Pertemuan 6 PDS : Langkah Dasar dan Contoh simulasi Antrian Oleh Syarif Hidayatulloh Wazir Putra

 Langkah Dasar dan Contoh Simulasi Antrian

Langkah-Langkah Dasar Simulasi

Ada beberapa langkah-langkah dasar dalam simulasi, yaitu:

1. Menetapkan karakteristik masukan.

• Biasanya dimodelkan sebagai distribusi probabilitas.

2. Menkonstruksi tabel simulasi.

• Spesifikasi masalah
• Biasanya terdiri dari sekumpulan masukkan dan lebih dari satu respon - pengulangan.

3. Membangkitkan nilai secara berulang untuk setiap masukkan dan mengevaluasi fungsi.

Contoh Tabel 

Gambar dibawah merupakan Tabel dari langkah dasar simulasi:

Contoh Simulasi Sistem Antrian

Sistem antrian terdiri dari:

1. Pemanggilan populasi (Calling population): Biasa tidak terbatas: jika sebuah unit keluar, tidak ada perubahan padaa laju ketibaan/kedatangan.
2. Kedatangan/ketiban: Terjadi secara acak.
3. Mekanisme pelayanan: Sebuah unit akan dilayani dalam panjang waktu yang acak berdasarkan suatu distribusi probabilitas.
4. Kapasitas sistem: Tidak ada batasan.
5. Disiplin antrian: Urutan layanan. misal: FIFO

Aliran Sistem Antrian

Aliran sistem antrian terdiri dari:

1. Kedatangan dan pelayan didefinisikan melalui distribusi probabilitas waktu antara kedatangan dan distribusi waktu pelayanan.
2. Laju pelayanan vs Laju kedatangan: tidak stabil atau ekplosif.
3. Keadaan: jumlah unit dalam sistem dan status dari pelayan.
4. Peristiwa: stimulan yang menyebabkan keadaan sistem berubah.
5. Clock simulasi: trace waktu simulasi.

Contoh Gambar dan Diagram

• Gambar dibawah merupakan Gambaran umum dari sistem antrian:

• Gambar dibawah merupakan Diagram aliran layanan yang telah selesai:

Tabel Sistem Antrian

• Gambar dibawah merupakan Aksi-aksi potensial saat kedatangan:

• Gambar dibawah merupakan Keluaran pelayan setelah layanan selesai:

Soal Pertanyaan dan Jawaban dari materi 1-5:

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 sebagai 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

11). Sebutkan langkah-langkah dasar dalam simulasi ?

Jawab:

Ada beberapa langkah-langkah dasar dalam simulasi, yaitu:

1. Menetapkan karakteristik masukan.

• Biasanya dimodelkan sebagai distribusi probabilitas.

2. Menkonstruksi tabel simulasi.

• Spesifikasi masalah
• Biasanya terdiri dari sekumpulan masukkan dan lebih dari satu respon - pengulangan.

3. Membangkitkan nilai secara berulang untuk setiap masukkan dan mengevaluasi fungsi.

12). Berilah contoh dari simulasi ?

Jawab:

Contoh simulasi dalam sistem antrian 

Sistem antrian terdiri dari:

1. Pemanggilan populasi (Calling population): Biasa tidak terbatas: jika sebuah unit keluar, tidak ada perubahan padaa laju ketibaan/kedatangan.
2. Kedatangan/ketiban: Terjadi secara acak.
3. Mekanisme pelayanan: Sebuah unit akan dilayani dalam panjang waktu yang acak berdasarkan suatu distribusi probabilitas.
4. Kapasitas sistem: Tidak ada batasan.
5. Disiplin antrian: Urutan layanan. misal: FIFO

13). Jelaskan contoh dari aliran sistem antrian ?

Jawab:

Aliran sistem antrian terdiri dari:

1. Kedatangan dan pelayan didefinisikan melalui distribusi probabilitas waktu antara kedatangan dan distribusi waktu pelayanan.
2. Laju pelayanan vs Laju kedatangan: tidak stabil atau ekplosif.
3. Keadaan: jumlah unit dalam sistem dan status dari pelayan.
4. Peristiwa: stimulan yang menyebabkan keadaan sistem berubah.
5. Clock simulasi: trace waktu simulasi.

14). Berilah contoh gambar dari sistem antrian ?

Jawab:

• Gambar dibawah merupakan Gambaran umum dari sistem antrian:

15). Sebutkan kelebihan dari simulasi ?

Jawab:

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.

16). Sebutkan kelemahan dari simulasi ?

Jawab:

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.

17). Jelaskan definisi sistem menurut Schmidt dan Taylor (1970) ?

Jawab:

Menurut Schmidt dan Taylor (1970) defini sistem adalah sebagai kumpulan satu kesatuan, seperti manusia dan mesin yang aktif dan berinteraksi bersama-sama untuk mendapatkan penyelesaian akhir pokok pikiran.

    Secara sederhana sistem dapat diartikan sebagai sekumpulan objek yang dihubungkan satu sama lain melalui beberapa interaksi reguler atau secara bebas untuk mencapai suatu tujuan.

18). Sebutkan klasifikasi model dalam simulasi ?

Jawab:

Dalam Klasifikasi Model dalam Simulasi dibagi menjadi 3 bagian, yaitu:

1. Model Simulasi Statik vs Dinamik
2. Model Simulasi Deterministik vs Stokastik
3. Model Simulasi Kontinyu vs Diskrit

19). Sebutkan beberapa kondisi yang membutuhkan simulasi ?

Jawab:

1. Mempelajari interaksi internal (sub)-sistem yang kompleks.
2. Mengamati sifat model dan hasil keluaran akibat perubahan lingkungan luar atau variabel internal.
3. Meningkatkan kinerja sistem melalui pembangunan/pembentukan model.
4. Eksperimen desain dan aturan baru sebelum diimplementasikan.
5. Memahami dan memverifikasikan solusi analitik.
6. Mengidentifikasi dan menetapkan persyaratan-persyaratan.
7. Alat bantu pelatihan dan pembelajaran dengan biaya lebih rendah.
8. Visualisasi operasi melalui anuimasi.
9. Masalahnya sulit, memakan waktu atau tidak mungkin diselesaikan melalui metode analitik atau numerik konvensional.

20). Apa saja untuk membangun sebuah model ?

Jawab:

Pembangunan Model

        Proses iteratif yang mengandung tiga langkah utama: 

            1. Observasi sistem rill dan interaksi komponen dan pengumpulan data.

• Domain pengetahuan tertentu
• Stakeholders: operator, teknisi, engineers

            2. Konstruksi model konseptual.

• Asumsi dan hipotesa komponen dan nilai-nilai parameter
• Struktur sistem

            3. Penerjemahan model operasional ke bentuk yang dikenal oleh komputer.

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