RANCANG BANGUN APLIKASI CUTTING OPTIMIZER UNTUK …kc.umn.ac.id/10114/5/HALAMAN_AWAL.pdf · Puji...

Team project ©2017 Dony Pratidana S. Hum | Bima Agus Setyawan S. IIP

Hak cipta dan penggunaan kembali:

Lisensi ini mengizinkan setiap orang untuk menggubah, memperbaiki, dan membuat ciptaan turunan bukan untuk kepentingan komersial, selama anda mencantumkan nama penulis dan melisensikan ciptaan turunan dengan syarat yang serupa dengan ciptaan asli.

Copyright and reuse:

This license lets you remix, tweak, and build upon work non-commercially, as long as you credit the origin creator and license it on your new creations under the identical terms.

RANCANG BANGUN APLIKASI CUTTING OPTIMIZER

UNTUK MENENTUKAN POLA POTONG KAYU OPTIMAL

MENGGUNAKAN ALGORITMA BOTTOM LEFT FILL DAN

BINARY TREE

SKRIPSI

Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar

Sarjana Komputer (S.Kom.)

Rizki Aulia Rahman

00000009039

PROGRAM STUDI INFORMATIKA

FAKULTAS TEKNIK DAN INFORMATIKA

UNIVERSITAS MULTIMEDIA NUSANTARA

TANGERANG

2019

Rancang bangun aplikasi..., Rizki Aulia Rahman, FTI UMN, 2019

ii

LEMBAR PENGESAHAN SKRIPSI

RANCANG BANGUN APLIKASI CUTTING OPTIMIZER UNTUK

MENENTUKAN POLA POTONG KAYU OPTIMAL MENGGUNAKAN

ALGORITMA BOTTOM LEFT FILL DAN BINARY TREE

Oleh

Nama : Rizki Aulia Rahman

NIM : 00000009039

Program Studi : Informatika

Fakultas : Teknik dan Informatika

Tangerang, 16 Juli 2019

Menyetujui,

Ketua Sidang

Ni Made Satvika Iswari, S.T., M.T.

Dosen Penguji

Wirawan Istiono, S.Kom., M.Kom.

Dosen Pembimbing

Adhi Kusnadi, S.T., M.Si.

Mengetahui,

Kepala Program Studi Informatika

Seng Hansun, S.Si., M.Cs.


iii

PERNYATAAN TIDAK MELAKUKAN PLAGIAT

Dengan ini saya:


NIM : 00000009039



menyatakan bahwa skripsi yang berjudul “Rancang Bangun Aplikasi Cutting

Optimizer Untuk Menentukan Pola Potong Kayu Optimal Menggunakan

Algoritma Bottom Left Fill dan Binary Tree” ini adalah karya ilmiah saya

sendiri, bukan plagiat dari karya ilmiah yang ditulis oleh orang lain atau lembaga

lain, dan semua karya ilmiah orang lain atau lembaga lain yang dirujuk dalam

skripsi ini telah disebutkan sumber kutipannya serta dicantumkan di Daftar Pustaka.

Jika di kemudian hari terbukti ditemukan kecurangan/penyimpangan, baik dalam

pelaksanaan skripsi maupun dalam penulisan laporan skripsi, saya bersedia

menerima konsekuensi dinyatakan TIDAK LULUS untuk mata kuliah Skripsi yang

telah saya tempuh.


Rizki Aulia Rahman


iv

PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA IMLIAH

UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS

Sebagai sivitas akademik Universitas Multimedia Nusantara, saya yang bertanda

tangan di bawah ini:


NIM : 00000009039



Jenis Karya : Skripsi

Demi pengembangan ilmu pengetahuan, menyetujui dan memberikan izin kepada

Universitas Multimedia Nusantara hak Bebas Royalti Non-eksklusif (Non-

exclusive Royalty-free Right) atas karya ilmiah saya yang berjudul: Rancang

Bangun Aplikasi Cutting Optimizer Untuk Menentukan Pola Potong Kayu

Optimal Menggunakan Algoritma Bottom Left Fill dan Binary Tree beserta

perangkat yang diperlukan. Dengan Hak Bebas Royalti Non-eksklusif ini, pihak

Universitas Multimedia Nusantara berhak menyimpan, mengalihmedia atau

format-kan, mengelola dalam bentuk pangkalan data (database), merawat, dan

mendistribusi dan menampilkan atau mempublikasikan karya ilmiah saya di

internet atau media lain untuk kepentingan akademis, tanpa perlu meminta izin dari

saya maupun memberikan royalti kepada saya, selama tetap mencantumkan nama

saya sebagai penulis karya ilmiah tersebut.

Demikian pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya untuk dipergunakan

sebagaimana mestinya.


Rizki Aulia Rahman


v

KATA PENGANTAR

Puji syukur pada Tuhan Yang Mahakuasa karena atas berkat-Nya skripsi

berjudul “Rancang Bangun Aplikasi Cutting Optimizer Untuk Menentukan Pola

Potong Kayu Optimal Menggunakan Algoritma Bottom Left Fill dan Binary Tree”

ini dapat selesai tepat waktu.

Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada:

1. Dr. Ninok Leksono, Rektor Universitas Multimedia Nusantara,

2. Hira Meidia, Ph.D., Dekan Fakultas Teknik dan Informatika Universitas

Multimedia Nusantara,

3. Seng Hansun, S.Si., M.Cs., Ketua Program Studi Informatika,

4. Adhi Kusnadi, S.T., M.Si. yang membimbing pembuatan skripsi dan yang telah

mengajar penulis tata cara menulis karya ilmiah dengan benar.

Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada keluarga dan teman-teman

yang telah mendukung penulis selama pembuatan skripsi ini. Semoga skripsi ini

dapat bermanfaat, baik sebagai sumber informasi maupun sumber inspirasi, bagi

para pembaca.


Rizki Aulia Rahman


vi

RANCANG BANGUN APLIKASI CUTTING OPTIMIZER

UNTUK MENENTUKAN POLA POTONG KAYU OPTIMAL

MENGGUNAKAN ALGORITMA BOTTOM LEFT FILL DAN

BINARY TREE

ABSTRAK

Dalam era industri 4.0, manufaktur perkayuan dapat memanfaatkan

keunggulan teknologi CNC dalam proses produksinya. Mesin CNC memiliki

banyak keunggulan yaitu, hasil yang presisi dan akurat, meminimalisir jumlah

pekerja, serta efisiensi waktu dalam proses produksi. Computer Numerical Control

(CNC) merupakan sebuah alat kontrol otomatis yang biasa digunakan dalam

industri perkayuan dan melakukan otomatisasi permesinan seperti pemotongan dan

pengeboran pada material untuk membentuk sebuah produk furnitur. Untuk

melakukan pemotongan material menggunakan mesin CNC, operator diharuskan

memberikan sebuah kode numerical control yang dapat menggerakan mesin CNC

tersebut. Dalam pemotongan material, diperlukan sebuah pola yang dapat

diimplementasikan oleh mesin CNC. Pola pemotongan tersebut akan dihasilkan

oleh aplikasi Cutting Optimizer menggunakan algoritma Bottom Left Fill dan

Binary Tree untuk melakukan Nesting Optimize dan menghasilkan pola potong

kayu yang optimal. Algoritma ini menyusun dari sebuah input Cutting List dalam

pembuatan kabinet yang dibuat oleh pengguna. Metode ini akan mencari ruang

kosong pada material dengan prioritas koordinat nol x dan nol y sesuai dengan titik

nol axis dari mesin CNC sehingga pemotongan akan lebih efisien. Hasil pola potong

yang di-generate akan dieksekusi pada mesin CNC dan pada saat proses

pemotongan aplikasi dapat melakukan mapping untuk peletakan label sebagai

identifikasi atas Cutting List yang telah diinput. Berdasarkan uji coba yang telah

dilakukan, aplikasi dapat mempersingkat waktu dibandingkan konvensional hingga

76% lebih cepat. Dengan waktu yang lebih singkat ini, maka jumlah pekerja yang

dibutuhkan cenderung lebih sedikit dari proses konvensional. Pola pemotongan

yang dihasilkan oleh aplikasi juga lebih akurat dan presisi hingga 100%

dibandingkan konvensional.

Kata Kunci: Cutting Optimizer, Bottom Left Fill, Binary Tree, CNC, Label, Pola

Potong Kayu, Nesting Optimize.


vii

DESIGN AND DEVELOPMENT THE APPLICATION OF

CUTTING OPTIMIZER TO DETERMINE OPTIMAL WOOD

CUTTING PATTERN USING BOTTOM LEFT FILL AND

BINARY TREE ALGORITHM

ABSTRACT

In the industrial 4.0 era, furniture manufacturing can take advantage of CNC

technology in its production process. CNC machines have many advantages, such

as, precise and accurate results, minimizing the number of workers, and time

efficiency in the production process. Computer Numerical Control (CNC) is an

automatic control device commonly used in the wood industry and automating

machinery such as cutting and working materials to make furniture products. To cut

material using a CNC machine, operators are required to provide a numerical

control code that can move the engine. In cutting materials, a pattern that can be

applied by CNC machines is needed. The Cutting Pattern will be generated by the

Cutting Optimizer application using the Fill Bottom and Binary Tree algorithms to

do Nesting Optimize and produce an optimal wood cutting pattern. This algorithm

compiles from inputting the Cutting List in making a cabinet made by the user. This

method will look for empty space on the material with priority coordinates of zero

x and zero y according to the zero axis of the CNC machine so that the cutting will

be more efficient. The resulting cut pattern will be executed on a CNC machine and

during the cutting process a mapping pattern can be done to lay the label as a result

of the cutting list that has been inputted. Based on the trials that have been

implemented, the application can shorten the time up to 76% faster compared to

conventional. With this shorter time, fewer workers are needed rather than

conventional processes. The cutting pattern produced by the application is also

more accurate and precision up to 100% compared to conventional.

Keywords: Cutting Optimizer, Bottom Left Fill, Binary Tree, CNC, Label, Wood

Cutting Pattern, Nesting Optimize.


viii

DAFTAR ISI

LEMBAR PENGESAHAN SKRIPSI .................................................................. ii

PERNYATAAN TIDAK MELAKUKAN PLAGIAT ......................................... iii

PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA IMLIAH UNTUK

KEPENTINGAN AKADEMIS ........................................................................... iv

KATA PENGANTAR ......................................................................................... v

ABSTRAK ......................................................................................................... vi

ABSTRACT ...................................................................................................... vii

DAFTAR ISI .................................................................................................... viii

DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... x

DAFTAR TABEL ............................................................................................. xii

BAB I PENDAHULUAN .................................................................................... 1

1.1 Latar Belakang ...................................................................................... 1

1.2 Rumusan Masalah.................................................................................. 3

1.3 Batasan Masalah .................................................................................... 3

1.4 Tujuan Penelitian ................................................................................... 4

1.5 Manfaat Penelitian ................................................................................. 5

1.6 Sistematika Penulisan ............................................................................ 5

BAB II LANDASAN TEORI .............................................................................. 7

2.1 Computer Numerical Control ................................................................. 7

2.2 Nesting Problem .................................................................................. 10

2.2.1 Bottom Left Algorithm ................................................................. 11

2.2.2 No Fit Polygon ............................................................................. 12

2.3 Binary Tree .......................................................................................... 13

BAB III METODOLOGI DAN PERANCANGAN SISTEM ............................. 15

3.1 Metodologi Penelitian .......................................................................... 15

3.1.1 Definisi Operasional Variabel ....................................................... 17

3.1.2 Teknik Pengumpulan Data ............................................................ 17

3.2 Perancangan Sistem ............................................................................. 18

3.3.1. Gambaran Input dan Output .......................................................... 18

3.3.2. Data Flow Diagram ...................................................................... 20

3.3.3. Flowchart ..................................................................................... 23

3.3 Rancangan Tampilan Antarmuka ......................................................... 32

3.3.1. Rancangan Antarmuka Halaman Utama ........................................ 33

3.3.2. Rancangan Antarmuka Parameter ................................................. 34

3.3.3. Rancangan Antarmuka Cutting List .............................................. 34

3.3.4. Rancangan Antarmuka Worksheet - Material ................................ 35

3.3.5. Rancangan Antarmuka Numerical Control .................................... 35

3.3.6. Rancangan Antarmuka Tool Library ............................................. 36

3.3.7. Rancangan Antarmuka Label Printer............................................. 36

BAB IV IMPLEMENTASI DAN UJI COBA .................................................... 38

4.1 Spesifikasi Perangkat ........................................................................... 38

4.2 Implementasi ....................................................................................... 38

4.2.1 Implementasi Algoritma ............................................................... 39

4.2.2 Tampilan Aplikasi ........................................................................ 44

4.3 Uji Coba .............................................................................................. 55

4.3.1. Skenario Uji Coba ........................................................................ 55


ix

4.3.2. Uji Coba Algoritma Nesting ......................................................... 56

4.3.3. Uji Coba Efisiensi Waktu ............................................................. 59

4.3.4. Uji Coba Tingkat Akurasi dan Presisi Algoritma .......................... 60

BAB V SIMPULAN DAN SARAN ................................................................... 63

DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................ 65

DAFTAR LAMPIRAN ...................................................................................... 66


x

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Contoh mesin pemotong CNC (philicamcnc.com, 2018) ................... 7

Gambar 2.2 Contoh bahasa pemrograman CNC ................................................... 9

Gambar 2.3 Penyusunan material yang akan dioptimalisasi (Gupta, 2006). ........ 10

Gambar 2.4 Penyusunan material setelah dioptimalisasi (Gupta, 2006). ............. 11

Gambar 2.5 (a) BL Algorithm dan (b) BLF Algorithm (Daoden dan

Thaiupathump, 2017) ......................................................................................... 12

Gambar 2.6 (a) Pendekatan No Fit Polygon ....................................................... 13

Gambar 2.7 (a) Struktur Data Binary Tree (Andrusky, 2006) ............................. 14

Gambar 3.1 Skema Input Proses Output Aplikasi Cutting Optimizer .................. 19

Gambar 3.2 Diagram Konteks Aplikasi .............................................................. 21

Gambar 3.3 Diagram Nol ................................................................................... 22

Gambar 3.4 Flowchart Aplikasi ......................................................................... 24

Gambar 3.5 Flowchart Nesting Optimize ........................................................... 25

Gambar 3.6 Flowchart Bottom Left Fill ............................................................. 26

Gambar 3.7 Empat ruang kosong terhadap polygon P (Graham Kendall, 2000) .. 27

Gambar 3.8 Flowchart Placement Strategy ......................................................... 28

Gambar 3.9 Flowchart Place .............................................................................. 29

Gambar 3.10 (a) CNC Router (b) CNC Panel Saw (philicamcnc.com, 2018) ...... 30

Gambar 3.11 Binary Tree Nesting Optimize ...................................................... 31

Gambar 3.12 Flowchart Binary Tree Placement ................................................. 32

Gambar 3.13 Rancangan Antarmuka Halaman Utama ........................................ 33

Gambar 3.14 Rancangan Antarmuka Parameter ................................................. 34

Gambar 3.15 Rancangan Antarmuka Cutting List .............................................. 35

Gambar 3.16 Rancangan Antarmuka Worksheet - Material ................................ 35

Gambar 3.17 Rancangan Antarmuka Numerical Control .................................... 36

Gambar 3.18 Rancangan Antarmuka Tool Library ............................................. 36

Gambar 3.19 Rancangan Antarmuka Label Printer ............................................. 37

Gambar 4.1 (a) Nesting Optimize dengan Binary Tree (b) Nesting Optimize tanpa

Binary Tree ........................................................................................................ 39

Gambar 4.2 Struktur Class coBoard ................................................................... 40

Gambar 4.3 Struktur Class coSheet .................................................................... 40

Gambar 4.4 Function Add Board Vertical .......................................................... 41

Gambar 4.5 Function Add Board Horz ............................................................... 42

Gambar 4.6 Function Optimize .......................................................................... 42

Gambar 4.7 Function InsertOneBoard ................................................................ 43

Gambar 4.8 Tampilan Halaman Utama .............................................................. 44

Gambar 4.9 Tampilan Material Manager ............................................................ 45

Gambar 4.10 Tampilan Edit/Add Material .......................................................... 46

Gambar 4.11 Tampilan Tool Manager ................................................................ 47

Gambar 4.12 Tampilan Pengaturan Parameter .................................................... 48

Gambar 4.13 Tampilan Cutting List ................................................................... 48

Gambar 4.14 Tampilan Proses Nesting Optimize ............................................... 49

Gambar 4.15 Tampilan Hasil Nesting Optimize ................................................. 50

Gambar 4.16 Tampilan Halaman Numerical Control .......................................... 51

Gambar 4.17 Kode Operasi Cutting CNC .......................................................... 51

Gambar 4.18 Kode Operasi Vertical Drill .......................................................... 52


xi

Gambar 4.19 Pemotongan Grooving .................................................................. 52

Gambar 4.20 Kode Operasi Pemotongan Grooving ............................................ 52

Gambar 4.21 Contoh Pemotongan Inner Tooling ............................................... 53

Gambar 4.22 Kode Pemotongan Inner Tooling .................................................. 53

Gambar 4.23 Tampilan Halaman Label Printer .................................................. 54

Gambar 4.24 Tampilan Hasil Cetak Label .......................................................... 55

Gambar 4.25 (a) Uji Coba Disain A (b) Uji Coba Disain B ................................ 55

Gambar 4.26 Total Penggunaan Sheet pada Material Metode Manual ................ 56

Gambar 4.26 Total Penggunaan Sheet pada Material Metode Aplikasi ............... 57

Gambar 4.27 Uji Pengukuran Hasil Pemotongan ................................................ 61

Gambar 4.28 (a) Hasil Nesting Aplikasi (b) Hasil Eksekusi Pemotongan ........... 61


xii

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Tabel instruksi kode CNC .................................................................... 9

Tabel 3.1 Daftar Potong/Cutting List .................................................................. 19

Tabel 3.2 Parameter Tool dan Material .............................................................. 22

Tabel 4.1 Penjelasan Parameter Material ............................................................ 45

Tabel 4.2 Penjelasan Parameter Tool .................................................................. 46

Tabel 4.3 Perbandingan Presentase Usage Area Manual dengan Aplikasi ........... 57

Tabel 4.4 Perbandingan Rata-rata Presentase Usage Area Manual dengan Aplikasi

.......................................................................................................................... 58

Tabel 4.5 Proses Pengerjaan Konvensional ........................................................ 59

Tabel 4.6 Proses Pengerjaan dengan Bantuan Aplikasi Cutting Optimizer .......... 60

Tabel 4.7 Perbandingan Konvensional dengan Cutting Optimizer ...................... 60

Tabel 4.8 Perbandingan Ukuran Cutting List dengan hasil sesungguhnya ........... 62


66

DAFTAR LAMPIRAN

1. Daftar Riwayat Hidup

2. Cutting List Customer A

3. Cutting Map Customer A

4. Cutting List Customer B

5. Cutting Map Customer B

6. Kartu Bimbingan Skripsi


RANCANG BANGUN APLIKASI CUTTING OPTIMIZER UNTUK …kc.umn.ac.id/10114/5/HALAMAN_AWAL.pdf · Puji...

Documents

Transcript of RANCANG BANGUN APLIKASI CUTTING OPTIMIZER UNTUK …kc.umn.ac.id/10114/5/HALAMAN_AWAL.pdf · Puji...