STUDI SIMULASI DAN PEMODELAN DALAM SEBUAH SISTEM Oleh Muhammad Alaudin Irsyad

 

Langkah-Langkah Studi Simulasi

• Formulasi masalah
• Penetapan tujuan dan rencana proyek: pendekatan yang digunakan untuk menyelesaikan masalah.
• Konseptualisasi model: membangun model yang masuk akal.
• Pengumpulan data: mengumpulkan data yang diperlukan untuk merun simulasi (seperti laju ketibaan, proses ketibaan, displin layanan, laju pelayanan dsb.).
• Penerjemahan Model: konversi model suatu bahas pemrograman.
• Verifikasi: Verifikasi model melalui pengecekan apakah program bekerja dengan baik.
• Validasi: Check apakah sistim merepresentasi sistim riil secara akurat.
• Desain Eksperimen: Berapa banyak runs? Untuk berapa lama? Jenis variasi masukannya seperti apa ?
• Produksi runs dan analisis: running aktual simulasi, mengumpulkan dan menganalisis keluaran.
• Jalankan lagi (More runs) ?: mengulangi eksperiemn jika perlu.
• Dokumentasi dan pelaporan: Dokumen dan laporan hasil
• Implementasi

Langkah-Langkah Studi Simulasi

Langkah-Langkah Studi Simulasi

1. 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 menident…kasi seluruh 

    obyek berikut atribut dan interface-nya

2. Penetapan tujuan dan rencana proyek: Pendekatan yang digunakan untuk menyelesaikan masalah. 

3. Konseptualisasi model: membangun model yang masuk akal. 

- Memahami sistem 

- Pendekata proses (atau pendekatan alarian fisik (physical flow approach)) didasarkan pada tracking flow dari entitas-entitas keseluruhan sistem berikut titik pemorsesan dan aturan keputusan percabangan 

- Pendekatan peristiwa (event) (atau pendekatan perubahan keadaan (state change approach)) didasarkan pada definisi variabel keadaan internal dan events sistim yang mengubahnya, diikuti oleh deskripsi operasi sistim ketika suatu event terjadi

- Konstruksi model 

- Definisi obyek, atribut, metode 

- Flowchart metode yang relevan 

- Pemilihan bahas implemntasi & penggunaan random variates dan statistik kinerja 

- Coding dan debugging

4. Pengumpulan data: mengumpulkan data yang diperlukan untuk merun simulasi (seperti laju ketibaan, proses ketibaan, displin layanan, laju pelayanan dsb.).

 – observasi langsung dan perekaman manual variabel yang diseleksi(selected)

– time-stamping untuk men-track aliran suatu entitas keseluruh sistem 

– menyeleksi ukuran sample yang valid secara statistik

 – menyeleksi sutau 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 model ke dalam suatu bahasa pemrograman

6. Verifikasi: Verifikasi model melalui pengecekan apakah program bekerja dengan baik.

7. Validasi: Check apakah sistim merepresentasi sistim riil secara akurat.

8. Desain Eksperimen: 

Berapa banyak runs? 

Untuk berapa lama? 

Jenis variasi masukannya seperti apa ? 

– evaluasi statistik output untuk mementapkan beberapa level presisi yang diterima dari pengukuruan kinerja 

– analisi terminasi digunakan jika interval waktu riil tertentu akan disimulasikan 

– steady state analysis digunakan jika obyek of interest merupakan rata-rata long-term 

9. Produksi runs dan analisis: running aktual simulasi, mengumpulkan dan menganalisis keluaran.

10. Jalankan lagi (More runs) ?: mengulangi eksperiemn jika perlu.

11. Dokumentasi dan pelaporan: Dokumen dan laporan hasil

12. Implementasi : Terapkan pada sekala dunia nyata.

Kelebihan Simulasi

• 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 satusatunya cara.
• Simulasi memungkinkan estimasi kinerja sistem yang ada dengan beberapa kondisi operasi yang berbeda.
• Rancangan-rancangan sistem alternatif yang dianjurkan dapat dibandingkan via simulasi untuk mendapatkan yang terbaik.
• Pada simulasi bisa dipertahankan kontrol yang lebih baik terhadap kondisi eksperimen.
• Simulasi memungkinkan studi sistem dengan kerangka waktu lama dalam waktu yang lebih singkat, atau mempelajari cara kerja rinci dalam waktu yang diperpanjang. 

Kelemahan Simulasi

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

Jebakan/ Simulasi

• Gagal mengidentifikasi tujuan secara jelas
• Desain dan analisis eksperimen simulasi tidak memadai 
• Pendidikan dan pelatihan yang tidak memadai

Fitur-Fitur software simulasi yang dibutuhkan

• Membangkitkan bilangan random dari distribusi probabilitas U(0,1).
• Membangkitkan nilai-nilai random dari distribusi probabilitas tertentu, mis. eksponensial.
• Memajukan waktu simulasi.
• Menentukan event berikutnya dari daftar event dan memberikan kontrol ke blok kode yang benar.
• Menambah atau menghapus record pada list.
• Mengumpulkan dan menganalisa data.
• Melaporkan hasil. 
• Mendeteksi kondisi error.

~ Pertanyaan & Jawaban ~

1. Apa yang dimaksud dengan simulasi?

    Simulasi adalah peniruan operasi, menurut waktu, sebuah proses atau sistem dunia nyata. Dapat dilakukan secara manual maupun dengan bantuan komputer. Menyertakan pembentukan data dan sejarah buatan (artificial history) dari sebuah sistem, pengamatan data dan sejarah, dan kesimpulan yang terkait dengan karakteristik sistem-sistem. 

2. Apa yang dimaksud dengan Langkah Riel Dalam Simulasi?

    Mengembangkan sebuah model simulasi dan mengevaluasi model, biasanya dengan menggunakan komputer, untuk mengestimasi karakteristik yang diharapkan dari model tersebut.

3. Apa yang dimaksud dengan sistem?

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

4. Jelaksan contoh dari definisi sistem !

    Jika seseorang ingin mempelajari sebuah bank, untuk menentukan jumlah kebutuhan teller untuk menyediakan kecukupan pelayanan terhadap  nasabah, sistem dapat didefinisikan bagian yang konsisten dari bank untuk teller dan penantian nasabah yang akan dilayani.  Jika, dengan kata lain, staf loan/kredit dan pengamanan kotak deposit dimasukkan, definisi sistem harus diperluas dengan cara yang jelas.  Kita mendefinisikan pernyataan sebuah sistem bahwa pengumpulan variabel-variabel penting untuk menjelaskan sistem di waktu tertentu,  relatif pada objektivitas yang dipelajari.  Dalam pelayanan bank, contoh-contoh pada pernyataan variabel yang mungkin adalah jumlah teller yang sibuk, jumlah nasabah dalam bank dan waktu kedatangan masing-masing nasabah dalam bank.

5. Sebutkan dan jelaskan komponen dari sistem !

• Entitas merupakan obyek dalam sistem. Contoh, customers pada suatu bank.
• Atribut merupakan suatu sifat dari suatu entitas. Contoh, pengecekan neraca rekening customer.
• Aktivitas merepresentasikan suatu periode waktu dangan lama tertentu (specied length). Periode waktu sangat penting karena biasanya simulasi menyertakan besaran waktu. Contoh deposito uang ke rekening pada waktu dan tanggal tertentu. 
• Keadaan sistem didefinisikan sebagai kumpulan varibel-variabel yang diperlukan untuk menggambarkan sistem kapanpun, relatif terhadap obyektif dari studi. Contoh, jumlah teller yang sibuk, jumlah customer yang menunggu dibaris antrian. 
• Peristiwa didefinisikan sebagai kejadian sesaat yang dapat mengubah keadaan sistem. Contoh, kedatangan customer, pejumlahan jumlah teller, keberangkatan customer.

6. Sebutkan langkah-langkah studi simulasi!

• Formulasi masalah
• Penetapan tujuan dan rencana proyek: pendekatan yang digunakan untuk menyelesaikan masalah.
• Konseptualisasi model: membangun model yang masuk akal.
• Pengumpulan data: mengumpulkan data yang diperlukan untuk merun simulasi (seperti laju ketibaan, proses ketibaan, displin layanan, laju pelayanan dsb.).
• Penerjemahan Model: konversi model suatu bahas pemrograman.
• Veri…kasi: Veri…kasi model melalui pengecekan apakah program bekerja dengan baik.
• Validasi: Check apakah sistim merepresentasi sistim riil secara akurat.
• Desain Eksperimen: Berapa banyak runs? Untuk berapa lama? Jenis variasi masukannya seperti apa ?
• Produksi runs dan analisis: running aktual simulasi, mengumpulkan dan menganalisis keluaran.
• Jalankan lagi (More runs) ?: mengulangi eksperiemn jika perlu.
• Dokumentasi dan pelaporan: Dokumen dan laporan hasil
• Implementasi

7. Sebutkan Kelebihan Simulasi!

• 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 satusatunya cara.
• Simulasi memungkinkan estimasi kinerja sistem yang ada dengan beberapa kondisi operasi yang berbeda.
• Rancangan-rancangan sistem alternatif yang dianjurkan dapat dibandingkan via simulasi untuk mendapatkan yang terbaik.
• Pada simulasi bisa dipertahankan kontrol yang lebih baik terhadap kondisi eksperimen.
• Simulasi memungkinkan studi sistem dengan kerangka waktu lama dalam waktu yang lebih singkat, atau mempelajari cara kerja rinci dalam waktu yang diperpanjang. 

8. Sebutkan kelemahan simulasi!

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

9. Sebutkan ciri-ciri jebakan/kegagalan dalam simulasi!

• Gagal mengidentifikasi tujuan secara jelas
• Desain dan analisis eksperimen simulasi tidak memadai 
• Pendidikan dan pelatihan yang tidak memadai

10. Jelaskan perbedaan Model Simulasi Kontinyu dengan Model Simulasi Diskrit!

• Model kontinyu: status berubah secara kontinu terhadap waktu, mis. gerakan pesawat terbang. 
• Model diskrit: status berubah secara instan pada titik-titik waktu yang terpisah, mis. jumlah customer di bank. 

Artikel ini dibuat sebagai tugas kuliah  sebagaimana yang tertuang dalam https://onlinelearning.uhamka.ac.id