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 ¾ Mendapatkan metode optimasi yang tepat. ¾ Mendapatkan variabel, konstanta, dan batasan -> kriteria biaya pembuatan. ¾ Mendapatkan ukuran utama kapal hasil optimasi ¾ 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 Permasalahan Studi Literatur .:Prinsip optimasi biaya pembuatan dan operasional kapal .:Proses dasar QSB for windows
Studi lapangan .:Survey kapal ikan di daerah Probolinggo .:Survey perairan Probolinggo
Proses Optimasi
Analisis dan Pembahasan
Kesimpulan
Selesai
Optimasi 1 Pemilihan variabel, konstanta, dan batasan
2 Permodelan optimasi dari QSB dengan kriteria biaya pembuatan
3 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 [m3] • Harga Konstruksi : Rp. 14.000.000,00/ton
Biaya outfitting dan equipment • Wo = 58 kg/m3x 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 : B : D : Ldh : Bdh: Hdh: Vs : PK : Cb : Fn :
Panjang kapal per pendicular (Lpp) Lebar kapal tanpa kulit tinggi kapal sampai geladak teratas. Panjang deck house di atas geladak Lebar deck house di atas geladak Tinggi deck house di atas geladak Kecepatan kapal saat dinas besarnya PK mesin [HP] Koefisien blok kapal 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) LPP = 10.98 ∼ 24,00 m (kapal pembanding) B = 3.8 ~ 6,0 m (kapal pembanding) D = 0.8 ~ 2.49 m, (kapal pembanding) VS = 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 = 0.0006L4 - 0.0658L3 + 2.7687L2 - 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
www.themegallery.com
Analsis Teknis 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 Lambung Lambung Lambung
Timbul Timbul Timbul Timbul
Awal Awal Awal Awal
setelah setelah setelah setelah
koreksi koreksi koreksi koreksi
Persyaratan Lambung Timbul
Cb D BA LMK
= 11.9088 cm = 10.5460 cm = 0.0000 cm = -1.8610 cm
= 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 = Rt x V DHP = EHP x ηD η D = η H x ηR x ηO
BHP = DHP ηs x ηrg
ηs = shaft efficiency (0.97) Ηrg = 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 12.970 ton Minyak Pelumas 0.195 ton Air Tawar 0.700 ton Makanan 0.375 ton Crew dan bawaan 0.500 ton Berat Muatan 6.830 ton DWT 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°
0.299 m
>0.2 m
GZ maksimum pada sudut
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
Ren. Pendapatan B. Operasional B.Pembangunan
dari hasil optimasi
Biaya Tetap & B. Variabel
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 9 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. 9 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.
9 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): B (lebar) : D (tinggi) : T (sarat) : Vs : Cb :
14.24 m 4.48 m 1.52 m 1,29 m 9.0 knot 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) 9Untuk membangun kapal dengan ukuran tersebut maka diperlukan investasi awal sebesar Rp. 298.938.800,00 9Kapal tidak diperkenankan memiliki rata-rata penangkapan di bawah 50% karena akan terdapat pengeluaran per tahun akan lebih besar dari pada pendapatan per tahun. (defisit) 9Karakteristik 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
14
15.53
4.95
1.35
Nelayan
1
Paku Samudra
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
11.8
12.8
4
1.36
Nelayan
12 Bangkit-II
Mesin 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 10
Nama Kapal Paku Samudra Nur Rohmah Mega Perkasa Paku Samudra-II Lancar Jaya Karya Jaya Jasa Bakti King Anugrah Hasan Jaya-II Bangkit-V
11
Mulya Jaya
12
Bangkit-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
3
2.08
2
12.48
19
6
10
1.23
2.67 1.56 2.7
1.84 1.84 1.94
1.85 0.77 2.52
11.29
16
5
10
1.08
13.2
14
5
11
1.156
Nilai Produksi menurut Sub Sektor Perikanan melalui Penangkapan di Jatim KABUPATEN/ KOTA District Sub Jumlah 1 1.Tuban 2.Lamongan 3.Gresik 4.Kota Surabaya 5.Bangkalan 6.Sampang 7.Pamekasan 8.Sumenep 9.Sidoarjo 10.Pasuruan 11.Kota Pasuruan 12.Probolinggo 13.Kota Probolinggo 14.Situbondo
PENANGKAPAN JUMLAH Perairan Laut Total Umum Marine Openwater 2,303,357,540 32,673,860 2,336,031,400 42,447,550 5,721,540 48,169,090 489,374,860 14,058,940 503,433,800 212,096,960 3,047,850 215,144,810 60,918,360 1,769,300 62,687,660 218,929,950 377,200 219,307,150 136,914,950 73,550 136,988,500 128,374,650 281,750 128,656,400 465,195,250 1,474,300 466,669,550 33,695,575 3,063,480 36,759,055 107,763,220 1,298,550 109,061,770 5,398,150 5,398,150 52,155,550 1,320,850 53,476,400 308,181,565 186,550 308,368,115 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
Muatan
• • •
298,938,800.00 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 Nilai tangkapan ikan th 2009 Harga ikan / kg
= 43,021,100 kg = Rp 308,181,565,000.00 = Nilai / Volume = Rp 7,163.50
|BEP PENILAIAN INVESTASI DENGAN PAYBACK PERIOD 100% Investasi Awal = Rp 298,938,800.00 Muatan 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% Muatan 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20%
Pendapatan / th Rp Rp Rp Rp Rp Rp Rp Rp Rp
2,790,246,227.53 2,511,221,604.77 2,232,196,982.02 1,953,172,359.27 1,674,147,736.52 1,395,123,113.76 1,116,098,491.01 837,073,868.26 558,049,245.51
Rp Rp Rp Rp Rp Rp Rp Rp Rp
Profit / th 1,442,400,202.03 1,163,375,579.27 884,350,956.52 605,326,333.77 326,301,711.02 47,277,088.26 (231,747,534.49) (510,772,157.24) (789,796,779.99)
80% Pengeluaran Operational / th Rp Rp Rp Rp Rp Rp Rp Rp Rp
(1,347,846,025.50) (1,347,846,025.50) (1,347,846,025.50) (1,347,846,025.50) (1,347,846,025.50) (1,347,846,025.50) (1,347,846,025.50) (1,347,846,025.50) (1,347,846,025.50)
Periode Payback (tahun) 0.3 0.3 0.4 0.5 1 6.4 Defisit Defisit Defisit
Grafik BEP Break Even point - % Muatan 7.0 50%, 6.4
Break Even Point (tahun)
6.0 5.0 4.0 3.0 2.0 60%, 1
1.0
70%, 0.5 80%, 0.4 20%, 0
30%, 0
40%, 0
0.0 0%
20%
40%
60%
Prosentase Muatan
80%
90%, 0.3 100%, 0.3
100%
120%
KELAYAKAN INVESTASI Muatan
100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20%
NPV income
Rp Rp Rp Rp Rp Rp Rp Rp Rp
2,128,293,701.82 1,915,464,333.38 1,702,634,964.95 1,489,805,596.51 1,276,976,228.08 1,064,146,859.64 851,317,491.21 638,488,122.77 425,658,754.34
NPV keluar
Rp Rp Rp Rp Rp Rp Rp Rp Rp
Muatan 100%
PI 2.070152043
IRR 51.69%
Keterangan 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
40%
0.828060827
-20.76%
Investasi Disarankan Ditolak
30%
0.621045625
-61.02%
Investasi Disarankan Ditolak
20%
0.414030422
-141.53%
Investasi Disarankan Ditolak
1,028,085,695.09 1,028,085,695.09 1,028,085,695.09 1,028,085,695.09 1,028,085,695.09 1,028,085,695.09 1,028,085,695.09 1,028,085,695.09 1,028,085,695.09
Syarat penerimaan investasi : • NPV ≥ 0 (layak) • PI ≥ 1 (layak) • IRR ≥ tingkat suku bunga (layak)
Profit-%Muatan Profit - % Muatan Rp2,000.00
Rp1,500.00
Value (juta / tahun)
Rp1,000.00
Rp500.00
Rp-
0.00%
10.00%
20.00%
30.00%
40.00%
50.00%
Rp(500.00)
Rp(1,000.00)
% Muatan
60.00%
70.00%
80.00%
90.00% 100.00%
SEKIAN DAN TERIMA KASIH
