bab 3 landasan teorithesis.binus.ac.id/doc/bab3/2008-1-000457-tisi-bab 3.pdf• ketersediaan mesin /...
TRANSCRIPT
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 mesin-
mesin 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 terus-
menerus 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 persoalan-
persoalan 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:
xnx ppxnx
nxP −−−
= )1()!(!
!)(
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:
λλ −= ex
xPx
!)(
Untuk random variate : Riln1
=tiλ
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:
1)1()( −−= xppxP
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:
2
2
2/1 2)(exp
)2(1)(
σμ
πσ−
−=xxP
Untuk random variate : ππ
2t
e1=R
2. Distribusi Exponential
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:
xexP λλ −=)(
Untuk random variate :
te1=R
λλ 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:
xnn
exn
xP λλ −−
Γ= 1
)()(
Untuk random variate : log=x β (απ
1=jRi )
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:
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎠⎞
⎜⎝⎛−= −
ββ
β ααβ xxxP exp)( 1
56
Untuk random variate : ( ) αβ/x
e1=R
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:
xkkk
exkkxP λλ −−
−= 1
)!1()()(
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:
ab
1=)x(P
Untuk random variate :
)ab(R+a=X
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
Classes
Structure
BehaviourSystemDefinition
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 Ukuran
Usable Kemampuan sistem beradaptasi dengan context organisasional dan teknikal.
Secure Pencegahan akses ilegal terhadap data dan fasilitas.
Efficient Eksploitasi ekonomis dari fasilitas technical platform.
Correct Kesesuaian dengan kebutuhan. Reliable Fungsi yang dijalankan secara tepat.
Maintainable Biaya untuk mencari dan memperbaiki kerusakan sistem.
Testable Biaya untuk menjamin bahwa sistem melakukan fungsinya.
Flexible Biaya memodifikasi sistem.
Comprehensible Usaha yang diperlukan untuk memahami sistem.
Reusable Penggunaan bagian dari sistem ke dalam sistem lain yang berkaitan.
Portable Biaya memindahkan sistem ke technical platform lain.
Interoperable 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
Design of Component Connection
Design of Component
Componentspecification
Architecturespecification
Gambar 3.16 Aktivitas Component Design
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.
73
Gambar 3.18 Contoh Hubungan Generalisasi dalam Class Diagram
3. Agregasi
Agregasi merupakan hubungan yang unik dimana sebuah objek
merupakan bagian dari objek lain. Hubungan agregasi tidak simetris
dimana jika objek B merupakan bagian dari objek A, namun objek A
bukan merupakan bagian dari objek B. Pada hubungan ini, objek yang
menjadi bagian dari objek tertentu tidak akan memiliki atribut atau
behavior dari objek tersebut.
Gambar 3.19 Contoh Hubungan Agregasi dalam Class Diagram
74
Gambar 3.20 Contoh Class Diagram
3.23.2.2. Statechart Diagram
Statechart Diagram digunakan untuk memodelkan perilaku dinamis
dari sebuah objek dalam sebuah class yang spesifik dan berisi state dan
transition (Mathiassen et al., 2000, p341). Statechart diagram
mengilustrasikan siklus objek hidup yaitu berbagai status yang dapat dimiliki
objek dan event yang menyebabkan status objek berubah menjadi status lain
Statechart diagram dibuat dengan langkah-langkah sebagai berikut :
1. Mengidentifikasi initial dan final state.
2. Mengidentifikasi status objek selama masa hidup objek tersebut.
3. Mengidentifikasi event pemicu perubahan status objek.
4. Mengidentifikasi jalur perubahan status.
75
Gambar 3.21 Contoh Statechart Diagram
3.23.2.3. Use Case Diagram
Use Case Diagram menggambarkan interaksi antara sistem dan user.
Use case diagram mendeskripsikan secara grafis hubungan antara actors dan
use case (Mathiassen et al., 2000, p343). Penjelasan use case biasa
ditambahkan untuk menjelaskan langkah-langkah interaksi.
76
Gambar 3.22 Contoh Use Case Diagram
3.23.2.4. Sequence Diagram
Sequence diagram dapat digambarkan dalam berbagai level of detail
yang berbeda untuk memenuhi tujuan yang berbeda-beda pula dalam daur
hidup pengembangan sistem. Aplikasi sequence diagram yang paling umum
adalah untuk menggambarkan interaksi antar objek yang terjadi pada sebuah
use case atau sebuah operation.
77
Gambar 3.23 Contoh Sequence Diagram
3.23.2.5. Navigation Diagram
Navigation Diagram merupakan statechart diagram khusus yang
berfokus pada user interface (Mathiassen et al., 2000, p344). Diagram ini
menunjukkan window-window dan transisi diantara window-window tersebut.
Sebuah window dapat digambarkan sebagai sebuah state. State ini
memiliki nama dan berisi gambar miniatur window. Transisi antar state dipicu
oleh ditekannya sebuah tombol yang menghubungkan dua window.
78
Gambar 3.24 Contoh Navigation Diagram
3.23.2.6. Component Diagram
Menurut Mathiassen et al. (2000, p189), tujuan dari components
adalah untuk menciptakan sistem yang comprehensible dan flexible.
Component architecture adalah sebuah struktur sistem dari components yang
saling berhubungan.
Komponen adalah server dan beberapa dari client. Server
memberikan kumpulan dari operation (atau services) pada client. Sementara
Client menggunakan server secara independent. Arsitektur yang baik untuk
mendistribusikan system secara geografis. Bentuk distribusi dari bagian sistem
harus diputuskan antara client dan server. Macam-macam distribusi untuk
Client/Server, yaitu :
79
Tabel 3.2 Lima Macam Distribusi Client/Server
Client Server Arsitektur
U U + F + M Distributed Presentation
U F + M Local Presentation
U + F F + M Distributed Functionality
U + F M Centralised Data
U + F + M M Distributed Data
Sebuah komponen digambarkan dalam UML sebagai sebuah kotak
dengan dua kotak kecil di sebelah kirinya. Ketergantungan antar dua
komponen menunjukkan bagaimana kedua komponen tersebut saling
berkomunikasi.
Gambar 3.25 Contoh Component Diagram
80
3.23.2.7. Deployment Diagram
Deployment Diagram, sama seperti component diagram, juga
merupakan diagram implementasi yang menggambarkan arsitektur fisik
sistem. Perbedaannya, deployment diagram tidak hanya menggambarkan
arsitektur fisik software saja, melainkan software dan hardware. Diagram ini
menggambarkan komponen software, processor, dan peralatan lain yang
melengkapi arsitektur sistem. Menurut Mathiassen et al. (2000, p340),
deployment diagram menunjukkan konfigurasi sistem dalam bentuk processor
dan objek yang terhubung dengan processor tersebut.
Setiap kotak dalam deployment diagram menggambarkan sebuah
node yang menunjukkan sebuah hardware. Hardware dapat berupa PC,
mainframe, printer, atau bahkan sensor. Software yang terdapat di dalam node
digambarkan dengan simbol komponen. Garis yang menghubungkan node
menunjukkan jalur komunikasi antar device. Gambar berikut ini menunjukkan
sebuah contoh deployment diagram.
81
:Client
UserInterface
SystemInterface
Function
Model
:Server
SystemInterface
more clients
Gambar 3.26 Contoh Deployment Diagram
3.24. Perancangan Interface dengan Eight Golden Rules
Dalam perancangan sistem, rancangan interface memiliki peranan
yang cukup penting dalam menentukan keberhasilan sistem tersebut.
Schneiderman (1998, pp74-76) menyatakan bahwa terdapat 8 aturan dalam
perancangan interface, yang disebutnya dengan nama eight golden rules, yang
harus diperhatikan dalam perancangan sebuah interface. Kedelapan aturan
tersebut antara lain:
1. Konsistensi
Tampilan yang ada diusahakan untuk tetap konsisten.
82
2. Memungkinkan frequent user untuk menggunakan shortcut
Umumnya user yang sudah sering menggunakan aplikasi lebih
menginginkan kecepatan dalam mengakses informasi yang diinginkan.
3. Memberi umpan balik yang informatif
Umpan balik harus diberikan untuk memberikan informasi kepada user
sesuai dengan aksi yang dilakukannya. User akan mengetahui aksi apa
yang telah dan akan dilakukan dengan adanya umpan balik, biasanya
berupa konfirmasi/informasi atau suatu aksi.
4. Merancang dialog untuk menghasilkan keadaan akhir
Umpan balik atas akhir dari suatu proses dan aksi akan sangat membantu
sehingga user akan mendapatkan sinyal untuk melakukan aksi lainnya,
misalnya pada saat menutup suatu program akan ditampilkan konfirmasi
penutupan.
5. Memberikan pencegahan kesalahan dan penanganan kesalahan sederhana
Sistem dirancang sedemikian rupa sehingga dapat mencegah user dalam
melakukan kesalahan.
6. Memungkinkan pembalikan aksi dengan mudah
Terkadang user tidak sengaja melakukan aksi yang tidak diinginkan
sehingga ingin melakukan pembatalan. Sistem harus sebanyak mungkin
memberikan fungsi pembatalan ini sehingga user akan merasa lebih aman
dan tidak takut dalam mencoba dan memakai sistem ini.
7. Mendukung pengendalian internal
User yang berpengalaman sangat menginginkan kontrol yang kuat pada
sistem, sehingga mereka merasa menguasai sistem tersebut.
83
8. Mengurangi beban ingatan jangka pendek
Keterbatasan memori pada manusia harus ditanggulangi oleh program
dengan tidak banyak membuat user untuk melakukan proses
penyimpanan memori.