SISTEM PAKAR UNTUK DIAGNOSA HAMA DAN PENYAKIT
TANAMAN BAWANG MERAH
Ginanjar Wiro Sasmito
D3 Teknik Komputer, Politeknik Harapan Bersama Jln. Dewi Sartika no. 71 Tegal 52116
Telp/Fax (0283) 352000 E-mail: anjar.dosen@gmail.com
ABSTRAK
Salah satu kendala melakukan budidaya tanaman bawang merah adalah dalam mengatasi hama dan penyakit. Serangan hama dan penyakit dapat menurunkan produktivitas dan bahkan menyebabkan gagal panen yang berpengaruh terhadap salah satu sumber devisa negara. Oleh karena itu pendiagnosaan terhadap hama dan penyakit harus dilakukan dengan cepat dan akurat. Sistem pakar dihadirkan sebagai pilihan kedua setelah pakar dalam melayani konsultasi. Dengan menggunakan teknik inferensi forward chaining dan metode pendekatan rule base reasoning, aplikasi sistem pakar digunakan untuk mendiagnosa hama dan penyakit yang dapat memberikan solusi berdasarkan gejala-gejala yang ada, dilengkapi dengan keterangan dibuat guna mempercepat pendiagnosaan. Aplikasi sistem pakar untuk diagnosa hama dan penyakit bawang merah juga dapat memasyarakatkan pengetahuan dan pengalaman seorang pakar mengenai cara diagnosa hama dan penyakit pada bawang merah.
Kata kunci : sistem pakar, forward chaining, rule base reasoning, hama dan penyakit tanaman bawang merah
PENDAHULUAN
Indonesia merupakan salah satu negara agraris yang memiliki kekayaan alam yang melimpah, diantaranya adalah keanekaragaman hayatinya, baik tanaman maupun hewan. Salah satu contoh tanaman yang sangat familiar di Indonesia adalah bawang merah. Di Indonesia Bawang Merah lebih banyak di budidayakan, tetapi bila dilihat dari hasilnya masih belum memuaskan. Hal ini disebabkan oleh berbagai faktor, diantaranya adalah teknik budidaya, kondisi lingkungan serta gangguan hama dan penyakit. Dari ketiga faktor tersebut yang sampai sekarang menjadi masalah adalah gangguan hama dan penyakit (Wibowo, 1991).
Mendiagnosa hama dan penyakit pada tanaman bawang merah memang haruslah secepat dan seakurat mungkin, dikarenakan hama dan penyakit pada bawang merah dapat dengan cepat menyebar dan menyerang keseluruh lahan yang ditanami bawang merah hingga menyebabkan kematian dan bahkan gagal panen.
Dengan meluasnya teknologi komputer di kalangan masyarakat, tentu saja akan mendorong pemanfaatan teknologi informasi yang sudah maju untuk membantu dalam bidang pertanian khususnya bagi petani bawang merah.
Oleh karena itu dengan sebuah aplikasi sistem pakar diagnosa hama dan penyakit tanaman bawang merah dibuat guna dijadikan sebagai sarana untuk konsultasi, sarana pembelajaran serta dapat dijadikan sebagai alat bantu (tool) bagi seorang pakar dalam mendiagnosa dan mensosialisasikan jenis hama dan penyakit tanaman hortikultura tersebut. Dengan aplikasi sistem pakar tersebut pula sebuah Kelompok Tani dapat dengan mudah membantu para petani yang tengah mengalami permasalahan mengenai hama dan penyakit tanaman bawang merah beserta solusi terbaik yang harus ditempuh tanpa bergantung sepenuhnya terhadap seorang pakar serta dapat berbagi informasi atau pengetahuan antar sesama petani berdasarkan atas sistem tersebut.
Teknik inferensi forward chaining di terapkan karena data dan fakta dalam melakukan proses penelitian telah didapatkan, dan dari data atau fakta tersebut dapat dibuat sebuah sistem yang akan memberikan sebuah konklusi atau solusi berdasarkan atas sekumpulan data dan fakta tersebut. Dengan menggunakan teknik inferensi ini pula peluang dalam mendapatkan suatu konklusi yang lebih spesifik dapat dengan mudah didapatkan (Baur & Pigford, 1990).
mendapatkan hasil yang lebih baik. Disamping itu, metode ini juga digunakan apabila dibutuhkan penjelasan tentang jejak (langkah-langkah) dalam mendapatkan suatu pencapaian solusi (Ignizio, 1991) atau langkah-langkah mengenai pencapaian terhadap hasil suatu pendiagnosaan terhadap hama dan penyakit tanaman bawang merah.
Dengan pemanfaatan komputer yang terdapat aplikasi sistem pakar di kantor kelurahan, KUD atau kelompok petani, laboratorium pertanian dan Dinas Pertanian maka aplikasi sistem pakar dapat digunakan untuk mengetahui jenis hama, jenis penyakit, gejala-gejala dan pencegahan atau solusi yang menyerang tanaman bawang merah secara dini.
TINJAUAN PUSTAKA
Aygun Alasgarova dan Leyla Muradkhanli (Alasgarova & Leyla, 2008) menerapkan sistem pakar untuk memecahkan suatu permasalah dan membuat keputusan dalam lingkup perekonomian. Penelitian ini menggunakan pola if-then berbasis aturan dalam melakukan metode pendekatan pada basis pengetahuan. Dalam penelitian ini telah dianalisa bagaimana aspek keuntungan dalam menggunakan sistem pakar untuk proses membuat keputusan. Pada penelitian ini pula telah ditemukan bahwa sistem cerdas memiliki kinerja untuk melakukan beberapa evaluasi yang paling cepat dalam mengambil sampai menghitung ketidakpastian pada keadaan sebenarnya dengan menggunakan metode fuzzy logic.
Harutoshi Ogai dkk (Ogai dkk, 1990), telah menerapkan aplikasi sistem pakar untuk mendapatkan hasil pendagnosaan yang berkualitas terhadap lapisan kaca pada baja silikon. Dengan menggunakan pola if-then penelitian ini juga didukung oleh sebuah workstation dan on-line quality control system. Namun kualitas diagnosa pada kaca film juga dapat direpresentasikan pada sebuah tabel, sehingga knowledge dengan mudah dapat di modifikasi ataupun di verifikasi pada saat off-line. Hasil inferensi sebuah sistem pakar ditampilkan pada layar sentuh sensitif ( touch-sensitive) berupa interface antara mesin dan pengguna dengan operasi yang sederhana.
Shikhar Kr. Sarma dkk (Kr. Sarma Shikhar dkk) telah meneliti dan menerapkan sistem pakar yang dapat digunakan pada area pertanian, yakni dengan membuat suatu aplikasi sistem pakar untuk mendiagnosa penyakit pada tanaman padi, aplikasi sistem pakar di buat dengan menggunakan Prolog yang berbasis ESTA (Expert System Text Animation). Awalnya sistem ini dibuat dengan mengumpulkan gejala penyakit pada tanaman padi yang terlihat tidak subur menurut pakar pertanian, pakar ilmu penyakit tanaman dan literatur serta pengetahuan yang diperoleh untuk pembuatan dan pengembangan sistem pakar, kemudian sistem mengintegrasikan sebuah struktur basis pengetahuan yang berisi pengetahuan tentang gejala dan obat pada penyakit tanaman padi yang nampak tidak subur, setelah proses integrasi selesai, hasil sebuah keputusan di kaji ulang oleh pakar dengan melakukan validasi data.
Riska Dewi dan Antonius Hendrik (Hendrik & Riskadewi, 2005) telah menerapkan sebuah sistem pakar forward chaining berbasis aturan pada status penerbangan, sistem pakar pengawas status penerbangan dibuat untuk membantu memberikan interpretasi dalam pengawasan status pesawat. Sistem tersebut akan memberikan peringatan dan rekomendasi berdasarkan prediksi sistem terhadap hasil downlink status pesawat, maka dalam hal ini aplikasi simulasi dibuat untuk mengatasi masalah tentang bertambahnya kompleksitas sistem pesawat modern berteknologi tinggi sehingga dapat membantu pilot pesawat dalam meningkatkan kemudahan penggunaan teknologi yang komplek.
ANALISA DAN PERANCANGAN Analisa Sistem
Pada tahap ini Knowledge Engineer menentukan karakteristik penting dari permasalahan yang dikaji. Beberapa hal yang dilakukan Knowledge Engineer pada tahap ini adalah memilih pakar, mendiskusikan dengan pakar mengenai jenis hama dan penyakit bawang merah secara umum dan menentukan masalah hama dan penyakit bawang merah yang datanya akan dimasukkan ke sebuah aplikasi sistem pakar.
fakta yang diperoleh. Forward Chaining merupakansuatu penalaran yang dimulai dari fakta untuk mendapatkan kesimpulan (conclusion) dari fakta tersebut (Giarratano and Riley, 2005).
Dengan metode pendekatan berbasis aturan (Rule Base Reasoning) pada knowledge base yang menggunakan pola if-then akan memberikan banyak kemudahan dikarenakan bentuk ini digunakan apabila knowledge engineer telah memiliki sejumlah pengetahuan pakar pada suatu permasalahan tertentu dan pakar dapat menyelesaikan masalah tersebut secara berurutan.
Berdasarkan teknik inferensi dan metode pendekatan yang digunakan maka mesin inferensi struktur pengetahuan dapat dilihat pada gambar sebagai berikut :
Gambar 3.1. Mesin inferensi struktur pengetahuan diagnosa hama dan penyakit tanaman bawang merah
Analisa dan Perancangan Aplikasi
Tahapan dalam pembuatan aplikasi sistem pakar untuk mendiagnosa hama dan penyakit bawang merah adalah sebagai berikut :
a. Peneliti memilih sub bidang kepakaran dibidang pertanian (hama dan penyakit tanaman bawang merah), kemudian hasilnya didokumentasikan dan dituangkan ke dalam basis pengetahuan (knowledge base).
b. Basis pengetahuan (knowledge base) akan selalu berkembang dan bertambah jumlahnya sampai menyerupai kepakaran manusia sesungguhnya, sehingga harus selalu diupdate oleh knowledge engineer.
c. Knowledge engineer berusaha memperoleh pengetahuan dari seorang pakar dan dari literatur - literatur lain baik berupa buku, jurnal, artikel maupun pengetahuan apa saja yang selama ini dikonsultasikan atau diminta informasi kepakarannya.
d. Pemilihan metode penalaran/inferensi proses yang sesuai untuk menyederhanakan aturan-aturan (rules) yang digunakan untuk mengambil kesimpulan.
e. Gabungan antara alat dan pembangun sistem pakar dengan knowledge base akan menghasilkan software sistem pakar yang dapat mendiagnosa hama dan penyakit bawang merah berdasarkan gejala-gejala yang ada disertai dengan solusi dan beberapa keterangan mengenai hama dan penyakit bawang merah yang dapat digunakan setelah di uji validasinya oleh pakar.
Penyusunan representasi pengetahuan yang menggunakantabel keputusan (decision tree) serta penggunaan kaidah produksi pada sebuah aplikasi sistem pakar akan memberikan keuntungan pada berbagai aspek yaitu memodifikasi baik perubahan data, penambahan data atau penghapusan data.
METODE PENELITIAN
Metode penelitian aplikasi sistem pakar pendiagnosis hama dan penyakit tanaman bawang merah dan cabai ini dikembangkan dengan metode Rekayasa Sistem Berbasis Komputer berdasarkan prinsip-prinsip Siklus Pengembangan Sistem Pakar atau ESDLC (Expert System Development Life Cycle). ESDLC terdiri dari perencanaan (planning), akuisisi pengetahuan (knowledge acquisition), implementasi (coding), evaluasi (evaluating) (Turban & Aronson, 2001).
KOMPUTER
Knowledge Base (Basis pengetahuan)
Inferencing Capability (Teknik pelacakan) Gejala Tanaman Bawang Merah yang
Terserang Hama dan Penyakit
Gambar 4.1. ESDLC (Turban & Aronson, 2001)
HASIL DAN IMPLEMENTASI
Dengan menggunakan bahasa pemrograman Borland Delphi dan database Paradox, aplikasi sistem pakar diagnosa hama dan penyakit tanaman bawang merah yang menggunakan teknik inferensi forward chaining dan pendekatan berbasis aturan telah berhasil dibuat.
5.1. Layout Aplikasi Sistem Pakar
Gambar 5.1. Form log in
Gambar 5.2. Form menu utama
Gambar 5.3. Form menu diagnosa Tahap II
Akuisisi Pengetahuan Tahap I Perencanaan
Tahap III Implementasi
Tahap IV Evaluasi
- Definisi Masalah - Kebutuhan Sistem - Evaluasi Solusi Alternatif
- Verifikasi Pendekatan Sistem Pakar - Studi Literatur
- Konseptualisasi Rancangan dan Desain
- Membangun Strategi Pengembangan
- Membentuk Materi Pengetahuan (Buku, artikel, jurnal, pakar)
- Representasi pengetahuan - Merancang basis pengetahuan - Merancang mesin pelacakan
- Penulisan program
- Instalasi, demo, implementasi sistem
- Keamanan
- Dokumentasi
- Integrasi dan pengujian kasus - Penerimaan oleh pengguna
-Pengujian sistem -Verifikasi kinerja sistem -Operasionalisasi
Dengan mengacu pada tujuan penelitian yaitu membuat aplikasi sistem pakar diagnosa hama dan penyakit tanaman bawang merah, maka diperlukan tahapan-tahapan dalam melakukan implementasi dan evaluasi terhadap sistem sesuai dengan metode yang digunakan dalam penelitian, yaitu ESDLC (Expert System Development Life Cycle). Tahapan-tahapan tersebut juga dapat dijadikan tolak ukur dalam menilai keberhasilan penelitian ini.
1. Implementasi Sistem 1.1.Penulisan program
Pembuatan program dilakukan sesuai dengan perancangan dan desain yang telah dibuat sebelumnya. Program juga dibuat agar mudah dalam melakukan penyandian terhadap pengetahuan-pengetahuan yang terdapat dalam knowledge base dengan menggunakan pendekatan berbasis aturan (rule base reasoning) dan forward chaining sebagai teknik inferensinya.
1.2.Instalasi, Penerapan Sistem dan Training
Instalasi program dilakukan pada salah satu tempat praktek (tempat penelitian) disertai dengan melakukan demo dihadapan dua orang pakar yang pengetahuannya telah diakuisisi dan beberapa orang dari salah satu kelompok tani di Kabupaten Brebes, kemudian dilanjutkan dengan penerapan sistem serta training kepada salah satu pegawai Dinas Pertanian Tanaman Pangan Dan Hortikultura Kabupaten Brebes yang ditunjuk sebagai Administrator.
1.3.Keamanan Sistem Komputer
Keamanan sistem komputer harus memenuhi beberapa aspek agar data dapat terlindungi dari orang yang tidak berhak menggunakan, sehingga mencegah penyisipan dan penghapusan data (manipulasi data dari luar sepengetahuan yang berhak), diantaranya (Ariyus, 2006):
1. Confidentiality : Usaha untuk menjaga informasi dari orang-orang yang tidak berhak mengakses.
2. Privacy : merupakan lebih kearah data-data yang sifatnya privat (pribadi). 3. Integrity : Bahwa informasi tidak boleh diubah tanpa seizin pemilik informasi.
4. Authentication : Berhubungan dengan metode atau cara untuk menyatakan bahwa informasi betul-betul asli dan tidak ada yang bisa merubah jika tidak memiliki hak untuk merubah.
5. Availability : Berhubungan dengan ketersediaan data dan informasi ketika dibutuhkan. 6. Access control : Aspek ini berhubungan dengan cara pengaturan akses kepada informasi.
Keamanan aplikasi sistem pakar yang telah dihasilkan pada penelitian ini telah memenuhi beberapa aspek tersebut, karena aplikasi telah dilengkapi dengan pengisian user id dan password (yang telah teregistrasi oleh Administrator) sebelum menggunakannya, aplikasi juga akan menghentikan prosesnya jika dalam pengisian user id dan password terjadi kesalahan sampai tiga kali.
1.4.Dokumentasi
Dokumentasi digunakan untuk mengarsip data-data pada aplikasi tersebut agar ketika terjadi kerusakan pada data dan sistem masih ada file cadangan yang tersedia, pendokumentasian dilakukan dengan :
1.Dokumentasi terhadap sistem, yaitu dengan menyimpan file asli sistem (yang belum terinstall) pada drive lain atau pada piringan CD.
2.Dokumentasi terhadap hasil diagnosa, yaitu dengan mencetak hasil diagnosa yang telah dilakukan.
1.5.Integrasi
Pengujian integrasi adalah teknik untuk mengkontruksi struktur pogram dengan melakukan pengujian untuk mengungkap kesalahan sehubungan dengan menggabungkan modul-modul secara bersama-sama. Integrasi dilakukan dengan pendekatan top-down terhadap struktur program. Modul diintegrasikan dengan menggerakkan ke bawah melalui hirarki kontrol yang dimulai dari modul menu utama. Kemudian sub program terhadap menu utama digabungkan ke dalam struktur dengan cara depth-first.
1.6.Pengujian Kasus
dan Kata Sandi. Terdapat 3 Pengujian dalam pengujian kasus, yaitu : Pengujian setiap menu pada aplikasi, pengujian proses tanya jawab dan pengujian modifikasi terhadap basis pengetahuan.
2. Evaluasi
2.1. Pengujian Sistem
Pengujian sistem merupakan elemen kritis dari jaminan kualitas perangkat lunak dan merepresentasikan kajian pokok dari spesifikasi, desain dan pengkodean. Dalam penelitian ini pengujian sistem dilakukan dengan melakukan pengujian black-box terhadap semua fungsi dalam aplikasi, salah satunya pengujian black-box menu Log-In sebagai berikut :
Tabel 5.1. Penjelasan Pengujian Black-Box Menu Log In
field input output keterangan
Username & password
Null (gb 1) Error message (gb 2) Ditolak Username &
password
Data != db (gb 3) Error message (gb 4) Ditolak Username &
password
Alphanumerik,data=db Valid (gb 5) Diterima
Gb 1 Gb 2 Gb 3
Gb 4
Gb 5
Gambar 5.4. Pengujian Black Box Menu Log In 2.2. Verifikasi Kinerja Sistem
Verifikasi kinerja sistem merupakan aspek validasi sistem pakar yang menyatakan sejauh mana peranan sistem pakar dapat diterapkan dalam menyelesaikan permasalahan. Verifikasi kinerja sistem dilakukan dengan melakukan pengujian terhadap hasil pendiagnosaan dengan cara membandingkan hasil diagnosa pakar dengan aplikasi sistem pakar dan melakukan evaluasi sistem dengan cara membagikan kuisioner kepada pakar dan pengguna aplikasi sistem pakar.
2.3. Evaluasi Sistem
Tujuan evaluasi sistem adalah untuk mengetahui sejauh mana hasil dari aplikasi sistem pakar bermanfaat dan untuk menjamin bahwa sistem baru dapat memberikan hasil sesuai dengan yang diharapkan. Untuk itu dilakukan tes menggunakan kuisioner yang terdiri dari 10 responden yaitu 2 orang pakar, 6 orang petani dari Kelompok Tani Bahagia I Desa Banjaratma, Kecamatan Bulakamba, Kabupaten Brebes dan 2 masyarakat umum.
a. setuju, b. ragu-ragu atau c. tidak setuju.
1. Kelompok I : User Friendly atau kemudahan dalam penggunaan 2. Kelompok II : Meningkatkan dan menambah pengetahuan 3. Kelompok III : Mempermudah dan mempercepat diagnosa 4. Kelompok IV : Dapat digunakan sebagai sistem pembelajaran
5. Kelompok V : Dapat dan mudah dikembangkan bila ada pengetahuan baru 6. Kelompok VI : Jawaban sesuai dengan pertanyaan yang ada.
Tabel 5.2. Hasil Kuisioner terhadap Evaluasi Sistem Pertanyaan
Berdasarkan tahapan evaluasi dalam ESDLC (Expert System Development Life Cycle), maka dengan mengacu pada pada Tabel 4.7. dapat diambil suatu kesimpulan bahwa sistem yang telah dihasilkan dalam penelitian ini dapat bermanfaat guna proses pendiagnosaan hama dan penyakit tanaman bawang merah serta telah sesuai dengan apa yang telah diharapkan.
2.4. Operasionalisasi dan Pemeliharaan Sistem
Operasionalisasi dilakukan di salah satu tempat penelitian yaitu di Dinas Pertanian Tanaman Pangan dan Hortikultura Kabupaten Brebes dan selanjutnya dilakukan di Laboratorium Pengamatan Hama dan Penyakit Pemalang serta di berbagai tempat kelompok tani dengan cara menerapkan aplikasi sistem pakar tersebut pada perangkat keras komputer. Sedangkan pemeliharaan sistem dilakukan dengan pemeriksaan periodik terhadap data (knowledge) pada aplikasi tersebut, namun dikarenakan keterbatasan waktu maka penelitian tidak sampai pada pemeliharaan sistem.
KESIMPULAN
Kesimpulan dari Sistem Pakar untuk mendiagnosa hama dan penyakit pada tanaman bawang merah sebagai berikut :
1. Aplikasi sistem pakar ini dapat mendiagnosa hama dan penyakit pada tanaman bawang merah beserta solusinya berdasarkan gejala - gejala yang ada.
2. Sistem Pakar pendiagnosa hama dan penyakit pada tanaman bawang merah ini dapat melakukan pencarian jenis hama dan penyakit beserta keterangan dan solusinya dengan cepat dan efesien dengan memilih gejala - gejala yang ada pada sistem tersebut.
3. Sistem pakar ini juga bisa digunakan sebagai alternatif lain dalam mendiagnosa hama dan penyakit pada tanaman bawang merah.
4. Sistem pakar ini juga dapat memasyarakatkan pengetahuan, pemahaman dan pengalaman dari seorang pakar mengenai pendiagnosaan hama dan penyakit pada tanaman bawang merah.
PUSTAKA
Alasgarova, Aygun & Leyla Muradkhanli. 2008. Expert System For Decision Making Problem In Economics. International Journal "Information Technologies and Knowledge.
Ariyus, Dony.2006.Computer Security, Edisi 1. Yogyakarta:Andi.
Baur Gregory R. & Pigford D.V. 1990. Expert System For Business : Concept and Implementations, Boyd & Fraser Publishing Company, Boston-USA.
Bultman, Arne; Kuipers, Joris; van Harmelen, Frank. 2000, Maintenance of KBS's by Domain Experts, The Holy Grail in Practice.
Durkin, Jhon. 1994. Expert System Design and Development. Prentice Hall International, New Jersey.
Giarattano, Joseph, Riley, Gary. 2005, Expert Systems Principles and Programming, Boston : PWS-KENT Publishing Company.
Hendrik Antonius & Riskadewi. 2005. Penerapan Sistem Pakar Forward Chaining Berbasis Aturan Pada Pengawasan Status Penerbangan. INTEGRAL, Vol. 10 No. 3, Bandung : Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Katholik Parahyangan.
Ignizio, James P. 1991. Introduction To Expert Systems : The Development and Implementation of Rule Based Expert System. McGraw-Hill International Editions.
Kr. Sarma Shikhar, Kh. Robimdro Singh & Abhijeet Singh. An Expert System for diagnosis of diseases in Rice Plant. International Journal of Artificial Intelligence, Volume 1, Issue 1. India : Department of Computer Science, Gauhati University.
Kusumadewi, Sri.Artificial Intelligence(Teknik dan Aplikasinya). Graha Ilmu. Yogyakarta.2003 McLeod, Raymond.Jr. 1995. Management Information System. Sixth Edition. Prentice Hall.Inc, New Jersey.
OGAI Harutoshi, Takatugu UEYAMA, Hiroshi SATO, Yoichi MISHIMA dan Shinichi ITONAGA. 1990. An Expert System For Quality Diagnosis of Glass Films on Silicon Steels. Volume 30 Nomor 2. ISIJ International.
Turban, Efraim, E Aronson.2001. Decision Support Systems and Intelligence System. Sixth Edition. Pearson Education, New Jersey.
