Pertemuan 5 PDS : Studi Simulasi dan Pemodelan dalam Sebuah Sistem Oleh Syarif Hidayatulloh Wazir Putra

Studi Simulasi dan Pemodelan Dalam Sebuah Sistem

 Langkah-langkah Studi Simulasi

Penjelasan

1). Formulasi Masalah

• Mengidentifikasikan masalah yang akan diselesaikan.
• Mendeskripsikan operasi sistem dalam term-term obyek dan aktivitas dalam suatu layout.
• Mengidentifikasikan sistem dalam term-term variabel input (eksogen) dan output (endogen).
• Mengkategorikan variabel input sebagai decision (controllable) dan parameters (uncontrollable).
• Mendefinisikan pengukuran kinerja sistem (sebagai fungsi dari variabel endogen) dan fungsi obyek (kombinasi beberapa pengukuran).
• Mengembangkan struktur model awal (preliminary).
• Mengembangkan struktur mode lebih rinci yang mengidentifikasi seluruh obyek berikut atribut dan interfacenya.

2). Penetapan Tujuan dan Rencana Proyek

        Pendekatan yang digunakan untuk menyelesaikan masalah.

3). Konseptualisasi Model

        Membangun model yang masuk akal.

• Memahami sistem
• Pendekatan proses (atau pendekatan aliran fisik (physical flow approach)) didasarkan pada tracking flow dari entitas-entitas keseluruhan sistem berikut titik pemrosesan dan aturan keputusan percabangan.
• Pendekatan peristiwa (event) atau pendekatan perubahan keadaan (state change approach) didasarkan pada definisi variabel keadaan internal dan event sistem yang mengubahnya, diikuti oleh deskripsi operasi sistem ketika suatu event terjadi.
• Konstruksi model 
• Definisi obyek, atribut, metode 
• Flowchart metode yang relevan 
• Pemilihan bahas implementasi  
• Penggunaan random variates dan statistik kinerja
• Coding dan debugging

4). Pengumpulan Data

    Mengumpulkan data yang diperlukan untuk merun simualsi (seperti laju ketiban, proses ketiban, disiplin layanan, laju pelayanan).

• Observasi langsung dan perekaman manual variabel yang diseleksi (selected)
• Time-stamping untuk mentrack aliran suatu entitas keseluruhan sistem
• Menyeleksi suatu format data yang dapat diproses oleh komputer
• Analisis statistik untuk menetapkan distribusi dan parameter data acak
• Memutuskan data mana yang dipandang sebagai acak dan yang mana diasumsikan deterministik

5). Penerjemahan Model

        Konversi modeel ke dalam suatu bahasa pemrograman.

6). Verifikasi

        Verifikasi model melalui pengecekan apakah program bekerja dengan baik.

7). Validasi

        Check apakah sistem merepresentasi sistem riil secara akurat.

8). Desain Eksperimen

        Berapa banyak runs? 

        Untuk berapa lama? 

        Jenis variasi masukannya seperti apa?

• Evaluasi statistik output untuk menetapkan beberapa level presisi yang diterima dari pengukuran kinerja
• Analisis termisi digunakan jika interval waktu riil tertentu akan disimulasikan 
• Steady state analysis digunakan jika obyek of interest merupakan rata-rata log-term

9). Produksi Runs dan Analisis

        Running aktual simulasi, mengumpulkan dan menganalisis keluaran.

10). Jalankan Lagi (More runs) ?

        Mengulangi eksperimen jika perlu.

11). Dokumentasi dan Pelaporan

        Dokumen dan laporan hasil.

12). Implementasi

        Terapkan pada sekala dunia nyata.

Kelebihan Simulasi

1. Sebagian besar sistem riil dengan elemen-elemen stokastik tidak dapat dideskripsikan secara akurat dengan model matematik yang dievaluasi secara analitik. Dengan demikian simulasi seringkali merupakan satu-satunya cara.
2. Simulasi memungkinkan estimasi kerja sistem yang ada dengan beberapa kondisi operasi yang berbeda.
3. Rancangan-rancangan sistem alternatif yang diajunjurkan dapat dibangdingkan via simulasi untuk mendapatkan yang terbaik.
4. Pada simulasi bisa dipertahankam kontrol yang lebih baik terhadap kondisi eksperimen.
5. Simulasi memungkinkan studi sistem dengan kerangka waktu lama dalam waktu yang lebih singkat, atau mempelajari cara kerja rinci dalam waktu yang diperpanjang.

Kelemahan Simulasi

1. Seriap langkah percobaan model simulasi stokastik hanya menghasilkan estimasi dari karakteristik sistem yang sebenarnya untuk parameter input tertentu. Model analitik lebih valid.
2. Model simulasi seringkali mahal dan makan waktu lama untuk dikembangkan.
3. Output dalam jumlah besar yang dihasilkan dari simulasi biasanya tampak meyakinkan, padahal belum tentu modelnya valid.

Jebakan Simulasi

1. Gagal mengidentifikasi tujuan secara jelas
2. Desain dan analisis eksperimen simulasi tidak memadai
3. Pendidikan dan pelatihan yang tidak memadai

Fitur-Fitur Software Simulasi yang Dibutuhkan

1. Memabangkitkan bilangan random dari distribusi probabilitas U(0,1)
2. Membangkitkan nilai-nilai random dari distribusi probabilitas tertentu, mis : eksponensial
3. Memajukan waktu simulasi
4. Menentukan event berikutnya dari daftar event dan memberikan kontrol ke blok kode yang benar
5. Menambah atau menghappus record pada list
6. Mengumpulkan dan menganalisa data
7. Melaporkan hasil
8. Mendeteksi kondisi error

Soal Pertanyaan dan Jawaban dari materi 1-4:

1). Jelaskan pengertian dari simulasi ?

Jawab:

Simulasi dapat diartikan sebagai  teknik menirukan atau memperagakan kegiatan berbagai macam proses atau fasilitas yang ada di dunia nyata. Fasilitas atau proses tersebut disebut dengan sistem, yang mana didalam  keilmuan digunakan untuk membuat asumsi-asumsi bagaimana sistem tersebut bekerja.

2). Sebutkan permasalah utama yang menjadi alat bermanfaat dari simulasi ?

Jawab:

• Perancangan dan analisis sistem manufaktur.
• Evaluasi sistem persenjataan militer atau persyaratan militer lainnya.
• Penentuan persyaratan hardware atau protokol untuk jaringan komunikasi.
• Penentuan persyaratan hardware atau software untuk sistem komputer.
• Perancangan dan operasional sistem tranportasi seperti bandara udara, jalan tol, pelabuhan laut dan jalan bawah tanah.
• Analisis keuangan atau sistem ekonomi.

3). Jelaskan pengertian dari pemodelan ?

Jawab:

Pemodelan adalah suatu representasi sederhana dari sebuah sistem (atau proses atau teori), bukan sistem itu sendiri.

4). Sebutkan tipe-tipe model ?

Jawab:

• Fisik : Model rumah, Model jembatan
• Matematis (symbolic) : E = mc

5). Sebutkan kondisi yang tidak membutuhkan simulasi ?

Jawab:

1. Jika masalah dapat diselesaikan dengan metode sederhana.
2. Jika masalah dapat diselesaikan secara analitik.
3. Jika eksperimen langsung lebih mudah dilakukan.
4. Jika biaya simulasi dianggap terlalu mahal.
5. Jika sumber daya atau waktu tidak tersedia.
6. Jika tidak ada data yang tersedia.
7. Jika verifikasi dan validasi tidak dapat dilakukan.
8. Jika daya melebihi kapasitas.
9. Jikas sistem terlalu fokus kompleks atau tidak dapat didefinisikan.

6). Jelaskan definis sistem menurut schmidt dan taylor (1970) ?

Jawab:

Sistem adalah seagai kumpulan satu kesatuan, seperti manusia dan mesin yang aktif dan berinteraksi bersama-sama untuk mendapatkan penyelesaian akhir pokok pikiran.

7). Sebutkan komponen-komponen dari sistem ?

Jawab:

• Entitas
• Atribut
• Aktivitas
• Keadaan Sistem
• Peristiwa

8). Sebutkan dan jelaskan dari kategori sistem ?

Jawab:

Ada 2 kategori sistem, yaitu:

• Sistem  Diskrit : Variabel-variabel keadaan hanya berubah pada set titik waktu yang diskrit. Contoh : Jumlah customer yang menunggu diantrian.
• Sistem Kontinyu : Variabel-variabel berubah secara kontinyu menurut waktu. Contoh : Arus listrik.

9). Sebutkan langkah-langkah dari studi simulasi ?

Jawab:

1. Formulasi Masalah
2. Penetapan Tujuan dan Rencana Proyek
3. Konseptualisasi Model
4. Pengumpulan Data
5. Penerjemah Model
6. Verifikasi
7. Validasi 
8. Desain Eksperimen
9. Produkasi Runs dan Analisis
10. Jalanlan Lagi (More runs) ?
11. Dokumentasi dan Pelaporan
12. Implementasi

10). Sebutkan fitur-fitur software yang dibutuhkan simulasi ?

Jawab:

• Membangkitkan bilangan random dari distribusi probabilitas
• Membangkitkan nilai-nilai random dari distribusi probabilitas tertentu, misalkan: eksponensiall
• Memajukan waktu simulasi
• Menentukan event berikutnya dari daftar event dan memberikan kontrol ke blok kode yang bener
• Menambah atau menghapus record pada list
• Mengumpulkan dan menganalisa data
• Melaporkan hasil
• Mendeteksi kondisi error

Artikel ini dibuat sebagai tugas kuliah  sebagaimana yang tertuang dalam Online Learning Uhamka