J URNAL T EKNOLOGI DAN M ANAJEMEN - V OL . 21 N O . 2 (2023) 93-102

## Jurnal Teknologi dan Manajemen
ISSN (Print) 1693-2285   ISSN (Online) 2808-9995

## Artikel Penelitian

## Pengelolaan  Rantai-Pasok  Air  Politeknik  Industri  Logam  Morowali  Berbasis Industri 4.0
Justiadi 1 , Muhammad Ikbal Rianto 2 , Isa Setiasyah Toha 3
1,2 Program Studi Teknik Listrik dan Instalasi, Politeknik Industri Logam Morowali, Morowali
3 Program Studi Teknik dan Manajemen Industri, Institut Teknologi Bandung, Bandung

## I NFORMASI A RTIKEL

## A B S T R A K
Diterima           : 11 Mei 2023 Direvisi            : 09 Juli 2023 Diterbitkan       : 01 Agustus 2023 Permasalahan  pengelolaan  rantai-pasok  air  adalah:  air  kebutuhan utama, distribusi air buruk, ongkos  operasional  mahal,  keterbatasan  sumber  daya  manusia  yang  terampil,  dan  tantangan baru  seperti  pemanasan  global.  Untuk  menjawab  permasalahan  tersebut  diperlukan pemanfaatan  solusi  digital  dan  teknologi  cerdas  agar  ketahanan  operasi,  peningkatan produktivitas,  keselamatan dan  keamanan rantai-pasok  air terjamin.  Penelitian  ini merancang bangun sistem pengelolaan rantai-pasok air berbasis pada teknologi Industri 4.0, dengan studi kasus pengelolaan rantai-pasok air kampus Politeknik Industri Logam Morowali dengan tujuan agar distribusi dan ketersediaan air terjaga. Teknologi Industri 4.0 yang dibangun adalah cyber physical  system yang  meliputi:  otomasi  sistem  fisik,  perangkat  IoT,  dan cloud .  Terdapat perangkat-perangkat  IoT  di  11  lokasi  penampungan  air  sebagai  sumber  data  yang  berfungsi sebagai nodes layer IoT yang berkomunikasi melalui frekuensi radio menggunakan Xbee untuk mengatasi area yang tidak terjangkau jaringan internet. Aktifitas nodes pada jaringan ini dibaca dan  difilter  oleh Activity  Service kemudian  dikirim  ke database  MYSQL melalui  jaringan internet. Node  Activity  Service juga menyimpan  data  ke memori  eksternal  AT24C32  sebagai backup data jika jaringan internet hilang. Hasil pengembangan sistem pengelolaan rantai pasok air  berupa  otomasi  sistem  fisik  dan  perangkat  IoT  serta  pemanfaatan  teknologi  I4.0  dengan membangun cloud untuk: IoT, communication  network, dan computing. Setelah  sistem terpasang, pemantauan dan pengisian air terjadi secara otomatis, petugas memperbaiki ketika ada yang bermasalah. Dengan demikian penerapan teknologi I4.0 pada sistem rantai pasok air dapat  memberikan  manfaat  berupa  peningkatan  pelayanan  penggunaan  air  dengan  menjaga pendistribusian dan ketersediaan air.
K ATA K UNCI
Cloud, Computing, Communication Network , IoT, Rantai-Pasok Air.

## K ORESPONDENSI
E-mail Author Korespondensi: justiadi@pilm.ac.id

## PENDAHULUAN
Kebutuhan air bagi masyarakat pedesaan/ perkotaan adalah utama, demikian pula bagi industri. Permintaan air global diproyeksikan  oleh World  Economic  Forum melebihi kapasitas 40 % pada tahun 2030 (World Water Assessment Programme (United Nations), 2017). Pada saat yang sama volume  kehilangan  air  di  seluruh  dunia  karena  distribusi yang buruk, kebocoran, atau bahkan pencurian diperkirakan  mencapai  126  miliar  meter  kubik,  dengan biaya sekitar 39 miliar USD per tahun (Liemberger & Wyatt, 2019) .  Kebanyakan  rantai-pasok  air  minum  mengalami kebocoran  sebesar  30%  sebelum  sampai  ke  kran  air. Prancis  mengalami  kebocoran  sebesar  26%,  Spanyol  dan UK sebesar 22%, dan Jerman sebesar 6.8% (Gold & Hesse, 2015).
Menghadapi permasalahan air, Uni Eropa pada tahun 2012 melakukan  proyek  penelitian  yang  dikenal  dengan IceWater ( ICT  Solutions  for  Efficient  Water  Resources Management )  (Gold  &  Hesse,  2015).  Singapura mengembangkan  sistem  rantai-pasok  air  cerdas  yang terkait  dengan  manajemen  aset,  manajemen  kebocoran, pemantauan  kualitas  air,  pembacaan  meter  otomatis  dan konservasi air untuk memenuhi kebutuhan utilitas air dan pelanggan  (Public  Utilities  Board  Singapore,  2016). Sejalan  dengan  itu,  beberapa  peneliti juga  berkonsentrasi pada pendeteksian dan lokalisasi sumber air (Suresh et al., 2013),  pengolahan  kualitas  air  (Adu-Manu  et  al.,  2017), dan sistem distribusi air (Singh & Kekatos, 2020; Zhao et al., 2016).
Penyediaan  air  dari  sumber  ke  pemakai  dapat  dilihat sebagai  sistem  rantai-pasok  air.  Sitem  rantai-pasok  air terdiri dari sistem transmisi dan distribusi air yang berbasis
gravitasi  atau pompa, dari  sumber air setempat  atau luar, yang  memerlukan  sistem  pengolahan  air  (Jeevan Pradhikaran, 2012). Secara garis besar, sistem rantai-pasok air  untuk  pedesaan/  perkotaan  terdiri  dari:  sumber  air (sumur  terbuka,  sumur  pipa,  kolam,  bendungan, pasokan luar,  sistem/  tangki  penampung  air  hujan),  penjernih  air (sistem reverse osmosis  (RO),  klorinasi,  sedimentasi, saringan  pasir),  penampung  air  (penampung/  tangki  di ketinggian, penampung/ tangki di permukaan tanah, sump ), distribusi  (pipa  utama,  pipa  sub-utama,  pipa  cabang, household level tape, stand post, washing unit ).
Di  kampus  Politeknik  Industri  Logam  Morowali  (PILM) terdapat  sistem  rantai  pasok  air  dimulai  dari  sumber  air, penampung  air  (penampung/  tangki  di  permukaan  tanah dan dibawah tanah), dan distribusi (pipa utama, pipa sub- utama, pipa cabang, pipa perumahan/ kampus).
Permasalahan  pada  sistem  rantai  pasok  air  PILM  adalah masih  sering  terjadi  keluhan  tidak  ada  air  karena kekosongan air pada penampung air di gedung-gedung dan ketika pengisian seringkali air tumpah karena penampung air sudah penuh sementara pompa belum dimatikan. Selain itu,  operator  tidak  mengetahui  penampungan  mana  yang masih  terisi  air  atau  sudah  kosong  sehingga  pengisian dilakukan berdasarkan hasil pantauan di penampungan air atau ketika ada keluhan kekosongan air. Dengan demikian bagaimana menjaga distribusi air pada sistem rantai pasok air  PILM  sehingga  pelayanan  ketersediaan  air  dapat ditingkatkan.
Didorong  oleh  air  adalah  kebutuhan  yang  sangat  utama, ongkos  operasi  yang  mahal,  keterbatasan  sumber  daya manusia  yang  terampil,  dan  tantangan  baru  seperti pemanasan  global,  pemanfaatan  solusi  digital  dan teknologi cerdas diperlukan untuk memperkuat ketahanan operasi,  produktivitas,  keselamatan  dan  keamanan  dari rantai-pasok air. Integrasi  teknologi  pengelolaan air yang cerdas menjadi kebutuhan untuk pengelolaan sumber daya air  agar  tercapai  efisiensi  yang  tinggi,  serta  kecepatan dalam perencanaan, operasi dan pelayanan (Public Utilities Board  Singapore,  2022).  Solusi  digital, teknologi  cerdas, dan  teknologi  internet  merupakan  teknologi  Industri  4.0 (I4.0).
Penggunaan teknologi  I4.0 merupakan penerapan teknologi digital untuk seluruh rantai nilai produksi, yang meliputi  perencanaan  produksi,  teknologi  manufaktur, pelayanan, manajemen rantai-pasok dengan menggunakan aplikasi Internet of Things ( IoT). IoT mengikuti kaidah tiga “a”,  yaitu: aware (merasakan  sesuatu), autonomous (memindahkan data secara otomatis ke alat atau pelayanan internet), actionable (integrasi pada analisis atau kendali) (Verizon, 2015).
Teknologi  I4.0  dapat  merevolusi  sektor  air  dan meningkatkan  produktivitas  bisnis.  Manfaat  IoT  untuk sistem  rantai-pasok  air  adalah:  monitor  kualitas  air, pengolahan  air  dan  air  kotor,  prediksi  kerusakan  aset, menguraikan hasil pemantauan, konsumsi listrik & biaya, unjuk  kerja  pompa  &  pemantauan  kesehatan  (Prasanth Kumar  et  al.,  2017).  Selain  menggunakan  IoT  dalam mengelola  air,  teknologi  I4.0  juga  memanfaatkan Big Data , dan teknologi cloud . Big Data menjadi sumber data yang  dianalisis  dan  menginterpretasikan  data  menjadi informasi  yang  berguna  untuk  pengambilan  keputusan yang lebih baik. IoT membantu mengelola infrastruktur air dan  pasokan  air  secara  efisien  menggunakan  perangkat cerdas. Sementara teknologi cloud membantu meningkatkan  produktivitas,  kolaborasi,  pemeliharaan, dan pemantauan jarak jauh (Omotayo & Telukdarie, 2019).
Pengelolaan rantai-pasok air menggunakan teknologi I4.0 telah  banyak  dilakukan,  antara  lain:  proyek  SWAMP mengembangkan  platform  manajemen  air  pintar  berbasis IoT  untuk  irigasi  pertanian  dengan  pendekatan  langsung berdasarkan  empat  pilot  proyek  di  Brasil  dan  Eropa (Kamienski  et  al.,  2019);  penggunaan  teknologi Wireless Sensor Network (WSN), IoT, dan Cloud Computing (CC) untuk sistem distribusi air (Alshattnawi, 2017); pemanfaata IoT dan CC pada monitoring sistem irigasi air pertanian (Meher et al., 2019); sistem metering air (Ray & Goswami,  2020);  dan  sistem  monitoring  komsumsi  air (Harika et al., 2020).
Pada penelitian Alshattnawi (2017) menjelaskan persyaratan khusus secara teoritikal yang dibutuhkan untuk penerapan  teknologi  I4.0  dalam  sistem  manajemen distribusi  air  cerdas.  Penelitiannya  tidak  menunjukkan adanya hardware yang dibangun.
Pada  penelitian  Meher  et  al.  (2019)  membantu  petani dengan  menjaga  kelembaban  tanah  sesuai  kebutuhan pertanian.  Memanfaatkan  air  hujan  sebagai  sumber  air. Penampungan  air  dibuat  untuk  menampung  air  hujan, sehingga pada musim kemarau air tetap tersedia.
Ray  &  Goswami  (2020)  memberikan  informasi  apakah penggunaan air normal atau tidak, dan Harika et al. (2020) membantu  pengguna  untuk  menumbuhkan rasa  tanggung jawab dalam  menghemat penggunaan air dengan bantuan informasi  utilitas  penggunaan  air  dan  estimasi  biaya menggunakan aplikasi android. Kedua penelitian ini hanya memberikan informasi penggunaan air tanpa memperhatikan ketersediaan air dari sumber air.
Berbeda  dengan  penelitian-penelitian  di  atas,  untuk memenuhi  kebutuhan penggunaan air maka  penelitian ini melakukan  rancang  bangun  sistem  pengelolaan  rantai- pasok air yang berbasis pada teknologi Industri 4.0 dengan
tujuan  agar  distribusi  dan  ketersediaan  air  terjaga.  Studi kasus dilakukan pada sistem rantai pasok air PILM. Untuk memenuhi tujuan tersebut, pengembangan yang dilakukan adalah: (1) merancang bangun perangkat IoT sistem rantai pasok air cerdas meliputi stasiun pompa, distribusi air, dan penggunaan air; (2) merancang bangun cloud untuk: IoT, communication network , dan computing . Pada cloud layer IoT,  jaringan  antar  lokasi  penampungan  air  ( node ) berkomunikasi melalui jaringan frekuensi radio menggunakan Xbee yang dilengkapi dengan node Activity Service yang  meneruskan  data  sensor nodes ke  internet. Hal  ini  dilakukan  karena  tidak  seluruh  lokasi  dapat terjangkau  oleh  jaringan  internet.  Melalui  penelitian  ini diharapkan akan diperoleh model dan prototipe teknologi sistem  pengelolaan  rantai-pasok  air  yang  berbasis  pada teknologi Industri 4.0.

## METODE PENELITIAN
Langkah-langkah  penelitian  yang  dilakukan  dalam penelitian  ini  diperlihatkan  pada  Gambar  1.  Langkah pertama  yang  dilakukan  adalah  mempelajari  sistem  fisik eksisting.  Langkah  berikutnya  adalah  membangun perangkat  IoT.  Setelah  perangkat  dibangun,  dilakukan pengujian  perangkat  berupa  otomasi  perangkat  dan pengiriman  status  setiap node. Jika  berhasil  maka selanjutnya  membuat  program activity  service untuk mengirim status node ke cloud . Status-status yang dikirim disimpan  ke database. Jika  berhasil,  maka  selanjutnya mengembangkan program layer computing untuk aplikasi analitik dan visualisasi.
Mulai
Membangun perangkat IoT
Menguj IoT,send status, receive status, execute plant Berhasil?
Membangun program activity
service menggunakan nodeMCU
Menguji : data collection, data processing, communication to IoT layer dan data storage pada
database smartscw.pilm.ac.id Berhasil? Mengembangkan Layer Computing yaitu aplikasi analitik dan visualisasi Menguji Layer Computing Berhasil? Selesai ya tidak ya tidak ya tidak Mempelajari sistem fisik eksisting
Gambar 1. Flowchart penelitian.

## Sistem Existing Rantai-Pasok Air Politeknik Industri Logam Morowali
Sistem  rantai  pasok  air  di  kampus  Politeknik  Industri Logam Morowali dimulai dari sumber air yang didapatkan dari  industri,  penampung  air  (penampung/  tangki  di permukaan  tanah  dan  di  bawah  tanah),  distribusi  (pipa
utama,  pipa  sub-utama,  pipa  cabang,  pipa  perumahan/ kampus).  Gambar  2  memperlihatkan  lebih  detail  sistem tersebut,  dan  Gambar  3  memperlihatkan  posisi  dari elemen-elemen pada denah kampus.
LS RD LS RD LS RD LS RD LS RD LS RD TP TP TP IN SV LS RD . . . . . . MWR BWR1 BWR5 SWR1 SWR2 BWR6 BWR8 Keterangan: MWR Penampung Air Utama. SWR1 Penampung Air Distribusi 1 Perpustakaan. SWR2 Penampung Air Distribusi 2 Bukit. BWR1 Penampung Air Gedung 1 Workshop Mekanik TPM. BWR2 Penampung Air Gedung 2 Pusat Inovasi. BWR3 Penampung Air Gedung 3 Perpustakaan. BWR4 Penampung Air Gedung 4 Lab Sains Dasar.
BWR5 Penampung Air Gedung 5 Rektorat.
BWR6 Penampung Air Gedung 6 TLI.
BWR7 Penampung Air Gedung 7 TKM.
BWR8 Penampung Air Gedung 8 Auditorium. SV Katup Solenoid RD Sensor Ketinggian Air
TP Pompa Transfer
Gambar 2. Sistem Rantai-pasok air di kampus Politeknik Industri Logam Morowali.
Gambar 3. Posisi pemasangan elemen-elemen rantai-pasok air di kampus Politeknik Industri Logam Morowali.

## Perancangan Sistem Rantai Pasok Air Berbasis I4.0
Metode  penelitian  yang  dilakukan  berbasis  pada pemanfaatan  teknologi  I4.0  yang  meliputi cloud untuk: IoT, Communication  Network ,  dan Computing ,  seperti yang  diperlihatkan  pada  Gambar  4.  Sumber  data  berasal dari  sumber  air,  stasiun  pompa,  distribusi  air,  dan penggunaan  air.  Untuk  memenuhi  tercapainya  tujuan,
dalam  penelitian  ini  juga  dilakukan  pengukuran perbandingan  sebelum  dan  setelah  sistem  terpasang dengan  mengukur  aspek  mode  pengisian,  respon pengisian,  informasi  status  air,  dan  informasi  kegagalan sistem.
RF - Receive Status Wifi - Data Collection - Data Processing - Data Storage APPLICATION - Analytics - Visualization Layer Internet Of Thing Layer Communication Network Layer Computing - Send Status to Internet - Send Data to Internet Xbee NodeMCU- 8266 ACTIVITY SERVICE Xbee RF - ID - Send Status - Receive Status - Execute Plant uC PSU Sensor Sensor Relay Actuator Relay MWR/ SWR/ BWR Time Clock IC External Memory PSU Wifi APPLICATION SERVICE Wifi DATA SERVICE Data Cloud smartscw.pilm.ac.id
Gambar 4. Perancangan Sistem Rantai-Pasok Air Berbasis I4.0.

## Perancangan Perangkat IoT
Seperti  terlihat  pada  Gambar  3,  Terdapat  11  lokasi penampungan air  yang dibagi  kedalam 3 kelompok yaitu MWR, SWR, dan BWR. MWR merupakan penampungan utama  yang  menampung  persediaan  air  untuk  seluruh kebutuhan  air  di  kampus.  SWR  merupakan  penampung distribusi/  penghubung  antara  MWR  dan  BWR.  BWR merupakan penampungan terakhir yang langsung terhubung ke pengguna air. Pada setiap penampungan air terpasang  sensor  level  air  dan  katup  solenoid  untuk otomasi  pada pengendalian sumber air, distribusi air, dan stasiun  pompa.  Sistem  fisik  dan  otomasi  pada penampungan  air  MWR,  SWR,  dan  BWR  yang dikembangkan masing-masing diperlihatkan pada Gambar 5, Gambar 6, dan Gambar 7.
MV M TP LS In Out RD Sistem Fisik MWR Keterangan: MWR   Penampung Air Utama RD Sensor Ketinggian Air
TP Pompa Transfer
MV Katup Motor
O_MV  Katup Motor Terbuka C_MV  Katup Motor Tertutup CB Pemutus Arus RL1    Relay Sensor Ketinggian Air RL2    Relay Sensor SWR/BWR RD CB RL1 TP RL2 RD L N O_MV RL2 C_MV Sistem Otomasi MWR
Gambar 5. Sistem fisik dan otomasi MWR.
TP LS In Out RD Sistem Fisik SWR Keterangan: SWR Penampung Air Distribusi RD Sensor Ketinggian Air CB Pemutus Arus TP Pompa Transfer RL1 Relay Sensor Ketinggian Air RL2 Relay Sensor SWR/BWR RD CB RL1 TP RL2 RD L Sistem Otomasi SWR N Gambar 6. Sistem fisik dan otomasi SWR.
RD1 CB SV RL1 RL3 RD2 TP RL2 RD1 RWT GWT L N Sistem Otomasi BWR Keterangan: BWR GWT RWT RD1 RD2 SV TP CB RL1 RL2 RL3 Penampung Air Gedung Tangki Air di Tanah
Tangki Air di Atap Sensor Ketinggian Air GWT
Sensor Ketinggian Air RWT Katup Solenoid Pompa Transfer Pemutus Arus
Relay Sensor RD1 Relay Sensor RD2 Relay Sensor SWR2/MWR TP LS In Out RD1 Sistem Fisik BWR SV LS RD2 RWT GWT Gambar 7. Sistem fisik dan otomasi BWR.

## Perangkat IoT node MWR, SWR, dan BWR
Perangkat  IoT node MWR,  SWR,  dan  BWR  dibangun menggunakan modul Arduino Nano , Xbee pro S3B , relay- relay  sensor ,  dan  unit  catu  daya.  Dalam Arduino  Nano terdapat ATMega328 yang berfungsi sebagai mikrokontroller  untuk  melakukan  pemrosesan  data. Xbee pro  S3B berfungsi  sebagai  modul  komunikasi  pada jaringan  radio. Relay-relay  sensor digunakan  untuk mendeteksi  kondisi  penampungan  air  pada  setiap node . Pada  unit  catu  daya  terdapat  dua  tegangan  yaitu  5v  dan 3,3v. Tegangan 5v untuk catu daya pada Arduino Nano dan relay-relay ,  sedangkan  3,3v  untuk Xbee  pro  S3B . Rancangan elektronika perangkat node MWR, SWR, dan BWR diperlihatkan pada Gambar 8.

## Perangkat IoT node Activity Service
Perangkat  IoT node  Activity  Service berfungsi  sebagai penghubung  antara nodes (MWR,  SWR,  dan  BWR) dengan internet. Perangkat node Activity Service dibangun menggunakan modul nodeMCU-8266, Xbee pro S3B, RTC DS3231 , Memori eksternal AT24C32 , dan unit catu daya. nodeMCU berfungsi  sebagai  mikrokontroller  untuk
melakukan pemrosesan data dan mengirim data ke internet melalui  jaringan Wifi . Xbee  pro  S3B berfungsi  sebagai modul  komunikasi  pada  jaringan  radio  ke nodes . RTC DS3231 adalah  IC  jam  untuk  mendapatkan  waktu  yang lebih  akurat.  Memori  eksternal AT24C32 digunakan sebagai penyimpanan sementara jika node Activity Service tidak  mendapatkan  akses  internet.  Pada  unit  catu  daya terdapat  dua  tegangan  yaitu  5v  dan  3,3v.  Tegangan  5v untuk  catu  daya  pada nodeMCU , RTC ,  dan AT24C32 , sedangkan  3,3v  untuk Xbee  pro  S3B .  Rancangan elektronika  perangkat node Activity  Service diperlihatkan pada gambar 9.
Gambar 8. Rancangan elektronika perangkat node MWR,

## SWR, dan BWR
Gambar 9. Rancangan elektronika perangkat node Activity
Service

## Jaringan IoT
Pengembangan  IoT  pada  sistem  rantai  pasok  air  di Politeknik Industri Logam Morowali menggunakan modul
Xbee  pro  S3B yang  bekerja  pada  frekuensi  radio.  Tidak seperti  IoT  pada  umumnya  bahwa  setiap node-node ( things ) mengirimkan status mereka langsung ke internet. Pada  sistem  yang  dibangun  status-status node-node akan diterima oleh node Activity Service , kemudian data difilter dan diteruskan oleh node Activity Service ke internet. Hal ini dilakukan karena jaringan internet di Politeknik Industri Logam  Morowali  belum  sepenuhnya  dapat  diakses  dari setiap tempat.  Status-status aktifitas dan komunikasi setiap node diperlihatkan pada Gambar 10.
BWR1 BWR2 BWR3 BWR4 BWR5 x=D x=E x=F x=G x=G GWT: Penuh/ Ada Kirim: x2 GWT: Kosong Kirim: x0 Terima: A1 SV: On Terima: A0/A2 SV: Off MWR Terima: x0 MWR: Penuh/ Ada Kirim: A1 TP: On MWR: Kosong Kirim: A0
MWR: Penuh/ Ada Kirim: A2
Terima: B0 MWR: Penuh/ Ada Kirim: A1 TP: On MWR: Kosong Kirim: A0 SWR1 SWR1: Penuh/ Ada Kirim: B2 Terima: C0 SWR1: Penuh/ Ada Kirim: B1 TP: On SWR1: Kosong Kirim: B0 Terima: A1 SV: On Terima: A0/A2 SV: Off SWR2 SWR2: Penuh/ Ada Kirim: C2 Terima: x0 SWR2: Penuh/ Ada Kirim: C1 TP: On Terima: B1 SV: On Terima: B0/B2 SV: Off BWR6
BWR7 BWR8
x=I x=J x=K
GWT: Penuh/ Ada Kirim: x2 GWT: Kosong Kirim: x0 Terima: C1 SV: On Terima: C0/C2
SV: Off Activity Service Terima: Semua pengiriman data Kirim: Data ke internet Terima: x2 TP: Off Terima: B2 TP: Off Terima: C2 TP: Off Terima: x2 TP: Off ID CODE: MWR  : A SWR1 : B SWR2  : C BWR1 : D BWR5 :  H BWR2 : E BWR6 :  I BWR3 : F BWR7 :  J BWR4 : G BWR8 :  K COMMUNICATION CODE: MWR/ SWR/ BWR : x MWR  : x=A SWR    : x=B,C BWR   : x=D,E,F,G,H,I,J,K Empty : 0
Supply : 1
Full/ Available : 2
Pengiriman status x2 dilakukan secara reguler setiap 5 menit. RF (Xbee) SWR2: Kosong Kirim: C0
Gambar 10. Komunkasi node Activity Service dalam IoT pengelolaan rantai-pasok air Politeknik Industri Logam
Morowali.

## Pengembangan Struktur Cloud
Cloud yang  dikembangkan  merupakan  domain  internet sebagai server untuk  menyimpan  dan  mengolah  data. Sistem cloud yang dibangun terdiri dari cloud untuk: IoT, communication  network ( data-network ) , dan computing ( application ) .  Cloud menyimpan  program  atau  data  yang dapat  diakses  langsung  atau  diakses  melalui  program tertentu. Struktur cloud yang dikembangkan diperlihatkan pada Gambar 11.
Data yang diterima oleh Activity Service dari perangkat IoT dikirim ke cloud dan disimpan pada layer IoT . Selanjutnya
data  tersebut  diteruskan  ke  layer data-network untuk diproses  lebih  lanjut.  Dari  layer data-network, data diteruskan  ke  layer computing/  application yang  akan menyajikan  visualisasi  dan/  atau  hasil  analisa  untuk pengambilan keputusan.
Http://smartscw.pilm.ac.id/application
Http://smartscw.pilm.ac.id/data-network Http://smartscw.pilm.ac.id/iot La y e r Io T La y e r D at a N et w o rk La y e r C o m p u ti n g http://smartscw.pilm.ac.id
Gambar 11. Struktur cloud sistem rantai pasok air Politeknik Industri Logam Morowali.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Pengembangan  sistem  pengelolaan  rantai-pasok  air Politeknik Industri Logam Morowali menghasilkan model, rancangan,  aplikasi  dan  data.  Model  dan  rancangan  pada penelitian  ini  telah  dijelaskan  pada  bagian  metode. Selanjutnya  hasil  yang  didapatkan  merupakan  rangkaian kegiatan yang akan dijelaskan pada pembahasan berikut.

## Perangkat IoT yang Dikembangkan
Perangkat-perangkat IoT (MWR, SWR, BWR, dan Activity Service ) pada node water recervoir dibangun menggunakan  modul Arduino  Nano dan Xbee  Pro  S3B. Arduino Nano berfungsi sebagai mikrokontroller pengendali node . Xbee  Pro  S3B berfungsi  sebagai pengirim informasi  status ke node yang lain dan ke node Activity  Service. Gambar  12  memperlihatkan  perangkat MWR, SWR, dan BWR, dan Gambar 13 memperlihatkan perangkat Activity Service.
PSU 5V Regulator 3.3V (di bawah PCB) Xbee Pro S3B Arduino Nano Relay Sensor
MWR/SWR2
Relay Sensor TP Gambar 12. Perangkat MWR, SWR, dan BWR
PSU 5V Regulator 3.3V Xbee Pro S3B NodeMCU-8266 RTC DS3231 + Ext Memory AT24C32
Gambar 13. Perangkat Activity Service .

## Basis-data MySQL smartSCW
SmartSCW ( Smart  Supply  Chain  Water )  adalah platform yang  dikembangkan  pada website untuk  sistem  rantai- pasok  air  yang  dikembangkan. SmartSCW menggunakan basis-data  ( database ) MySQL. Pada  bagian  pengiriman data  dari node  Activity  Service ke  basis-data MySQL terdapat  dua  program  pengiriman  yaitu:  (1)  pengiriman status node jika  terjadi  perubahan  status node pada  layer IoT,  dan  (2)  pengiriman  waktu update terakhir node Activity  Service terhubung  ke server. Untuk  menyimpan data  dari  kedua  program  pengiriman  ini,  pada  basis-data MySQL dibuat dua tabel, yaitu tabel tb_inputdatanode dan tabel tb_updatetime. Struktur basis-data MySQL diperlihatkan pada gambar 14.
Gambar 14. Struktur basis-data MySQL smartSCW .
Tabel tb_inputdatanode dibuat  untuk  menampung  data dari  pengiriman  status node .  Pada  tabel  ini  terdapat  4 kolom  yaitu  kolom  nomor, kodeDate,  kodeNode ,  dan kodeStatus .  Kolom  nomor  sebagai primary  key dan pencacah jumlah data pada tabel. Kolom kodeDate sebagai kolom yang berisi informasi waktu kapan perubahan status terjadi.  Kolom kodeNode adalah  kolom  yang  berisi node yang  mengalami  perubahan  status.  Kolom kodeStatus adalah  kolom  yang  berisi  perubahan  status  dari node .
Setiap ada data perubahan status node yang diterima maka data tersebut di- insert (ditambah) ke baris baru pada tabel.
Gambar 15. Tampilan tabel tb_inputdatanode.
Tabel tb_updatetime dibuat  untuk  menampung  data  dari pengiriman update waktu dari node Activity Service . Pada tabel  ini  terdapat  2  kolom  yaitu  kolom  nomor, waktuUpdate . Kolom nomor sebagai primary key . Kolom waktuUpdate sebagai  kolom  yang  berisi  informasi  waktu terakhir node Activity Service terhubung ke server. Isi tabel ini hanya disiapkan untuk satu  baris saja. Setiap ada data update waktu yang diterima maka data tersebut di- update ke tabel yang akan mengganti waktu sebelumnya.

## Gambar 16. Tampilan tabel tb_updatetime

## Struktur Cloud smartscw.pilm.ac.id
Pengembangan struktur cloud mengacu pada 3 layer cloud yang  dibangun  yaitu:  layer  IoT,  layer communication network ( data-network ), dan layer computing ( application ).  Gambar  17  memperlihatkan  struktur  detail cloud yang  dikembangkan. Sub-domain yang  digunakan adalah smartscw.pilm.ac.id .
Gambar 17. Struktur detail cloud .

## Website smartscw.pilm.ac.id
Pada penelitian ini dibuat program website yang berfungsi sebagai visualisasi dan analisa data sebagai pengembangan
cloud layer computing . Website smartSCW memiliki  5 halaman yaitu: home , status node , status akhir node , beban node ,  dan  grafik node .  Struktur  program website smartSCW  yang  dikembangkan  dapat  ditunjukkan  pada tabel 1.
Tabel 1 . Struktur program website smartSCW. Website Link Keterangan smartscw.pilm. ac.id smartscw.pilm.ac. id/public Home … Tampilan awal ketika mengakses web . Memperlihatkan posisi dan status node pada map Status Node …/StatusNode sub domain yang memperlihatkan row data seluruh node dalam bentuk tabel Status Akhir Node …/StatusAkhir sub domain yang memperlihatkan status akhir node dalam bentuk tabel Beban Node …/BebanNode sub domain yang memperlihatkan beban kerja node dalam jam, di dalamnya terdapat total jam kerja, waktu empty, supply, available/ full, dan unknown (disconnected).
Ditampilkan dalam bentuk tabel Grafik Node …/GrafikNode
sub domain yang memperlihatkan status node dalam bentuk grafik.
Di dalamnya dapat dipilih grafik node mana yang akan ditampilkan.

## Home
Home merupakan  istilah  umum  yang  digunakan  sebagai halaman  awal  ketika  membuka  sebuah website. Halaman awal website smartSCW berupa informasi posisi dan status node dalam bentuk map. Halaman home ditunjukkan pada gambar 18.
Pada  halaman home  website terlihat view kampus Politeknik Industri Logam Morowali yang diakses melalui google  map. Dalam map terdapat marker yang menunjukkan  posisi node berada.  Pada marker terlihat warna dan icon yang berbeda-beda . Setiap warna marker memiliki icon -nya sendiri-sendiri  yang menunjukkan status dari node .
Cloud sistem rantai pasok air
Sub domain Sub domain : smartscw.pilm.ac.id Document Root : /public_html/ smartscw Layer IoT Directory : IoT (Berisi skrip/program php IoT ) Layer Data Network Directory : data-nw (Berisi skrip/program php data network ) Database : u1363842_smart5CW (Berisi tabel database ) Layer Computing/Application Directory : application (Berisi skrip/program php application ) Sub Directory /application/operational /application/maintenance /application/energy
Gambar 18. Halaman website smartSCW.

## Status Node
Status node adalah salah satu sub domain dari smartSCW. Pada sub domain ini data mentah ( row data ) ditampilkan dalam  bentuk  tabel.  Dalam  tabel  berisi  kolom  nomor, tanggal, node ,  dan  status.  Gambar  19  memperlihatkan halaman status node .
Gambar 19. Halaman sub domain status node.

## Status Akhir Node
Status  akhir node adalah  juga  merupakan  salah  satu sub domain dari smartSCW. Pada sub domain ini ditampilkan waktu terakhir node Activity Service terhubung ke website. Selain  itu  pada sub  domain ini  juga  ditampilkan  status terakhir  setiap node dalam  bentuk  tabel.  Halaman  ini adalah bentuk lain melihat status akhir selain menggunakan  map  pada  halaman  utama.  Dalam  tabel
berisi  kolom  nomor, node ,  status,  dan  aktif.  Gambar  20 memperlihatkan halaman status akhir node .
Gambar 20. Halaman sub domain status akhir node.

## Beban Node
Beban node adalah salah satu sub domain dari smartSCW yang  menampilkan  beban  kerja node dalam  jam.  Dalam tabel  berisi  kolom  nomor, node ,  total  jam  kerja, empty, supply,  available/  full ,  dan unsknown  (disconnected) . Setiap  status  ditampilkan  dalam  jam  dan  %.  Gambar  21 memperlihatkan halaman beban node .
Gambar 21. Halaman sub domain beban node .
Pada gambar 18 bagian kiri atas terlihat ada 2 isian waktu yaitu  waktu start dan  waktu end .   Secara default rentang waktu  diatur 7 hari  ke belakang dari waktu terakhir node Activity  Service terhubung  ke website. Namun  selain  itu, waktu ini dapat diisi secara manual sesuai kebutuhan. Pada gambar  juga  terlihat  kolom  total  jam  kerja  bernilai  168 jam, karena rentang waktu default 7 hari = 168 jam. Total jam  kerja  ini  dibagi  ke  dalam  empat  bagian  waktu  kerja node , yaitu waktu empty, waktu supply, waktu available/ full, dan waktu unknown (disconnected).

## Grafik Node
Grafik node adalah salah satu sub domain dari smartSCW yang menampilkan status setiap node dalam bentuk grafik. Pada  halaman  ini  dipergunakan  untuk  melihat row  data dalam bentuk grafik. Gambar 22 memperlihatkan halaman grafik node .
Gambar 22. Halaman sub domain grafik node.

## Perbandingan Kinerja Sebelum dan Setelah Sistem Terpasang
Untuk  melihat  seberapa  efektif  pemanfaatan  sistem  yang dibangun,  dilakukan  pengukuran  perbandingan  kinerja terhadap  proses  penyediaan  air  baik  sebelum  maupun setelah sistem dipasang. Aspek yang ditinjau adalah mode pengisian,  respon  pengisian,  informasi  status  air,  dan informasi kegagalan sistem.
Tabel 2 Perbandingan kinerja sebelum dan setelah sistem
dipasang Kriteria Perbandingan Kinerja Sebelum Sistem Dipasang Setelah Sistem Dipasang Mode pengisian Manual Otomatis Respon pengisian Berdasarkan pemantauan rutin petugas atau keluhan pengguna. ± 5 detik. Pengisian secara otomatis. Informasi status air di penampungan Tidak ada Ada, secara real time berdasarkan hasil monitoring pada website . Informasi kegagalan sistem Ketika ada keluhan pengguna Secara real time berdasarkan hasil monitoring pada website .
Pada  tabel  2  terlihat  bahwa  sebelum  sistem  terpasang, mode pengisian masih manual. Karena tidak ada informasi kondisi air di setiap penampungan, maka petugas kesulitan untuk  mengetahui  penampungan  mana  yang  airnya kosong.  Dengan  demikian  pengisian  akan  dilakukan berdasarkan pantauan rutin petugas atau ketika ada keluhan kekosongan air.
Setelah sistem terpasang mode pengisian berubah menjadi otomatis.  Dengan  demikian  pengisian  air  menjadi  lebih responsif  dengan  rata-rata  5  detik  setelah  terdeteksi penampungan air kosong. Dengan adanya sistem informasi yang  dibangun  pada website maka  status  air  di penampungan  dan  informasi  kegagalan  sistem  dapat terbaca secara real time, sehingga memberikan kemudahan kepada  petugas  melakukan  pantauan  dan  dengan  segera melakukan perbaikan jika terjadi masalah.

## KESIMPULAN
Sistem  rantai-pasok  air  yang  dikembangkan  meliputi otomatisasi pada Main Wate Recervoir (MWR), Sub Water Recervoir (SWR), dan Building Water Recervoir (BWR). Elemen-elemen  ini  berada  pada  jaringan  layer  IoT  yang berkomunikasi melalui jaringan radio menggunakan Xbee. Untuk  menghubungkannya  ke  internet  digunakan  modul Activity  Service. Sistem  pengelolaan  rantai  pasok  air tersebut dikembangkan menggunakan konsep Industri 4.0, yang  terdiri  dari cloud untuk:  IoT, Communication Network ,  dan Computing . Cloud dibangun  pada website smartscw.pilm.ac.id/public . Cloud layer computing pada sistem  tersebut  terdiri  dari  bagian  visualisasi  dan  bagian analitik.  Bagian  visualisasi  menampilkan  aktifitas  dalam bentuk  map,  tabel,  dan  grafik,  sedangkan  bagian  analitik menampilkan beban kerja node dalam jam. Sebagai  studi kasus adalah pengelolaan rantai-pasok air di area kampus Politeknik Industri  Logam  Morowali.  Sebelum sistem ini
terpasang pengisian dilakukan secara manual berdasarkan pantauan petugas atau ketika ada keluhan. Setelah sistem terpasang,  pemantauan  dan  pengisian  secara  otomatis, petugas memperbaiki ketika ada yang bermasalah.

## SARAN PENGEMBANGAN
Pada  penelitian  ini,  proses  analitik  pada cloud layer computing masih memperlihatkan analitik yang sederhana. Untuk  pengembangan  selanjutnya  perlu  pengembangan analitik,  khususnya  terkait  peningkatan  pelayanan  dan efesiensi  penggunaan  air.  Dengan  demikian  disarankan untuk  adanya  informasi  langsung  perilaku  tidak  normal pada  perangkat  IoT,  informasi  besarnya  konsumsi  air, waktu  operasi  pompa  untuk maintenance, penggunaan energi listrik, dan lain-lain.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Ucapan  terima  kasih  kepada  Politeknik  Industri  Logam Morowali yang telah memberikan dukungan dana terhadap penelitian ini melalui skema penelitian internal.

## DAFTAR PUSTAKA
Adu-Manu, K. S., Tapparello, C., Heinzelman, W., Katsriku, F.
A.,  &  Abdulai,  J.-D.  (2017).  Water  Quality  Monitoring Using  Wireless  Sensor  Networks. ACM  Transactions on Sensor Networks , 13 (1), 1–41.
https://doi.org/10.1145/3005719
Alshattnawi,  S.  K.  (2017).  Smart  Water  Distribution Management  System  Architecture  Based  on  Internet  of Things  and  Cloud  Computing. 2017  International Conference  on  New  Trends  in  Computing  Sciences (ICTCS) ,
289–294.
https://doi.org/10.1109/ICTCS.2017.31
Gold, S., & Hesse, J. (2015, August 28). Digital Systems Smarten Up Water Network . Phys.Org. https://phys.org/news/2015- 08-digital-smarten-networks.html
Harika, G. L., Chowdary, H., & Kiranmai, T. S. (2020). Cloud- based  Internet  of  things  for  Smart  Water  Consumption Monitoring System. 2020 5th International Conference on Communication  and  Electronics  Systems  (ICCES) ,  967– 972. https://doi.org/10.1109/ICCES48766.2020.9138074
Jeevan Pradhikaran, M. (2012). Module 1 BASICS OF WATER SUPPLY SYSTEM Training Module for Local Water and Sanitation  Management  Basics  of  Water  Supply  System- Training  Module  for  Local  Water  and  Sanitation
Management .
Kamienski,  C.,  Soininen,  J.-P.,  Taumberger,  M.,  Dantas,  R.,
Toscano, A., Salmon Cinotti, T., Filev Maia, R., & Torre Neto, A. (2019). Smart Water Management Platform: IoT-
Based Precision Irrigation for Agriculture. Sensors , 19 (2), 276. https://doi.org/10.3390/s19020276
Liemberger, R., & Wyatt, A. (2019). Quantifying the global non- revenue  water  problem. Water  Supply , 19 (3),  831–837.
https://doi.org/10.2166/ws.2018.129
Meher,  C.  P.,  Sahoo,  A.,  &  Sharma,  S.  (2019).  IoT  based
Irrigation  and  Water  Logging  monitoring  system  using
Arduino  and  Cloud  Computing. 2019  International Conference  on  Vision  Towards  Emerging  Trends  in Communication  and  Networking  (ViTECoN) ,  1–5. https://doi.org/10.1109/ViTECoN.2019.8899396
Omotayo, A. M., & Telukdarie, A. (2019). Industry 4.0: Innovate Solutions  for  the  Water  Industry. Proceedings  of  the American  Society  for  Engineering  Management  2019 International Annual Conference . https://www.researchgate.net/publication/339055922
Prasanth  Kumar,  C.  R.,  Kanti  Mondal,  T.,  &  Technology Solutions,  C.  (2017). Digital  Disruption  in  the  Water Utility Value Chain .
Public  Utilities  Board  Singapore.  (2016).  Managing  the  water distribution  network  with  a  Smart  Water  Grid. Smart Water , 1 (1), 4. https://doi.org/10.1186/s40713-016-0004-4 Public  Utilities  Board  Singapore.  (2022,  January). Singapore Water Story . Pub.Gov.Sg. https://www.pub.gov.sg/watersupply/singaporewaterstory
Ray, A., & Goswami, S. (2020). IoT and Cloud Computing based Smart  Water  Metering  System. 2020  International Conference  on Power  Electronics  &  IoT Applications in Renewable  Energy  and  Its  Control  (PARC) ,  308–313. https://doi.org/10.1109/PARC49193.2020.236616
Singh,  M.  K.,  &  Kekatos,  V.  (2020).  Optimal  Scheduling  of
Water  Distribution  Systems. IEEE  Transactions  on Control of Network Systems , 7 (2), 711–723. https://doi.org/10.1109/TCNS.2019.2939651
Suresh,  M.  A.,  Stoleru,  R.,  Zechman,  E.  M.,  &  Shihada,  B. (2013).  On  Event  Detection  and  Localization  in  Acyclic Flow Networks. IEEE Transactions on Systems, Man, and
Cybernetics: Systems , 43 (3), 708–723. https://doi.org/10.1109/TSMCA.2012.2210411
Verizon. (2015). State of the Market: Internet of Things 2015 . World Water Assessment Programme (United Nations). (2017). Wastewater:  the  untapped  resource:  the  United  Nations world water development report 2017 .
Zhao,  W.,  Beach, T.  H.,  &  Rezgui, Y.  (2016). Optimization of Potable  Water  Distribution  and  Wastewater  Collection Networks:  A  Systematic  Review  and  Future  Research Directions. IEEE  Transactions  on  Systems,  Man,  and
Cybernetics: Systems , 46 (5), 659–681. https://doi.org/10.1109/TSMC.2015.2461188