Simulasi dan Pemodelan (Maulana Akbar_201631132_SIMPEL_E1)

BAB I

PENDAHULUAN

1.      Latar Belakang

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 ( ight 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 saat ini.

2.      Rumusan Masalah

1.Konsep Simulasi

2.Apa klasifikasi pemodelan?

3.Kelebihan dan kekurangan dari Simulasi?

4. Kapan perlu simulasi?

3.      Tujuan

Untuk mengetahui Konsep, prinsip, metode dan implementasinya, serta memiliki sikap profesional melalui penguasaan teknik simulasi dan pemodelan.

 

BAB II

PEMODELAN DAN SIMULASI

A.    Pengertian Pemodelan

Pemodelan adalah proses untuk membuat sebuah model. Model adalah representasi dari sebuah bentuk nyata, sedangkan system adalah saling keterhubungan dan ketergantungan antar elemen yang membangun sebuah kesatuan, biasanya dibangun untuk mencapai tujuan tertentu. Sebuah pemodelan sistem, dengan demikian, merupakan gambaran bentuk nyata yang dimodelkan secara sederhana, menggambarkan konstruksi integrasi hubungan dan ketergantungan elemen, fitur-fitur dan bagaimana sistem tersebut bekerja.

Penerapan pemodelan sistem dan simulasinya secara meluas dipergunakan pada bidang pemerintahan, pertahanan dan keamanan, sistem komunikasi, manufaktur, transportasi, kesehatan, lingkungan dan analisa bisnis. Kemampuan untuk mempelajari pengaruh informasi tertentu dan pengaruh dinamika lingkungan terhadap sebuah sistem operasi melalui sebuah pemodelan sistem dan simulasi pemodelan sistem tanpa mengganggu atau membebani sistem yang sedang berjalan, merupakan salah satu manfaat dari pemodelan sistem.

Model : proses penggambaran operasi sistem nyata untuk menjelaskan atau menunjukkan relasi-relasi penting yang terlibat

Ø  Pemodelan

Suatu proses penyaringan dan penyeleksian terhadap berbagai data sehingga diperoleh:

1.      data atau komponen sistem yang dapat dimodelkan.

2.      data atau komponen sistem yang kurang penting / tidak relevan, yang dapat diasumsikan mampu mendukung tujuan yang ingin dicapai.

Ø  Model

-          Gambaran dari sebuah sistem, dapat secara fisik atau matematis.

-           Representasi sistem yang disederhanakan (pada suatu ruang dan waktu) untuk meningkatkan pengertian terhadap sistem yang sebenarnya.

-           

B.     Klasifikasi Model
Berdasarkan data yang diperoleh:

·         Model Fisik: Data diperoleh dengan pengukuran, contoh: jarak dengan beban dan kecepatan tertentu.

·         Model Matematika: Simbol dan persamaan matematika digunakan untuk menggambarkan sistem.

Ø  Prinsip dasar pengembangan model yaitu:

·         Elaborasi merupakan model di mulai dari yang sederhana, sampai di dapatkan model yang repsentatif.

·         Analogi merupakan pengembangan menggunakan prinsip-prinsip dan teori yang sudah dikenal luas

·         Dinamis merupakan pengembangan mungkin saja terdapat proses pengulangan.

C.     Pengertian Simulasi

-          HooverdanPerry(1990)
Proses perancangan model matematis atau logis dari sistem nyata, melakukan eksperimen thd model dengan menggunakan komputer untuk menggambarkan, menjelaskan dan memprediksi perilaku system

-          LawdanKelton(1991)
Sekumpulan metode dan aplikasi untuk menirukan atau merepresentasikan perilaku dari suatu sistem nyata, yang biasanya dilakukan pada komputer dengan perangkat lunak tertentu

-          Khosnevis(1994)
Proses aplikasi membangun model dari sistem nyata atau usulan sistem, melakukan eksperimen dengan model tersebut untuk menjelaskan perilaku sistem, mempelajari kinerja sistem, atau untuk membangun sistem baru sesuai dengan kinerja yang di inginkan.

Konsep Simulasi :

·         Alat bantu untuk memahami masalah yang akan dipecahkan

·         Dirancang untuk membantu pemecahan masalah yang berhubungan dgn sistem yang dioperasikan secara alamiah

Simulasi merupakan suatu teknik meniru operasi-operasi atau proses- proses yang terjadi dalam suatu sistem dengan bantuan perangkat komputer dan dilandasi oleh beberapa asumsi tertentu sehingga sistem tersebut bisa dipelajari secara ilmiah (Law and Kelton, 1991).

Dalam  simulasi digunakan komputer untuk mempelajari sistem secara numerik, dimana dilakukan pengumpulan data untuk melakukan estimasi statistik untuk mendapatkan karakteristik asli dari sistem.

Simulasi merupakan alat yang tepat untuk digunakan terutama jika diharuskan untuk melakukan eksperimen dalam rangka mencari komentar terbaik dari komponen-komponen sistem. Hal ini dikarenakan sangat mahal dan memerlukan waktu yang lama jika eksperimen dicoba secara riil. Dengan melakukan studi simulasi maka dalam waktu singkat dapat  ditentukan keputusan yang tepat serta dengan biaya yang tidak terlalu besar  karena semuanya cukup dilakukan dengan komputer.

Pendekatan simulasi diawali dengan pembangunan model sistem nyata. Model tersebut harus dapat menunjukkan bagaimana berbagai komponen dalam sistem saling berinteraksi sehingga benar-benar menggambarkan perilaku sistem. Setelah model dibuat maka model tersebut ditransformasikan ke dalam program komputer sehingga memungkinkan untuk disimulasikan.

D.    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.

Manfaat Simulasi yaitu sebagai tool bagi perancang sistem atau pembuat keputusan, untuk menciptakan sistem dengan kinerja tertentu baik dalam tahap perancangan sistem (sistem yang masih berupa usulan) maupun tahap opersional (sistem yang sudah berjalan).

E.     Kelebihan dan Kekurangan model simulasi

Kelebihan model simulasi

·         Tidak semua sistem dapat di representasikan dlm model matematis, simulasi merupakan alternatif tepat.

·         Dapat bereksperimen tanpada adanya resiko pada sistem nyata

·         Simulasi dapat mengestimasi kinerja sistem pada kondisi tertentu dan dapat memberikan alternatif desain.

·         Dapat menggunakan input data alternatif

Kekurangan model simulasi

·         Kualitas dan analisis model tergantung si pembuat model

·         Hanya mengestimasi karakteristik sistem berdasarkan masukan tertentu.

·         Pengalaman yang diperoleh melalui simulasi tidak selalu tepat dan sesuai dengan kenyataan di lapangan.

·         Pengelolaan yang kurang baik. sering simulasi dijadikan sebagai alat hiburan, sehingga tujuan pembelajaran menjadi terabaikan.

F.      Klasifikasi model simulasi

·         Menurut waktu
◦ Simulasi statis : output tidak dipengaruhi waktu
◦ Simulasi dinamis : output dipengaruhi waktu

Contoh: model populasi, laju penjualan

·         Menurut perubahan status
◦ Simulasi kontinyu : variabel berubah secara kontinyu. Mis : model cairan lajunya berubah setiap saat
◦ Simulasi diskrit : variabel berubah pada saat-saat tertentu. Mis: model inventori yang materialnya diambil dan datang pada waktu tertentu

·         Menurut derajad ketidakpastiannya
◦ Simulasi deterministik : output bisa ditentukan secara pasti

Contoh : model matematis
◦ Simulasi stokastik : output tidak bisa ditentukan secara pasti

Model Simulasi

·         Dapat dipadukan dengan model numerik untuk menganalisa sistem yang lebih kompleks.

·         Didukung data yang berhubungan langsung dengan angka acak, dengan tipe data probabilistik.

·         Mudah beradaptasi dan mudah digunakan untuk berbagai masalah.

Kapan perlu simulasi?

1.      Ketika model sangat rumit dengan banyak variabel dan komponen yang saling berinteraksi.

2. Ketika hubungan antar variabel tidak linear
3. Ketika model memiliki variate acak
4. Ketika output dari model akan divisualisasikan sebagai animasi komputer 3D.

G.    Pemodelan dan Simulasi Komputer

Studi informatika yang mendukung simulasi komputer, antara lain : pemodelan dan simulasi, teori sistem, rekayasa perangkat lunak dan gerak animasi komputer.

Proses tahapan dalam mengembangkan simulasi komputer adalah sebagai berikut :

a)      Memahami sistem yang akan disimulasikan

b)      Mengembangkan model matematika dari system

c)      Mengembangkan model matematika untuk simulas

d)      Membuat program (software) computer

e)      Menguji, memveri kasi dan memvalidasi keluaran simulasi

f)       Mengeksekusi program simulasi untuk tujuan tertentu.

Contoh Simulasi Komputer

Berikut diberikan beberapa contoh simulasi komputer waktu nyata (real - time) antara lain : simulasi terbang (Flight simulation), simulasi sistem ekonomi makro, simulasi sistem perbankan, simulasi permainan (game).

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 lintas internet dan simulasi berbasis Web.

Dengan cepatnya perkembangan internet dan Jaringan Web dunia, pertanyaan secara alamiah muncul apakah jaringan mahabesar ini (masih belum tercontrol secara luas) seharusnya digunakan untuk membangun, berperan, memodifikasi, menyebarkan dan menjalankan simulasi.  Fishwick (1996, 1997) telah menggali jangkauan yang luas kabar dalam kesepakatan ini, termasuk penyusunan pelayanan klien  untuk meningkatkan tenaga prosesing, disimilasi model simulasi dan hasil, publikasi, pendidikan dan pelatihan. 

Pembahasan secara umum pendekatan Simulasi berbasis Web, sepanjang contoh-contoh operasi khusus, telah dijelaskan oleh Lorenz dan kawan-kawannya (1997).  Selagi simulasi ini sulit memprediksi secara jelas apakah Internet dan Web semestinya mempengaruhi simulasi, Pengaruhnya sangat jelas terlihat dan sangat menarik dan banyak masyarakat menggali secara beragam dan luas cara-cara menggunakan teknologi dalam cara novel untuk mendukung simulasi.

H.    Contoh Simulasi

Berikut salah satu contoh simulasi secara detail yaitu:

·         Simulasi dari sistem antrian tunggal yang mungkin tidak dapat ditangani secara analitis (mis, karena trafik, waktu pelayanan dan/atau waktu pelayanan).

Dalam contoh ini yang berperan sebagai state sistem adalah jumlah dalam sistem, N(t). sedangkan ukuran performansinya adalah waktu rata-rata pelanggan dalam sistem dan jumlah rata-rata pelanggan dalam sistem. Events yang terjadi diantaranya seperti kedatangan dan kepergian (penyelesaian pelayanan).

Dalam aplikasinya, model simulasi mudah beradaptasi dan mudah digunakan untuk berbagai masalah. Model simulasi juga dapat dipadukan dengan model numerik untuk menganalisa sistem yang lebih kompleks jika didukung dengan data yang berhubungan langsung dengan angka acak, dengan tipe data probabilistik.

Untuk mengaplikasikan simulasi, sebelumnya kita harus tahu tahapan-tahapan yang harus dilakukan dalam membuat simulasi. Tahapan simulasi ada enam yaitu :

-          Memahami sistem yang akan disimulasikan.

-          Mengembangkan model matematika dari sistem.

-          Mengembangkan model matematika untuk simulasi.

-          Membuat program (software) komputer.

-          Menguji, memverifikasi, dan memvalidasi output komputer.

-          Mengeksekusi program simulasi untuk tujuan tertentu.

I.       Tujuan dan Tahapan Simulasi & Pemodelan

Tujuan Simulasi & Pemodelan

·         Untuk mempelajari “behavior” sistem

·         Mengembangkan pengertian mengenai interaksi bagian-bagian dari sebuah sistem, dan pengertian mengenai sistem secara keseluruhan.

·         Untuk pelatihan / training

·         Untuk hiburan / permainan (game)

Tahapan Simulasi & Pemodelan

·         Memahami sistem yang akan disimulasikan

·         Mengembangkan model matematika dari sistem

·         Mengembangkan model matematika untuk simulasi

·         Membuat prgram (software) komputer

·         Menguji, memverifikasi, dan memvalidasi keluaran komputer

·         Mengeksekusi program simulasi untuk tujuan tertentu

BAB III

PENUTUP

KESIMPULAN

Simulasi komputer adalah bagian dari teknologi informasi yang sedang berkembang pesat saat ini. Simulasi melibatkan studi informatika : pemodelan dan simulasi, gra  komputer dan animasi, rekayasa perangkat lunak, teori sistem, dll