SISTEM PAKAR DIAGNOSA PENYAKIT UDANG WINDU (Penaeus monodon) MENGGUNAKAN LOGIKA FUZZY
DARMAWAN SETYABUDI
DEPARTEMEN ILMU KOMPUTER FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2007
ABSTRAK DARMAWAN SETYABUDI. Sistem Pakar Diagnosa Penyakit Udang Windu (Penaeus monodon) Menggunakan Logika Fuzzy. Dibimbing oleh IMAS SUKAESIH SITANGGANG dan YENI HERDIYENI. Udang windu (Penaeus monodon) merupakan salah satu jenis udang yang sangat menarik dan menguntungkan untuk dipelihara. Kendala terbesar dari pemeliharaan udang windu ini adalah penyakit yang sering menyerang udang dengan masa inkubasi yang cukup pendek sehingga dapat sangat merugikan petani karena bisa mengakibatkan kematian masal. Saat ini diagnosa penyakit udang windu dilakukan dengan cara mikroskopis dan gejala klinis. Diagnosa mikroskopis jika menggunakan cara konvensional (laboratorium) membutuhkan waktu yang lama. Di lain pihak, menggunakan cara modern yaitu PCR (polimer chain reaction) cepat tetapi memerlukan biaya yang mahal. Diagnosa melalui gejala klinis memerlukan keahlian dari seorang pakar. Sistem pakar yang dibangun dalam penelitian ini mengadopsi kemampuan seorang pakar dalam mendiagnosa penyakit udang windu melalui gejala klinis. Output dari sistem yang dibangun diharapkan dapat membantu petani untuk mendiagnosa penyakit udang windu secara cepat dan tepat, sehingga penyakit udang windu dapat didiagnosa sedini mungkin sebelum menimbulkan kerugian yang besar. Input yang dibutuhkan oleh sistem ini adalah bobot, umur, keadaan lingkungan air tambak, perilaku udang. Data lainnya adalah pemeriksaan general per bagian tubuh udang yang dilanjutkan dengan pemeriksaan detail kelainan pada bagian tertentu tubuh udang. Untuk pendeteksian jenis penyakit dilakukan dengan teknik pelacakan ke belakang (backward chainning). Logika fuzzy digunakan untuk mendeteksi tingkat keparahan penyakit udang windu karena dinilai sangat tepat untuk mengadopsi kemampuan pakar dalam hal ini ke dalam sistem pakar yang dibangun. Logika fuzzy yang digunakan adalah metode Mamdani dengan metode defuzifikasi Centroid. Sistem pakar dilengkapi dengan fasilitas penjelasan mengenai identitas udang, status kelayakan lingkungan, jenis penyakit, informasi penyakit, tingkat keparahan penyakit dan langkah apa yang harus dilakukan untuk menangani udang yang terserang penyakit dengan tingkat keparahan tertentu. Dari hasil uji coba yang telah dilakukan didapatkan akurasi 95% untuk diagnosa jenis penyakit sedangkan untuk tingkat keparahan penyakit akurasinya 85%. Kata Kunci :
sistem pakar, backward chainning, logika fuzzy.
SISTEM PAKAR DIAGNOSA PENYAKIT UDANG WINDU (Penaeus monodon) MENGGUNAKAN LOGIKA FUZZY
Skripsi
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Komputer pada Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Institut Pertanian Bogor
Oleh Darmawan Setyabudi G06400033
DEPARTEMEN ILMU KOMPUTER FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2007
Judul
: Sistem Pakar Diagnosa Penyakit Udang Windu (Penaeus monodon) menggunakan Logika Fuzzy : Darmawan Setyabudi : G06400033
Nama NRP
Menyetujui: Pembimbing II,
Pembimbing I,
Imas S. Sitanggang, S.Si., M.Kom. NIP. 132206235
Yeni Herdiyeni, S.Si., M.Kom. NIP. 132282665
Mengetahui: Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Institut Pertanian Bogor
Prof. Dr. Ir. Yonny Koesmaryono, M.S NIP. 131473999
Tanggal Lulus :
RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Banyuwangi pada tanggal 22 Desember 1981 dari pasangan Kabul Tjipto Oetomo dan Umi Nurwiyamah. Penulis merupakan anak bungsu dari lima bersaudara. Penulis menyelesaikan di SMU Negeri 1 Genteng, Banyuwangi dan lulus pada tahun 2000. Di tahun yang sama diterima masuk IPB melalui jalur Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI). Penulis memilih Program Studi Ilmu Komputer, Departemen Ilmu Komputer, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. Selama kuliah penulis aktif dalam kegiatan UKM PASERASA Seroja Putih, beberapa perguruan pencak silat dan tenaga dalam, pesantren-pesantren salaf dan organisasi kedaerahan (OMDA). Penulis pernah juga melakukan Praktik Kerja Lapang di Rumah Sakit Azra Bogor mulai bulan Januari 2004 sampai Maret 2004 dengan bidang kajian Sistem Informasi General Ledger untuk sistem akunting Rumah Sakit Azra.
iv
PRAKATA Alhamdulillah, puji dan syukur senantiasa penulis panjatkan kepada ya Robbi Allah SWT, karena hanya dengan izin dan kehendak-Nyalah penulis dapat menyelesaikan penelitian dan karya tulis ilmiah dengan judul Sistem Pakar Diagnosa Penyakit Udang Windu (Penaeus monodon) Menggunakan Logika Fuzzy. Penulis menyadari bahwa selesainya penulisan karya ilmiah ini tidak terlepas dari pihakpihak yang telah banyak membantu. Oleh karena itu penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada: 1. Allah SWT, atas segala limpahan rahmat dan karunia-Nya yang terlalu besar untuk disyukuri. ”Hidup ini adalah untaian hikmah dan syukur” (Laa haula walaa quwwata illa billaahil ‘aliyyil ‘azhim. Ya Alhamdulillah). 2. Kedua Orang tuaku, kakak-kakakku, keponakan-keponakanku dan semua keluargaku. Terima kasih untuk dukungan, bantuan dan pengertiannya yang sangat besar. 3. Istriku tersayang, Vina atas dorongan, pengertian dan cintanya. 4. Bapak angkatku Bapak Wakidi Guntoro dan para guruku atas semua bantuan, nasehat, dorongan dan pelajaran tentang pencarian jati diri, tujuan hidup, dan agama yang diberikan pada penulis. 5. Ibu Imas Sukaesih Sitanggang, S.Si., M.Kom. dan Ibu Yeni Herdiyeni, S.Si., M.Kom. selaku dosen pembimbing penulis. 6. Ibu Sri Nurhayati, S.Si., M.Si. selaku pakar yang selalu meluangkan waktu dalam memberikan pengetahuan tentang penyakit udangwindu kepada penulis. 7. Bapak Irman Hermadi, S.Kom., MS. Yang bersedia meluangkan waktu sebagai penguji hasil penelitian ini. 8. Sohib karibku Mushthofa yang banyak membantu dalam penyelesaian penelitian ini, juga Asep, Uus Gede dan asisten pakar Dek Huda. Terimakasih atas waktu, tenaga, dan pikiran yang diberikan. 9. Teman-teman kumpul serumah dan seperjuangan C-14a (Mas Puji (Ustd. Hamdan), Mush Jo, Tabah, TB, Mas Soni dan istri, Mas Iful, Romo, Acoy, Bembeng) atas dorongan, pengertian dan rasa kekeluargaanya yang sangat besar. 10. Keluarga YIC Al Ghazaly (K.H. Muhammad al Musthofa AbN dan istri, Muna, Nadia, Tasnim dan Obi) dan keluarga Padepokan Lembah Ciparay (Abah Toni sekeluarga) terima kasih atas keakraban dan rasa kekeluargaan yang besar kepada penulis 11. Adik-adikku: Nia (Adhe’), Ulfa Abah Toni, Lia, Pipit dan Dita terima kasih atas rasa kekeluargaan dan bantuannya. 12. Teman-teman seperjuangan di YIC Al Ghazaly: Mas Heri (Ketua DPC PKB Bogor), Mas Yeyen, Cak Nul (Ustd. Zen), Mas Adam. 13. Seluruh dosen dan staf Departemen Ilkom atas ilmu dan pelayanannya. 14. Teman-teman ilkomerz ’37, ilkomerz, Paserasa Seroja Putih, Lare’ Blambangan (LABA), Maroner’s dan IKAWANGI. 15. Semua pihak yang belum tertulis di sini yang jasanya sangat besar terhadap penulis. Penulis meminta maaf jika terdapat kesalahan dalam penyusunan penelitian ini. Untuk itu penulis memohon kritik dan saran yang membangun untuk melakukan perbaikan penyusunan penelitian ini.
Bogor, Mei 2007
Darmawan Setyabudi
v
DAFTAR ISI Halaman
DAFTAR GAMBAR ...................................................................................................................vii DAFTAR LAMPIRAN ...............................................................................................................vii PENDAHULUAN Latar Belakang............................................................................................................................. 1 Tujuan.......................................................................................................................................... 1 Lingkup Penelitian....................................................................................................................... 1 Manfaat........................................................................................................................................ 1
TINJAUAN PUSTAKA Sistem Pakar ................................................................................................................................ 2 Pengertian Sistem Pakar .............................................................................................................. 2 Struktur Sistem Pakar .................................................................................................................. 2 Teknik Forward Chaining........................................................................................................... 3 Teknik Backward Chaining......................................................................................................... 3 Modul Penyusun Sistem Pakar .................................................................................................... 4 Sistem Fuzzy................................................................................................................................ 4 Logika Fuzzy ............................................................................................................................... 4 Penyakit Udang Windu................................................................................................................ 5 Virus ............................................................................................................................................ 6 Bakteri ......................................................................................................................................... 6 Fungi/Jamur................................................................................................................................. 6 Parasites and commensals........................................................................................................... 6 Faktor Abiotik (Non-infectious dan Toxic Diseases)................................................................... 6
METODOLOGI PENELITIAN Kerangka Pemikiran .................................................................................................................... 6 Pendekatan Sistem....................................................................................................................... 7 Rancang Bangun Sistem .............................................................................................................. 7 Tahap Implementasi .................................................................................................................... 8 Tahap Uji Coba............................................................................................................................ 8
HASIL DAN PEMBAHASAN Analisis Kebutuhan ..................................................................................................................... 8 Akuisisi Pengetahuan .................................................................................................................. 8 Model Sistem............................................................................................................................... 9 Disain Sistem............................................................................................................................. 10 Implementasi ............................................................................................................................. 12 Uji Coba .................................................................................................................................... 13
KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan................................................................................................................................ 13 Saran.......................................................................................................................................... 13
DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................................. 13 LAMPIRAN .................................................................................................................................. 15
vi
DAFTAR GAMBAR Halaman
1
Struktur sistem pakar (Marimin, 2002) ....................................................................................... 3
2
Pelacakan ke depan .................................................................................................................... 3
3
Pelacakan ke belakang ............................................................................................................... 3
4
Model fungsi keanggotaan gugus fuzzy ....................................................................................... 4
5
Alur penyelesaian menggunakan metode fuzzy (Marimin, 2002)................................................ 5
6
Tahap rancang bangun sistem pakar (Marimin, 2002) ................................................................ 7
7
Alur program sistem diagnosa penyakit udang windu ................................................................ 7
8
Model penarikan keputusan dengan logika fuzzy untuk penyakit MBV ................................... 10
9
Grafik fungsi keanggotaan untuk variabel kerusakan organ ..................................................... 11
10 Grafik fungsi keanggotaan untuk variabel kulit bengkak.......................................................... 12 11 Grafik fungsi keanggotaan untuk variabel kulit luka ................................................................ 12
DAFTAR LAMPIRAN Halaman 1 Tingkat nafsu makan berdasarkan bobot.................................................................................... 15 2 Kategori pertumbuhan udang berdasarkan umur dan bobot udang. ........................................... 16 3 Jenis pakan ................................................................................................................................. 17 4 Tingkat kepadatan ...................................................................................................................... 17 5 Tingkat kematian........................................................................................................................ 17 6 Tingkat kelayakan suhu air tambak............................................................................................ 17 7 Tingkat kelayakan salinitas air tambak ...................................................................................... 17 8 Tingkat kelayakan pH air tambak. ............................................................................................. 17 9 Tingkat kelayakan O2 air tambak. .............................................................................................. 18 10 Tingkat kelayakan kecerahan air tambak .................................................................................. 18 11 Tingkat kelayakan NH3 air tambak. .......................................................................................... 18 12 Ciri khusus penyakit.................................................................................................................. 18 13 Perilaku dan morfologi udang sehat. ......................................................................................... 19 14 Perilaku dan morfologi udang sehat terserang penyakit MBV.................................................. 19 15 Masa inkubasi MBV.................................................................................................................. 20 16 Perilaku dan morfologi udang sehat terserang penyakit BP...................................................... 20 17 Masa inkubasi BP...................................................................................................................... 21
vii
18 Perilaku dan morfologi udang sehat terserang penyakit WSBV ............................................... 21 19 Masa inkubasi WSBV ............................................................................................................... 22 20 Perilaku dan morfologi udang sehat terserang penyakit Vibriosis ............................................ 22 21 Masa inkubasi Vibriosis ............................................................................................................ 23 22 Perilaku dan morfologi udang sehat terserang penyakit Ricketsia ............................................ 23 23 Masa inkubasi Ricketsia ............................................................................................................ 24 24 Perilaku dan morfologi udang sehat terserang penyakit Mycosis.............................................. 24 25 Masa inkubasi Mycosis.............................................................................................................. 25 26 Perilaku dan morfologi udang sehat terserang penyakit Fusarium ........................................... 25 27 Masa inkubasi Fusarium ........................................................................................................... 26 28 Perilaku dan morfologi udang sehat terserang penyakit Microsporodian ................................. 27 29 Masa inkubasi Microsporodian................................................................................................. 27 30 Perilaku dan morfologi udang sehat terserang penyakit Gill, Appandage dan Faouling .......... 28 31 Masa inkubasi Gill, Appandage dan Faouling.......................................................................... 28 32 Perilaku dan morfologi udang sehat terserang penyakit Gas Bubble ........................................ 29 33 Masa inkubasi Gas Bubble ........................................................................................................ 29 34 Perilaku dan morfologi udang sehat terserang penyakit Hemocitic Enteritis............................ 30 35 Masa inkubasi Hemocytic Enteritis .......................................................................................... 30 36 Grafik keanggotaan himpunan fuzzy untuk penentuan penyakit MBV ..................................... 31 37 Disain sistem ............................................................................................................................. 32 38 Gambar udang sehat dan morfologinya..................................................................................... 33 39 Tampilan Menu Utama Sistem Pakar Diagnosa Penyakit Udang Windu (Peneaus monodon) menggunakan Logika Fuzzy..................................................................................................... 33 40 Tampilan input identitas udang dan kondisi air tambak............................................................ 34 41 Tampilan input perilaku udang.................................................................................................. 34 42 Tampilan input pemeriksaan gejala klinis................................................................................. 35 43 Tampilan input pemeriksaan klinis detail (untuk penyakit MBV) ............................................ 35 44 Aturan untuk udang yang terserang penyakit MBV .................................................................. 36 45 Tampilan hasil diagnosa (untuk penyakit MBV) ...................................................................... 36 46 Tampilan fasilitas penjelas (untuk penyakit MBV)................................................................... 37 47 Contoh uji coba dengan metode black box................................................................................ 37 48 Tabel kombinasi pengujian untuk tingkat keparahan penyakit MBV dengan logika fuzzy ....... 39
viii
1
PENDAHULUAN Latar belakang Indonesia merupakan negara kepulauan yang sangat kaya akan potensi sumberdaya laut dan perikanan. Karena itu pemerintah dalam Program Peningkatan Ekspor Perikanan (PROTEKAN) 2003 masih menjadikan udang sebagai komoditas unggulan yang diharapkan menarik devisa sebesar 6,78 miliar dolar Amerika dari keseluruhan target ekspor perikanan sebesar 7,6 miliar dolar Amerika. Pada tahun 2005/2006 target itupun tidak turun secara signifikan. Dari sekian banyak jenis udang, udang windu yang mempunyai nama latin Penaeus monodon adalah udang yang paling potensial untuk dikembangkan. Budidaya udang windu di tambak sangat menggiurkan keuntungannya, tetapi dibalik itu ternyata budidaya udang windu banyak menyimpan permasalahan yang diakibatkan oleh penyakit yang menyerang udang windu. Serangan penyakit inilah yang banyak menyurutkan para petambak untuk membudidayakan udang windu, karena sekali terserang penyakit yang akhirnya menjadi wabah, petambak bisa gagal panen dan menyebabkan kerugian yang sangat besar. Oleh karena itu penyakit pada udang windu harus bisa dideteksi sedini mungkin jangan sampai penyakit itu menjadi suatu wabah yang menyerang semua udang ditambak tersebut. Penyakit pada udang windu dapat dideteksi dengan cepat dari gejala klinis yang tampak pada fisik udang windu. Walaupun tingkat keakurasiannya tidak mencapai 100%, tetapi diagnosa penyakit udang secara klinis ini sangat diperlukan, karena dapat dengan segera diambil kesimpulan secara cepat mengenai penyakit yang menyerang udang tersebut sehingga dapat segera diambil tindakan yang paling tepat. Tetapi diagnosa penyakit udang windu berdasarkan gejala klinis membutuhkan seorang yang benar-benar ahli dalam bidang ini. Diagnosa yang akurat hanya dapat diperoleh dengan test laboratorium, tetapi cara mikroskopis ini membutuhkan waktu yang cukup lama, peralatan yang mahal dan tenaga ahli. Dalam penelitian ini akan dikembangkan suatu sistem pakar untuk diagnosa penyakit pada udang windu pada tahap pembesaran dengan melihat gejala klinis yang terjadi. Diagnosa dengan menggunakan komputer diharapkan dapat mempermudah pekerjaan. Sistem yang dibuat dalam penelitian ini adalah
sistem pakar karena sistem pakar dilengkapi dengan kemampuan berfikir dan penarikan kesimpulan berdasarkan input atau data dari pengamatan yang dimasukkan. Pada penelitian ini data yang digunakan berupa ilmu pengetahuan dan fakta sehingga sistem pakar merupakan suatu perangkat lunak yang sesuai untuk pemecahan masalah diagnosa penyakit pada udang windu (Penaeus monodon). Sistem ini diharapkan dapat membantu para petambak udang windu dan pihak-pihak yang berkepentingan untuk mendeteksi suatu penyakit udang windu pada tahap pembesaran sedini mungkin sehingga para petambak dapat segera mengambil keputusan yang tepat dalam menghadapi kasusnya. Dalam implementasinya sistem ini menggunakan teknik pelacakan ke depan (forward chaining), teknik pelacakan ke belakang (backward chaining) dan logika fuzzy, dalam melakukan penarikan kesimpulan. Tujuan Tujuan dari penelitian ini adalah merancang dan membangun sistem pakar diagnosa penyakit udang windu pada tahap pembesaran (post larva sampai dengan panen). Lingkup Penelitian Dalam sistem diagnosa penyakit udang windu ini dibatasi pada sebelas jenis penyakit udang windu yang sering menyerang budidaya udang windu di Indonesia. Input pada sistem ini adalah identitas udang, kondisi air tambak dan gejala-gejala klinis yang terjadi pada udang. Data tersebut kemudian akan dianalisis oleh sistem untuk menghasilkan output berupa status identitas udang, status keadaan air tambak, jenis penyakit dan tingkat keparahan penyakit yang menyerang udang tersebut juga rekomendasi untuk menangani semua keadaan yang telah terdeteksi oleh sistem. Manfaat Sistem pakar ini bermanfaat membantu para petani tambak untuk mengetahui informasi awal mengenai jenis penyakit yang menyerang udang windu sedini mungkin sebelum keluar hasil pasti dari laboratorium mengenai penyakit tersebut. Sistem pakar ini dilengkapi dengan penjelasan mengenai informasi pertumbuhan udang, lingkungan
