TASK 5 PDS7C - STUDI SIMULASI DAN PEMODELAN DALAM SEBUAH SISTEM OLEH ADI MULIA

 STUDI SIMULASI

Simulasi adalah program (software) komputer yang berfungsi untuk menirukan perilaku sistem nyata (realitas) tertentu. Tujuan simulasi antara lain untuk pelatihan (training), studi perilaku sistem (behaviour) dan hiburan / permainan (game). Beberapa contoh simulasi komputer, antara lain : simulasi terbang (flight simulation), simulasi sistem ekonomi makro, simulasi sistem perbankan, simulasi antrian layanan bank (service queue), simulasi game strategi pemasaran (market game), simulasi perang (war game simulation), simulasi mobil (car simulation), simulasi tenaga listrik (power plan simulation), simulasi tata kota (sim city). Simulasi waktu nyata (real time) merupakan bagian dari ilmu informatika (teknologi informasi) yang sedang berkembang sangat pesat.

 

Pemodelan dan Simulasi Komputer

Studi informatika yang mendukung simulasi komputer, antara lain : pemodelan dan simulasi, teori sistem, rekayasa perangkat lunak dan grafik animasi komputer. Proses tahapan dalam mengembangkan simulasi komputer adalah sebagai berikut :

a.  Memahami sistem yang akan disimulasikan

b.  Mengembangkan model matematika dari sistem

c.  Mengembangkan model matematika untuk simulasi

d.  Membuat program (software) komputer

e.  Menguji, memverifikasi dan memvalidasi keluaran simulasi

f.  Mengeksekusi program simulasi untuk tujuan tertentu.

Beberapa Contoh Simulasi Komputer

·       Simulasi Terbang (Flight Simulation)

        Peralatan simulator secara umum terdiri dari bagian-bagian berikut : sistem komputer (computer system), sistem gambar (visual system), sistem penampil (display system), sistem gerak (motion system), sistem suara (sound system), sistem rasa (feel system), sistem instruktur (instructor operation station), sistem antarmuka (interface system).

·       Simulasi Sistem Ekonomi Makro

        Sistem ekonomi makro suatu negara dapat disimulasikan sebagai model persamaan linear variabel keadaan waktu diskret : x(k + 1) = Ax(k) + Bu(k) dan y(k) = Cx(k) + Du(k). Dimana variabel keadaan (state variable) x(k) pada tahun ke k adalah : belanja konsumtif dan investasi bisnis swasta. Masukan (input) u(k) adalah : pajak dan belanja negara, sedangkan keluaran (output) y(k) adalah : pendapatan nasional.

·       Permainan (Game) Komputer

                Permainan (game) komputer merupakan salah satu jenis simulasi komputer. Beberapa tipe game komputer antara lain : permainan strategi (strategic game), permainan ketrampilan tangan dan mata, permainan tantangan (adventure game). Permainan strategi (strategic game) merupakan permainan papan (board), kartu (card) atau permainan yang dimainkan pada suatu grid (biasanya imajiner), dimana kemenangan dihitung berdasarkan aturan tertentu. Contoh : permainan olah yudha (war game), catur (chess), bridge, go-moku, command and conquer generals. Permainan ketrampilan tangan dan mata adalah permainan yang melibatkan kecepatan dan koordinasi antara ketrampilan tangan dan mata manusia terhadap mesin komputer, umumnya menggunakan tampilan (screen display) resolusi tinggi. 

Contoh lain dari model dan simulasi :

• Pengaturan traffic light. 

• Pengaturan persedian bahan baku produksi. 

• Strategi militer. 

• Monitoring tekanan jaringan pipa gas. 

• Simulasi pilot pesawat.

• Prediksi pergerakan mata uang, dan stock

• Dll.

Gambar skema alur simulasi dan permodelan

Verifikasi dan Validasi 

• Langkah terpenting dalam studi simulasi: validasi. 

• Verifikasi: pengecekan apakah program bekerja dengan baik.

     – Apakah model diprogram secara benar (input parameters dan logical structure)? 

• Validasi: Proses pengujian thd model apakah model yang dibuat sudah sesuai dengan sistem nyatanya.

Validasi 

• Perbandingan rata-rata (mean comparison): 

dianggap valid bila E ≤ 5%. 

dimana: 

S = nilai rata-rata hasil simulasi.  

A = nilai rata-rata data aktual. 

• Perbandingan variasi amplitudo: 

dimana,

Ss = standard deviasi model 

Sa = standard deviasi historis yang tersedia.

Pentingnya Verifikasi dan Validasi Model (lanjutan)

1. Verifikasi Model adalah proses menentukan apakah model simulasi merefleksikan model konseptual dengan tepat.
2. Validasi Model adalah proses menentukan apakah model konseptual mereflesikan system yang nyata dengan tepat.

Question :

1. Apa yang dimaksud dengan simulasi?

2. Apa yang dimaksud dengan model?

3. Apa saja yang termasuk kategori dari sistem?

4. Apa saja yang termasuk model dan contoh dari sistem?

5. Jelaskan konsep dari simulasi secara singkat !

6. Sebtukan dan jelaskan komponen dari sistem !

7. Sebutkan manfaat dari simulasi !

8. Sebutkan minimal 5 langkah awal dalam studi simulasi dan pemodelan !

9. Jelaskan apa yang dimaksud formulasi masalah !

10. Sebutkan kelemahan dari simulasi !

Answer :

1. Simulasi merupakan teknik menirukan atau memperagakan kegiatan berbagai macam  proses atau fasilitas yang ada di dunia nyata.  Fasilitas atau proses tersebut disebut dengan sistem, peniruan operasi, menurut waktu, sebuah proses atau sistem dunia nyata. Dapat dilakukan secara manual maupun dengan bantuan komputer.

2. Model merupakan suatu representasi sederhana dari sebuah sistem (atau proses atau teori), bukan sistem itu sendiri. 

3. Kategori Sistem, Ada berbagai tipe sistem berdasarkan kategori:

        1. Atas dasar keterbukaan:

• Sistem terbuka, di mana pihak luar dapat mempengaruhinya.
• Sistem tertutup.

        2. Atas dasar komponen:

• Sistem fisik, dengan komponen materi dan energi.
• Sistem non-fisik atau konsep, berisikan ide-ide.

4. Model Statis :

yang berhubungan dengan keadaan sistem pada suatu saat tidak mempertimbangkan perubahan waktu, biasa hanya melibatkan pembangkitan bil.random untuk simulasi.

Contoh :

penganggaran keuangan univ., penentuan jumlah persediaan gudang, dsb.

Model Dinamis :

yang berkaitan dgn keadaan sistem pada waktu berkelanjutan, mengandung proses perubahan setiap saat akbiat suatu aktivitas.

Contoh :

Simulasi layangan perbankan yang buka dari jam

5. Konsep Simulasi, yakni :

• Alat bantu untuk memahami masalah yang akan dipecahkan
• Dirancang untuk membantu pemecahan masalah yang berhubungan dgn sistem yang dioperasikan secara alamiah 

   6. Komponen Sistem , terdiri dari :

1. Blok Masukan Input mewakili data yang masuk ke dalam sistem informasi. Input termasuk metodemetode dan media untuk menangkap data yang akan di masukkan, yang dapat berupa dokumen-dokumen dasar.
2. Blok Model Blok ini terdiri dari kombinasi prosedur, logika dan model metematok yang akan memanipulasi data input dan data yang tersimpan di basis data dengan cara yang sudah tertentu menghasilkan keluaran yang diinginkan.
3. Blok Keluaran Produk dari sistem informasi adalah keluaran yang merupakan informasi yang berkualitas dan dokumentasi yang berguna untuk semua tingkatan manajemen serta semua pemakai sistem.
4. Blok Teknologi Teknologi digunakan untuk menerima input, menjalankan model, menyimpan, mengakses data, menghasilkan dan mengirimkan keluaran, serta membantu pengendalian dari sistem secara keseluruhan (humanware atau brainware)
5. Blok Basis Data Basis data (database) merupakan kumpulan dari data yang saling berhubungan satu dengan yang lainnya, tersimpan di perangkat keras komputer dan digunakan perangkat lunak untuk memanipulasinya. Basis data diakses atau dimanipulasi dengan menggunakan perangkat lunak paket yang disebut DBMS (Database Management System).
6. Kendali Pengendalian perlu dirancang dan diterapkan untuk meyakinkan bahwa hal-hal yang dapat merusak sistem dapat dicegah bila terlanjur terjadi kesalahankesalahan dapat langsung cepat diatasi.

7.  Adapun Manfaat dari simulasi, yakni sebagai berikut :

• Mengurangi biaya, waktu, tenaga dan tidak merusak
• Mampu memberikan kapabilitas & akurasi dari penilaian performance pada sistem yang kompleks
• Keunggulan sebagai alat pengambil keputusan
• Kebebasan pda perencana sistem yang tak terbatas untuk mencoba berbagai gagasan, demi peningkatan hasil, minimasi resiko-waktu, sifat destruktif

 8. 5 Langkah awal dalam studi simulasi dan pemodelan :

1. Formulasi masalah
2. Penetapan tujuan dan rencana proyek dengan pendekatan yang digunakan untuk menyelesaikan masalah.
3. Konseptualisasi model: membangun model yang masuk akal.
4. Pengumpulan data: mengumpulkan data yang diperlukan untuk merun simulasi (seperti laju ketibaan, proses ketibaan, displin layanan, laju pelayanan dsb.).
5. Penerjemahan Model: konversi model suatu bahas pemrograman.

9. Formulasi masalah :

– mengidentifikasikan maslah yang akan diselesaikan

– mendeskripsikan operasi sistim dalam term-term obyek dan aktivitas  dalam suatau layout

– mengidentifikasi sistem dalam term-term variabel input (eksogen), dan output (endogen)

– mengkatagorikan variabel input sebagi decision (controllable) dan parameters (uncontrollable)

 – mendefinisikan pengukuran kinerja sistim (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 interface-nya.

10. Adapun Kelemahan dari simulasi, yakni sebagai berikut:

1. Setiap 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.

Artikel ini dibuat sebagai tugas kuliah sebagaimana yang tertuang dalam :

ONLINE LEARNING UHAMKA

Best Regards,

adi