## Pengembangan Prototype Smart Inventory System berbasis teknologi RFID untuk Industri Garmen
P. Paryanto*, Albertus G. Reinhard, Susilo A. Widyanto
a Departemen Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro
Jl. Prof. Sudharto, SH. Tembalang Semarang 50275, Indonesia
*E-mail: paryanto@ft.undip.ac.id

## Abstract
A garment industry  always has large variety of products with a high  production rate. Thus, it makes difficult  to  track  the  stock  and  location  of  raw  materials  by  using  manual  operation.  To  overcoming these  problems,  we  propose  an  inventory  system  that  integrated  with  the  Radio  Frequency Identification (RFID) technology that can find products quickly and provide real-time data visibility. In this  research,  the  design  and  manufacture  of  an  RFID-based  inventory  system  prototype  were conducted.  The  test  results  showed  that  the  reading’s  success  rate  and  location  suitability  reached 100%  in  detecting  incoming  items  one-by-one,  but  the  success  rate  decreased  to  93.33%  when detecting  several  incoming  goods  simultaneously.  The  inability  of  the  infrared  sensor  to  read  the unique identification of RFID causes an error in detecting the type of goods on the shelf. In addition, its has found that tag orientation that is not aligned with the reader can increase tag activation power and tag reading failure.
Keywords: RFID, Tag orientation, Inventory system, Garment industry

## Abstrak
Industri  garmen  erat  kaitannya  dengan  banyaknya  variasi  produk  dengan  skala  produksi  yang  tinggi sehingga sering kali menyulitkan operator gudang dalam melacak keberadaan material produksi. Untuk mengatasi permasalahan tersebut, penggunaan teknologi sistem pergudangan berbasis teknologi Radio Frequency  Identification (RFID)  diusulkan,  dengan  tujuan  agar  mampu  menemukan  produk  dengan cepat dan memberikan visibilitas data real time yang akurat sehingga dapat meningkatkan efisiensi dan produktivitas warehouse . Pada penelitian ini, dilakukan perancangan dan pembuatan prototype sistem inventory  berbasis  RFID.  Sistem  yang  meliputi  proses  penempatan  dan  keluar/masuk  material,  serta pembuatan laporan stok barang secara otomatis pada gudang. Pada prototype ini, dilakukan pengujian keberhasilan reader dalam mendeteksi adanya barang yang masuk dan kesesuaian lokasi penyimpanan barang  dengan  lokasi  yang  ditampilkan  pada user  interface .  Hasil  pengujian  menunjukkan  tingkat keberhasilan pembacaan dan kesesuaian lokasi mencapai 100% dalam mendeteksi barang yang masuk- satu-persatu, namun tingkat keberhasilan pembacaan dan kesesuaian lokasi menurun menjadi 93,33% saat  mendeteksi  beberapa  barang  yang  masuk  secara  bersamaan.  Ketidakmampuan  sensor infrared dalam  membaca unique  identification pada  RFID  menyebabkan  kesalahan  dalam  mendeteksi  jenis barang pada rak. Selain itu, diketahui juga bahwa orientasi tag yang tidak sejajar dengan reader dapat meningkatkan daya aktivasi tag dan kegagalan pembacaan tag .
Kata kunci: RFID, orientasi tag, sistem pergudangan, Industri garmen.

## 1. Pendahuluan
Di industri garmen masih banyak menggunakan pengelolaan gudang secara manual (Gambar 1). Dengan meningkatnya variasi produk, kinerja operator akan semakin berat dan akan memperbesar tingkat kesalahan manusia. Kesalahan operator akan  menyebabkan  tidak  akurasinya  data  ataupun  barang  yang  hilang. Warehouse  management  system (WMS) merupakan sebuah sistem untuk meningkatkan kinerja gudang dengan mengarahkan kemampuan manajerial yang efisien dan  mengembangkan  inventaris  yang  akurat  sebagai  hasil  dari  pencatatan  transaksi  gudang  [1].  Sistem  ini  tidak  hanya masalah penyimpanan barang saja, melainkan turut mengontrol kegiatan lainnya seperti shipping (pengiriman), receiving (penerimaan), putaway (penyimpanan), move (pergerakan) dan picking (pengambilan)
Gambar 1 Kondisi inventory industri garmen
Penggunaan teknologi  Radio  Frequency  Identification (RFID)  yaitu  untuk  mempermudah  pencarian  bahan  baku. Teknologi  RFID  merupakan  generasi  kelanjutan  dari  barcode.  RFID  memungkinkan  untuk  mentransmisikan  data  tanpa harus berdekatan seperti barcode . Sebelum bahan baku disimpan ke gudang, terlebih dahulu dipasangkan tag RFID yang berisikan data tentang bahan baku tersebut. Saat petugas inventory ingin mencari bahan baku, mereka dapat menggunakan RFID reader untuk  membantu  pencarian.  Selain  itu,  penambahan database dalam  sistem inventory akan  memberikan kemudahan dalam hal pendataan dan memudahkan stock opname serta ketepatan pemesanan [2]. Penelitian ini difokuskan pada perancangan sistem informasi RFID pada proses penempatan dan keluar/mask material pada warehouse , merancang sistem pembuatan laporan stock barang secara real time , pengujian prototype WMS berbasis RFID, dan menguji pengaruh orientasi tag terhadap kemampuan RFID reader dalam membaca RFID tag .

## 2. Metodologi Penelitian
Dalam perancangan program warehouse management system ini, diperlukan perancangan database dan user interface untuk mengelola data yang ada. Untuk itu, digunakan program Mysql dan Visual Studio .Net Framework dengan bahasa pemograman C# sebagai database dan user interface . Selain itu, digunakan juga beberapa komponen seperti RFID reader jenis Electron  HW-VX6330 dan  RFID tag jenis Impinj  Monza  4E .  RFID tag serta reader yang berfungsi  untuk  mendeteksi keberadaan  benda  yang  masuk/keluar  sehingga  bisa  tercatat  secara  otomatis.  Pada  program  ini  juga  dirancang pendeteksian  lokasi  barang,  maka  digunakan  lah  sensor infrared yang  akan  mendeteksi  adanya  barang  atau  tidak.  Bila mendeteksi adanya barang, maka akan dikirimkan informasi sensor yang mendeteksi adanya barang. Kemudian data akan dikirimkan ke program dan dicocokan dengan data terakhir barang yang masuk melalui RFID reader . Setelah  dibuat  konsep  program  serta  ditentukan  komponen  yang  akan  digunakan,  perancangan  sistem  komunikasi diperlukan  sebagai  acuan  dalam  pembuatan  alat. Prototype  Warehouse  Management  System memiliki  tiga  rangkaian utama  yakni hardware ( UHF  RFID  reader dan Arduino ), Middleware (Program  dan database ),  dan user .  Perancangan sistem komunikasi dan akan dijelaskan pada Gambar 2.
Gambar 2 Komponen WMS berbasis RFID (A) Ruang Penyimpanan Barang,  ( B) User Application , (C) Middleware ( Program & Database )
2.1 Pengujian Program WMS berdasarkan Keterbacaan RFID Tag dan Kesesuaian Lokasi Penyimpanan Pengujian  program  dilakukan  dengan  simulasi  sistem Prototype WMS  berbasis  RFID.  Simulasi  dilakukan  dengan menguji  keterbacaan  RFID tag oleh  UHF  RFID reader saat  benda  uji  melewati  pintu  masuk/keluar.  Selanjutnya, dilakukan  pengujian  akurasi  penempatan  barang  pada  lemari  penyimpanan  dengan  lokasi  yang  ditampilkan  pada  program. Perancangan prototype  warehouse  management  system berbasis  RFID  dibagi  menjadi  tiga  bagian  yaitu  pintu masuk/keluar  barang  berbasis  RFID, middleware ,  dan  ruang  penyimpanan  berbasis infrared .  Gambar  3  menerangkan layout pengujian yang dilakukan.
Gambar 3 Layout Prototype WMS berbasis RFID
Kemudian  dilakukan  pengujian  pengukuran  akurasi  keterbacaan  RFID reader dan  akurasi  data  lokasi  rak  dibagi menjadi  tiga  jenis  kasus.  Setiap  kasus  akan  dilakukan  sebanyak  5  kali.  Tiga  jenis  kasus  tersebut  adalah  1  benda  uji dipasangi 1 RFID tag , 6 benda uji dipasangi 6 RFID tag (1 RFID tag di setiap benda uji), dan 6 Benda uji dipasangi 6 RFID tag (1 RFID tag di setiap benda uji) dimana benda uji masuk satu persatu melewati RFID reader .

## 2.2 Pengujian Pengaruh Orientasi RFID Tag terhadap Kemampuan Pembacaan
Transmitted  Power  Output  (TPO) didefinisikan  sebagai  daya  transmisi  minimum  yang  dibutuhkan  untuk mengaktifkan tag dan  menerima  respon query ID  pada  frekuensi  dan  jarak  tertentu  dari  RFID reader .  TPO  penting dilakukan  untuk  menganalisis  orientasi  operasi tag terkuat  pada  saat tag ditempelkan  pada  sebuah  objek.  Ditampilkan pola radiasi frekuensi berdasarkan batas daya transmisi pada sudut tertentu. Pengukuran dilakukan dengan menguji UHF RFID tag pasif [3][4].
Pengujian dilakukan dengan metode yang dilakukan oleh Berge [5][6]. Setup pengujian pengaruh orientasi RFID tag terdiri dari UHF RFID reader yang terpolarisasi linier (Electron HW-VX6330, penguatan 6 dBi) dan terhubung ke laptop. Sistem RFID ini beroperasi pada frekuensi sentral 924 MHz sesuai dengan penggunaan regulasi  RFID UHF yang ada  di Indonesia  [7].  Sedangkan  tag  RFID  yang  digunakan  adalah  Windshield  Monza  4E  C  yang  berbentuk  stiker  dan ditempelkan langsung pada benda uji.
Meja kerja digunakan untuk meminimalkan medan elektromagnetik dan gangguan pantulan gelombang. Untuk itu, seluruh rangka meja kerja terbuat dari kayu. Pada meja kerja, ditempelkan kertas sudut. Di atas kertas ini akan diletakkan benda uji yang telah ditempelkan UHF RFID tag . Kertas sudut berfungsi untuk memutar benda uji sesuai dengan sudut yang dibutuhkan. Putaran pada kertas sudut diatur setiap 10° sehingga akan didapatkan 36 data yang berbeda saat benda uji telah melakukan satu putaran penuh (360°).
Benda uji pada penelitian ini adalah sebuah baju dengan material polyester , cashmere , dan katun. Baju ini kemudian digulung dan ditempeli UHF RFID tag . Baju yang digulung ini berbentuk silinder dengan ukuran diameter 6,5 cm, tinggi 21,5  cm,  dan  ketebalan kain 0,3  cm.  UHF  RFID tag dipasang  secara  horizontal di permukaan  dan  diletakkan di  tengah benda uji seperti pada Gambar 4.
RFID reader diletakkan  pada tripod dengan  ketinggian  750  mm  dari  permukaan  tanah.  RFID reader kemudian diletakkan sejajar dengan benda uji. Jarak antara benda uji dengan RFID reader adalah 500 mm, hal ini bertujuan untuk meminimalisir pengaruh eksternal dan kehilangan ketidakseimbangan polarisasi saat pengujian.
Pengukuran  dilakukan  di  luar  ruangan  dengan  menjauhkan  sistem  sejauh  mungkin  dari  benda  logam  atau  bahan reflektif Radio Frequency . RFID reader dimulai dengan mengirimkan sinyal interogasi EPC Gen2 [8] ke RFID tag saat RFID tag menghadap  RFID reader (sumbu  0°  terjadi  saat  RFID tag sejajar  dengan  RFID reader ). Transmitted  Power
UHF RFID reader
Gate Middleware Rak penyimpanan Material with tag Infrared sensor
Output (TPO) RFID reader kemudian secara bertahap ditingkatkan sampai UID tag berhasil diperoleh oleh RFID reader . Ambang batas TPO untuk aktivasi tag kemudian diukur dan diindikasikan sebagai P min . Setelah ID tag diperoleh, peneliti kemudian memutar kertas sudut menuju sudut selanjutnya. Proses diulangi kembali dengan mengukur P min hingga sudut putaran penuh. Jika tag tidak diperoleh, peningkatan daya berhenti pada 2 W, yang dinyatakan sebagai batas TPO.
Gambar 4 Layout Pengujian Pengaruh Orientasi RFID Tag terhadap Kemampuan Pembacaan
3. Hasil dan Pembahasan
3.1. Program Warehouse Management System
Program Warehouse Management System dibuat dengan menggunakan software Visual Studio Windows Forms App (. Net Framework ) dengan Bahasa pemograman C# sebagai user interface , lalu digunakan program MySql yang berfungsi sebagai database (Gambar 5). Form Inventory Tracking merupakan fungsi utama dari program ini, dimana pada form ini dilakukan  pencatatan  tanggal  dan  jam  mengenai  keluar/masuknya  barang  dari  ruang  penyimpanan.  Pencatatan  ini dilakukan secara real time tanpa intervensi dari user . Selain itu, pada form ini terdapat beberapa fitur seperti pencatatan tanggal  dan  waktu  keluar/masuk  barang  secara real  time, pencatatan  lokasi  barang , menghapus inventory  tracking,  search, refresh, dan filter date .
Gambar 5 Tampilan Form Tracking Inventory
3.2. Pengujian Program WMS berdasarkan Keterbacaan RFID Tag dan Kesesuaian Lokasi Penyimpanan Pengujian  program  WMS  dilakukan  untuk  mengetahui  keberhasilan  pembacaan tag oleh  RFID reader dan kesesuaian  lokasi  penyimpanan  barang  pada  rak  penyimpanan  yang  ditampilkan  pada  UI  dengan  kondisi  aktualnya. Dalam  pengujian  ini  dilakukan  3  studi  kasus  yang  berbeda  mengenai  prosedur  pengujian.  Hasil  pengujian  dapat  dilihat pada Tabel 1, Tabel 2, dan Tabel 4.

## Tabel 1 Hasil Pengujian Studi Kasus Metode I
No Percobaan Keterbacaan Kain Total Keberhasilan Katun Cashmere Dryfit Batik Polyester Jeans (a) (b) (a) (b) (a) (b) (a) (b) (a) (b) (a) (b) (a) (b) 1 1 🗸 🗸 🗸 🗸 🗸 🗸 🗸 🗸 🗸 🗸 🗸 🗸 6 6 2 2 🗸 🗸 🗸 🗸 🗸 🗸 🗸 🗸 🗸 🗸 🗸 🗸 6 6 3 3 🗸 🗸 🗸 🗸 🗸 🗸 🗸 🗸 🗸 🗸 🗸 🗸 6 6 4 4 🗸 🗸 🗸 🗸 🗸 🗸 🗸 🗸 🗸 🗸 🗸 🗸 6 6 5 5 🗸 🗸 🗸 🗸 🗸 🗸 🗸 🗸 🗸 🗸 🗸 🗸 6 6 Rata – Rata Keberhasilan (%) 100 100
Pengujian  pada  kasus  1  dan  3  mendapatkan  persentase  100%  dikarenakan  benda  uji  masuk  melewati gate satu persatu sehingga RFID reader tidak mengalami halangan dalam pembacaan RFID tag . Pada aspek kesesuaian lokasi rak, benda uji masuk satu persatu secara berurutan menuju lemari penyimpanan. Dengan cara tersebut, persentase kesesuaian lokasi rak menjadi tinggi. Hal ini dapat terjadi dikarenakan sensor infrared pada rak penyimpanan mengirim data secara berurutan berdasarkan data record saat benda uji melewati RFID reader .
Tabel 3.2 Hasil Pengujian Studi Kasus Metode II
No Percobaan Keterbacaan Kain Total Keberhasilan Katun Cashmere Dryfit Batik Polyester Jeans (a) (b) (a) (b) (a) (b) (a) (b) (a) (b) (a) (b) (a) (b) 1 1 🗸 🗸 🗸 0 🗸 🗴 🗸 🗴 🗸 🗴 🗸 🗸 6 2 2 2 🗸 🗴 🗸 🗸 🗸 🗴 🗸 🗴 🗸 🗴 🗸 🗴 6 1 3 3 🗸 🗴 🗸 🗴 🗸 🗴 🗸 🗴 🗸 🗴 🗸 🗴 6 0 4 4 🗸 🗴 🗴 🗴 🗸 🗴 🗸 🗴 🗸 🗸 🗸 🗴 5 1 5 5 🗸 🗴 🗸 🗴 🗴 🗴 🗸 🗴 🗸 🗴 🗸 🗴 5 0 Rata – Rata Keberhasilan (%) 93.33 13.33 Tabel 3.3 Hasil Pengujian Studi Kasus Metode III
No Percobaan Keterbacaan Kain Total Keberhasilan Katun Cashmere Dryfit Batik Polyester Jeans (a) (b) (a) (b) (a) (b) (a) (b) (a) (b) (a) (b) (a) (b) 1 1 🗸 🗸 🗸 🗸 🗸 🗸 🗸 🗸 🗸 🗸 🗸 🗸 6 6 2 2 🗸 🗸 🗸 🗸 🗸 🗸 🗸 🗸 🗸 🗸 🗸 🗸 6 6 3 3 🗸 🗸 🗸 🗸 🗸 🗸 🗸 🗸 🗸 🗸 🗸 🗸 6 6 4 4 🗸 🗸 🗸 🗸 🗸 🗸 🗸 🗸 🗸 🗸 🗸 🗸 6 6 5 5 🗸 🗸 🗸 🗸 🗸 🗸 🗸 🗸 🗸 🗸 🗸 🗸 6 6 Rata – Rata Keberhasilan (%) 100 100 Keterangan:
(a)   : Keterbacaan RFID tag (b)  : Kesesuaian Lokasi Rak
🗸 : (a) RFID dapat terbaca
🗴 : (a) RFID tidak dapat terbaca
🗸 :  (b)  Lokasi  barang  sesuai  dengan  data  yang ditampilkan
🗴 : (b) Lokasi barang tidak sesuai dengan data yang ditampilkan
Pada  pengujian  kasus  2,  persentase  keterbacaan  tag  menurun  dibandingkan  dengan  kasus  1  dan  3.  Hal  ini  disebabkan RFID tag yang  terhalang  dengan  benda  uji  lain  sehingga  tidak  terbaca  RFID reader .  Sedangkan  nilai  persentase keberhasilan  kesesuaian  lokasi  rak  mengalami  penurunan  drastis  dibanding  kasus  1  dan  3.  Penurunan  ini  disebabkan karena RFID reader membaca RFID tag yang masuk secara bersamaan sehingga operator tidak mengetahui data record yang  tercatat  terlebih dahulu.  Oleh  karena  itu,  saat  operator  meletakkan benda uji  pada lemari  penyimpanan, data  yang ditampilkan pada UI tidak sesuai dengan keadaan yang sebenarnya.
Sensor infrared memiliki kelemahan saat benda uji yang masuk tidak berurutan. Penggunaan sensor infrared hanya disarankan apabila benda uji yang masuk dalam jumlah yang sedikit dan berurutan. Sensor infrared tidak cocok diadopsi pada supply chain untuk mendeteksi lokasi benda. Namun sensor ini bisa digunakan untuk memeriksa apakah lokasi rak tersebut  terisi  barang  atau  tidak.  Sedangkan  keterbacaan  RFID Reader dapat  ditingkatkan  akurasinya  dengan  cara menambah RFID Reader pada pintu masuk/keluar sehingga keakuratan pembacaan dapat meningkat.

## 3.3. Pengujian Pengaruh Orientasi Tag RFID Terhadap Kemampuan Pembacaan
Kemampuan  pembacaan tag RFID  sangat  penting  dalam  pengadopsian  RFID  pada  WMS.  Hal  ini  erat  kaitannya dengan  pengaruh  orietasi tag .  Adanya tag yang  berputar  dapat  menyebabkan  ketidaksejajaran  RFID tag dengan  RFID reader .  Untuk  memahami  pengaruh  orientasi  tag,  maka  dilakukan  pengujian  pengaruh  daya  minimum  aktivasi tag terhadap orientasi tag . Grafik hasil pengujian dapat dilihat pada Gambar 6.
Gambar 7 Grafik Pengaruh Daya Minimun (mW) terhadap Orientasi Tag (°)
Pada grafik dari Gambar 7 dapat diamati bahwa ada bagian yang tidak tercatat. Data yang tidak ada dikarenakan data yang memiliki nilai P min > 2 W tidak akan dicatat pada grafik. Kain yang memiliki nilai aktivasi minimum terjadi pada kain dryfit dengan nilai aktivasi 1,585 mW pada sumbu 0° sedangkan nilai aktivasi tertinggi terjadi pada kain cashmere dengan nilai aktivasi 100 mW pada sumbu 270°.
Ketika  RFID  tag  ditempelkan  pada  kain  dan  di  putar  searah  sumbu  x.  Dapat  dilihat  bahwa  orientasi tag mempengaruhi  kemampuan  pembacaan.  Adanya  orientasi tag menyebabkan  daya  minimum  yang  dibutuhkan  untuk mengaktivasi tag menjadi bervariasi. Aktivasi terbesar terjadi pada saat tag tidak sejajar dengan RFID reader yaitu pada sudut 90° dan 270°. Pada ketiga kain yang diuji, semua orientasi pada kain tersebut dapat terbaca kecuali pada sudut 100- 110°.  Hal  ini bisa  disebabkan  ketidaksejajaran  antara  RFID  tag dan  RFID  reader  sehingga  terjadinya  fenomena  refleksi dan absorpsi gelombang radio.

## 4. Kesimpulan
Dari  perancangan Prototype  Warehouse  Management  System Berbasis  RFID  ini,  maka  penulis  dapat  menarik beberapa kesimpulan yaitu:
▪ Telah  dirancang  sistem warehouse  management  system berbasis  RFID  dan  sensor infrared .  Kemudian  sistem dikontrol dengan menggunakan pemograman Visual Studio .Net Framework dengan bahasa pemograman C#.
Paryanto, dkk./ ROTASI, Vol. 24  No. 3 (Juli 2022) Hal. Xx-xx
▪ Sistem WMS telah dirancang sehingga dapat mengakomodir kebutuhan penerimaan, penempatan, penyimpanan material, serta pembuatan laporan yang dilakukan secara otomatis.
▪ Dari  pengujian yang  telah  dilakukan,  RFID  dan  sensor infrared memiliki  persentase  keberhasilan  100%  dalam mendeteksi  barang  yang  masuk  satu  persatu.  Namun,  persentase  keberhasilan  RFID  dan  sensor infrared turun menjadi 93,33% dan 13,33% bila mendeteksi beberapa barang yang masuk secara bersamaan.
▪ Orientasi tag berpengaruh  dalam  pembacaan  yang  dilakukan  RFID reader .  Orientasi tag yang  tidak  sejajar dengan reader dapat mengakibatkan kegagalan pembacaan RFID reader .
5. Daftar Pustaka
[1] Shiau,  J.-Y.,  &  Lee,  M.-C.  (2010).  A  warehouse  management  system  with  sequential  picking  for  multi-  container deliveries. Computers & Industrial Engineering. 58.
[2] Herwin,  &  Saputra,  R.  (2010).  Analisis  Dan  Perancangan  Aplikasi  Inventori  Berbasiskan  Rfid  Pada  Pt.  Abc. Comtech Vol.1 No.2, 886-896.
[3] Ukkonen, L., & SydÄanheimo, L. (2010). Threshold Power-based Radiation Pattern Measurement of Passive UHF RFID Tags. PIERS ONLINE, Vol. 6, No. 6.
[4] Nikitin, P., Rao, K. V., & Lazar, S. (2007). An overview of near field UHF RFID. IEEE International Conference on RFID, 167-174.
[5] Barge, P. B. (2019). The Influence of Food Composition and Tag Orientation on UHF RF IDentification. Journal of Food Engineering.
[6] Barge, P., Biglia, A., Comba, L., Gay, P., & Ricauda , D. (2017). Temperature and Position Effect on Readability of Passive UHF RFID Labels for Beverage Packaging. Chem. Eng. Trans, 167-174.
[7] GS1. (2020). Regulatory Status for Using RFID In The EPC Gen2 (860 to 960 MHz) Band of The UHF Spectrum.
[8] EPCglobal IncTM, January 2005. EPCTM Radio-frequency identity protocols Class-1 Generation-2 UHF RFID.