Analisis Perancangan Arsitektur Sistem Pakar Penyakit
Padi di Sleman Yogyakarta
Febrianta Surya Nugraha*1, Febryan Hari Purwanto2, Mayadi3, Miftahul Huda4, Muhammad Misbahul Munir5, Riski Tri Puji6, Ema Utami7
1, 7Magister Teknik Informatika Universitas AMIKOM Yogyakarta, 2Akademi Farmasi Al-Fatah Bengkulu,3STMIK Bumigora Mataram,
4SMA YPM Diponegoro Kutai Kartanegara ,5Primemobile Yogyakarta,6Creatia Indonesia
E-mail:1ubingg@gmail.com,2[email protected],3[email protected], 4[email protected],5[email protected],6[email protected],
7
Abstrak
Pertanian di Indonesia khususnya pertanian padi merupakan salah satu sektor penting karena mayoritas masyarakat Indonesia adalah masyarakat yang mengkonsumsi makanan pokok nasi Penyakit pada tanaman padi merupakan salah satu faktor menurunnya hasil panen. Kurangnya penyuluh pertanian di daerah sleman yogyakarta ikut berpengaruh dalam kurang efektifnya perkembangan pertanian. Perancangan atau pembuatan sistem pakar dengan tema penyakit padi sudah banyak dibuat, akan tetapi sistem pakar masih belum memperhatikan target pengguna maupun pihak terkait didalam pengembangan sistem pakar di bidang pertanian. Tahapan dari penelitian ini antara lain yaitu identifikasi masalah yang berkaitan dengan penyakit padi, analisis pengguna dan pihak terkait, analisis perancangan fitur tambahan sistem pakar, perancangan sistem pakar penyakit padi, dan analisis kelebihan maupun kekurangan rancangan sistem pakar penyakit padi. Pada penelitian ini mencapai rancangan arsitektur sistem pakar penyakit padi yang terdiri dari struktur menu, diagram alur diagnosa, relasi tabel, pohon keputusan, rancangan arsitektur jaringan, rancangan antar muka sistem, dan analisis kelebihan dan kekurangan rancangan sistem pakar penyakit padi.
Kata Kunci—Sistem Pakar, Penyakit Padi, Aplikasi Berbasis Web, Forward Chaining
Abstract
Agriculture in Indonesia, especially rice farming is one of important sectors because the majority of Indonesian people are the people who consume rice as their staple food. Rice disease is one of the factors decreasing yields. The lack of agricultural extension in the area of Sleman Yogyakarta takes effect in less effectiveness of agricultural development. The design or development of the expert system with the theme of rice disease has been a lot made, but developers still have not included the target users and stakeholders in the development of agriculture expert systems. The stages of this research are the identification of problems related to rice diseases, user and stakeholder analysis, analysis design of the additional features expert system, design of rice diseases expert system, and analysis of strengths and weaknesses of rice diseases expert system design. This research reaches the architectural design of rice diseases expert system that consists of the menu structure, diagnosis flowchart, table relation, decision tree, network architecture design, interface system design and analysis of strengths and weaknesses of rice diseases expert system design.
1. PENDAHULUAN
Pertanian di Indonesia khususnya pertanian padi merupakan salah satu sektor penting karena mayoritas masyarakat Indonesia adalah masyarakat yang mengkonsumsi makanan pokok nasi. Kota Sleman Yogyakarta pada tahun 2015 menghasilkan 326.819 ton padi, meningkat dari tahun sebelumnya yaitu 312.981 ton pada tahun 2014 [1]. Meskipun mengalami peningkatan, hama padi masih menjadi momok bagi petani. Hama adalah segala jenis hewan atau binatang yang merusak tumbuhan serta merugikan manusia dari segi ekonomi.
Kepala Dinas Pertanian Pangan dan Perikanan (DPPP) Sleman Widi Sutikno mengatakan, saat ini jumlah penyuluh pertanian sebanyak 65 orang sementara jumlah desa di Sleman sebanyak 86 desa. Kondisi penyuluh pertanian, perikanan dan lainnya di Sleman saat ini kurang memadai. Padahal, untuk memajukan pertanian di suatu daerah, idealnya satu desa memiliki satu penyuluh [2]. Untuk meningkatkan sektor pertanian di daerah Sleman, peran penyuluh pertanian sangatlah penting khususnya sebagai educator bagi petani. Hasil-hasil penelitian dibidang pertanian akan dapat tersampaikan dan terimplementasikan oleh petani apabila penyuluh pertanian dapat menyampaikan informasi maupun pengetahuan kepada petani untuk menghilangkan penggunaan insting maupun ajaran turun-temurun nenek moyang dalam pemberantasan hama maupun pengobatan tanaman padi.
Sistem pakar adalah sistem komputer yang ditujukan untuk meniru semua aspek (emulates) kemampuan pengambilan keputusan (decision making) seorang pakar. Sistem pakar memanfaatkan secara maksimal pengetahuan khusus selayaknya seorang pakar untuk memecahkan masalah [3].
Beberapa penelitian yang dijadikan tinjauan pustaka dalam penelitian ini adalah Azizah et all (2013) yang berjudul Rancang Bangun Aplikasi Sistem Pakar Diagnosa Penyakit Tanaman Padi Berbasis Web [4] dengan hasil pengembangan sistem dirancang dengan berbasis aturan dengan metode inferensi forward chaining dan backward chaining serta diimplementasikan berbetuk web untuk memberikan kemudahan akses bagi pengguna.Yulianto et al (2015) yang berjudul Model Sistem Pakar Diagnosa Hama Tanaman Padi Untuk Memberikan Solusi Penanggulangan [5] dengan hasil model alat bantu yang akan dibuat adalah model sistem pakar menggunakan metode inferensi forward chaining yang menjadi alternatif sebagai pengganti penyuluhan yang mengatasi hama dan memberikan solusi penanggulangan dengan 10 hama utama tanaman padi di Indonesia. Pada penelitan tersebut belum memperlihatkan rancangan sistem pakar yang akan dibangun. Saepulloh et al (2016) yang berjudul Pengembangan Sistem Pakar Diagnosis Penyakit dan Hama pada Tanaman Padi Varietas Sarinah Berbasis Android [6] dengan hasil sistem pakar dengan menggunakan metode inferensiforward chaining ini khusus mendiagnosis hama dan penyakit pada tanaman padi serta memberikan informasi mengenai solusi pengobatan atau penanggulangan pada serangan hama dan penyakit yang telah berhasil diuji dengan metode Black Box dan telah divalidasi oleh pakar tanaman padi. Pada penelitian tersebut hanya terbatas pada pengguna dengan menggunakan telepon seluler dengan sistem operasi android. Pratama et al (2012) yang berjudul Sistem Pakar Untuk Mendiagnosis Hama Dan Penyakit Tanaman Padi [7] dengan hasil sistem pakar yang dibuat dengan menggunakan Microsoft Visual Basic 6.0 dapat menghasilkan solusi yang dibutuhkan sesuai dengan gejala yang diinputkan pengguna dan adanya pembatasan hak akses yang dilakukan oleh sistem yang dimaksud agar pengetahuan yang ada dalam sistem hanya dapat diubah oleh pakar. Kekurangan dalam penelitan tersebut adalah sistem pakar yang dibangun hanya dapat berjalan pada komputer ataunotebookdengan sistem operasi Windows.
banyak dibangun atau dirancang dengan memperhatian pihak yang terkait maupun masalah yang mungkin muncul pada sistem pakar penyakit padi.
2. METODE PENELITIAN
Selain mengumpulkan data tentang penyakit padi baik dari pakar maupun buku, penelitian ini juga mempelajari sistem maupun jurnal yang telah dibuat dengan tema serupa. Dari hasil pembelajaran jurnal maupun sistem, muncul masalah-masalah yang menjadi dasar penelitian ini yaitu bagaimanakah rancangan arsitektur sistem pakar jika dibuat berdasarkan analisis pengguna dan pihak terkait maupun masalah lain yang berhubungan dengan penyakit padi. Sistem pakar maupun jurnal yang dipelajari dipilih kemudian dianalisis bagaimana kelebihan maupun kekurangan sistem sebagai bekal pengembangan perancangan sistem. Kerangka kerja pada penelitian ini dapat dilihat pada gambar 1 berikut ini.
Gambar 1. Kerangka Kerja Penelitian
3. HASIL DAN PEMBAHASAN 3.1. Analisis Pengguna dan Pihak Terkait
3.1.1. Petani
Menurut data sensus pertanian tahun 2013 dari badan pusat statistik, petani di Yogyakarta berjumlah 495.871. Rincian tabel data petani berdasarkan umur dapat dilihat pada tabel 1 berikut ini [8].
Tabel 1.Petani Berdasarkan Kelompok Umur dan Jenis Kelamin
Kelompok Umur Jenis Kelamin Petani Utama
Laki-laki Perempuan Jumlah
<15 15 3 18
15-24 901 177 1,078
25-34 24,243 2,226 26,469
35-44 86,719 8,634 95,353
45-54 119,532 15,792 135,324
55-64 98,205 19,068 117,273
65+ 89,160 31,106 120,266
JUMLAH 418,775 77,006 495,781
Berdasarkan tabel diatas, petani didominasi oleh kelompok umur 45 sampai 65 tahun keatas. Mayoritas petani di Yogyakarta yang berumur tua dapat diasumsikan kurang memahami teknologi informasi. Atas dasar ini diperlukannya pihak luar sebagai perantara yaitu penyuluh pertanian, KUD dan toko pertanian supaya petani yang tidak memahami teknologi masih dapat merasakan manfaat dari penggunaan sistem pakar pada penyakit padi.
3.1.2. KUD (Koperasi Unit Desa) dan Toko Pertanian
Analisis kelebihan dan kekurangan rancangan sistem pakar penyakit padi Perancangan sistem pakar penyakit padi
Analisis perancangan fitur tambahan pada sistem pakar penyakit padi Analisis pengguna dan pihak terkait pada sistem pakar penyakit padi
KUD pertanian dan toko pertanian dijadikan pengguna alternatif untuk membantu petani dalam penyaluran informasi tentang penyakit padi dari sistem pakar. Selain sebagai pengguna, KUD dan toko pertanian juga dapat berpartisipasi langsung kedalam sistem pakar dengan menyediakan daftar dan harga obat pada penyakit padi yang akan diinputkan kedalam sistem oleh admin sistem.
3.1.3. Dinas Pertanian
Dinas Pertanian sebagai badan yang bertanggung jawab pada bidang pertanian mempunyai dua peran, yaitu sebagai pakar penyakit padi maupun informasi terkait pertanian padi dan penyuluh pertanian sebagai educator maupun penyalur sistem pakar ke petani. Peran penyuluh pertanian didalam rancangan arsitektur ini sangat vital, selain mengedukasi penyuluh pertanian sebagai penyalur juga bertugas untuk mensosialisasikan sistem pakar kepada petani. Sistem pakar penyakit padi mempunyai manfaat meringankan tugas penyuluh pertanian dalam mengidentifikasi masalah penyakit padi dan menghilangkan kesalahan penyampaian baik informasi tentang penyakit maupun diagnosa penyakit padi.
3.1.4. BMKG (Badan Meteorologi, Klimatologi, dan Geofisika)
Peranan BMKG dalam sistem adalah penyedia data dan analisis perkiraan hujan bulanan, ketersediaan air tanah, perkiraan musim, dan informasi cuaca yang akan diolah oleh admin sistem menjadi prediksi-prediksi yang berhubungan dengan pertanian.
3.2. Analisis Perancangan Fitur Sistem
Permasalahan yang muncul dan fitur-fitur pendukung pada sistem pakar penyakit padi dapat dilihat pada tabel 2 berikut ini.
Tabel 2. Tabel identifikasi Masalah dan Fitur
No Masalah Fitur
1 Petani tidak mengetahui lokasi toko dan harga obat
4 Cuaca dan musim yang tidak menentu Prediksi cuaca dan musim
3.3. Perancangan Sistem
Gambar 2. Gambaran Umum Rancangan Sistem Pakar Penyakit Padi
Pakar dinas pertanian memindahkan pengetahuan tentang ciri-ciri dan diagnosa penyakit padi, pengobatan dan penanggulangan penyakit padi dan metode-metode baru bidang pertanian kedalam sistem pakar. KUD dan toko pertanian memasukan data daftar nama obat atau pestisida berserta harga untuk penyakit padi dan alamat toko kedalam sistem pakar. Sistem mengambil data-data tentang perkiraan cuaca maupun iklim dariwebsiteBMKG. Keluaran atau outputsistem pakar kepada pengguna meliputi diagnosa penyakit padi, daftar penyakit berserta cara pengobatan, penanggulangan maupun pencegahan, peta lokasi toko pertanian, harga obat, informasi ramalan cuaca dan berita maupun informasi tentang pertanian. Pengguna terdiri dari petani, penyuluh pertanian, KUD dan toko pertanian.
3.3.1. Metode Pengembangan Sistem
Metode pengembangan sistem pakar penyakit padi ini menggunakan metodewaterfall. Metode air terjun atau yang sering disebut metode waterfall sering dinamakan siklus hidup klasik (classic life cycle), dimana hal ini menggambarkan pendekatan yang sistematis dan juga berurutan pada pengembangan perangkat lunak, dimulai dengan spesifikasi kebutuhan pengguna lalu berlanjut melalui tahapan-tahapan perencanaan (planning), permodelan (modeling), konstruksi (construction), serta penyerahan sistem ke para pelanggan atau pengguna (deployment), yang diakhiri dengan dukungan pada perangkat lunak lengkap yang dihasilkan [9].
Pemilihan platform pengembangan sistem didasarkan atas kriteria-kriteria tertentu, yaitu kemudahan akses perangkat keras yang berbeda jenis, mudah untuk digunakan, tidak bergantung pada sistem operasi tertentu, dan mudah untuk diintegrasi ke sistem lain. Berdasarkan kriteria yang telah disebutkan, maka dipilihlah sistem pakar yang akan dibangun dengan berbasis web.
Sistem pakar akan menggunakan penalaran berbasis aturan (Rule-Based Reasoning) untuk mempermudah dalam merepresentasikan pengetahuan penyakit padi ke dalam sistem. Teknik inferensi yang digunakan adalahforward chaining. Penggunaan teknik inferensiforward chaining digunakan karena data penyakit padi yang tergolong masih sedikit dan mudah mempermudah dalam pembuatan aturan di dalam sistem pakar penyakit padi.
3.3.2. Analisis Kebutuhan Fungsional Sistem
Kebutuhan fungsional sistem baik untuk pengguna maupun admin sistem antara lain sebagai berikut.
1. Sistem dapat mendiagnosa penyakit padi sesuai dengan ciri-ciri penyakit yang dimasukkan oleh pengguna.
2. Sistem dapat menampilkan ciri-ciri penyakit sesuai dengan pilihan penyakit yang dimasukan oleh pengguna.
3. Sistem dapat menyampaikan informasi lokasi toko dan harga obat. 4. Sistem dapat menerima dan menyimpan chat dari pengguna.
5. Sistem dapat menyampaikan informasi tentang prediksi cuaca dan musim. 6. Admin dapat merubah, memasukan, dan menghapus data pada sistem. 3.3.3. Perancangan Sistem Pakar
Pada menu beranda, pengguna dan admin dapat melihat 5 berita maupun informasi terbaru dan informasi prediksi cuaca dan iklim. Pada menu diagnosa, pengguna dapat melakukan diagnosa penyakit padi yaitu memilih gejala yang timbul pada tanaman padi untuk diproses kemudian akan ditampilkan hasil diagnosa penyakit, cara penanggulangan dan pengendalian beserta daftar obat yang bisa digunakan. Apabila daftar obat di klik maka akan menuju halaman daftar harga dan lokasi obat. Pada menu Berita dan Informasi pengguna dapat melihat berita dan informasi yang berkaitan dengan pertanian khususnya tanaman padi, informasi kegiatan, bantuan, penyuluhan yang dapat diikuti atau infomasi lainnya yang berkaitan dengan teknologi pertanian.
Pada menu daftar penyakit, pengguna dapat melihat daftar penyakit pada padi serta cara pengendalian dan penanggulangannya serta menampilkanlinkdaftar obat yang bisa digunakan, jika obat diklik akan menampilkan detail obat, cara penggunaan, harga obat dan lokasi penjualan obat tersebut. Pada menu Harga dan lokasi obat, pengguna dapat melihat lokasi toko dan daftar obat pada toko yang dipilih. Pada tampilan kontak pengguna dan admin dapat saling bertukar chat sebagai media komunikasi bagi pengguna untuk menyampaikan saran atau menanyakan informasi lebih lanjut. Pada tutorial dan FAQ, pengguna dapat melihat daftar pertanyaan yang umum berserta jawaban dan video tutorial penggunaan sistem pakar.
Gambaran diagram alur pada sistem pakar penyakit padi dapat dilihat pada gambar 4 dan rancangan basis data digambarkan dengan diagram relasi tabel yang dapat dilihat pada gambar 5 berikut ini.
Gambar 5. Diagram Relasi Tabel
3.3.4. Rancangan Penalaran Berbasis Aturan
Tabel penyakit dan tabel gejala pada sistem pakar penyakit padi dapat dilihat pada tabel 3 dan 4 berikut ini.
Tabel 3. Tabel Penyakit
P1 Tungro P2 Kerdil Rumput P3 Kerdil Hampa P4 Blast
P5 Bercak Coklat P6 Hawar Pelepah P7 Hawar Bakteri P8 Daun Jingga P9 Kerdil Kuning
Tabel 4. Tabel Gejala
G1 Tanaman kerdil
G2 Anakan berkurang / sedikit
G3 Daun menguning sampai jingga dari pucuk ke pangkal G4 Daun muda terllihat seperti mottle
G5 Daun tua seperti bintik-bintik coklat bekas ditusuk G6 Bercak bercak warna coklat
G9 Daun berwarna hijau pucat / kekuning kuningan G10 Bercak menyerang daun
G11 Anakan tumbuh tegak
G12 Daun melingkar seperti terpilin G13 Helai daun bergerigi
G14 Daun bendera robek robek / berombak ombak sepanjang pembuluh G15 Daun berwarna hijau tua
G16 Gabah yang dihasilkan hampa / kosong G17 Malai keluar sebagian
G18 Bercak berbentuk oval / elips G19 Bercak berwarna kelabu / keputihan
G20 Bercak dilingkari warna coklat / merah kecoklatan G21 Pangkal leher malai berwarna coklat keabu abuan G22 Daerah dekat leher panikel berwarna coklat G23 Bercak hitam / coklat pada kulit gabah G24 Bercak pada pelepah daun bagian bawah
G25 Bercak berwarna abu abu kehijauan / hijau keabu abuan G26 Tepi daun luka berupa garis bercak kebasahan
G27 Daun keriput dan layu seperti tersiram air panas G28 Daun menggulung dan mengering
G29 Daun berwarna abu abu keputih putihan G30 Daun tua normal, daun muda pucat klorosis G31 Daun berwarna jingga
G32 Akar tanaman lebih sedikit
G33 Daun berwarna hijau pucat / kuning pucat G34 Anakan tumbuh lemas
Gambar 6. Diagram Pohon Keputusan Sistem Pakar Penyakit Padi
3.3.5. Perancangan Arsitektur Jaringan
Rancangan arsitektur jaringan pada sistem pakar penyakit padi dapat dilihat pada gambar 7 berikut ini.
Gambar 7. Rancangan Arsitektur Jaringan
Kebutuhan perangkat lunak bagi pengguna adalah web browser dan kebutuhan perangkat keras adalah perangkat yang mendukung penggunaan web browser seperti smartphone, komputer dannotebook.
3.3.6. Perancangan Antar Muka Sistem
Gambar 8. Rancangan Antar Muka Halaman Diagnosa Penyakit Padi dan Halaman Harga Obat 3.3.7. Analisis Kelebihan dan Kekurangan Rancangan Sistem Pakar Penyakit Padi
Analisis dilakukan dengan mencari kelebihan dan kekurangan dari pemilihan metode inferensi sistem pakar, pemilihan platform pengembangan sistem, dan fitur pada sistem pakar penyakit padi. Tabel analisis kelebihan dan kekurangan rancangan dapat dilihat pada tabel 5 berikut ini.
Tabel 5. Tabel Analisis Kelebihan dan Kekurangan Rancangan
No Sistem Pakar penyakit padi Kelebihan Kekurangan 1 Penggunaanforward chaining
3 Fitur harga obat Memberikan informasi bagi petani tentang harga 4 Fitur lokasi KUD dan toko
5 Fitur chat Pengguna dapat
Kesimpulan dari penelitian ini antara lain sebagai berikut.
1. Penggunaanforward chaining pada teknik inferensi sistem pakar memudahkan pembuatan aturan pada sistem pakar, akan tetapi teknik infernsi ini kurang efisien dalam pencarian dan apabila data aturan berjumlah besar teknik infernsi ini tidak cukup handal untuk mengakomodasi aturan yang berjumlah besar.
2. PenggunaanWebsebagai platform pengembangan sistem pakar memiliki keuntungan dapat diakses oleh beragam jenis perangkat keras, akan tetapi untuk mengakses sistem pakar berbasis web membutuhkan koneksi internet.
3. Penambahan fitur harga obat dan lokasi toko pertanian membantu petani mengetahui rentang harga obat yang dibutuhkan dan memberikan alternatif dalam pemilihan toko pembelian obat. Hambatan dari fitur ini adalah perubahan harga oat penyakit padi yang dapat berubah sewaktu-waktu dan kebutuhan waktu yang lama untuk melakukan survei lokasi KUD dan toko pertanian apabila sistem diimplementasikan pada jangkauan wilayah yang luas.
4. Penambahan fitur chat dapat membantu pengguna dalam memberikan masukan saran, menanyakan informasi lebih lanjut, dan menjembatani pengguna untuk dapat berkonsultasi dengan pakar DInas pertanian Sleman Yogyakarta.
5. SARAN
Saran dari penelitian ini adalah pembuatan dan implementasi sistem pakar penyakit padi pada penelitian ini, karena dalam penelitian ini peneliti hanya melakukan perancangan sistem pakar penyakit padi. Penggunaan teknik inferensi yang lain pada sistem pakar untuk meningkatkan efisiensi dalam pencarian. Pengembangan dan penambahan fitur-fitur pendukung pada sistem pakar penyakit padi.
DAFTAR PUSTAKA
[1] Badan Pusat Statistik Kabupaten Sleman., 2016, Kabupaten Sleman Dalam Angka 2016, : http://pertanian.slemankab.go.id/core/wp-content/uploads/2015/04/Kabupaten-Sleman-Dalam-Angka-2016.pdf, diakses tanggal 16 Maret 2017.
[2] Razak, A. H., 2017, Tingkatkan Hasil Pertanian, Peran Penyuluh Swadaya Dioptimalkan,
:http://www.harianjogja.com/baca/2017/02/28/pertanian-sleman-tingkatkan-hasil-pertanian-peran-penyuluh-swadaya-dioptimalkan-797206,diakses tanggal 17 Maret 2017.
[3] Rosenelly, R., dan Utama, U. P., 2012, Sistem Pakar : Teori dan Konsep, Andi Offset, Yogyakarta.
[4] Aziah, N., Syarah, dan Setiawati, P. D., 2013, Rancang Bangun Aplikasi Sistem Pakar Diagnosa Penyakit Tanaman Padi Berbasis Web, Jurnal Computer Science Research and Its Development, Vol. 5 No. 1, 63-74, : http://csrid.potensi-utama.ac.id/index.php/CSRID/article/view/37/36.
AMIKOM Yogyakarta, Vol. 3 No. 1, 7-12, : http://ojs.amikom.ac.id/index.php/semnasteknomedia/article/view/810.
[6] Saepulloh, A., dan Fatimah, D. D. S., 2016, Pengembangan Sistem Pakar Diagnosis Penyakit dan Hama pada Tanaman Padi Varietas Sarinah Berbasis Android, Jurnal Algoritma Sekolah Tinggi Teknologi Garut, Vol. 13 No. 1, 149-156, : http://jurnal.sttgarut.ac.id/index.php/algoritma/article/view/318.
[7] Pratama, A. N., dan Sukadi, 2012, Sistem Pakar Untuk Mendiagnosis Hama Dan Penyakit Tanaman Padi,Journal Speed – Sentra Penelitian Engineering dan Edukasi,Vol. 4 No. 1, 9-17, : http://ijns.org/journal/index.php/speed/article/view/1231.
[8] Badan Pusat Statistik, 2013, Jumlah Rumah Tangga Usaha Pertanian Menurut Kelompok
Umur Dan jenis Kelamin Petani Utama Tahun 2013,
http://st2013.bps.go.id/dev2/index.php/site/tabel?tid=25&wid=3400000000, diakses tanggal 16 Maret 2017.
