BAB 3 LANDASAN TEORI 3.1. Definisi Pemeliharaan Pemeliharaan atau perawatan (maintenance) menurut Assauri (1993, p116) adalah suatu kombinasi dari berbagai tindakan yang dilakukan untuk menjaga suatu fasilitas / peralatan pabrik dan mengadakan perbaikan, perawatan atau penggantian yang diperlukan untuk mendapatkan suatu kondisi operasi produksi yang memuaskan, sesuai dengan yang direncanakan. Maintenance dapat juga diartikan sebagai setiap aktivitas yang tidak hanya menjaga / mempertahankan baik mesin ataupun peralatan terhadap kerusakan atau hanya sekedar memotong biaya operasi, tetapi juga untuk meningkatkan output atau kualitas produk. Dengan adanya kegiatan pemeliharaan ini, fasilitas dan peralatan pabrik dapat dipergunakan untuk produksi sesuai dengan rencana dan tidak mengalami kerusakan selama fasilitas atau peralatan tersebut dipergunakan untuk proses produksi atau sebelum jangka waktu tertentu yang direncanakan tercapai. Pemeliharaan yang baik akan mengakibatkan kinerja perusahaan meningkat, kebutuhan konsumen dapat terpenuhi tepat waktu, serta nilai investasi yang dialokasikan untuk peralatan dan mesin dapat diminimasi. Selain itu pemeliharaan yang baik juga dapat meningkatkan kualitas produk yang dihasilkan dan mengurangi waste yang berarti mengurangi ongkos produksi.
25 Kegiatan pemeliharaan dapat dinilai berhasil apabila memenuhi kriteria sebagai berikut : Pelaksanaan pekerjaan secepat mungkin, artinya setiap kali terjadi gangguan pada peralatan produksi, penanggulangannya dapat dilakukan secepat mungkin Biaya yang murah, artinya kegiatan pemeliharaan tidak menimbulkan biaya yang besar Ketersediaan mesin / alat tinggi, artinya mesin atau alat tersebut senantiasa dalam keadaan siap pakai, sehingga jadwal produksi dapat dipenuhi. Fungsi pemeliharaan sama pentingnya dengan fungsi-fungsi lain dalam suatu perusahaan industri. Ketergantungan orang-orang produksi terhadap bagian pemeliharaan dirasakan semakin besar dengan semakin kompleksnya mesinmesin produksi yang digunakan terutama untuk menjamin mutu barang yang dihasilkan. Banyak kerugian yang akan dialami jika masalah perawatan mesin diabaikan. Mesin-mesin yang digunakan untuk memproses produk akan lebih mudah rusak. Sebaliknya, perencanaan perawatan yang baik akan membuat mesin dapat bekerja secara optimal dan tentunya biaya maintenance yang dikeluarkan dapat ditekan seminimal mungkin. Masalah perawatan mempunyai kaitan erat dengan tindakan pencegahan (preventive) dan perbaikan (corrective). Tindakan tersebut dapat berupa : 1. Pemeriksaan (inspection), yaitu tindakan yang ditujukan terhadap sistem atau mesin untuk mengetahui apakah sistem berada pada kondisi yang diinginkan.
26 2. Servis (service), yaitu tindakan yang bertujuan untuk menjaga kondisi suatu sistem yang biasanya telah diatur dalam buku petunjuk pemakaian sistem. 3. Penggantian komponen (replacement), yaitu tindakan penggantian komponen yang dianggap rusak atau tidak memenuhi kondisi yang diinginkan. Tindakan ini mungkin dilakukan secara mendadak atau dengan perencanaan pencegahan terlebih dahulu. 4. Perbaikan (repair), yaitu tindakan perbaikan minor yang dilakukan pada saat terjadinya kerusakan kecil. 5. Overhaul, yaitu tindakan perbaikan besar-besaran yang biasanya dilakukan pada akhir periode tertentu. 3.2. Tujuan Pemeliharaan (Maintenance) Tujuan pemeliharaan yang utama menurut dapat didefinisikan sebagai berikut : 1. Untuk memperpanjang usia kegunaan aset. Hal ini terutama penting di negara berkembang karena kurangnya sumber daya modal untuk penggantian. 2. Untuk menjamin ketersediaan optimum peralatan yang digunakan untuk produksi atau jasa dan mendapatkan laba investasi semaksimal mungkin. 3. Untuk menjamin kesiapan operasional dari seluruh peralatan yang diperlukan dalam keadaan darurat setiap waktu. 4. Untuk menjamin keselamatan orang yang menggunakan sarana tersebut. 5. Untuk menjaga kualitas pada tingkat yang tepat untuk memenuhi apa yang dibutuhkan oleh produk itu sendiri dan tidak mengganggu kegiatan produksi.
27 6. Untuk mencapai tingkat biaya pemeliharaan serendah mungkin dengan melaksanakan kegiatan pemeliharaan secara efektif dan efisien. Sedangkan sasaran yang hendak dicapai dengan suatu kegiatan pemeliharaan adalah sebagai berikut : 1. Produksi yang sesuai dengan rencana produksi yang telah dibuat. 2. Tingkat mutu dan ketelitian sesuai dengan spesifikasi produk dan produksi yang tidak terganggu, karena jika terjadi gangguan pada proses produksi maka sedikit banyak karakteristik produk yang dihasilkan juga akan berubah. 3. Perawatan berusaha untuk mengurangi kerusakan yang tidak wajar dan menjaga agar modal yang ditanam perusahaan dalam waktu yang telah ditentukan dapat sesuai dengan kebijaksanaan perusahaan di bidang investasi fasilitas. 4. Dalam melaksanakan ketiga hal tersebut di atas diharapkan dapat dilakukan dengan biaya seminimal mungkin 5. Dalam melakukan kegiatannya tidak mengabaikan keselamatan pegawai dan harus bekerjasama erat dengan bagian lainnya. Berdasarkan hal-hal di atas, maka diperlukan suatu tindakan perawatan yang kontinyu dan seksama terhadap mesin-mesin, agar dapat mempertahankan kualitas dan kuantitas output yang dihasilkan. Hal ini disebabkan karena kerusakan atau kegagalan dari suatu mesin dapat terjadi sewaktu-waktu ketika mesin sedang berproduksi. Pemeliharaan dimaksudkan untuk menjamin kelangsungan fungsional suatu sistem produksi dan peralatannya, sehingga tujuan perusahaan akan
28 tercapai. Dalam hal ini diusahakan agar breakdown dalam suatu periode perawatan dapat diminimalkan sedapat mungkin. 3.3. Jenis-Jenis Pemeliharaan (Maintenance) Kegiatan pemeliharaan berdasarkan Ebeling (1997, p189) dapat dibedakan atas dua tipe, yaitu sebagai berikut : 1. Reactive maintenance, yaitu kegiatan pemeliharaan yang dilakukan sebagai respon terhadap downtime unit yang tidak terencana, umumnya sebagai hasil dari suatu kegiatan, baik yang bersifat internal maupun eksternal. Yang termasuk reactive maintenance adalah corrective maintenance atau sering juga disebut dengan nama breakdown maintenance. 2. Proactive maintenance, yaitu pemeliharaan yang dilakukan secara terencana tanpa menunggu mesin rusak terlebih dahulu sehingga dapat meminimasi kemungkinan terjadinya downtime akibat kerusakan mesin. Yang termasuk didalamnya adalah preventive maintenance dan predictive maintenance. 3.3.1. Corrective Maintenance Corrective maintenance atau juga dikenal dengan nama breakdown maintenance adalah pemeliharaan yang dilakukan untuk memperbaiki suatu bagian yang telah terhenti karena terjadinya kerusakan, dengan harapan untuk memulihkan kembali ke keadaan semula. Dengan kata lain, corrective maintenance berarti kegiatan reparasi yang dilakukan setelah suatu bagian mengalami kerusakan atau berfungsi tidak sebagaimana mestinya.
29 Apabila perusahaan hanya mengambil kebijakan untuk melakukan corrective maintenance saja, maka akan terdapat faktor ketidakpastian dalam kelancaran proses produksinya akibat ketidakpastian akan kelancaran bekerjanya fasilitas atau peralatan produksi yang ada. Oleh karena itu, kebijakan untuk melakukan corrective maintenance saja akan menimbulkan akibat-akibat yang dapat menghambat ataupun mengganggu kegiatan produksi apabila terjadi suatu kerusakan yang tiba-tiba pada fasilitas produksi yang digunakan. 3.3.2. Preventive Maintenance Preventive maintenance adalah pemeliharaan yang dilakukan secara terjadwal, umumnya secara periodik, dimana sejumlah tugas pemeliharaan seperti inspeksi, pemeliharaan, penggantian, pembersihan, pelumasan dan penyesuaian dilaksanakan. Preventive maintenance umumnya dilakukan berdasarkan data kerusakan dimasa lalu (historis). Dengan dilaksanakan preventive maintenance secara teratur maka kejadian-kejadian yang tidak terduga yang dapat mengganggu kelancaran proses produksi diharapkan dapat diminimasi. 3.3.3. Predective Maintenance Predective maintenance menurut Amrine (1982, p324) adalah pemeliharaan yang dilakukan melalui analisa secara fisik terhadap peralatan atau komponen dengan bantuan instrumen tertentu seperti alat pengukur getaran, amplitudo-meter, termometer, barometer, pengukur suara dan lain lain untuk mendeteksi kerusakan sedini mungkin.
30 Dalam predective maintenance, peralatan atau komponen dimonitor atau dievaluasi untuk memprediksi kapan kerusakan akan terjadi. Sebagai hasilnya pencegahan yang tepat dapat dilaksanakan sebelum terjadinya kerusakan. Dengan menghindari kerusakan, maka umur komponen dapat diperpanjang. Pemeliharaan dapat dilakukan secara terjadwal sehingga waktu produksi yang terbuang dapat diminimasi. Kelemahan dari predictive maintenance adalah tidak semua jenis kerusakan dapat diprediksi dengan metode ini karena tidak semua gejala kerusakan dapat diukur secara fisik. Tetapi apabila kerusakan mesin atau komponen dapat diprediksi secara fisik maka predictive maintenance merupakan metode pemeliharaan terbaik karena pengawasan dapat dilakukan secara terusmenerus sehingga peluang terjadinya kerusakan yang tidak terduga dalam kondisi normal dapat diminimasi. 3.4. Konsep Keterawatan (Maintainability) Keterawatan berdasarkan Ebeling (1997, p6) adalah peluang bahwa sebuah komponen atau sistem yang gagal / rusak akan dipulihkan atau diperbaiki kepada kondisi yang telah ditentukan selama periode waktu tertentu ketika perawatan telah dilakukan sesuai dengan prosedur yang ditetapkan. 3.5. Konsep Downtime Downtime merupakan waktu yang dibutuhkan oleh mesin yang mengalami kerusakan dan berhenti, sampai dengan waktu yang dibutuhkan untuk perbaikan dan mesin siap untuk digunakan kembali. Downtime mesin dapat
31 terjadi ketika unit mengalami masalah seperti kerusakan yang dapat mengganggu performansi secara keseluruhan termasuk kualitas produk yang dihasilkan atau kecepatan produksinya sehingga membutuhkan sejumlah waktu tertentu untuk mengembalikan fungsi unit tersebut pada kondisi semula. Menurut Ebeling (1997, p190) Downtime terdiri dari beberapa unsur, yaitu : 1. Supply delay, yaitu waktu yang dibutuhkan oleh personal maintenance untuk memperoleh komponen atau sparepart yang dibutuhkan untuk menyelesaikan proses perbaikan. 2. Maintenance delay, yaitu waktu yang dibutuhkan untuk menunggu ketersediaan sumber daya perawatan untuk melakukan proses perbaikan. 3. Acces time, yaitu waktu yang dibutuhkan untuk mendapatkan akses ke komponen yang mengalami kerusakan. 4. Diagnosis time, yaitu waktu yang dibutuhkan untuk menentukan penyebab kerusakan dan langkah perbaikan apa yang harus ditempuh untuk memperbaiki kerusakan. 5. Repair of replacement time, yaitu waktu aktual yang dibutuhkan untuk menyelesaikan proses pemulihan setelah permasalahan dapat diidentifikasi dan akses ke komponen yang rusak dapat dicapai. 6. Verification and alignment time yaitu waktu yang dibutuhkan untuk memastikan bahwa unit telah kembali pada kondisi operasi semula.
32 3.6. Kurva Laju Kerusakan Kurva laju kerusakan menjelaskan mengenai kurva yang menunjukkan pola laju kerusakaan sesaat yang umum bagi suatu produk yang dikenal dengan istilah kurva bak mandi (bathtub curve) karena bentuknya. Sistem yang memiliki fungsi laju kerusakan ini pada awal siklus penggunaannya mengalami penurunan laju kerusakan (kerusakan dini), diikuti dengan laju kerusakan yang mendekati konstan (usia pakai), kemudian mengalami peningkatan laju kerusakan (melewati masa pakai). Bentuk kurva berdasarkan Ebeling (1997, p31) ini dapat dilihat pada gambar 3.1 Gambar 3.1 Kurva Laju Kerusakan Setiap periode waktu mempunyai karakteristik tertentu yang ditentukan oleh masing-masing laju kerusakannya, yaitu :
33 1. Early Failure / Kerusakan Awal Daerah ini sering disebut juga dengan Burn-in period. Pada periode ini laju kerusakan menurun seiring dengan peningkatan waktu. Kerusakan yang terjadi pada waktu ini dapat disebabkan oleh beberapa penyebab, seperti : a. Pengendalian kualitas yang tidak memenuhi syarat. b. Performansi material dan tenaga kerja yang dibawah standar. c. Kesalahan yang timbul akibat perakitan. d. Kesalahan manusia seperti pemasangan dan setup. e. Kesalahan pengepakan dan metode penanganan material. Jika terjadi kerusakan, kemudian diganti dengan produk baru, maka reliability akan meningkat kembali. 2. Chance Failure / Useful Region / Pengoperasian Normal Periode waktu ini ditandai dengan laju kerusakan yang konstan. Hal ini menunjukkan bahwa waktu laju kerusakan sesaat tidak akan bertambah walaupun umur komponen bertambah, dan probabilitas rusaknya komponen pada setiap saat adalah sama. Sebagai akibatnya, maka pada daerah kerusakan yang terjadi tidak terduga yang biasanya diakibatkan oleh pembebanan yang tiba-tiba yang besarnya diluar kemampuan komponen atau kondisi ekstrim lainnya. Beberapa alasan penyebab timbulnya kerusakan pada fasa ini diantaranya adalah : a. Kerusakan yang tidak dapat dijelaskan penyebabnya. b. Kesalahan manusia dan kerusakan alamiah.
34 c. Kerusakan tidak terhindarkan, bahkan dengan tindakan perawatan praktis yang paling efektif sekalipun. 3. Wear Out Failure / Periode Wear Out Periode waktu ini ditandai dengan laju kerusakan yang meningkat tajam, karena memburuknya kondisi peralatan. Peningkatan ini mengindikasikan akhir dari umur pemakaian berguna dari produk mulai akan dipertanyakan sejalan dengan semakin memburuknya kondisi produk. Bila suatu alat telah memasuki fasa ini, sebaiknya dilakukan perawatan pencegahan untuk mengurangi terjadinya kerusakan yang lebih fatal. Beberapa alasan yang menyebabkan kerusakan pada fasa ini adalah : a. Perawatan yang tidak memadai. b. Kelelahan karena aus akibat pemakaian. c. Kelelahan karena umur pakai d. Kesalahan overhaul e. Terjadinya korosi f. Rancangan umur pakai yang memang singkat. 3.7. Alat kendali Kualitas Alat kendali kualitas ini diperlukan dalam rangka meningkatkan kualitas dari produk yang dibuatnya. Akan tetapi sebenarnya alat kendali kualitas ini bukan hanya untuk meningkatkan kualitas produk tetapi bisa untuk meningkatkan kualitas sistem, tentu saja dengan pemilihan alat kendali kualitas
35 yang tepat. Salah satu alat kendali kualitas yang paling sering digunakan adalah diagram Pareto. Diagram Pareto adalah diagram batang yang disusun secara menurun atau dari besar ke kecil ( descending ). Diagram ini biasa digunakan untuk melihat atau mengidentifikasi masalah, tipe cacat atau penyebab yang paling dominan sehingga kita dapat memprioritaskan penyelesaian masalah. Diagram Pareto juga sangat tepat jika digunakan untuk menentukan prioritas karena keterbatasan sumber daya. Seperti halnya teknik multi voting maupun kelompok nominal (NGT), Pareto chart merupakan metode untuk menentukan masalah mana yang harus dikerjakan lebih dahulu. Pareto chart mendasarkan keputusannya pada data kuantitatif, yaitu untuk mengidentifikasi beberapa isu vital dengan menerapkan aturan perbandingan 80:20, artinya 80% peningkatan dapat dicapai dengan memecahkan 80% masalah terpenting yang akan dihadapi. Langkah-langkah pembuatannya adalah : 1. Tentukan metode klasifikasi data untuk sumbu horizontal. 2. Putuskan mana yang terbaik untuk sumbu vertikal. 3. Kumpulkan data untuk interval waktu yang sesuai. 4. Ringkaskan data dan rangkingkan dari yang terbesar ke yang terkecil. Pada sistem perawatan diagram ini juga dapat digunakan untuk mencari mesin kritis dan komponen kritis. Hal ini dikarenakan mesin kritis bisa dipandang sebagai penyebab yang ingin kita cari penyelesaiannya. Untuk lebih jelas, dapat dilihat pada gambar berikut :
36 Gambar 3.2 Diagram Pareto 3.8. Time To Failure Time to failure (TTF) merupakan selang waktu kerusakan dari suatu mesin selesai diperbaiki dari kerusakan sebelumnya hingga rusak kembali. Mean Time to failure (MTTF) adalah nilai rata-rata atau nilai yang diharapkan (expected value) dari suatu distribusi kerusakan. 3.9. Time To Repair Time to repair (TTR) merupakan waktu yang diperlukan untuk memperbaiki kerusakan dalam suatu mesin. Mean Time to repair (MTTR) adalah nilai rata-rata atau penentuan nilai tengah dari distribusi waktu perbaikan.
37 3.10. Perhitungan Biaya Failure dan Biaya Preventive Secara teoritis, total biaya pemeliharaan dapat digambarkan bahwa biaya pemeliharaan korektif (breakdown maintenance) akan berbanding terbalik dengan pemeliharaan preventif (preventive maintenance), seperti diuraikan kurva gambar 3.3 Pemeliharaaan produktivitas secara total dapat dilakukan dengan jalan berikut : 1. Mendesain mesin atau peralatan yang memiliki reliabilitas tinggi, mudah dioperasikan dan mudah untuk dipelihara. 2. Analisa biaya investasi untuk mesin atau peralatan dengan pelayanan (service) dari pemasok dan biaya-biaya pemeliharaanya. 3. Mengembangkan perencanaan pemeliharaan preventif yang dapat dimanfaatkan secara praktis oleh operator, bagian pemeliharaan, dan teknisi. 4. Melatih pekerja untuk mengoperasikan mesin atau peralatan, termasuk cara memeliharanya. Gambar 3.3 Kurva Total Biaya Pemeliharaan (Total Cost of Maintenance)
38 Melaksanakan kegiatan pemeliharaan terdapat dua persoalan utama yang dihadapi perusahaan, yaitu persoalan teknis dan ekonomis. a. Persoalan teknis. Persoalan teknis menyangkut usaha untuk menghilangkan kemungkinan timbulnya kemacetan karena kondisi fasilitas atau peralatan konversi yang tidak baik. Dalam kondisi teknis yang perlu diperhatikan antra lain : Tindakan-tindakan apa yang diperlukan untuk memelihara atau merawat peralatan yang ada dan untuk memperbaiki mesin dan peralatan yang rusak. Alat-alat atau komponen apa yang dibutuhkan serta harus disediakan agar tindakan-tindakan pada bagian di atas dapat dilakukan. b. Persoalan ekonomis. Persoalan ekonomis menyangkut bagaimana usaha yang harus dilakukan supaya kegiatan pemeliharaan mesin dan peralatan yang dibutuhkan secara teknis dapat efisien dengan memperhatikan besarnya biaya yang terjadi yang dapat menguntungkan perusahaan. Persoalan ekonomis perlu dianalisis terhadap perbandingan di antara masing-masing tindakan alternatif yang diambil. Adapun biaya yang terdapat dalam kegiatan pemeliharaan antara lain biaya-biaya pengecekan, penyetelan (set-up), biaya seperti yang telah diuraikan. Perbandingan biaya-biaya itu perlu dilakukan dengan tujuan sebagai berikut : 1. Apakah sebaiknya dilakukan preventive maintenance atau corrective maintenance, dimana biaya-biaya yang perlu diperhatikan adalah :
39 a. Jumlah biaya-biaya perbaikan yang perlu akibat kerusakan yang terjadi karena adanya preventive maintenance, dengan jumlah biaya pemeliharaan dan perbaikan akibat kerusakan yang terjadi, walaupun sudah diadakan preventive maintenance dalam jangka waktu tertentu. b. Jumlah biaya-biaya pemeliharaan dan perbaikan yang akan dilakukan terhadap suatu peralatan disertai dengan harganya. c. Jumlah biaya-biaya pemeliharaan dan perbaikan yang dibutuhkan oleh peralatan dengan jumlah kerugian yang dihadapi bila peralatan rusak dalam operasi konversi. 2. Apakah sebaiknya peralatan yang rusak diperbaiki di dalam perusahaan atau di luar perusahaan, dengan membandingkan jumlah biaya-biaya yang akan dikeluarkan. 3. Apakah sebaiknya peralatan yang rusak diperbaiki atau diganti. Dalam hal ini biaya-biaya yang perlu diperbandingkan antara lain : a. Jumlah biaya perbaikan dengan harga pasar atau nilai dari peralatan tersebut. b. Jumah biaya perbaikan dengan harga peralatan yang sama di sesuaikan. 3.11. Sistem Simulasi 3.11.1. Definisi Sistem Pengertian sistem tergantung pada latar belakang cara pandang orang yang mencoba mendefinisikannya. Geoffrey Gordon (1987) mendefinisikan
40 sistem sebagai suatu agregasi atau kumpulan objek-objek yang terangkai dalam interaksi dan saling ketergantungan yang teratur. Dengan penjelasan yang tidak terlalu berbeda, Ludwig Von Bertalanffy (1940) memberikan pengertian sistem sebagai suatu set elemen-elemen yang berada dalam keadaan yang saling berhubungan. Schmidt dan Taylor (1970) memberikan definisi yang lebih luas, yaitu bahwa sistem adalah suatu kumpulan komponen-komponen (entiti-entiti) yang berinteraksi dan bereaksi antar atribut komponen-komponen atau entiti-entiti untuk mencapai suatu akhir yang logis. Dari sejumlah definisi yang dikemukakan di atas terlihat adanya kesamaan pengertian tentang sistem, seperti yang tercermin dari definisi yang diberikan oleh William A. Shrode dan Dan Voich Jr. (1974), yaitu:... A system is a set of interrelated parts, working independently and faintly, in pursuit of common objectives of the whole, within a complex environment. Dengan demikian, sistem dapat berupa kesatuan yang terdiri atas jaringan kerja kausal dari bagian-bagian yang saling bergantungan. Singkatnya, sistem adalah kumpulan objek-objek yang saling berinteraksi dan bekerja bersama-sama untuk mencapai tujuan tertentu dalam lingkungan yang kompleks. 3.11.2. Definisi Sistem Simulasi Emshoff dan Simon (1970) mendefinisikan simulasi sebagai suatu model sistem dimana komponennya direpresentasikan oleh proses-proses aritmatika dan logika yang dijalankan komputer untuk memperkirakan sifat-sifat dinamis sistem tersebut.
41 Shannon (1975) menjelaskan simulasi sebagai suatu proses perancangan model dari sistem nyata yang dilanjutkan dengan pelaksanaan eksperimen terhadap model untuk mempelajari perilaku sistem atau evaluasi strategi. The Oxford American Dictionary (1980) mendefinisikan simulasi sebagai suatu cara untuk mereproduksi kondisi dari suatu situasi untuk mempelajari, menguji, melatih, dan lain-lain. Menurut Banks dan Carson (1984) simulasi adalah tiruan dari sistem nyata yang dikerjakan secara manual atau komputer, yang kemudian dobservasi dan disimpulkan untuk mempelajari karakteristik sistem. Menurut Schriber (1987), simulasi adalah:... 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. Hoover dan Perry (1990) mengatakan simulasi sebagai proses perancangan model matematis atau logis dari sistem nyata, melakukan eksperimen terhadap model dengan menggunakan komputer untuk menggambarkan, menjelaskan dan memprediksi perilaku sistem. Law dan Kelton (1991) menjelaskan simulasi sebagai sekumpulan metode dan aplikasi untuk menirukan atau merepresentasikan perilaku dari suatu sistem nyata, yang biasanya dilakukan pada komputer dengan menggunakan perangkat lunak tertentu. Menurut Khosnevis (1994) simulasi merupakan proses aplikasi membangun model dari sistem nyata atau usulan sistem, melakukan eksperimen dengan model tersebut untuk menjelaskan perilaku sistem,mempelajari kinerja
42 sistem, atau untuk membangun sistem baru sesuai dengan kinerja yang diinginkan. Kakiay (2003, pp1-2) mengemukakan definisi simulasi sebagai suatu sistem yang digunakan untuk memecahkan atau menguraikan persoalanpersoalan dalam kehidupan nyata yang penuh dengan ketidakpastian dengan tidak atau menggunakan model atau metode tertentu dan lebih ditekankan pada pemakaian komputer untuk mendapatkan solusinya. 3.12. Keuntungan Simulasi Kakiay (2003, pp3-5) menyebutkan terdapat berbagai keuntungan yang bisa diperoleh dengan memanfaatkan simulasi, yaitu sebagai berikut: 1. Menghemat waktu (Compress Time) Kemampuan di dalam menghemat waktu ini dapat dilihat dari pekerjaan yang bila dikerjakan dapat memakan waktu tahunan, namun dapat disimulasikan hanya dalam beberapa menit atau bahkan dalam hitungan detik. Kemampuan ini dipakai oleh para peneliti untuk melakukan berbagai pekerjaan desain operasional yang juga memperhatikan bagian terkecil dari waktu untuk kemudian dibandingkan dengan yang terdapat pada sistem yang sebenarnya. 2. Dapat melebar-luaskan waktu (Expand Time) Simulasi dapat digunakan untuk menunjukkan perubahan struktur dari suatu sistem nyata (real system) yang sebenarnya tidak dapat diteliti pada waktu yang seharusnya (real time). Dengan demikian, simulasi dapat membantu mengubah sistem nyata dengan memasukkan sedikit data.
43 3. Dapat mengendalikan sumber-sumber yang bervariasi (Control Sources of Variation) Kemampuan pengendalian dalam simulasi ini tampak apabila statistik digunakan untuk meninjau hubungan antara variabel bebas (independent) dengan variabel terkait (dependent) yang merupakan faktor-faktor yang akan dibentuk dalam percobaan. Dalam simulasi pengambilan data dan pengolahannya pada komputer, ada beberapa sumber yang dapat dihilangkan atau sengaja ditiadakan. Untuk memanfaatkan kemampuan ini, peneliti harus mengetahui dan mampu menguraikan sejumlah input dari sumber-sumber yang bervariasi yang dibutuhkan oleh simulasi tersebut. 4. Memperbaiki kesalahan-kesalahan perhitungan (Error In Measurment Correction) Dalam prakteknya, pada suatu kegiatan ataupun percobaan dapat saja muncul kesalahan dalam mencatat hasil-hasilnya. Sebaliknya, dalam simulasi komputer jarang ditemukan kesalahan perhitungan terutama bila angka-angka diambil dari keomputer secara teratur dan bebas. Komputer mempunyai kemampuan untuk melakukan penghitungan dengan akurat. 5. Dapat dihentikan dan dijalankan kembali (Stop Simulation and Restart) Simulasi komputer dapat dihentikan untuk kepentingan peninjauan ataupun pencatatan semua keadaan yang relevan tanpa berakibat buruk terhadap program simulasi tersebut. Dalam dunia nyata, percobaan tidak dapat dihentikan begitu saja, namun dalam simulasi komputer, setelah dilakukan penghentian maka kemudian dapat dengan cepat dijalankan kembali.
44 6. Mudah diperbanyak (Easy to Replicate) Dengan simulasi komputer, percobaan dapa dilakukan setiap saat dan dapat diulang-ulang. Pengulangan dilakukan terutama untuk mengubah berbagai komponen dan variabelnya, seperti perubahan parameter, perubahan kondisi operasi, atau perubahan jumlah output. 3.13. Kekurangan Simulasi Suryani (2006, p3) menyebutkan terdapat beberapa kelemahan model simulasi, yaitu sebagai berikut: 1. Kualitas dan analisis model tergantung pada si pembuat model 2. Hanya mengestimasikan karakteristik sistem berdasarkn masukan tertentu. 3.14. Simulasi Model Antrian 3.14.1. Sifat Pemanggilan Populasi Populasi yang dimaksud di dalam teori antrian merupakan seluruh target pelanggan yang sedang dan akan menggunakan fasilitas pelayanan, sedangkan yang dimaksud dengan pelanggan tidak selalu berupa manusia, melainkan dapat berupa produk dan benda lainnya yang melakukan aktivitas mengantri untuk dilayani atau diproses oleh satu atau lebih fasilitas pelayanan. 3.14.2. Ukuran Pemanggilan Populasi Aminudin (2005, p173) mengemukakan bahwa terdapat dua ukuran pemanggilan populasi, yaitu terbatas (finite) dan tidak terbatas (infinite). Bila
45 populasi relatif besar dan probabilitas seorang pelanggan tidak dipengaruhi oleh jumlah pelanggan yang telah berada pada suatu fasilitas pelayanan, maka dapat diasumsikan bahwa populasi tersebut tidak terbatas. Populasi yang tidak terbatas (infinite) misalnya mobil yang tiba di gerbang tol, pasien yang datang ke rumah sakit, calon mahasiswa yang mendaftar ke sebuah perguruan tinggi, dan lain-lain. Populasi terbatas (finite) biasanya memiliki ukuran populasi yang kecil dan memiliki probabilitas kedatangan yang berubah secara drastis ketika ada angota populasi yang sedang menerima pelayanan. Contohnya antara lain tiga buah mesin pada sebuah pabrik yang memerlukan pelayanan operator secara terus menerus, lima buah mobil milik sebuah perusahaan yang secara berkala mengunjungi fasilitas reparasi kendaraan, permainan-permainan dalam sebuah arena bermain yang memerlukan inspeksi secara berkala, dan lain-lain. 3.14.3. Pola Kedatangan dari Pemanggilan Populasi Subjek pemangilan populasi bisa tiba pada sebuah fasilitas pelayanan dalam beberapa pola tertentu, bisa juga secara acak. Aminudin (2005, p173) menyatakan bahwa analisis riset operasi telah mendapati bahwa tingkat kedatangan acak paling cocok diuraikan menurut distribusi Poisson. Selain itu menurut Nelson (1995, p97) dikatakan bahwa setiap proses kedatangan dimana setiap satu kali kedatangan pada suatu waktu dan yang bersifat independen merupakan proses kedatangan Poisson. Tentu saja tidak semua kedatangan memiliki pola distribusi Poisson, oleh karena itu, sebelumya
46 perlu dipastikan terlebih dahulu pola distribusi kedatangan tersebut sebelum diolah. 3.14.4. Tingkah Laku Pemanggilan Populasi Terdapat tiga istilah yang biasa digunakan dalam antrian untuk menggambarkan tingkah laku pemanggilan populasi (Aminudin, 2005, p174). Ketiga istilah tersebut antara lain: 1. Renege Merupakan tingkah laku pemanggilan populasi dimana seseorang bergabung dalam antrian dan kemudian meninggalkannya. 2. Balking Merupakan tingkah laku pemangilan populasi dimana seseorang tidak mau bergabung dalam antrian. 3. Bulk Merupakan tingkah laku pemanggilan populasi dimana kedatangan terjadi bersama-sama (berkelompok) ketika memasuki sistem. 3.15. Sifat Fasilitas Pelayanan 3.15.1. Perilaku Sistem Antrian Terdapat tiga macam perilaku sistem antrian yang mungkin dapat terjadi (White et al., 1975, p90), yaitu: 1. Single waiting line Merupakan perilaku sistem antrian dimana terdapat satu buah jalur antrian. Pelanggan yang ingin menggunakan fasilitas pelayanan
47 menunggu dalam sebuah antrian sampai gilirannya untuk dilayani oleh salah satu server. 2. Multiple waiting line without jockeying Merupakan perilaku sistem antrian dimana masing-masing server memiliki jalur antriannya masing-masing dan setiap pelanggan yang menunggu di masing-masing jalur antriannya tersebut tidak dapat pindah jalur ke jalur lainnya. 3. Multiple waiting line with jockeying Merupakan perilaku sistem antrian dimana masing-masing server memiliki jalur antriannya masing-masing dan setiap pelanggan yang menunggu di masing-masing jalur antriannya dapat pindah jalur ke jalur lainnya jika terdapat jalur lain yang antriannya lebih sedikit. Gambar berikut ini menunjukkan ketiga perilaku sistem antrian yang telah dibahas diatas. Gambar 3.4 Single Waiting Line
48 Gambar 3.5 Multiple Waiting Line without Jockeying Gambar 3.6 Multiple Waiting Line with Jockeying 3.15.2. Disiplin Antrian Disiplin antrian merupakan urutan bagaimana suatu subjek pemanggilan populasi akan dilayani. White et al. (1975, p9) mengemukakan bahwa terdapat lima jenis disiplin antrian yang sering digunakan dalam teori antrian, yaitu: 1. First Come First Served (FCFS) FCFS merupakan salah satu disiplin antrian dimana pelanggan yang dilayani terlebih dahulu adalah pelanggan yang datang lebih awal.
49 2. Last Come First Served (LCFS) LCFS merupakan salah satu disiplin antrian dimana pelanggan yang datang paling akhirlah yang akan dilayani terlebih dahulu. 3. Service in Random Order (SIRO) SIRO merupakan salah satu disiplin antrian dimana pelayanan dilakukan dengan urutan acak. 4. Shortest Processing Time (SPT) SPT merupakan salah satu disiplin antrian dimana pelanggan yang memiliki waktu pelayanan atau pemrosesan yang paling singkatlah yang akan dilayani atau diproses terlebih dahulu. 5. General Service Discipline (GD) GD digunakan jika disiplin antrian tidak ditentukan dan hasil yang diperoleh akan sama dengan disiplin antrian yang lain, misalnya FCFS dan LCFS. 3.15.3. Pola Distribusi Waktu Pelayanan Waktu pelayanan bisa konstan, bisa pula acak. Apabila waktu pelayanan didistribusikan secara acak, maka harus ditentukan distribusi probabilitas yang paling sesuai untuk menggambarkan perilakunya. Aminudin (2005, p175) menyatakan bahwa biasanya jika waktu pelayanannya acak, analisis antrian menggunakan distribusi probabilitas eksponensial. Pola distribusi lainnya juga akan dibahas kemudian.
50 3.16. Struktur Antrian Dasar Proses antrian secara umum dikategorikan menjadi empat struktur dasar menurut fasilitas pelayanan (Aminudin, 2005, p176). Keempat struktur antrian dasar tersebut adalah: 1. Single Channel Single Phase Pada struktur antrian ini, subjek pemanggilan populasi yang dilayani akan datang, masuk dan membentuk antrian pada satu baris/aliran pelayanan dan selanjutnya akan berhadapan dengan satu fasilitas pelayanan. Contoh dari struktur antrian ini adalah sebuah kantor pos yang hanya mempunyai satu loket pelayanan dengan satu jalur antrian. Gambar berikut ini akan menunjukkan struktur antrian single channel single phase. Gambar 3.7 Antrian Single Channel Single Phase 2. Single Channel Multiple Phase Pada struktur antrian ini, subjek pemanggilan populasi yang dilayani akan datang, masuk dan membentuk antrian pada beberapa aliran pelayanan dan selanjutnya akan berhadapan dengan satu fasilitas pelayanan sampai pelayanan selesai. Contoh dari struktur antrian ini adalah seorang pasien yang berobat ke rumah sakit, mereka harus antri untuk mendaftar di loket pendaftaran terlebih dahulu, setelah selesai mendaftar, pasien masuk ke ruangan pemeriksaan awal, dan setelah menerima catatan diagnosa dari
51 perawat maka pasien akan antri kembali untuk diperiksa olah dokter. Gambar berikut ini akan menunjukkan struktur antrian single channel multiple phase. Gambar 3.8 Antrian Single Channel Multiple Phase 3. Mulitple Channel Single Phase Pada struktur antrian ini, subjek pemanggilan populasi yang dilayani akan datang, masuk dan membentuk antrian pada satu baris/aliran pelayanan dan selanjutnya akan berhadapan dengan beberapa fasilitas pelayanan identik yang paralel. Contoh dari struktur antrian ini adalah sebuah kantor pos yang mempunyai beberapa loket pelayanan dengan satu jalur antrian. Gambar berikut ini akan menunjukkan struktur antrian multiple channel single phase. Gambar 3.9 Antrian Multiple Channel Single Phase 4. Multiple Channel Multiple Phase Pada struktur antrian ini, subjek pemanggilan populasi yang dilayani akan datang dan masuk ke dalam sistem pelayanan yang dioperasikan oleh
52 beberapa fasilitas pelayanan paralel yang identik menuju ke fasilitas pelayanan setelahnya sampai pelayanan selesai. Contoh dari struktur antrian ini adalah seorang pasien yang berobat ke rumah sakit, dimana terdapat beberapa perawat dan beberapa dokter. Gambar berikut ini akan menunjukkan struktur antrian multiple channel multiple phase. Gambar 3.10 Antrian Multiple Channel Multiple Phase 3.17. Simulasi Random variate Distribusi Diskret 1. Distribusi Binomial Distribusi Binomial digunakan jika sebuah menghasilkan salah satu dari dua kemungkinan hasil. Setelah melakukan beberapa percobaan tersebut, dihitung jumlah terjadinya kejadian yang diteliti. Berikut ini merupakan probability mass function dari distribusi Binomial: P( x) n! p x!( n x)! = x ) n x (1 p 2. Distribusi Poisson
53 Suatu distribusi mengikuti pola distribusi Poisson jika mengikuti aturan berikut ini: a. Tidak terdapat dua kejadian yang terjadi bersamaan. b. Proses kedatangan bersifat acak. c. Rata-rata jumlah kedatangan per interval waktu sudah diketahui dari pengamatan sebelumnya. d. Bila interval waktu dibagi ke dalam interval yang lebih kecil, maka pernyataan-pernyataan berikut ini harus dipenuhi: - Probabilitas tepat satu kedatangan adalah sangat kecil dan konstan. - Probabilitas dua kedatangan atau lebih selama interval waktu tersebut angkanya sangat kecil sehingga mendekati nol. - Jumlah kedatangan pada interval waktu tersebut tidak tergantung pada kedatangan di interval waktu sebelum dan sesudahnya. Berikut ini merupakan probability mass function dari distribusi Poisson: x λ λ P( x) = e x! Untuk random variate : ti = 1 ln Ri λ 3. Distribusi Geometric Distribusi Geometric hampir sama seperti distribusi Binomial, perbedaannya, probabilitas pada distribusi Geometric hanya menentukan peluang terjadinya kejadian pertama setelah beberapa kali percobaan. Berikut ini merupakan probability mass function dari distribusi Geometric: P ( x) = p(1 p) x 1
54 3.18. Simulasi Random Variate Distribusi Kontinyu Selain mengikuti pola distribusi diskret, teori antrian juga menggunakan beberapa pola distribusi kontinyu untuk data-data kontinyu (White et al., 1975, pp33-39). Pola distribusi kontinyu yang lazim digunakan antara lain: 1. Distribusi Normal Distribusi normal merupakan distribusi yang paling dikenal dalam teori probabilitas karena kemampuannya untuk mendeskripsikan fenomena kejadian acak. Kurva normal berbentuk lonceng dengan nilai rata-ratanya berada pada titik tengah kurva yang berarti jumlahnya paling banyak. Berikut ini merupakan probability density function dari distribusi Normal: P ( x) = σ 1 (2 π ) 1/ 2 ( x μ) exp 2 2σ 2 Untuk random variate : 2. Distribusi Exponential 1 R = π e π t 2 Distribusi eksponensial biasanya berguna untuk mendeskripsikan waktu antar kedatangan dan waktu pelayanan dalam teori antrian. Distribusi eksponensial memiliki ciri-ciri sebagai berikut: a. Waktu antar kejadian bersifat acak. b. Waktu antar kejadian berikutnya independen terhadap waktu antar kejadian sebelumnya. c. Waktu pelayanan dalam antrian tergantung dari unit yang dilayani.
55 Berikut ini merupakan probability density function dari distribusi Exponential: x P( x) = λe λ Untuk random variate : R = 1 λt λ e dan = e t μ ln R 3. Distribusi Gamma Distribusi Gamma hanya digunakan jika jumlah jumlah kejadian yang berhasil berupa integer. Jika jumlah kejadian berhasil bukan integer, maka variabel acak Gamma tidak dapat direpresentasikan dengan menggunakan jumlah variabel acak eksponensial yang identik. Distribusi Gamma biasanya memiliki kurva berbentuk kurva normal yang menjulur positif. Berikut ini merupakan probability density function dari distribusi Gamma: n λ n 1 λx P( x) = x Γ( n) e Untuk random variate : x = β log( π α Ri ) j=1 4. Distribusi Weibull Distribusi Weibull merupakan salah satu distribusi data kontinyu yang paling berguna untuk memodelkan kegagalan (failure) dari sebuah produk. Berikut ini merupakan probability density function dari distribusi Weibull: β P( x) = x β α β 1 x exp α β
56 Untuk random variate : R = 1 e ( x / β) α 5. Distribusi Erlang Distribusi Erlang berkaitan erat dengan variabel acak eksponensial dan Gamma. Distribusi Erlang digunakan jika pelayanan dalam suatu sistem antrian sifatnya sama dan rutin serta waktu pelayanannya cenderung menurun. Berikut ini merupakan probability density function dari distribusi Erlang: k ( kλ) P( x) = x ( k 1)! k 1 e kλx 6. Distribusi Uniform Distribusi Uniform memiliki nilai variabel acak yang berada di antara dua buah nilai. Distribusi ini penting dalam simulasi karena mampu menghasilkan banyak variabel acak lainnya. Berikut ini merupakan probability density function dari distribusi Uniform: P (x) = b 1 a Untuk random variate : X = a + R(b a) 3.19. Identifikasi Distribusi Identifikasi distribusi data kedatangan dilakukan untuk mengetahui apakah data kedatangan tersebut mengikuti suatu pola distribusi teoritik tertentu sehingga formula untuk mengestimasikan parameter dapat disesuaikan dengan
57 distribusinya. Menurut White et al. (1975, p298), pengujian ini terdiri dari tiga tahap, yaitu: 1. Data Collection Merangkum data dan menyimpulkan secara kasar pola distribusi data tersebut berdasarkan bentuk grafiknya. 2. Parameter Estimation Mengestimasikan berbagai parameter dari distribusi yang dihipotesiskan. 3. Goodness of Fit Test Menentukan apakah data yang dikumpulkan mengikuti pola distribusi yang dihipotesiskan dengan menggunakan Uji Kebaikan Suai. 3.20. Sistem Informasi Menurut Raymond McLeod, Jr (2001, p4), sistem informasi adalah suatu kombinasi yang terintegrasi dari manusia, perangkat lunak, perangkat keras, jaringan komunikasi, dan sumber daya data yang mengumpulkan, mentransformasikan, serta menyebarkan informasi dalam sebuah organisasi. Turban et al. (2001, p17) juga menyatakan hal serupa bahwa sistem informasi mengumpulkan, pemproses, menyimpan, menganalisa, dan menyebarkan informasi untuk tujuan tertentu. Sama seperti sistem lainnya, sistem informasi mencakup input (data, instruksi) dan output (laporan, perhitungan). Sistem informasi memproses input dan menghasilkan output yang kemudian dikirimkan kepada orang atau sistem lain. Mekanisme feedback juga kadang kala diperlukan untuk mengendalikan proses operasi.
58 3.21. Computer Based Information System (CBIS) Menurut Turban et al. (2001, p17), sistem informasi berbasiskan komputer (CBIS) merupakan sebuah sistem informasi yang menggunakan komputer dan teknologi telekomunikasi untuk melakukan beberapa atau semua tugasnya. Turban et al. (2001, p17) juga menyebutkan beberapa komponen dasar sistem informasi sebagai berikut: a. Hardware Merupakan satu set perangkat seperti processor, monitor, keyboard, dan printer yang dapat menerima, memproses, dan menampilkan data dan informasi. b. Software Merupakan satu set program komputer yang memungkinkan hardware untuk memproses data. c. Database Merupakan kumpulan dari file dan record yang dapat menyimpan data dan hubungan diantara file dan record tersebut. d. Network Merupakan sistem penghubung yang memungkinkan pembagian sumber daya diantara beberapa komputer yag berbeda. e. Procedures Merupakan stragtegi, kebijakan, metode, dan aturan untuk menggunakan sistem informasi. f. People
59 Merupakan elemen terpenting dari sistem informasi yang mencakup orang yang bekerja dengan sistem informasi atau mengunakan hasil dari sistem informasi tersebut. Gambar 3.11 Komponen CBIS 3.22. Object Oriented Analysis and Design (OOAD) Menurut Mathiassen et al. (2000, pp3-4), Object Oriented Analysis and Design (OOAD) merupakan metode untuk menganalisa dan merancang suatu sistem informasi dengan menggunakan objek dan class sebagai konsep dasarnya. 3.22.1. Objek dan Class Objek merupakan sebuah entitas yang memiliki identitas, status, dan perilaku (Mathiassen et al., 2000,p4). Contoh dari objek misalnya pelanggan yang merupakan entitas dengan identitas yang spesifik, dan memiliki status dan perilaku tertentu yang berbeda antara satu pelanggan dengan pelanggan yang lain.
60 Sedangkan class merupakan deskripsi dari kumpulan objek yang memiliki struktur, pola perilaku, dan atribut yang sama (Mathiassen et al., 2000,p4). Untuk dapat lebih memahami objek, biasanya objek-objek tersebut sering digambarkan dalam bentuk class. 3.22.2. Konsep Oriented Analysis and Design (OOAD) Terdapat tiga buah konsep atau teknik dasar dalam proses analisa dan perancangan berorientasi objek, yaitu: 1. Encapsulation Encapsulation dalam bahasa pemrograman berorientasi objek secara sederhana berarti pengelompokkan fungsi. Pengelompokkan ini bertujuan agar developer tidak perlu membuat coding untuk fungsi yang sama, melainkan hanya perlu memanggil fungsi yang telah dibuat sebelumnya. 2. Inheritance Inheritance dalam bahasa pemrograman berorientasi objek secara sederhana berarti menciptakan sebuah class baru yang memiliki sifat-sifat dan karakteristik-karakteristik sama dengan yang dimiliki class induknya disamping sifat-sifat dan karakteristik-karakteristk individualnya. 3. Polymorphism Polymorphism berarti kemampuan dari tipe objek yang berbeda untuk menyediakan atribut dan operasi yang sama dalam hal yang berbeda. Polymorphism adalah hasil natural dari fakta bahwa objek dari tipe yang berbeda atau bahkan dari sub-tipe yang berbeda dapat menggunakan atribut dan operasi yang sama.
61 3.22.3. Keuntungan dan Kelemahan Object Oriented Analysis and Design (OOAD) Mathiassen et al. (2000, pp5-6) menyebutkan bahwa terdapat keuntungan menggunakan OOAD diantaranya adalah: 1. OOAD memberikan informasi yang jelas mengenai context sistem. 2. Dapat menangani data yang seragam dalam jumlah yang besar dan mendistribusikannya ke seluruh bagian organisasi. 3. Berhubungan erat dengan analisa berorientasi objek, perancangan berorientasi objek, user interface berorientasi objek, dan pemrograman berorientasi objek. Selain keuntungan yang diperoleh dalam menggunakan OOAD seperti yang telah disebutkan di atas, ternyata juga terdapat beberapa kelemahan yang berhasil diidentifikasi oleh Raymond McLeod, Jr (2001, p615) yaitu: 1. Diperlukan waktu lama untuk memperoleh pengalaman pengembangan. 2. Kesulitan metodologi untuk menjelaskan sistem bisnis yang rumit. 3. Kurangnya pilihan peralatan pengembangan yang khusus disesuaikan untuk sistem bisnis. 3.22.4. Aktivitas Utama Object Oriented Analysis and Design (OOAD) Mathiassen et al. (2000, pp14-15) menjelaskan empat buah aktivitas utama dalam analisa dan perancangan berorientasi objek yang digambarkan berikut ini.
62 Gambar 3.12 Aktivitas Utama dalam OOAD Dibawah ini merupakan penjelasan lebih rinci mengenai keempat aktivitas utama dalam melakukan analisa dan perancangan berorientasi objek menurut Mathiassen et al. (2000, pp14-15). 1. Analisis Problem Domain Problem domain merupakan bagian dari situasi yang diatur, diawasi, dan dikendalikan oleh sistem. Tujuan melakukan analisis problem domain adalah mengidentifikasi dan memodelkan problem domain. Analisis problem domain terbagi menjadi tiga aktivitas, yaitu: a. Memilih objek, class, dan event yang akan menjadi elemen model problem domain. b. Membangun model dengan memusatkan perhatian pada relasi struktural antara class dan objek. c. Mendeskripsikan properti dinamis dan atribut untuk setiap class.
63 System Definition Classes Behaviour Structure Model Gambar 3.13 Aktivitas Analisis Problem Domain Pada aktivitas classes, langkah awal yang perlu dilakukan adalah menentukan class. Langkah berikutnya adalah membuat sebuah event table yang dapat membantu menentukan event-event yang dimiliki oleh setiap class. Pada aktivitas structure, class-class yang telah ditentukan sebelumnya akan dihubungkan berdasarkan tiga jenis hubungan yaitu generalisasi, agregasi, atau asosiasi sehingga menjadi sebuah skema yang disebut class diagram. Dalam aktivitas behavior, definisi class dalam class diagram akan diperluas dengan menambahkan deskripsi pola perilaku dan atribut dari masing-masing class. Pola perilaku dari class terdiri dari tiga jenis, yaitu: Sequence Merupakan event yang terjadi secara berurutan satu per satu. Selection Merupakan pemilihan salah satu dari beberapa event yang terjadi. Iteration
64 Merupakan event yang terjadi berulang kali. Hasil dari aktivitas ini adalah sebuah statechart diagram yang menunjukkan perubahan status dari masing-masing class yang dikarenakan oleh event tertentu mulai dari initial state sampai dengan final state. 2. Analisis Application Domain Application domain merupakan organisasi yang mengatur, mengawasi, atau mengendalikan problem domain. Tujuan dilakukannya analisis application domain adalah untuk menentukan kebutuhan penggunaan sistem. Sama seperti analisis problem domain, analisis application domain juga terdiri dari beberapa aktivitas antara lain: a. Menentukan penggunaan sistem dan bagaimana sistem berinteraksi dengan user. b. Menentukan fungsi dan kemampuan sistem dalam mengolah informasi. c. Menentukan kebutuhan interface sistem dan merancang interface. Berikut ini merupakan gambaran aktivitas-aktivitas yang dilakukan pada saat melakukan analisis application domain.
65 Gambar 3.14 Aktivitas Analisis Application Domain Dalam aktivitas usage, hal pertama yang harus dilakukan adalah membuat actor table yang dapat membantu menentukan actor dan use case yang berkaitan. Langkah selanjutnya adalah membuat use case diagram sehingga terlihat lebih jelas interaksi antara actor dengan masing-masing use case. Function merupakan fasilitas sistem yang menjadikan sistem tersebut berguna bagi actor. Terdapat empat jenis function, antara lain: Update Fungsi update diaktifkan oleh event problem domain dan menghasilkan perubahan status model. Signal Fungsi signal diaktifkan oleh perubahan status model dan menghasilkan reaksi di dalam context. Read Fungsi read diaktifkan oleh kebutuhan actor akan informasi dan menghasilkan tampilan model sistem yang relevan.
66 Compute Fungsi compute diaktifkan oleh kebutuhan actor akan informasi dan berisi perhitungan yang dilakukan baik oleh actor maupun oleh model. Hasilnya adalah tampilan dari hasil perhitungan yang dilakukan. Aktivitas interface mencakup pembuatan navigation diagram yang merupakan skema yang menunjukkan tampilan dari sistem dan relasi antar interface. 3. Architectural Design Architectural design berfungsi sebagai kerangka kerja dalam aktivitas pengembangan sistem dan menghasilkan struktur komponen dan proses sistem. Tujuannya adalah untuk menstrukturisasi sebuah sistem yang terkomputerisasi. Tahap architectural design terdiri dari tiga aktivitas yaitu criteria, component architecture, dan process architecture. Gambar 3.15 Aktivitas Architectural Design
67 Criterion merupakan properti yang diinginkan dari sebuah arsitektur. Tabel 3.1 menunjukkan criterion yang telah ditentukan oleh para peneliti untuk menentukan kualitas dari sebuah software. Tabel 3.1 Criteria untuk Menentukan Kualitas Software Criterion Usable Secure Efficient Correct Reliable Maintainable Testable Flexible Comprehensible Reusable Portable Interoperable Ukuran Kemampuan sistem beradaptasi dengan context organisasional dan teknikal. Pencegahan akses ilegal terhadap data dan fasilitas. Eksploitasi ekonomis dari fasilitas technical platform. Kesesuaian dengan kebutuhan. Fungsi yang dijalankan secara tepat. Biaya untuk mencari dan memperbaiki kerusakan sistem. Biaya untuk menjamin bahwa sistem melakukan fungsinya. Biaya memodifikasi sistem. Usaha yang diperlukan untuk memahami sistem. Penggunaan bagian dari sistem ke dalam sistem lain yang berkaitan. Biaya memindahkan sistem ke technical platform lain. Biaya pemasangan sistem dengan sistem lain. Mathiassen et al. (2000, pp179-182) menyebutkan bahwa kriteria usable, flexible, dan comprehensible tergolong sebagai kriteria umum yang harus dimiliki oleh sebuah sistem dan menentukan baik tidaknya suatu rancangan sistem. Component architecture adalah struktur sistem dari komponen-komponen yang berkaitan. Dalam aktivitas ini, perlu ditentukan pola arsitektural
68 yang paling sesuai dengan model sistem. Pola-pola arsitektural tersebut antara lain: Layered Architecture Pattern Generic Architecture Pattern Client-Server Architecture Pattern Hasil dari aktivitas ini adalah sebuah component diagram yang merupakan class diagram yang dilengkapi dengan spesifikasi komponen yang kompleks. Process architecture adalah sebuah struktur eksekusi sistem yang terdiri dari proses-proses yang saling tergantung satu sama lain. Dalam aktivitas ini juga perlu menentukan pola distribusi yang sesuai dengan model sistem. Pola-pola distribusi yang ada antara lain: Centralized Pattern Distributed Pattern Decentralized Pattern Hasil dari aktivitas ini adalah sebuah deployment diagram yang menunjukkan processor dengan komponen program dan active objects. 4. Component Design Component design bertujuan untuk menentukan implementasi kebutuhan di dalam kerangka kerja arsitektural. Hasilnya adalah deskripsi mengenai komponen-komponen sistem. (Mathiassen et al., 2000, p231). Component design terdiri dari tiga aktivitas, yaitu: a. Model component
69 Merupakan bagian sistem yang mengimplementasikan model problem domain. Dalam aktivitas ini dihasilkan sebuah class diagram yang telah direvisi. b. Function component Merupakan bagian sistem yang mengimplementasikan kebutuhan fungsional. Hasilnya adalah class diagram dengan operasi dan fungsi-fungsinya. Terdapat empat pola eksplorasi untuk merancang function component, yaitu: Model-Class Placement Function-Class Placement Startegy Active Function c. Connecting component Merupakan desain hubungan antar komponen untuk memperoleh rancangan yang fleksibel dan mudah dimengerti. Hasilnya adalah class diagram yang berhubungan dengan komponen-komponen sistem. Gambar berikut ini menggambarkan aktivitas-aktivitas yang terdapat dalam component design.
70 Architecture specification Design of Component Design of Component Connection Gambar 3.16 Aktivitas Component Design Component specification 3.23. Unified Modeling Language (UML) 3.23.1. Sejarah UML Pada akhir tahun 80-an dan awal tahun 90-an, sudah banyak terdapat metode pemodelan berorientasi objek yang digunakan pada industri-industri, diantaranya Booch Method yang diperkenalkan oleh Grady Booch, Object Modeling Technique (OMT) yang diperkenalkan oleh James Rumbaugh, dan Object-Oriented Software Engineering (OOSE) yang diperkenalkan oleh Ivar Jacobson. Keberadaan berbagai metode tersebut justru menjadi masalah utama dalam pengembangan sistem berorientasi objek, karena dengan banyaknya metode pemodelan objek yang digunakan akan membatasi kemampuan untuk berbagi model antar proyek dan antar tim pengembang. Hal tersebut disebabkan oleh berbedanya konsep masing-masing metode pemodelan objek sehingga menghambat komunikasi antara anggota tim dengan user yang berujung pada banyaknya kesalahan atau error pada proyek. Dikarenakan
71 masalah-masalah tersebut, maka diperlukanlah suatu standarisasi penggunaan bahasa pemodelan. Pada tahun 1994, Grady Booch dan James Rumbaugh bekerja sama dan menyatukan metode pengembangan berorientasi objek mereka dengan tujuan untuk menciptakan sebuah sistem pengembangan berorientasi objek yang standar. Pada tahun 1995 Ivar Jacobson ikut bergabung dengan mereka dan ketiganya memusatkan perhatian untuk menciptakan sebuah bahasa pemodelan objek yang standar, bukan lagi berkonsentrasi pada metode atau pendekatan berorientasi objek. Berdasarkan pemikiran ketiga tokoh tersebut, maka akhirnya pada tahun 1997 bahasa pemodelan objek standar Unified Modeling Language (UML) versi 1.0 mulai diperkenalkan kepada masyarakat luas. UML bukan merupakan metode untuk mengembangkan sistem, melainkan hanya berupa notasi yang kemudian pada saat ini diterima dengan luas sebagai bahasa pemodelan objek yang standar. Object Management Group (OMG) mengadopsi UML pada bulan November 1997 dan sejak saat itu terus mengembangkannya berdasarkan pada kebutuhan dunia industri. Pada tahun 2004, telah diluncurkan UML versi 1.4 dan pada saat itu juga OMG telah mulai merencanakan pengembangan UML versi 2.0. 3.23.2. Diagram-diagram UML 3.23.2.1. Class Diagram Class Diagram menggambarkan struktur objek dari sistem. Class diagram menunjukkan class objek yang membentuk sistem dan hubungan
72 struktural diantara class objek tersebut (Mathiassen et al., 2000, p336). Terdapat tiga jenis hubungan antar class yang biasa digunakan dalam class diagram. Ketiga jenis hubungan tersebut antara lain: 1. Asosiasi Asosiasi merupakan hubungan statis antar dua objek atau class. Hubungan ini menggambarkan apa yang perlu diketahui oleh sebuah class mengenai class lainnya. Hubungan ini memungkinkan sebuah objek atau class mereferensikan objek atau class lain dan saling mengirimkan pesan. Gambar 3.17 Contoh Hubungan Asosiasi dalam Class Diagram 2. Generalisasi (atau Spesialisasi) Dalam hubungan generalisasi, terdapat dua jenis class, yaitu class supertype dan class subtype. Class supertype atau class induk memiliki atribut dan behavior yang umum dari hirarki tersebut. Class subtype atau class anak memiliki atribut dan behavior yang unik dan juga memiliki atribut dan behavior milik class induknya. Class induk merupakan generalisasi dari class anaknya, sedangkan class anak merupakan spesialisai dari class induknya.