(2) pendahuluan (pengenalan model)
DESCRIPTION
MATERI MOSITRANSCRIPT
Pemodelan dan Simulasi -
Pendahuluan
IE3353 – Pemodelan dan Simulasi
OUTLINE
• Definisi
• Konsep dasar pendekatan sistem
• Pemodelan dan simulasi
• Langkah-langkah dasar dalam pemodelan sistem dan simulasi
TUJUAN PEMBELAJARAN
• Memahami ruang lingkup mata kuliah, pengertian, dan batasan pemodelan dan simulasi.
• Memahami dasar dan konsep dasar pendekatan sistem.
• Memahami tujuan pemodelan dan simulasi sebagai alat untuk analisis, pengujian, dan pencarian solusi masalah-masalah kajian teknik industri.
• Memahami langkah-langkah dasar pemodelan dan simulasi.
Sistem, Model dan Simulasi
Sistem
EksperimenDengan
Sistem Aktual
EksperimenDengan Model
Model Fisik
ModelMatematik
Solusi Analitikal
Simulasi
Definisi Sistem
Sistem didefinisikan sebagai kumpulan elemen yang secara bersama-sama menjalankan fungsinya untuk mencapai sebuah tujuan tertentu (Blanchard, 1991).
Karakteristik dari sebuah sistem:
• Kelompok/Kumpulan
• Elemen
• Interaksi
• Interdependen
• Dinamis
• Lingkungan
• Tujuan
Definisi Model
• Model adalah representasi dari sebuah situasi permasalahan (problem situation).
• Model dapat digunakan untuk menggambarkan (describe), menjelaskan (explain) atau untuk memperkirakan dan memproyeksikan (predict) karakteristik dan perilaku dari suatu sistem alami atau buatan (man made).
• Model diperlukan karena:
• Eksperimen secara langsung mahal, sulit dan bahkan tidak mungkin.
• Memungkinkan proses analisis dan manipulasi.
Representasi
Simplifikasi
Abstraksi
• Pemodelan sistem adalah sebuah studi mengenai bagaimana menciptakan atau mengembangkan model dari sebuah situasi permasalahan
Definisi Pemodelan Sistem
Situasi Permasalahan
Model
Implementasi
Ukuran performansi
Alternatif Desain:• Representativeness• Usefulness• Useability• Pertimbangan Biaya• Kerangka Waktu
Karakteristik Model Yang Baik
1. Tingkat generalisasi yang tinggi Contoh : St = Vo t
2. Transparansi, mekanisme yang jelas Bisa diterangkan kembali
3. Potensial untuk dikembangkan Membuka kemungkinan pengembangan menjadi model yang lebih kompleks
4. Peka terhadap perubahan asumsi
Tujuan dan Manfaat ModelTujuan model:
• Pola/kerangka pikir
• Komunikasi
• Alat prediksi
• Kontrol
• Latihan dan pendidikan.
Manfaat model:
• Meminimumkan kejadian yang tidak diinginkan
• Mampu melihat kompleksitas
• Meminimumkan dampak negatif
• Mampu mengikuti perubahan
• Meminimumkan penalaran intuitif.
Klasifikasi Model
Model dapat diklasifikasikan berdasarkan:1. Fungsi (deskriptif, prediktif, normatif)2. Struktur (ikonik, analog, simbolik)3. Referensi waktu (statis, dinamis)4. Derajat ketidakpastian (deterministik, probabilistik,
uncertainty)5. Derajat generalisasi (spesifik, umum)6. Lingkungan (tertutup, terbuka)7. Derajat kuantifikasi (kualitatif, kuantitatif)8. Dimensi (tunggal, majemuk)
Mengapa Pendekatan Sistem Diperlukan?
• Meningkatnya kompleksitas masalah organisasi, rumit, dan terstruktur• Berkembangnya ilmu-ilmu yang bisa diterapkan dalam manajemen• Kebutuhan akan metode baru untuk problem solving• Perlunya pemahaman sistem untuk pengendalian dan antisipasi perubahan• Dalam masyarakat industri, sistem sudah mendominasi kehidupan.
Definisi Pendekatan Sistem
• Pendekatan terpadu yang memandang suatu persoalan sebagai sistem sebab sifat masalah yang kompleks dan antar disiplin
• Pengelolaan fungsi-fungsi dan elemen-elemen sistem sebagai kesatuan yang terpadu
• Identifikasi sifat-sifat sistem dan usulan perubahan-perubahan untuk perbaikan sistem
• Membantu sistem mencapai efek sinergistik
Proses Pendekatan Sistem
Merumuskan masalah dalam
definisi yang jelas
Tujuan study
Menempatkan masalah dalam
dunia nyata
Kenali elemen-elemen yang saling berinteraksi dalam
mencapai tujuan
Deskripsi sistem
Kenali kendala- kendala yang membatasi perilaku sistem serta
respon tiap elemen
start
selesai
Batasan Sistem
INPUT PROSES OUTPUT = TUJUAN
TUJUAN BATASAN
KRITERIA
Hasil Akhir dari Pendekatan Sistem
• Elemen sistem dan hubungan antar elemen• Atribut dari elemen• Hierarki sistem dan feedback (jika ada)• Aktivitas, kondisi dan kejadian• Batasan sistem.
Prinsip Pendekatan Sistem
• Holistik (menyeluruh)
• Teleologik (dilihat pada konteks/tujuan tertentu)
• Dinamis
Metode Pendekatan Sistem
• Pendekatan Kotak Hitam
• Pendekatan Teori Status
• Pendekatan Integrasi Komponen
• Pendekatan Proses Keputusan
The Art of Modelling
Situasi Permasalah
an
Formulasi Permasalahan
KreatifAnalitikan
SOLUSI (MODEL)
Proses Kreativitas
INKUBASI
INFORMASI ILUMINASI
REALISASI
Kreativitas
Beberapa hambatan kreativitas:
• Hambatan Persepsi (perceptual block)
• Hambatan Emosional (emotional block)
• Hambatan Kultural (cultural block)
Karakteristik berfikir kreatif:
• Imajinatif
• Divergen
• Lateral
• Provokatif
• Generatif (cross fertilization)
Metode Kreatif
Metode kreatif:
• Analisis Morfologi (Zwicky, 1969)
• Brainstorming (Osborn, 1963)
• Synectics (Gordon, 1961)
• Nominal group technique
Analisis Morfologi
• Analisis morfologi melibatkan proses pendekomposisian masalah ke dalam elemen-elemen, mengidentifikasi sejumlah alternatif untuk setiap elemen, dan mensintesis solusi alternatif dengan cara mengkombinasikan atribut-atribut tersebut dengan berbagai cara.
• Untuk menyederhanakan proses, atribut-atribut tersebut dapat dituliskan dalam bentuk matriks.
Brainstorming
• Brainstorming adalah sebuah proses kelompok, dimana anggota-anggotanya biasanya memiliki keragaman latar belakang dan merespon sebuah pertanyaan atau permasalahan.
• Penekanan brainstorming adalah pada proses pembangkitan sejumlah ide dengan mengabaikan proses kritik dan evaluasi.
• Peraturan:- Tidak boleh ada kritik di awal pembangkitan ide- Memfasilitasi cross-fertilization- Bebas, tidak ada paksaan (free wheeling)
Synectics
• Synectics adalah proses identifikasi solusi yang mungkin dari sebuah permasalahan
• Pada synectics dimungkinkan proses infusi, yaitu menanamkan cara berfikir yang baru pada sebuah teknologi yang diadaptasi atau ditransfer dari teknologi lain.
• Synectics menggunakan empat metode analogi, yaitu:
- Analogi personal
- Analogi langsung
- Analogi simbolis
- Analogi fantasi
Nominal Group Technique• Nominal group technique adalah sebuah proses
kelompok dimana anggota kelompok bekerja secara independen tetapi tetap dalam satu kelompok.
• Prosedur teknik ini:
- Sebuah pertanyaan dipaparkan pada kelompok.
- Setiap anggota menuliskan tanggapan sebanyak-banyaknya.
- Pemimpin kelompok meminta setiap anggota untuk menyatakan ide dari daftar yang telah mereka buat dan menuliskannya dalam sebuah flip chart.
- Tidak ada diskusi hingga setiap ide awal dituliskan.
- Setiap item di flipchart didiskusikan.
- Setiap partisipan mengungkapkan preferensinya pada setiap item yang dianggap penting.
Prinsip Dasar Pemodelan
• Prinsip elaborasi
Start simple!• Prinsip analogi (prinsip synectics)
Use similarity!• Prinsip iteratif
Refine it again and again!
Prinsip Elaborasi
• Gunakan asumsi ketat dalam hal jumlah, sifat, fan hubungan antar variabel.
• Asumsi harus konsisten, independen, ekuivalen dan relevan.
Model Sederhana
Model RepresentatifDielaborasi
Prinsip Elaborasi
Contoh : Nilai sahamAsumsi :
• Investor bersifat rasional dan mempunyai world view : maximizing economic gain.
• Investor mempunyai ekspektasi return yang konstan selama periode investasi.
• Perusahaan tumbuh dengan laju konstan selama periode investasi.
• Periode investasi tidak terbatas.
Prinsip Analogi/Synectics
• Pemecahan masalah dilakukan dengan mentransfer hukum, prinsip atau teori dari suatu fenomena atau sistem yang sudah dikenal/diketahui.
Contoh: Time-cost trade offSistem yang sudah dikenal
F
x
F = k.x
• Dengan analogi, dihasilkan kesetaraan (equivalence) dari kedua sistem (struktur atau perilaku)
Ekivalensi Sistem
PEGAS TIME-COST TRADE OFF
Gaya Tarik (F) Biaya percepatan (TC)
Konstanta pegas (k) Biaya percepatan kegiatan per satuan waktu (C)
Regangan (x) Waktu percepatan (t)
F = k.x TC = C.t
Prinsip Analogi/Synectics
Prinsip Iterasi
• Pengembangan model adalah proses iteratif, bukan proses linear dan mekanistik.
• Tiga komponen utama prinsip ini adalah:- Pengembangan model awal- Model yang memadai- Tingkat kompleksitas yang diinginkan sebagai
dasar penghentian proses iteratif.
Simulasi
“A simulation is the imitation of the operation of a real-world process or system over time. Whether done by hand or on a computer…” (Banks, Discrete Event System Simulation)
Keuntungan dari simulasi:• Kebijakan baru, prosedur operasional, keputusan atau
aturan dapat diuji coba tanpa mengganggu kegiatan operasional yang sedang berlangsung.
• Rancangan hardware, layout fisik dan sistem transportasi dapat diuji tanpa menggunakan sumber daya yang nyata.
• Dapat mengontrol skala waktu.
• Studi simulasi dapat membantu memahami bagaimana sistem beroperasi.
• Dapat menjawab pertanyaan ‘what-if”.
Simulasi
Kekurangan simulasi:
• Pengembangan model memerlukan training khusus
• Pengembangan model simulasi dapat menghabiskan waktu dan biaya yang tidak sedikit
• Sulit untuk meng-generalisir hasil
• Sulit untuk memvalidasi model dan menganalisis output
Tipe Simulasi
Statis vs Dinamis
• Statis : simulasi montecarlo (tidak berdasarkan waktu)
• Dinamis : simulasi bank (dari 09.00 sampai 16.00)
Deterministik vs Stokastik
• Deterministik : kedatangan pesawat sesuai schedule
• Stokastik : simulasi bank (kedatangan nasabah dalam 1 hari)
Diskret vs Kontinu
• Diskret : jumlah pelanggan per periode waktu
• Kontinu : permukaan air bendungan.
Tipe Simulasi
DeterministikStokastik
Tahapan dalam Studi Simulasi
Proses Pemodelan
Proses pemodelan:
• Identifikasi permasalahan
• Karakteristik sistem
• Formulasi model
• Estimasi parameter dan solusi
• Analisis model
• Validasi model
• Implementasi
Tahapan Dalam Pemodelan Sistem
Teori, Prinsip, Hukum, Konsep, Asumsi, Postulat,
Pengalaman,Lingkup Observasi
Masalah
Sistem Nyata
Tujuan Studi
Model Konseptual
Formulasi Model
Parameterisasi
Validasi Model
Implementasi Model
Pendekatan Sistem
Pengumpulan Data
1-Definisi Permasalahan
• Pendefinisian permasalahan adalah tahap awal yang kritis, karena akan mempengaruhi kesuksesan langkah selanjutnya • Definisikan tujuan yang jelas dari model• Membuat daftar pertanyaan, pertanyaan tersebut tidak boleh terlalu umum atau terlalu menyempit• Langkah umum :1. Penetapan gejala2. Identifikasi masalah3. Pernyataan masalah
INGAT : Kesalahan dalam mendefinisikan permasalahan akan menimbulkan kesalahan penetapan solusi.
2-Model Konseptual
• Menunjukkan keterkaitan antar variabel yang menentukan perilaku sistem
• Menguraikan hubungan masalah, sistem, dan tujuan
• Tujuanmemberikan indikasi performansi yang ingin dicapai
• Model Konseptualmemberikan kerangka apa yang membentuk kinerja itu
• Model Konseptual kadang terlalu luas dan belum operasional sehingga perlu pengidealan dan penciutan
• Idealisasi dan penyederhanaan inilah yang disebut karakterisasi sistem
3-Formulasi Model
Tahapan:
1. Pemilihan variabel yang dilibatkanpilih var. yg relevan
2. Tingkat agregasi dan kategorisasitergantung tujuan model, perlu detail atau agregat
3. Perlakuan terhadap waktu dinamis atau statik4. Spesifikasi modelbuat model5. Kalibrasi Modelcocokkan dengan kondisi nyata
4-Analisis Model dan Solusi
• Pemahaman suatu model dapat ditingkatkan dengan melakukan analisis model
• Solusi yang baik dapat dilihat dari derajat sensitivitas fungsi tujuan terhadap perubahan-perubahan variabel bebas dan parameter model
• Kekurangsesuaian antara hasil pengujian dengan data yang nyata dapat menimbulkan proses siklus reformulasi model (kalau dapat ditoleransi)
Kriteria Evaluasi Model
• Tingkat kepresisian
• Validitas
• Ketetapan (constancy)
• Ketersediaan taksiran untuk variabel
• Interpretasi dan implementasi model
Thanks For Your Attention