Merri syafwardi, hapzi ali, sistem pakar dan eis, ut batam, 2018
model simulasi sistem informasi pada yang merupakan program komputer
1. SILABUS PERKULIAHAN
• Pengenalan Model & Simulasi
• Konsep Model
• Hubungan Sistem, Model, dan Simulasi
• Teknik Simulasi Bilangan Random
• Metode Monte Carlo
• Sistem dan Lingkungan Sistem
• Simulasi Sistem Antrian
• Probabilitas
3. Model & Simulasi
Simulasi adalah program (software) komputer
yang berfungsi untuk menirukan prilaku sistem nyata
(realitas) tertentu.Tujuan dari simulasi antara lain
adalah untuk pelatihan (training), studi prilaku sistem
(behaviour), dan hiburan/permainan (game).
Permodelan dan simulasi merupakan salah satu alat
yang sering digunakan oleh manajemen dalam
mempelajari atau menganalisis prilaku kerja dari
prilaku sistem atau proses.
4. Matematika Diskrit,
Probabilitas dan Statistik
Persamaan Differensial dan
Integral
Fisika Dasar, Ekonomi,
Sosial
Struktur Data dan
Algoritma
Bahasa Komputer, Pascal,
C
Jaringan Komputer
Sistem Informasi
Manajemen
Rekayasa Perangkat Lunak
Sistem Waktu-Nyata
(Real Teme)
Grafik dan Animasi
Komputer
Permodelan
dan
Simulasi
5. Tujuan Model & Simulasi
Secara umum ada tiga (3) tujuan dari permodelan
dan simulasi adalah :
Untuk pelatihan (Training)
Studi prilaku sistem (Behaviour)
Hiburan/Permainan (Game)
6. Dalam pandangan sistem, permodelan dan simulasi
dapat digunakan untuk tujuan berikut:
a) Studi prilaku sistem kompleks, yaitu sistem dimana
suatu solusi analitik tidak dapat dilakukan.
b) Membandingkan alternatif rancangan untuk suatu
sistem yang tidak ada atau belum ada.
c) Studi pengaruh perubahan terhadap sistem yang ada
dengan tanpa merubah sistem.
d) Memperkuat atau menverifikasi suatu solusi analitik.
Simulasi tidak digunakan jika asumsi model adalah
sederhana sedemikian rupa sehingga metode
matematika dapat digunakan untuk mendapatkan
jawaban eksak (solusi analitik)
7. Keuntungan & Kerugian Simulasi
Beberapa keuntungan simulasi adalah sebagai berikut:
• Simulasi mengizinkan keluwesan besar dalam
permodelan sistem komplek, sehingga model simulasi
yang didapat sangat valid.
• Mudah membandingkan berbagai alternatif.
• Kendali kondisi eksperimental.
• Dapat mempelajari sistem dengan bingkai waktu yang
sangat panjang.
8. Beberapa kerugian simulasi adalah sebagai berikut:
Simulasi hanya menghasilkan dugaan.
Model simulasi dapat menjadi mahal untuk
pengembangan.
Simulasi umumnya menghasilkan volume besar
keluaran sehingga perlu untuk meringkaskan sesuai
analisis statistik.
Tingkat rincian yang tidak sesuai pada awalnya.
Analisis dan rancangan yang tidak sesuai dari
eksperimen simulasi.
Pendidikan dan latihan yang tidak sesuai.
9. Bagian-bagian Utama Suatu Simulator
Bagian-bagian utama suatu peralatan simulasi
(simulator) secara umum terdiri dari perangkat keras
sebagai berikut : Sistem komputer (host computer),
sistem gambar (visual system), sistem gerak (motion
system), sistem suara (aural cue system), sistem
antarmuka (interface system), sistem infrastruktur
(instructor operation station).
10. Beberapa Contoh Simulasi Dalam Praktik
Beberapa contoh simulasi komputer, antara
lain : simulasi pelayaran, simulasi terbang (flight
simulation), simulasi sistem ekonomi makro,
simulasi sistem perbankkan, simulasi antrian
layanan bank, simulasi game strategi pemasaran,
simulasi perang, simulasi mobil, simulasi tenaga
listrik, simulasi tata kota, dll.
Beberapa aplikasi simulasi dalam praktik, antara
lain :
11. a) Perancangan dan aplikasi unjuk kerja sistem komputer,
menentukan kebutuhan perangkat keras atau protokol
untuk jaringan komunikasi.
b) Perancangan dan analisa sistem manufaktur. Operasi
jalur produksi.
c) Evaluasi rancangan untuk organisasi layanan. Studi call
center, restoran cepat saji, rumah sakit dan kantor pos.
d) Evaluasi sistem senjata militer atau kebutuhan logistik.
e) Perancangan dan operasi sistem transportasi.
f) Analisa sistem ekonomi atau finansial
g) Pelatihan seorang pilot atau pengemudi baru.
h) Permainan untuk hiburan anak-anak atau orang dewasa.
12. Beberapa peralatan simulasi yang ada di Indonesia:
Simulasi pesawat terbang CN235 milik PT. Merpati
Nusantara di Surabaya: Untuk melatih keterampilan pilot
Merpati, baik pada kondisi normal maupun darurat.
Simulasi pesawat terbang N250 milik PT. Dirgantara
Indonesia di Bandung : Untuk melatih pilot, menambah
kepercayaan dalam terbang perdana pesawat N250.
Simulasi pesawat terbang Boeing 747 milik PT. Garuda
Indonesia di Jakarta : Untuk melatih keterampilan pilot
garuda, baik pada kondisi normal maupun darurat.
Simulasi Helikopter Nbell 412 milik TNI AD di Semarang
: Untuk melatih keterampilan pilot helikopter TNI AD,
baik pada kondisi normal maupun darurat.
Simulasi pesawat tempur F16 milik TNI AU di Madiun :
Untuk melatih keterampilan Pilot TNI AU, baik pada
kondisi normal maupun darurat.
13. Simulasi tempur (perang) milik Kodiklat TNI AD di Bandung
: Untuk melatih keterampilan personil TNI AD dalam
mengambil keputusan taktis dalam operasi tempur.
Simulasi tenaga listrik milik PT. PLN di Surabaya Banten :
Untuk melatih keterampilan karyawan PLN dalam
mengendalikan pembangkitan dan beban sistem tenaga
listrik.
Simulasi permainan Robocop didunia fantasi : Untuk hiburan
Simulasi kapal laut, milik sekolah pelayaran di jakarta : Untuk
melatih siswa pelayaran dalam praktek mengemudikan kapal
laut.
Simulasi ATC (Air Traffic Control) milik sekolah penerbang di
Curug Tangerang : Untuk melatih siswa sekolah penerbang
dalam praktek mengendalikan sistem lalu lintas udara pada
suatu bandara tertentu.
Dll
14. Sistem & Lingkungan Sistem
Kemampuan analisa sistem kunci keberhasilan dari
implementasi model
Konsep Sistem
Sistem menjadi bagian yang harus dihadapi manusia sejak
diciptakan : sistem tata surya, sistem bumi, sistem alam, dsb.
s/d saat ini sistem menjadi bagian yang tidak terpisahkan untuk
mencapai kemajuan strata berpikir & strata pelaksanaannya
Komputer dibuat sesuai tatacara & kaidah kerja otak manusia : ada
tempat simpan data, ada proses pengolahan data, dsb
Telaah manusia terhadap persoalan pemikiran ke-sistem-an
Pemikiran ini sejak 1940 system thinking
Penelitian operasional, management science atau analisa sistem
telah menggunakan pemikiran ke-sistem-an ini
Interaksi antar bagian sistem sering dinyatakan dlm terminologi
kuantitatif ekspresi matematika
15. Sistem & Lingkungan Sistem
Konsep Sistem (2)
Ekspresi matematika sangat membantu analis untuk mendalami
persoalan yang kompleks solusi / kompromi terbaik jawaban
pertanyaan
3 kemampuan kodrat manusia :
1. Kecerdasan menemukan solusi, derajat berbeda-2
2. Persepsi thdp masalah bersama dgn kecerdasan mampu
menganalisa & memecahkan masalah
3. Falsafah hidup pengaruh terhadap keputusan yang berbeda
dalam persoalan yang sama
Manusia memiliki kelebihan dibanding makhluk lain
Kompleksitas masalah tidak cukup sifat & sikap naluriah, tetapi
perlu telaah mendalam agar tepat
16. Sistem & Lingkungan Sistem
Mengapa Perlu Pemikiran Sistem
Metode analisis tradisional tidak bertambah
penyelesaian solusinya, karena :
Meningkatnya kompleksitas masalah perlu
koordinasi dgn baik
Kebutuhan akan efisiensi & efektivitas lama
penyelesaian
Sering intuitif & tidak terencana salah sasaran
17. Sistem & Lingkungan Sistem
Apa Itu Sistem
Sekumpulan objek yang tergabung dalam suatu interaksi atau
kesalingtergantungan (interpedensi) yang teratur.
Manusia terus berada dlm sistem transportasi, sistem kesehatan,
sistem produksi, sistem distribusi, dll
Sistem keluarga memiliki elemen : suami, istri, anak, mertua,
pembantu, dsb.
Elemen perlu saling interaksi untuk mencapai tujuan
Contoh sistem : sistem lalulintas, sistem politik, sistem ekonomi,
sistem manufaktur, sistem layanan, dsb.
Pemodel perlu pengetahuan yang cukup terhadap sistem yang akan
ditelaah
Analis hanya bisa mempelajari perilaku dari sistem, tetapi tidak
memodelkan bagian dari sistem itu
Model yang baik, bukan semata mengambil semua bagian sistem
Tetapi perlu menelaah, mengkaji, membuat prediktif dari kejadian
yang mungkin
18. Sistem & Lingkungan Sistem
4 Ciri Sistem
Adanya sekumpulan elemen
Adanya interaksi di antara elemen tersebut
Mempunyai tujuan yang hendak dicapai
Situsi dan kondisi yang kompleks
Beberapa definisi sistem yang ada tetap berada dalam lingkup
point-point di atas
Blanchard (2000) : sekumpulan elemen-2 yang mempunyai fungsi
bersama untuk mencapai suatu tujuan
Law (2004) : sekelompok komponen yang beroperasi secara bersama-2
untuk mencapai tujuan tertentu atau sekumpulan entitas yang
bertindak dan berinteraksi bersama-2 untuk memenuhi suatu tujuan
akhir yang logis
UPI YPTK - Padang
19. Elemen dari Sistem
a. Entitas & Atribut
Entitas : item-item yang akan diproses oleh sistem
Proses bisa benda konkrit, maupun abstrak
Karakteristik khas : biaya, bentuk, prioritas, kualitas &
kondisi
Atribut : segala sesuatu yang menjadi properti dari
entitas
Misal : kasir (entitas), skill kasir (atribut)
Bentuk-bentuk Entitas : Bernyawa, tidak bernyawa,
tidak dapat diraba (abstrak)
20. b. Aktivitas & Delay
Aktivitas : kejadian yang dilakukan sistem baik
langsung/tidak dlm memproses entitas
Contoh aktivitas : melayani pelanggan, dsb
Delay : keadaan dimana durasi proses tidak diketahui
Contoh delay : menunggu untuk dilayani di dalam suatu
sistem antrian, menunggu diproses pada manufaktur
Delay akan terlihat pada saat melihat kesimpulan dari
proses yang berlangsung
Aktivitas merupakan bagian dari perencanaan model
21. c. Sumber Daya & Kontrol
Sumber daya : segala sesuatu yang dapat membantu aktivitas
Contoh sumberdaya : fasilitas pendukung, peralatan,
personel, dsb
Karakteristik : kapasitas, kecepatan, waktu siklus, reliabilitas
Kategori : manusia/bernyawa (operator, dokter, perawat,
dsb.), tidak bernyawa (peralatan, lantai produksi, dsb.), tidak
dapat diraba (informasi, tenaga elektrik, dsb.)
Kontrol mengatur bagaimana, kapan dan dimana aktivitas
dilaksanakan
Pada tingkat tinggi penjadwalan, perencanaan dan
kebijaksanaan
Pada tingkat rendah pengendalian dlm bentuk prosedur
tertulis dan logika
Pada semua level pengendalian menyediakan informasi &
logika keputusan bagaimana sistem dioperasikan
22. Ukuran Kinerja Sistem
Aliran Waktu
Utilisasi (Pemanfaatan/penggunaan)
Nilai Waktu
Waktu Tunggu
Rata-rata Aliran
Tingkat Antrian
Produksi
Variansi
23. Variabel-Variabel Sistem
Variabel Keputusan :
Variabel yang independent / tdk tergantung
Perubahan nilai akan memberi efek perilaku dari sistem
Variabel Respon :
Mengukur performansi dari sistem untuk memberikan
respon pada variabel keputusan tertentu
Contohnya : jumlah entitas yang diproses untuk waktu
tertentu, rata-rata penggunaan sumberdaya
Pada simulasi, merupakan variabel yang dependen /
tergantung pada nilai dari variabel independen
Eksperimen tidak dapat memanipulasi variabel
dependen / variabel keputusan
24. Variabel-Variabel Sistem
Variabel State
Variabel yang menandai status dari sistem pada saat
tertentu
Merupakan variabel dependen seperti variabel respon
dimana tergantung pada variabel independen
Sering tidak diketahui pada saat percobaan, sehingga
tidak dapat langsung dikontrol seperti pada variabel
keputusan
Pendekatan sistem berkaitan dengan bagaimana
masing-2 unsur berhubungan satu dengan lainnya
menjadi 1 kesatuan pendekatan “integratif “
desain sistem
25. Variabel-Variabel Sistem
UPI YPTK - Padang
Sistem Entitas Sumber Atribut Aktivitas Kontrol Kejadian
ATM Nasabah Mesin
ATM
Jumlah
uang
yang
diambil
Pengeluara
n uang
Status
mesin
(rusak,
sibuk) atau
panjang
antrian
Kedatang-
an &
keluarnya
Nasabah
SPBU Pelanggan
(kendaraan)
Tangki
Minyak
Jumlah
Minyak
Pengisian
minyak
Status
tangki
(kosong
/tidak)
Kedatang-
an &
keluarnya
kendaraan
SMS Pesan
Kesibuk-
an Server
Panjang &
tujuan
Pengirim-
an Pesan
Pesan
menunggu
Pesan
sampai ke
tujuan
Pangkas Pelanggan Potong
Rambut
Rambut
Panjang
Menggun-
ting rambut
Tukang
cukur sibuk
Kedatang-
an &
keluarnya
pelanggan
26. Konsep Model
Model : proses penggambaran operasi sistem nyata
untuk menjelaskan atau menunjukkan relasi-relasi
penting yang terlibat
Sistem nyata biasanya bersifat kompleks
4 karakteristik model :
Punya tingkat generalisasi yang tinggi
Punya mekanisme yang transparan
Punya potensi untuk dikembangkan
Punya kepekaan terhadap perubahan asumsi
28. Konsep Model
Jenis-jenis Model
Model Stokastik : mencakup distribusi kemungkinan
untuk input & memberikan serangkaian nilai dari
sekurang-kurangnya 1 variabel output dgn probabilitas
yang berkaitan pada tiap nilai
Contoh : waktu kedatangan pelanggan, waktu antrian
pelanggan
Model Deterministik :Model yang dipergunakan untuk
memecahkan suatu persoalan dalam situsai yang pasti
Contoh : proses kimia, peta, dsb.
29. Konsep Model
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 akibat suatu aktivitas
Contoh : Simulasi layangan perbankan yang buka dari
jam 08.00-15.00
30. Hubungan Sistem, Model & Simulasi
Konsep Simulasi
Simulasi
Mengapa Simulasi ?
Kapan Simulasi Digunakan ?
Kapan Simulasi Tidak Digunakan ?
Kegunaan & Kesulitan dari Simulasi
Hubungan Sistem, Model dan Simulasi
31. Hubungan Sistem, Model & Simulasi
Konsep Simulasi :
Alat bantu untuk memahami masalah yang akan dipecahkan
Dirancang untuk membantu pemecahan masalah yang
berhubungan dgn sistem yang dioperasikan secara alamiah
Simulasi
Diawali dgn pemahaman atas sistem & pembangunan modelnya
Model yang baik pemahaman sistem yang baik
Mengapa Simulasi ?
Mengurangi biaya, waktu, tenaga, tidak merusak
Mampu memberikan kapabilitas & akurasi dari penilaian
performance pada sistem yang kompleks
Keunggulan sbg alat pengambil keputusan
Kebebasan pada perencana sistem yang tak terbatas untuk
mencoba berbagai gagasan, demi peningkatan hasil, minimasi
resiko-waktu.
32. Hubungan Sistem, Model & Simulasi
Kapan Simulasi Digunakan ?
Kapan Simulasi Tidak Digunakan ?
Kegunaan & Kesulitan dari Simulasi
Hubungan Sistem, Model dan Simulasi
33. Kapan Simulasi Digunakan ?
Suatu keputusan operasional sdg dibuat
Proses yg sdg dianalisa mudah digambarkan & berulang
Peristiwa & aktivitas memperlihatkan bbrapa
interdependensi & variabilitas
Biaya berdampak pd keputusan & lebih besar ongkos
daripada melakukan simulasi
Beban yang diberikan untuk mengadakan percobaan pada
sistem nyata lebih besar dibanding memberi beban kepada
dilakukannya simulasi
34. Kapan Simulasi Tidak Digunakan ?
Permasalahan bisa diselesaikan dg penyelesaian analisis
Permasalahan bisa diselesaikan dg akal sehat
Permasalahan lebih mudah jika dilakukan dg eksperimen
langsung
Biaya-biaya yang akan digunakan melebihi anggaran yg ada
Perilaku sistem ekstrem kompleks atau tdk dapat
didefinisikan
Ekspektasi terhadap persoalan tdk dapat dinalar
Sumber daya & waktu tdk tersedia
Jika perilaku sistem sangat kompleks atau tdk bisa
digambarkan
35. Kegunaan/keunggulan dari Simulasi
Sebagian besar sistem riil dg elemen2 stokastik tdk dapat
dideskripsikan secara akurat dg model matematik yg dievaluasi secara
analitik. Dgn demikian simulasi seringkali merupakan satu satunya
cara
Simulasi memungkinkan estimasi kinerja sistem yang ada dgn
beberapa kondisi operasi yang berbeda
Rancangan-rancangan sistem alternatif yg dianjurkan dapat
dibandingkan via simulasi untuk mendapatkan yang terbaik
Pada simulasi bisa dipertahankan kontrol yang lebih baik terhadap
kondisi eksperimen
Simulasi memungkinkan studi sistem dgn kerangka waktu lama dlm
waktu yg lebih singkat, atau mempelajari cara kerja rinci dlm waktu yg
diperpanjang
36. Kesulitan Pelaksanaan dari Simulasi
Hasil simulasi seringkali bersifat “individual”, tdk bisa jadi solusi
umum
Hasil simulasi sangat “hard to interpret result”, mengingat hasil
simulasi merupakan rangkaian skenario
Membutuhkan waktu yg lama untuk menghasilkan suatu solusi, krn
harus mempelajari sistem secara tepat
Membutuhkan biaya yg cukup tinggi, walaupun jika dibandingkan dgn
percobaan langsung masih lebih rendah biaya & resikonya
Setiap langkah percobaan model simulasi stokastik hanya
menghasilkan estimasi dari karakteristik sistem yg sebenarnya untuk
parameter input tertentu. Untuk kasus tersebut model analitik lebih
valid
Model simulasi yg sempurna, seringkali mahal & makan waktu lama
untuk dikembangkan
Output dlm jumlah besar yg dihasilkan dari simulasi biasanya tampak
meyakinkan, padahal belum tentu modelnya valid
37. Hubungan Sistem, Model & Simulasi
Keberhasilan simulasi ditentukan oleh :
bagaimana menghasilkan model yg baik ??
Ciri model yg baik dicirikan oleh :
keterwakilan & pengetahuan analis dlm mempelajari
sistem ??
Contoh :
Simulasi kebakaran oleh tim pemadam kebakaran
Dibuat kondisi (model) yg mewakili sistem nyata
Simulasi yg baik membutuhkan building model yg baik
Model yg baik akan dihasilkan melalui pengamatan sistem
yg cermat & komprehensif
38. Contoh Simulasi
Pada Kasir Supemarket X
Pintu Masuk
Supermarket X
K
A
S I
R
S
E
R
V
E
R
Antrian .....
39. Waktu kedatangan & waktu pelayanan
Pada Kasir Supemarket X
Pelanggan ke
Waktu
kedatangan di
kasir
Waktu pelayanan
kasir
1 3.2 3.8
2 10.9 3.5
3 13.2 4.2
4 14.8 3.1
5 17.7 2.4
6 19.8 4.3
7 21.5 2.7
8 26.3 2.1
9 32.1 2.5
10 36.6 3.4
40. Nilai antrian pada kasir
Pada Kasir Supemarket X
Pelanggan
ke
Waktu
kedatangan
di kasir
Waktu
pelayanan
kasir
Waktu keluar Waktu
tunggu
Waktu di
super-
market
1 3.2 3.8
2 10.9 3.5
3 13.2 4.2
4 14.8 3.1
5 17.7 2.4
6 19.8 4.3
7 21.5 2.7
8 26.3 2.1
9 32.1 2.5
10 36.6 3.4
41. Latihan : Nilai antrian
Pada Teller Bank X
Pelanggan
ke
Waktu
kedatangan
di bank
Waktu
pelayanan
teller
Waktu
keluar
Waktu
tunggu
Waktu di
bank
1 4.6 3.8
2 12.3 3.5
3 14.9 4.2
4 15.5 3.1
5 18.7 2.4
6 22.3 4.3
7 24.9 2.7
8 26.4 2.1
9 29.8 2.5
10 34.4 3.4
42. Rincian proses simulasi berorientasi pada event
Waktu
pelanggan
datang /
keluar
Pelanggan ke Tipe Kejadian Pelanggan di
antrian
Pelanggan di
supermarket
Status kasir Lama Kasir
menganggur
0.0 - Mulai 0 0 Menganggur
43. Rincian proses simulasi berorientasi pada event
Waktu
pelanggan
datang /
keluar
Pelanggan ke Tipe Kejadian Pelanggan di
antrian
Pelanggan di
supermarket
Status kasir Kasir
menganggur
0.0 - Mulai 0 0 Menganggur
3.2 1 Datang 0 1 Sibuk 3.2
7.0 1 Keluar 0 0 Menganggur
10.9 2 Datang 0 1 Sibuk 3.9
13.2 3 Datang 1 2 Sibuk
14.4 2 Keluar 0 1 Sibuk
14.8 4 Datang 1 2 Sibuk
17.7 5 Datang 2 3 Sibuk
18.6 3 Keluar 1 2 Sibuk
19.8 6 Datang 2 3 Sibuk
21.5 7 Datang 3 4 Sibuk
21.7 4 Keluar 2 3 Sibuk
24.1 5 Keluar 1 2 Sibuk
26.3 8 Datang 2 3 Sibuk
28.4 6 Keluar 1 2 Sibuk
31.1 7 Keluar 0 1 Sibuk
32.1 9 datang 1 2 Sibuk
33.2 8 Keluar 0 1 Sibuk
35.7 9 Keluar 0 0 Menganggur
36.6 10 Datang 0 1 Sibuk 0.9
44. Tugas individu (1)
Cari jurnal tentang simulasi lalu buat
ringkasan (resum) dari jurnal yang
ditemukan. (jurnal tidak boleh sama).
Jurnal yang diperolah dan resum diprint.
Tugas dikumpul saat ujian SK.
45. Model & Simulasi
REFERENSI :
Law, A. and Kelton W., 2000, “Simulation Modelling
and Analysis”, 3rd, Mc Graw-Hill
Harrel, C., Gjosh, K.B, and Bowden R, 2000,
“Simulation using ProModel”, 2nd, Mc Graw-Hill
Kreutzer, W., 1986, “System Simulation”, Addison
Wesley
Arifin, M., 2009, “Simulasi Sistem Industri”, Graha
Ilmu