Sistem Pakar
Pengertian
sistem pakar (Expert System) menurut para ahli, Martin dan Oxman
(1998) Sistem berbasis komputer yang menggunakan pengetahuan, fakta, dan teknik
penalaran dalam memecahkan masalah yang biasanya hanya dapat dipecahkan oleh
seorang pakar dalam bidang tersebut. menurut Durkin sistem pakar merupakan
program komputer yang dirancang untuk memodelkan kemampuan penyelesaian masalah
yang dilakukan oleh seorang pakar. Sedangkan menurut Giarratano dan Riley
sistem pakar merupakan sistem komputer yang bisa menyamai atau meniru kemampuan
seorang pakar.
Sistem pakar merupakan sistem yang
menggunakan pengetahuan manusia yang terekam dalam komputer untuk memecahkan
persoalan yang membutuhkan keahlian manusia, selain itu sistem pakar juga bisa
berarti sistem informasi berbasis komputer yang menggunakan pengetahuan pakar
untuk mencapai performa keputusan tingkat tinggi dalam domain persoalan yang
sempit.
Sistem pakar sendiri pertama kali
dikembangkan oleh komunitas AI pada pertengahan tahun 1960. ES yang muncul
pertama kali adalah General-purpose Problem Solver (GPS) yang dikembangkan oleh
Newel dan Simon. Dan sampai saat ini sudah banyak model sistem pakar yang sudah
dibuat, misal :
Ciri-ciri sistem pakar, diantaranya :
- Dapat
digunakan dalam berbagai jenis komputer
- Memiliki
fasilitas informasi yang handal
- Terbatas
pada bidang yang spesifik
- Berdasarkan
pada rule atau kaidah tertentu
- Outputnya
bersifat nasihat atau anjuran
- Output
tergantung dari dialog dengan user
- Mudah
dimodifikasi
Keuntungan menggunakan sistem pakar antara lain :
- Memungkinkan
orang awam bisa mengerjakan pekerjaan para ahli
- Menyimpan
pengetahuan dan keahlian para pakar
- Meningkatkan
output dan produktivitas
- Menghemat
waktu dalam pengambilan keputusan
- Menigkatkan
kualitas
Kelemahan dari sistem pakar, antara lain :
- Biaya
yang diperlukan untuk membuat dan memeliharanya sangat mahal
- Sulit
dikembangkan karena pakar (orang yang ahli) sesuai bidangnya terbatas
- Tidak
100% bernilai benar
Konsep Dasar Sistem Pakar
Menurut Efraim Turban, konsep dasar sistem pakar mengandung beberapa hal
yang di antaranya:
a) Keahlian
Merupakan suatu kelebihan penguasaan pengetahuan di
bidang tertentu yang diperoleh dari pelatihan, membaca atau pengalaman. Contoh
bentuk pengetahuan ; Strategi-strategi global untuk menyelesaikan masalah
b) Ahli (Pakar)
Merupakan seseorang yang memiliki pengetahuan,
penilaian, pengalaman, metode tertentu, serta mampu menerapkan keahlian dalam
memberikan advise untuk pemecahan persoalan, serta mampu menjelaskan suatu
tanggapan, mempelajari hal-hal baru seputar topik permasalahan, mengenali &
merumuskan permasalahan, menyusun kembali pengetahuan jika dipandang perlu,
memecah aturan-aturan jika dibutuhkan, dan mampu menentukan relevan tidaknya
keahlian mereka.
c) Pengalihan Keahlian
Merupakan pengalihan keahlian dari para ahli ke
komputer untuk kemudian dialihkan lagi ke orang lain yang bukan ahli, dimana
pengetahuan yang disimpan di komputer ini disebut dengan nama basis
pengetahuan. Ada 2 tipe pengetahuan, yaitu: fakta dan prosedur (biasanya berupa
aturan).
d) Inferensi
Kemampuan untuk melakukan penalaran dengan menggunakan
pengetahuan yang ada untuk menghasilkan suatu kesimpulan atau hasil akhir.
dengan menggunakan motor interafe yang merupakan permodelan proses berfikir dan
bernalar layaknya manusia.
e) Aturan
Sebagian besar sistem pakar dibuat dalam bentuk rule-based system, dimana
pengetahuan disimpan dalam bentuk aturan-aturan yang biasanya berbentuk IF-THEN
f) Kemampuan Menjelaskan
Kemampuan untuk menjelaskan dan merekomendasi, yang membedakan sistem pakar
dengan sistem konvensional.
Diagram Struktur Sistem Pakar
Struktur Sistem Pakar
Sistem pakar disusun oleh
dua bagian utama, yaitu lingkungan pengembangan (development environment) dan lingkungan konsultasi (consultation environment) (Turban,
1995). Lingkungan pengembangan system pakar digunakan untuk memasukkan
pengetahuan pakar ke dalam lingkungan sistem pakar, sedangkan lingkungan
konsultasi digunakan oleh pengguna yang bukan pakar guna memperoleh pengetahuan
pakar.
—Basis pengetahuan : Berupa pengetahuan-pengetahuan
yang dibutuhkan untuk memahami, memformulasi, dan memecahkan masalah. Diaman basis
pengetahuan tersusun atas 2 elemen dasar:
- Fakta,
misalnya: situasi, kondisi, dan kenyataan dari permasalahan yang ada,
serta teori dalam bidang itu
- Aturan,
yang mengarahkan penggunaan pengetahuan untuk memecahkan masalah
yang spesifik dalam bidang yang khusus
Ada 2 bentuk pendekatan basis pengetahuan yang sangat umum digunakan,
yaitu:
- Penalaran
berbasis aturan (Rule-Based Reasoning) : pengetahuan direpresentasikan
dengan menggunakan aturan berbentuk: IF-THEN.
- Penalaran berbasis kasus (Case-Based Reasoning)
dimana pada penalaran berbasis kasus, basis pengetahuan akan berisi
solusi-solusi yang telah dicapai sebelumnya, kemudian akan diturunkan
suatu solusi untuk keadaan yang terjadi sekarang (fakta yang ada). Bentuk
ini digunakan apabila user menginginkan untuk tahu lebih banyak lagi pada
kasus-kasus yang hampir sama (mirip). Selain itu, bentuk ini juga
digunakan apabila kita telah memiliki sejumlah situasi atau kasus tertentu
dalam basis pengetahuan
— Mesin inferensi: Merupakan otak dari Sistem
Pakar yang juga dikenal sebagai penerjemah aturan (rule interpreter). Komponen
ini berupa program komputer yang menyediakan suatu metodologi untuk memikirkan
(reasoning) dan memformulasi kesimpulan.
Kerja mesin inferensi meliputi: Menentukan aturan mana
akan dipakai, Menyajikan pertanyaan kepada pemakai, ketika diperlukan.
Menambahkan jawaban ke dalam memori Sistem Pakar. Menyimpulkan fakta baru dari
sebuah aturan dan Menambahkan fakta tadi ke dalam memori.
— Blackboard : Merupakan area dalam memori yang digunakan untuk
merekam kejadian yang sedang berlangsung termasuk keputusan sementara
— Antarmuka pengguna : Media komunikasi antara user dan program,
Pertanyaan – jawaban, Menu, formulir, grafik.
— Subsistem penjelasan : Digunakan untuk melacak respon dan memberikan
penjelasan tentang kelakuan sistem pakar secara interaktif melalui pertanyaan
Mengapa suatu pertanyaan ditanyakan oleh sistem pakar?
Bagaimana konklusi dicapai?
Rencana apa yang digunakan untuk mendapatkan solusi?
— Sistem penyaring pengetahuan : Sistem ini digunakan untuk
mengevaluasi kinerja sistem pakar itu sendiri untuk melihat apakah
pengetahuan-pengetahuan yang ada masih cocok untuk digunakan di masa mendatang.
Inferensi Sistem Pakar
Forward Chaining : Pencocokan fakta
atau pernyataan dimulai dari bagian sebelah kiri (IF dulu). Dengan kata lain,
penalaran dimulai dari fakta terlebih dahulu untuk menguji kebenaran hipotesis.
Backward Chaining : Pencocokan fakta
atau pernyataan dimulai dari bagian sebelah kanan (THEN dulu). Dengan kata lain
penalaran dimulai dari hipotesis terlebih dahulu, dan untuk menguji kebenaran
hipotesis tersebut harus dicari fakta-fakta yang ada dalam basis pengetahuan.
Contoh :
R1 : IF suku bunga turun THEN harga obligasi naik
R2 : IF suku bunga naik THEN harga obligasi turun
R3 : IF suku bunga tidak berubah THEN harga obligasi tidak berubah
R4 : IF dolar naik THEN suku bunga turun
R5 : IF dolar turun THEN suku bunga naik
R6 : IF harga obligasi turun THEN beli obligasi
Apabila diketahui bahwa dolar turun, maka apakah akan membeli obligasi atau
tidak?
Forward Chaining
- Dari
fakta dolar turun, berdasarkan Rule 5, diperoleh konklusi suku bunga naik.
- Dari
Rule 2 suku bunga naik menyebabkan harga obligasi turun.
- Dengan
Rule 6, jika harga obligasi turun, maka kesimpulan yang diambil adalah
membeli obligasi.
Backward Chaining
- Dari
solusi yaitu membeli obligasi, dengan menggunakan Rule 6 diperoleh
anteseden harga obligasi turun.
- Dari
Rule 2 dibuktikan harga obligasi turun bernilai benar jika suku bunga naik
bernilai benar .
- Dari
Rule 5 suku bunga naik bernilai memang bernilai benar karena diketahui
fakta dolar turun.
Perbandingan Kemampuan
Seorang pakar dengan Sistem
Pakar
Factor
|
Human expert
|
Expert system
|
Time Availbility
|
Hari kerja
|
Setiap saat
|
Geografis
|
Lokal/tertentu
|
Di mana saja
|
Keamanan
|
Tidak tergantikan
|
Dapat diganti
|
Perishable/dapat habis
|
Ya
|
Tidak
|
Performansi
|
Variable
|
Konsisten
|
Kecepatan
|
Variable
|
Konsisten
|
Biaya
|
Tinggi
|
Terjangkau
|
Ada beberapa alasan mendasar mengapa sistem pakar
dikembangkan untuk menggantikan seseorang pakar, di antaranya:
1.
Dapat
menyediakan kepakaran setiap waktu dan di berbagai lokasi.
2.
Secara
otomatis mengerjakan tugas-tugas rutin yang membutuhkan seorang pakar.
3.
Seorang
pakar akan pensiun atau pergi.
4.
Seorang
pakar adalah mahal.
5.
Kepakaran
dibutuhkan juga pada lingkungan yang tidak bersahabat.
Perbandingan antara sistem konvensional dan sistem
pakar
Tujuan dari sebuah sistem pakar adalah untuk
mentransfer kepakaran yang dimiliki seorang pakar ke dalam komputer, dan
kemudian kepada orang lain (nonexpert).
Aktivitas yang dilakukan untuk memindahkan kepakaran adalah:
1.
Knowledge Acquisition (dari pakar atau sumber lainnya)
2.
Knowledge Representation (ke dalam computer)
3. Knowledge
Inferencing
4. Knowledge
Transfering
Ada beberapa keunggulan sistem pakar, di antaranya:
1.
Menghimpun
data dalam jumlah yang snagat besar.
2.
Menyimpan
data tersebut untuk jangka waktu yang panjang dalam suatu bentuk tertentu.
3.
Mengerjakan
perhitungan secara cepat dan tepat dan tanpa jemu mencari kembali data yang
tersimpan dengan kecepatan tinggi.
Sementara kemampuan sistem pakar, di antaranya:
1.
Menjawab
berbagai pertanyaan yang menyangkut bidang keahliannya.
2.
Bila
diperlukan dapat menyajikan asumsi dan alur penalaran yang digunakan untuk
sampai ke jawaban yang dikehendaki.
3.
Menambah
fakta kaidah dan alur penalaran sahih yang baru ke dalam otaknya.
Menurut Turban (1995), terdapat tiga orang yang
terlibat dalam lingkungan sistem pakar, yaitu:
1.
Pakar,
adalah orang yang memiliki pengetahuan khusus, pendapat, pengalaman dan metode,
serta kemampuan untuk mengaplikasikan keahliannya tersebut guna menyelesaikan
masalah.
2.
Knowledge engineer (Perekayasa Sistem), adalah orang yang membantu pakar
dalam menyusun area permasalahan dengan menginterplementasikan dan
mengintegrasikan jawaban-jawaban pakar atas pertanyaan yang diajukan,
menggambarkan analogi, mengajukan counter
example dan menerangkan kesulitan-kesulitan konseptual.
3.
Pemakai,
sistem pakar memiliki beberapa pemakai, yaitu: pemakai bukan pakar, pelajar,
pembangun system pakar yang ingin meningkatkan dan menambah basis pengetahuan,
dan pakar.
Tipe Pengetahuan dalam
Penjelasan Sistem Pakar
1.
Reasoning Domain Knowledge (RDK), merupakan domain pengetahuan yang dikodekan
oleh domain pakar dalam system pakar yang sesuai.
2.
Communication Domain Knowledge (CDK), merupakan pengetahuan tentang domain yang
diperlukan untuk komunikasi tentang domain itu.
3.
Domain Communication Knowledge (DCK), merupakan pengetahuan tentang bagaimana cara
mengkomunikasikan domain itu.
Ciri-ciri
dan Kategori Masalah Sistem Pakar
Sistem
pakar merupakan program-program praktis yang menggunakan strategi heuristik
yang dikembangkan oleh manusia untuk menyelesaikan permasalahan-permasalahan
yang spesifik. Disebabkan oleh keheuristikannya dan sifatnya yang berdasarkan
pada pengetahuan, maka umumnya sistem pakar bersifat:
1.
Memiliki
informasi yang handal, baik dalam menampilkan langkah-langkah antara maupun
dalam menjawab pertanyaan-pertanyaan tentang proses penyelesaian.
2.
Mudah
dimodifikasi, yaitu dengan menambah atau menghapus suatu kemampuan dari basis
pengetahuannya.
3.
Heuristic
dalam menggunakan pengetahuan untuk mendapatkan penyelesaiannya.
4.
Dapat
digunakan dalam berbagai jenis komputer.
5.
Memiliki
kemampuan untuk beradaptasi,
Secara umum ada beberapa kategori dan area
permasalahan sistem pakar, yaitu:
1.
Interpretasi,
yaitu pengambilan keputusan tingkat tinggi dari sekumpulan data mentah
(pengawasan, pengenalan ucapan, analisis citra, analisis kecerdasan).
2.
Proyeksi,
yaitu memprediksi akibat-akibat yang dimungkinkan dari situasi-situasi tertentu
(peramalan, prediksi demografis, peramalan ekonomi, prediksi lalulintas,
estimasi hasil, militer, pemasaran, peramalan keuangan).
3.
Diagnosis,
yaitu menentukan sebab malfungsi dalam situasi kompleks yang didasarkan pada
gejala-gejala yang teramati (medis, elektronis, mekanis dan diagnosis perangkat
lunak).
4.
Perencanaan,
yaitu merencanakan serangkaian tindakan yang akan dapat mencapai sejumlah
tujuan dengan kondisi awal tertentu (perencanaan keuangan, komunikasi, militer,
pengembangan produk, routing, manajemen proyek).
5.
Desain,
yaitu menentukan konfigurasi komponen-komponen sistem yang cocok dengan
tujuan-tujuan kinerja tertentu yang memenuhi kendala-kendala tertentu (layout
sirkuit dan perancangan pembangunan).
6. Monitoring, yaitu membandingkan tingkah laku suatu
sistem yang teramati dengan tingkah laku yang diharapkan darinya (Computer Aided Monitoring System).
7. Debugging dan Repair, yaitu menentukan dan
mengimplementasikan cara-cara untuk mengatasi malfungsi (memberikan resep obat
terhadap suatu kegagalan).
8. Instruksi, yaitu mendeteksi dan mengoreksi defisiensi
dalam pemahaman domain subjek (melakukan instruksi untuk diagnosis, debugging
dan perbaikan kinerja).
9. Pengedalian, yaitu mengatur tingkah laku suatu
environment yang kompleks (prediksi, perbaikan dan monitoring kelakuan sistem).
10. Seleksi, mengidentifikasikan pilihan terbaik dari
sekumpulan (list) kemungkinan.
11. Simulasi, pemodelan interaksi antara komponen-komponen
sistem.
Penerapan Sistem pakar dalam
Industri / Manufaktur
Manufaktur di definisikan sebagai urutan-urutan
kegiatan yang saling berhubungan meliputi perancangan, perencanaan, pemilihan
material, produksi, pengontrolan kualitas, menajemen serta pemasaran produk.
Proses manufaktur yang penyelesaiannya dapat dibantu oleh system pakar antara
lain :
– Sistem Pakar Dalam Perancangan PRIDE(Pinch Roll
Interactive Design Expert / Environment). Sistem pakar ini digunakan untuk
merancang system pengaturan kertas untuk mesin fotocopy. Sistem ini membuat
rancangan dengan representasi pengetahuan tentang rancangan berdasarkan
kumpulan goal, metoda perancangan, generator dan aturan-aturan yang
terstruktur.
– System Pakar Dalam Perencanaan Wood Trus fabrication
Application merupakan contoh system pakar dalam proses perencanaan. System ini
dibuat dengan menggunakan shell sitem pakar SPS (Semi Intelligent Process
Selector).
– Sistem Pakar Dalam Penjadwalan Sistem pakar juga
digunakan dalam penjadwalan, dibawah ini adalah beberapan contoh kegunaan
system pakar dalam penjadwalan :
– Contionuous Caster Steel Mill Scheduling
Application
System pakar ini berbasis fuzzy logic yang dibuat untuk
monitoring on line dan penjadwalan continuous caster steel mill.
Continuous caster stell mill mengolah material seperti
scrap, pig iron dan refined ore melalui proses tertentu untuk menghasilkan
lempeng baja yang memiliki kulitas dan komposisi sesuai kebutuhan.
-Master Production Scheduling Aplication (MPS)
Sistem pakar ini dikembangkan untuk melakukan
penjadwalan produksi master untuk manufaktur Integrated Circuit (IC). Master
Production Scheduling (MPS) merupakan aktivitas perencanaan yang sangat luas,
yang mengatur dan mengkoordinasi fase-fase berurutan proses penjadwalan
manufaktur tertentu.
– Sistem Pakar Dalam Proses Kontrol Beberapa contoh
penggunaan system pakar dalam proses control adalah sebagai berikut :
– Aluminium Foil Rolling Flatness control
Appilcation
System pakar ini merupakan system pakar yang dibuat
mengontrol kekaratan aluminium foil secara otomatis. System ini menyesuaikan
bentuk pola target menurut karakteristik material dan kondisi pengoperasiannya.
– Blast Furnace Heat Control Application
System pakar ini dibuat untuk mengontrol tingkat panas
blast furnace (tanur).
– Sistem Pakar Dalam Production Planning Dan Production
Control Perencanaan produksi dilakukan dalam hal kuantitas, waktu, kapasitas
dan biaya pengendalian produksi meliputi penyelesaian pesanan, pengawasan
pesanan dan pengamanan kualitas.
Manfaat system pakar dalam proses manufaktur / industry
adalaah sebagai berikut :
1) Meningkatkan
produktivitas
2) Mengambil alih
keahlian yang langka
3) Memudahkan
pengoperasian peralatan
4) Kemampuan bekerja
dengan informasi yang tidak pasti dan tidak lengkap
Sumber :
Muhammad Arhami,
S.Si., M.Kom.
(2006). Konsep Dasar Sistem Pakar. Andi.
http://ira.lecturer.pens.ac.id/SPK/sistem%20pakar.pdf
