Oleh: ABDUL AZIS 1209 100 073
JURUSAN MATEMATIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2013 16 Agustus 2013
Sektor pertanian merupakan salah satu penopang perekonomian di Indonesia. Di Jawa Timur sendiri merupakan lokasi strategis untuk budidaya tanaman pangan seperti padi, jagung, kedelai dan lain-lain, sehingga mempunyai potensi prospektif untuk di kembangkan sebagai daerah sentra produksi. Ketersediaan air merupakan faktor paling berpengaruh dalam dunia pertanian karena air merupakan sumber kehidupan bagi tanaman. Sehingga perlu dilakukan pengkajian tentang ketersediaan air di suatu daerah untuk mengatur pola tanam agar hasil produksi menjadi optimal. Berdasarkan permasalahan tersebut maka akan dibangun Sistem pakar fuzzy sebagai pendukung keputusan untuk mengatur pola tanam berdasarkan ketersediaan air. 2
16 Agustus 2013
1. Bagaimana mengimplementasikan sistem pakar fuzzy dengan metode Mamdani untuk prediksi ketersediaan air untuk tanaman pangan di suatu daerah tertentu.
2. Bagaimana membangun perangkat lunak sebagai pendukung keputusan untuk mengatur pola tanam tanaman pangan berdasarkan kebutuhan airnya. 3
16 Agustus 2013
1. Faktor yang digunakan untuk memprediksi ketersediaan air adalah curah hujan dan kondisi topografi yang meliputi ketinggian tanah, kemiringan lereng, dan porositas tanah.
2. Faktor yang digunakan untuk mengatur pola tanam adalah berdasarkan ketersediaan air tanaman yang berhubungan dengan kebutuhan air tanaman.
3. Metode inferensi fuzzy yang akan digunakan adalah metode Mamdani dan metode defuzzifikasi yang digunakan adalah metode Centroid.
4. Jenis tanaman pangan yang digunakan adalah padi, jagung, kedelai, kacang tanah dan kacang hijau. 5. Sistem yang akan dibangun berbasis aplikasi dekstop dengan menggunakan software java NetBeans dan MySQL sebagai DBMS-nya. 4
16 Agustus 2013
Membangun perangkat lunak yang dapat membantu pengambilan keputusan manajemen pola tanam tanaman pangan berdasarkan ketersediaan air.
Menerapkan manajemen pola tanam yang tepat sehingga mengoptimalkan hasil produksi pertanian tanaman pangan. 5
16 Agustus 2013
Bab I : Pendahuluan Bab II : Tinjauan Pustaka Bab III : Metodologi Penelitian Bab IV : Perancangan dan Implementasi Sistem Bab V : Uji Coba dan Pembahasan Sistem Bab VI : Kesimpulan 6
16 Agustus 2013
Sistem pakar merupakan salah satu bagian dari kecerdasan buatan sistem yang berusaha mengadopsi pengetahuan manusia ke Komputer, agar dapat menyelesaikan masalah seperti yang dilakukan oleh para ahli. Tujuan dari pengembangan sistem pakar adalah untuk menghasilkan suatu sistem yang dapat membantu pekerjaan manusia. Sistem pakar merupakan salah satu bagian dari kecerdasan buatan. Sistem pakar fuzzy merupakan penggabungan sistem pakar dengan sistem fuzzy. Penerapan sistem fuzzy dalam sistem pakar bertujuan untuk merepresentasikan pengetahuan pakar pada lingkungan yang tidak pasti, tidak lengkap dan sangat kompleks.
7
16 Agustus 2013
Input
Basis Pengetahuan Fuzzifikasi
Defuzzifikasi Sistem Inferensi Fuzzy
Output
Kebutuhan air
Skema dasar sistem pakar fuzzy
Ketersediaan air Tanaman
8
16 Agustus 2013
Sistem Pakar Fuzzy
Metode Inferensi
Tsukamoto
Metode Defuzzifikasi
Bisektor
Mamdani
Centroid
9
Sugeno
Mean of Maximum
16 Agustus 2013
Metode Mamdani sering disebut sebagai Metode Min-Max atau Max-Min. Metode ini diperkenalkan oleh Ebrahim Mamdani pada tahun 1975. Untuk mendapatkan nilai output, diperlukan 4 tahapan. 1. Pembentukan himpunan fuzzy
Langkah
2. Fungsi implikasi (evaluasi aturan) 3. Komposisi aturan 4. Penegasan (defuzzy) 10
16 Agustus 2013
Pada metode Centroid, solusi tegas diperoleh dengan cara mengambil titik pusat daerah fuzzy. Untuk domain Diskrit
Z 𝒅𝒊 𝑼𝑨𝒊 (𝒅𝒊 ) n
Z=
Untuk domain Kontinyu
∑𝒏 𝒊=𝟏 𝒅𝒊 .𝑼𝑨𝒊 (𝒅𝒊 )
𝒛𝟎 =
∑𝒏 𝒊=𝟏 𝑼𝑨𝒊 (𝒅𝒊 )
= nilai hasil defuzzifikasi = nilai output pada aturan ke – i = derajat keanggotaan nilai output aturan ke – i = banyak aturan yang digunakan
Z 𝑼(𝒁) 𝒁𝟎 11
𝒃
∫𝒂 𝒁.𝑼 𝒁 . 𝒅𝒅 𝑏
∫𝑎 𝑈 𝑍 . 𝑑𝑑
= nilai domain ke – i = derajat keanggotaan titik tersebut = nilai hasil penegasan (defuzzifikasi) 16 Agustus 2013
Curah Hujan Ketinggian tanah Kemiringan Lereng Porositas Tanah Input
Rendah
Tinggi
Sedang
Sangat Tinggi
Rendah
Tinggi
Sedang
Sangat Tinggi
Datar
Agak Curam
Landai Kecil
Sedang
Curam
Sedikit
Ketersediaan Air
Sedang
Agak Banyak Banyak
Besar
Sangat Besar
Var. Linguistik 12
Output
Var. Linguistik
16 Agustus 2013
Studi Literatur
Analisis dan Perancangan Sistem
Implementasi Sistem
Mempelajari materi dan sumber-sumber data, diantaranya, Sistem pakar fuzzy, data curah hujan, data keadaan topografi meliputi: ketinggian tanah, kemiringan lereng dan Porositas tanah, serta data kebutuhan air Tanaman.
Pengumpulan fakta-fakta yang mendukung perancangan perancangan Data Flow Diagram dan perancangan antarmuka.
sistem,
Sistem yang telah dirancang diimplementasikan kedalam bentuk program menggunakan software Java Netbeans. 13
16 Agustus 2013
Pengujian
Penarikan Kesimpulan
Melakukan pengujian apakah sistem sudah berjalan dengan benar dan sesuai dengan perancangan.
Melakuan Penarikan Kesimpulan dari hasil pengujian sistem yaitu, hasil pola tanam yang didapat dari setiap kabupaten/kota yang digunakan sebagai pengujian.
14
16 Agustus 2013
Input data faktor
fuzzifikasi inferensi
Mulai
List hasil konsultasi
ya komposisi defuzzifikasi Pengguna biasa
Grafik hasil konsultasi
Administrator Kesimpulan pola tanam Proses login
Faktor lain? tidak
tidak Login benar?
Selesai
Nilai ketersediaan air (Crisp output) Kebutuhan air tanaman
Tanaman yang sesuai Simpan hasil konsultasi
15
16 Agustus 2013
Data yang di gunakan adalah data pada kabupaten Bojonegoro dengan data curah hujan pada bulan januari 2013. Input: Curah Hujan Ketinggian tanah Kemiringan tanah Porositas Output: Ketersediaan air
= 330.33 mm = 19 m = 2.78° = 40.26% = 159.17 mm
Antarmuka Proses Konsultasi 16
16 Agustus 2013
Grafik himpunan fuzzy untuk faktor curah hujan dengan input 330.33 milimeter
Grafik himpunan fuzzy untuk faktor ketinggian dengan input 19 meter
17
16 Agustus 2013
Grafik himpunan fuzzy untuk faktor kemiringan dengan input 2.78°
Grafik himpunan fuzzy untuk faktor porositas dengan input 40.26%
18
16 Agustus 2013
Ini adalah aturan-aturan yang dihasilkan dari faktor-faktor yang diinputkan pada proses konsultasi. Operator yang digunakan adalah fungsi implikasi yang digunakan adalah MIN (operator AND). Dari aturan-aturan tersebut menghasilkan 2 konsekuen, yaitu : •
•
Ketersediaan air Banyak Ketersediaan air Banyak
: Agak
:
19
16 Agustus 2013
Daerah himpunan fuzzy hasil komposisi dari aturan-aturan yang digunakan
Grafik himpunan fuzzy untuk daerah konsekuen
Dengan menggunakan metode Centroid of Gravity, diperoleh titik pusat dengan nilai 159.17 Nilai ketersediaan air = 159.17 milimeter 20
16 Agustus 2013
Tabel Kebutuhan Air Tanaman Pangan Tanaman
Kebutuhan Air Total
Kebutuhan Air perbulan
Masa Tanam
Padi
639,65
160
4 bulan
Jagung Kacang Hijau Kedelai Kacang Tanah
439,46
146
3 bulan
416,27
138
3 bulan
454,52
114
4 bulan
393,07
131
3 bulan
Dari proses konsultasi diperoleh ketersediaan air adalah 159.17 milimeter. Dari grafik terlihat bahwa nilai kebutuhan air yang paling mendekati adalah padi dengan nilai 160 milimeter.
21
16 Agustus 2013
Setelah semua data dimasukkan, diperoleh hasil konsultasi dari bulan Januari sampai Desember untuk kabupaten Bojonegoro sebagai berikut.
22
16 Agustus 2013
Grafik pola tanam untuk kabupaten Bojonegoro
23
16 Agustus 2013
Dengan cara yang sama seperti yang telah dipaparkan pada slide sebelumnya namun data yang di gunakan adalah kota surabaya, diperoleh hasil konsultasi sebagai berikut.
24
16 Agustus 2013
Grafik pola tanam untuk kota Surabaya
25
16 Agustus 2013
Hasil pola tanam pada kabupaten Bojonegoro, Mojokerto, Bondowoso dan Surabaya adalah sebagai berikut Kabupaten/ Kota
Januari
Februari
Maret
April
Mei
Juni
Juli
Agustus
September
Oktober
Nopember
Desember
Bojonegoro
Padi
Padi
Padi
K.hijau, Jagung
K.hijau, Jagung
Kedelai, K. Hijau
Kedelai, K. Hijau
Kedelai, K. Hijau
Kedelai, K. Hijau
K.hijau, Jagung
Jagung, K. hijau
Padi
Padi
Padi
Padi
Kedelai, K. Hijau
Kedelai, K. Hijau
Kedelai, K. Hijau
Kedelai, K. Hijau
Kedelai, K. Hijau
Kedelai, K. Hijau
Jagung, K. hijau
Padi
Surabaya Mojokerto
Bondowoso
Padi
Padi
Padi
Padi
Padi
Jagung, K. Hijau
Kedelai, K. Hijau
Jagung, K. Hijau
K.hijau, Jagung
Kedelai, K. Hijau
Jagung, K. Hijau
Kedelai, K. Hijau
Kedelai, K. Hijau
26
Kedelai, K. Hijau
Kedelai, K. Hijau
Kedelai, K. Hijau
Kedelai, K. Hijau
Kedelai, K. Hijau
Kedelai, K. Hijau
Kedelai, K. Hijau
Kedelai, K. Hijau
Jagung, K. hijau
K.hijau, Jagung
Padi
Jagung, Padi
16 Agustus 2013
Hasil pola tanam untuk kabupaten Bojonegoro didapat kesimpulan bahwa antara Desember sampai Maret tanaman pangan yang baik untuk ditanam adalah padi, pada bulan April sampai Mei adalah kacang hijau dan jagung, untuk bulan Juni sampai September adalah kedelai dan kacang hijau, untuk bulan Oktober dan Nopember adalah kacang hijau dan jagung.
Hasil pola tanam untuk kota Surabaya didapat kesimpulan bahwa antara Desember sampai Maret tanaman pangan yang baik untuk ditanam adalah padi, pada bulan April dan Nopember adalah jagung dan kacang hijau, untuk bulan Mei sampai Oktober adalah kedelai dan kacang hijau.
Pada musim hujan yaitu antara bulan Nopember sampai April rata-rata tanaman yang baik untuk ditanam adalah padi, sedangkan pada musim kemarau yaitu antara bulan Mei sampai Oktober 27
16 Agustus 2013
Untuk mendapatkan hasil yang lebih baik, perlu dilakukan uji coba dengan wilayah yang lebih spesifik seperti tingkat kecamatan. Untuk pengembangan perangkat lunak dapat ditambahkan faktor-faktor lain seperti, vegetasi hutan dan luas wilayah.
28
16 Agustus 2013
1. Subakti, I. (2002). “Sistem Pendukung Keputusan”. Jurnal Akademik. Surabaya: Institut Teknologi Sepuluh Nopember.. 2. Prasetiya, H. (2012). “Penerapan Fuzzy Expert System Sebagai Sistem Pendukung Keputusan Untuk Investor Properti”. Jurnal. Surabaya: Institut Teknologi sepuluh Nopember Surabaya. 3. Kusumadewi, S. (2004). “Aplikasi Logika Fuzzy untuk Pendukung Keputusan”. Yogyakarta: Graha Ilmu. 4. Irawan, M.I., dkk. (2012). “Model Managemen Pola Tanam Di Provinsi NTB Menggunakan Jaringan Syaraf Tiruan”. Penelitian Labolatorium Ilmu Komputer Jurusan Matematika. Surabaya: Institut Teknologi Sepuluh Nopember. 5. Setiaji. (2009). “Himpunan dan Logika Samar serta Aplikasinya”. Yogyakarta: Graha Ilmu. 29
16 Agustus 2013
6. Anonim. (2012). “Prediksi dan Tantangan Sektor Pertanian Indonesia Tahun 2013”. http://www.bin.go.id/wawasan/detil/155/3/29/10/2012/prediksidan-tantangan-sektor-pertanian-indonesia-tahun-2013. [diakses pada tanggal 04 Maret 2013]. 7. Kuswadi, S. (2007). “Kendali Cerdas Teori dan Aplikasi Praktisnya”. Yogyakarta: Andi. 8. Arhami, M. (2005).“Konsep Dasar Sistem Pakar”. Yogyakarta: Andi. 9. Oktriani, M. (2008). “Aplikasi Pendukung Keputusan Dengan Menggunakan Logika Fuzzy”. Skripsi. Salatiga: Universitas Kristen Satya Wacana.
30
16 Agustus 2013
Terima Kasih
31
16 Agustus 2013
