MODEL
ANTRIAN
Antrian adalah suatu kejadian yang biasa
dalam kehidupan sehari–hari. Menunggu di depan loket untuk mendapatkan tiket
kereta api atau tiket bioskop, pada pintu jalan tol, pada bank, pada kasir
supermarket, dan situasi–situasi yang lain merupakan kejadian yang sering
ditemui. Studi tentang antrian bukan merupakan hal yang baru. Dalam dunia nyata
kita tidak suka menunggu, maka tak heran bila kita punya pendapat bahwa
menunggu adalah pekerjaan yang paling menyebalkan.
Antrian timbul disebabkan oleh
kebutuhan akan layanan melebihi kemampuan (kapasitas) pelayanan atau fasilitas
layanan, sehingga pengguna fasilitas yang tiba tidak bisa segera mendapat
layanan disebabkan kesibukan layanan. Pada banyak hal, tambahan fasilitas
pelayanan dapat diberikan untuk mengurangi antrian atau untuk mencegah
timbulnya antrian. Akan tetapi biaya karena memberikan pelayanan tambahan, akan
menimbulkan pengurangan keuntungan mungkin sampai di bawah tingkat yang dapat
diterima. Sebaliknya, sering timbulnya antrian yang panjang akan mengakibatkan
hilangnya pelanggan / nasabah.
Beragam
model antrian dapat diterapkan 4 model ini yang paling sering digunakan. Keempat model ini menggunakan asumsi:
1. Kedatangan berdistribusi poisson
2. Penggunaan aturan FIFO
3. Pelayanan satu tahap
Model
A : Model antrian Jalur Tunggal dengan Kedatangan Berdistribusi Poisson dan
Waktu Pelayanan
Permasalah antrian yang paling umum
mencakup jalur antrian jalur tunggal atau satu stasiun pelayanan. Dalam situasi
ini, kedatangan membentuk satu jalur tunggal untuk dilayani oleh stasiun
tunggal. Diasumsikan system berada dalam kondisi berikut:
1. Kedatangan
dilayani atas dasar FIFO, dan setiap kedatangan menunggu untuk dilayani,
terlepas dari panjang antrian.
2. Kedatangan
tidak terikat pada kedatngan sebelumnya, hanya saja jumlah kedatangan rata-rata
tidak beubah menurut waktu.
3. Kedatangan
digambarkan dengan distribusi probabilitas Poisson dan dating dari sebuah
populasi yang tidak terbatas.
4. Waktu
pelayanan bervariasi dari satu pelanggan dengan pelanggan yang berikutnya dan
tidak terikat satu sama lain, tetapi tingkat rata-rata waktu pelayanan
diketahui.
5. Waktu
pelayanan sesuai dengan distribusi probabilitas eksponensial negative.
6. Tingkat
pelayanan lebih cepat daripada tingkat kedatangan
Contoh
:
Tom Jones, seorang montir di Golden
Muffler Shop, dapat memasang sebuah knalpot baru rata-rata 3 buah per jam (
atau satu knalpot setiap 20 menit), yang mengikuti distribusi eksponensial
negative. Pelanggan yang menginginkan
pelayanan ini tiba dibengkel dengan rata-rata kedatangan 2 orang perjam dengan
mengikuti distribusi Poisson. Mereka
dilayani dengan aturan FIFO dan dating dari populasi yang sangat besar (hampir
tanpa batas).
Setelah karakteristik operasi sebuah
system antrian dihitung, maka sangat penting untuk melakukan sebuah analisis
ekonomis. Walaupun model antrian yang
diuraikan di atas berharga untuk menggambarkan kesimpulan waktu menunggu,
panjang antrian, waktu luang yang potensial dan lainnya, model antrian ini
tidak mengidentifikasikan keputusan optimal atau mempertimbangkan factor
biaya. Seperti yang telah dilihat
sebelumnya, solusi untuk permasalahan antrian mungkin memerlukan manajemen
untuk melihat untung – rugi di antara meningkatnya biaya untuk menyediakan
pelayanan yang lebih baik dan biaya penantian yang berkurang dengan diadakannya
pelayanan tersebut.
Model
B : Model Antrian Jalur Berganda (M/M/S)
Bengkel Golden Muffler telah memutuskan
untuk menambah montir kedua untuk memasang knalpot. Pelanggan, yang dating dengan tingkat
kedatangan sekitar λ = 2 orang per jam, akan menunggu dalam sebuah jalur
tunggal dan menunggu hingga 1 dari kedua montir tersedia. Setiap montir memasang knalpot sekitar µ = 3
per jam.
Model
C : Model Waktu Pelayanan Konstan M/D/1
Beberapa system pelayanan memiliki waktu
pelayanan yang tetap dan bukan berdistribusi eksponensial seperti biasa. Di saat pelanggan diproses menurut sebuah
siklus tertentuseperti pada kasus pencucian mobil otomatis atau wahana di taman
hiburan, waktu pelayanan yang terjadi pada umumnya konstan.
Garcia-Golding Recycling Inc.
mengumpulkan kaleng aluminium dan botol bekas di New York City. Pengemudi truk saat ini menunggu kurang lebih
selama 15 menit sebelum dapat mengosongkan isi truk mereka untuk di daur ulang. Biaya pengumudi truk dan truk untuk menunggu
dalam antrian adalah $ 60/jam. Sebuah
alat yang baru dapat dibeli untuk memproses muatan truk pada tingkatan yang
tetap yaitu 12 truk per jam (berarti 5 menit untuk setiap truk). Truk datang dengan distribusi poisson
rata-rata 8 kedatangan per jam. Jika
mesin baru ini digunakan, biaya akan didepresiasi sebesar $3 untuk setiap truk
yang kosong.
MODEL
D : Model Populasi Terbatas
Data masa lalu menunjukkan bahwa
masing-masing dari 5 pencetak computer laser di Departemen Energy, Amerika
Serikat di Washington DC, memerlukan perbaikan setelah digunakan 20 jam. Kerusakan mesin pencetak ditentukan mengikuti
distribusi poisson. Seorang teknisi yang
bertugas dapat memperbaiki sebuah mesin pencetak selama rata-rata 2 jam,
mengikuti distribusi eksponensial. Biaya
kerusakan mesin adalah $ 120 per jam.
Contoh-contoh
antrian dalam kehidupan sehari-hari:
·
Contoh Supermarket. Berapa lama
pelanggan harus menunggu di kasir ? apa yang terjadi dengan waktu tunggu selama
puncak kesibukan ? apakah jumlah kasir cukup ?
·
Contoh Sistem Produksi Sebuah mesin
menghasilkan jenis produk yang berbeda. Berapa waktu pasti dari suatu pesanan?
Apa yang mengurangi waktu pasti jika kita memiliki sebuah mesin ekstra?
Haruskah kita membuat prioritas dari pesanan?
·
Contoh Kantor Pos. Dalam suatu kantor
pos ada konter-konter khusus didalamnya seperti stempel, packaging, ternsaksi
keuangan dll. Apakah konternya sudah cukup? Bisakah Antrian terpisah atau
antrian umum di depan konter dengan spesialisasi yang sama?
·
Contoh Komunikasi Data Di dalam paket
jaringan komunikasi standar komputer yang disebut sel ditransmisikan di dalam
link dari satu switch ke yang lainnya. Pada setiap switch sel yang masuk dapat
dibuffer ketika permintaan yang datang melebihi kapasitas link. Ketika buffer
penuh cel yang masuk akan hilang. Apa yang menunda sel didalam switch? Pecahan
sel yang mana yang akan hilang? Berapa ukuran buffer yang baik?
·
Contoh Tempat Parkir Mereka akan
mendirikan suatu area parkir baru di depan suatu supermarket. Seberapa besar
seharusnya ?
·
Contoh Perakitan Papan Sirkuit Printer
Memasang komponen secara vertikal di atas papan printer dilakukan dalam suatu
pusat perakitan yang terdiri dari sejumlah mesin penyisipan yang paralel.
Masing-masing mesin mempunyai sebuah magazine untuk menyimpan komponen. Berapa
waktu pasti yang dibutuhkan untuk produksi papan sirkuit itu? Bagaimana
seharusnya pembagian komponen yang diperlukan untuk perakitan papan sirkuit
printer disetiap mesin?
·
Contoh Call Center dari suatu perusahaan
asuransi ? Pertanyaan melalui telepon, mengenai kondisi-kondisi asuransi,
ditangani oleh sebuah call center. Dimana masing-masing regu membantu nasabah
dari masing-masing daerah tertentu. Berapa lama pelanggan menunggu sebelum
sampai operator bersedia? Apakah jumlah telefon yang masuk cukup? Apakah
operatornya cukup? Regu polling?
·
Contoh Main Frame Komputer Banyak
cashomat dihubungkan pada sebuah main frame komputer yang besar yang dapat
menangani semua teransaksi finansial. Apakah kapasitas komputer mainframe
cukup? Apa yang terjadi jika penggunaan cashomat meningkat?
·
Contoh Gardu Tol Pengendara motor harus
membayar bea masuk untuk melewati sebuah jembatan. Apakah gardu tol cukup?
Contoh Rambu Lalu Lintas Bagaimana kita harus mengatur rambu lalu lintas agar
waktu tunggu dapat diterima?
Antrian timbul disebabkan oleh
kebutuhan akan layanan melebihi kemampuan (kapasitas) pelayanan atau fasilitas
layanan, sehingga pengguna fasilitas yang tiba tidak bisa segera mendapat
layanan disebabkan kesibukan layanan. Pada banyak hal, tambahan fasilitas
pelayanan dapat diberikan untuk mengurangi antrian atau untuk mencegah
timbulnya antrian. Akan tetapi biaya karena memberikan pelayanan tambahan, akan
menimbulkan pengurangan keuntungan mungkin sampai di bawah tingkat yang dapat
diterima. Sebaliknya, sering timbulnya antrian yang panjang akan mengakibatkan
hilangnya pelanggan / nasabah.
Struktur-struktur antrian.
Ada 4 model struktur antrian
dasar yang umum terjadi, yakni :
1.
Single channel – single phase, berarti hanya ada satu jalur
untuk memasuki sistem dan hanya ada satu stasiun pelayanan. Contoh untuk model
struktur ini adalah pelayanan pada pembelian tiket KA, supermarket, tukang
cukur, dan sebagainya.
2.
Single channel – multiphase, yang berarti hanya ada satu
jalur untuk memasuki sistem, tetapi ada lebih dari satu stasiun pelayanan yang
berurutan. Contoh model antrian ini adalah pada lini produksi massa, pencucian
mobil, bengkel motor, dan sebagainya.
3.
Multichannel –
single phase, yang berarti ada
lebih dari satu jalur untuk memasuki sistem, namun hanya ada satu stasiun
pelayanan. Contoh model ini terdapat pada sistem pembayaran di supermarket,
pembelian tiket yang dilayani oleh lebih dari satu loket, pelayanan potong
rambut oleh beberapa tukang potong, dan sebagainya.
4.
Multichannel –
multiphase, yang berarti ada
lebih dari satu jalur untuk memasuki sistem dan ada lebih dari satu stasiun
pelayanan. Contoh model struktur antrian ini terdapat pada pelayanan pasien di rumah
sakit, produksi massa dengan lebih dari satu lini produksi, dan lain-lain.
Jenis-jenis antrian
Adapun
jenis dari sistem antrian sebagai berikut :
1.
Sistem
antrian jalur tunggal dengan pelayanan tunggal
Sistem antrian yang menggunakan satu jalur antrian
kedatangan dan satu fasilitas pelayanan.
2. Sistem antrian jalur ganda pelayanan
tunggal
Sistem antrian yang memiliki jalur kedatangan yang
bervariasi, tetapi memiliki satu pelayanan setiap jalurnya.
3. Sistem antrian jalur tunggal dengan
pelayanan ganda
Merupakan sistem antrian yang menggunakan hanya satu jalur
kedatangan dan memiliki lebih dari satu fasilitas pelayanan.
4. Sistem antrian jalur ganda dengan
pelayanan ganda
Sistem antrian yang menggunakan jalur kedatangan yang
bervariasi dan memiliki banyak pelayanan.
Disiplin Antrian
Bentuk
disiplin pelayanan pada antrian dapat berupa:
- First
Come First Serve (FCFS) atau FIFO adalah system antrian yang
mendahulukan yang dating lebih awal
- Last
Come First Served (LCFS) atau LIFO, adalah yang datang terakhir akan
lebih dahulu dilayani atau lebih dahulu keluar.
- Service
In Random Order (SIRO) adalah pemanggilan didasarkan pada peluang secara
acak, tidak jadi persoalan siapa yang lebih dahulu datang.
- Priority
Service (PS) , melayani lebih dahulu orang yang mempunyai prioritas lebih
tinggi dibanding orang yang mempunyai prioritas lebih rendah.
Untuk
antrian dengan populasi tidak terbatas dengan pelayanan majemuk disiplin
antriannya berupa FCFS atau FIFO diamana pelanggan pertama yang masuk lebih utama
dilayani.
Ada tiga komponen dalam sistim
antrian yaitu :
1.
Populasi dan cara kedatangan pelanggan datang ke dalam sistem
2.
Sistem pelayanan
3.
kondisi pelanggan saat keluar sistem
1.
Populasi dan Cara Kedatangan Pelanggan
a)
Populasi
Populasi
yang akan Dilayani (calling population) Setiap masalah antrian melibatkan
kedatangan, misalnya orang, mobil, panggilan telepon untuk dilayani, dan lain –
lain. Unsur ini sering dinamakan proses input. Proses input meliputi sumber
kedatangan atau biasa dinamakan calling population, dan cara terjadinya
kedatangan yang umumnya merupakan variabel acak. Menurut Levin, dkk (2002),
variable acak adalah suatu variabel yang nilainya bisa berapa saja sebagai
hasil dari percobaan acak. Variabel acak dapat berupa diskrit atau kontinu.
Bila variabel acak hanya dimungkinkan memiliki beberapa nilai saja, maka ia
merupakan variabel acak diskrit. Sebaliknya bila nilainya dimungkinkan
bervariasi pada rentang tertentu, ia dikenal sebagai variabel acak kontinu.
Karakteristik
dari populasi yang akan dilayani (calling population) dapat dilihat menurut
ukurannya, pola kedatangan, serta perilaku dari populasi yang akan dilayani.
Menurut ukurannya, populasi yang akan dilayani bisa terbatas (finite) bisa juga
tidak terbatas (infinite). Sebagai contoh jumlah mahasiswa yang antri untuk
registrasi di sebuah perguruan tinggi sudah diketahui jumlahnya (finite),
sedangkan jumlah nasabah bank yang antri untuk setor, menarik tabungan, maupun
membuka rekening baru, bisa tak terbatas (infinte).
b)
Distribusi Kedatangan
Secara
umum, formula garis tunggu antrian memerlukan informasi tingkat kedatangan unit
per periode waktu (arrival rate). distribusi kedatangan bisa teratur - tetap
dalam satu periode. Artinya kedatangan unit/ pelanggan dalam antrian dengan
unit/ pelanggan berikutnya memiliki periode waktu yang sama. Kedatangan yang
seperti ini biasanya hanya ada di sistem produksi dimana antrian dikendalikan
oleh mesin. Kedatangan yang teratur
sering kita jumpai pada proses pembuatan/ pengemasan produk yang sudah
distandardisasi. Pada proses semacam ini, kedatangan produk untuk diproses pada
bagian selanjutnya biasanya sudah ditentukan waktunya, misalnya setiap 30
detik.
Pada
banyak kasus dalam praktek, kedatangan unit/ pelanggan dalam antrian dengan unit/
pelanggan berikutnya bersifat variabel atau acak (random).Kedatangan yang
sifatnya acak (random) banyak kita jumpai misalnya kedatangan nasabah di bank.
Pola kedatangan yang sifatnya acak dapat digambarkan dengan distribusi
statistik dan dapat ditentukan dua cara yaitu
Dengan
cara menganalisa kedatangan per satuan waktu untuk melihat apakah waktu
kedatangan unit/ pelanggan dalam antrian mengikuti pola distribusi statistik
tertentu. Biasanya kita mengasumsikan bahwa waktu kedatangan unit/ pelanggan
dalam antrian dengan unit/ pelanggan berikutnya berdistribusi eksponensial.
Dengan
cara menetapkan lama waktu (T) dan mencoba menentukan berapa banyak unit/
pelanggan yang datang ke dalam sistem dalam kurun waktu T. Secara spesifik
biasanya diasumsikan bahwa jumlah kedatangan per satuan waktu mengikuti pola
distribusi Poisson.
Contoh
: Kedatangan digambarkan dalam jumlah satu waktu, dan bila kedatangan terjadi
secara acak, informasi yang penting adalah Probabilitas n kedatangan dalam
periode waktu tertentu, dimana n = 0,1,2,. Jika kedatangan diasumsikan terjadi
dengan kecepatan rata-rata yang konstan dan bebas satu sama lain disebut
distribusi probabilitas Poisson Ahli matematika dan fisika, Simeon Poisson
(1781 – 1840), menemukan sejumlah aplikasi manajerial, seperti kedatangan
pasien di RS, sambungan telepon melalui central switching system, kedatangan
kendaraan di pintu toll, dll. Semua kedatangan tersebut digambarkan dengan
variabel acak yang terputus-putus dan nonnegative integer (0, 1, 2, 3, 4, 5,
dst). Selama 10 menit mobil yang antri di pintu toll bisa 3, 5, 8, dst.
Ciri
distribusi poisson:
i).
rata-rata jumlah kedatangan setiap interval bisa diestimasi dari data
sebelumnya
ii).
bila interval waktu diperkecil misalnya dari 10 menit menjadi 5 menit, maka pernyataan
ini benar
probabilita
bahwa seorang pasien datang merupakan angka yang sangat kecil dan konstan untuk
setiap interval
probabilita
bahwa 2 atau lebih pasien akan datang dalam waktu interval sangat kecil
sehingga probabilita untuk 2 atau lebih dikatakan nol (0).
Jumlah pasien yang yang datang pada
interval waktu bersifat independent
Jumlah pasien yang datang pada satu
interval tidak tergantung pada interval yang lain.
Probabilitas
n kedatangan dalam waktu T ditentukan dengan rumus
Jika
kedatangan mengikuti Distribusi Poisson dapat ditunjukkan secara matematis
bahwa waktu antar kedatangan akan terdistribusi sesuai dengan distribusi
eksponensial .
Suatu
faktor yang mempengaruhi penilaian distribusi kedatangan adalah ukuran populasi
panggilan . Contoh : jika seorang tukang reparasi sedang memperbaiki enam buah
mesin, populasi panggilan dibatasi sampai dengan enam buah mesin. Dalam hal ini
tidak mungkin bahwa kedatangan mengikuti distribusi Poisson sebab tingkat
kecepatan kerusakan tidak konstan. Jika lima buah mesin telah rusak, tingkat
kedatangan lebih rendah daripada bila seluruh mesin dalam keadaan operasi.
Populasi
yang akan dilayani mempunyai perilaku yang berbeda-beda dalam membentuk
antrian. Ada tiga jenis perilaku: reneging, balking, dan jockeying. Reneging
menggambarkan situasi dimana seseorang masuk dalam antrian, namun belum
memperoleh pelayanan, kemudian meninggalkan antrian tersebut. Balking
menggambarkan orang yang tidak masuk dalam antrian dan langsung meninggalkan
tempat antrian. Jockeying menggambarkan orang yang pindah-pindah antrian.
c)
Pola Kedatangan
Kedatangan
unit/ pelanggan dalam sistem antrian, untuk beberapa kasus, dapat dikendalikan.
Misalnya kedatangan dikendalikan dengan cara memberikan potongan pada hari-hari
tertentu yang sepi dengan maksud menggiring pelanggan untuk datang pada jam
sepi, memberikan harga tinggi pada sesi-sesi padat agar pelanggan tergiring
datang pada hari lain yang lebih murah. Namun demikian, dalam beberapa kasus
yang lain, kedatangan unit/ pelanggan dalam antrian tidak dapat dikendalikan
misalnya permintaan bantuan imergensi di rumah sakit, atau pemadam kebakaran
atau kantor polisi.
d)
Jumlah Unit/ Pelanggan yang Datang
Kedatangan
tunggal atau dengan kata lain satu kali kedatangan bisa saja hanya terdiri dari
satu uni atau satu pelanggan. Namun demikian bisa saja dalam satu kali
kedatangan terdiri dari banyak unit yang disebut batch arrivals, misalnya
kedatangan undangan di lima acara pesta di sebuah restoran.
e)
Tingkat Kesabaran
Tingkat
kesabaran pelanggan dalam antrian dikelompokkan menjadi dua, yakni
Kedatangan
yang sabar. Yaitu seseorang yang bersedia menunggu hingga dilayani terlepas
apakah mereka menunjukkan perilaku tidak sabar seperti menggerutu atau mengomel
tetapi tetap menunggu dalam antrian.
Kedatangan
yang tidak sabar. Kedatangan yang tidak sabar dikelompokkan menjadi dua
kategori. Kategori yang pertama adalah orang yang datang, melihat-lihat
fasilitas layanan dan panjang antrian, lalu memutuskan meninggalkan sistem.
Kategori yang kedua adalah orang yang datang, melihat fasilitas layanan,
bergabung dalam antrian dan untuk beberapa lama kemudian meninggalkan sistem.
Aspek-aspek dalam mekanisme
pelayanan
Ada
3 aspek yang harus diperhatikan dalam mekanisme pelayanan, yaitu :
1. Tersedianya
pelayanan
Mekanisme
pelayanan tidak selalu tersedia untuk setiap saat. Misalnya dalam pertunjukan
bioskop, loket penjualan karcis masuk hanya dibuka pada waktu tertentu antara
satu pertunjukan dengan pertunjukan berikutnya. Sehingga pada saat loket ditutup,
mekanisme pelayanan terhenti dan petugas pelayanan (pelayan) istirahat.
2. Kapasitas
pelayanan
Kapasitas
dari mekanisme pelayanan diukur berdasarkan jumlah langganan yang dapat
dilayani secara bersama – sama. Kapasitas pelayanan tidak selalu sama untuk
setiap saat; ada yang tetap, tapi ada juga yang berubah – ubah. Karena itu,
fasilitas pelayan atau mekanisme pelayanan dapat terdiri dari satu atau lebih
pelayan, atau satu atau lebih fasilitas pelayanan. Tiap – tiap fasilitas
pelayanan kadang – kadang disebut sebagai saluran (channel) (Schroeder, 1997).
Contohnya, jalan tol dapat memiliki beberapa pintu tol. Mekanisme pelayanan
dapat hanya terdiri dari satu pelayan dalam satu fasilitas pelayanan yang
ditemui pada loket seperti pada penjualan tiket di gedung bioskop.Fasilitas
yang mempunyai satu saluran disebut saluran tunggal atau sistem pelayanan
tunggal dan fasilitas yang mempunyai lebih dari satu saluran disebut saluran
ganda atau pelayanan ganda.
3. Karakteristik
Waktu Pelayanan/ Lamanya pelayanan
Lamanya
pelayanan adalah waktu yang dibutuhkan untuk melayani seorang langganan atau
satu – satuan. Ini harus dinyatakan secara pasti. Oleh karena itu, waktu
pelayanan boleh tetap dari waktu ke waktu untuk semua langganan atau boleh juga
berupa variabel acak. Umumnya dan untuk keperluan analisis, waktu pelayanan
dianggap sebagai variabel acak yang terpencar secara bebas dan sama serta tidak
tergantung pada waktu kedatangan (Siagian, 1987) dan diasumsikan mengikuti
distribusi eksponensial.