Simulasi dan Permodelan

Simulasi dan Permodelan

 
 
Pengertian
Simulasi merupakan suatu teknik meniru operasi – operasi atau proses – proses terjadi dalam suatu sistem dengan bantuan perangkat komputer dan dilandasi 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 segera rill, dengan melakukan studi simulasi maka dalam waktu singkat dapat ditentukan keputusan yang tepat serta dengan biaya tidak terlalu besar karena semuanya cukup dilakukan dengan kompuer.
Pendekatan simulasi diawali dengan model pembangunan sistem nyata. Molde tersebut harus dapat menunjukan bagaimana berbagai komponen dalam sistem saling berinteraksi sehingga benar – benar menggambarkan prilaku sistem. Setelah model dibuat maka model tersebut di transformasikan kedalam program komputer sehingga memungkinkan untuk disimulasi
Klasifikasi Model simulasi
Pada dasarnya model simulasi dikelompokan dalam tiga dimensi yaitu ( Law and Kelton 1991)
a. Model simulasi stastis denagn model simulasi Dinamis.
Model simulasi statis digunakan untuk mempresentasikan sistem pada saat tertentu atau sistem 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 dientuk tidak mengandung variable yang bersifat random , maka model simulasi tersebut dikatakan sebagai simulasi deterministik, pada umumnya sistem yang dimodelkan dalam simulasi mengandung beberapa input yang bersifat random, maka pada sistem seperti ini model simulasi yang digunakan disebut model simulasi stokastik.
c. Model simulasi Kontinu dengan model simulasi Diskret.
Untuk mengelompokan suatu model simulasi apakah diskret atau kontinyu, sangaat ditentukan oleh sistem yang di kaji. Suatu sistem dikatakan diskret jiaka variable sistem yang mencerminkan suatu sisitem berubah pada titik waktu tertentu, sedangkan sistem dikatakan kontinyu jika perubahan variable sistem berlangsung secara berkelanjutan seiring dengan perubahan waktu.
Simulasi dan permodelan sistem
Sistem adalah kumpulan objek yang saling berinteraksi dan bekerja sama untuk mencapai tujuan logis dalam suatu lingkungan yang kompleks objek yang menjadi komponen dari sistem dapat berupa objek terkecil dan biasanya berupa subsistem atau sistem yang lebih kecil lagi. Dalam definisi ini disertakan elemen lingkungan karena lingkungan sistem memberikan peranan yang sangat penting terhadap perilaku sistem itu. Bagaimana komponen – komponen sistem itu berinteraksi , hal itu adalah dalam langkah mengantisipasi lingkungan mengamati sistem bukan hanya mengidenfikasi komponen – komponen pendukung sistem tetapi lebih dari itu harus pula mengetahui prilaku dan variable – variable yang ada di dalamnya. Paling tidak analisis terhadap sistem harus dapat membuat konsepsi tentang sistem itu.
Ada beberapa cara untuk dapat merancang , menganalisa dan mengoprasikan suatu sistem salah satunya adalah dengan melakukan permodelan , membuat model dari sistem tersebut. Model adalah yang sangat berguna untuk menganalisa maupun merancang sistem.

Eksperimen dengan sistem aktual vs eksperimen dengan model sisitem
Jika suatu sistem secara fisik memungkinkan dan tidak memakan biaya yang bear untuk dioperasikan sesuai dengan kondisi (secenario) yang kita ingkinkan makan cara ini merupakan cara yang terbaik karena hasil dari eksperimen ini benera – benar sesuai dengan sistem untuk dikaji. Namun sistem seperti itu jarang sekali ada dan penghentian operasi sistem untuk keperluan eksperimen akan memakan biaya yang sangat beasar. Selain itu untuk sistem yang belum ada atau sistem yang masih dalam rancangan maka eksperimen dengan sistem aktual jelas tidak bisa dilakukan sehingga satu-satunya cara adalah dengan menggunakan model sebagai representasi dari aktual.
Model fisik vs Model matematis
Model fisik mengambil dari sebaian fisik dari hal – hal yang diwakilkannya. Sehingga menyerupai sistem yang sebenarnya namun dalam sakala yang berbeda. Walupun jarang dipakai, model ini cukup berguna dalam rekayasa sistem. Dalam penelitian, model matematis lebih sering dipakai jika dibandingkan dengan model fisik. Pada model matematis sistem drepresentasikan sebagai hubungan logika dan hubungan kuantitatif untuk kemudian dimanipulasi supaya dapat dilihat bagaimana sistem beraksi.
Solusi Analistis vs Simulasi
Setelah model matematis berhasil dirumuskan, model tersebut dipelajari kembali apakah model yang telah dikembangkan dapat menjawab pertanyaan yang berkaitan dengan tujuan mempelajari sistem. Jika model yang dibentuk cukup sederhana, maka relasi – relasi matematisnya dapat digunakan untuk mencari solusi analitis. Jika solusi analistis bisa diperoleh dengan cukup mudah dan efisien, maka sebaiknya digunakan solusi analistis karena metode ini mampu memberikan solusi yang optimal terhadap masalah yang di hadapi. Tetapi seringkali model terlalu kompleks sehingga sangat sulit untuk diselesaikan dengan metoda – metoda analistis, maka model tersebut dapat mempeajari dengan simulasi. Simulasi tidak menjamin memberikan hasil yang optimal melainkan dijamin bahwa hasilnya mendekati optimal.
Permodelan dan simulasi
Perkembangan Teknologi Informasi
1. Pendahuluan
Simulasi adalah program (software) Komputer yang berfungsi untuk menirukan perilaku sistem nyata (ralistas) tertentu. Tujuan simulasi antara lain untuk pelatihan (training). Studi perilaku sistem (behaviour) dan hiburan / permainan (game)
Beberapa contoh : simulasi terbang (high sumulation) , 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 plant 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. Permodelan dan simulasi komputer
Studi informatika yang mendukung simulasi komputer, antara lain : permodelan dan simulasi, teori sistem, rekayasa perangkat lunak dan gerak animasi komputer.
Proses tahapan dalam pengembangan simulasi komputer adalah sebagai berikut :
a. Memahami sistem yang akan disimulasikan
b. Mengembangkan model matematika dari sistem
c. Mengembangkan model matematika untuk simulasi
d. Membuat program (software) komputer
e. Menguji, memverifikasi dan memvalidasi keluaran simulasi
f. Mengesekusi program simulasi untuk tujuan tertentu
3. Beberapa contoh simulasi komputer
Berikut berikan beberapa contoh simulasi komputer waktu nyata (real – time) anatara lain :
Simulasi terbang (high Simulation) simulasi sistem ekonomi makro, sumulasi sistem perbangkan, simulasi permainan game ( game)
3.1. Simulasi Terbang ( flight simulation) peralatan simulasi secara umum terdiri dari bagian bagian berikut : sistem komputer (computer sistem). Sistem gambar(visual system), sistem penampilan (display system), sistem gerak (motion system), sistem suara (sound sistem) sistem rasa ( feel sistem) Sistem antar muka (interface sistem).
3.2. Simulasi sistem ekonomi makro
Sistem ekonomi suatu negara dapat disimulasikan sebagai model persamaan linear variable keadaan waktu diskret : x(k + l) – Ax(k) + Bu(k) dan y(k) – Cx(k) + Du(k). Dimana variable keadaan (state variable) x(k) pada tahun ke k adalah : belanja konsumtif dan investasi bisnis swasta. Masukan (input) u(k) adalah : pajak dan belanja negara, sedangkan keluaran (output) y(k) adalah : pendapatan nasional.

Perkembangan Teknologi Informasi : simulasi Komputer 3
3.3. Simulasi sistem perbankan
Simulasi sistem perbankan merupakan simulasi antrian layanan. Miasalnya model antrian ATM Bank *): M/M/1. Probabilitasi nasabah ke n datang ke ATM Bank Pn adalah Pn = (1) n, dimana n =0,1,2 jumlah nasabah dalam ATM bank Ls adalah Ls ==(1 ). Jumlah nasabah yang antri dalam ATM Bank Lq adalah Lq = Ls =2=(1 ). Waktu tunggu layanan nasabah Wq adalah Wq = = (1=) jumlah nasabah yang datang perjam adalah . jumlah nasabah yang dilayani perjam adalah. Rasio nasabah yang datang dan dilayani adalah = = . Proses kedatangan dan layanan nasabah trdistribusi ekspnensial. Jumlah pelayan (ATM) satu.

3.4. Simulasi Permainan (game) strategi pemasaran
Misalkan permainan berjumlah nol dari dua pemain ( two players zero sum games) yang bersaing dalam memasarkan mobil matrik pay 0 (hasil riset biro iklan) adalah seperti Tabel 1. Matrik pay 0 persaingan pasar pemain 1 (mobilA) dan pemain 11 (mobil B). Media iklan surat kabar (mobil B) radio (mobil B) televisi (mobil B) suratkabar (mobil A ) -60 35 30
Radio (mobil A ) -20 0 15 televisi (mobil A) 50 80 20
Penyelesaian dapat dilakukan dengan : metode aljabar, metode gerak, metode program linear. Hasil simulasi strategi campuran optimum mobil A adalah X=* (1/4,0,3.4).
Strategi campuran optimum mobil B adalah Y* = (1/12,0,11/12). Nilai permainan v*=22,5 (mobil A akan bertambah pembeli 23 orang dari mobil B).
3.5. Permainan game (game) Komputer
Permainan (game) komputer merupakan salah satu jenis simulasi kompueter. Beberapa tipe game komputer antara lain: permainan strategic (strategic game) , Permainan keterampilan tangan dan mata, permainan tantangan ( adventure game).
4. Kesimpulan
Komputer adalah bagian dari teknologi informasi yang sedang berkembang pesat saat ini. Simulasi melibatkan studi informatika : permodelan dan simulasi , gra komputer dan animasi , rekayasa perangkat lunak , teori sistem, dll.

Dasar dasar permodelan dan simulasi dalam Teknik informatka. Tujuan dari permodelan dan simulasi yaitu agar dapat mempelajari suatu sistem dengan manfaat komputer untuk meniru perilaku sistem tersebut. Cara mempelajari suatu sistem yaitu dengan pengamatan langsung atau pengamatan model dari sistem tersebut. Model dapat diklasifisikan menjadi model fisik dan matematis.

Permodelan merupakan proses pembentukan simulasi dari sistem dengan menggunakan bahasa formal tertentu. Model dibuat karena ada permasalahan pada sistem nyata. Model dibuat oleh pemodel menggunakan sudut pandang tertentu. Setelah tercipta model maka dilakukan pengujian.

Prinsiop dasar pengembangan model yaitu :
1. Elaborasi merupakan model dimulai dari yang sederhana, sampai di dapatkan model yang repsentatif.
2. Analogi merupakan pengembangan menggunakan prinsip – prinsip dan tori yang sudah dikenal luas.
3. Dinamis merupakan pengembangan mungkin saja terdapat proses pengulangan

Pengertian Simulasi
1. Law dan Kelton (1991)
Sekumpulan metode dan aplikasi untuk menirukan atau merepresentasikan eksperimen terhadap sistem nyata , yang biasanya dilakukan pada komputer dengan perangkat lunak tertentu.

Proses Pengerjaan Simulasi
1. Menggunakan bahasa fortran
2. Menggunakan bahasa simulasi khusus misalnya GPSS, SLAM , SIMAN , GASP, dan SIMULA
3. High Level Simulator : bahasa simulasi yang menyediakan menu – menu dialog user interface
4. Arena : kombinasi high level simulation dengan visual basic
Kelebihan model simulasi
1. Tidak semua sistem dapat di repsentasikan dalam model matematis, simulasi merupakan alternatif tepat.
2. Dapat bereksperimen tanpada adanya resiko pada sistem nyata
3. Simulasi dapat mengestimasi kinerja sistem pada kondisi tertentu dan dapat memeberikan alternatif desain
4. Dapat menggunakan input data alternatif

Kekurangan model simulasi
1. Menurut waktu
• Simulasi statis : output tidak dipengaruhi waktu
• Simulasi dinamis : output di pengaruhi oleh waktu
Contoh : model populasi , laju penjualan
2. Menurut perubahan status
• Simulasi kontinyu : variable berubah secara kontinyu. Mis : model cairan lajunya berubah setiap saat
• Simulasi diskrit : variable berubah pada saat – saat tertentu. Mis : model inventori yang materialnya diambil dan datang pada waktu tertentu
3. Menurut derajad ketidak pastianya
• Simulasi deterministik : output bisa ditentukan secara pasti
Contoh : model matematis
• Simulasi Stokastik : output tidak bisa di tentukan secara pasti.