II. TINJAUAN PUSTAKA
2.9. Pemodelan
Sistem dinamik adalah pendekatan yang membantu manajemen puncak dalam memecahkan permasalahan kecil dan dianggap sukar untuk dipecahkan. Kebanyakan orang dalam menetapkan tujuan yang hendak dicapai pada awalnya terlalu rendah. Hal yang diinginkan adalah sebuah peningkatan dengan sikap umum yang dilakukan dalam lingkungan akademis, yaitu dengan menjelaskan perilakunya setelah itu menemukan struktur dan kebijakan untuk hasil yang lebih baik (Forrester, 1961 dalam Sterman, 2000). Sistem dinamik menurut MIT (Massachusetts Institute of Technology) adalah metodologi untuk mempelajari permasalahan di sekitar kita yang melihat permasalahan secara keseluruhan
(holistik). Tidak seperti metodologi lain yang mengkaji permasalahan dengan memilahnya menjadi bagian-bagian yang lebih kecil dan saling membatasi. Konsep utama sistem dinamik adalah pemahaman tentang bagaimana semua objek dalam suatu sistem saling berinteraksi satu sama lain. Sistem dinamik menurut masyarakat sistem dinamik (system dynamics society) adalah metodologi untuk mempelajari dan mengelola sistem umpan balik yang kompleks, seperti yang biasa ditemui dalam dunia bisnis dan sistem sosial lainnya.
Sterman (2000) mendefinisikan sistem dinamik adalah metode untuk meningkatkan pembelajaran dalam sistem yang kompleks. Lebih lanjut, metode tersebut diilustrasikan seperti sebuah simulasi dalam kokpit pesawat bagi manajemen untuk memahami dalam belajar dinamika yang kompleks, memahami sumber resistensi (hambatan) dalam kebijakan, dan merancang kebijakan yang lebih efektif. Untuk memahami kekomplekan tersebut, maka sistem dinamik didasarkan atas teori dinamika non- linier dan kontrol umpan balik yang dikembangkan dalam disiplin ilmu matematika, fisika, dan kerekayasaan.
B. Berpikir Sistem
Berpikir sistem adalah paradigma sistem dinamik. Berpikir secara sistemik yang mempelajari keterkaitan objek dari pengamatan dan penyelidikan dalam dunia nyata. Berpikir sistem telah ada pada proses berpikir manusia dalam memecahkan permasalahan hidupnya dengan mencari tahu (know) terhadap realitas yang dihadapinya. Dalam menyelidiki dan mengamati realitas, manusia senantiasa melihat keterkaitan antara faktor-faktor yang diamatinya dengan memilah-milah (analisis) kemudian merangkainya (sintesis). Dengan cara tersebut akan dicapai sebuah solusi yang komprehensif (menyeluruh).
Berpikir sistemik dalam konteks organisasi merupakan alat untuk memahami secara terbaik dalam rangka meningkatkan kinerja organisasi. Penerapan berpikir sistemik tidak mudah, karena memerlukan pergeseran paradigma dari melihat kejadian sebagai suatu kegiatan yang terisolasi, menjadi sistem suatu kegiatan yang terdiri atas kejadian yang saling berinteraksi untuk mencapai suatu tujuan. Contoh sebuah kegiatan dalam hal penurunan kinerja
keuangan disebabkan oleh faktor kinerja non-keuangan (kekayaan intelektual, kepuasan pelanggan, karyawan, R&D dan proses bisnis).
Berpikir sistem adalah upaya memahami sebuah sistem dengan cara mengamati kemudian mempelajari pola prilaku untuk diambil sebuah kesimpulan dari kejadian yang terjadi pada sistem tersebut. Beranjak atas pemahaman tersebut dapat ditemukan pengungkit (leverage) yang mempengaruhi sistem yang terjadi untuk dijadikan dasar proses perbaikan struktural (Gambar 3).
Struktur sistem
Pola perilaku
Kejadian
Pengunkit tertinggi untuk
perubahan terakhir
Gambar 3. Mencari pengungkit tertinggi (Kirkwood, 1998)
Menurut Senge (1995) menyatakan pengungkit merupakan sebuah pilar dalam sistem dinamik. Menurutnya melihat aksi dan perubahan dalam struktur yang menjadi pemicu signifikan, sehingga akan memperbaiki sebuah masalah. Seringkali pengungkit mengikuti prinsip eknonomi, artinya hasil terbaik tidak datang dari usaha berskala besar melainkan dari kegiatan kecil yang berfokus dengan baik.
Menurut Balle (1994) dengan berpikir sistemik akan sangat berguna untuk menghindari pembuatan kesalahan yang mendatangkan malapetaka, ketimbang dalam menemukan kebijakan yang paling baik dan optimal. Pandangannya dapat bertahan dalam jangka panjang, bukan mendapatkan keuntungan dalam jangka pendek. Pendekatan sistem merupakan suatu kajian dari berbagai disiplin ilmu, keberhasilan dalam pelaksanaannya sangat perlu didukung oleh sebuah tim yang
multidisipliner dan hal terpenting dari tim tersebut adalah adanya komunikasi interpersonal dan pengorganisasian (Eriyatno, 1998).
Menurut Hartisari (2007) pendekatan sistem merupakan cara pandang yang bersifat menyeluruh (holistic) yang memfokuskan pada integrasi dan keterkaitan antar komponen. Pendekatan tersebut dapat mengubah cara pandang dan pola berpikir dalam menangani permasalahan dengan menggunakan model yang merupakan penyederhanaan sebuah sistem. Menurut Aminullah (2004) berpikir sistemik mempunyai corak sangat tergantung dari pelaku yang menerapkannya, dan akan terkait pada kebiasaaan dan kebutuhannya. Kebiasaan terkait dengan bidang pengetahuan yang dimiliki seseorang, akan tetapi kebutuhan berpikir berhubungan dengan pembelajaran dari pengalaman dalam pekerjaan yang membutuhkan corak berpikir tertentu, seperti bidang teknik dan ekonomi memiliki corak berpikir yang berbeda. Masing-masing corak memiliki kelebihan dan kekurangan, biasanya ada yang menggunakannya dengan menggabungkan menjadi satu. Tiga corak yang dimaksud adalah berpikir sistem masukan-keluaran, berpikir sistem umpan balik dan berpikir sistem umpan balik adaptif. Corak pertama tidak menjadikan keluaran untuk mempengaruhi masukan. Kedua, penyempurnaan corak pertama menghasilkan keluaran yang akan jadikan sebagai umpan kembali untuk mempengaruhi masukan. Ketiga, seperti corak kedua hanya saja pengaruh lingkungan luar turut dijadikan pertimbangan.
1. Umpan Balik
Kerangka kerja berpikir sistem menggunakan beberapa alat konseptual untuk merepresentasikan dan menguraikan sebuah realita agar mudah dipahami. Umpan balik sebagai konsep utama berpikir sistem yang lebih dari sekedar berpikir. Untuk menggambarkan sebuah konsep umpan balik pada struktur sistem, dalam sistem dinamik dikenal diagram kausal causal loop diagrams (CLD). Menurut Sterman (2000) causal loop diagrams sangat baik untuk:
1. Menangkap secara cepat sebuah hipotesis tentang penyebab dinamika; 2. Menimbulkan dan menangkap model mental individu atau kelompok;
3. Komunikasi merupakan sebuah umpan balik yang sangat penting dianggap sebagai penanggungjawab untuk sebuah masalah.
2. Pola Dasar Perilaku Sistem
Struktur sistem yang terbentuk dari beberapa gabungan simpul kausal dan dengan kombinasi pengaruh yang diberikan memberi corak terhadap perilaku sistem. Perilaku sistem berbeda-beda, sehingga menghasilkan kinerja sistem yang berbeda pula seiring perubahan waktu. Terdapat empat pola dasar perilaku sistem yang telah dipelajari dan diidentifikasi oleh para ahli sistem dinamik, yaitu: pertumbuhan eksponensial, mencari tujuan, bergelombang, dan S-shaped growth. Interaksi dari keempat pola dasar dapat membentuk pola lagi yang lebih kompleks (Senge, 1995; Kirkwood, 1998; Balle, 1994; Muhammadi, et al., 2001).
Pola perilaku pertumbuhan eksponensial atau disebut juga pola bola salju dibangkitkan oleh dominasi pengaruh positif. Umpan balik positif memberi efek perubahan penguatan dengan kejadian perubahan. Perubahan pertumbuhan sering dikenal dengan eksponensial. Tahap awal perubahan lambat kemudian bergerak cepat. Pola perilaku mencari tujuan dibentuk oleh umpan balik negatif yang simpulnya mencari tujuan keseimbangan dan statis. Simpul umpan balik negatif bekerja memberikan keadaan terhadap sistem untuk mencapai tujuan atau keadaan yang diinginkan.
C. Pemodelan Sistem Dinamik
Pemodelan adalah suatu perwakilan atau abstraksi dari sebuah objek atau situasi aktual (Eriyatno, 1998). Istilah lainnya disebut tiruan model dunia nyata yang dibuat virtual (Sterman, 2000). Karena bentuknya tiruan, model tidak mesti harus sama persis dengan aslinya, tetapi minimal memiliki keserupaan (mirip). Pemodelan merupakan proses interaktif, hasil pada setiap langkah dikembalikan lagi untuk diperbaiki agar didapatkan hasil yang mendekati model aslinya (dunia nyata) yang cukup ideal untuk dapat dijadikan representasi (Eriyatno, 1998; Sterman, 2000).
Sistem adalah serangkaian metode, prosedur atau teknik yang disatukan oleh interaksi yang teratur, sehingga membentuk satu kesatuan yang terpadu (Squire, 1992). Sistem dapat didefinisikan sebagai kumpulan dari bagian-bagian yang saling berhubungan, bekerja untuk mencapai tujuan dalam lingkungan yang kompleks. Keuntungan menggunakan sistem adalah untuk memperbaiki dan meningkatkan kinerja serta pengambilan keputusan (Winardi, 1999).
Eriyatno (1998) mendefinisikan sistem totalitas himpunan yang mempunyai struktur dalam nilai posisional serta dimensional terutama dalam dimensi ruang dan waktu. Pendekatan sistem merupakan suatu kerangka berfikir yang mempunyai ciri-ciri sebagai berikut: (1) mencari semua faktor penting yang ada dalam mendapatkan solusi yang baik untuk menyelesaikan masalah; (2) menyusun suatu model untuk membantu pengambilan keputusan secara rasional. Karakteristik pendekatan sistem adalah: kompleks karena adanya interaksi antar komponen dan dinamis, menurut waktu dan ada pendugaan ke masa depan.
Muhammadi et al. (2001) mengartikan sistem sebagai gugus atau kumpulan elemen yang berinteraksi dan terorganisasi dalam batas lingkungan tertentu yang bekerja untuk mencapai tujuan. Sebagai contoh jam adalah gugus elemen yang terdiri atas gir, jarum petunjuk, per-per yang saling berinteraksi untuk tujuan petunjuk waktu.
Suratmo (2001) mengemukakan bahwa model merupakan gambaran dari suatu sistem yang ada di alam dan merupakan penyederhanaan dari interaksi antara komponen di alam. Ford (1999) mengatakan bahwa model sebagai pengganti sistem yang sebenarnya untuk memudahkan kerja. Model adalah gambaran abstrak tentang suatu sistem. Hubungan antara peubah-peubah dalam sistem digambarkan sebagai hubungan sebab akibat. Penggunaan model bermanfaat bila menghadapi suatu sistem yang rumit karena model yang baik harus dapat memprediksi perilaku sistem yang dikaji.
Menurut Winardi (1999) menyatakan bahwa model simulasi menitik beratkan pada usaha meniru atau memodelkan sistem yang nyata setepat mungkin, melaksanakan percobaan dengan model tersebut sehingga dapat dihasilkan
berbagai macam alternatif. Muhammad et al. (2001) menjelaskan bahwa simulasi bertujuan untuk memahami gejala atau proses yang terjadi dan membuat peramalan gejala atau proses tersebut di masa depan. Simulasi model dilakukan melalui tahapan (1) penyusunan konsep; (2) pembuatan model; (3) simulasi dan (4) validasi hasil simulasi. Lebih lanjut disebutkan bahwa simulasi merupakan salah satu kegiatan dalam analisis sistem yang secara garis besarnya meliputi tiga kegiatan yaitu: (1) merumuskan model yang menggambarkan sistem dan proses yang terjadi di dalamnya; (2) memanipulasi model atau melakukan eksperimentasi; (3) mempergunakan model dan data untuk memecahkan persoalan.
Proses pemodelan menurut (Sterman, 2000) (Gambar 4) terdiri atas langkah- langkah sebagai berikut:
1. Perumusan masalah dan pemilihan batasan dunia nyata. Tahap ini meliputi kegiatan pemilihan tema yang akan dikaji, penentuan variabel kunci, rencana waktu untuk mempertimbangkan masa depan yang jadi pertimbangan serta seberapa jauh kejadian masa lalu dari akar masalah tersebut dan selanjutnya mendefinisikan masalah dinamisnya;
2. Penetapan formulasi hipotesis din amis berdasarkan teori perilaku terhadap masalah dan bangun peta struktur kausal melalui gambaran model mental pemodel dengan bantuan alat-alat seperti causal loop diagram (CLD), dan stock flow diagram (SFD). Model mental adalah asumsi yang sangat dalam melekat, umum atau bahkan suatu gambaran dari bayangan atau citra yang berpengaruh pada bagaimana kita memahami dunia dan mengambil tindakan (Senge, 1995);
3. Tahap formulasi model simulasi dengan membuat spesifikasi struktur, aturan keputusan, estimasi parameter dan uji konsistensi dengan tujuan dan batasan yang telah ditetapkan sebelumnya;
4. Pengujian meliputi perbandingan model yang dijadikan referensi, pengujian kehandalan (robustness), dan uji sensitifitas;
5. Evaluasi dan perancangan kebijakan berdasarkan skenario yang telah diujicobakan dari hasil simulasi. Perancangan kebijakan mempertimbangkan analisis dampak yang ditimbulkan, kehandalan model pada skenario yang berbeda dengan tingkat ketidakpastian yang berbeda pula serta keterkaitan antar kebijakan agar dapat bersinergi.
Analisis model sistem dinamik menggunakan analisis model simulasi. Simulasi sebagai teknik penunjang keputusan dalam pemodelan, misalnya pemecahan masalah bisnis secara ekonomis dan tepat menghadapi perhitungan rumit dan data yang banyak. Simulasi adalah aktiv itas pengkaji dapat menarik kesimpulan tentang perilaku dari suatu sistem melalui penelaahan perilaku model yang selaras, hubungan sebab akibatnya sama dengan atau seperti yang ada pada sistem yang sebenarnya (Eriyatno, 1998).
Perangkat lunak dalam pemodelan sistem dinamik seperti Vensim, Powersim, Stellamerupakan alat bantu yang dapat memudahkan pemodel dalam menerjemahkan bahasa causal loop diagrams ke dalam stock flow diagram. Stock flow diagram harus dilengkapi persamaan matematik dan nilai awal untuk simulasi. Perangkat pemodelan sistem dinamik juga dilengkapi berbagai kemudahan seperti tampilannya yang mudah dimengerti, sehingga memudahkan bagi pemodel ataupun pemakai yang tidak mengerti secara teknis sekalipun. Stella yang dipakai dalam penelitian ini merupakan suatu perangkat lunak yang dibuat atas dasar model sistem dinamik dengan kemampuan tinggi dalam melakukan simulasi.
D. Stock Flow Diagrams (SFD)
Konsep sentral dalam teori sistem dinamik adalah stock flow diagram. Stock adalah akumulasi atau pengumpulan dan karakterstik keadaan sistem serta pembangkit informasi. Stock digabungkan dengan rate atau flow sebagai aliran informasi, sehingga stock menjadi sumber ketidakseimbangan dinamis dalam sistem. Stockflow diagram (Gambar 5) secara umum dapat diilustrasikan dengan sebuah sistem bak mandi yang dihubungkan dengan dua kran masukan dan keluaran air. Kedua kran sebagai pengontrol akumulasi air dalam bak. Besar
kecilnya nilai dalam stock dan flow berdasarkan perhitungan persamaan matematik integral dan diferensial. Persamaan matematik stock merupakan integrasi dari nilai inflow dan outflow.
Gambar 5. Stock Flow Diagrams
