STUDI SIMULASI DAN PEMODELAN DALAM SEBUAH SISTEM

STUDI SIMULASI DAN PEMODELAN DALAM SEBUAH SISTEM Oleh Akram

Langkah-Langkah Studi Simulasi

1.        Formulasi masalah

Dalam Formulasi Masalah dilakukan langkah-langkah sebagai berikut:

• Mengidentifikasikan maslah yang akan diselesaikan
• Mendeskripsikan operasi sistim dalam term-term obyek dan aktivitas dalam suatau layout
• Mengidentifikasi sistem dalam term-term variabel input (eksogen), dan output (endogen)
• Mengkatagorikan variabel input sebagi decision (controllable) dan parameters (uncontrollable)
• Mendefinisikan pengukuran kinerja sistim (sebagai fungsi dari variabel endogen) dan fungsi obyek (kombinasi beberapa pengukuran)
• Mengembangkan struktur model awal (preliminary)
• Mengembangkan struktur mode lebih rinci yang menidentikasi seluruh obyek berikut atribut dan interface-nya

 

2.        Penetapan tujuan dan rencana proye

Pendekatan yang digunakan untuk menyelesaikan masalah.

 

3.        Konseptualisasi model: membangun model yang masuk akal.

3.1 Pendekatan proses (atau pendekatan alarian fisik (physical flow approach) didasarkan pada tracking flow dari entitas-entitas keseluruhan sistem berikut titik pemorsesan dan aturan keputusan percabangan

3.2 Pendekatan peristiwa (event) (atau pendekatan perubahan keadaan (state change approach)) didasarkan pada definisi variabel keadaan internal dan events sistim yang mengubahnya, diikuti oleh deskripsi operasi sistim ketika suatu event terjadi

Konstruksi Model:

• Definisi obyek, atribut, metode
• Flowchart metode yang relevan
• Pemilihan bahas implemntasi ¤ penggunaan random variates dan statistik kinerja
• Coding dan debugging

 

4.        Pengumpulan data

Mengumpulkan data yang diperlukan untuk merun simulasi (seperti laju ketibaan, proses ketibaan, displin layanan, laju pelayanan dsb.), dan melakukan beberapa langkah sebagai berikut:

• Observasi langsung dan perekaman manual variabel yang diseleksi (selected)
• Time-stamping untuk men-track aliran suatu entitas keseluruh sistem
• Menyeleksi ukuran sample yang valid secara statistik
• Menyeleksi sutau format data yang dapat diproses oleh komputer
• Analisis statistik untuk menetapkan distribusi dan parameter data acak
• Memutuskan data mana yang dipandang sebagai acak dan yang mana diasumsikan deterministik

5.        Penerjemahan Model

Merupakan langkah untuk melakukan konversi model dalam suatu bahasa pemrograman.

 

6.        Verifikasi

Langkah untuk memverifikasi model melalui pengecekan apakah program bekerja dengan baik.

 

7.        Validasi

Langkah untuk mengecheck apakah sistim merepresentasi sistim riil secara akurat.

 

8.        Desain Eksperimen

Langkah yang dilakukan untuk mempertanyakan Berapa banyak runs? Untuk berapa lama? Jenis variasi masukannya seperti apa ? serta melakukan:

• Evaluasi statistik output untuk mementapkan beberapa level presisi yang diterima dari pengukuruan kinerja
• Analisi terminasi digunakan jika interval waktu riil tertentu akan disimulasikan
• Steady state analysis digunakan jika obyek of interest merupakan rata-rata long-term

 

9.        Produksi runs dan analisis

Langkah yang dilakukan untuk merunning aktual simulasi, mengumpulkan dan menganalisis keluaran.

 

10.     Jalankan lagi (More runs) ?: mengulangi eksperiemn jika perlu.

 

11.     Dokumentasi dan pelaporan: Dokumen dan laporan hasil

 

12.     Implementasi

 

Kelebihan Simulasi

1. Sebagian besar sistem riil dengan elemen-elemen stokastik tidak dapat dideskripsikan secara akurat dengan model matematik yang dievaluasi secara analitik. Dengan demikian simulasi seringkali merupakan satusatunya cara.
2. Simulasi memungkinkan estimasi kinerja sistem yang ada dengan beberapa kondisi operasi yang berbeda.
3. Rancangan-rancangan sistem alternatif yang dianjurkan dapat dibandingkan via simulasi untuk mendapatkan yang terbaik.
4. Pada simulasi bisa dipertahankan kontrol yang lebih baik terhadap kondisi eksperimen.
5. Simulasi memungkinkan studi sistem dengan kerangka waktu lama dalam waktu yang lebih singkat, atau mempelajari cara kerja rinci dalam waktu yang diperpanjang.

 

Kelemahan Simulasi

1. Setiap langkah percobaan model simulasi stokastik hanya menghasilkan estimasi dari karakteristik sistem yang sebenarnya untuk parameter input tertentu. Model analitik lebih valid.
2. Model simulasi seringkali mahal dan makan waktu lama untuk dikembangkan.
3. Output dalam jumlah besar yang dihasilkan dari simulasi biasanya tampak meyakinkan, padahal belum tentu modelnya valid.

Jebakan/ Simulasi

1. Gagal mengidentifikasi tujuan secara jelas
2. Desain dan analisis eksperimen simulasi tidak memadai
3. Pendidikan dan pelatihan yang tidak memadai

 

Fitur-Fitur software simulasi yang dibutuhkan

1. Membangkitkan bilangan random dari distribusi probabilitas U(0,1).
2. Membangkitkan nilai-nilai random dari distribusi probabilitas tertentu, mis. eksponensial.
3. Memajukan waktu simulasi.
4. Menentukan event berikutnya dari daftar event dan memberikan kontrol ke blok kode yang benar.
5. Menambah atau menghapus record pada list.
6. Mengumpulkan dan menganalisa data.
7. Melaporkan hasil.
8. Mendeteksi kondisi error.

 

Tugas! Buat 10 Pertanyaan dan 10 Jawaban:

1.   Apa yang dimaksud Simulasi?

Simulasi diartikan sebagai teknik menirukan atau memperagakan kegiatan berbagai macam  proses atau fasilitas yang ada di dunia nyata.  Fasilitas atau proses tersebut disebut dengan sistem, yang mana didalam keilmuan digunakan untuk membuat asumsi-asumsi bagaimana sistem tersebut bekerja.

 

2.   Sebutkan mengapa harus melakukan simulasi ?

• Flight simulator: untuk meminimalisasi resiko kerugian yang besar dan kesalahan yang fatal dalam kehidupan nyata.
• Aplikasi lain (produksi dan transportasi minyak): mengetahui perilaku produksi dan aliran minyak
• Menyediakan metoda analisis: meramalkan kinerja sistem.
• Mendukung pengambilan keputusan: prediksi harga saham.
• Terhindar dari risiko.
• Menggunakan cara try-it and see-it
• Menghilangkan faktor emosi(kira-kira) dari pengambilan keputusan dengan menyediakan bukti objektif.

 

3.   Apa saja keuntungan simulasi ?

• Compress Time ( menghemat Waktu)
• Expand Time (dapat melebar luaskan waktu)
• Control sources of variation (dapat mengawasi sumber-sumber yang bervariasi)
• Error in meansurment correction (mengoreksi kesalahan-kesalahan perhitungan)
• Stop simulation and restart (dapat dihentikan dan dijalankan kembali)
• Easy to replicate (mudah diperbanyak)

 

4.   Apa yang dimaksud model dan pemodelan ?

Suatu representasi sederhana dari sebuah sistem (atau proses atau teori), bukan sistem itu sendiri. Model-model tidak harus memiliki seluruh atribut; mereka disederhanakan, dikontrol, digeneralisasi, atau diidealkan. Untuk sebuah model yang akan digunakan, seluruh sifat-sifat relevantnya harus ditetapkan dalam suatu cara yang praktis, dinyatakan dalam suatu set deksripsi terbatas yang masuk akal (reasonably).

 

5.   Sebutkan dan jelaskan 3 langkah utama pembangunan model

1. Observasi sistim riil dan interaksi komponen dan pengumpulan data

     Domain pengetahuan tertentu

     Stakeholders: operator, teknisi, engineers

2. Konstruksi model konseptual

     Asumsi dan hipotesa komponen dan nilai-nilai parameter

     Struktur sistim

3. Penerjemahan model operasional ke bentuk yang dikenal oleh komputer

 

6.   Apa hubungan simulasi dan pemodelan dalam sebuah sistem ?

Sistem biasanya dipengaruhi oleh perubahan yang terjadi di luar sistem. Perubahan ini terjadi di lingkungan sistem. Dalam pemodelan sistem, perlu ditetapkan batas (boundary) antara sistem dan lingkungannya. Contoh, pada studi memori cache menggunakan, kita harus menetapkan dimana batas sistem. Batas ini dapat antara CPU dan cache, atau dapat memasukan memori utama, disk, OS, kompilator, ataupun program-program aplikasi.

 

7.   Apa saja klasifikasi model dalam simulasi ?

1.   Model Simulasi Statik vs. Dinamik

Model statik: representasi sistem pada waktu tertentu. Waktu tidak berperan di sini. Contoh: model Monte Carlo.

Model dinamik: merepresentasikan sistem dalam perubahannya terhadap waktu. Contoh: sistem conveyor di pabrik.

2.   Model Simulasi Deterministik vs. Stokastik

Model deterministik: tidak memiliki komponen probabilistik (random).

Model stokastik: memiliki komponen input random, dan menghasilkan output yang random pula.

3.   Model Simulasi Kontinyu vs. Diskrit

Model kontinyu: status berubah secara kontinu terhadap waktu, mis. gerakan pesawat terbang.

Model diskrit: status berubah secara instan pada titik-titik waktu yang terpisah, mis. jumlah customer di bank.

 

8.   Sebutkan langkah-langkah simulasi

1. Formulasi masalah
2. Penetapan tujuan dan rencana proyek
3. Konseptualisasi model: membangun model yang masuk akal.
4. Pengumpulan data
5. Penerjemahan Model
6. Verifikasi
7. Validasi
8. Desain Eksperimen
9. Produksi runs dan analisis
10. Jalankan lagi (More runs)
11. Dokumentasi dan pelaporan
12. Implementasi

 

9.   Sebutkan jebakan dalam simulasi

1. Gagal mengidentifikasi tujuan secara jelas

2. Desain dan analisis eksperimen simulasi tidak memadai

3. Pendidikan dan pelatihan yang tidak memadai

 

10.  Sebutkan dan jelaskan fitur-fitur software simulasi yang dibutuhkan

1. Membangkitkan bilangan random dari distribusi probabilitas U(0,1).

2. Membangkitkan nilai-nilai random dari distribusi probabilitas tertentu, mis. eksponensial.

3. Memajukan waktu simulasi.

4. Menentukan event berikutnya dari daftar event dan memberikan kontrol ke blok kode yang benar.

5. Menambah atau menghapus record pada list.

6. Mengumpulkan dan menganalisa data.

7. Melaporkan hasil.

8. Mendeteksi kondisi error.

Artikel ini dibuat sebagai tugas kuliah  sebagaimana yang tertuang dalam https://onlinelearning.uhamka.ac.id