OPTIMASI LOCATION ROUTING PROBLEM PADA PENGELOLAAN SAMPAH PADAT TERINTEGRASI UNTUK SUMBER SAMPAH YANG HETEROGEN

Nurin Salwa Nabila, Ir. Achmad Pratama Rifai, S.T, M.Eng, Ph.D ; Luluk Lusiantoro, S.E., M.Sc., Ph.D

2025 | Tesis | S2 Teknik Industri

Salah satu tantangan utama dalam pengelolaan sampah adalah keterbatasan kapasitas Tempat Pemrosesan Akhir (TPA). Sistem pengelolaan yang tidak efisien dapat menyebabkan penumpukan sampah, meningkatkan frekuensi pengangkutan, dan memperbesar biaya operasional. Untuk meminimalkan total biaya yang ditanggung pemerintah, diperlukan sistem pengelolaan sampah yang terintegrasi dan efisien. Penelitian ini mempertimbangkan keberagaman sumber sampah seperti bank sampah, infrastruktur publik, dan depo, karena masing-masing memiliki karakteristik dan pola timbulan sampah yang berbeda, yang berpengaruh terhadap perencanaan rute dan kapasitas pengolahan.

Untuk menjawab permasalahan tersebut, penelitian ini mengembangkan model Location Routing Problem (LRP) dua tingkat. Model ini bertujuan menentukan lokasi optimal TPS 3R serta rute pengangkutan sampah yang efisien. Tahap pertama mencakup pengangkutan dari sumber sampah ke TPS 3R, dan tahap kedua dari TPS 3R ke TPA ITF Bawuran. Penyelesaian model dilakukan dengan Mixed Integer Linear Programming (MILP) untuk skala kecil, serta Adaptive Large Neighborhood Search (ALNS) sebagai pendekatan metaheuristik untuk kasus berskala besar dan kompleks. ALNS dipilih karena mampu menghasilkan solusi mendekati optimal dengan waktu komputasi yang lebih singkat.

Eksperimen komputasi menggunakan data riil dari Kabupaten Bantul menunjukkan bahwa ALNS menghasilkan solusi yang hanya 3%–5% lebih buruk dibandingkan MILP, namun dengan waktu komputasi 95% lebih cepat. Hasil model merekomendasikan pembukaan 10 TPS 3R, pembentukan 20 rute pada tahap pertama dan 7 rute pada tahap kedua, serta penggunaan 21 kendaraan, dengan total biaya sebesar  Rp28,960,860.29. Analisis sensitivitas terhadap biaya emisi, jenis bahan bakar, dan volume sampah menunjukkan bahwa perubahan parameter tersebut berkorelasi positif terhadap total biaya.

 

One of the main challenges in waste management is the limited capacity of Final Processing Facilities (TPA). Inefficient waste handling systems can lead to waste accumulation, increasing transportation frequency and operational costs. To minimize the total cost incurred by the government, an integrated and efficient waste management system is essential. This study addresses the complexity of waste generation by considering heterogeneous waste sources, including waste banks, public infrastructure, and depots. Each type of source has unique characteristics and waste generation patterns, which significantly influence route planning and processing capacity requirements.

To tackle this issue, the study develops a two-level Location Routing Problem (LRP) model. The model aims to determine the optimal location of TPS 3R facilities and the most efficient waste transportation routes. The first stage of the model handles waste collection from sources to TPS 3R, while the second stage focuses on transporting residual waste from TPS 3R to the final processing site (ITF Bawuran). The mathematical model is solved using Mixed Integer Linear Programming (MILP) for small-scale instances and Adaptive Large Neighborhood Search (ALNS) for more complex scenarios. ALNS is employed as a metaheuristic approach due to its ability to deliver near-optimal solutions with significantly reduced computation times.

The computational experiments, using real-world data from Bantul Regency, Indonesia, show that ALNS produces solutions that are only 3%–5% worse than those obtained by MILP, while achieving a 95% reduction in computation time. The results recommend the opening of 10 TPS 3R facilities, with 20 routes for stage one and 7 routes for stage two, using a total of 21 vehicles. The total operational and investment cost resulting from the ALNS solution is  Rp28,960,860.29. Sensitivity analysis reveals that changes in emission costs, fuel types, and waste volume have a positive correlation with total costs.

Kata Kunci : Optimasi Sistem Pengelolaan Sampah, Location Routing Problem, Mix Integer Linear Programming, Adaptive Large Neighborhood Search, Sumber Sampah Heterogen