METODE SIMPLEKS DENGAN M-TEKNIK (BIG M TECHNIQUE) Pada fungsi kendala yang tidak memiliki variabel slack, ditambahkan variabel artificial, dan juga mengakibatkan penambahan variabel articial pada fungsi tujuan. Jika kasus maksimasi, maka variabel buatan pada fungsi tujuan memiliki koefisien +M, sedang pada kasus minimasi mempunyai koefisien –M Pada metode Big M diupayakan untuk menghilangkan koefisien +M atau –M dalam fungsi tujuan. Menghilangkan penalty M pada baris Z dengan metode big M, akan memaksa variable basis bernilai 0 pada baris Z. Untuk merubah, terdapat dua cara : 1. Fungsi tujuan dikurangi dengan fungsi kendala yang mengandung variable artificial sehingga koefisien M pada fungsi tujuan menjadi nol. 2. Subsitusi variabel artificial pada fungsi tujuan dengan nilai yang diperoleh dari fungsi kendala yang mengandung variabel artificial. Variabel basis awal adalah variable slack dan variabel buatan, sehingga semua jumlah variabel basis awal sama dengan jumlah fungsi kendala PRINSIP PERUBAHAN PADA PENYELESAIAN SIMPLEK Tanda Fungsi Kendala : 1. jika > diubah menjadi = , tambahkan variable Slack (Si) dan tambahkan variable artificial (Ai) 2. jika < diubah menjadi = , kurangi variabel Surplus (Si) 3. jika = diubah dengan menambahkan variable artificial (Ai) Koefisien variabel tambahan pada fungsi tujuan, untuk variabel tambahan berupa : 1. Slack (Si) bernilai 0, untuk kasus Maksimasi/Minimasi 2. Surplus (Si) bernilai 0 ,untuk kasus Maksimasi/Minimasi 3. Artificial (Ai) bernilai - M untuk Maksimasi dan Bernilai + M untuk Minimasi Ringkasan perubahan untuk penyelesaian simpleks Tanda F. Kendala = Perubahan F. Kendala Perubahan Fungsi Tujuan Maksimasi Minimasi Tambahkan variabel Artificial (Ai) Tambahkan Var. Slack (Si) Kurangi Var. Surplus (Si) dan Tambahkan Artificial (Ai) -M +M 0 0 0 0 -M +M Bila diketahui model LP sebagai berikut : Fungsi Tujuan : Fungsi Kendala: Minimum Z = 2X1 4X2 (1) 2X1 X2 14 (2) X1 X2 12 (3) X1 3X2 18 (3) X1 0 ; X2 0 Tentukan solusi optimal model LP tersebut dengan metode simpleks Langkah 1 : Buatlah tabel simpleks awal (initial table) (1) 2X1 X2 14 2X1 X2 S1 A1 = 14 (2) X1 X2 12 X1 X2 S2 A2 = 12 (3) X1 3X2 18 X1 3X2 S3 A3 = 18 Tabel Simpleks Awal (Sementara) BV Z S1 S2 S3 Z 1 0 0 0 X1 2 2 1 1 X2 4 1 1 3 S1 0 1 0 0 S2 0 0 1 0 S3 0 0 0 1 A1 M 1 0 0 A2 M 0 1 0 A3 M 0 0 1 NK 0 14 12 18 Tabel Simpleks Awal BV Z S1 S2 S3 Z 1 0 0 0 X1 4M 2 2 1 1 X2 5M 4 1 1 3 S1 M 1 0 0 S2 M 0 1 0 S3 M 0 0 1 A1 0 1 0 0 A2 0 0 1 0 A3 0 0 0 1 NK 44M 14 12 18 Rasio 14 12 6 Langkah 2 : Lakukan algoritma simpleks Dalam hal ini, kolom pivotnya adalah kolom 2 (elemen baris indikator bernilai positif terbesar) dengan entering variablenya X2, baris pivotnya adalah baris 3 (memiliki nilai rasionya terkecil yaitu 6) dengan leaving variablenya S3, dan elemen pivotnya adalah 3. Kemudian dilakukan pivoting, sehingga diperoleh tabel pivoting berikut : BV Z S1 S2 S3 Z 1 0 0 0 X1 4M 2 2 1 1/3 X2 5M 4 1 1 1 S1 M 1 0 0 S2 M 0 1 0 S3 M 0 0 1/3 A1 0 1 0 0 A2 0 0 1 0 A3 0 0 0 1/3 NK 44M 14 12 6 Operasi Baris (5M 4)B3 B3 B3 Selanjutnya lakukan operasi baris terhadap baris pivot sehingga semua elemen pada kolom pivot (kolom X2) bernilai nol, kecuali elemen pivot. Dalam hal ini, untuk baris 1 (baris S1) operasi baris − B3 , untuk baris 2 (baris S2) dilakukan operasi baris − B3, dan untuk baris Z dilakukan operasi baris − (5M − 4)B3. Sehingga diperoleh tabel simpleks pertama sebagai berikut : BV Z X1 X2 S1 S2 S3 A1 A2 Z 1 (7M2)/3 0 M M (2M 4)/3 0 0 S1 S2 X2 0 0 0 5/3 2/3 1/3 0 0 1 1 0 0 0 1 0 1/3 1/3 1/3 1 0 0 0 1 0 A3 (5M+4)/ 3 1/3 1/3 1/3 NK Rasio 14M+24 8 6 6 24/5 9 18 Langkah 3 : Karena pada baris indikator masih ada elemen bernilai positif, maka solusi optimal belum tercapai. Selanjutnya dilakukan iterasi pertama dengan algoritma simpleks seperti di atas. Dalam hal ini, kolom pivotnya adalah kolom 1 dengan entering variablenya X1, baris pivotnya adalah baris 1 dengan leaving variablenya S1, dan elemen pivotnya adalah 5/3. Kemudian dilakukan pivoting, sehingga diperoleh tabel pivoting berikut : BV Z S1 S2 X2 Z 1 0 0 0 X2 0 0 0 1 X1 (7M2)/3 1 2/3 1/3 S1 M 3/5 0 0 S2 M 0 1 0 S3 (2M 4)/3 1/5 1/3 1/3 A1 0 3/5 0 0 A2 0 0 1 0 A3 (5M+4)/3 1/5 1/3 1/3 NK 14M+24 24/5 6 6 Opr Brs (7M2)/3 B1 2/3 B1 1/3 B1 Selanjutnya lakukan operasi baris terhadap baris pivot sehingga semua elemen pada kolom pivot (kolom X1) bernilai nol, kecuali elemen pivot, sehingga diperoleh tabel simpleks kedua sebagai berikut : BV Z X1 S2 X2 Z 1 0 0 0 X1 0 1 0 0 X2 0 0 0 1 S1 (2M2)/5 3/5 2/5 1/5 S2 M 0 1 0 S3 (M6)/5 1/5 1/5 2/5 A1 (7M+2)/5 3/5 2/5 1/5 A2 0 0 1 0 A3 (6M+6)/5 1/5 1/5 2/5 NK (14M+136)/5 24/5 14/5 22/5 Rasio 7 22 Langkah 4 : Karena pada baris indikator masih ada elemen bernilai positif, maka solusi optimal belum tercapai. Selanjutnya dilakukan iterasi kedua dengan algoritma simpleks seperti di atas. Dalam hal ini, kolom pivotnya adalah kolom 3 dengan entering variablenya S1, baris pivotnya adalah baris 2 dengan leaving variablenya S2, dan elemen pivotnya adalah 2/5. Kemudian dilakukan pivoting, sehingga diperoleh tabel pivoting berikut : BV Z X1 S2 X2 Z 1 0 0 0 X1 0 1 0 0 X2 0 0 0 1 S1 (2M2)/5 3/5 1 1/5 S2 M 0 5/2 0 S3 (M6)/5 1/5 1/2 2/5 A1 (7M+2)/5 3/5 1 1/5 A2 0 0 5/2 0 A3 (6M+6)/5 1/5 1/2 2/5 NK (14M+136)/5 24/5 7 22/5 Opr Brs (2M2)/5 B2 + 3/5 B2 1/5 B2 Selanjutnya lakukan operasi baris terhadap baris pivot sehingga semua elemen pada kolom pivot (kolom S1) bernilai nol, kecuali elemen pivot, sehingga diperoleh tabel simpleks ketiga sebagai berikut : BV Z X1 S1 X2 Z 1 0 0 0 X1 0 1 0 0 X 2 0 0 1 S1 S2 S3 A1 A2 A3 NK 0 0 1 0 1 3/2 5/2 1/2 1 1/2 1/2 1/2 M 0 1 0 M+1 3/2 5/2 1/2 M+1 1/2 1/2 1/2 30 9 7 3 Pada baris indikator sudah tidak ada elemen yang bernilai positif, berarti solusi optimal telah tercapai dan tabel simpleks ketiga tersebut juga merupakan tabel simpleks optimal. Solusi optimal tercapai pada saat X1 = 9, X2 = 3, S1 = 7, S2 = 0, dan S3 = 0 dengan Z minimum sebesar 30. Recheck : Jika X1 = 9, X2 = 3 disubstitusikan ke dalam pesamaan fungsi tujuan : Z = 2X1 + 4X2 maka diperoleh Z = 2(9) + 4(3) = 30.