar pembuatan deskripsi pekerjaan.............. 63 3.11 Rancangan layar deskripsi pekerjaan dan optimalisasi penjadwalan pekerjaan 64 3.12 Rancangan layar status pekerjaan...................... 65 3.13 Rancangan layar daftar monitoring kerja.................. 66 3.14 Rancangan layar pembuatan monitoring kerja............... 67 3.15 Rancangan layar tempat melihat monitoring kerja............. 68 3.16 Rancangan layar daftar teknisi....................... 69 3.17 Rancangan layar laporan kerja....................... 70 4.1 Tampilan layar daftar SPK bagian atas................... 74 4.2 Tampilan layar daftar SPK bagian bawah.................. 75 4.3 Tampilan layar daftar teknisi bagian atas.................. 76 xi
4.4 Mengubah data teknisi........................... 77 4.5 Tampilan layar daftar teknisi bagian bawah................. 78 4.6 Membuat teknisi baru............................ 79 4.7 Tampilan layar pembuatan SPK bagian 1.................. 80 4.8 Tampilan layar pembuatan SPK bagian 2.................. 81 4.9 Tampilan layar pembuatan SPK bagian 3.................. 82 4.10 Tampilan layar pembuatan SPK bagian 4.................. 83 4.11 Tampilan layar pembuatan SPK bagian 5.................. 84 4.12 Bagian paling bawah dari tampilan layar pembuatan SPK......... 85 4.13 Validasi pembuatan SPK.......................... 86 4.14 Pesan kesuksesan pembuatan SPK..................... 87 4.15 Tampilan layar pengubahan data SPK bagian 1............... 88 4.16 Tampilan layar pengubahan data SPK bagian 2............... 89 4.17 Tampilan layar pengubahan data SPK bagian 3............... 90 4.18 Validasi pengubahan data SPK....................... 91 4.19 Pesan kesuksesan pengubahan data SPK.................. 92 4.20 Link untuk menghapus SPK disediakan jika untuk SPK ini belum dibuat deskripsi pekerjaannya........................... 93 4.21 Pesan kesuksesan penghapusan SPK.................... 94 4.22 Tampilan layar pembuatan deskripsi pekerjaan............... 95 4.23 Validasi pembuatan deskripsi pekerjaan.................. 96 4.24 Baris pada form dapat bertambah secara dinamis.............. 97 4.25 Pesan kesuksesan pembuatan deskripsi pekerjaan............. 98 4.26 Tampilan layar tempat melihat deskripsi pekerjaan............. 99 4.27 Hasil optimalisasi penjadwalan pekerjaan................. 100 4.28 Pesan kesuksesan operasi penghapusan deskripsi pekerjaan........ 101 4.29 Tampilan layar pembuatan STK....................... 102 4.30 Validasi pembuatan STK.......................... 103 4.31 Pesan kesuksesan operasi pembuatan STK................. 104 4.32 Tampilan layar tempat melihat STK.................... 105 4.33 Tampilan layar status pekerjaan....................... 106 4.34 Tampilan layar daftar monitoring...................... 107 4.35 Tampilan layar pembuatan monitoring kerja................ 108 4.36 Pesan kesuksesan operasi pembuatan monitoring kerja........... 109 4.37 Form pekerjaan untuk monitoring kerja dapat memiliki kolom tambahan secara dinamis................................ 110 4.38 Validasi pembuatan monitoring kerja.................... 111 4.39 Tampilan layar tempat melihat monitoring kerja.............. 112 4.40 Pesan kesuksesan operasi penghapusan monitoring kerja......... 113 4.41 Tampilan layar laporan kerja bagian atas.................. 114 4.42 Tampilan layar laporan kerja bagian bawah................. 115 xii
DAFTAR TABEL 3.1 Table thermo_detector_order_letters.................... 38 3.2 Table mica_and_ceramic_flexible_heater_order_letters.......... 39 3.3 Table cartridge_heater_order_letters.................... 40 3.4 Table tubular_and_finned_heater_order_letters.............. 41 3.5 Table screw_plug_flange_over_side_immersion_heater_order_letters.. 42 3.6 Table quartz_heater_order_letters..................... 43 3.7 Table tube_infrared_heater_order_letters................. 44 3.8 Table cast_in_heater_order_letters..................... 45 3.9 Table thermo_detector_jobs........................ 46 3.10 Table mica_and_ceramic_flexible_heater_jobs.............. 46 3.11 Table cartridge_heater_jobs........................ 47 3.12 Table tubular_and_finned_heater_jobs................... 47 3.13 Table screw_plug_flange_over_side_immersion_heater_jobs....... 47 3.14 Table quartz_heater_jobs.......................... 48 3.15 Table tube_infrared_heater_jobs...................... 48 3.16 Table cast_in_heater_jobs......................... 48 3.17 Table workers................................ 48 3.18 Table monitorings.............................. 49 3.19 Table monitoring_jobs........................... 49 3.20 Salah satu contoh constraint satisfaction optimization problem (membuat elemen)................................... 51 xiii