620 likes | 1.38k Views
Model Antrian. Pertemuan 11 Teori Pengambilan Keputusan. Menunggu dalam suatu antrian adalah hal yang paling sering terjadi dalam kehidupan sehari-hari. Siapaun yang pergi berbelanja atau ke bioskop telah mengalami ketidaknyamanan dalam mengantri untuk membeli atau membayar tiket.
E N D
Model Antrian Pertemuan 11 TeoriPengambilanKeputusan
Menunggu dalam suatu antrian adalah hal yang paling sering terjadi dalam kehidupan sehari-hari
Siapaun yang pergi berbelanja atau ke bioskop telah mengalami ketidaknyamanan dalam mengantri untuk membeli atau membayar tiket
Denganmemperhatikanhalini, banyakperusahaanmengusahakanuntukmengurangiwaktumenunggusebagaikomponenutamadariperbaikankualitas.
Umumnya, perusahaan dapat mengurangi waktu menunggu dan memberikan pelayanan yang lebih cepat dengan menambah jumlah pelayanan, seperti jumlah teller pada bank atau jumlah kasir pada supermarket.
TeoriAntrian • Ilmupengetahuantentangantrian • Antrian • Orang-orang ataubarangdalambarisan yang sedangmenungguuntukdilayani
Karakteristik Sistem Antrian • Terdapat tiga komponen dalam sebuah sistem antrian: • Kedatangan atau masukan sistem. Kedatangan memiliki karakteristik seperti ukuran populasi, perilaku, dan sebuah distribusi statistik. • Disiplin antrian, atau antrian itu sendiri. Karakteristik antrian mencakup apakah jumlah antrian terbatas atau tidak terbatas panjangnya dan materi atau orang-orang yang ada di dalamnya. • Fasilitas pelayanan. Karakteristiknya meliputi desain dan distribusi statistik waktu pelayanan.
Karakteristik Kedatangan • Sumber input yang menghadirkan kedatangan pelanggan bagi sebuah sistem pelayanan memiliki tiga karakteristik utama: • Ukuran populasi kedatangan. • Perilaku kedatangan. • Pola kedatangan (distribusi statistik).
KarakteristikKedatangan • UkuranPopulasiKedatangan • Takterbatas • Terbatas • Perilakukedatangan • Tidaksabar • Yang sabarhanyamesin
KarakteristikKedatangan • Polakedatanganpadasistem • Terjadwal • Secaraacak distribusi Poisson P(x) = probabilitaskedatangan x x = Jumlahkedatanganpersatuanwaktu l= Tingkat kedatangan rata-rata ẻ = 2,7183 (dasarlogaritma)
Mengukur Kinerja Antrian • Model antrian membantu para manajer membuat keputusan untuk menyeimbangkan biaya pelayanan dengan menggunakan biaya antrian. Dengan menganalisis antrian akan dapat diperoleh banyak ukuran kinerja sebuah sistem antrian, meliputi hal berikut: • Waktu rata-rata yang dihabiskan oleh pelanggan dalam antrian. • Panjang antrian rata-rata • Waktu rata-rata yang dihabiskan oleh pelanggan dalam sistem (waktu tunggu ditambah waktu pelayanan). • Jumlah pelanggan rata-rata dalam sistem. • Probabilitas fasilitas pelayanan akan kosong. • Faktor utulisasi sistem. • Probabilitas sejumlah pelanggan berada dalam sistem.
Bagaimanapelanggandiseleksidariantrianuntukdilayani? • First Come First Served (FCFS)/FIFO • Shortest Processing Time (SPT) • Priority (jobs are in different priority classes) • Untukkebanyakanmodeldiasumsikan FCFS
DesainSistemAntrianDasar Contoh Kantor praktik dokter gigi keluarga Antrian Keberangkatan setelah pelayanan Fasilitas pelayanan Kedatangan Sistem jalur tunggal, satu tahap Dua jendela kendara-lewat (drive-through) di McDonald Antrian Fasilitas pelayanan tahap 1 Fasilitas pelayanan tahap 2 Keberangkatan setelah pelayanan Kedatangan Sistem jalur tunggal,tahapan berganda
Fasilitas pelayanan jalur 1 Hampir seluruh bank dan kantor pos Antrian Fasilitas pelayanan jalur 2 Keberangkatan setelah pelayanan Kedatangan Fasilitas pelayanan jalur 3 Sistem jalur berganda, satu tahap Beberapa kantor pendaftaran mahasiswa Fasilitas pelayanan tahap 1 jalur 1 Fasilitas pelayanan tahap 2 jalur 1 Keberangkatan setelah pelayanan Antrian Kedatangan Fasilitas pelayanan tahap 1 jalur 2 Fasilitas pelayanan tahap 2 jalur 2 Sistem jalur berganda,tahapan berganda
Biaya Sistem Antrian BiayaPerkiraan Total BiayaPelayanan Optimal Jumlahbiaya minimal Biaya PengadaanLayanan BiayaWaktuTunggu Tingkat pelayanan optimum Tingkat pelayanantinggi Tingkat pelayananrendah
Model Antrian • Model AntrianJalur Tunggal (M/M/1) • Mejainformasi/CS di Bank • Model AntrianJalurGanda (M/M/s) • Lokettiketpenerbangan • Model WaktuPelayananKonstan (M/D/1) • Pencucianmobilotomatis • Model PopulasiTerbatas • Bengkel yang memilikihanyaselusinmesin yang rusak
Model A : M/M/1Model Antrian Jalur Tunggal dengan Kedatangan Berdistribusi Poisson dan Waktu Pelayanan Eksponensial • Kedatangan dilayani atas dasar first-in, first-out (FIFO), dan setiap kedatangan menunggu untuk dilayani, terlepas dari panjang antrian. • Kedatangan tidak terikat pada kedatangan yang sebelumnya, hanya saja jumlah kedatangan rata-rata tidak berubah menurut waktu. • Kedatangan digambarkan dengan distribusi probabililtas poisson dan datang dari sebuah populasi yang tidak terbatas (atau sangat besar). • Waktu pelayanan bervariasi dari satu pelanggan dengan pelanggan yang berikutnya dan tidak terikat satu sama lain, tetapi tingkat rata-rata waktu pelayanan diketahui. • Waktu pelayanan sesuai dengan distribusi probabilitas eksponensial negatif. • Tingkat pelayanan lebih cepat daripada tingkat kedatangan.
= jumlahkedatangan rata-rata persatuanwaktu • = jumlah orang yang dilayanipersatuanwaktu • Panjangantriantakterbatas • Jumlahpelanggantakterbatas
Contoh 1 • Seorangmontir di bengkeldptmemasangknalpotbaru rata-rata 3 buah per jam (1 knalpot per 20 menit) Yang mengikutidistribusiexponensialnegatif. Pelanggantiba rata-rata 2 orang perjam dg distribusipoisson. Merekadilayanidenganaturan FIFO dandatangdaripopulasi yang sangatbesar (takterbatas) • l = 2 mobiltiba per jam • m = 3 mobildilayani per jam • . = 2 mobil rata-rata dlmsistem
1 jam rata-rata waktumenunggudlmsistem • . • . 1,33 mobil rata-rata menunggudlmantrian • . 40 menitwaktutunggu rata-rata mobil • . 66,6% montirsibuk • . 0.33 probabilitas o mobildlmsistem
Biaya Yang terlibat • Jikawaktutunggupelangganadalah $10/jam berapabiayawaktutungguperhari (8 jam kerja, 2 mobiltibaperjam)? Waktutunggu rata-rata mobil 2/3 jam = 40 menit Banyaknyamobil = 16 Total waktumenunggu = 16 x 2/3 jam = 10 2/3 jam Biayawaktumenunggu = 10 2/3 jam X $10 = $107/hari
Model AntrianJalurGanda M/M/S
Berikutinidisajikan formula antrianuntuksistempelayanan multiple. Formula inidikembangkanberdasarkanasumsi : • Disiplinantrianpertamadatangpertamadilayani (FIFO) • Kedatangan Poisson • Waktupelayananeksponensial • Populasi yang tidakterbatas Parameter model pelayanan multiple adalahsebagaiberikut λ = tingkatkedatangan μ= tingkatpelayanan c = jumlahpelayan cμ= rata-rata pelayananefektifsistemtersebut, dimananilainyaharusmelebihitingkatkedatangan (cμ > λ)
Dalam formula di atas jika c=1(yaitu, terdapat satu pelayan), maka formula tersebut menjadi formula pelayanan tunggal.
ContohberikutinimengilustrasikananalisissistemantrianpelayananContohberikutinimengilustrasikananalisissistemantrianpelayanan • tunggaldanpelayananmultipel, termasukpenentuankarakteristikoperasi • untuktiap-tiapsistem. • Kasus • Petugasbaruuntukpelayananpinjamanpada Bank BCD mewawancaraseluruhnasabah yang inginmembukarekeningpinjamanbaru. Tingkat kedatangan para nasabahtersebutadalah4 nasabah per jam berdasarkandistribusi Poisson, danpetugasrekeningtersebutmenghabiskanwakturata-rata 12 menituntuksetiapnasabah yang inginmembukarekeningbaru. • Tentukankarakteristikoperasi(P0, L, Lq, W, Wq, dan Pw)untuksistemini. • Tambahkanseorangpetugasbarupadasistematasmasalahtersebutsehinggasekarangsistemtersebutmenjadisistemantrianpelayanan multiple denganduasalurandantentukankarakteristikoperasi yang dimintapadabagian A
Karakteristik Operasi untuk sistem pelayanan tunggal • λ = 4 nasabah per jam kedatangan • μ = 5 nasabah per jam yang dilayani • Probabilitas tidak adanya nasabah dalam sistem • Jumlah nasabah rata-rata dalam sistem antrian • Jumlah nasabah rata-rata dalam baris antrian
Karakteristik Operasi untuk sistem pelayanan tunggal • Waktu rata-rata yang dihabiskan seorang pelanggan dalam keseluruhan sistem antrian • Waktu rata-rata yang dihabiskan seorang pelanggan untuk menunggu dalam antrian sampai dilayani • Probabilitas petugas rekening baru akan sibuk dan nasabah harus menunggu
B. KarakteristikOperasiuntuksistempelayananmultipel λ = 4 nasabah per jam kedatangan μ = 5 nasabah per jam yang dilayani c = 2 petugas yang datang Probabilitastidakadanyanasabahdalamsistem Jumlahnasabah rata-rata dalamsistemantrian
B. KarakteristikOperasiuntuksistempelayananmultipel Jumlahnasabah rata-rata dalambarisantrian Waktu rata-rata yang dihabiskanseorangpelanggandalamkeseluruhansistem antrian Waktu rata-rata yang dihabiskanseorangpelangganuntukmenunggudalamantriansampaidilayani Probabilitaspetugasrekeningbaruakansibukdannasabahharusmenunggu
Po = probabilitastidakadapelanggandlmsistem L = jumlahnasabah rata-rata dlmsistemantrian Wo = waktuygdihabiskanpelanggandlmantrian Lq = Jumlahnasabahdlmbarisantrian Wq = Waktuygdihabiskanutkmenunggudilayani Pq = Probabiltaspetugassibukdannasabahmenunggu
SoalLatihan 1 • Terdapatsatumesinfotocopypadasekolahbisnis. Mahasiswadatangdengantingkatl =40 perjam (distribusipoisson). Proses fotocopy rata-rata 40 detikataum=90 perjam (distribusiexponensial). Hitung : • Persentasewaktumesindigunakan • Panjangantrian rata-rata • Jumlahmahasiswadalamsistem rata-rata • Waktu yang dihabiskanuntukmenunggudalamantrian rata-rata • Waktu yang dihabiskandalamsistem rata-rata
SoalLatihan 2 • Sebuah distributor batubatapunyasatupekerja yang memuatbatubatakedalamtruk. Rata-rata 24 trukdatangtiapharikerja (8 jam). Denganpolakedatangandistribusipoisson, pekerjamemuatbatubatakeatas 4 truktiap jam, waktupelayanandistribusi exponential. Pengusahainginmenambahsatupetugaslagiuntukdapatmemuatbatubatakeatas 8 trukperjam. • Buatanalisakarakteristiksistemjalurtunggaldanganda • Upahsopirtruk $10 perjam, upahpetugaspemuatbata $6 perjam. Berapapenghematanjikapunya 2 petugaspemuatbatubata
3. Model WaktuPelayananKonstan • Beberapapelayananmemilikiwaktupelayanan yang tetap, misalnya : • Pencucianmobilotomatis • Wahana di tamanhiburan • Dikenalsebagai M/D/1
AsumsiPelayananKonstan • Lajukedatangan(distribusi Poisson) • Waktupelayanankonstan • Server tunggal • First-come-first-served (FCFS)/FIFO • Panjangantriantakterbatas • Jumlahpelanggantakterbatas
FaktorUtilitas Waktutunggu rata-rata dalamantrian PanjangAntrian Rata-rata Jumlahpelanggandalamsistem rata-rata
4. Model AntrianPopulasiTerbatas • Terjadiketikasebuahpopulasipelangganpotensial yang terbatasbagisebuahfasilitaspelayanan, contoh : • Perbaikanmesinpabrik yang memiliki 5 mesin • Armada ygterdiridari 10 pesawatterbang • Rumahsakit yang punya 100 tempattidur • Berbedadengan 3 model antriansebelumnya, jikapadakondisiekstrim, misalnya 5 mesinrusak, makapelangganakansamadengan 0
X = L • Faktor pelayanan • Jumlahantrian rata-rata • Waktutunggu rata-rata • Jumlahpelayanan rata-rata • Jumlahdalampelayanan Rata-rata • JumlahPopulasi W = =
TabelAntriandenganN=5 D = probabilitassebuah unit harusmenunggudalamantrian F = faktorefisiensi H = rata-rata jumlh unit ygsedangdilayani J = rata-rata jmlh unit tidakberadadlmantrian L = rata-rata jmlh unit ygmenungguuntukdilayani M = jumlahjalurpelayanan N = jumlahpelangganpotensial T = waktupelayanan rata-rata U = waktu rata-rata antara unit ygmembutuhkanpelayanan W = waktu rata-rata sebuah unit menunggudalamantrian X = faktorpelayanan
ContohSoal 3 • Sebuahperusahaanpenghancursampahkalengmampumenerimasampah yang dikirimmenggunakantruk. Waktutunggutruksaatiniadalah 15 menitsebelumdapatdikosongkan. Biayapengemudiselamamenungguadalah $60 perjam. Jikabelimesinpenghnacurbarudapatmemuat 12 trukperjam. Trukdatangdengandistribusipoissonrata-rata 8 kedatanganperjam. Jikabelialatbarudepresiasiadalah $3 untuksetiaptruk yang datang. Hitungkemungkinanmembelimesinbaru.
ContohSoal 4 Sebuahkantor dg 5 mesin laser perluperbaikansetelah 20 jam kerja. Kerusakanmesinmengikutidistribusipoisson. Seorangteknisidptmemperbaikimesinselama rata-rata 2 jam mengikutidistribusiexponensial. Biayakerusakanmesin $120 perjam. Teknisidibayar $25 perjam. Apakahkantortsbperluteknisikedua?
Jawab soal 3 : • Biayamenunggusekarang : • ¼ jam X $60 perjam = $15/perjalanan • Sistembaru (mesinbarudibeli) : • l = 8 truk/jam m = 12 truk/jam pelayanan • Waktutunggudalamantrian = = = jam • BiayaMenunggudenganmesinbaru=jam X $ 60 = $ 5 /perjalanan • Penghematandenganmesinbaru = $10 - $3 = $7
X = • Jawabansoal 4 T = 2 jam U = 20 jam X = = = 0.091 Untuk M=1 D = 0.350 F=0.960 M=2 D = 0.044 F=0.998 Jmlhmesinpencetakygbekerja rata-rata = J-NF (1-X) M = 1 J –(5)(0.990) (1-).091) = 4,36 M = 2 J-(5)(0.998)(1-).)91) = 4,54 Jml Rata-rata biayamesinbiayateknisiBiaya Teknisikejadianrusakrusak rata-rata perjam Total 1 0,64 $76,80 $25 $101,80 2 0.46 $55,20 $50 $105,20 Penghematan $ 3,40 perjam
SoalLatihan 2 • Sebuah distributor batubatapunyasatupekerja yang memuatbatubatakedalamtruk. Rata-rata 24 trukdatangtiapharikerja (8 jam). Denganpolakedatangandistribusipoisson, pekerjamemuatbatubatakeatas 4 truktiap jam, waktupelayanandistribusi exponential. Pengusahainginmenambahsatupetugaslagiuntukdapatmemuatbatubatakeatas 8 trukperjam. • Buatanalisakarakteristiksistemjalurtunggaldanganda • Upahsopirtruk $10 perjam, upahpetugaspemuatbata $6 perjam. Berapapenghematanjikapunya 2 petugaspemuatbatubata
SoalLatihan 3 • Pengusahamempertimbangkanmembukalokasipemuatankedua. Setiappekerjaakanmampumemuat 4 trukperjam. Trukakanberdatangan 3 trukperjam. • Apakahpertimbanganbaruinilebihbaikdaripertimbanganpengusahasebelumnya? (Penghematan yang diperolehadalah $ 20,4/perjam
SoalLatihan 4 • RS JantungHarandapunya 5 tempattidurygselaluterisipasiensetelahoperasi. Ada 2 perawatdalam 3 shift kerjaselama 8 jam. Setiap 2 jam seorangpasienperluperawatan (distribusipoisson). Perawatmenghabiskanwaktuselam 30 menitmelayanipasien. Karenasangatpentingnyapertolonganperawat, hitung : • 1. Berapa rata-rata pasienygdidatangiperawat • 2. Berapawaktuygdibutuhkanpasienmenungguperawat