pendekatan sistem & pemodelan

8/13/2019 Pendekatan Sistem & Pemodelan

1/30

PEMODELAN PSTS-2003

MK. PEMODELAN

Kuliah I.PENDEKATAN DAN PEMODELAN SISTEM

OlehProf Dr Soemarno

PROGRAM PAS ASAR!ANA"NI#ERSITAS $RA%I!A&A

MALANG, 2003

1


2/30

PEMODELAN PSTS-2003

1. PENDAHULUAN TENTANG PENDEKATAN SISTEM1.1. Filosofi

Suatu sistem dapat dipandang sebagai gugusan elemen-elemenyang saling berhubungan dan terorganisir ke arah suatu sasaran tertentuatau gugus sasaran. Dalam problem-problem interdisipliner yang kompleks,"pendekatan sistem" dapat menyediakan alat bantu bagi penyelesaianmasalah dengan metode dan peralatan logis yang memungkinkannya untukmengidentifikasikan komponen-komponen (subsistem) yang salingberinteraksi untuk mencapai beberapa sasaran tertentu. Pengetahuan-pengetahuan ini memungkinkan seseorang untuk mengambil pilih-an-pilihanrasional di antara alternatif-alternatif yang tersedia dalam problem-problemyang kritis dan trade-off.

iga macam kondisi yang men!adi prasyarat agar supaya aplikasi pen-dekatan sistem dapat memberikan hasil yang memuaskan adalah"(#). sasaran sistem didefinisikan secara !elas dan dapat dikenali, meskipun

ka-dangkala tidak dapat dikuantifikasikan.($). proses pengambilan keputusan dalam sistem riil dilakukan dengan cara

sen-tralisasi yang logis(%). skala perencanaannya !angka pan!ang.

1.2. Prosed r

Pada hakekatnya pengembangan sistem merupakan suatu prosespengam bilan keputusan degan menggunakan fungsi-struktur, outcomes,e&aluasi, dan keputusan. ahap-tahap pokok dalam pendekatan sistem iniadalah" (i) e&aluasi kelayakan, (ii) pemodelan abstrak, (iii) disainimplementasi, (i&) implementasi sistem, dan (&) operasi sistem.

Seperti yang la'im diikuti, prosedur dari proses tersebut dia alidengan gugus !"e# $ %&'! yang harus dipenuhi, menu!u kepada suatusistem operasional yang mampu memenuhi kebutuhan. Proses-prosestersebut diikuti dengan suatu e&aluasi untuk menentukan apakah outcomedari suatu tahapan memuaskan atau tidak. Proses tersebut padakenyataannya bersifat interaktif.

1.3. Al&$ (&'$

Suatu alat bantu yang sangat penting ialah model abstrak yangperilaku esensialnya mencerminkan perilaku dunia nyata (realita) yangdi akilinya. odel digunakan dalam banyak cara, dalam mendisain danmengelola sistem sebagai fungsi analisis. *nalisis ini didefinisikan sebagai

2


3/30

PEMODELAN PSTS-2003

determinasi output model, dengan menggunakan input dan struktur modelyang telah diketahui.Suatu model matematik, terutama model komputer, dapat dengan

cepat menganalisis dan menghitung output dari berbagai alternatif yangsangat penting dalam proses kreatif pengelolaan sistem dan disain sistem.Pada kenyataannya kebanyakan model abstrak ini mempunyai strukturinternal yang terdiri atas simbol-simbol mate-matik yang harus dipahami artidan maknanya. Suatu model disebut analitik apabila model tersebut mempun-yai penyelesaian umum pada berbagai kisaran input sistem dan nilai-nilaiparameter sistem. Model si) l&si merupakan model yang menghitung alur-aktu dari peubah-peubah model untuk seperangkat tertentu input model dannilai parameter model. +arena seringkali tidak mungkin untuk menye-lesaikan model analitik bagi sistem yang kompleks, maka model-modelsimulasi (yang lebih mudah diselesaikan) banyak digunakan dalam mengka!idan menganalisis sistem dinamik yang kompleks.

2. Si) l&si Sis$e)

2.1. O*er&siagian yang sangat penting dalam analisis sistem adalah

penggunaan komputer. +emampuan komputasionalnya sangat memper-mudah dalam pengo-lahan se!umlah besar peubah dan interaksi-interaksinya. Si) l&si "o)* $er la'imnya berarti bah a kita mem punyaisuatu program komputer atau model-sistem lainnya dimana kita dapatmencoba berbagai disain sistem dan strategi pengelolaannya. Denganmenggunakan komputer, aplikasi simulasi men!adi sangat luas terutama olehpara mene!er dan pengambil keputusan akhir. eknik simulasi yang dikenalsebagai penciptaan peubah random ontecarlo, banyak digunakan dalambidang bisnis dan pertanian.

Dalam mengimplementasikan suatu model sistem pada kompu termaka para pengguna mempunyai pilihan bahasa pemrograman seperti*S S, /ortran, atau bahasa simulasi khusus.

2.2. Me$odolo+i

+arena matematika telah dipilih sebagai suatu bahasa dasar, dankarena simulasi seringkali men!adi alat bantu kita, maka akan diperlukan

tahap-tahapan proses untuk men!abarkan model grafis men!adi modelmatematika"(#). engisolasikan komponen atau subsistem. Seringkali subsistem-

subsistem atau komponen-komponen tersebut secara fisik berbedadengan !elas.

($). enetapkan peubah-peubah input 0(t) untuk setiap subsistem. nputstimuli ini akan menyebabkan perubahan perilaku subsistem. ermasuk

3


4/30

PEMODELAN PSTS-2003

di sini adalah input-input pengelolaan yang dapat digunakan untukmemperbaiki keragaan sistem yang sedang dika!i.(%). enetapkan peubah-peubah internal atau keubah-peubah keadaan 1(t).

Pada dasarnya ini merupakan faktor-faktor dalam subsistem yangdiperlukan untuk men-cerminkan se!arah masa lalu dari perilakusubsistem.

(2). enetapkan peubah-peubah output 3(t). +uantitas-kuantitas responyang menghubungkan subsistem dengan subsistem lain yangmerupakan ukuran penting dari keragaan sistem. 4utput atau responseperti ini dapat berfungsi sebagai stimuli atau input bagi subsistem lain.

(5). Dengan cara obser&asi, eksperimen atau teori, menentukan hubunganmatematika di antara 0(t), 1(t), dan 3(t). Dalam suatu model statis,hubungan-hubungan ini merupakan fungsi al!abar. +alau melibatkanfeno mena la!u, penundaan atau simpanan, maka akan dihasilkanpersamaan-persamaan diferensial atau integral, dan subsistem yangdinamik.

(6). en!elaskan peubah-peubah input lingkungan eksogenous dalam bentukmatematika. ni akan merupakan peubah-peubah stimulus bagikeseluruhan sistem yang sedang dimodel.

(7). emperhitungkan interaksi-interaksi di antara subsistem-subsistemdengan metode agregasi seperti diagram kotak (block diagram), teori

!aringan, dan grafik-grafik linear.(8). 9erifikasi model dengan serangkaian u!i dan inspeksi. :al ini biasanya

melibatkan serangkaian re&isi dan perbaikan model.(;). *plikasi model dalam problematik perencanaan atau pengelolaan dalam

dunia nyata.2.3. Pe)odel&' Sis$e)

erekayasa struktur model merupakan fase yang paling sulit dalampendekatan sistem terutama dalam problem-problem yang kompleks. 4lehkarena itu disarankan utnuk memulai dengan mengidentifikasikan sub-di&isiyang besar dari suatu model dan menggabungkannya bersama dalam suatupola diagramatik. :al ini sangat membantu untuk mengetahui arus informasisecara keseluruhan melalui model.

2. . A*li"&si Ko)* $er

+ema!uan teknik-teknik penggunaan sistem penyimpanan logik yangdiprogram pada !)e)ori! komputer guna mmecahkan masalah secaraotomatis, menyebabkan transformasi dari metode kuno pencarian pola( pattern seeking ) dan pengu!iannya, men!adi potensi analisis sistem yangmempunyai kemampuan !auh lebih besar. :al ini didorong pula olehkemampuan pada pengolahan data, serta kemampuannya untuk mengontrolperalatan yang lain seperti pada peralatan komunikasi. +omputer dalamseper-sekian detik mampu mensimulasi berbagai peker!aan sehingga

4


5/30

PEMODELAN PSTS-2003

berdayaguna ganda. Dengan aplikasi berbagai teori serta model matematika,seorang analis dapat menduga serta mengu!i karakteristik sistem melaluisimulasi komputer perhitungan matematis sebelum membentuk yangsebenarnya ( actual ).

+ecenderungan ke arah pandangan sistem secara menyeluruh ( totalsystem viewpoints ) banyak menimbulkan akibat-akibat besar pada disain danintegrasi dari bermacam operasi di berbagai lapangan, sehingga pengaruhdari para analis sistem !uga dilembagakan pada berbagai aplikasi .


6/30

PEMODELAN PSTS-2003

melaksanakan peker!aannya, memformulasikan permasalahan yang ada danmemecahkannya dalam menghadapi bertambahnya ragam kondisi, aksi danpilihan. +unci persoalan adalah > keragaman" (variety ), dalam hal ini tu!uananalisis sistem adalah pengelolaan serta kontrol keragaman sebelum kera-gaman tersebut mengontrol dan mengelola para mene!er.

Sebagai kesimpulannya, dalam mempela!ari ilmu sistem, seseorangharus bersedia menelaah tidak hanya se!umlah karakteristik sistem yangkhas, teknik dan metodanya, namun !uga meliputi hal-hal yang akan men!adiperhatian utamanya, suatu pertimbangan yang meluas dari kontrol padatingkat yang lebih tinggi. akupan studi beragam dari studi inter-disiplin yangsederhana hingga pada permasalahan yang dihadapi oleh perancang Sistemotal.

3. PEMODELAN SISTEM

3.1. / &'+ Li'+" *

+onsep dan teknik analisis sistem semula dikembangkan oleh paraahli militer untuk keperluan mengeksplorasi dan mengka!i keseluruhanimplikasi yang diakibatkan oleh alternatif-alternatif strategi militer. Pendekatanini merupakan suatu strategi penelitian yang luas dan sistematik untukmenyelesaikan suatu problem penelitian yang kom-pleks. 4byek penelitianbiasanya merupakan suatu sistem dengan kerumitan-kerumitan yang sangatkompleks sehingga memerlukan pengabstraksian. Dalam hubungan inilahdikenal istilah "model dan pemodelan" .

stilah pemodelan adalah ter!emahan bebas dari istilah "modelling" .0ntuk menghindari berbagai pengertian atau penafsiran yang berbeda-beda,maka istilah "pemodel-an" dapat diartikan sebagai suatu rangkaian akti&itaspem-buatan model. Sebagai landasan untuk lebih memahami pengertianpemodelan maka diperlukan suatu penelaahan tentang "model" secaraspesifik ditin!au dari pendekatan sistem.

Dalam konteks terminologi penelitian operasional ( operationresearch ), secara umum model didefinisikan sebagai suatu per akilan atauabstraksi dari suatu obyek atau situasi aktual. odel melukiskan hubungan-hubungan langsung dan tidak langsung serta kaitan timbal-balik dalamterminologi sebab akibat. 4leh karena suatu model adalah abstraksi darirealita, maka pada u!udnya lebih sederhana dibandingkan dengan realitayang di akilinya . odel dapat disebut lengkap apabila dapat me akiliberbagai aspek dari realita yang sedang dika!i.

Salah satu syarat pokok untuk mengembangkan model adalahmenemukan peubah-peubah apa yang penting dan tepat. Penemuanpeubah-peubah ini sangat erat hubungannya dengan pengka!ian hubungan-hubungan yang terdapat di antara peubah-peubah. eknik kuantitatif seperti

6


7/30

PEMODELAN PSTS-2003

persamaan re-gresi dan simulasi digunakan untuk mempela!ari keterkaitanantar peubah dalam sebuah model.emang dimungkinkan untuk dapat merancang-bangun dengan baik

berbagai model sistem tanpa matematik, dan Aatau mengetahui matematikatanpa analisis sistem. ?amun demikian, perumusan mate-matika yang terpilihdapat mempermudah pengka!ian sistem, yang pada umumnya merupakansuatu kompleksitas. Sifat uni&ersalitas dari matematik dan notasi-notasinyaakan memperlancar komunikasi dan transfer metode yang dikembangkan disuatu negara atau bidang ilmu tertentu ke bidang lainnya.

+ebanyakan para pengguna analisis sistem men!umpai kesukaranuntuk mengimplementasikan notasi-notasi matematika ke dalam formatkonsepsi disiplin ilmunya . ereka kemudian memilih alternatif pembuatanmodel konsepsi ( conceptual model ) yang sifatnya informal karena terasalebih mudah. agaimanapun !uga, para ahli sistem berpendapat bah akeuntungan lebih besar dibandingkan dengan biaya yang diperlukan dalammegka!i permasalahan penelitian secara matematis. :al ini disebabkanadanya daya guna yang berlipat ganda pada proses rancang bangun dananalisis dalam bentuk bahasa matematika yang sangat penting dalam teoriekonomi, keteknikan, ilmu alam hingga ilmu-ilmu sosial. eskipun teknik-tekniknya sangat beragam dan filosofinya masih dipandang kontra&ersinamun ide dasarnya adalah sederhana yaitu men!abarkan keterkaitan-keterkaitan yang ada dalam dunia nyata men!adi operasi-operasi matematis.

3.2. e'is e'is Model

Pengelompokkan model akan mempermudah upaya pemahamanakan makna dan kepentingannya. odel dapat dikatagorikan menurut !enis,dimensi, fungsi, tu!uan, pokok ka!ian, atau dera!at keabstrakannya. +ategoriumum yang sangat praktis adalah !enis model yang pada dasarnya dapatdikelompokkan men!adi (i) ikonik, (ii) analog, dan (iii) simbolik.

3.2.1. Model I"o'i" Model Fisi"odel ikonik pada hakekatnya merupakan per akilan fisik dari

beberapa hal, baik dalam bentuk ideal maupun dalam skala yang berbeda.odel ikonik ini mempunyai karakteristik yang sama dengan hal yang

di akilinya, dan terutama amat sesuai untuk menerangkan ke!adian pada

aktu yang spesifik. odel ikonik dapat berdimensi dua (foto, peta, cetak-biru) atau tiga dimensi (prototipe mesin, alat, dan lainnya). *pabila modelberdimensi lebih dari tiga tidak mungkin lagi dikonstruksi secara fisik sehinggadiperlukan kategori model simbolik.

3.2.2. Model A'&lo" Model Di&+r&)&$i"

7


8/30

PEMODELAN PSTS-2003

odel analog dapat digunakan untuk me akili situasi dinamik, yaitukeadaan yang berubah menurut aktu. odel ini lebih sering digunakandaripada model ikonik karena kemampuannya untuk mengetengahkankarakteristik dari ke!adian yang dika!i. odel analog sangat sesuai denganpen!abaran hubungan kuantitatif antara sifat dari berbagai komponen.Dengan melalui transformasi sifat men!adi analognya, maka kemampuanuntuk membuat perubahan dapat ditingkatkan. ontoh dari model analog iniadalah kur&a permintaan, kur&a distribusi frekuensi pada statistik, dandiagram alir. odel analog digunakan karena kesederhanaannya namunefektif pada situasi yang khas, seperti pada proses pengendalian mutu dalamindustri (operating characteristic curve).

3.2.3. Model Si)#oli" Model M&$e)&$i"Pada hakekatnya, ilmu sistem memusatkan perhatian pada model

simbolik sebagai per akilan dari realita yang dika!i. /ormat model simbolikdapat berupa bentuk angka, simbol dan rumus. Benis model simbolik yangumum dipakai adalah suatu persamaan (e uation).

entuk persamaan adalah tepat, singkat dan mudah dimengerti.Simbol persamaan tidak sa!a mudah dimanipulasi didbandingkan dengankata-kata, namun !uga lebih cepat dapat ditanggap maksudnya. Suatupersamaan adalah bahasa yang uni&ersal pada penelitian operasional danilmu sistem, dimana di dalamnya digunakan suatu logika simbolis.

Dalam mempela!ari ilmu sistem diperlukan suatu pengertian yangmendasar tentang simbol-simbol matematikaC karena kalau tidak demikianakan menambah kompleksitas dari konsep pengka!ian itu sendiri.agaimanapun !uga sebagaimana mempela!ari suatu hal maka kunci darikelancaran dan pemahamannya adalah frekuensi latihan aplikasinya.Dengan demikian diharapkan para pengguna dapat secara efisienmenangkap arti dari setiap notasi matematis yang disa!ikan. isalnya , notasia i dapat diartikan faktor peubah a, dan * i! dapat digambarkan sebagai abelmatriks peubah * dengan baris i dan kolom !.

3.3. K&r&"$eris$i" Model M&$e)&$i"&

Proses pemodelan mencakup pemilihan karakteristik dari per akilanabstrak yang paling tepat bagi situasi yang sedang dika!i . Pada umumnyamodel matematika dapat diklasifikasikan men!adi dua bagian, yaitu modelstatik dan model dinamik. odel statik memberikan informasi tentangpeubah-peubah model hanya pada titik tunggal dari aktu. Sedangkanmodel dinamik mampu menelusuri !alur aktu dari peubah-peubah model.odel dinamik lebih sulit dan mahal pembuatannya, namun mempunyai

kekuatan yang lebih hebat untuk analisis dunia nyata.+lasifikasi lain tergantung apakah model abstrak tersebut meng-

gunakan pandangan mikro atau makro. odel mikro bertu!uan untuk

8


9/30

PEMODELAN PSTS-2003

mempernyatakan suatu unit indi&idu yang ada pada dunia nyata, sebagaicontoh sebuah mobil pada aliran transportasi atau seorang pembeli padaantrian pasar. Pada model makro, unit indi&idu kehilangan identitasnyakarena peubah model secara khas dikaitkan dengan agregat dari unit sistem.ontoh dari pandangan makro adalah peubah pada aliran listrik, kecepatanaliran mobil pada !alan raya dan aliran bahan dan pelayanan pada strukturekonomi.

Ditin!au dari cara klasifikasinya maka model abstrak dapatdikelompokkan men!adi" (i) mikro-statik, (ii) makro-statik, (iii) mikro-dinamis,dan (i&) makro-dinamis. Penggunaan model- model ini tergantung padatu!uan pengka!ian sistem dan terlihat !elas pada formulasi permasalahan padatahap e&aluasi kelayakan.

Sifat model !uga tergantung pada teknik pemodelan yang digunakan.odel yang mendasarkan pada teknik peluang dan memperhitungkan adanyaketidak pastian (uncertainty) disebut model pro!a!ilistik atau modelstokastik . Pada ilmu sistem model ini sering digunakan karena masalahyang dika!i pada umumnya megandung keputusan yang mengandungketidak-menentuan. @a an dari model ini adalah model kuantitatif yang tidakmempertimbangkan peluang ke!adian, dikenal sebagai model deterministik .ontohnya adalah model pada "program linear" . odel ini memusatkan

penelaahannya pada faktor-faktor kritis yang diasumsikan mempunyai nilaiyang eksak dan tertentu pada aktu yang spesifik. Sedangkan modelprobabilistik biasanya mengka!i ulang data atau informasi yang terdahuluuntuk menduga peluang ke!adian tersebut pada keadaan sekarang atau yangakan datang dengan asumsi terdapat rele&ansi pada !alur aktu.

Dalam hal-hal tertentu, sebuah model dibuat hanya untuk semacamdeskripsi matematik dari kondisi dunia nyata. odel ini disebut modeldeskriptif dan banyak dipakai untuk mempermudah penelaahan suatupermasalahan. odel ini dapat diselesaikan secara eksak serta mampumenge&aluasi hasilnya dari berbagai pilihan data input. *pabila modeldigunakan untuk memperbandingkan antar alternatif, maka model disebutmodel optimalisasi . Solusi dari model ini merupakan nilai optimum yangtergantung pada kriteria input yang digunakan. Sebagai teladan adalah"Program Dinamik dan oal Programming" C sedangkan model deskriptifyang hanya memper-nyatakan pilihan peubah adalah persamaan regresimulti-variate .

*pabila sistem telah diekspresikan dalam bentuk no-tasi matematika

dan format persamaan, maka timbullah keuntungan yang berasal darikapasitas manipulatif dari matematik. Seorang analis dapat memasukkannilai-nilai yang berbeda-beda ke dalam model matematika dan kemudianmempela!ari perilaku sistem tersebut. Pada pengka!ian ma-salah-masalahtertentu, u!i sensitifitas dari sistem dilakukan dengan pengubahan peubah-peubah sistem itu sendiri.

ahasa simbolik !uga sangat membantu dalam komunikasi karenapernyataannya yang singkat dan !elas dibandingkan dengan deskripsi lisan.

9


10/30

PEMODELAN PSTS-2003

Penggunaan format matematika membuat pen!elasan lebih komprehensif danseringkali mampu mengungkapkan hubungan-hubungan yang tidakdapattercermin pada deskripsi lisan dari suatu sistem. Dengan demikiandapat dikatakan bah a pemodelan sistem ( #ystem $odelling ) adalahpembentukan rangkaian logika untuk menggambarkan karakteristik sistemtersebut dalam format matematis. 4leh karena itu, proses ini sering disebut

!uga pemodelan abstrak ( abstract modelling ) karena hasilnya adalah guguspersamaan-persamaan yang saling berkaitan secara fungsional. Padabeberapa !enis sistem, proses pemodelan abstrak ini lebih mudahpenger!aannya, seperti model biofisik dan keteknikan.

3. . T&%&*&' D&l&) Pe)odel&'

Para ahli penelitian operasional dan ilmu sistem te-lah mem-berikankonsepsi dan teknik pemodelan sistem. Para ahli ini menya rankan untukmenga ali pemodelan dengan penguraian seluruh komponen yang akanmempengaruhi efekti&itas dari operasi sistem. Setelah daftar komponentersebut lengkap, langkah selan!utnya adalah penyaringan komponen manayang akan dipakai dalam pengka!ian tersebut. :al ini umumnya sulit karenaadanya interaksi antar peubah yang seringkali menyulitkan isolasi suatupeubah. Peubah yang di-pandang tidak penting ternyata bisa sa!amempengaruhi hasil studi setelah proses pengka!ian selesai. 0ntukmenghindarkan hal ini, diper lukan percobaan pengu!ian data guna memilihkomponen-komponen yang kritis. Setelah itu dibentuk gugus persamaanyang dapat die&aluasi dengan merubah-rubah komponen tertentu dalambatas-batas yang diperkenankan. Salah satu contoh pemodelan seperti iniadalah Program @inear ( %inear Programming ) dan Program Dinamik(Dynamic Programming ).

Dalam konteks pendekatan sistem, tahap-tahap pemodel-annya lebihkompleks namun relatif terlalu beragam, baik ditin!au dari !enis sistemataupun tingkat kecanggihan model. anetsch dan Park (#;82)mengembangkan tahap pemodelan abstrak ini sebagai bagian daripendekatan sistem.

Pemodelan abstrak menerima input berupa alternatif sistem yanglayak. Proses ini membentuk dan mengimplementasikan model-modelmatematika yang dimanfaatkan untuk merancang program terpilih yang akandipraktekkan di dunia nyata pada tahap berikutnya. 4utput utama dari tahapini adalah deskripsi terinci dari keputusan yang diambil berupa perencanaan,pengendalian atau kebi!akan lainnya.

3. .1. T&%&* Sele"si Ko'se*

10


11/30

PEMODELAN PSTS-2003

@a'imnya langkah a al dari pemodelan abstrak adalah melakukanseleksi alternatif hasil dari tahap e&aluasi kelayakan. Seleksi ini dilakukanuntuk menetukan alternatif-alternatif mana yang bermanfaat dan bernilaicukup besar untuk dilakukan pemodelan abstraknya. :al ini erat kaitannyadengan biaya dan penampakan dari sistem yang dihasilkan. nteraksi denganpara pengambil keputusan serta pihak lain yang amat terlihat pada sistemsangat diperlukan dalam tahap seleksi ini.

3. .2. T&%&* Pe)odel&'Sebagai langkah a al dari pemodelan adalah menetapkan !enis

model abstrak yang akan digunakan, se!alan dengan tu!uan dan karakteristiksistem. Setelah itu, akti&itas pemodelan terpusat pada pem bentukan modelabstrak yang realistik. Dalam hal ini ada dua cara pendekatan untukmembentuk suatu model abstrak, yaitu"

&. Pe'de"&$&' Ko$&" Hi$&) (l&4" #o5etode ini digunakan untuk melakukan identifikasi model sistem dari

data yang menggambarkan *eril&" )&s& l&l dari sistem ( past !ehaviorof the e&isting system ). elalui berbagai teknik statistik dan matematik,maka model yang paling cocok (fit) dengan data operasional dapatditurunkan. Sebagai contoh adalah model ekonometrik pada pengka!ian ilmu-ilmu sosial. etoda ini $id&" #&'6&" #er+ '& pada perancangan sistemyang kenyataannya belum ada, dimana tu!uan sistem masih berupa konsep.

#. Pe'de"&$&' S$r "$ r&letode ini dimulai dengan mempela!ari secara teliti struktur sistem

untuk menentukan komponen basis sistem serta keterkaitannya. elaluipemodelan karakteristik dari komponen sistem serta kendala-kendala yangdisebabkan oleh adanya keterkaitan antara komponen, maka model sitemkeseluruhan dapat disusun secara berantai. Pendekatan struktural ini banyakdigunakan dalam rancang-bangun dan pengendalian sistem fisik dan nonfisik.

Dalam beberapa kasus tertentu, kedua pendekatan ini dipakai secarabersama-sama, misalnya pembuatan model pengendalian industri dimanakarakteristik setiap unit industri dianggap kotak hitam . Dengan demikianpenggunaan dua pendekatan tersebut dapat memberikan informasi lebih baik

serta menghasilkan model yang lebih efektif dari pada memakai hanya salahsatu pendekatan sa!a. ahap permodelan ini mencakup !uga penelaahansecara teliti tentang "#. asumsi model$. konsestensi internal pada struktur model%. data input untuk pendugaan parameter2. hubungan fungsional antar peubah kondisi aktual5. memperbandingkan model dengan kondisi aktual se!auh mungkin .

11


12/30


13/30


14/30


15/30

PEMODELAN PSTS-2003

terhadap bioa akuatik, dan penggunaan air oleh manusia. Pada umumnya setiapkomponen tersebut dapat dianalisis secara terpisah, namun permasalahan pencemaran perairan sungai sebenarnya merupakan hasil interaksi dan pengaruhkolektif dari suatu sistem pencemaran limbah cair.

Permasalahan lingkungan apabila dikaji secra sistem akan banyakmemberikan kegunaan. Problematik dapat diper-hitungkan secara totalitasdimana kerja pengendalian yang paling efektif dapat diketemukan. alamteladan pence-maran perairan sungai, pende-katan sistem akan mampumenghasilkan kombinasi dari pengu-rangan sumber limbah, metode penanganan,dan lokasi buangan yang lebih efektif serta memungkinkan biaya lebih rendahmelalui perbaikan penanganan saja. Suatu konsekwensi dari perspektif sistem

pada mutu lingkungan adalah memperlebar kemungkinan alternatif pengendalianserta kesempatan penerapan strategi menejerial yang efisien dan terpadu.

'.2. Elemen anali iPengelolaan sumberdaya alam dan lingkungan membutuhkan tujuan

atau kriteria untuk mengukur keberhasilan atau manfaat dari alternatif-alternatifsolusi permasalahan. Salah satu tujuan yang la!im adalah maksimisasi darimanfaat tersebut dalam terminologi moneter, seperti misalnya dalam analisisrasio manfaat dan biaya. "nalisis ini mempunyai dua komponen utama, yaitu #i$alokasi sumberdaya dimana komponen lingkungan #lahan, air, udara, dan enerji$dipandang sebagai sumberdaya yang mampu me-ningkatkan kesejahteraanmasyarakat% dan #ii$ perhitungan sosial yang mencakup manfaat da biaya dari

seluruh pengguna dari sumberdaya yang dipengaruhi oleh perma-salahanlingkungan.

Sebagai ilustrasi maka suatu peristiwa pencemaran perairan sungaidiskemakan seperti &ambar '. Satu aktivitas industri mengeluarkan limbah yangmencemari perairan sungai dimana airnya digunakan untuk usaha perikanan.(imbah dengan dampaknya adalah suatu teladan dari eksternalitas ekonomi ,yang didefinisikan sebagai manfaat atau beban biaya yang dihasilkan oleh satuunit ekonomi yang mempengaruhi unit ekonomi lainnya. alam hal ini, limbahindustri mempunyai beban biaya dimana biaya tersebut ditanggung oleh usaha

perikanan dan bukan oleh industri itu sendiri. )iaya tersebut adalah * eksternal *untuk anggaran dan pendapatan industri.

15


16/30

PEMODELAN PSTS-2003

&ambar '. Skematik Pencemaran Perairan Sungai.

+mplisit dari konsep eksternalitas adalah ide adanya ketidak-adilan#unfairness $. "dalah tidak adil bahwa usaha perikanan harus dibebani biaya

penanganan limbah dari industri. amun demikian mencari titik keadilanmerupakan kebijakan yang amat rumit. Penyederhanaan kebijakan bisadilakukan dengan dua alternatif. "lter-natif pertama adalah membiarkan

pencemaran buangan industri sebagaimana adanya% dengan anggapan bahwa buangan industri adalah suatu hal yang tidak dapat dicegah sebagai konsek wensiaktivitas manusia.

Secara logis maka limbah industri tersebut disalurkan ke dalam aliransungai dimana telah menjadi pengetahuan umum bahwa lingkungan mempunyaikemampuan yang impresif untuk mengasimilasi limbah buangan. apasitas

asimilasi ini menjadi per-timbangan penting dalam upaya pendaya-gunaanlingkungan. esulitan pada alternatif ini adalah kapasitas asimilasi darisumberdaya alam dan lingkungan hidup adalah terbatas. (imbah yang berlebihantidak mungkin dapat diasimilasi sehingga apabila oksigen yang larut dalam airsungai habis, maka perairan akan menjadi kotor dan berbau busuk. ampaklanjutannya adalah pemus-nahan ikan serta membahayakan pemakaian air untukkonsumsi domestik rumah tangga, seperti untuk mandi, masak, air minum,mencuci, dan lainnya. "lternatif sebaliknya adalah larangan untuk pembuangan

16

limbah

+kan mabuk


17/30

PEMODELAN PSTS-2003

limbah dengan asumsi tertentu. Hal ini akan mengambalikan status sungaimenjadi kondisi alamiah tidak tercemar. "lternatif ini sangat logis ditinjau dari preferensi dan citarasa masyarakat yang selalu mengingin-kan air bersih,kebersihan alamiah, perlindungan marga-satwa, dan lainnya. amun demikianalternatif ini mencegah pendayagunaan sungai untuk maksud lainnya sepertitempat buangan limbah industri.

edua macam eksremitas alternatif tersebut di atas dapat diako-modasikan melalui analisis manfaat biaya. Pendekatan ini berdasarkan padakonsep bahwa sungai merupakan sumberdaya yang dapat dimanfaatkan melaluitatacara yang menguntungkan. Hal ini membutuhkan penelitian tentangkonsekwensi moneter dari pembuangan limbah pada kedua belah pihak

pengguna sungai. /leh karena masing-masing pengguna mempunyai tatacarayang spesifik dalam perhitungan manfaat biaya, maka diperlukan suatu ukuran ,yaitu Indeks Mutu Lingkungan, environmental quality index . +ndeks inimerupakan pembakuan dari peraturan tentang baku mutu lingkungan minimumyang diperbolehkan dalam bentuk parameter yang terukur dari sumberdaya alamdan lingkungan. +ndeks ini juga dapat merupakan mekanisme untuk menangani

preferensi sosial untuk distribusi manfaat dan biaya. Misalnya, kalau pemerintahmenganggap bahwa usaha perikanan harus berjalan maka diperlukan baku mutuair minimum agar ikan tidak mati. Setelah baku mutu ditetapkan maka alternatifsolusi yang terbaik baru dapat diselesaikan secara sistematis.

'.3. Tela+an Mo+el Pen)elolaan

alam setiap konteks perencanaan lingkungan maka pe-ngaruhnyaterhadap sistem lingkungan, sumberdaya alam, dan juga manusia sebagai

penghuninya harus dapat diperkirakan. "nalisis pendugaan dan evaluasi pengaruh yang mungkin terjadi dapat dilakukan dengan menggunakan alat bantumodel-model yang sederhana atau model yang sangat kompleks. Padaumumnya, berbagai faktor lingkungan akan menentukan ruang lingkup dan tipeanalisis yang digunakan. /leh karena itu penentuan analisis terhadap sistemlingkungan dan sumberdaya alam membutuhkan pertim bangan yangmenyangkut proses analisis dan perencanaan ling-kungan, termasuk analisisaktivitas.

engan mengasumsikan bahwa analisis awal dari perihal yangdipertimbangkan tersebut di atas sudah dilakukan, maka langkah berikutnyaadalah menentukan secara terinci tingkat kompleksitas yang dibutuhkan untukmembangkitkan informasi yang diperlukan mengenai setiap elemen sistemlingkungan yang diana lisis, termasuk komponen sumberdaya alamnya sepertilahan, air, udara, dan vegetasi. 0ingkat kompleksitas tersebut didefinsiikan padaselang waktu analisis dan ruang lingkup sistem. (angkah berikutnya adalahmenentukan apakah analisis pada tingkat kom-pleksitas tertentu layak

17


18/30

PEMODELAN PSTS-2003

dilakukan berdasarkan pertimbangan 1 #i$ ketersediaan data, #ii$ ketersediaan personil, #iii$ ketersediaan waktu dan dana, #iv$ ketersediaan fasilitas komputer,dan #v$ ketersediaan perangkat lunak.

)eberapa teladan model pengelolaan sumberdaya alam dan lingkunganadalah sebagai berikut1

(/. Mo+el In+e Mu1u Lin) un)an IML/ Model ini dirancang dengan harapan dapat dijadikan sebagai early

warning system dan alternatif penanganan dengan biaya yang optimal oleh para pengambil keputusan #2riyatno dan Ma3arif, '454$. Sebagai suatu indeks, modelini harus memberikan indikator yang dapat menyatakan mutu dan kualitas darisuatu sumberdaya alam dan atau lingkungan. /leh karena itu dalam model iniindeks tersebut dapat dinyatakan dengan kisaran nilai 6 hingga '66, dimana

pada nilai indeks '66 menunjukkan mutu dan kualitas sumberdaya alam dan ataukondisi lingkungan yang diharapkan.

Penetapan model ini ditentukan oleh maksud dan kegunaan dari pemakaian indeks itu sendiri. +ndeks pada dasarnya adalah ukuran kuantitatifuntuk pembandingan menurut skala. Mengingat indeks mutu lingkunganmerupakan bagian dari sistem pemantauan dan evaluasi lingkungan, maka model+M( ini dapat dibedakan menurut fungsinya sbb1

2/. Mo+el " uran Kera)aan A earan e In+e4/ Model ukuran ini dapat dirancang untuk tujuan analisis lingkungan dan

sumberdaya alam yang dikaitkan dengan karakteristik dan kualitas sumberdayaalam dan mutu lingkungan.

7 8 ". # 9 j. # : i. +ij$) $;

dimana1: i 1 Pembobot obyektif empiris bagi parameter #+$ yang ke-i dalam kelompok

indikator lingkungan yang ke-j9 j 1 Pembobot subyektif logik untuk kelompok indikator lingkungan yang ke-j,

dimana 9 j 8 6

alam perhitungan pembobotan disarankan untuk : i meng gunakankonversi secara fisik atau moneter, 9 j menggunakan metode elphi atau )ayesdengan hitungan peluang, sedangkan ",), dan ; adalah koefisien penormalanmatematis untuk kesesuaian indeks, misalnya bilangan integer non-negatif.

3/. In+e Pen)en+alian

18


19/30

PEMODELAN PSTS-2003

+ndeks pengendalian ini harus dapat dirancang untuk tujuan pengelolaansumberdaya alam dan lingkungan yang dikaitkan dengan program-programtertentu. arena aplikasinya yang erat dengan kerangka menejerial, maka +P

bukan merupakan formula baku, namun lebih merupakan model simulasi agardapat digunakan untuk keperluan pengkajian alternatif-alternatif kebijakan.Model yang berupa diagram blok dapat dilukiskan seperti berikut.

7#t$

galat (T) +

O(T)

H

+#t$1 input sistem berupa kondisi lingkungan yang diinginkan sesuai dengan peruntukan seperti1 air minum, pertanian dan per ikanan, nilai ambang batassungai.

/#t$1output sistem berupa kondisi aktual& p 1fungsi alih #transfer function $ dari input-output&

e 1fungsi pengendali yang menguasai faktor teknologi dan biaya

7#t$1input buangan polutanH 1informasi umpan balik

alam proses perhitungann dan kuantifikasinya, maka1

7P 8 /#t$ dan/#t$ adalah indeks mutu lingkungan yang diinginkan.

19

Ge

+ Gp


20/30

PEMODELAN PSTS-2003

Metodologi yang disarankan untuk membentuk model simu lasi adalah Descrete Time Model dengan eed!back "ontrol #ystem . 2stimasi peubahacak dapat dilakukan dengan simulasi Montecarlo dengan pembangkit bilanganacak sesuai dengan sebaran peluangnya.

'/. Mo+el O 1ima i Pengelolaan sumberdaya lahan merupakan program berke-sinambungan

jangka panjang yang mempunyai karakteristik sasaran ganda # multiple goals $dan tujuan ganda # multiple ob$ectives $. Program tersebut dapat dilaksanakansemenjak inventarisasi dan evaluasi sumberdaya hingga arahan penggunaan dan

pelestariannya. 7ntuk melihat dan mengendalikan kondisi lingkungan pada berbagai proses konversi sumberdaya, maka dapat digunakan model +M(.Sedangkan untuk mengoptimumkan proses konversi tersebut yang mempunyaisasaran dan tujuan ganda, maka dapat digunakan *M o+el O 1ima i Mul1i-ri1eria5 .

Salah satu model optimasi seperti ini yang dapat digunakan adalahPemro)raman Sa aran 5 %oal &rogramming' / . Program sasaran inimerupakan salah satu program mate-matika dalam penelitian operasioanl yangdiusulkan sebagai salah satu pendekatan untuk menganalisis persoalan-persoalanyang berkenaan dengan tujuan dan sasaran ganda dan di antara tujuan tersebutterdapat kondisi bertentangan # 1i+a alin) menen))an) $ serta mempunyai

susunan prioritas.alam proses pengelolaan sumberdaya dan lingkungan maka kedua

model tersebut dapat digunakan untuk melihat berbagai kondisi seperti, #i$ penampilan keragaan sistem lingkungan, #ii$ pengendalian sistem lingkungan,dan #iii$ pengoptimalan pengelolaan lingkungan. alam banyak perihal dankasus, para pengambil ke-putusan seringkali dihadapkan pada masalah-masalahyang sifatnya tidak-saling-menenggang sehingga sulit untuk segera diputuskan.Program sasaran dapat membantu memecahkan permasalahan tersebut, yaitudengan cara menyusun sasaran-sasaran ke dalam bentuk urutan prioritas.7rutan prioritas tersebut dapat disusun berdasarkan tingkat kepentingan sasaran-sasaran dari pengelolaan lingkungan.

Model umum dari program sasaran adalah1

Meminimumkan1 a 8 9 i #di- < d i


21/30

PEMODELAN PSTS-2003

pembatas$ = j, d i-, d i< >8 6 dimana1 = j 8 peubah keputusan ke-j% 9 i 8 ?aktor pembobot fungsi

sasaran ke-i #ditentukan berdasarkan urutan prioritas$% d i- 1 peubah simpangan

negatif fungsi sasaran ke-i% d i< 1 peubah simpangan positif fungsi sasaran ke-i% a ij1 parameter #koef. teknologi$ dari fungsi sasaran ke-i dan peubah keputusan ke-j%

bi 1 nilai target sasaran ke-i.0eladan aplikasi model program sasaran ganda tersebut dalam program

pengendalian erosi adalah sbb. 1#a$. Sasaran 1 tingkat erosi minimum, kesuburan tanah maksimum, dan teknik

pengairan memadai.#b$. Peubah keputusan 1 tingkat kemiringan tanah, struktur tanah, intensitas

hujan, dan usahatani.

)erdasarkan urutan prioritas sasaran yang hendak dicapai, suatu modeloptimasi multi-kriteria dapat disusun. engan demikian para pengambilkeputusan dapat melakukan pengelolaan sumber daya alam dan lingkungansecara optimal berdasarkan ketersediaan sumberdaya dan pendanaan.

6. PEMODELAN SISTEM DAERA7 ALIRAN S"NGAI

6.(. Pen+ahuluanaerah aliran sungai merupakan suatu wilayah yang dibatasi oleh batas-

batas topografis yang menyalurkan air hujan melalui suatu sistem sungai. "Sini merupakan unit hidrologis yang telah digunakan sebagai unit biofisik dansebagai unit sosial-ekonomi serta sebagai unit sosial politik dalam perencanaandan implementasi aktivitas-aktivitas pengelolaan sumberdaya #2aster danHufschmidt, '45@$. Selanjutnya dikemukakan bahwa pengelolaan "Smerupakan suatu proses memformulasikan dan megimplementasikan aktivitas-aktivitas yang melibatkan sumberdaya alam dan manusia dalam suatu "S,

dengan mempertimbangkan faktor-faktor sosial, politik, ekonomi daninstitusional yang ada, dengan maksud untuk mencapai tujuan dan sasaran yangtelah ditentukan .

6.2. I+en1ifi a i Si 1em DAS 0eknik diagramatis sangat membantu dalam identifikasi sistem "S yang

kompleks. )eberapa macam diagram dapat dikemukakan berikut ini1

21


22/30

PEMODELAN PSTS-2003

#'$. Dia)ram Lin) ar Se*a*-A i*a1 au al-loo /Pengabstraksian beberapa fenomena pokok yang terjadi dalam sistem"S dapat dilukiskan seperti &ambar A.

22


23/30

PEMODELAN PSTS-2003

SDA Air SDA T&'&%

SDA 7e+e$&siSDA F& '&

I'8es$&si;Pri8&$, P #li";

S #sidi(&'$ &'

pendekatan sistem & pemodelan

Documents