Optimasi pemilihan desain model 3D Objek Ka’bah menggunakan metode topsis dan pso berdasarkan data simulasi pencetakan

INDONESIA:

Teknologi 3D printing dapat dimanfaatkan untuk menghasilkan media pembelajaran berbentuk model tiga dimensi, salah satunya miniatur Ka’bah sebagai alat peraga manasik haji. Namun, setiap desain model 3D memiliki karakteristik pencetakan yang berbeda, seperti waktu cetak, penggunaan material, biaya, dan kekuatan relatif hasil cetak. Penelitian ini bertujuan menerapkan metode Technique for Order Preference by Similarity to Ideal Solution (TOPSIS) yang dioptimasi menggunakan algoritma Particle Swarm Optimization (PSO) untuk menentukan desain model 3D objek Ka’bah terbaik berdasarkan data simulasi pencetakan. Data penelitian diperoleh melalui simulasi pencetakan menggunakan PrusaSlicer terhadap sembilan alternatif desain yang merupakan kombinasi dari tiga model STL Ka’bah dan tiga variasi infill density, yaitu 20%, 40%, dan 60%. Kriteria yang digunakan meliputi waktu cetak, penggunaan filamen, biaya pencetakan, dan kekuatan relatif hasil cetak. Metode PSO digunakan untuk mengoptimasi bobot kriteria, sedangkan TOPSIS digunakan untuk menghitung nilai preferensi dan melakukan perankingan alternatif. Hasil optimasi PSO menghasilkan bobot sebesar 0,0437 untuk waktu cetak, 0,3875 untuk penggunaan filamen, 0,1675 untuk biaya pencetakan, dan 0,4013 untuk kekuatan relatif. Hasil perankingan menunjukkan bahwa alternatif A3, yaitu model STL 1 dengan infill density 60%, memperoleh nilai preferensi tertinggi sebesar 0,8440. Dengan demikian, alternatif A3 ditetapkan sebagai desain model 3D Ka’bah terbaik karena memiliki keseimbangan paling baik antara kekuatan relatif hasil cetak dan efisiensi sumber daya.

ENGLISH:

3D printing technology can be utilized to produce three-dimensional learning media, one of which is a Ka’bah miniature used as a teaching aid for Hajj ritual practice. However, each 3D model design has different printing characteristics, such as printing time, material consumption, printing cost, and relative print strength. This study aims to apply the Technique for Order Preference by Similarity to Ideal Solution (TOPSIS) method optimized using the Particle Swarm Optimization (PSO) algorithm to determine the best 3D model design of the Ka’bah based on printing simulation data. The research data were obtained through printing simulations using PrusaSlicer on nine design alternatives, which were generated from the combination of three Ka’bah STL models and three infill density variations, namely 20%, 40%, and 60%. The evaluation criteria used in this study consist of printing time, filament consumption, printing cost, and relative print strength. PSO was used to optimize the criteria weights, while TOPSIS was used to calculate preference values and rank the design alternatives. The PSO optimization results produced criteria weights of 0.0437 for printing time, 0.3875 for filament consumption, 0.1675 for printing cost, and 0.4013 for relative strength. The ranking results showed that alternative A3, namely STL model 1 with 60% infill density, obtained the highest preference value of 0.8440. Therefore, alternative A3 was selected as the best 3D model design of the Ka’bah because it provides the most balanced performance between relative print strength and resource efficiency.

ARABIC:

تُعدّ تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد من التقنيات التي يمكن استخدامها في إنتاج الوسائل التعليمية على شكل نماذج مجسمة، ومنها نموذج الكعبة الذي يُستخدم وسيلةً تعليميةً في تدريب مناسك الحج. غير أن كل تصميم من تصاميم النماذج ثلاثية الأبعاد يمتلك خصائص طباعة مختلفة، مثل زمن الطباعة، واستهلاك الخيط الطباعي، وتكلفة الطباعة، والقوة النسبية للناتج المطبوع. يهدف هذا البحث إلى تطبيق طريقة (PSO) المحسّنة باستخدام خوارزمية (TOPSIS) لتحديد أفضل تصميم للنموذج ثلاثي الأبعاد للكعبة بناءً على بيانات محاكاة الطباعة. تم الحصول على بيانات البحث من خلال محاكاة الطباعة باستخدام برنامج (PrusaSlicer) على تسعة بدائل تصميمية، وهي ناتجة عن دمج ثلاثة نماذج للكعبة بصيغة (STL) مع ثلاثة مستويات من كثافة الحشو، وهي 20% و40% و60%. وتتمثل معايير التقييم المستخدمة في زمن الطباعة، واستهلاك الخيط الطباعي، وتكلفة الطباعة، والقوة النسبية للناتج المطبوع. استخدمت خوارزمية (PSO) لتحسين أوزان المعايير، في حين استخدمت طريقة (TOPSIS) لحساب قيم التفضيل وترتيب بدائل التصميم. أظهرت نتائج تحسين (PSO) أن وزن معيار زمن الطباعة بلغ 0.0437، ووزن استهلاك الخيط الطباعي 0.3875، ووزن تكلفة الطباعة 0.1675، ووزن القوة النسبية 0.4013. كما أظهرت نتائج الترتيب أن البديل (A3)، وهو النموذج (STL 1) بكثافة حشو 60%، حصل على أعلى قيمة تفضيل بلغت 0.8440. وبناءً على ذلك، تم اختيار البديل (A3) كأفضل تصميم للنموذج ثلاثي الأبعاد للكعبة، لأنه يحقق أفضل توازن بين القوة النسبية للناتج المطبوع وكفاءة استخدام الموارد.