Implementasi Sistem Informasi Distribusi Pangan Berbasis Laravel dengan Optimasi Vehicle Routing Problem with Time Windows pada SPPG Hinai

Proposal ini membahas implementasi sistem informasi distribusi pangan berbasis Laravel pada lingkungan operasional SPPG Hinai. Fokus penelitian diarahkan pada alur sistem dari impor data Excel awal, pembentukan master data sekolah dan menu harian, generate rute VRPTW, visualisasi peta rute, pelacakan status pengiriman pengemudi, hingga analisis performa sistem informasi distribusi.

Penelitian ini bertujuan menganalisis, mendokumentasikan, dan mengevaluasi implementasi sistem informasi distribusi pangan berbasis Laravel pada SPPG Hinai yang mengintegrasikan data awal Excel ke dalam modul operasional berbasis basis data. Sistem yang dikaji mencakup fitur impor data penerima manfaat dan menu harian, pengelolaan master sekolah dan klaster, pembangkitan rute pengiriman berbasis Vehicle Routing Problem with Time Windows (VRPTW), visualisasi peta rute, laporan efisiensi, portal pengemudi, antarmuka pemrograman aplikasi untuk pembaruan status pengiriman, serta broadcast perubahan node distribusi secara waktu nyata. Data awal berasal dari workbook operasional, namun objek utama penelitian adalah aplikasi Laravel yang mentransformasikan data tersebut menjadi alur distribusi digital yang terintegrasi. Dataset menghasilkan 33 node distribusi aktif, 13 sekolah tujuan, total demand 1.578 porsi, dan nilai distribusi Rp 14.154.000. Hasil implementasi awal menunjukkan bahwa strategi greedy_vrptw yang diintegrasikan ke dalam sistem mampu menurunkan total jarak sebesar 17,77%, menurunkan total waktu distribusi sebesar 0,49%, serta mempertahankan on-time rate sebesar 100%. Dengan demikian, penelitian ini diharapkan memberikan kontribusi pada penguatan implementasi sistem informasi distribusi pangan yang terotomasi, terukur, dan layak digunakan pada operasi harian.

Kata kunci: Laravel, sistem informasi distribusi, VRPTW, distribusi pangan, optimasi rute, sistem pendukung keputusan.

Latar Belakang

Distribusi pangan sekolah menuntut pengelolaan yang simultan antara permintaan, kapasitas kendaraan, batas waktu penerimaan, dan kesiapan sumber daya operasional. Dalam praktik lapangan, data operasional awal memang kerap tersedia dalam format Excel. Akan tetapi, proses lanjutan seperti validasi data, penjadwalan rute, pemantauan pengiriman, dan pelaporan efisiensi memerlukan sistem aplikasi yang terintegrasi. Tanpa sistem demikian, keputusan distribusi cenderung bergantung pada urutan administrasi manual sehingga berpotensi menghasilkan lintasan berlebih, perjalanan ulang ke depot, serta keterbatasan dalam pemantauan status pengiriman secara waktu nyata.

Aplikasi Laravel pada penelitian ini menjadi pusat implementasi proses bisnis tersebut. Excel tidak diposisikan sebagai sistem utama, melainkan sebagai sumber data awal yang diimpor ke dalam modul distribusi, menu harian, dan master sekolah. Selanjutnya, sistem menjalankan optimasi Vehicle Routing Problem with Time Windows (VRPTW), memproses jadwal melalui job queue, menyediakan peta rute, membuka portal pengemudi, dan mengirim pembaruan status melalui API serta event broadcast. Oleh karena itu, penelitian ini diarahkan bukan semata-mata untuk membangun model optimasi, tetapi untuk mengkaji implementasi sistem informasi Laravel yang telah merealisasikan model tersebut dalam proses operasional nyata.

Rumusan Masalah

1. Bagaimana data awal Excel diintegrasikan ke dalam aplikasi Laravel sebagai data operasional distribusi yang tervalidasi?
2. Bagaimana arsitektur modul Laravel pada sistem distribusi pangan SPPG Hinai mendukung pengelolaan master data, menu harian, generate rute, monitoring pengiriman, dan pelaporan efisiensi?
3. Bagaimana pengaruh implementasi engine VRPTW pada aplikasi Laravel terhadap jarak, waktu distribusi, reload, dan on-time rate dibanding skenario manual?
4. Bagaimana implementasi sistem Laravel tersebut dapat dijustifikasi sebagai decision support system distribusi pangan?

Tujuan Penelitian

1. Menganalisis implementasi alur impor data awal Excel ke dalam aplikasi Laravel distribusi pangan.
2. Mendeskripsikan modul utama sistem Laravel yang mendukung proses distribusi pangan pada SPPG Hinai.
3. Mengevaluasi performa implementasi VRPTW pada aplikasi Laravel berdasarkan indikator operasional yang relevan.
4. Menyusun rekomendasi penguatan sistem informasi distribusi pangan berbasis aplikasi web dan keputusan logistik.

Manfaat Penelitian

Batasan Penelitian

1. Penelitian dibatasi pada data operasional SPPG Hinai dengan 33 node distribusi aktif dan 13 sekolah tujuan yang teridentifikasi pada periode observasi.
2. Parameter waktu tempuh menggunakan kecepatan rata-rata 40 km/jam dan waktu layanan 8 menit per node, sehingga belum memasukkan kepadatan lalu lintas dinamis.
3. Evaluasi dilakukan pada skenario distribusi harian dan belum mengoptimalkan sinkronisasi produksi dapur, jadwal pemuatan, serta biaya bahan bakar secara eksplisit.
4. Armada diasumsikan tersedia sesuai kapasitas operasional sistem, yaitu kendaraan kecil, sedang, dan besar dengan skenario multi-trip.

Kebaruan Penelitian

Landasan Teori

VRPTW adalah pengembangan dari vehicle routing problem yang menambahkan batasan jendela waktu pada setiap titik layanan. Model ini relevan untuk layanan distribusi pangan sekolah karena penerima memiliki jam buka dan jam tutup yang harus dipatuhi. Dalam penelitian ini, model tersebut tidak berdiri sendiri, melainkan diimplementasikan di dalam aplikasi Laravel melalui service optimasi, route scheduling service, background job, dan modul pelaporan distribusi.

Penelitian Terdahulu

1. Studi multi-trip time-dependent VRPTW pada [1] menunjukkan pentingnya pemodelan perjalanan berulang pada layanan distribusi dengan pembatasan waktu.
2. Penelitian heterogeneous fleet pada [2] menegaskan bahwa variasi kapasitas armada berdampak langsung terhadap kualitas solusi distribusi.
3. Pendekatan two-echelon dan multi-trip pada [3] memperlihatkan bahwa kompleksitas distribusi bertingkat membutuhkan strategi optimasi yang adaptif.
4. Studi distribusi pangan mudah rusak pada [4], [5], [7] memperkuat relevansi kualitas layanan, efisiensi rute, dan karakteristik distribusi pangan dalam penelitian ini.
5. Pendekatan matheuristic pada [6] menunjukkan bahwa kombinasi strategi optimasi masih menjadi tema penting pada lingkungan distribusi yang kompleks.

Gap Penelitian

Gambaran Implementasi Sistem Laravel

Fitur Sistem yang Diimplementasikan

Pemetaan Controller-Service-Model

Kerangka Konseptual

Jenis dan Pendekatan Penelitian

Penelitian ini menggunakan pendekatan kuantitatif-terapan dengan orientasi implementasi sistem. Data awal diekstraksi dari workbook operasional, diimpor ke aplikasi Laravel, dipadankan dengan master sistem, lalu diproses menjadi alur distribusi digital pada dua skenario: baseline manual dan optimasi VRPTW multi-heuristik.

Sumber Data

Tahapan Penelitian

1. Identifikasi modul Laravel yang menangani impor, pengelolaan data, optimasi rute, dan monitoring.
2. Impor data awal Excel ke basis data aplikasi melalui service dan import class.
3. Pencocokan, validasi, dan pembersihan data operasional pada level aplikasi.
4. Penyusunan baseline manual berbasis dispatch bergilir.
5. Generate rute menggunakan RouteScheduleService, CalculateRouteJob, dan VrptwOptimizationService.
6. Evaluasi hasil sistem melalui laporan efisiensi, status pengiriman, dan indikator performa.

Hipotesis Penelitian

1. H1: Implementasi sistem Laravel dengan engine VRPTW menurunkan total jarak distribusi dibanding skenario manual.
2. H2: Implementasi sistem Laravel dengan engine VRPTW menurunkan total waktu distribusi atau mempertahankan waktu distribusi dengan efisiensi jarak yang lebih baik.
3. H3: Implementasi sistem Laravel meningkatkan keterlacakan proses pengiriman melalui modul rute, portal driver, API status, dan laporan efisiensi.

Tabel Variabel Penelitian

Objek Implementasi Sistem

Sistem yang diteliti dibangun dengan framework Laravel dan diorganisasi dalam pola controller-service-model. DistribusiController menangani impor file Excel dan pengelolaan data distribusi, RouteOptimizationController menangani generate rute, visualisasi peta, recalculate ETA, serta laporan efisiensi, sedangkan DriverRouteController menyediakan API untuk pembaruan status pengiriman di lapangan. RouteScheduleService menjadwalkan pembentukan rute, CalculateRouteJob menjalankan proses asinkron, dan RouteNodeUpdated melakukan broadcast perubahan status node agar sistem siap untuk monitoring real-time. Dengan demikian, fokus penelitian berada pada implementasi aplikasi, bukan sekadar simulasi terpisah.

Rancangan Pengujian Sistem

Teknik Analisis Data

Analisis dilakukan secara deskriptif-komparatif dengan orientasi implementasi sistem. Pertama, alur modul Laravel dijelaskan dari sisi input, pemrosesan, penyimpanan, dan output informasi. Kedua, performa baseline dan optimasi dibandingkan berdasarkan total jarak, travel time, waiting time, reload, completion time, dan on-time rate. Ketiga, hasil numerik diinterpretasikan secara substantif untuk menjelaskan bagaimana aplikasi Laravel berfungsi sebagai sistem pendukung keputusan distribusi pangan.

Perbandingan Skenario Awal

Interpretasi Kelayakan Akademik

Analisis Menyeluruh Hasil Awal

Reduksi jarak sebesar 21,96 km memperlihatkan bahwa implementasi engine optimasi pada aplikasi Laravel berhasil mengurangi redundansi lintasan, terutama pada perjalanan antarsekolah yang sebelumnya ditempuh berdasarkan urutan administratif. Dari sudut pandang manajemen operasi, capaian ini penting karena efisiensi jarak berhubungan langsung dengan pemakaian bahan bakar, beban kerja armada, dan risiko keterlambatan berantai. Dari sudut pandang sistem informasi, hasil ini menunjukkan bahwa modul optimasi pada aplikasi benar-benar menghasilkan keluaran keputusan yang lebih baik daripada pengaturan manual.

Penurunan waktu total sebesar 3 menit memang tampak kecil, tetapi hasil ini harus dibaca bersama peningkatan waiting time dari 165 menjadi 194 menit. Artinya, aplikasi tidak sekadar mencari rute tercepat, melainkan menjaga kepatuhan terhadap jendela waktu sekolah dengan lebih disiplin. Dalam konteks implementasi Laravel, hal ini berarti keputusan yang dihasilkan service optimasi tetap tunduk pada constraint bisnis yang ada di data master sekolah. Oleh sebab itu, keberhasilan penelitian perlu ditempatkan bukan semata pada makespan, melainkan pada kombinasi antara efisiensi jarak, stabilitas layanan, kepatuhan operasional, dan keterlacakan proses distribusi di dalam sistem.

Hasil simulasi awal menunjukkan bahwa penelitian layak dilanjutkan karena menghasilkan pembuktian kuantitatif atas manfaat optimasi, sekaligus menyisakan ruang penelitian lanjutan pada pengurangan waiting time dan sinkronisasi dispatch dengan kesiapan produksi.

Tabel Gantt Penelitian

Penutup

Proposal ini menunjukkan bahwa implementasi sistem informasi distribusi pangan berbasis Laravel dengan engine VRPTW memiliki landasan teoritis yang kuat, dukungan data operasional riil, serta manfaat praktis yang jelas bagi pengembangan sistem informasi. Dengan modul sistem yang sudah berjalan dari impor data, generate rute, visualisasi peta, API driver, hingga laporan efisiensi, penelitian ini layak dilanjutkan sebagai skripsi yang berfokus pada evaluasi implementasi sistem, bukan hanya simulasi model.

Luaran yang Ditargetkan

1. Dokumentasi implementasi aplikasi Laravel distribusi pangan dari impor data sampai monitoring pengiriman.
2. Naskah skripsi lengkap dengan analisis komparatif baseline dan optimasi pada sistem yang telah diimplementasikan.
3. Rancangan rekomendasi penguatan modul sistem informasi untuk validasi data, perencanaan rute, dan monitoring distribusi.
4. Naskah artikel ilmiah turunan yang siap disesuaikan ke template jurnal.

Daftar Pustaka

1. B. Pan, Z. Zhang, and A. Lim, "Multi-trip time-dependent vehicle routing problem with time windows," European Journal of Operational Research, doi: 10.1016/j.ejor.2020.09.022.
2. M. K. Şahin and H. Yaman, "A Branch and Price Algorithm for the Heterogeneous Fleet Multi-Depot Multi-Trip Vehicle Routing Problem with Time Windows," Transportation Science, doi: 10.1287/trsc.2022.1146.
3. G. Marques, R. Sadykov, R. Dupas, and J.-C. Deschamps, "A Branch-Cut-and-Price Approach for the Single-Trip and Multi-Trip Two-Echelon Vehicle Routing Problem with Time Windows," Transportation Science, doi: 10.1287/trsc.2022.1136.
4. A. Ahmadi-Javid, M. Mansourfar, C.-G. Lee, and L. Liu, "Optimal distribution of perishable foods with storage temperature control and quality requirements: An integrated vehicle routing problem," Computers & Industrial Engineering, doi: 10.1016/j.cie.2023.109215.
5. G. Pérez-Lechuga, J. F. Martínez-Sánchez, F. Venegas-Martínez, and K. N. Madrid-Fernández, "A Routing Model for the Distribution of Perishable Food in a Green Cold Chain," Mathematics, doi: 10.3390/math12020332.
6. J. Lehmann and M. Winkenbach, "A matheuristic for the Two-Echelon Multi-Trip Vehicle Routing Problem with mixed pickup and delivery demand and time windows," Transportation Research Part C: Emerging Technologies, doi: 10.1016/j.trc.2024.104522.
7. Y. Wang, Y. Wang, and J. Leng, "A Study on the Vehicle Routing Planning Method for Fresh Food Distribution," Applied Sciences, doi: 10.3390/app142210499.

Seluruh referensi disajikan menggunakan gaya IEEE dan dipilih dari publikasi ilmiah 2021-2024 yang relevan dengan VRPTW, heterogeneous fleet, multi-trip routing, dan distribusi pangan agar fondasi teoritis proposal tetap mutakhir dan dapat dipertanggungjawabkan.