BAB III SIMULASI 3. 1. Definisi Simulasi Simulasi adalah proses merancang model dari suatu sistem yang sebenarnya, mengadakan percobaan-percobaan terhadap model tersebut dan mengevaluasi hasil percobaan tersebut. Jadi pemodelan dan simulasi merupakan suatu metode eksperimental dan terpakai untuk : a. Menjelaskan kelakuan sistem b. Membangun teori atau hipotesa yang mempertanggungjawabkan kelakuan dari sistem yang diamati c. Memakai teori-teori untuk meramalkan kelakuan sistem yang akan datang, yaitu pengaruh yang akan dihasilkan oleh perubahan-perubahan sistem atau perubahan operasinya. Simulasi banyak dipakai untuk : 1. Merancang dan menganalisis sistem fabrikasi 2. Mengevaluasi kebutuhan perangkat keras dan perangkat lunak 3. Mengevaluasi sistem persenjataan (militer) 4. Menentukan kebijakan pemesanan barang pada sistem inventory 5. merancang sistem komunikasi dan protokol 6. mengevaluasi performansi sistem layanan, misalnya hotel, rumah sakit, fast food restaurant, kantor pos, jalan raya 7. Menganalisis keuangan dan sistem ekonomi 3. 2. Tahapan Simulasi Langkah-langkah dalam simulasi adalah sebagai berikut : 1. Pendefinisian sistem (system definition) 2. Formulasi model (model formulation) 10
3. Penyiapan data (data preparation) 4. Penterjemahan model (model translation) 5. Validasi (validation) 6. Perencanaan-perencanaan strategi (strategic planning) 7. Perencanaan-perencanaan taktis (tactic planning) 8. Percobaan (experimentation) 9. Interpretasi hasil percobaan (interpretation) 10. Implementasi (implementation) 11. Dokumentasi (documentation) Pada umumnya, proses simulasi secara keseluruhan adalah proses iteratif, yang dapat digambarkan dalam diagram aliran seperti terlihat pada Gambar 3.1. 1. Pendefinisian Sistem Pada tahap ini, yang perlu diketahui sebelumnya adalah formulasi masalah, karena kita tidak dapat membuat solusi dari suatu masalah yang belum jelas. Formulasi masalah adalah proses yang kontinu sepanjang studi. Bagian penting dari formulasi masalah adalah mendefinisikan sistem yang dipelajari, spesifikasi, tujuan, dan batasan sistem. 2. Formulasi Model Setelah formulasi masalah jelas dan sistem sudah didefinisikan, maka sistem yang nyata direduksi menjadi diagram-diagram aliran atau bentuk-bentuk lain yang tidak terlalu komplek dan juga tidak terlalu rinci (prototipe dari model). Model harus menyertakan aspek-aspek yang relevan dengan tujuan studi. Seringkali studi dihentikan pada tahap ini, karena dengan menjelaskan situasi secara tepat dan logis, maka hal-hal yang dirasakan sebagai masalah sudah jelas dan tidak perlu lagi dilakukan proses simulasi. 11
Formulasi masalah Pendefinisian sistem Pakai simulasi Tidak Exit Ya Formulasi model Penyiapan data Belum memadai Penterjemahan model Validasi model Cukup memadai Perencanaan strategi Perencanaan taktik Percobaan interpretasi Berguna Dokumentasi & manual Gambar 3.1. Diagram Alir Proses Simulasi 12
3. Penyiapan Data Setiap studi selalu melibatkan pengumpulan data. Mengumpulkan data bukan berarti hanya mengumpulkan angka-angka saja. Pengumpulan angka merupakan salah satu aspek pengumpulan data. Maka seorang sistem analis harus memperhatikan pengumpulan data kuantitatif dan kualitatif, menentukan data apa saja yang penting, data yang diperlukan, apakah data yang tersedia valid untuk keperluannya, dan bagaimana mengumpulkan data dan informasi. Pada model stokhastik, sering dihadapkan pada 2 pilihan, yaitu memakai data teoritis atau empiris, pertimbangan dalam pemilihan tersebut adalah : a. memakai data mentah yang diperoleh dari pengamatan, berarti melakukan simulasi untuk sistem pada saat yang lalu. b. Memakai data yang berasal dari suatu periode tertentu hanya memberikan gambaran tentang sistem pada periode tersebut, tidak untuk masa yang akan datang. c. Memakai distribusi frekuensi teoritis akan menghemat waktu dan memori komputer, daripada men-generate harga-harga variabel random untuk model tersebut. d. Mengadakan tes sensitivitas terhadap data input. 4. Penterjemahan Model Menterjemahkan model ke suatu bahasa komputer bergantung pada bahasa komputer yang tersedia (bahasa umum maupun bahasa khusus untuk simulasi). Bahasa simulasi seringkali dapat mempermudah proses penterjemahan, tetapi mempunyai batasan-batasan yang ketat dan jarang tersedia atau hanya dapat dipakai untuk komputer-komputer tertentu. Ada banyak bahasa simulasi yang telah dikembangkan, perbedaan-perbedaan pokok bahasa-bahasa simulasi yang ada adalah mengenai : a. organisasi waktu dan aktivitas b. penamaan dan struktur entitas c. kondisi pengetesan pada aktivitas d. jenis uji statistik yang dapat dilakukan e. kemudahan mengubah struktur model. 13
Bahasa umum biasanya selalu tersedia, tetapi diperlukan waktu dan proses yang lebih sulit dalam penterjemahan modelnya. Pemilihan bahasa sangat bergantung pada mesin yang tersedia dan keahlian personil yang ada. 5. Validasi Model Validasi model adalah proses menguji dan memperbaiki model sampai taraf yang dapat diterima, yaitu mendapatkan kesimpulan yang benar dari model yang bersangkutan. Proses validasi model adalah proses yang sulit dan tidak ada rumusan atau ukuran pasti untuk menyatakan kebenaran suatu model. Beberapa pokok penting sebagai petunjuk, adalah : a. apakah model akan meberikan jawaban yang tidak masuk akal apabila parameter diberi harga ekstrim b. apakah hasil simulasi dengan data percobaan masuk akal, jika dibandingkan dengan hasil simulasi dengan data pengamatan sistem sebenarnya. c. Apakah uji statistik memberikan derajat kebenaran yang cukup. Pertanyaan yang harus dijawab pada proses validasi adalah : - apakah model mempunyai kelakuan seperti sistem yang sebenarnya - apakah kesimpulan dari eksperimen dengan model sudah benar. 6. Perencanaan Strategi Perencanaan strategi adalah bagaimana merancang suatu eksperimen untuk memperoleh informasi yang diinginkan. Informasi yang ingin diperoleh adalah kombinasi harga-harga parameter yang akan memberikan respon optimal dan menjelaskan hubungan antara respon dengan faktor-faktor yang dapat dikontrol dalam sistem. Tujuan dari perencanaan ini adalah untuk mengurangi jumlah percobaan (ekonomisasi) dan membuat percobaan menjadi terstruktur dan efisien dari segi waktu, usaha, dan ongkos. 7. Perencanaan Taktik Perencanaan taktik melibatkan pertanyaan-pertanyaan tentang efisiensi, terutama menyangkut bagaimana run percobaan berdasarkan disain eksperimen dilaksanakan. Masalah sehubungan dengan perencanaan taktik, adalah : 14
a. Kondisi awal dan pengaruhnya terhadap keadaaan seimbang; keadaan awal harus dipilih sehingga waktu untuk mencapai keseimbangan dicapai dengan cepat tanpa mengurangi hal-hal yang ingin diperoleh dari simulasi. b. Memilih ketelitian-ketelitian supaya hasil eksperimen masih cukup memadai. 8. Percobaan Setelah semua pengembangan dan perencanaan dilewati, model di-run untuk mendapatkan informasi yang diinginkan. disini analisis sensitivitas dilakukan (bagaimana setiap parameter mempengaruhi hasil akhir). 9. Implementasi Implementasi adalah pemakaian model simulasi. Jika suatu model simulasi telah dapat diimplementasi, barulah dapat dikatakan sukses. 10. Pembuatan Dokumentasi Dokumentasi erat hubungannya dengan implementasi. Dokumentasi yang lengkap akan menunjang kesuksesan simulasi. 3. 3. Keuntungan dan Kerugian Pemakaian Simulasi Model simulasi biasnya di-run atau dicoba-coba untuk memperoleh informasi yang diinginkan. Berdasarkan hasil tersebut, penganalisis dapat mempelajari kelakuan sistem. Simulasi bukanlah suatu teori melainkan suatu metodologi untuk memecahkan masalah, selain itu simulasi hanyalah salah satu cara yang dapat dipakai untuk mencoba menyelesaikan masalah, karena itu patut dipertanyakan kapan simulasi akan berguna. Simulasi adalah proses mengadakan eksperimen terhadap model dari suatu sistem yang ada. Masalahnya, seringkali timbul kesulitan jika informasi-informasi yang dibutuhkan tidak tersedia. Eksperimen langsung terhadap suatu sistem yang ada mengeliminasi kesulitan-kesulitan dalam usaha untuk memperoleh kecocokan antara model dengan kondisi sebenarnya. Tetapi, kerugian dari eksperimen langsung terhadap sistem cukup banyak, antara lain : a. dapat mengganggu jalannya operasi perusahaan b. manusia yang diamati cenderung bertingkah laku lain dari biasanya 15
c. sangat sulit untuk membuat kondisi yang sama untuk percobaan yang berulang d. untuk memperoleh sampel yang sama perlu waktu dan biaya e. pada kenyataannya sulit menggali banyak alternatif. Maka pemakaian simulasi dapat dipertimbangkan pada kondisi-kondisi berikut : 1. Formulasi matematik sulit diturunkan atau metode analitik untuk memecahkan model belum dikembangkan. Banyak persoalan antrian masuk dalam kategori ini. 2. Metode analitik ada, tetapi prosedurnya sangat kompleks. 3. Solusi analitik ada dan dapat dilakukan tetapi tidak ada personil yang dapat menangani karena kemampuannya belum memadai. 4. Ingin mengetahui sejarah proses pada suatu periode. 5. Bila gejala yang ingin diamati pada lingkungan sebenarnya sulit dicapai dengan eksperimen langsung. Misalnya studi penerbangan angkasa luar. 6. Bila harus ada kompresi waktu, misalnya untuk sistem yang perubahan state-nya sangat lambat (berpuluh-puluh bahkan ratusan tahun). Keuntungan lain dari simulasi adalah dapat merupakan aplikasi yang mendidik dan melatih. Simulasi banyak dipakai untuk managemet problem solving, tetapi simulasi seringkali tidak memberikan hasil yang efektif dan efisien, karena hal-hal berikut : 1. Untuk mengembangkan suatu model simulasi yang baik seringkali makan waktu dan biaya, membutuhkan bakat yang tidak begitu saja tersedia. Forrester mengatakan, bahwa untuk mengembangkan suatu model perancangan perusahaan yang baik diperlukan 3-10 tahun. 2. Tampaknya simulasi mencerminkan real world tetapi sebenarnya tidak. 3. Simulasi seringkali memberikan hasil yang tidak teliti. Ketidaktelitian ini sulit untuk diukur. Salah satu cara untuk mengatasi hal ini adalah dengan sensitivity analysis model dengan mengubah harga parameter. 4. Hasil simulasi biasanya numerik, dalam bentuk angka desimal yang diragukan ketelitiannya. Jadi, walaupun simulasi suatu teknik yang berharga dan berguna untuk pemecahan suatu masalah, simulasi bukan cara yang manjur untuk segala macam masalah. 16
Dimana Simulasi Cocok digunakan? Mempelajari interaksi internal (sub)-sistem yang kompleks. Mengamati sifat model dan hasil keluaran akibat perubahan lingkungan luar atau variabel internal. Meningkatkan kinerja sistem melalui pembangunan/pembentukan model. Eksperimen desain dan aturan baru sebelum diimplementasikan. Memahami dan memverifikasi solusi analitik. Mengidentifikasi dan menetapkan persyaratan-persyaratan. Alat bantu pelatihan dan pembelajaran dengan biaya lebih rendah. Visualisasi operasi melalui animasi. Masalahnya sulit, memakan waktu, atau tidak mungkin diselesaikan melalui metode analitik atau numerik konvensional. Dimana Simulasi Tidak Cocok digunakan? Jika masalah dapat diselesaikan dengan metode sederhana. Jika masalah dapat diselesaikan secara analitik. Jika eksperimen langsung lebih mudah dilakukan. Jika biaya terlalu mahal. Jika sumber daya atau waktu tidak tersedia. Jika tidak ada data yang tersedia. Jika verifikasi dan validasi tidak dapat dilakukan. Jika daya melebihi kapasitas (overestimated). Jika sistem terlalu kompleks atau tidak dapat didefinisikan. 17