Studi Simulasi dan Pemodelan Dalam Sebuah Sistem Oleh: Oktaviani Ariyaningsih [2103015100]

Nama: Oktaviani Ariyaningsih

Kelas: 5B

NIM: 2103015100

STUDI SIMULASI DAN PEMODELAN

DALAM SEBUAH SISTEM

Langkah - Langkah Studi Simulasi

Diagram Alir Studi Simulasi

Berikut merupakan langkah – langkah dari sebuah studi simulasi:

1. Formulasi masalah
2. Penetapan tujuan dan rencana proyek: pendekatan yang digunakan untuk menyelesaikan masalah.
3. Konseptualisasi model: membangun model yang masuk akal.
4. Pengumpulan data: mengumpulkan data yang diperlukan untuk merun simulasi (seperti laju ketibaan, proses ketibaan, displin layanan, laju pelayanan dsb.).
5. Penerjemahan Model: konversi model suatu bahas pemrograman.
6. Verifikasi: Verifikasi model melalui pengecekan apakah program bekerja dengan baik.
7. Validasi: Check apakah sistim merepresentasi sistim riil secara akurat.
8. Desain Eksperimen: Berapa banyak runs? Untuk berapa lama? Jenis variasi masukannya seperti apa?
9. Produksi runs dan analisis: running aktual simulasi, mengumpulkan dan menganalisis keluaran.
10. Jalankan lagi (More runs) ?: mengulangi eksperiemn jika perlu.
11. Dokumentasi dan pelaporan: Dokumen dan laporan hasil
12. Implementasi

Berikut merupakan penjabaran dari point – point diatas sebagai berikut:

1. Formulasi Masalah:

• mengidentifikasikan maslah yang akan diselesaikan
• mendeskripsikan operasi sistim dalam term-term obyek dan aktivitas dalam suatau layout
• mengidentifikasi sistem dalam term-term variabel input (eksogen), dan output (endogen)
• mengkatagorikan variabel input sebagi decision (controllable) dan parameters (uncontrollable)
• mendefinisikan pengukuran kinerja sistim (sebagai fungsi dari variabel endogen) dan fungsi obyek (kombinasi beberapa pengukuran)
• mengembangkan struktur model awal (preliminary)
• mengembangkan struktur mode lebih rinci yang menidentifikasi seluruh obyek berikut atribut dan interface-nya.

2. Penetapan Tujuan dan Rencana Proyek:

Pendekatan yang digunakan untuk menyelesaikan masalah

3. Konseptualisasi Model:

Membangun model yang masuk akal, seperti:

• memahami sistem

1. Pendekata proses (atau pendekatan alarian fisik (physical flow approach)) didasarkan pada tracking flow dari entitas-entitas keseluruhan sistem berikut titik pemorsesan dan aturan keputusan percabangan
2. Pendekatan peristiwa (event) (atau pendekatan perubahan keadaan (state change approach)) didasarkan pada definisi variabel keadaan internal dan events sistim yang mengubahnya, diikuti oleh deskripsi operasi sistim ketika suatu event terjadi

• konstruksi model

1. definisi obyek, atribut, metode
2. flowchart metode yang relevan
3. pemilihan bahas implemntasi
4. penggunaan random variates dan statistik kinerja
5. coding dan debugging

4. Pengumpulan Data:

Mengumpulkan data yang diperlukan untuk merun simulasi (seperti laju ketibaan, proses ketibaan, displin layanan, laju pelayanan dsb.).

• observasi langsung dan perekaman manual variabel yang diseleksi(selected)
• time-stamping untuk men-track aliran suatu entitas keseluruh sistem
• menyeleksi ukuran sample yang valid secara statistic
• menyeleksi sutau format data yang dapat diproses oleh komputer
• analisis statistik untuk menetapkan distribusi dan parameter data acak
• memutuskan data mana yang dipandang sebagai acak dan yang mana diasumsikan deterministik

5. Penerjemahan Model:

Konversi model ke dalam suatu bahasa pemrograman.

6. Verifikasi:

Verifikasi model melalui pengecekan apakah program bekerja dengan baik.

7. Validasi:

Check apakah sistim merepresentasi sistim riil secara akurat.

8. Desain Eksperimen:

• Berapa banyak runs?
• Untuk berapa lama?
• Jenis variasi masukannya seperti apa ?

1. evaluasi statistik output untuk mementapkan beberapa level presisi yang diterima dari pengukuruan kinerja
2. analisi terminasi digunakan jika interval waktu riil tertentu akan disimulasikan
3. steady state analysis digunakan jika obyek of interest merupakan rata-rata long-term

9. Produksi Runs dan Analisis:

Running aktual simulasi, mengumpulkan dan menganalisis keluaran.

10. Jalankan Lagi (More Runs)?:

Mengulangi eksperiemn jika perlu.

11. Dokumentasi dan Pelaporan:

Dokumen dan laporan hasil.

12. Implementasi:

Terapkan pada sekala dunia nyata.

Kelebihan Simulasi

Berikut merupakan beberapa kelebihan dari simulasi, yaitu:

1. 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.
2. Simulasi memungkinkan estimasi kinerja sistem yang ada dengan beberapa kondisi operasi yang berbeda.
3. Rancangan-rancangan sistem alternatif yang dianjurkan dapat dibandingkan via simulasi untuk mendapatkan yang terbaik.
4. Pada simulasi bisa dipertahankan kontrol yang lebih baik terhadap kondisi eksperimen.
5. Simulasi memungkinkan studi sistem dengan kerangka waktu lama dalam waktu yang lebih singkat, atau mempelajari cara kerja rinci dalam waktu yang diperpanjang.

Kelemahan Simulasi

Selain mempunyai kelebihan simulasi juga mempuyai beberapa kekurangan, sebagai berikut:

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

Jebakan / Simulasi

1. Gagal mengidentifikasi tujuan secara jelas
2. Desain dan analisis eksperimen simulasi tidak memadai
3. Pendidikan dan pelatihan yang tidak memadai

Fitur – Fitur Software Simulasi yang Dibutuhkan

1. Berikut beberapa daftar fitur software yang dibutuhkan:
2. Membangkitkan bilangan random dari distribusi probabilitas U(0,1).
3. Membangkitkan nilai-nilai random dari distribusi probabilitas tertentu, mis. eksponensial.
4. Memajukan waktu simulasi.
5. Menentukan event berikutnya dari daftar event dan memberikan kontrol ke blok kode yang benar.
6. Menambah atau menghapus record pada list.
7. Mengumpulkan dan menganalisa data.
8. Melaporkan hasil.
9. Mendeteksi kondisi error.

10 Pertanyaan dan Jawaban

1. Apa yang dimaksud dengan pemodelan dalam konteks simulasi, dan mengapa pemodelan penting dalam pengembangan simulasi?

Jawaban: Pemodelan dalam simulasi adalah pembuatan representasi abstrak dari sistem nyata. Ini penting karena merupakan langkah awal untuk menciptakan simulasi yang akurat dan informatif, memungkinkan pengujian hipotesis, peramalan hasil, dan pengambilan keputusan yang lebih baik dalam berbagai konteks.

2. Jelaskan definisi simulasi menurut Schmidt dan Taylor!

Jawaban: Sistem didefinsikan sebagai suatu kumpulan satu kesatuan, seperti manusia dan mesin yang aktif dan berinteraksi bersama-sama untuk mendapatkan penyelesaian akhir pokok pikiran.

3. Apa peran validasi dan verifikasi dalam simulasi? Bagaimana kedua konsep ini berkontribusi pada keandalan simulasi?

Jawaban: Validasi adalah proses membandingkan hasil simulasi dengan data empiris, sedangkan verifikasi memeriksa apakah model simulasi telah dibangun dengan benar. Kedua konsep ini berkontribusi pada keandalan simulasi: validasi memastikan akurasi hasil, sedangkan verifikasi memastikan kebenaran model dan kode simulasi. Kombinasi keduanya meningkatkan keyakinan dalam hasil simulasi, mendukung pengambilan keputusan yang lebih baik.

4. Berikanlah contoh hubungan simulasi dan pemodelan dalam sebuah sistem!

Jawaban: Contoh Simulasi Penerbangan:

• Pemodelan: Membangun model matematika pesawat dan fisika terkait.
• Simulasi: Menggunakan model tersebut dalam perangkat lunak simulasi untuk menguji perilaku pesawat dalam berbagai situasi.

5. Apa perbedaan utama antara simulasi statik dan dinamik dalam analisis struktural?

Jawaban: Perbedaan utama adalah simulasi statik memeriksa struktur dalam keadaan seimbang tanpa mempertimbangkan waktu, sementara simulasi dinamik mempertimbangkan respons struktur terhadap beban yang berubah seiring waktu.

6. Mengapa pemilihan model simulasi statik atau dinamik penting dalam perancangan struktur?

Jawaban: Pemilihan model simulasi memengaruhi keandalan dan keselamatan struktur. Simulasi statik cocok untuk beban tetap, sedangkan simulasi dinamik digunakan untuk situasi seperti gempa yang memerlukan pemahaman respons waktu nyata struktur. Kesalahan dalam pemilihan model dapat mengancam keselamatan dan efisiensi struktur.

7. Jelaskan hubungan simulasi, model, dan sistem!

Jawaban: Simulasi adalah proses pembuatan representasi komputasional sistem nyata dengan menggunakan model. Model adalah representasi abstrak dari sistem, sementara sistem adalah entitas yang ingin dijelaskan atau dimodelkan dalam simulasi. Simulasi memanfaatkan model sebagai dasar untuk menggambarkan sistem nyata.

8. Apa peran utama dari komponen sistem dalam pemodelan dan simulasi?

Jawaban: Komponen sistem dalam pemodelan dan simulasi adalah elemen-elemen yang mewakili bagian-bagian dari sistem yang sedang dianalisis. Mereka digunakan untuk menggambarkan interaksi dan hubungan antara bagian-bagian sistem, sehingga memungkinkan kita untuk memprediksi perilaku dan kinerja sistem secara keseluruhan.

9. Apa perbedaan antara komponen sistem diskrit dan komponen sistem kontinu dalam konteks pemodelan dan simulasi?

Jawaban: Komponen sistem diskrit dan komponen sistem kontinu adalah dua jenis komponen dalam pemodelan sistem. Perbedaan utamanya terletak pada sifat variabel yang mereka wakili. Komponen sistem diskrit menggambarkan sistem yang beroperasi dalam langkah-langkah terpisah, seperti pengambilan keputusan atau perubahan status. Sementara itu, komponen sistem kontinu menggambarkan sistem yang beroperasi dalam rentang nilai yang kontinu, seperti perubahan suhu atau tekanan yang terus-menerus.

10. Jelaskan apa itu model simulasi deterministic?

Jawaban: Model simulasi deterministik adalah jenis model simulasi di mana setiap tindakan atau perubahan dalam sistem memiliki hasil yang pasti dan dapat diprediksi, tanpa unsur keacakan.

SOURCE : Online Learning UHAMKA