TEORI
Optimasi merupakan pendekatan
normatif dengan mengidentifikasi penyelesaian
terbaik dari suatu permasalahan
yang diarahkan pada titik maksimum atau minimum
suatu fungsi tujuan [1].
Optimasi produksi diperlukan
perusahaan dalam rangka mengoptimalkan
sumberdaya yang digunakan agar
suatu produksi dapat menghasilkan produk dalam
kuantitas dan kualitas yang
diharapkan, sehingga perusahaan dapat mencapai
tujuannya. Optimasi produksi
adalah penggunaan faktor-faktor produksi yang terbatas
seefisien mungkin. Faktor-faktor
produksi tersebut adalah modal, mesin, peralatan,
bahan baku, bahan pembantu dan
tenaga kerja [9].
Berdasarkan langkah-langkah
optimasi setelah masalah diidentifikasi dan
tujuan ditetapkan maka langkah
selanjutnya adalah memformulasikan model
matematik yang meliputi tiga
tahap [5], yaitu:
1. Menentukan variabel yang tidak
diketahui (variabel keputusan) dan nyatakan
dalam simbol matematik,
2. Membentuk fungsi tujuan yang
ditunjukkan sebagai hubungan linier (bukan
perkalian) dari variabel
keputusan,
3. Menentukan semua kendala
masalah tersebut dan mengekspresikan dalam
persamaan atau pertidaksamaan
yang juga merupakan hubungan linier dari
variabel keputusan yang
mencerminkan keterbatasan sumberdaya masalah
tersebut.
Setiap perusahaan akan berusaha
mencapai keadaan optimal dengan
memaksimalkan keuntungan atau
dengan meminimalkan biaya yang dikeluarkan
dalam proses produksi. Perusahaan
mengharapkan hasil yang terbaik dengan
keterbatasan sumberdaya yang
dimiliki, namun dalam mengatasi permasalahan
dengan teknik optimasi jarang
menghasilkan suatu solusi yang terbaik. Hal tersebut
dikarenakan berbagai kendala yang
dihadapi berada diluar jangkauan perusahaan.
Optimasi dapat ditempuh dengan
dua cara yaitu maksimisasi dan minimisasi.
Maksimisasi adalah optimasi
produksi dengan menggunakan atau mengalokasian
input yang sudah tertentu untuk
mendapatkan keuntungan yang maksimal. Sedangkan
minimisasi adalah optimasi produksi
untuk menghasilkan tingkat output tertentu
dengan menggunakan input atau
biaya yang paling minimal.
Persoalan optimasi dibagi menjadi
dua jenis yaitu tanpa kendala dan dengan
kendala. Pada optimasi tanpa
kendala, faktor-faktor yang menjadi kendala atau
keterbatasan-keterbatasan yang
ada terhadap fungsi tujuan diabaikan sehingga dalam
menentukan nilai maksimum atau
minimum tidak terdapat batasan-batasan terhadap
berbagai pilihan alternatif yang
tersedia. Sedangkan pada optimasi dengan kendala,
faktor-faktor yang menjadi
kendala terhadap fungsi tujuan diperhatikan dalam
menentukan titik maksimum atau
minimum fungsi tujuan [7].
Optimasi dengan kendala pada
dasarnya merupakan persoalan dalam
menentukan nilai variabel suatu
fungsi menjadi maksimum atau minimum dengan
memperhatikan
keterbatasan-keterbatasan yang ada. Keterbatasan-keterbatasan itu
meliputi input atau faktor-faktor
produksi seperti modal, bahan baku, tenaga kerja dan
mesin. Optimasi produksi dengan
kendala perlu memperhatikan faktor-faktor yang
menjadi kendala pada fungsi
tujuan karena kendala menentukan nilai maksimum dan
minimum. Fungsi tujuan merupakan
suatu pernyataan matematis yang digunakan
untuk mempresentasikan kriteria
dalam mengevaluasi solusi suatu masalah. Fungsi
tujuan dalam teknik optimasi
produksi merupakan unsur yang penting karena akan
menentukan kondisi optimal suatu
keadaan [11].
Fungsi tujuan dan kendala
merupakan suatu fungsi garis lurus atau linier.
Salah satu metode untuk
memecahkan masalah optimasi produksi yang mencakup
fungsi tujuan dan kendala adalah
metode Linear Programming. Metode ini adalah
suatu teknik perencanaan analitis
dengan menggunakan model matematika yang
bertujuan untuk menemukan
beberapa kombinasi alternatif solusi.
2.2. Optimasi
Model Pengambilan Keputusan
2.2.1. Pengaruh
Ketersediaan Data Terhadap Pemodelan
Apapun jenis model, akan memiliki
sedikit nilai praktis jika tidak didukung oleh data
yang handal. Walaupun sebuah
model didefenisikan dengan baik, mutu
pemecahannya akan bergantung pada
seberapa baik kita dapat mengestimasi data. Jika
estimasi tersebut terdistorsi,
pemecahan yang diperoleh, walaupun optimal dalam arti
matematis, pada kenyataannya
dapat bermutu rendah dari sudut pandang sistem nyata.
Dalam beberapa permasalahan, data
tidak dapat diketahui dengan pasti
sehingga data tersebut dapat
diestimasi berdasarkan distribusi probabilitas. Pada
permasalahan tersebut, struktur
model kemungkinan perlu diubah untuk
mengakomodasi sifat probabilistik
dari permintaan. Jadi berdasarkan ketersediaan
data, pemodelan sistem dapat
dibagi menjadi 2 jenis model, yaitu model probabilistic
atau stokastik dan model deterministic
[12].
2.2.2.
Penyelesaian Terhadap Model Pengambilan Keputusan
Pengambilan keputusan adalah
suatu proses yang dikembangkan secara bertahap dan
sistematis. Tidak semua proses
pengambilan keputusan dapat dikembangkan secara
sistematis dan bertahap. Bertahap
dan sistematis artinya memiliki kriteria yang
sistematis melalui sistem
prosedur tertentu yang jelas dan teratur. Suatu kriteria yang
baik haruslah mempunyai suatu
ukuran atau nilai yang jelas, dapat dipergunakan
untuk menilai berbagai alternatif
pilihan, dan dapat dengan mudah dihitung dan
dijabarkan. Selanjutnya untuk
menambah pemahaman tentang model pengambilan
keputusan, akan diterangkan
mengenai salah satu model matematis yang prosesnya
dikembangkan secara bertahap dan
sistematis dalam proses pengambilan keputusan,
yakni Linear Programming.
2.3. Linear
Programming
2.3.1. Pengantar
Linear Programming
Linear
Programming adalah
suatu teknik aplikasi matematika dalam menentukan
pemecahan masalah yang bertujuan
untuk memaksimumkan atau meminimumkan
sesuatu yang dibatasi oleh
batasan-batasan tertentu, dimana hal ini dikenal juga
sebagai teknik optimasi [8].
Linear
Programming merupakan
suatu model umum yang dapat digunakan
dalam pemecahan masalah
pengalokasian sumber-sumber yang terbatas secara
optimal [10].
Keberhasilan suatu teknik operasi
pada akhirnya diukur berdasarkan
penyebaran penggunaannya sebagai
alat pengambilan keputusan. Sejak diperkenalkan
diakhir 1940-an, Linear
Programming telah terbukti merupakan salah satu alat riset
operasi yang paling efektif.
Keberhasilannya berakar dari keluwesannya dalam
menjabarkan berbagai situasi
kehidupan nyata diberbagai bidang pekerjaan, yaitu
militer, industri, pertanian,
transportasi, ekonomi, kesehatan, dan bahkan ilmu sosial
dan perilaku. Disamping itu,
tersedianya program komputer yang sangat efisien untuk
memecahkan masalah-masalah Linear
Programming yang sangat luas merupakan
faktor penting dalam tersebarnya
penggunaan teknik ini.
Kegunaan Linear Programming adalah
lebih luas daripada aplikasinya semata.
Pada kenyataannya, Linear
Programming harus dipandang sebagai dasar penting
untuk pengembangan teknik-teknik
operasi riset lainnya.
Linear
Programming adalah
sebuah alat deterministik, yang berarti bahwa
sebuah parameter model
diasumsikan diketahui dengan pasti. Tetapi dalam kehidupan
nyata, jarang seseorang
menghadapi masalah di mana terdapat kepastian yang
sesungguhnya. Teknik Linear
Programming mengkompetisi kekurangan ini dengan
memberikan analisis pasca optimum
dan analisis parametrik yang sistematis untuk
memungkinkan pengambil keputusan
yang bersangkutan untuk menguji sensitivitas
pemecahan optimum yang statis
terhadap perubahan diskrit atau kontinu dalam
berbagai parameter dari model
tersebut. Pada intinya, teknik tambahan ini
memberikan dimensi dinamis pada
sifat pemecahan Linear Programming yang
optimum.
Tujuan dari Linear Programming
adalah suatu hasil yang mencapai tujuan
yang ditentukan (optimal) dengan
cara yang paling baik diantara semua alternatif yang
mungkin dengan batasan sumber
daya yang tersedia. Meskipun mengalokasikan
sumber-sumber daya kepada
kegiatan-kegiatan merupakan jenis aplikasi yang paling
umum, Linear Programming mempunyai
banyak aplikasi penting lainnya.
Sebenarnya, setiap masalah yang
metode matematisnya sesuai dengan format umum
bagi Linear Programming merupakan
masalah bagi Linear Programming. Selanjutnya
suatu prosedur penyelesaian yang
sangat efisien, dinamakan metode simpleks, tersedia
untuk menyelesaiakan
masalah-masalah Linear Programming.
Linear
Programming merupakan
masalah pemrograman yang harus memenuhi
tiga kondisi berikut:
1. Variabel-variabel keputusan
yang terlibat harus positif.
2. Kriteria-kriteria untuk
memilih nilai terbaik dari variabel keputusan dapat
diekspresikan sebagai fungsi
linier. Fungsi kriteria ini biasa disebut fungsi
objektif.
3. Aturan-aturan operasi yang
mengarahkan proses-proses dapat diekspresikan
sebagai suatu set persamaan atau
pertidaksamaan linier. Set tersebut
dinamakan fungsi pembatas.
2.3.2. Kelebihan
dan Kekurangan Linear Programming
Sebagai alat kuantitatif untuk
melakukan pemrograman, Linear Programming
mempunyai beberapa kelebihan dan
kekurangan [9]. Kelebihan-kelebihan dari Linear
Programming yaitu:
1. Mudah digunakan terutama jika
menggunakan alat bantu komputer.
2. Dapat menggunakan banyak
variabel sehingga berbagai kemungkinan untuk
memperoleh pemanfaatan sumber
daya yang optimal dapat dicapai.
3. Fungsi tujuan dapat
difleksibelkan sesuai dengan tujuan penelitian atau
berdasarkan data yang tersedia.
Kekurangan-kekurangan dari Linear
Programming yaitu:
1. Apabila alat bantu komputer
tidak tersedia, maka Linear Programming dengan
menggunakan banyak variabel akan
menyulitkan analisisnya bahkan mungkin
tidak dapat dikerjakan secara
manual. Metode ini tidak dapat digunakan secara
bebas dalam setiap kondisi,
tetapi dibatasi oleh asumsi-asumsi.
2. Metode ini hanya dapat
digunakan untuk satu tujuan misalnya hanya untuk
maksimisasi keuntungan atau
minimisasi biaya.
2.3.3. Syarat
dalam Penggunaan Linear Programming
Ada beberapa syarat agar masalah
dapat disusun dan dirumuskan ke dalam model
Linear
Programming [1]
yaitu:
1. Penentuan
Tujuan
Ada tujuan permasalahan yang
ingin dipecahkan disebut sebagai fungsi tujuan.
Menentukan fungsi tujuan harus
jelas dan tegas. Fungsi tujuan dapat berupa dampak
positif, manfaat, keuntungan dan
kebaikan-kebaikan yang ingin dimaksimalkan atau
dampak negatif, kerugian, risiko,
waktu, jarak dan biaya-biaya yang ingin
diminimalkan.
2. Alternatif
Perbandingan
Harus ada sesuatu atau berbagai
alternatif yang ingin diperbandingkan.
Menentukan alternatif yang ingin
diperbandingkan misalnya antara kombinasi waktu
tercepat dan biaya tertinggi
dengan waktu terlambat dan biaya terendah, antara padat
modal dengan padat karya, antara
kebijakan A dengan B, atau antara proyeksi tinggi
dengan rendah.
3. Sumber Daya
yang Terbatas
Sumber daya yang dianalisis harus
berada dalam keadaan yang terbatas. Hal
ini disebut juga sebagai kendala.
Kendala terbagi dalam tiga tipe dasar, yaitu kendala
maksimum yang menunjukkan
penggunaan sumber daya tidak melebihi sumber daya
yang tersedia; kendala minimum
yang menunjukkan penggunaan sumber daya
minimal sama dengan yang tersedia
dan kendala persamaan yang menunjukkan
penggunaan sumber daya sama
dengan yang tersedia.
4. Perumusan
Kuantitatif
Fungsi tujuan dan kendala harus
dirumuskan secara kuantitatif dalam suatu
model yang disebut dengan model
matematik. Model merupakan abstraksi dan
simplifikasi dari keadaan nyata
yang menunjukkan berbagai hubungan fungsional
yang langsung maupun tidak
langsung, interaksi dan interdependensi antara satu unsur
dengan unsur lainnya yang
membentuk suatu sistem. Model yang baik harus
mencakup tiga kriteria yaitu
kesesuaian, kesederhanaan, dan keserasian. Kesesuaian
yaitu model harus mampu merangkum
unsur-unsur yang sangat pokok dari persoalan
yang dihadapi. Kesederhanaan
yaitu model harus dibuat sesederhana mungkin sesuai
dengan kemampuan yang ada dan
urgensi permasalahan. Keserasian yaitu model
harus mampu mengesampingkan hal-hal
yang kurang berguna.
5. Keterkaitan
Peubah
Peubah-peubah yang membentuk
fungsi tujuan dan kendala harus memiliki
keterkaitan atau hubungan
fungsional. Hubungan keterkaitan tersebut dapat diartikan
sebagai hubungan yang saling
mempengaruhi, hubungan interaksi, interdependensi,
timbal balik atau saling
menunjang.
2.3.4.
Asumsi-asumsi Dasar Linear Programming
Dengan mengetahui asumsi-asumsi
dasar Linear Programming, penggunaan teknik
Linear
Programming akan
menjadi lebih terarah. Penggunaan Linear Programming
harus memenuhi beberapa asumsi
sebagai berikut [1]:
1. Linearitas
Asumsi ini menginginkan agar
perbandingan antara input yang satu dengan
input yang lainnya atau untuk
suatu input dengan output besarnya tetap dan tidak
tergantung pada tingkat produksi.
2.
Proporsionalitas
Asumsi ini menyatakan bahwa
perubahan (naik turun) nilai fungsi tujuan (Z)
dan penggunaan sumber daya atau
fasilitas yang tersedia akan berubah dalam proporsi
yang sama dalam perubahan tingkat
kegiatan. Implikasi asumsi ini adalah bahwa
dalam model Linear Programming
yang bersangkutan tidak berlaku hukum kenaikan
yang semakin menurun.
3. Aditivitas
Asumsi ini menyatakan bahwa nilai
parameter suatu kriteria optimasi
(koefisien peubah pengambil
keputusan dalam fungsi tujuan) merupakan jumlah dari
nilai individu-individu Cj (j = 1,
2, 3, …, n).
4. Divisibilitas
Asumsi ini menyatakan bahwa
peubah-peubah pengambil keputusan Xn, jika
diperlukan dapat dibagi ke dalam
pecahan-pecahan artinya nilai-nilai Xn tidak perlu
integer (hanya 0 dan 1 atau
bilangan bulat) tetapi dapat pula berupa non integer
(misalnya ½; 0,5; 12,345; dan
sebagainya). Demikian pula dengan nilai Z yang
dihasilkan.
5. Deterministik
Asumsi ini menghendaki agar semua
koefisien model Linear Programming
(nilai peubah pengambilan
keputusan, kendala dalam teknis dan sumber daya yang
tersedia) tetap atau dapat
diperkirakan secara pasti.