TASK 11 PDS 7C - Simulasi Dalam Sistem Dinamik Oleh ADI MULIA

SIMULASI SISTEM DINAMIK

A.    Sejarah Sistem Dinamik

System dinamik merupakan suatu metode pemodelan yang diperkenalkan oleh Jay Forrester pada tahun 1950-an dan dikembangkan di Massachusetts Institute of Technology Amerika. Sesuai dengan namanya, penggunaan metode ini erat berhubungan dengan pertanyaan-pertanyaan tentang system dinamik yang kompleks, yaitu pola-pola tingkah laku yang dibangkitkan oleh sistem itu dengan bertambahnya waktu. Oleh karena itulah model-model dinamika sistem diklasifikasikan ke dalam model matematik kausal (theory-like).

Sistem Dinamik merupakan sebuah metodologi dan teknik pemodelan matematika untuk membingkai, memahami, dan mendiskusikan masalah yang kompleks. Awalnya dikembangkan pada tahun 1950 untuk membantu manajer perusahaan meningkatkan pemahaman mereka tentang proses-proses industri, system dinamik saat ini  digunakan di seluruh sektor publik dan swasta untuk perancangan dan analisa kebijakan.

B.     Defenisi Sistem Dinamik

Sistem dinamik adalah suatu metode yang digunakan untuk mendeskripsikan, memodelkan, dan mensimulasikan suatu sistem yang dinamik (dari waktu ke waktu terus berubah). Didalam sistem dinamik diajarkan bagaimana berpikir secara sistem. Artinya adalah dalam menyelesaikan suatu masalah tidak dilihat pada satu pokok bagian saja, tetapi dilihat semua pengaruhnya terhadap semua yang berhubungan dengan masalah tersebut.

Jay Forrester mendefinisikan Sistem dinamika adalah pendekatan untuk memahami perilaku sistem yang komplek dari waktu ke waktu. Ini berkaitan dengan umpan balik internal dan waktu tunda yang mempengaruhi perilaku seluruh sistem.

Selain itu Miftahol Arifin juga mendefinisikan Metode sistem dinamik adalah metode pendekatan eksperimental yang mendasari pengamatan kenyataan untuk memahami tingkah laku sistem.

C.    Struktur dan Hubungan dalam Model

Cirri-ciri system dinamik yaitu mencakup lintasan waktu dan sebuah mekanisme waktu (clock mechanism) menggerakkan waktu, sehingga variabel status berubah saat waktu berubah

Suatu model system dinamik dibentuk karena adanya hubungan sebab-akibat (causal) yang memengaruhi struktur di dalamnya baik secara langsung antar dua struktur, maupun akibat dari berbagai hubungan yang terjadi pada sejumlah struktur, hingga membentuk umpan-balik (causal loop). Struktur umpan-balik ini merupakan blok pembentuk model yang diungkapkan melalui lingkaran-lingkaran hubungan sebab-akibat dari variabel-variabel yang melingkar secara tertutup.

Ada 2 macam hubungan kausal, yaitu hubungan sebab-akibat positif dan hubungan sebab-akibat negatif. Ada 2 macam umpan-balik, yaitu umpan-balik positif (growth) dan umpan –balik negatif (goal seeking).

 

Gambar Causal Loop

D.    Tujuan Sistem Dinamik

1. Mengatasi permasalahan manajemen yang umum seperti fluktuasi inventori, ketidakstabilan tenaga kerja, penurunan pangsa pasar suatu perusahaan dan lain-lain.
2. Sebagai pendukung keputusan dalam merancang kebijakan-kebijakan yang efektif.
3. Untuk mengetahui perilaku sistem nyata yang kompleks.

E.     Karakteristik Sistem Dinamik

1. Menggunakan model simulasi dalam menyelesaikan suatu masalah.
2. Bentuk model diformulasikan secara matematis.
3. Perhitungan simulasi dilakukan secara bertahap dengan interval waktu satu tahun.
4. Bentuk bangun model dapat berupa diagram alir.
5. Sistem dinamik mempunyai struktur tertentu yang terdiri dari sejumlah loop-loop feedback yang saling berinteraksi dan masing-masing loop  memiliki satu atau lebih level.

F.     Langkah-Langkah Simulasi Sistem Dinamik

• Identifikasi masalah,
• Tentukan faktor-faktor yang dominan terhadap permasalahan,
• Menelusuri terbentuknya loop umpan balik dan interaksi antara loop satu dengan yang lainnya,
• Melakukan perhitungan simulasi,
• Menentukan validitas dari model yang dibuat,
• Menerapkan kebijaksaan tertentu dalam melakukan modifikasi terhadap model,
• Melakukan simulasi berikutnya dengan model yang mengalami perubahan,
• Menarik kesimpulan.

G.    Penggunaan Sistem Dinamik

1.    Menganalisis sistem ekonomi

2.    Menganalisis sistem perencanaan bisnis

3.    Menganalisis sistem biologis

4.    Menganalisis sistem ling;kungan

5.    Menganalisis sistem kesehatan

6.    Menganalisis sistem-sistem sosial yang lainnya.

H.    Software Pendukung Simulasi Sistem Dinamik

Pembuatan model dinamika sistem umumnya dilakukan dengan menggunakan perangkat lunak yang memang dirancang khusus. Perangkat lunak tersebut seperti Powersim, Vensim, Stella, dan Dynamo. Dengan perangkat lunak tersebut model dibuat secara grafis dengan simbol-simbol atas variabel dan hubungannya. Namun demikian tidak menutup kemungkinan sebuah perangkat lunak yang dapat mengolah operasi matematis jenis spreadsheet seperti Microsoft Excel atau Lotus juga bisa dimanfaatkan untuk kebutuhan pembuatan model system dinamik.

      1. Powersim

Pada pertengahan 1980-an penelitian yang disponsori pemerintah Norwegia yang bertujuan untuk meningkatkan kualitas pendidikan sekolah tinggi menggunakan model dinamika sistem. Proyek ini menghasilkan dalam pengembangan Musa, sistem berorientasi objek ditujukan terutama pada pengembangan game berbasis simulasi untuk pendidikan. Powersim kemudian dikembangkan sebagai lingkungan berbasis Windows untuk pengembangan model sistem dinamika yang juga memfasilitasi kemasan sebagai permainan interaktif atau lingkungan belajar.

      2. Vensim

Vensim adalah sebuah perangkat lunak simulasi yang dibuat oleh Ventana Systems, Inc ( Harvard , Massachusetts ). Tujuannya adalah untuk membantu perusahaan untuk menemukan solusi optimal untuk berbagai situasi yang membutuhkan analisis dan di mana itu diperlukan untuk mengetahui semua hasil yang mungkin dari implementasi masa depan atau keputusan.

Vensim mampu mensimulasikan perilaku dinamik dari sistem, yang tidak mungkin untuk menganalisis tanpa yang sesuai perangkat lunak simulasi , karena mereka tidak bisa ditebak karena banyak pengaruh, umpan balik dll Ini membantu dengan kausalitas loop identifikasi dan menemukan poin memanfaatkan .

        3. Stella

Awalnya diperkenalkan pada Macintosh pada tahun 1984, perangkat lunak Stella yang disediakan front end grafis berorientasi untuk pengembangan model sistem dinamika. Diagram stok dan aliran, digunakan dalam literatur dinamika sistem secara langsung didukung dengan serangkaian alat-alat yang mendukung pengembangan model. Menulis Persamaan dilakukan melalui kotak dialog diakses dari diagram saham dan aliran. IThink tersedia untuk komputer Macintosh dan Windows.

        4. Dinamo

Dynamo adalah sistem dinamika bahasa simulasi pertama, dan untuk waktu yang lama bahasa dan lapangan dianggap sinonim. Awalnya dikembangkan oleh Jack Pugh di MIT bahasa dibuat secara komersial tersedia dari Pugh-Roberts di awal 1960-an. Dynamo hari ini berjalan pada PC yang kompatibel di bawah Dos / Windows. Ini menyediakan lingkungan pengembangan berbasis persamaan untuk model dinamika sistem.

Q N A

Question :

1. Jelaskan fungsi simulasi dalam sistem dinamik !

2. Jelaskan definisi simulasi dalam sistem dinamik !

3. Apa hubungan simulasi dengan bahasa pemrograman ?

4. Jelaskan fungsi software dalam simulasi sistem dinamik !

5. Apa yang dimaksud dengan Stock Flow Diagram dalam sistem dinamik ?

6. Sebutkan software yang dipakai untuk model simulasi sistem dinamik !

7. Jelaskan apa yang dimaksud causal loop dan kegunaannya !

8. Jelaskan kelebihan dari Stock Flow Diagram !

9. Sebutkan 6 langkah proses dalam simulasi sistem dinamik !

10. Sebutkan dan jelaskan konteks dari komponen simulasi sistem dinamik !

Answer :

1. Analisis model sistem dinamis menggunakan analisis model simulasi. Simulasi sebagai teknik penunjang keputusan dalam pemodelan, misalnya pemecahan masalah bisnis secara ekonomis dan tepat menghadapi perhitungan rumit dan data yang banyak.

2. Menurut Eriyatno 1998 Simulasi adalah aktivitas di mana pengkaji dapat menarik kesimpulan tentang perilaku dari suatu sistem melalui penelaahan perilaku model yang selaras, di mana hubungan sebab akibatnya sama dengan atau seperti yang ada pada sistem sebenarnya.

3. Simulasi juga dilakukan dengan menggunakan bahasa program dalam beberapa software program komputer yang dirancang untuk kebutuhan simulasi seperti Dynamo, AutoMod II, ProModel, Simfactory II.5, Witness, XCELL+, -Powersim, Stella dan lain-lain.

4. Perangkat lunak dalam pemodelan sistem dinamik tersebut merupakan alat bantu yang dapat memudahkan pemodel dalam menerjemahkan bahasa causal loop diagram ke dalam stock flow diagram. 

5. Stock flow diagram harus dilengkapi dengan persamaan matematika dan nilai awal untuk aktivitas simulasi. Stock flow diagram sebagai konsep sentral dalam teori sistem dinamik. Stock adalah akumulasi atas pengumpulan dan karakteristik keadaan sistem dan pembangkit informasi di mana aksi keputusan didasarkan padanya. Stock digabungkan dengan rate atau flow sebagai aliran informasi, sehingga stock menjadi sumber ketidakseimbangan dinamis dalam sistem. 

6. Dua versi yang pouler dan open source adalah Ventana-Simulation (VENSIM) dan POWERSIM.  Dalam tulisan dan petunjuk pengembangan simulasi system dinamis ini yang digunakan adalah VENSIM. 

7. Causal Loop Diagram merupakan sebuah alat yang merepresentasikan tentang sturktur umpan balik. Variabel-variabel yang ada dalam Causal loop diagram atau CLD, dihubungkan dengan tanda panah yang dapat dipahami sebagai pengaruh sebab-akibat. Pada panah diberi tanda positif (+) dan tanda negatif (-) yang menunjukkan hubungan keterikaitan antara satu faktor dan faktor lain.

8.  Adapun Kelebihan dari stock flow diagram, diantaranya :

• Dapat membeda kan antara subsistem fisik dan sub sistem informasi.
• Dapat membedakan semua variabel yang di gunakan seperti rate, level, dan auxiliary menggunakan simbol yang beda.
• Mempunyai hubungan antar variabel dalam sebuah persaman matematis.
• Dapat mengidentifikasi delay.
• Fungsi-fungsi khusus yang digunkan dalam persamaan matematis dapat diperlihatkan secara jelas.

9.  Enam langkah tersebut yaitu sebagai berikut :

1. Menginvestigasi yang tidak diinginkan oleh perilaku sistem dan yang ingin dimengerti serta di perbaiki.
2. Memulai memformulasikan suatu model simulasi.
3. Cek logis dan perbaikan masalah
4. Mengidentifikasi alternatif policy option atau skenario dalam pengujian.
5. Mengimplementasi model simulasi. 
6. Mengimplementasi kebijakan yang baru.

10. konteks sistem dinamis memiliki tiga komponen utama, yaitu sebagai berikut :

• 1. Pengambilan keputusan

Pengambilan keputusan adalah suatu usaha untuk menyelesaikan masalah dan melakukan sesuatu.

• 2. Analisis sistem umpan balik

Analisis umpan balik ini berhubungan dengan penggunaan informasi secara tepat untuk mengambil keputusan tersebut.

• 3. Simulasi 

Simulasi dapat memberikan representasi kepada pengambil keputusan terhadap hasil dari keputusan di masa mendatang.

Artikel ini dibuat sebagai tugas kuliah sebagaimana yang tertuang dalam :

ONLINE LEARNING UHAMKA

Best Regards,

adi