Silabus mata kuliah perkuliahan model dan simulasi memberikan informasi tentang konsep dasar model dan simulasi, teknik simulasi bilangan random, sistem antrian, dan contoh-contoh aplikasi simulasi."

1. SILABUS PERKULIAHAN
• Pengenalan Model & Simulasi
• Konsep Model
• Hubungan Sistem, Model, dan Simulasi
• Teknik Simulasi Bilangan Random
• Metode Monte Carlo
• Sistem dan Lingkungan Sistem
• Simulasi Sistem Antrian
• Probabilitas

2. Pengenalan Model &
Simulasi

3. Simulasi adalah program (software) komputer yang
berfungsi untuk menirukan prilaku sistem nyata (realitas)
tertentu.Tujuan dari simulasi antara lain adalah untuk pelatihan
(training), studi prilaku sistem (behaviour), dan
hiburan/permainan (game). Permodelan dan simulasi merupakan
salah satu alat yang sering digunakan oleh manajemen dalam
mempelajari atau menganalisis prilaku kerja dari prilaku sistem
atau proses.

4. Matematika Diskrit,
Probabilitas dan
Statistik
Persamaan
Differensial dan
Integral
Fisika Dasar,
Ekonomi, Sosial
Struktur Data dan
Algoritma
Bahasa Komputer,
Pascal, C
Jaringan Komputer
Sistem Informasi
Manajemen
Rekayasa Perangkat
Lunak
Sistem Waktu-Nyata
(Real Teme)
Grafik dan Animasi
Komputer
Permodel
an dan
Simulasi

5. Secara umum ada tiga (3) tujuan dari permodelan dan
simulasi adalah :
 Untuk pelatihan (Training)
 Studi prilaku sistem (Behaviour)
 Hiburan/Permainan (Game)

6. Dalam pandangan sistem, permodelan dan simulasi dapat
digunakan untuk tujuan berikut:
a) Studi prilaku sistem kompleks, yaitu sistem dimana suatu
solusi analitik tidak dapat dilakukan.
b) Membandingkan alternatif rancangan untuk suatu sistem yang
tidak ada atau belum ada.
c) Studi pengaruh perubahan terhadap sistem yang ada dengan
tanpa merubah sistem.
d) Memperkuat atau menverifikasi suatu solusi analitik.
Simulasi tidak digunakan jika asumsi model adalah sederhana
sedemikian rupa sehingga metode matematika dapat
digunakan untuk mendapatkan jawaban eksak (solusi analitik)

7. Beberapa keuntungan simulasi adalah sebagai berikut:
• Simulasi mengizinkan keluwesan besar dalam permodelan sistem
komplek, sehingga model simulasi yang didapat sangat valid.
• Mudah membandingkan berbagai alternatif.
• Kendali kondisi eksperimental.
• Dapat mempelajari sistem dengan bingkai waktu yang sangat
panjang.

8. Beberapa kerugian simulasi adalah sebagai berikut:
 Simulasi hanya menghasilkan dugaan.
 Model simulasi dapat menjadi mahal untuk pengembangan.
 Simulasi umumnya menghasilkan volume besar keluaran
sehingga perlu untuk meringkaskan sesuai analisis statistik.
 Tingkat rincian yang tidak sesuai pada awalnya.
 Analisis dan rancangan yang tidak sesuai dari eksperimen
simulasi.
 Pendidikan dan latihan yang tidak sesuai.

9. Bagian-bagian utama suatu peralatan simulasi (simulator) secara
umum terdiri dari perangkat keras sebagai berikut : Sistem
komputer (host computer), sistem gambar (visual system), sistem
gerak (motion system), sistem suara (aural cue system), sistem
antarmuka (interface system), sistem infrastruktur (instructor
operation station).

10. Beberapa contoh simulasi komputer, antara
lain : simulasi pelayaran, simulasi terbang
(flight simulation), simulasi sistem ekonomi
makro, simulasi sistem perbankkan, simulasi
antrian layanan bank, simulasi game strategi
pemasaran, simulasi perang, simulasi mobil,
simulasi tenaga listrik, simulasi tata kota, dll.
Beberapa aplikasi simulasi dalam praktik,
antara lain :

11. a) Perancangan dan aplikasi unjuk kerja sistem
komputer, menentukan kebutuhan perangkat keras
atau protokol untuk jaringan komunikasi.
b) Perancangan dan analisa sistem manufaktur.
Operasi jalur produksi.
c) Evaluasi rancangan untuk organisasi layanan. Studi
call center, restoran cepat saji, rumah sakit dan
kantor pos.
d) Evaluasi sistem senjata militer atau kebutuhan
logistik.
e) Perancangan dan operasi sistem transportasi.
f) Analisa sistem ekonomi atau finansial
g) Pelatihan seorang pilot atau pengemudi baru.
h) Permainan untuk hiburan anak-anak atau orang
dewasa.

12. Beberapa peralatan simulasi yang ada di Indonesia:
 Simulasi pesawat terbang CN235 milik PT. Merpati
Nusantara di Surabaya: Untuk melatih keterampilan
pilot Merpati, baik pada kondisi normal maupun darurat.
 Simulasi pesawat terbang N250 milik PT. Dirgantara
Indonesia di Bandung : Untuk melatih pilot, menambah
kepercayaan dalam terbang perdana pesawat N250.
 Simulasi pesawat terbang Boeing 747 milik PT. Garuda
Indonesia di Jakarta : Untuk melatih keterampilan pilot
garuda, baik pada kondisi normal maupun darurat.
 Simulasi Helikopter Nbell 412 milik TNI AD di Semarang
: Untuk melatih keterampilan pilot helikopter TNI AD,
baik pada kondisi normal maupun darurat.
 Simulasi pesawat tempur F16 milik TNI AU di Madiun :
Untuk melatih keterampilan Pilot TNI AU, baik pada
kondisi normal maupun darurat.

13.  Simulasi tempur (perang) milik Kodiklat TNI AD di
Bandung : Untuk melatih keterampilan personil TNI AD
dalam mengambil keputusan taktis dalam operasi
tempur.
 Simulasi tenaga listrik milik PT. PLN di Surabaya
Banten : Untuk melatih keterampilan karyawan PLN
dalam mengendalikan pembangkitan dan beban sistem
tenaga listrik.
 Simulasi permainan Robocop didunia fantasi : Untuk
hiburan
 Simulasi kapal laut, milik sekolah pelayaran di jakarta :
Untuk melatih siswa pelayaran dalam praktek
mengemudikan kapal laut.
 Simulasi ATC (Air Traffic Control) milik sekolah
penerbang di Curug Tangerang : Untuk melatih siswa
sekolah penerbang dalam praktek mengendalikan sistem
lalu lintas udara pada suatu bandara tertentu.
 Dll

14. Kemampuan analisa sistem kunci keberhasilan dari implementasi model
 Konsep Sistem
 Sistem menjadi bagian yang harus dihadapi manusia sejak diciptakan
: sistem tata surya, sistem bumi, sistem alam, dsb.
 s/d saat ini sistem menjadi bagian yang tidak terpisahkan untuk
mencapai kemajuan strata berpikir & strata pelaksanaannya
 Komputer dibuat sesuai tatacara & kaidah kerja otak manusia : ada
tempat simpan data, ada proses pengolahan data, dsb
 Telaah manusia terhadap persoalan  pemikiran ke-sistem-an
 Pemikiran ini sejak 1940  system thinking
 Penelitian operasional, management science atau analisa sistem telah
menggunakan  pemikiran ke-sistem-an ini
 Interaksi antar bagian sistem sering dinyatakan dlm terminologi
kuantitatif  ekspresi matematika

15.  Konsep Sistem (2)
 Ekspresi matematika sangat membantu analis untuk mendalami
persoalan yang kompleks  solusi / kompromi terbaik  jawaban
pertanyaan
3 kemampuan kodrat manusia :
 1. Kecerdasan  menemukan solusi, derajat berbeda-2
 2. Persepsi thdp masalah  bersama dgn kecerdasan mampu
menganalisa & memecahkan masalah
 3. Falsafah hidup  pengaruh terhadap keputusan yang berbeda
dalam persoalan yang sama
 Manusia memiliki kelebihan dibanding makhluk lain
 Kompleksitas masalah  tidak cukup sifat & sikap naluriah, tetapi
perlu telaah mendalam  agar tepat

16.  Mengapa Perlu Pemikiran Sistem
Metode analisis tradisional tidak bertambah
penyelesaian solusinya, karena :
 Meningkatnya kompleksitas masalah  perlu
koordinasi dgn baik
 Kebutuhan akan efisiensi & efektivitas  lama
penyelesaian
 Sering intuitif & tidak terencana  salah sasaran

17.  Apa Itu Sistem
 Sekumpulan objek yang tergabung dalam suatu interaksi atau
kesalingtergantungan (interpedensi) yang teratur.
 Manusia terus berada dlm sistem transportasi, sistem kesehatan, sistem
produksi, sistem distribusi, dll
 Sistem keluarga memiliki elemen : suami, istri, anak, mertua, pembantu,
dsb.
 Elemen perlu saling interaksi untuk mencapai tujuan
 Contoh sistem : sistem lalulintas, sistem politik, sistem ekonomi, sistem
manufaktur, sistem layanan, dsb.
 Pemodel perlu pengetahuan yang cukup terhadap sistem yang akan
ditelaah
 Analis hanya bisa mempelajari perilaku dari sistem, tetapi tidak
memodelkan bagian dari sistem itu
 Model yang baik, bukan semata mengambil semua bagian sistem
 Tetapi perlu menelaah, mengkaji, membuat prediktif dari kejadian yang
mungkin

18. 4 Ciri Sistem
Adanya sekumpulan elemen
Adanya interaksi di antara elemen tersebut
Mempunyai tujuan yang hendak dicapai
Situsi dan kondisi yang kompleks
Beberapa definisi sistem yang ada tetap berada
dalam lingkup point-point di atas
Blanchard (2000) : sekumpulan elemen-2 yang mempunyai
fungsi bersama untuk mencapai suatu tujuan
Law (2004) : sekelompok komponen yang beroperasi secara
bersama-2 untuk mencapai tujuan tertentu atau
sekumpulan entitas yang bertindak dan berinteraksi
bersama-2 untuk memenuhi suatu tujuan akhir yang logis

19. ELEMEN DARI SISTEM
a. Entitas & Atribut
 Entitas : item-item yang akan diproses oleh sistem
 Proses bisa benda konkrit, maupun abstrak
 Karakteristik khas : biaya, bentuk, prioritas, kualitas & kondisi
 Atribut : segala sesuatu yang menjadi properti dari entitas
 Misal : kasir (entitas), skill kasir (atribut)
 Bentuk-bentuk Entitas : Bernyawa, tidak bernyawa, tidak dapat
diraba (abstrak)

20. b. Aktivitas & Delay
 Aktivitas : kejadian yang dilakukan sistem baik langsung/tidak
dlm memproses entitas
 Contoh aktivitas : melayani pelanggan, dsb
 Delay : keadaan dimana durasi proses tidak diketahui
 Contoh delay : menunggu untuk dilayani di dalam suatu sistem
antrian, menunggu diproses pada manufaktur
 Delay akan terlihat pada saat melihat kesimpulan dari proses
yang berlangsung
 Aktivitas merupakan bagian dari perencanaan model

21. c. Sumber Daya & Kontrol
 Sumber daya : segala sesuatu yang dapat membantu aktivitas
 Contoh sumberdaya : fasilitas pendukung, peralatan, personel, dsb
 Karakteristik : kapasitas, kecepatan, waktu siklus, reliabilitas
 Kategori : manusia/bernyawa (operator, dokter, perawat, dsb.),
tidak bernyawa (peralatan, lantai produksi, dsb.), tidak dapat
diraba (informasi, tenaga elektrik, dsb.)
 Kontrol mengatur bagaimana, kapan dan dimana aktivitas
dilaksanakan
 Pada tingkat tinggi  penjadwalan, perencanaan dan
kebijaksanaan
 Pada tingkat rendah  pengendalian dlm bentuk prosedur tertulis
dan logika
 Pada semua level  pengendalian menyediakan informasi &
logika keputusan bagaimana sistem dioperasikan

22. Aliran Waktu
Utilisasi (Pemanfaatan/penggunaan)
Nilai Waktu
Waktu Tunggu
Rata-rata Aliran
Tingkat Antrian
Produksi
Variansi

23.  Variabel Keputusan :
 Variabel yang independent / tdk tergantung
 Perubahan nilai akan memberi efek perilaku dari sistem
 Variabel Respon :
 Mengukur performansi dari sistem untuk memberikan
respon pada variabel keputusan tertentu
 Contohnya : jumlah entitas yang diproses untuk waktu
tertentu, rata-rata penggunaan sumberdaya
 Pada simulasi, merupakan variabel yang dependen /
tergantung pada nilai dari variabel independen
 Eksperimen tidak dapat memanipulasi variabel dependen /
variabel keputusan

24.  Variabel State
 Variabel yang menandai status dari sistem pada
saat tertentu
 Merupakan variabel dependen seperti variabel
respon dimana tergantung pada variabel independen
 Sering tidak diketahui pada saat percobaan,
sehingga tidak dapat langsung dikontrol seperti
pada variabel keputusan
Pendekatan sistem berkaitan dengan bagaimana masing-
2 unsur berhubungan satu dengan lainnya menjadi 1
kesatuan pendekatan “integratif “ desain sistem

25. Variabel-Variabel Sistem
UPI YPTK - Padang
Sistem Entitas Sumber Atribut Aktivitas Kontrol Kejadian
ATM Nasabah Mesin
ATM
Jumlah
uang
yang
diambil
Pengeluara
n uang
Status
mesin
(rusak,
sibuk) atau
panjang
antrian
Kedatang-
an &
keluarnya
Nasabah
SPBU Pelanggan
(kendaraan)
Tangki
Minyak
Jumlah
Minyak
Pengisian
minyak
Status
tangki
(kosong
/tidak)
Kedatang-
an &
keluarnya
kendaraan
SMS Pesan
Kesibuk-
an Server
Panjang
& tujuan
Pengirim-
an Pesan
Pesan
menunggu
Pesan
sampai ke
tujuan
Pangka
s
Pelanggan Potong
Rambut
Rambut
Panjang
Menggun-
ting rambut
Tukang
cukur sibuk
Kedatang-
an &
keluarnya
pelanggan

26. Konsep Model
• Model : proses penggambaran operasi sistem nyata untuk menjelaskan
atau menunjukkan relasi-relasi penting yang terlibat
• Sistem nyata biasanya bersifat kompleks
• 4 karakteristik model :
• Punya tingkat generalisasi yang tinggi
• Punya mekanisme yang transparan
• Punya potensi untuk dikembangkan
• Punya kepekaan terhadap perubahan asumsi

27. Konsep Model
Jenis-jenis Model
•Model Stokastik
•Model Deterministik
•Model Statis
•Model Dinamis

28. Konsep Model
•Jenis-jenis Model
• Model Stokastik : mencakup distribusi kemungkinan untuk input &
memberikan serangkaian nilai dari sekurang-kurangnya 1 variabel output
dgn probabilitas yang berkaitan pada tiap nilai
• Contoh : waktu kedatangan pelanggan, waktu
antrian pelanggan
• Model Deterministik :Model yang dipergunakan untuk memecahkan suatu
persoalan dalam situsai yang pasti
• Contoh : proses kimia, peta, dsb.

29. Konsep Model
• Model Statis : yang berhubungan dengan keadaan sistem pada suatu saat
tidak mempertimbangkan perubahan waktu, biasa hanya melibatkan
pembangkitan bil.random untuk simulasi
• Contoh : penganggaran keuangan univ., penentuan
jumlah persediaan gudang, dsb.
• Model Dinamis : yang berkaitan dgn keadaan sistem pada waktu
berkelanjutan, mengandung proses perubahan setiap saat akibat suatu
aktivitas
• Contoh : Simulasi layangan perbankan yang buka
dari jam 08.00-15.00

30. Hubungan Sistem, Model & Simulasi
• Konsep Simulasi
• Simulasi
• Mengapa Simulasi ?
• Kapan Simulasi Digunakan ?
• Kapan Simulasi Tidak Digunakan ?
• Kegunaan & Kesulitan dari Simulasi
• Hubungan Sistem, Model dan Simulasi

31. Hubungan Sistem, Model & Simulasi
• Konsep Simulasi :
• Alat bantu untuk memahami masalah yang akan dipecahkan
• Dirancang untuk membantu pemecahan masalah yang
berhubungan dgn sistem yang dioperasikan secara alamiah
• Simulasi
• Diawali dgn pemahaman atas sistem & pembangunan modelnya
• Model yang baik  pemahaman sistem yang baik
• Mengapa Simulasi ?
• Mengurangi biaya, waktu, tenaga, tidak merusak
• Mampu memberikan kapabilitas & akurasi dari penilaian
performance pada sistem yang kompleks
• Keunggulan sbg alat pengambil keputusan
• Kebebasan pada perencana sistem yang tak terbatas untuk
mencoba berbagai gagasan, demi peningkatan hasil, minimasi
resiko-waktu.

32. Hubungan Sistem, Model & Simulasi
• Kapan Simulasi Digunakan ?
• Kapan Simulasi Tidak Digunakan ?
• Kegunaan & Kesulitan dari Simulasi
• Hubungan Sistem, Model dan Simulasi

33. Kapan Simulasi Digunakan ?
• Suatu keputusan operasional sdg dibuat
• Proses yg sdg dianalisa mudah digambarkan &
berulang
• Peristiwa & aktivitas memperlihatkan bbrapa
interdependensi & variabilitas
• Biaya berdampak pd keputusan & lebih besar ongkos
daripada melakukan simulasi
• Beban yang diberikan untuk mengadakan percobaan
pada sistem nyata lebih besar dibanding memberi
beban kepada dilakukannya simulasi

34. Kapan Simulasi Tidak Digunakan ?
• Permasalahan bisa diselesaikan dg penyelesaian analisis
• Permasalahan bisa diselesaikan dg akal sehat
• Permasalahan lebih mudah jika dilakukan dg eksperimen
langsung
• Biaya-biaya yang akan digunakan melebihi anggaran yg ada
• Perilaku sistem ekstrem kompleks atau tdk dapat
didefinisikan
• Ekspektasi terhadap persoalan tdk dapat dinalar
• Sumber daya & waktu tdk tersedia
• Jika perilaku sistem sangat kompleks atau tdk bisa
digambarkan

35. Kegunaan/keunggulan dari Simulasi
• Sebagian besar sistem riil dg elemen2 stokastik tdk dapat
dideskripsikan secara akurat dg model matematik yg dievaluasi
secara analitik. Dgn demikian simulasi seringkali merupakan satu
satunya cara
• Simulasi memungkinkan estimasi kinerja sistem yang ada dgn
beberapa kondisi operasi yang berbeda
• Rancangan-rancangan sistem alternatif yg dianjurkan dapat
dibandingkan via simulasi untuk mendapatkan yang terbaik
• Pada simulasi bisa dipertahankan kontrol yang lebih baik terhadap
kondisi eksperimen
• Simulasi memungkinkan studi sistem dgn kerangka waktu lama dlm
waktu yg lebih singkat, atau mempelajari cara kerja rinci dlm waktu yg
diperpanjang

36. Kesulitan Pelaksanaan dari Simulasi
• Hasil simulasi seringkali bersifat “individual”, tdk bisa jadi solusi umum
• Hasil simulasi sangat “hard to interpret result”, mengingat hasil simulasi
merupakan rangkaian skenario
• Membutuhkan waktu yg lama untuk menghasilkan suatu solusi, krn harus
mempelajari sistem secara tepat
• Membutuhkan biaya yg cukup tinggi, walaupun jika dibandingkan dgn
percobaan langsung masih lebih rendah biaya & resikonya
• Setiap langkah percobaan model simulasi stokastik hanya menghasilkan
estimasi dari karakteristik sistem yg sebenarnya untuk parameter input
tertentu. Untuk kasus tersebut model analitik lebih valid
• Model simulasi yg sempurna, seringkali mahal & makan waktu lama
untuk dikembangkan
• Output dlm jumlah besar yg dihasilkan dari simulasi biasanya tampak
meyakinkan, padahal belum tentu modelnya valid

37. Hubungan Sistem, Model & Simulasi
• Keberhasilan simulasi ditentukan oleh :
• bagaimana menghasilkan model yg baik ??
• Ciri model yg baik dicirikan oleh :
•  keterwakilan & pengetahuan analis dlm mempelajari
sistem ??
• Contoh :
• Simulasi kebakaran oleh tim pemadam kebakaran
• Dibuat kondisi (model) yg mewakili sistem nyata
• Simulasi yg baik membutuhkan building model yg baik
• Model yg baik akan dihasilkan melalui pengamatan sistem
yg cermat & komprehensif

38. Contoh Simulasi
• Pada Kasir Supemarket X
Pintu Masuk
Supermarket X
K
A
S
I
R
S
E
R
V
E
R
Antrian .....

39. Waktu kedatangan & waktu pelayanan
• Pada Kasir Supemarket X
Pelanggan ke
Waktu kedatangan di
kasir
Waktu pelayanan kasir
1 3.2 3.8
2 10.9 3.5
3 13.2 4.2
4 14.8 3.1
5 17.7 2.4
6 19.8 4.3
7 21.5 2.7
8 26.3 2.1
9 32.1 2.5
10 36.6 3.4

40. Nilai antrian pada kasir
• Pada Kasir Supemarket X
Pelanggan
ke
Waktu
kedatangan
di kasir
Waktu
pelayanan
kasir
Waktu keluar Waktu
tunggu
Waktu di
super-
market
1 3.2 3.8
2 10.9 3.5
3 13.2 4.2
4 14.8 3.1
5 17.7 2.4
6 19.8 4.3
7 21.5 2.7
8 26.3 2.1
9 32.1 2.5
10 36.6 3.4

41. Latihan : Nilai antrian
• Pada Teller Bank X
Pelanggan ke
Waktu
kedatangan di
bank
Waktu
pelayanan teller
Waktu keluar Waktu tunggu Waktu di bank
1
4.6 3.8
2
12.3 3.5
3
14.9 4.2
4
15.5 3.1
5
18.7 2.4
6
22.3 4.3
7
24.9 2.7
8
26.4 2.1
9
29.8 2.5
10
34.4 3.4

42. Rincian proses simulasi berorientasi pada event
Waktu
pelanggan
datang /
keluar
Pelanggan ke Tipe Kejadian Pelanggan di
antrian
Pelanggan di
supermarket
Status kasir Lama Kasir
menganggur
0.0 - Mulai 0 0 Menganggur

43. Rincian proses simulasi berorientasi pada event
Waktu
pelanggan
datang /
keluar
Pelanggan ke Tipe Kejadian Pelanggan di
antrian
Pelanggan di
supermarket
Status kasir Kasir
menganggur
0.0 - Mulai 0 0 Menganggur
3.2 1 Datang 0 1 Sibuk 3.2
7.0 1 Keluar 0 0 Menganggur
10.9 2 Datang 0 1 Sibuk 3.9
13.2 3 Datang 1 2 Sibuk
14.4 2 Keluar 0 1 Sibuk
14.8 4 Datang 1 2 Sibuk
17.7 5 Datang 2 3 Sibuk
18.6 3 Keluar 1 2 Sibuk
19.8 6 Datang 2 3 Sibuk
21.5 7 Datang 3 4 Sibuk
21.7 4 Keluar 2 3 Sibuk
24.1 5 Keluar 1 2 Sibuk
26.3 8 Datang 2 3 Sibuk
28.4 6 Keluar 1 2 Sibuk
31.1 7 Keluar 0 1 Sibuk
32.1 9 datang 1 2 Sibuk
33.2 8 Keluar 0 1 Sibuk
35.7 9 Keluar 0 0 Menganggur
36.6 10 Datang 0 1 Sibuk 0.9

44. Tugas individu (1)
Cari jurnal tentang simulasi lalu buat
ringkasan (resum) dari jurnal yang
ditemukan. (jurnal tidak boleh sama).
Jurnal yang diperolah dan resum diprint.
Tugas dikumpul saat ujian SK.

45. Model & Simulasi
REFERENSI :
• Law, A. and Kelton W., 2000, “Simulation Modelling and Analysis”,
3rd, Mc Graw-Hill
• Harrel, C., Gjosh, K.B, and Bowden R, 2000, “Simulation using
ProModel”, 2nd, Mc Graw-Hill
• Kreutzer, W., 1986, “System Simulation”, Addison Wesley
• Arifin, M., 2009, “Simulasi Sistem Industri”, Graha Ilmu

46. TERIMA KASIH
ATAS
PERHATIAN ANDA