Jelaskan pengertian pemodelan simulasi dan sistem serta berikan contohnya

Model adalah tiruan sebuah sistem yang disusun untuk mempelajari karakteristik sistem nyatanya. Oleh karena tiruan, maka karakteristik sistem yang digambarkan dalam model biasanya tidak menyeluruh, melainkan disesuaikan dengan kebutuhan tujuan studi. Dengan demikian, model memiliki sejumlah asumsi yang berkaitan dengan proses/struktur sistem maupun input/output dalam sistem. Sebagai contoh, dalam rangka mempelajari jumlah teller (server) yang ideal di sebuah layanan bank, maka dibuatlah model sistem antrian dan layanan pada teller bank tersebut. Beberapa asumsi yang mungkin dibentuk terkait dengan model yang dibangun antara lain waktu antar kedatangan nasabah berdistribusi eksponensial (asumsi input) dan diasumsikan semua nasabah mau menunggu/masuk ke dalam antrian apabila semua teller sedang sibuk. Asumsi input yang dibangun tersebut, meskipun diperoleh melalui analisis data di lapangan, tetap saja rata-rata antar kedatangan tersebut adalah sebuah pendekatan nilai yang didekati dengan sebuah distribusi probabilitas tertentu.

Singh (2009) mengemukakan bahwa model dapat dikelompokkan dalam beberapa jenis sebagai berikut.

Contoh model fisik statik adalah model bangunan yang dirancang oleh para arsitektur maupun teknik sipil. Model tersebut dapat berupa gambar maupun maket bangunan. Contoh model fisik dinamik adalah model pesawat (berukuran kecil) yang sedang dalam pengujian di ruang pengujian angin. Ruang pengujian tersebut berupaya mencontoh kondisi udara, kecepatan dan lain sebagainya dengan berbagai kondisi ukuran untuk menguji model pesawat yang akan dibangun. Contoh lain model fisik dinamik adalah model bangunan anti erosi yang akan dibangun di pantai. model bangunan ini sebelum dipasang di pantai memerlukan pembangunan dalam skala kecil (model) yang diuji dalam laboratorium dengan berbagai kondisi gelombang selama beberapa waktu.

Model matematik merupakan imitasi sistem nyata dalam bentuk simbol-simbol matematik. Model matematik statik tidak mempertimbangkan waktu dalam pengolahan datanya sehingga sistem tidak berubah oleh waktu, sedangkan  model matemtik dinamik adalah sebaliknya. Contoh model matematik adalah model inventori (persediaan). Model persediaan ini ada yang statik yaitu yang data permintaan, data lead time diasumsikan berfsifat statik (deterministik), ada pula model persediaan dinamik dimana data permintaan, dan lead time bersifat probabilistik. 

Model komputer menurut Singh (2009) merupakan perkembangan lanjut dalam pemodelan karena seluruh model matematik baik statik maupun dinamik dapat dimodelkan secara lebih baik melalui komputer. Model komputer dinamik dapat kita lihat secara sederhana pada model permainan (game) yang meniru dunia nyata.

Berbeda dengan singh (2009), Banks et al (2001) hanya mengelompokkan model dalam dua jenis yaitu model fisik dan model matematik. Model matematik ini dapat dinyatakan dalam bentuk notasi simbol atau persamaan matematik, dan bisa juga disajikan dalam bentuk model simulasi. Model simulasi ini kemudian lebih jauh dapat diklasifikasin sebagai model simulasi statik atau dinamik, model simulasi deterministik atau stokastik, dan model simulasi diskrit atau kontinu.

Model simulasi statik dikenal juga dengan nama Simulasi Monte Carlo yang merepresentasikan sebuah sistem pada suatu waktu tertentu. Sebagai contoh, ingin dismulasikan jumlah pelanggan yang membeli suatu produk di sebuah toko berdasarkan data historis yang berdistribusi eksponensial. Kemudian dibangkitkan bilangan random untuk menunjukkan jumlah pelanggan yang dibangkitkan sesuai posisi interval distribusinya. Model simulasi dinamik merepresentasikan sistem dari waktu ke waktu, misal, simulasi sebuah bank dalam rentang jam kerja tertentu. Namun harus diperhatikan bahwa model simulasi dinamis dalam pengertian ini berbeda dengan model simulasi sistem dinamis (dynamic system). Simulasi sistem dinamis akan dijelaskan dalam tulisan lainnya.

Model simulasi deterministik adalah model simulasi yang tidak memiliki variable random dalam inputnya. Sebagai contoh, simulasi kedatangan pasien seorang dokter praktek yang telah diatur jadwal pelayanannya. Model simulasi stokastik adalah model simulasi yang memiliki satu atau beberapa variabel random dalam inputnya. Random input ini akan menghasilkan output yang random pula. Simulasi layanan teller bank adalah salah satu contoh model simulasi stokastik.

Model simulasi diskrit adalah model simulasi yang status variabelnya berubah secara diskrit pada satu waktu tertentu. Contohnya, simulasi layanan teller bank, dimana jumlah pelanggan yang menunggu/antri berubah secara diskrit dari waktu ke waktu. Model simulasi kontinu adalah model simulasi yang status variabel berubah secara kontinu dari waktu ke waktu. Simulasi permukaan air bendungan adalah contoh simulasi kontinu.

Simulasi adalah imitasi atau tiruan dari aktivitas/proses sebuah sistem. Simulasi dibuat dengan tujuan untuk mengamati karakteristik sistem nyatanya. Terkadang simulasi dibuat untuk sesuatu yang belum ada sistem nyatanya, sehingga pembuatan simulasi dalam hal ini adalah untuk menguji sistem rancangan. Simulasi bisa tidak menggunakan komputer, tetapi cukup menggunakan persamaan-persamaan matematik. Namun demikian, kompleksitas sistem nyata biasanya mengharuskan penggunaan komputer agar model yang disimulasikan mendekati atau sangat mirip dengan sistem nyata. Beberapa definis simulasi sebagai berikut:

“Simulation is a situation in which a particular set of conditions is created artificially in order to study or experience sth that could exist in reality” (The Oxford Business English Dictionary, 2010).

“Simulation is “the modeling of a process or system in such a way that the model mimics the response of the actual system to events that take place over time” (Schriber,1987).

“Simulation is the imitation of the operation of a real world process or system over time” (Banks at al, 2001).

Simulasi banyak digunakan saat ini sebagai suatu tool studi. Beberapa alasan penggunaan smulasi adalah karena simulasi dapat digunakan sebagai pembelajaran/investigasi terhadap interaksi antar komponen dalam suatu sistem yang kompleks, simulasi dapat digunakan untuk studi dampak perubahan informasi, organisasi, dan lingkungan terhadap sistem. Selain itu, pengetahuan yang diperoleh melalui simulasi bisa menjadi saran penting untuk perbaikan sistem, mengidentifikasi variabel yang paling berpengaruh terhadap sistem melalui pengubahan input terhadap output. Simulasi juga sebagai media untuk memahami metodologi penyelesaian masalah yang dilakukan secara analitik, alat percobaan untuk desain sistem baru, analisis kemampuan mesin, dan lain sebagainya.

Simulasi tidak tepat digunakan untuk suatu studi apabila hal-hal berikut ini detemui:

1. suatu masalah dapat diselesaikan dengan nalar.
2. Suatu masalah dapat diselesaikan secara analitik.
3. Suatu percobaan sederhana dapat dilakukan.
4. Biaya simulasi sangat besar.
5. Waktu dan sumber daya yang tidak tersedia.
6. Tidak tersedia data (termasuk data estimasi/hipotetik).
7. Adanya ekspektasi yang berlebihan terhadap hasil.
8. Sistem terlalu kompleks dan tidak bisa didefinisikan.

Keunggulan dan kelemahan semulasi sebagai berikut:

Area penggunaan simulasi antara lain:

Latihan Soal Individu part 1

1.      Apa yang dimaksud dengan model ?

Jawab :

a)      Model : Representasi dari suatu objek, benda dan ide-ide dalam bentuk yang lain dengan entitasnya. Model berisi informasi tentang suatu sistem yang dibuat dengan tujuan untuk memperlajari perilaku sistem yang sebenarnya. (ppt Mosi oleh Tri Ferga Prasetyo, S.T)

b)      Model adalah rencana, representasi, atau deskripsi yang menjelaskan suatu objek, sistem, atau konsep, yang seringkali berupa penyederhanaan atau idealisasi. Bentuknya dapat berupa model fisik (maket, bentuk prototipe), model citra (gambar rancangan, citra komputer), atau rumusan matematis. (http://id.wikipedia.org/wiki/Model)

2.      Apa yang dimaksud dengan simulasi ?

Jawab :

a)      Simulasi adalah suatu proses peniruan dari sesuatu yang nyata beserta keadaan sekelilingnya (state of affairs). Aksi melakukan simulasi ini secara umum menggambarkan sifat-sifat karakteristik kunci dari kelakuan sistem fisik atau sistem yang abstrak tertentu. (http://id.wikipedia.org/wiki/Simulasi)

b)      Simulasi didefinisikan sebagai proses mendesain model dari suatu sistem nyata dan melakukan eksperimen dengan model tersebut untuk memahami perilaku sistem itu dan/atau mengevaluasi berbagai strategi operasi dari sistem.

Simulasi merupakan model tiruan dari sistem nyata. (ppt Mosi oleh Tri Ferga Prasetyo, S.T)

3.      Berikan contoh dan jelaskan mengenai jenis-jenis dari model dan perbedaannya ?

Jawab :

Jenis-jenis Model

·      3 faktor sudut pandang pemodel :

Ø Tata nilai yang dianut

Ø Ilmu pengetahuan khusus yang dimiliki

Ø Pengalaman yang berhubungan

·      Jenis-jenis Model Simbolik:

Ø Model Stokastik :

Ø Model Deterministik

Ø Model Statis

Ø Model Dinamis

Ø  Jenis-jenis Model Simbolik :

1)      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

2)      Model Deterministik :Model yang dipergunakan untuk memecahkan suatu persoalan dalam situsai yang pasti

Contoh : proses kimia, peta, dsb.

3)   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.

4)      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 . (ppt Mosi oleh Tri Ferga Prasetyo, S.T)

4.      Jelaskan apa yang dimaksud dengan simulasi ?

Jawab :

Simulasi dapat diartikan sebagai meniru suatu sistem nyata yang kompleks yang penuh dengan sifat probabilistik, tanpa harus mengalami keadaan yang sesungguhnya . Hal ini dapat dilakukan denganmembuat sebuah miniature yang representative dan valid denagn tujuan sampling dan survey statistik pada sistem nyata dapat dilakukan pada tiruan ini.

Kedudukan masalah dengan simulasi.

Proses simulasi juga berhubungan dengan penyusunan tiruan sistem denagn menggunakan interaksi antar bilangan ramdom yang menuruti distribusi dari pola data tertentu. Sehingga diperlukan suatu distribusi tertentu untuk mensimulasikan suatu sistem. (http://ellyns.wordpress.com/2009/08/28/definisi-simulasi-2/)

5.      Kapan simulasi dapat digunakan sebagai pendekatan penyelesaian persoalan dan kapan tidak dapat digunakan ?

Jawab :

a)       Kapan simulasi dapat digunakan sebagai pendekatan penyelesaian persoalan?

Simulasi dapat diterapkan untuk menggantikan dan mewakili pelaksanaan penyelidikan dan percobaan penelitian ril yang    dihadapkan dengan masalah ongkos yang mahal, resiko fatal, waktu yang terbatas dan sarana yang tidak memadai.

Simulasi dapat di gunakan :

1)      Untuk mempelajari sistem yang kompleks, misalnya, sistem dimana solusi analitik tidak dapat digunakan.

2)      Untuk membandingkan rancangan alternatif.

3)      Untuk mempelajari efek pengubahan pada sistem.

4)      Untuk mengusulkan verifikasi solusi analitik.

b)      kapan tidak dapat digunakan?

Simulasi tidak tepat digunakan untuk suatu studi apabila hal-hal berikut ini detemui:

1)      Suatu masalah dapat diselesaikan dengan nalar.

2)      Suatu masalah dapat diselesaikan secara analitik.

3)      Suatu percobaan sederhana dapat dilakukan.

4)      Biaya simulasi sangat besar.

5)      Waktu dan sumber daya yang tidak tersedia.

6)      Tidak tersedia data (termasuk data estimasi/hipotetik).

7)      Adanya ekspektasi yang berlebihan terhadap hasil.

8)      Sistem terlalu kompleks dan tidak bisa didefinisikan.

6.      Apakah perbedaan antara model stokastik & model deterministik dalam bentuk variabel input dan dengan cara menginterpretasikan hasilnya ?

Jawab :

a)         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. (ppt Mosi oleh Tri Ferga Prasetyo, S.T)

9)      Jika model simulasi tidak berisikan komponen-komponen yang probabilitik (dengan kata lain random), model ini disebut deterministik; penyelesaian sistem (dan analisis yang tidak bisa dikembalikan ) pada penjabaran persamaan yang berbeda sebuah reaksi kimia semesti sebagai model.  Dalam model deterministik, outputnya ditentukan sekali membentuk output kuantitas dan hubungan dalam model dikhususkan sama walaupun penentuan yang sebenarnya memerlukan sedikit waktu berhitung untuk mengevaluasi.  Banyak sistem bagaimanapun harus dimodelkan seperti pemilikan sekurang-kurangnya beberapa komponen-komponen input random dan membangkitkan model simulasi stokastik.  Kebanyakan teori antrian dan sistem inventori (pergudangan) dimodelkan secara stokastik.  Model simulasi stokastik menghasilkan output random, karenanya diuji hanya berupa estimasi (perkiraan) kebenaran karakteristiknya pada model; ini merupakan model utama yang tidak menguntungkan dalam simulasi. (http://zulfikarmsi.wordpress.com/materi-kuliah-simulasi-dan-pemodelan-bab-i/)

7.      Apakah 2 karakteristik sistem yang menyebabkannya menjadi kompleks ?

Jawab :

a)        

Masukan (Input) Energi yang dimasukkan ke dalam suatu sistem disebut INPUT.

Masukan ini dapat berupa :

·         Masukan Perawatan (Maintenance Input)
Yaitu energi yang dimasukkan supaya sistem itu dapat beroperasi.

b)        Keluaran (Output)
Keluaran adalah hasil dari energi yang diolah. Keluaran ini dapat diklasifikasikan sebagai :

·           Keluaran yang berguna

·           Keluaran yang tidak berguna yang dikenal sebagai sisa pembuangan

8.      Apa yang menjadi prinsip-prinsip dalam pengembangan model ? Berikan contohnya ?

Jawab :

a)      Elaborasi : model dimulai dari yang sederhana sampai didapatkan model yang representatif.

b)       Analogi : pengembangan menggunakan prisip-prinsip dan teori yang sudah dikenal luas.

1)      Analogi Personifikasi

Dalam hal ini, analis berusaha membayangkan dirinya mengalami masalah system nyata seperti yang dihadapi oleh pengambil keputusan dalam perusahaan

2)      Analogi Langsung

Analis mencari hubungan yang serupa di antara dua atau lebih situasi problematic

Contoh :

Dalam merancang pondasi tiang listrik tegangan tinggi di daerah rawa-rawa dapat dianalogikan dengan akar pohon kelapa di pantai.

3)       Analogi Simbolik

Analis berusaha menemukan hubungan yang serupa antara situasi problematic system nyata dengan proses simbolik.

Contoh :

Laju mengalirnya air pada suatu tingkat volume tertentu dlam bak dan laju pertumbuhan penduduk dari sejumlah penduduk suatu kota.

4)      Analogi Fantasi

Dalam membuat analogi fantasi, analis sama sekali bebas mencari kesamaan antara situasi problematik yang dihadapi dan beberapa masalah perusahaan lain yang bersifat khayali.

Untuk menaksir tepat tidaknya hasil suatu analogi, dapat ditempuh dengan menilai sampai tingkat  seberapa jauh situasi masalah system nyata serupa dengan hal-hal lain yang dianalogikan.

c)      Dinamis : pengembangannya ada kemungkinan untuk bisa diulang.

Contoh metodologi :

Dalam OR (Programa liier, program dinamik, model persediaan, model proses markov,dsb), Peramalan, Ekonometrik,dsb. 

(http://alena02.wordpress.com/2012/10/31/definisi-model-dan-klasifikasi-model/) 

(http://tin304.blog.esaunggul.ac.id/2012/11/04/prinsip-prinsip-pemodelan/)

Untuk melihat versi pdf tugas ini klik disini

Page 2