V. PEMODELAN SISTEM
5.1. KONFIGURASI SISTEM Model perencanaan bahan baku industri teh di PTPN VIII Kebun Cianten dirancang dan dibuat dalam satu paket komputer sistem manajemen yang diberi nama SCHATZIE 1.0, merupakan kepanjangan dari Scheduling and Optimizing in Tea Production. Paket program ini terdiri dari komponen: sistem manajemen basis data dan manajemen basis model yang dihubungkan dengan pengolahan terpusat dan dengan bantuan sistem manajemen basis dialog akan memudahkan komunikasi antara muka penggunan yang bersifat interaktif. Konfigurasi model dapat dilihat pada Gambar 7. Model tersebut dibagi menjadi lima submodel. Sistem manajemen basis model tersusun dari beberapa submodel, yaitu: 1. Submodel estimasi faktor iklim 2. Submodel estimasi produksi pucuk basah 3. Submodel optimasi jadwal pemetikan teh 4. Submodel kebutuhan tenaga pemetik 5. Submodel kebutuhan bahan penunjang produksi Pengguna
Sistem Manajemen Dialog
Sistem Pengolahan Pusat
Sistem Manajemen Basis Data
Sistem Manajemen Basis Model
Data Perusahaan (Industri Teh Hitam CTC)
Submodel Estimasi Faktor Iklim
Data Iklim
Submodel Estimasi Produksi Pucuk Basah
Data Estmasi Iklim
Submodel Optimalisasi Jadwal Pemetikan
Data Persamaan Fungsi Produksi Data Afdeling dan Kebun Data Optimalisasi Jadwal Pemetikan
Submodel Kebutuhan Tenaga Pemetik Submodel Kebutuhan Bahan Penunjang Produksi
Data Kebutuhan Pemetik dan Bahan Peunjang Produksi
Gambar 7. Konfigurasi Program Aplikasi SCHATZIE 1.0 Pembagian model tersebut berdasarkan kebutuhan bagi pengguna program tersebut. Serta agar lebih memudahkan dalam penggunaan pada bagian yang berbeda diperusahaan tersebut. Pengguna dapat menggunakan sesuai dengan kebutuhannya, bagian tanaman dapat melihat estimasi produksi tanaman tanpa harus mengetahui kebutuhan bahan penunjang. Begitu juga dengan bagian pengolahan, dapat memperkirakan kebutuhan bahan penunjang, tanpa harus
46
menghitung ulang estimasi produksinya. Akan tetapi model tersebut disusun secara beruntun, kebutuhan bahan penunjang dan tenaga pemetik ditentukan oleh submodel optimasi jadwal petikan. Optimasi jadwal petikan dipengaruhi data dari estimasi faktor iklim dan estimasi produksi. Pengembangan model SCHATZIE 1.0 menggunakan perangkat lunak Borland Delphi 7 (Borland 2002) untuk pemograman dan pengembangan sistem, Miscrosoft Office Access 2007 (Microsoft 2006) untuk menangani manajemen basis data, dan didukung oleh Corel Draw X5 (Corel 2010) untuk sebagian desain tampilannya. Dalam proses penggunaannya, SCHATZIE 1.0 terintegrasi dengan perangkat lunak MINITAB 16 (Minitab Inc 2010) dan LINGO 12.0 (LINDO Systems Inc 2010). Paket program SCHATZIE 1.0 secara umum dapat digambarkan dengan sebuah diagram alir deskriptif yang terdiri dari bentuk masukan dan keluaran program serta alur program secara keseluruhan, sebagaimana disajikan pada Gambar 8.
Mulai
Data Aktual Iklim Bulanan - Curah hujan - Hari hujan
Data Produksi Pucuk Basah Bulanan
Estimasi Iklim dengan ARIMA
Model Persamaan Regresi Produksi Pucuk Basah Bulanan
Data Estimasi Iklim Bulanan
Data Persamaan Regresi Produksi Pucuk Basah
Data Perkebunan dan Pabrik - Luas areal petik - Tenaga kerja - Bahan Penunjang
Model Persediaan EOQ Bahan Penunjang
Optimasi Penjadwalan Optimal
Data Jadwal Petikan Optimal
Data Jadwal Pemesanan Bahan Penunjang
Estimasi Produksi Pucuk Basah Bulanan Estimasi Kebutuhan Pemetik
Data Estimasi Produksi Pucuk Basah Bulanan Data Estimasi Kebutuhan Pemetik
Selesai
Gambar 8. Diagram Alir Deskriptif Model Perencanaan Bahan Baku Industri Teh
47
5.2. KERANGKA MODEL 5.2.1 Sistem Pengolahan Terpusat Sistem pengolahan terpusat berfungsi sebagai sistem yang membuat pengguna (user) dapat mengakses keseluruhan data dan informasi yang disediakan di dalam paket program SCHATZIE 1.0. Sistem pengolahan terpusat mengatur keseluruhan interaksi antara sistem manajemen basis data dan sistem manajemen basis model. Sistem ini menerima input dari ketiga sistem lain dalam bentuk baku dan mengirim output ke sistem yang dikehendaki dalam bentuk baku pula. Fungsi utamanya adalah sebagai penyangga untuk menjamin masih adanya keterkaitan antar sistem. Sistem pengolahan terpusat mengatur interaksi antara sistem manajemen basis data, sistem basis model dan sistem manajemen dialog. Sistem pengolahan terpusat akan mengatur sistem yang terintegrasi dalam program dan menghubungkan sistem manajemen basis data, sistem manajemen basis model dan sistem manajemen basis dialog. Tampilan muka dari program SCHATZIE 1.0 dapat dilihat pada Gambar 9.
Gambar 9. Tampilan Muka Program SCHATZIE 1.0
5.2.2 Sistem Manajemen Basis Data Sistem Manajemen Basis Data memiliki fungsi sebagai pengelola basis data yang meliputi pemasukan data, penambahan data, penghapusan data dan pengeditan data. Sistem ini merupakan input bagi sistem manajemen basis model. Berikut cakupan dari basis data yang digunakan yaitu: A. Data Faktor Iklim Bulanan Meliputi data curah hujan dan data jumlah hari hujan pada bulan tertentu. Data ini menyimpan data historis untuk faktor iklim bulanan yang bersumber dari pengamatan cuaca yang dilakukan pengamat. Data curah hujan berupa curah hujan pada bulan tertentu dengan satuan mm dan hari hujan yakni banyaknya hari hujan yang terdapat pada bulan tersebut. Data ini terdiri dari bulan, tahun, curah hujan, dan hari hujan. Data ini diperlukan sebagai sumber informasi untuk melakukan prakiraan atau estimasi kondisi iklim untuk masa yang akan datang dan estimasi produksi pucuk
48
basah. Data ini akan digunakan pada model estimasi faktor iklim dan estimasi produksi pucuk basah. B. Data Produksi Pucuk Basah Teh Bulanan Data produksi bulanan pucuk teh basah pada blok kebun tertentu. Data ini digunakan untuk membuat persamaan produktivitas pada kebun tersebut. Data tersebut terdiri dari jumlah produksi pucuk basah setiap bulannya setiap kebun, jenis gilir petikan yang diterapkan pada kebun tersebut, serta luas lahan yang dipetik. Data ini bersama dengan data estimasi faktor iklim menjadi input untuk membuat persamaan estimasi produksi pucuk teh bulanan dan optimasi jadwal petikan teh. Data tersebut digunakan untuk menentukan variabel produktivitas pada persamaan program linier. C. Data Perkebunan Data ini merupakan input untuk penentuan kebutuhan tenaga kerja pemetik teh dan bahan penunjang produksi (kayu bakar dan papersack). Data aktual ini terdiri dari kapasitas gudang, kapasitas pemetik, biaya penyimpanan, dan pemesanan bahan penunjang. D. Data Target Optimalisasi Data target optimalisasi merupakan data-data yang dibutuhkan dalam perumusan fungsi kendala kendala dan fungsi tujuan optimalisasi penjadwalan pemetikan. Data target optimalisasi terdiri data persamaan produksi pucuk basah, data kataretistik kebun, dan data luas lahan perkebunan untuk pemetikan. E. Data Nilai Optimal Variabel Kebun Data nilai optimal variabel merupakan hasil penghitungan nilai optimal oleh perangkat lunak LINGO 12.0 (LINDO Systems Inc 2010) terhadap variabel-variabel pada fungsi tujuan dan fungsi kendala yang telah dirumuskan. Nilai optimal variabel tersebut akan disimpan untuk kemudian dianalisis sehingga dapat diketahui penerapan penjadwalan pemetikan optimalnya.
5.2.3 Sistem Manajemen Basis Model Sistem manajemen basis model merupakan alat analisis yang diperlukan oleh sistem, dimana melalui model-model tersebut dapat diperoleh hasil yang dapat digunakan untuk kebutuhan pengambilan keputusan dalam penentuan penjadwalan pemetikan, prakiraan jumlah produksi, dan kebutuhan tenaga pemetik dan bahan penunjang. Sistem manajemen basis model ini merupakan integrasi dari sub-sub model yang digunakan untuk menganalisis data yang terdapat dalam sistem manajemen basis data. Submodel dari sistem ini terdiri dari adalah: 1. Submodel estimasi faktor iklim Model ini digunakan untuk prakiraan kondisi faktor iklim harian (curah hujan dan hari hujan) dalam satuan tertentu pada masa yang akan datang. Model estimasi ini menggunakan metode ARIMA dengan dukungan program aplikasi MINITAB 16 (Minitab Inc 2010). Input data yang dibutuhkan adalah data faktor iklim masa lalu yang diakses dari basis data faktor iklim. Program MINITAB 16 (Minitab Inc 2010) akan melakukan estimasi dan menghasilkan nilai data estimasi untuk periode yang ditentukan. Persamaan model ARIMA yang akan dipakai pada model ini dapat sesuai dengan persamaan 16 atau persamaan 17 atau kombinasi dari kedua persamaan tersebut. Alur model estimasi faktor iklim dapat dilihat pada Gambar 10.
49
Xt = µ’ + ∅1 Xt-1 + ∅2 Xt-2 +…+ ∅p Xt-p + et
(16)
Dimana : µ’ = suatu parameter ∅p = parameter autoregresi et = nilai kesalahan pada saat t Xt = µ’ + et + θ 1 et-1 + θ 2 et-2 +…+ θ q et-k Dimana : µ’ = suatu parameter et-k = nilai kesalahan pada saat t-k θ1 sampai θq = adalah parameter parameter moving average
(17)
Mulai
Data aktual faktor iklim - Data curah hujan - Data hari hujan
Estimasi dengan metode ARIMA
Uji Ljung-Box-Pierce untuk mendeteksi indepedensi residual antar-lag Prakiraan faktor iklim: curah hujan, hari hujan
Data estimasi faktor iklim - Data curah hujan - Data hari hujan
Selesai
Gambar 10. Diagram Alir Deskriptif Model Estimasi Faktor Iklim 2. Submodel estimasi produktivitas pucuk basah Model estimasi produksi pucuk basah teh bulanan merupakan model untuk melakukan prakiraan jumlah pucuk teh yang akan dipanen dalam satu bulan yang direncanakan. Prakiraan produksi pucuk ini memanfaatkan persamaan regresi yang mewakili hubungan faktor iklim berupa curah hujan dan hari hujan, serta faktor tanaman berupa umur pangkas dan jenis gilir petik terhadap produksi pucuk teh. Input untuk model ini adalah data hasil estimasi faktor iklim dan tanaman. Output yang dihasilkan adalah nilai prakiraan produktivitas pucuk teh sesuai dengan periode yang ditetapkan. Bentuk persamaan regresi yang akan digunakan pada model ini sesuai
50
dengan persamaan 18. Aliran data dalam model estimasi produktivitas bulanan dapat dilihat pada Gambar 11. = (1 + 2 + 3 + 4) (18) Dimana : y = produktivitas x1 = curah hujan x2 = hari hujan x3 = umur pangkas x4 = jenis gilir petik
Mulai
Data aktual faktor iklim - Data curah hujan - Data hari hujan
Data produksi pucuk basah Data tanaman (umur pangkas dan gilir petik)
Analisis Korelasi
Analisis Regresi Berganda
Model Persamaan Regresi Uji F dan Uji-t
Selesai
Gambar 11. Diagram Alir Deskriptif Model Persamaan Produksi Pucuk Basah 3. Submodel optimasi jadwal pemetikan teh Berdasarkan data yang diperoleh, disusun model optimasi jadwal pemetikan pucuk teh. Model ini mempergunakan optimasi program linier sehingga setiap langkah yang dilakukan dalam penyusunan model ditujukan untuk membentuk fungsi tujuan dan fungsi-fungsi kendala. Selanjutnya, pemecahan model program linier tersebut akan menghasilkan jadwal pemetikan pucuk teh yang optimum. Model program linier untuk pemetikan pucuk teh berisikan: 1. Fungsi tujuan yang berupa memaksimumkan produksi pucuk basah 2. Kendala luas wilayah pemetikan (area petik) Bentuk umum dari persamaan model program linier untuk pemetikan pucuk teh ialah sebagaimana sesuai pada persamaan 19 dan persamaan 20. Tujuan: Maksimumkan Z = ∑∑∑∑ Yijkl Lijkl (19)
51
Dengan kendala: (1) Kendala luas hanca (wilayah pemetikan) ∑∑ Lijkl <= Ak
(20)
Dimana: Z = produksi pucuk basah Yijkl = produktivitas pucuk basah pada periode petik ke-i, bulan ke-j, blok ke-k dan bulan pangkas ke-l Lijkl = luas areal yang dipetik pada periode petik ke-i, bulan ke-j, blok ke-k dan bulan pangkas ke-l Ak = luas lahan blok-k i = lama periode (daur) petik; 1= 8 hari, 2 = 10 hari, 3 = 12 hari j = bulan; 1 = Januari, 2 = Februari, dst k = blok kebun; k = 1,2,3,…,10 l = umur pangkas; l = 1,2,3,4 Solusi model program linier, yaitu luas areal yang menghasilkan produksi pucuk teh maksimum, diperoleh menggunakan paket program LINGO 12.0 (LINDO Systems Inc 2010). Penjadwalan pemetikan pucuk teh menggunakan hasil dari penyelesaiaan program linier. Aliran data dalam model optimasi jadwal pemetikan teh dapat dilihat pada Gambar 12.
Mulai
Data produktifitas dari Model Estimasi Produktivitas Pucuk Basah
- Data luas kebun - Data tenaga kerja - Data kapasitas pabrik
Perumusan Tujuan
Perumusan Kendala
Optimasi dengan LINDO
Jadwal pemetikan optimal
Selesai
Gambar 12. Diagram Alir Deskriptif Model Optimasi Jadwal Pemetikan Teh
52
4. Submodel kebutuhan tenaga pemetik Model ini digunakan untuk menghitung jumlah tenaga kerja pemetik teh yang dibutuhkan setiap bulan. Input yang diperlukan dalam model ini adalah data estimasi produksi pucuk teh bulanan dan input kapasitas pemetikan para pemetik teh atau pancen petik, luas areal petikan yang mampu dijangkau oleh seorang pemetik dalam satu hari kerja efektif atau enam jam per hari (360 menit waktu efektif). Pancen petik yang digunakan adalah pancen petik yang ditetapkan yaitu rata-rata 1 1/2 patok/pemetik atau 0,04 Ha/pemetik yang dapat dikerjakan per orang pemetik atau tiap pemetik rata-rata menghasilkan 45 kg pucuk teh/hari. Jumlah tenaga kerja pemetik teh dihitung dengan membagi jumlah produksi harian setiap afdeling dengan kapasitas pemetikan para pemetik teh. Perhitungan kebutuhan jumlah pemetik sesuai dengan pada persamaan 21. Diagram alir deskriptif untuk model kebutuhan tenaga kerja pemetik teh harian dilihat pada Gambar 13.
( ) =
( ) (21)
Dimana : TKO(t) = Jumlah pemetik pada tiap kebun petik (Orang) QRA(t) = Jumlah luas areal petikan teh pada kebun petik (Ha) KP = Kapasitas pemetikan (Ha/Orang)
Mulai
Data Optimasi Penjadwalan Pemetikan Teh
Data Ketersediaan Tenaga Kerja
Penentuan Kebutuhan Tenaga Kerja Pemetik Pucuk Teh
Jumlah Kebutuhan Tenaga Kerja Pemetik Pucuk Teh
Data Jumlah Pemetik Pucuk Teh Bulanan Tiap Kebun
Selesai
Gambar 13. Diagram Alir Deskriptif Kebutuhan Tenaga Kerja Pemetik Pucuk Teh
53
5. Submodel persediaan bahan penunjang produksi Kegiatan produksi teh membutuhkan persediaan bahan baku (raw material), yaitu pucuk teh itu sendiri. Selain pucuk teh, dalam pembuatan teh membutuhkan bahan penunjang seperti kayu bakar dan papersack. Kayu bakar digunakan dalam proses pengeringan di mesin Fluid Bed Dryer dan papersack merupakan kemasan yang digunakan untuk mengemas teh yang sudah jadi. Perlunya model persediaan bahan penunjang guna mempermudah pengaturan bahan penunjang agar tidak terjadi stock out. Perhitungan estimasi jumlah kebutuhan kayu bakar sesuai dengan persamaan 22. Penentuan estimasi jumlah papersack yang akan digunakan tergantung pada hasil estimasi hasil teh kering yang diproduksi. Perhitungan jumlah estimasi teh kering yang dihasilkan sesuai dengan persamaan 23 dan perhitungan kebutuhan papersack sesuai dengan persamaan 23. Model persediaan yang digunakan adalah economic order quantity (EOQ). Kebutuhan dalam pembuatan model tersebut yakni estimasi produksi pucuk basah yang dihasilkan dari tanaman sehingga dapat diketahui prakiraan kebutuhan bahan penunjang tersebut. Data yang diperlukan didapat dari Model Optimasi Penjadwalan Petikan yakni terdapat estimasi jumlah pucuk teh yang dihasilkan. Serta data-data dari perusahaan, seperti: biaya pemesanan dan biaya penyimpanan. Diagram alir deskriptif untuk model persediaan bahan penunjang produksi dilihat pada Gambar 14. ( ) =
( )
(22)
Dimana : KB (t) = Jumlah kayu bakar yang diperlukan (m3/bulan) PRB (t) = Jumlah estimasi produksi pucuk basah (kg/bulan) KK = Koefisien pembakaran (kg/ m3)
( ) =
( )
( ) =
( )
(23)
(24)
Dimana : PS (t) = Jumlah papersack yang diperlukan (pcs/bulan) PRB (t) = Jumlah estimasi produksi teh kering (kg/bulan) PRB (t) = Jumlah estimasi produksi pucuk basah (kg/bulan) BK = Koefisien (Berat Basah/Kering) KPS = Kapasitas papersack (kg/pcs)
5.2.4 Sistem Manajemen Dialog Sistem manajemen dialog merupakan sistem yang berkomunikasi langsung dengan pengguna suatu program. Sistem ini berfungsi untuk menerima masukan (input) dan memberikan keluaran (output) yang dikehendaki atau dibutuhkan oleh pengguna. Sistem manajemen basis dialog memudahkan pengguna dalam mengoperasionalkan paket program SCHATZIE 1.0. Melalui sistem manajemen dialog, pengguna paket program SCHATZIE 1.0 dapat berinteraksi dengan pilihan-pilihan menu yang ada di dalam program melalui penggunaan perangkat keras seperti keyboard maupun mouse dengan
54
mudah. Tampilan antar muka pengguna dirancang sedemikian rupa sehingga mudah digunakan (user friendly) oleh pengguna. Bahasa yang diterapkan pada paket program ini adalah Bahasa Indonesia dengan tujuan kemudahan bagi pengguna program yang tentunya berasal dari Indonesia.
Mulai
Estimasi Produksi Pucuk Basah
Data Biaya Biaya Kapasitas penyimpanan
Perumusan Masalah
Penyelesaian dengan EOQ
Pengambilan Kesimpulan
Jadwal Pemesanan dan Penggunaan Bahan Baku
Selesai
Gambar 14. Diagram Alir Deskriptif Persediaan Bahan Penunjang Produksi
55
