Dinamika sistem

Dinamika sistem (Bahasa Inggris: System dynamics) adalah suatu metode pemodelan yang diperkenalkan oleh Jay Forrester pada tahun 1950-an dan dikembangkan di Massachusetts Institute of Technology Amerika. Sesuai dengan namanya, penggunaan metode ini erat berhubungan dengan pertanyaan-pertanyaan tentang tendensi-tendensi dinamik sistem-sistem yang kompleks, yaitu pola-pola tingkah laku yang dibangkitkan oleh sistem itu dengan bertambahnya waktu. Asumsi utama dalam paradigma dinamika sistem adalah bahwa tendensi-tendensi dinamik yang persistent (terjadi terus menerus) pada setiap sistem yang kompleks bersumber dari struktur kausal yang membentuk sistem itu. Oleh karena itulah model-model dinamika sistem diklasifikasikan ke dalam model matematik kausal (theory-like).

Prinsip-prinsip

Metodologi dinamika sistem pada dasarnya menggunakan hubungan-hubungan sebab-akibat (causal) dalam menyusun model suatu sistem yang kompleks, sebagai dasar dalam mengenali dan memahami tingkah laku dinamis sistem tersebut. Dengan perkataan lain, penggunaan metodologi dinamika sistem lebih ditekankan kepada tujuan-tujuan peningkatan pengertian kita tentang bagaimana tingkah laku sistem muncul dari strukturnya. Persoalan yang dapat dengan tepat dimodelkan menggunakan metodologi dinamika sistem adalah masalah yang:

• mempunyai sifat dinamis (berubah terhadap waktu); dan
• struktur fenomenanya mengandung paling sedikit satu struktur umpan- balik (feedback structure).

Menurut Sterman (1981) prinsip-prinsip untuk membuat model dinamik dengan ciri-ciri seperti yang diuraikan di atas adalah sebagai berikut:

1. keadaan yang diinginkan dan keadaan yang sebenarnya terjadi harus dibedakan di dalam model;
2. adanya struktur stok dan aliran dalam kehidupan nyata harus dapat direpresentasikan di dalam model;
3. aliran-aliran yang berbeda secara konseptual, di dalam model harus dibedakan;
4. hanya informasi yang benar-benar tersedia bagi aktor-aktor di dalam sistem yang harus digunakan dalam pemodelan keputusannya;
5. struktur kaidah pembuatan keputusan di dalam model haruslah sesuai (cocok) dengan praktik-praktik manajerial; dan
6. model haruslah robust dalam kondisi-kondisi ekstrem.

Mengenai robust-nya sebuah model, menurut Sterman sejumlah pengujian tertentu perlu dilakukan terhadap sehingga pada gilirannya akan meningkatkan keyakinan pengguna terhadap kemampuan model di dalam mengungkapkan sistem yang diwakilinya. Keyakinan ini menjadi dasar bagi kesahihan model. Bila kesahihan model telah dapat dicapai, simulasi selanjutnya dapat digunakan untuk merancang kebijakan-kebijakan yang efektif.

Struktur dan Hubungan Dalam Model

Suatu model dinamika sistem dibentuk karena adanya hubungan sebab-akibat (causal) yang memengaruhi struktur di dalamnya baik secara langsung antar dua struktur, maupun akibat dari berbagai hubungan yang terjadi pada sejumlah struktur, hingga membentuk umpan-balik (causal loop). Struktur umpan-balik ini merupakan blok pembentuk model yang diungkapkan melalui lingkaran-lingkaran hubungan sebab-akibat dari variabel-variabel yang melingkar secara tertutup.

Ada 2 (dua) macam hubungan kausal, yaitu

1. hubungan sebab-akibat positif; dan
2. hubungan sebab-akibat negatif.

Ada 2 (dua) macam umpan-balik, yaitu:

1. umpan-balik positif (growth); dan
2. umpan –balik negatif (goal seeking).

Dalam merepresentasikan aktivitas dalam suatu lingkar umpan-balik, digunakan dua jenis variabel utama yang disebut sebagai stok dan aliran (level and rate atau dikenal juga dengan sebutan stock and flow). Stok menyatakan kondisi sistem pada setiap saat. Dalam kerekayasaan (engineering) stok sistem lebih dikenal sebagai state variable system. Stok merupakan akumulasi di dalam sistem. Persamaan suatu variabel rate merupakan suatu struktur kebijaksanaan yang menjelaskan mengapa dan bagaimana suatu keputusan dibuat berdasarkan kepada informasi yang tersedia di dalam sistem. Aliran adalah satu-satunya variabel dalam model yang dapat memengaruhi stok.

Melengkapi variabel stok dan aliran, dalam memodelkan dinamika sistem dikenal juga variable lain auxilary, konstanta (constant) dan tundaan (delay). Auxilary merupakan variabel yang bisa berubah seiring dengan waktu, perubahannya dapat disebabkan atas hubungan-hubungan sebab-akibat yang terjadi antara variabel dalam model ataupun akibat variabel dari luar secara independen. Konstanta merupakan variabel dengan nilai tetap yang tidak berubah sepanjang waktu. Sedangkan tundaan adalah variabel waktu pada perilaku perubahan yang tidak serta-merta (tertunda) atas proses yang terjadi dalam hubungan-hubungan antar struktur hingga memengaruhi perilaku model.

Penggunaan

Pada mulanya Forrester menerapkan metodologi dinamika sistem untuk memecahkan persoalan-persoalan yang terdapat dalam industri (perusahaan). Model-model dinamika sistem pertama kali ditujukan kepada permasalahan manajemen yang umum seperti fluktuasi inventori, ketidakstabilan tenaga kerja, dan penurunan pangsa pasar suatu perusahaan (lihat Forrester 1961). Perkembangannya terus meningkat semenjak pemanfaatannya dalam persoalan sistem-sistem sosial yang sangat beragam, yang dilakukan dan dimanfaatkan oleh pemegang kebijakan.

Pemanfaatan Perangkat Lunak

Pembuatan model dinamika sistem umumnya dilakukan dengan menggunakan perangkat lunak yang memang dirancang khusus. Perangkat lunak tersebut seperti Powersim, Vensim, Stella, dan Dynamo. Dengan perangkat lunak tersebut model dibuat secara grafis dengan simbol-simbol atas variabel dan hubungannya. Namun tidak menutup kemungkinan sebuah perangkat lunak yang dapat mengolah operasi matematis jenis spreadsheet seperti Microsoft Excel atau Lotus juga bisa dimanfaatkan untuk kebutuhan pembuatan model dinamika sistem.

Perkembangan Dinamika Sistem di Indonesia

Di Indonesia, salah satu lembaga pendidikan yang mengajarkan dinamika sistem adalah Institut Teknologi Bandung (ITB). Di ITB dinamika sistem diberikan melalui Mata Kuliah Pemodelan pada Program Magister Studi Pembangunan (S2). Selain itu ITB juga membuka peluang untuk mempelajari dinamika sistem melalui jalur kursus. Pada bidang cabang ilmu transportasi, dinamika sistem diberikan melalui mata kuliah Pemodelan Transportasi Laut pada jurusan Transportasi Laut (S1), Sistem Informasi(S1, S2, S3) pada pemodelan dan simulasi sejak 2006, dan Teknik Sistem dan Industri yang ada di lembaga pendidikan Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS), dan pada mata kuliah Dynamic System and Modeling di jurusan Sistem Informasi Bisnis (SIB) Institut Sains dan Teknologi Terpadu Surabaya (ISTTS) sejak 2021.

Khusus untuk Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS), sejak 2020, Departemen Studi Sistem Informasi telah memiliki Professor Pemodelan Sistem Dinamik bernama Prof. Erma Suryani, S.T., M.T., Ph.D., yang dikukuhkan pada 14 April 2021 .

Selain itu terdapat lembaga swasta yang mengajarkan dan mempopulerkan dinamika sistem yaitu System Dynamics Center (SDC), SDC bekerja sama dengan universitas-universitas di Indonesia untuk mengembangkan dan mempopulerkan pemodelan dinamika sistem dengan tujuan membangun indonesia dengan skenario terbaik.

Pranala luar

Organisasi

• The System Dynamics Society
• MIT System Dynamics Group Diarsipkan 2005-08-30 di Wayback Machine.
• University of Bergen System Dynamics Group Diarsipkan 2008-12-31 di Wayback Machine.

Artikel

• U.S. Department of Energy's Introduction to System Dynamics Diarsipkan 2010-04-17 di Wayback Machine.
• Desert Island Dynamics "An Annotated Survey of the Essential System Dynamics Literature"
• (Indonesia)System Dynamics Resume Catatan Mata Kuliah "Pemodelan" pada Program Magister Studi Pembangunan ITB (2007-2008)