BAB II TINJAUAN PUSTAKA

Transkripsi

1 digilib.uns.ac.id BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Landasan Teori Simulasi dan Pemodelan Simulasi adalah peniruan operasi, menurut waktu, sebuah proses atau sistem dunia nyata. Dapat dilakukan secara manual maupun dengan bantuan Komputer, serta menyertakan pembentukan data dan sejarah buatan dari sebuah sistem, pengamatan data dan sejarah, dan kesimpulan yang terkait dengan karakteristik sistem-sistem. Untuk mempelajari sebuah sistem, biasanya kita harus membuat asumsi-asumsi tentang operasi sistem tersebut. Asumsi-asumsi membentuk sebuah model, yang akan digunakan untuk memahami sifat/prilaku sebuah sistem. (Tim Dosen Simulasi & Pemodelan, 2003) Dalam simulasi, solusi analitik sangat dibutuhkan jika keterkaitan (relationship) model cukup sederhana, sehingga memungkinkan penggunaan metode matematis untuk memperoleh informasi eksak dari sistem. Langkah rill juga dibutuhkan dalam mengembangkan sebuah model simulasi dan mengevaluasi model, biasanya dengan menggunakan Komputer, untuk mengestimasi karakteristik yang diharapkan dari model tersebut Model Simulasi Simulasi Merupakan suatu model tiruan dari suatu proses atau system tertentu yang mempunyai karakteristik serupa dengan proses (sistem) yang sesungguhnya. Karena model simulasi mempunyai karakteristik yang serupa dengan sistem yang sesungguhnya, maka kita dapat mempelajari sistem nyata itu melalui model tiruan (simulasinya). Jadi, model simulasi diterapkan untuk mempelajari suatu proses (sistem) jika hal itu terlalu sukar untuk dilakukan secara langsung. Sukar yang bisa juga diartikan sebagai mahal, berbahaya, atau secara teknis susah, dan sebagainya. 5

2 digilib.uns.ac.id 6 Model adalah penyederhanaan dari sistem dengan hanya memperhatikan faktor-faktor yang dianggap penting serta mengabaikan faktor-faktor yang dianggap tidak penting pada pengamatan yang telah dilakukan. Model dalam perancangan sebuah sistem simulasi terbagi menjadi model fisik (Physical Model) dan model matematis (Logical Model). Klasifikasi sebuah model simulasi adalah sebagai berikut : 1. Model deskriptif yaitu ditentukan sekumpulan kondisi da strategi operasi, model ini akan memprediksi apa yang akan terjadi (model input-output). 2. Model preskriptif yaitu ditentukan sekumpulan kondisi, model ini akan memberikan solusi terbaik untuk suatu kondisi tertentu. 3. Model statis adalah model yang menangkap tingkah laku pada sebuah titik waktu tertentu contoh seperti, total penggunaan bahan bakar pada suatu trip. 4. Model dinamis menggambarkan tingkah laku sistem sepanjang waktu tertentu seperti, banyaknya orang yang menunggu sepanjang waktu untuk dilayani pada suatu sistem layanan pelanggan. 5. Model Deterministik yaitu model yang mengabaikan keragaman acak (random) atau tidak memiliki komponen probabilistik. 6. Model stokastik merupakan model yang secara eksplisit memperhatikan adanya keacakan (randomness). Memiliki komponen input random, dan menghasilkan output yang random pula. Struktur cara mempelajari sebuah sistem ditunjukkan pada Gambar 2.1 berikut:

3 digilib.uns.ac.id 7 System Experiment with the actual system Experiment with a model of the system Physical Model Mathematical Model Analytical Solution Simulation Gambar 2.1 Cara Mempelajari sebuah sistem (Tim dosen simulasi & pemodelan, 2003) Komponen Pembangun Sistem Ada beberapa komponen yang harus diperhatikan dalam membangun sebuah sistem, diantaranya adalah entitas, atribut, aktivitas, keadaan sistem, dan peristiwa. Masing-masing komponen tersebut dapat didefinisikan sebagai berikut(tim dosen simulasi & pemodelan, 2003): 1. Entitas merupakan obyek dalam sebuah sistem. Contoh, costumer pada suatu bank. 2. Atribut merupakan suatu sifat dari suatu entitas. 3. Aktivitas merepresentasikan suatu periode waktu dengan lama tetentu (specified length). Periode waktu sangat penting karena biasanya simulasi menyertakan besaran waktu. 4. Keadaan sistem didefinisikan sebagai kumpulan variable-variabel yang diperlukan untuk menggambarkan sistem kapanpun, relative terhadap obyektif dari studi. 5. Peristiwa didefinisikan sebagai kejadian sesaat yang dapat mengubah keadaan sistem.

4 digilib.uns.ac.id Langkah-langkah Mempelajari Simulasi Dalam mempelajari sebuah simulasi, kita harus mengerti langkah apa saja yang perlu diambil agar simulasi yang diterapkan tersusun dengan baik dan benar. Berikut Langkah-langkah yang harus diambil untuk membangun sebuah simulasi (Tim dosen simulasi & pemodelan, 2003): 1. Formulasi Masalah a. Mengidentifikasi masalah yang akan diselesaikan b. Mendeskripsikan operasi sistem dan term-term obyek dan aktivitas dalam suati layout. c. Mengidentifikasi sistem dalam term-term variable input dan output. d. Mengkategorikan variable input sebagai decision (controllable) dan parameter (uncontrollable) e. Mendefinisikan pengukuran kinerja sistem (sebagai fungsi dari variable endogen) dan fungsi obyek (kombinasi beberapa pengukuran) f. Mengembangkan struktur model awal (preliminary) g. Mengembangkan struktur mode lebih rinci yang mengidentifikasi seluruh obyek berikut atribut dan interfacenya. 2. Penetapan tujuan dan rencana proyek seperti pendekatan yang digunakan untuk menyelesaikan masalah. a. Konseptualisasi model yaitu membangun model yang masuk akal dengan melakukan beberapa pendekatan danrekonstruksi model seperti, b. Memahami sistem melalui dua pendekatan yakni pendekatan proses dan pendekatan peristiwa. Pendekatan proses (physical low approach) didasarkan pada tracking low dari entitas-entitas keseluruhan sistem berikut titik pemrosesan dan aturan keputusan percabangan. Sedangkan pendekatan peristiwa (event) atau yang commit dikenal to user dengan pendekatan perubahan

5 digilib.uns.ac.id 9 keadaan (state change approach) didasarkan pada definisi variable keadaan internal dan events sistim yang mengubahnya, diikuti oleh deskripsi operasi sistem ketika suatu event terjadi. c. Konstruksi model bertujuan untuk mendefinisikan obyek, atribut, metode, flowchart metode yang relevan, pemilihan bahasa implementasi, coding dan debugging. 3. Pengumpulan data diperlukan untuk menjalankan simulasi seperti laju ketibaan, proses ketibaan, disiplin layanan, laju pelayanan dsb. Contoh : a. Observasi langsung dan perekaman manual variable yang diseleksi (selected) b. Time-stamping untuk melacak aliran suatu entitas keseluruhan sistem c. Menyeleksi suatu format data yang dapat diproses oleh komputer d. Analisis statistik e. Memutuskan data mana yang dipandang sebagai acak dan yang mana diasumsikan deterministik. f. Penerjemahan model dengan mengkonversi model kedalam suatu bahasa pemrograman. g. Verifikasi model melalui pengecekan apakah program bekerja dengan baik dan benar. h. Validasi berguna untuk mengecek apakah sistim telah merepresentasikan sistem secara rill dan akurat. i. Desain eksperimen dilakukan untuk mengetahui berapa banyak runs untuk berapa lama dan jenis variasi masukannya seperti apa. Dengan melakukan beberapa evaluasi dan analisis seperti : j. Evaluasi statistik output untuk menetapkan beberapa level presis yang diterima dari pengukuran kinerja. k. Analisis terminasi digunakan jika interval waktu rill tertentu akan disimulasikan

6 digilib.uns.ac.id 10 l. Produksi runs dan analisis yaitu running actual simulasi, mengumpulkan dan menganalisis keluaran. m. Jalankan lagi, mengulangi eksperimen jika perlu. n. Dokumentasi dan pelaporan merupakan bentuk tertulis maupun rekaman yeng menggambarkan sebuah laporan hasil simulasi o. Implementasi adalah bagian terakhir dalam sebuah simulasi, dimana sistem sudah dapat diuji secara tepat dan akurat sesuai sistem rill-nya. 1 Formulasi Masalah 2 Penetapan tujuan dan keseluruhan rencana proyek 3 4 Konseptualisasi Model Pengumpulan Data 5 Penerjemahan Model (model translation) ke dalam program 6 Tidak Verifikasi Tidak 7 Validasi Ya Tidak 8 Ya Desain Eksperimen 9 Menjalankan produksi (production runs) dan analisis Ya Jalankan lagi Ya 10 Tidak 11 Dokumentasi dan Pelaporan Implementasi 12 Gambar 2.2 Langkah-langkah dalam mempelajari simulasi (Tim dosen simulasi & pemodelan, 2003)

7 digilib.uns.ac.id Kelebihan dan Kekurangan dari Simulasi Kelebihan dalam melakukan sebuah simulasi adalah(tim dosen simulasi & pemodelan, 2003): a) Kita dapat mempelajari suatu proses (sistem) melalui model tiruannya. b) Semua dapat dilakukan dengan cepat, murah dan tanpa harus menggangu sistem yang tengah berjalan. c) Kita dapat mempelajari suatu sistem bahkan sebelum sistem itu ada secara fisik misalnya, kita dapat mempelajari efek penempatan suatu fasilitas tertentu sebelum fasilitas itu dibangun. d) Sebagian besar sistem dengan elemen-elemen stokastik (nilai acak) tdak dapat dideskripsikan secara akurat melalui model matematik yang dievaluasi secara analitik. Dengan demikian simulasi seringkali dibutuhkan untuk mendefinisikan permasalahn tersebut. Adapun kekurangan dari sebuah simulasi adalah: a) Setiap langkah percobaan model simulasi hanya menghasilkan estimasi dari karakteristik sistem yang sebenarnya untuk parameter tertentu. b) Model simulasi juga seringkali mahal dan memakan waktu yang lama untuk dikembangkan. c) Output dalam jumlah besar yang dihasilkan dari sebuah simulasi biasanya tampak meyakinkan, meski model simulasi tersebut belum dapat dikatakan valid Model Sistem Elevator Perkembangan elevator sangat lambat pada awal tahun 1970-an, namun sejak diperkenalkannya transistor dan alat pendukung elektronik lainnya pada sistem control elevator, pada saat itulah perkembangan kontroler elevator begitu pesat. Lift/ elevator adalah suatu alat yang digunakan sebagai sarana transportasi pada gedung bertingkat yang menghubungkan ruang antar lantai dalam gedung. Sasaran utama commit dari to user perkembangan sistem lift adalah

8 digilib.uns.ac.id 12 menyediakan pelayanan dan kemudahan pada manusia untuk naik dan turun. Elevator dapat dibagi menjadi bebrapa bagian, yaitu (Mulyono, 2009): 1. Elevator penumpang 2. Elevator barang atau dumb waiter 3. Elevator service, dan 4. Elevator hidraulik Elevator Penumpang Elevator penumpang ini merupakan elevator yang sifatnya berfungsi dan sangat khusus digunakan untuk manusia saja, elevator ini sangat dijaga kehandalannya dan juga sangat dijaga keamanan dan keselamatan penggunanya Elevator Barang atau Dumb Waiter Elevator ini khusus difungsikan sebagai pengangkutan atau pemindahan barang. Elevator ini juga memiliki keunggulan seperti elevator penumpang hanya saja berbeda dari segi keamanannya Elevator Service Elevator service biasanya dipasang diperhotelan, fungsinya untuk memudahkan pelayan-pelayan hotel dalam mengantarkan barang ke kamar-kamar hotel. Perbedaan antara elevator service dengan elevator penumpang adalah, jika elevator penumpang hanya digunakan untuk mengangkut manusia saja, maka elevator service mampu mengangkut kedua-duanya. Elevator service banyak diterapkan di perkantoran, apartemen, dan juga mal-mal Elevator Hidraulik Elevator ini berbeda dari elevator lainnya, dilihat dari fisik dan cara kerjanya. Elevator memiliki daya angkut yang sangat terbatas dan biasa digunakan oleh jasa pemadam kebakaran, perusahaan telekomunikasi, dan bengkel commit kendaraan to user bermotor.

9 digilib.uns.ac.id Komponen Utama Elevator Dalam sistem kerja elevator, ada beberapa komponen utama yang mempengaruhi pergerakan sebuah elevator. Lift/ elevator harus mempunyai sistem pengendalian yang baik dan kehalusan pergerakan. Sistem elevator terdiri atas dua bagian yang bergerak dan bagian yang tidak bergerak (Mulyono, 2009) Bagian yang Bergerak 1. Kereta luncur/ car yang berupa ruangan untuk mengangkat penumpang, pada kereta luncur ini ditempatkan : a) Tombol-tombol pelayanan buka/tutup, permintaan tujuan, dan emergency. b) Led penunjuk posisi cabinet c) Sensor berat pada lantai cabinet d) Pintu geser dengan konstruksi khusus sehingga dapat beroperasi bersamaan dengan pintu pada masing-masing lantai. 2. Bobot Imbang (Counter Weight) Digunakan sebagai penyeimbang dari berat kereta luncur. Pemakai bobot imbang ini akan mengurangi daya motor penggerak selama kereta luncur dioperasikan. 3. Rol dan Tali (Rope) Digunakan untuk menarik kereta luncur agar saat poros motor berputar tidak terjadi slip serta katrol dan dudukannya harus kuat agar tidak terlepas pada saat cabinet bergerak Bagian yang Tidak Bergerak 1. Ruang Luncur Merupakan ruangan dari gedung tempat beroperasinya cabinet. Pada ruang luncur ini terdapat rel untuk kereta luncur dan rel untuk bobot imbang. Tujuan pemasangan rel ini agar pada saat cabinet dan counter weight sedang commit bergerak to user tidak berguncang. Pada setiap lantai

10 digilib.uns.ac.id 14 pada ruang luncur dipasang sensor yang berfungsi untuk menghentikan cabinet. 2. Lantai pada gedung Lantai pada gedung bertingkat yang dilayani oleh elevator merupakan satu garis lurus horizontal. Untuk pelayanan panggilan cabinet pada setiap lantai ini disediakan tombol-tombol panggilan cabinet untuk tujuan naik/turun. 3. Panel Panel digunakan sebagai penghubung dari instalasi pengkabelan yang terdapat pada elevator. Panel juga berisikan rangkaian pengendali. 4. Mesin penggerak kereta luncur Mesin penggerak cabinet ini ditempatkan pada ruangan khusus di atas lantai atau dibawah lantai dasar (Mulyono, 2009) Penjadwalan Disk Penjadwalan disk merupakan salah satu hal yang sangat penting dalam mencapai efisiensi perangkat keras. Bagi disk drives, efisiensi dipengaruhi oleh kecepatan waktu akses dan besarnya disk bandwith. Waktu akses memiliki dua komponen utama yaitu waktu pencarian dan waktu rotasi disk( rotational latency). Waktu pencarian adalah waktu yang dibutuhkan disk arm untuk menggerakkan head ke bagian silinder disk yang mengandung sektor yang diinginkan. Waktu rotasi disk adalah waktu tambahan yang dibutuhkan untuk menunggu perputaran disk agar head dapat berada di atas sektor yang diinginkan. Apabila suatu proses membutuhkan pelayanan I/O dari atau menuju disk, maka proses tersebut akan melakukan sistem call ke sistem operasi (Rahmayanti, 2011): Ada beberapa algoritma penjadwalan disk antara lain adalah. 1. Algoritma penjadwalan FCFS 2. Algoritma penjadwalan SSTF 3. Algoritma penjadwalan SCAN, C-SCAN dan

11 digilib.uns.ac.id Algoritma penjadwalan LOOK, C-LOOK pada penelitian ini hanya menerapkan algoritma LOOK saja Algoritma Penjadwalan LOOK Sesuai dengan namanya, algoritma ini seolah-olah seperti dapat melihat. Algoritma ini memperbaiki kelemahan SCAN dan C-SCAN dengan cara melihat apakah di depan arah pergerakan masih ada permintaan lagi atau tidak. Bedanya pada algoritma LOOK, head tidak berjalan sampai ujung disk, tetapi hanya berjalan sampai pada permintaan paling akhir dari disk. Setelah melayani permintaan tersebut, head akan berbalik arah dari arah pergerakannya yang pertama dan berjalan sambil melayani permintaan-permintaan yang ada di depannya sesuai dengan arah pergerakannya. Gambar 2.4 Algoritma Penjadwalan LOOK (Silberschatz, 2002 hal 497)

12 digilib.uns.ac.id Penelitian Terkait Penelitian yang akan dilakukan ini mengacu pada beberapa penelitian ataupun studi sejenis yang dilakukan sebelumnya. Beberapa penelitian yang telah dilakukan akan diuraikan sebagai berikut : Perancangan Program Aplikasi Simulasi Sistem Kontrol Elevator Menggunakan Ordinal structure Fuzzy Logic (OSFL)(Lily Tirta Sari Mulyono, 2009) Pada salah satu penelitian tugas akhir ini si penulis ingin merancang sebuah simulasi elevator dengan menggunakan metode Ordinal Structure Fuzzy Logic (OSFL). Dengan menggunakan metode OSFL tersebut sistem simulasi kontrol elevator mampu memilah atau mendahulukan elevator car dengan bobot prioritas terbesar untuk dapat merespon permintaan pada hall call dan car call, sehingga dengan adanya prioritas tersebut maka dalam waktu tertentu elevator akan merespon hall call atau car call dalam waktu yang lebih sedikit dan waktu tunggu penumpang pun akan berkurang. Tujuan dari penelitian ini adalah membuat program aplikasi simulasi kontrol elevator yang dapat mengurangi waktu dan jarak yang ditempuh elevator dan waktu pelayanan penumpang. Dengan menggunakan metode OSFL yang merupakan salah satu model sistem penunjang keputusan, sistem yang dirancang mampu memprioritaskan permintaan yang akan dilayani terlebih dahulu dari dua buah elevator yang beroperasi. Kesimpulan yang telah diambil dari penelitian ini adalah penerapan Ordinal Structure Fuzzy Logic (OSFL) dalam sistem kontrol elevator dapat membuat elevator bekerja lebih efektif, dimana elevator akan bergerak dengan mempertimbangkan parameter-parameter penting selama aktivitas sistem berlangsung. Sistem kontrol elevator yang berdasarkan logika fuzzy juga dapat meminimalisasi waktu tunggu penumpang pada saat menunggu elevator datang atau saat berada di dalam elevator.

13 digilib.uns.ac.id Pemodelan sederhana Sistem Kontrol elevator dengan finite state Machine (Revaldo Zen, 2008) Pada penelitian ini penulis mencoba memodelkan simulasi kontrol elevator sederhana dengan menggunakan Finite State Machine (FSM). Dimana Finite State Machine merupakan sebuah model yang menggambarkan prilaku sistem dalam menerima input-input dan mengeluarkan output-output dalam masalah penerapan elevator. Inputnya berupa permintaan-permintaan pada lantai sedangkan outputnya berupa perintah-perintah kepada elevator untuk melakukan sesuatu. Model sistem kontrol elevator yang dirancang akan menentukan apa yang harus dikerjakan elevator untuk melayani permintaanpermintaan dari pengguna. Tujuan dari penelitian ini adalah merancang model komputasi sederhana dari sistem kontrol elevator dengan menggunakan metode Finite State Machine dalam menggambarkan prilaku sistem elevatornya. Model yang digunakan dalam membentuk model komputasi sistem kontrol elevator sendiri dibagi menjadi tiga bagian yaitu, model unit control yang berfungsi mengatur pergerakan elevator, Model algoritma request resolver digunakan untuk menentukan target lantai berikutnya, kemudian model tombol-tombol dari elevator dengan menggunakan metode FSM. Dari hasil penelitian ini dapat diambil sebuah kesimpulan bahwa simulasi yang dirancang telah berhasil menggambarkan prilaku dari kerja sistem kontrol elevator menggunkan metode Finite State Machine. Dengan metode FSM, Disini penulis hanya memodelkan simulasi dari cara kerja elevator pada umumnya. 2.3 Rencana Penelitian Penelitian yang akan dilakukan penulis berfokus pada perancangan sistem simulasi elevator sederhana dengan menerapkan algoritma LOOK sebagai Studi pemanfaatandalam menemukan rata-rata waktu tunggu (Average Waiting Time) optimal.hasil dari penelitian ini bertujuan menciptakan sebuah simulasi commit sistem to user kontrol elevator sederhana dengan

14 digilib.uns.ac.id 18 menerapkan algoritma LOOK sebagai pembelajaran dalam menemukan ratarata waktu tunggu antrian.