Pemodelan dan Simulasi

BAB II

PEMBAHASAN

2.1   Sejarah Pemodelan dan Simulasi

Pemodelan dan simulasi pada komputer pertama kali ditempatkan untuk digunakan di industri luar angkasa pada tahun 1950-an. Pada tahu 1960-an, dimulai diaplikasikan di sistem industri walaupun model-modelnya terkadang masih sederhana. Terdapat beberapa alasan kenapa hal ini berkembang secara perlahan, yaitu :

• Komputer pada saat itu mahal
• Pemodelan yang dilakukan membutuhkan pemrograman yang sangat luas.
• Kecepatan untuk memproses sangat lambat.
• Memory yang digunakan sangat terbatas.

Model simulasi yang terdahulu digunakan hanya menggunakan bahasa pemrograman umum seperti FORTRAN. Seiring semakin adanya ketertarikan dalam perkembangan simulasi, hal ini menjadi nyata karena terdapat banyak sistem yang ada mempunyai karakteristik yang sama yang dapat diterjemahkan kedalam bahasa pemodelan umum. Beberapa bahasa simulasi dikembangkan (GPSS, SIMSCRIPT, SIMAN, SLAM, dan lainnya) untuk tingkat pemodelan dari sistem yang tertuju pada sistem antrian. Bahasa pemrograman ini menyediakan fitur untuk memperbaiki waktu proses entity, penggunaan bahan baku, dan situasi antrian. Laporan secara umum pun disediakan dalam bahasa pemrograman ini.

Pengenalan simulasi kepada berbagai macam industri dimulai sejak tahun 1980-an, lebih banyak sistem industri, semakin spesifik simulasi produk yang dilakukan (AutoMod, ProModel, WITNESS) dan harus saling bekerjasama antar kareakteristiknya. Karena banyak produk-produk yang bermunculan dalam pengendalian datanya mengalami kekurangan kapasitas untuk pemrogramannya itu sendiri. Dengan demikian fleksibilitas untuk mengkombinasi bahasa simulasi dilakukan dengan simulator yang mudah untuk digunakan.

Hal yang harus dilakukan dalam simulasi dalam simulasi visualisasi interaktif adalah dimana pengguna dari model harus secara aktif berpartisipasi dalam simulasi. Keputusan harus dapat dibuat ketika simulasi yang dijalankan meliputi pengelompokan kerja, pembagian kerja, dan lainnya. (Harrel C., dan Tumai K., 1995, “Simulation Made Easy, a Manager’s Guide”, Institute of Industrial Engineers, Georgia;   39-40)

Berikut adalah ilustrasi evolusi dari bahasa simulasi selama beberapa dekade sebelumnya :

Gambar 1. Evolusi Simulasi

(Sumber : Harrel C., dan Tumai K., 1995, “Simulation Made Easy, a Manager’s Guide”, Institute of Industrial Engineers, Georgia;   40)

2.2    Komponen Software Simulasi

Software simulasi memiliki beberapa modul untuk melakukan fungsi yang berbeda selama pembuatan model simulasi. Beberapa modul dideskripsikan sebagai berikut :

Gambar 2. Komponen Sistem Simulasi

(Sumber : Harrel C., dan Tumai K., 1995, “Simulation Made Easy, a Manager’s Guide”, Institute of Industrial Engineers, Georgia;   41)

2.3    Perkembangan Penggunaan Simulasi

Penggunaan simulasi semakin meningkat karena meningkatnya tantangan dalam sistem manufaktur dan jasa (service ) :

• Sistem memiliki siklus hidup yang semakin pendek (shorter life cycles ),
• Sistem semakin komplek (more complex ),
• Sistem makin memerlukan performance yang makin tinggi (higher performance requirements ).

Meningkatnya penggunaan simulasi dipengaruhi oleh:

• Meningkatnya kepedulian dan pengertian terhadap teknologi,
• Meningkatnya ketersediaan dan kemampuan software simulasi yang easy-of-use,
• Meningkatnya memori dan kecepatan pemprosesan computer,
• Menurunnya harga hardware computer.

Penggunaan simulasi  :

• Sistem Design,
• Sistem Management,
• Panjadwalan produksi/pelanggan, penjadwalan sumber daya, penjadwalan perawatan, mengatur aliran material/customer , manajemen persediaan, manajemen kualitas,
• Training and education,
• Communication and Sales,
• Public Relations.

2.4   Konsep Dasar Simulasi

Simulasi adalah suatu cara untuk menduplikasi / menggambarkan ciri, tampilan, dan karakteristik dari suatu system nyata. 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.

2.5   Sistem dan Model Simulasi

Sistem adalah kumpulan obyek yang saling berinteraksi dan bekerja sama untuk mencapai tujuan logis dalam  suatu lingkungan yang kompleks. Obyek  yang  menjadi  komponen  dari  sistem  dapat berupa obyek terkecil dan bisa juga berupa sub-sistem atau sistem yang lebih kecil lagi. Dalam  definisi  ini disertakan elemen lingkungan karena lingkungan sistem memberikan peran yang sangat penting terhadap perilaku sistem itu. Bagaimana komponen-komponen sistem itu berinteraksi, hal itu adalah dalam rangka mengantisipasi lingkungan.

Mengamati  sistem bukan hanya  mendefinisikan  komponen-komponen pendukung sistem, tetapi lebih dari  itu harus pula  mengetahui  perilaku dan  variabel-variabel  yang ada di dalamnya. Paling  tidak  analisis terhadap  sistem dapat membuat  konsepsi tentang  sistem itu.

Ada beberapa cara untuk dapat merancang, menganalisis dan mengoperasikan suatu sistem. Salah satunya adalah dengan melakukan pemodelan, membuat model dari sistem tersebut.

Model adalah  alat yang sangat  berguna  untuk menganalisis  maupun  merancang sistem. Sebagai alat komunikasi yang sangat efisien, model dapat  menunjukkan bagaimana suatu operasi bekerja dan mampu merangsang untuk berpikir bagaimana  meningkatkan atau memperbaikinya.

Model didefinisikan  sebagai suatu deskripsi logis tentang  bagaimana  sistem  bekerja atau komponen-komponen  berinteraksi. Dengan  membuat model dari suatu  istem  maka diharapkan dapat  lebih  mudah  untuk  melakukan analisis. Hal ini merupakan prinsip pemodelan, yaitu bahwa pemodelan bertujuan untuk mempermudah analisis dan pengembangannya.

Melakukan pemodelan adalah suatu cara untuk mempelajari sistem dan model itu sendiri dan juga bermacam-macam perbedaan perilakunya. Model merupakan contoh sederhana dari sistem dan menyerupai sifat-sifat sistem yang dipertimbangkan, tetapi tidak sama dengan sistem. Penyederhanaan dari system sangat penting agar dapat dipelajari secara seksama. Model dikembangkan dengan tujuan untuk studi tingkah-laku sistem melalui analisis rinci akan komponen atau unsur dan proses utama yang menyusun sistem dan interaksinya antara satu dengan yang lain. Jadi pengembangan model adalah suatu pendekatan yang tersedia untuk mendapatkan pengetahuan yang layak akan sistem. Model beperanan penting dalam pengembangan teori karena berfungsi sebagai konsep dasar yang menata rangkaian aturan yang digunakan untuk menggambarkan sistem.

Joneset al. (1987) mengemukakan dua sasaran pokok dari modeling  yaitu  pertama untuk memperoleh pengertian yang lebih baik mengenai hubungan sebab-akibat (cause-effect) dalam suatu sistem, serta untuk menyediakan interpretasi kualitatif dan kuantitatif yang lebih baik akan sistem tersebut. Sasaran kedua dari modeling lebih terapan atau berorientasi pada masalah yaitu untuk mendapatkan prediksi yang lebih baik akan tingkah-laku dari sistem yang digunakan segera dalam perbaikan pengendalian atau pengelolaan sistem. Berikut adalah cara untuk mempelajari sistem:

Gambar 3. Cara Untuk Memperlajari Sistem

2.6   Klasifikasi Model Simulasi

Pada dasarnya model simulasi dikelompokkan dalam tiga dimensi yaitu [Law and Kelton, 1991]:

a) Model Simulasi Statis dengan Model Simulasi Dinamis.

Model simulasi statis digunakan untuk mempresentasikan sistem pada saat tertentu atau sistem yang tidak terpengaruh oleh perubahan waktu. Sedangkan model simulasi dinamis digunakan jika sistem yang dikaji dipengaruhi oleh perubahan waktu.

b) Model Simulasi Deterministik dengan Model Simulasi Stokastik.

Jika model simulasi yang akan dibentuk tidak mengandung variabel yang bersifat random, maka model simulasi tersebut dikatakan sebagi simulasi deterministik. Pada umumnya sistem yang dimodelkan dalam simulasi mengandung beberapa input yang bersifat random, maka pada sistem seperti ini model simulasi yang dibangun disebut model simulasi stokastik.

c) Model Simulasi Kontinu dengan Model Simulasi Diskret.

Untuk mengelompokkan suatu model simulasi apakah diskret atau kontinyu, sangat ditentukan oleh sistem yang dikaji. Suatu sistem dikatakan diskret jika variabel sistem yang mencerminkan status sistem berubah pada titik waktu tertentu, sedangkan sistem dikatakan kontinyu jika perubahan variabel sistem berlangsung secara berkelanjutan seiring dengan perubahan waktu.

2.7    Tujuan dan Tahapan  Simulasi  dan  Pemodelan

Tujuan Simulasi  dan  Pemodelan

• Untuk mempelajari “behavior system”,
• 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

1. Memahami sistem yang akan disimulasikan
2. Mengembangkan model matematika dari sistem
3. Mengembangkan model matematika untuk simulasi
4. Membuat prgram (software) komputer
5. Menguji, memverifikasi, dan  memvalidasi  keluaran  komputer
6. Mengeksekusi  program  simulasi untuk tujuan tertentu.

2.8    Keuntungan  dan  Kerugian  Simulasi

Beberapa keuntungan simulasi bisa dihitung secara luas yang muncul sebagai berikut:

Ø  Sangat kompleks, dunia sistem yang nyata dengan element stokastik yang tidak dapat dijelaskan secara tepat oleh model matematik yang dapat dinilai secara analitik.  Dengan demikian, simulasi sering  hanya sebagai tipe untuk kemungkinan investigasi.

Ø   Simulasi memperkenankan sesuatu untuk mengestimasi kinerja keberadaan sistem dibawah beberapa kumpulan proyek pada kondisi operasional.

Ø  Alternatif menyusun rancangan sistem (atau alternatif kebijakan operasional untuk sistem tunggal) dapat dibandingkan melalui simulasi untuk mengetahui bagaimana menemukan persayaratan yang spesifik.

Ø  Dalam simulasi kita dapat menjaga  kontrol lebih baik melalui penelitian yang dikondisikan dari pada kemungkinan akan digeneralisasikan ketika penelitian dengan sistemnya sendiri.

Ø  Simulasi memperkenankan kita untuk belajar sebuah sistem sepanjang kerangka waktu, -misalnya dalam sistem ekonomi-dalam tekanan waktu, atau alternatifnya untuk belajar kerja sistem secara mendalam dalam perluasan waktu.

Simulasi tidak terlepas dari adanya kelemahannya.  Beberapa kerugian simulasi adalah sebagai berikut:

Ø  Setiap berjalannya kerja program sebuah model simulasi stokastik menghasilkan hanya estimasi pada karakteristik model yang benar untuk kumpulan utama parameter input.  Dengan demikian, beberapa jalannya program tergantung pada model yang mungkin disyaratkan untuk setiap kumpulan input parameter yang akan dipelajari.  Untuk alasan ini, model simulasi secara umum tidak baik pada optimalisasi pada perbandingan jumlahan yang tetap pada rancangan sistem alternatif secara khusus.  Dengan kata lain, model analitik, jika tersedia, akan sering menghasilkan secara mudah karakteristik yang benar secara nyata (Exact) pada model pada berbagai kumpulan input parameter.  Dengan demikain, jika model analitik valid adalah tersedia atau dapat dengan mudah dikembangkan, ini akan dapat dirujuk secara umum untuk sebuah model simulasi.

Ø  Model simulasi sering mahal dan memakan waktu untuk berkembang.

Ø  Volume yang besar pada bilangan yang dihasilkan oleh studi simulasi atau pengaruh yang persuasif pada animasi realistik sering menciptakan kecenderungan untuk menempatkan kepercayaan yang terlalu besar dalam hasil studi dari pada yang telah dibuktikan secara syah.  Jika model ini tidak valid mewakili sistem dalam belajar, hasil simualsi, bukan beban bagaimana munculnya  keenganan, akan memberikan sedikit manfaat informasi tentang sistem aktual.

Ketika memutuskan  apakah dilakukan studi simulasi atau tidak tersedia dikondisikan, kita hanya dapat  menasehati bahwa keuntungan dan kejelekan akan  terpegang dalam  pikiran kita dan bidang lainnya yang relevan pada situasi utama bisa menjadi baik.  Akhirnya, dicatat bahwa beberapa pelajaran model simulasi dan analitik harus bermanfaat.  Terutama, simulasi dapat digunakan untuk mengecek validitas asumsi yang dibutuhkan dalam model analitik.  Dengan kata lain, model analitik bisa menjadi alternatif saran yang masuk akal untuk investigasi studi simulasi.

 Sumber : https://www.scribd.com/doc/262663741/Pemodelan-Dan-Simulasi