Studi Simulasi dan Pemodelan Dalam Sebuah Sistem Oleh Tubagus Alver Alifiady K.(1903015138)

 STUDI SIMULASI DAN PEMODELAN DALAM SEBUAH SISTEM

Oleh Tubagus Alver Alifiady Kartawijaya(1903015138)

Tugas 5 PDS 7C

Langkah Langkah studi simulasi

1. Formulasi masalah. Pada Langkah ini yaitu dengan mengidentifikasi masalah dan tujuan yang ingin dicapai dalam simulasi menentukan bentuk model yang digunakan. Performan yang dihasilkan dan alternatif yang dapat dihasilkan. Mendeskripsikan operasi sistem dalam term-term obyek dan aktivitas dalam suatu layout.
2. Penetapan tujuan dan rencana proyek. Langkah ini merupakan salah satu pendekatan yang digunakan untuk menyelesaikan masalah.
3. Konseptualisasi model. Membangun model yang masuk akal. Diawali dengan memahami sistem dengan pendekatan proses atau pendekatan alarian fisik yang didasarkan pada tracking flow dari entitas-entitas keseluruhan sistem berikut titik pemorsesan dan aturan keputusan percabangan. Dan pendekatan peristiwa atau pendekatan perubahan keadaan yang didasarkan pada definisi variabel keadaan internal dan events sistem yang mengubahnya, diikuti oleh deskripsi operasi sistem ketika suatu event terjadi. Kemudian konstruksi model dengan definisi obyek, atribut, metode. Membuat flowchart metode yang relevan dan pemilihan bahas a implemntasi dan penggunaan random variates dan statistik kinerja, dan coding dan debugging.
4. Pengumpulan data. Pada Langkah ini yaitu mengumpulkan data yang diperlukan untuk simulasi. Aktivitas pengumpulan data untuk simulasi dari tiap-tiap elemen penyusunannya, sesuai dengan prosedur operasi pada sistem.
5.  Penerjemahan Model. Penerjemahan model dilakukan untuk mengkonversi model suatu bahasa pemrograman agar dapat dengan mudah memahami model.
6. Verifikasi. Membuat program simulasi dari model dan sistem nyata serta melakukan verifikasi kesesuaian dengan kondisi nyata, verifikasi model melalui pengecekan apakah program bekerja dengan baik dengan trace pada running program dan detail perpindahan entiti.
7. Validasi. Untuk memvalidasi apakah sistem merepresentasi sistem riil secara akurat. Pengecekan terhadap nilai output yang dihasilkan oleh simulasi dibandingkan dengan nilai pada sistem nyata.
8. Desain Eksperimen. Pada tahap ini menjalankan simulasi sistem dengan berbagai bentuk parameter, untuk menghasilkan output yang memiliki variasi kecil dan bebas bias. Berapa banyak runs? Untuk berapa lama? Jenis variasi masukannya seperti apa ?
9. Produksi runs dan analisis. Menganalisa data output untuk estimasi ukuran kinerja dari tiap konfigurasi sistem yang diteliti, yang berupa data statistik dengan interpretasi pada sistem. Running aktual simulasi, mengumpulkan dan menganalisis keluaran.
10. Jalankan lagi (More runs). Tahap ini mengulangi eksperimen jika perlu.
11. Dokumentasi dan pelaporan. 
12. Implementasi. Berdasarkan analisa output dan model simulasi yang telah dibentuk, maka langkah selanjutnya adalah dokumentsi, serta presentasi hasil pada pengambil keputusan dan kemudian dapat diimplementasikan.

 

Kelebihan Simulasi

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

 

Kelemahan Simulasi

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

 

Fitur-Fitur software simulasi yang dibutuhkan

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

Soal dan Jawaban

1. Jelaskan definisi dari sistem! 

Jawaban : Sistem adalah sekumpulan elemen, sekumpulan elemen, komponen fungsional yang saling berhubungan dan berinteraksi satu sama lain untuk mencapai tujuan yang diharapkan. Sistem tergantung pada objektivitas pembelajaran tertentu.

2. Sistem biasanya dipengaruhi oleh perubahan yang terjadi di luar sistem. Perubahan ini terjadi di lingkungan sistem. Sistem terdiri dari beberapa komponen, sebutkan dan jelaskan komponen dari sistem! 

Jawaban :

• Entitas merupakan obyek dalam sistem. Contoh, customers pada suatu bank.
• Atribut merupakan suatu sifat dari suatu entitas. Contoh, pengecekan neraca rekening customer.
• Aktivitas merepresentasikan suatu periode waktu dangan lama tertentu. Periode waktu sangat penting karena biasanya simulasi menyertakan besaran waktu. Contoh deposito uang ke rekening pada waktu dan tanggal tertentu.
• Keadaan sistem didefinisikan sebagai kumpulan varibel-variabel yang diperlukan untuk menggambarkan sistem kapanpun, relatif terhadap obyektif dari studi. Contoh, jumlah teller yang sibuk, jumlah customer yang menunggu dibaris antrian.
• Peristiwa didefinisikan sebagai kejadian sesaat yang dapat mengubah keadaan sistem. Contoh, kedatangan customer, pejumlahan jumlah teller, keberangkatan customer.

3. Jelaskan hubungan antara sistem, model, dan simulasi!

Jawaban : Sistem yang merupakan kumpulan elemen yang bekerja bersama untuk mencapai tujuan yang diharapkan. Simulasi adalah cara mempelajari sistem dengan menggunakan pemodelan. Dimana model adalah gambaran dari sebuah sistem, dapat secara fisik atau matematis. Untuk mengetahui perilaku sistem nyata yang kompleks, dibuatlah model. Dalam sebuah sistem dinamis, model ini dapat diwujudkan dalam pemrograman komputer yang disebut simulasi. Mempelajari sistem dengan simulasi, secara numerik menjalankan model dengan memberi input dan melihat pengaruhnya terhadap output.

4. Jelaskan definisi simulasi!

Jawaban : Sistem yang merupakan kumpulan elemen yang bekerja bersama untuk mencapai tujuan yang diharapkan. Simulasi adalah cara mempelajari sistem dengan menggunakan pemodelan. Dimana model adalah gambaran dari sebuah sistem, dapat secara fisik atau matematis. Untuk mengetahui perilaku sistem nyata yang kompleks, dibuatlah model. Dalam sebuah sistem dinamis, model ini dapat diwujudkan dalam pemrograman komputer yang disebut simulasi. Mempelajari sistem dengan simulasi, secara numerik menjalankan model dengan memberi input dan melihat pengaruhnya terhadap output.

5. Jelaskan definisi dari model!

Jawaban : Sistem yang merupakan kumpulan elemen yang bekerja bersama untuk mencapai tujuan yang diharapkan. Simulasi adalah cara mempelajari sistem dengan menggunakan pemodelan. Dimana model adalah gambaran dari sebuah sistem, dapat secara fisik atau matematis. Untuk mengetahui perilaku sistem nyata yang kompleks, dibuatlah model. Dalam sebuah sistem dinamis, model ini dapat diwujudkan dalam pemrograman komputer yang disebut simulasi. Mempelajari sistem dengan simulasi, secara numerik menjalankan model dengan memberi input dan melihat pengaruhnya terhadap output.

6. Simulasi digunakan untuk segala proses pada sistem dengan menggunakan metode dari matematika diskrit, probabilitas dan statistic, persamaan diferensial dan integral, fisika dasar, ekonomi, sosial, struktur data dan algoritma, dan lainnya. Sebutkan kondisi yang memerlukan simulasi!

Jawaban :

• Mempelajari interaksi internal (sub)-sistem yang kompleks.
• Mengamati sifat model dan hasil keluaran akibat perubahan lingkuangan 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 anuimasi.
• Masalahnya sulit, memakan waktu, atau tidak mungkin diselesaikan melalui metode analitik atau numerik konvensional.

7. Mengembangkan sebuah model simulasi dan mengevaluasi model, biasanya dengan menggunakan komputer, untuk mengestimasi karakteristik yang diharapkan dari model tersebut. Namun simulasi tidak digunakan jika asumsi model yang sederhana, sehingga metode matematika dapat digunakan untuk mendapatkan jawaban eksak (solusi analitik). Namun ada beberapa kondisi yang tidak diperlukannya sebuah simulasi. Sebutkan kondisi yang tidak memerlukan simulasi!

Jawaban :

• Jika masalah dapat diselesaikan dengan metode sederhana.
• Jika masalah dapat diselesaikan secara analitik.
• Jika eksperimen langsung lebih mudah dilakukan.
• Jika biaya Simulasi dianggap 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).J
• ika sistem terlalu kompleks atau tidak dapat didefinisikan.

8. Jelaskan dan berikan contoh dari model simulasi static dan dinamik!

Jawaban : Model static yaitu simulasi model yang menggambarkan suatu proses yang tidak dipengaruhi oleh waktu atau suatu proses yang terjadi pada suatu waktu tertentu saja. Contoh nya adalah model Monte Carlo. Monte Carlo adalah algoritma komputasi untuk mensimulasikan berbagai perilaku sistem fisika dan matematika. Penggunaan klasik metode ini adalah untuk mengevaluasi integral definit, terutama integral multidimensi dengan syarat dan batasan yang rumit. Sedangkan model dinamik yaitu simulasi model yang menggambarkan suatu proses yang dipengaruhi oleh waktu atau berlangsung pada suatu rentang waktu. Merepresentasikan sistem dalam perubahannya terhadap waktu. Contoh nya adalah sistem conveyor di pabrik, simulasi gerakan roket, simulasi kedatangan mobil ke jalan tol.

9. Jelaskan dan berikan contoh dari model simulasi deterministic dan stokastik!

Jawaban : Model static yaitu simulasi model yang menggambarkan suatu proses yang tidak dipengaruhi oleh waktu atau suatu proses yang terjadi pada suatu waktu tertentu saja. Contoh nya adalah model Monte Carlo. Monte Carlo adalah algoritma komputasi untuk mensimulasikan berbagai perilaku sistem fisika dan matematika. Penggunaan klasik metode ini adalah untuk mengevaluasi integral definit, terutama integral multidimensi dengan syarat dan batasan yang rumit. Sedangkan model dinamik yaitu simulasi model yang menggambarkan suatu proses yang dipengaruhi oleh waktu atau berlangsung pada suatu rentang waktu. Merepresentasikan sistem dalam perubahannya terhadap waktu. Contoh nya adalah sistem conveyor di pabrik, simulasi gerakan roket, simulasi kedatangan mobil ke jalan tol.

10. Jelaskan dan berikan contoh dari model simulasi kontinyu dan diskrit!

Jawaban : Model kontinyu yaitu simulasi yang komponen sistemnya bersifat continue. Status berubah secara kontinu terhadap waktu. Contoh nya adalah simulasi gerakan roket, gerakan pesawat terbang. Sedangkan model diskritm yaitu simulasi yang komponen-komponen sistemnya bersifat diskret. status berubah secara instan pada titik-titik waktu yang terpisah. Contoh nya adalah simulasi tabungan, jumlah customer di bank.

Sekian rangkuman materi tentang studi simulasi dan pemodelan dalam sebuah sistem yang dapat saya paparkan.

Terimakasih

Anda dapat melihat dan materi diatas dengan mengunduh file PPT berikut.

File PDF

Tubagus Alver Alifiady Kartawijaya

NIM : 1903015138

Sumber : Online Learning Uhamka