Model & Simulasi 1. Pengantar Sistem, Model & Simulasi

1. Selamat Subagio, S.Kom Model & Simulasi1. Pengantar Sistem, Model & Simulasi

2. 1. Pengantar Sistem, Model & Simulasi • Sistem & Lingkungan Sistem • Model dari Sistem • Hubungan Sistem, Model & Simulasi • Ringkasan • Latihan Soal • Tugas

3. 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

4. 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

5. 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

6. Sistem & Lingkungan Sistem • Apa Itu Sistem • Rasa ingin tahu karena berada dlm lingkaran sistem & perubahan sistem • Manusia terus berada dlm sistem transportasi, sistem kesehatan, sistem produksi, sistem distribusi, dll • Rasa ingin tahu  kualitas terbaik, minimalisasi kehilangan waktu, biaya  berpikir sistem yang lebih baik • Dipengaruhi oleh perubahan-2 dlm sistem (endogen) dan dari luar sistem (eksogen) • Sistem keluarga memiliki elemen : suami, istri, anak, mertua, pembantu, dsb. • Elemen perlu saling interaksi untuk mencapai tujuan

7. 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 ayng bertindak dan berinteraksi bersama-2 untuk memenuhi suatu tujuan akhir yang logis

8. Sistem & Lingkungan Sistem • Apa Itu Sistem (3) • Contoh sistem : sistem lalulintas, sistem politik, sistem ekonomi, sistem manufaktur, sistem layanan, dsb. • Foklus utama dari sistem manufaktur dan layanan adalah : proses material, informasi & SDM. • Kesulitan dalam menentukan batas sistem (boundary), karena banyaknya interaksi antar elemen-2 dalam group • Pemodel perlu pengetahuan yang cukup terhadap sistem yang akan ditelaah Pluto Sistem Adainteraksidlmgrup Asteroid Batas Sistem

9. Sistem & Lingkungan Sistem • Apa Itu Sistem (4) • 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

10. 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)

11. Elemen dari Sistem b. Aktivitas & Delay • Aktivitas : kejadian yang dilakukan sistem baik langsung/tidak dlm memproses entitas • Contoh aktivitas : melayani pelanggan, memotong part, 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

12. Elemen dari Sistem 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.)

13. Elemen dari Sistem c. Sumber Daya & Kontrol • 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

14. Ukuran Kinerja Sistem • Aliran Waktu • Utilisasi • Nilai Waktu • Waktu Tunggu • Rata-rata Aliran • Tingkat Antrian • Produksi • Variansi

15. 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

16. 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

17. Variabel-Variabel Sistem UPI YPTK - Padang

18. Model dari Sistem • Konsep Model • Model : proses penggambaran operasi sistem nyata untuk menjelaskan atau menunjukkan relasi-relasi penting yang terlibat • Sistem nyata biasanya kompleks  perlu simplifikasi dari problematika yang ada • 4 karakteristik model : • Punya tingkat generalisasi yang tinggi • Punya mekanisme yang transparan • Punya potensi untuk dikembangkan • Punya kepekaan terhadap perubahan asumsi

19. Model dari Sistem Jenis-jenis Model • 3 faktor sudut pandang pemodel : • Tata nilai yang dianut • Ilmu pengetahuan khusus yang dimiliki • Pengalaman yang berhubungan • Jenis-jenis Model Simbolik: • Model Stokastik : • Model Deterministik • Model Statis • Model Dinamis

20. Model dari Sistem • Jenis-jenis Model Simbolik : • 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.

21. Model dari Sistem • Jenis-jenis 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 akbiat suatu aktivitas • Contoh : Simulasi layangan perbankan yang buka dari jam 08.00-15.00

22. Hubungan Sistem, Model & Simulasi • Konsep Simulasi • Simulasi • Mengapa Simulasi ? • Kapan Simulasi Digunakan ? • Kapan Simulasi Tidak Digunakan ? • Kegunaan & Kesulitan dari Simulasi • Tipe-tipe Simulasi • Hubungan Sistem, Model dan Simulasi

23. 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 & pembanguan 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 pda perencana sistem yang tak terbatas untuk mencoba berbagai gagasan, demi peningkatan hasil, minimasi resiko-waktu, sifat destruktif

24. Hubungan Sistem, Model & Simulasi • Kapan Simulasi Digunakan ? • Kapan Simulasi Tidak Digunakan ? • Kegunaan & Kesulitan dari Simulasi • Tipe-tipe Simulasi : • Simulasi dinamis/statis • Simulasi stokastik / deterministik • Discrete event simulation / continous event simulation • Hubungan Sistem, Model dan Simulasi

25. 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

26. 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

27. 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

28. 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

29. Tipe-tipe Simulasi : • Tipe-tipe Simulasi : • Simulasi dinamis/statis • Simulasi stokastik / deterministik • Discrete event simulation / continous event simulation

30. 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

31. Contoh Simulasi • Pada Kasir Supemarket X PintuMasuk Supermarket X SERVER K A S I R Antrian .....

32. Waktu kedatangan & waktu pelayanan • Pada Kasir Supemarket X

33. Nilai antrian pada kasir • Pada Kasir Supemarket X

34. Nilai antrian pada kasir (2) • Pada Kasir Supemarket X

35. Rincian proses simulasi berorientasi pada event

36. Rincian proses simulasi berorientasi pada event

37. Ringkasan • Kompleksitas persoalan yang melingkupi kehidupan manusia menyebabkan berkembangnya pemikiran ke-sistem-an • Sistem merupakan sekumpulan obyek yang saling berinteraksi dan berhubungan untuk mencapai tujuan tertentu pada situasi yang kompleks. • Pemikiran ke-sistem-an ini akan memberikan pengaruh terhadap bagaimana model dibangun • Model yang dibangun berdasarkan pemikiran ke-sistem-an yang baik akan menghasilkan simulasi yang baik pula

38. Latihan Soal • Apa yang dimaksud dengan model ? • Apa yang dimaksud dengan simulasi ? • Berikan contoh dan jelaskan mengenai jenis-jenis dari model dan perbedaannya ? • Jelaskan apa yang dimaksud dengan simulasi ? • Kapan simulasi dapat digunakan sebagai pendekatan penyelesaian persoalan dan kapan tidak dapat digunakan ? • Apakah perbedaan antara model stokastik & model deterministik dalam bentuk variabel input dan dengan cara menginterpretasikan hasilnya • Apakah 2 karakteristik sistem yang menyebabkannya menjadi kompleks ? • Apa yang menjadi prinsip-prinsip dalam pengembangan model ? Berikan contohnya ?

39. Latihan Soal (2) • Apa yang dimaksud dengan asumsi ? • Apa syarat-syarat dari perubahan asumsi? • Jelaskan dan berikan contoh kapan simulasi dapat digunakan ? • Jelaskan dan berikan contoh kapan simulasi tidak dapat digunakan ? • Apa perbedaan antara simulasi diskrit dan simulasi kontinyu ? • Terangkan beberapa istilah sbb, dengan contoh : • Stochastic Process • Asumsi • Dependent Variabel • Discret State Continous Parameter Stochastic Process

40. Tugas Pilihlah sebuah sistem yang ada kaitannya dengan perusahaan / industri (jasa atau manufaktur). Tentukan : • Elemen-elemen dari sistem ? • Keterkaitan antar elemen ? • Sebutkan Subsistem & Sistem yang dipilih ? • Jelaskan batasan sistem ? • Jelaskan lingkungannya ? • Jelaskan klasifikasi sistem yang anda pilih ? Berdasarkan sistem yang dipilh seperti tugas di atas, susunlah sebuah model (minimal diagram keterkaitan) yang menjelaskan bahwa model merupakan representasi dari sistem ?

41. 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

42. Model & Simulasi • Pengantar Sistem, Model & Simulasi • Aspek Statistika & Probabilitas dalam Simulasi • Pembangkitan Bilangan Random • Simulasi Kejadian Kredit • Pengumpulan Data & Sistem Antrian • Verifikasi & Validasi Simulasi • Simulasi Sistem • Sistem Dinamik