SISTEM UMPAN BALIK, MANUSIA, DAN MEMBUAT KEPUTUSAN

SISTEM UMPAN BALIK, MANUSIA, DAN MEMBUAT KEPUTUSAN *)

Zulkarnaini*) Staf Pengajar Teknik Mesin, Politeknik Negeri Medan

Abstrak Sistem umpan balik adalah proses membandingkan masukan (input) dan keluaran (output) sistem. Kita dapat mengenal dengan pasti ciri-ciri utama dari sistem umpan balik, yaitu adanya suatu jalinan kegiatan-kegiatan yang berurutan dan tertutup menghubungkan sebab-akibat. Banyak contoh yang dapat diambil dalam kehidupan manusia yang menerapkan sistem umpan balik di dalam menjalankan kehidupan dan penghidupan sehari-hari, sehingga manusia dapat mengambil banyak pelajaran, sehingga dapat mencapai hidup yang aman, damai dan sejahtera. Kata-kata kunci: Umpan balik, Manusia dan keputusan.

1. Pendahuluan Proses membandingkan keluaran (output) dengan masukan (input) pada sebuah sistem, atau yang lebih dikenal dengan sistem umpan balik (feed back) dan ini merupakan suatu konsep yang umum, sebagian orang sering menyebutnya salam berjawab, banyak contoh yang dapat diambil dari sistem umpan balik di berbagai bidang keteknikan, ilmu kedokteran, sosial ekonomi, politik, dan hankam. Di dalam alam semesta ini telah menjadi rahasia umum, bahwa sistem umpan balik memang sudah ada dan tersembunyi di dalam sistem itu sendiri (di alam semesta). Sedangkan suatu sistem yang dibuat oleh manusia adalah rangkaian dari sebuah sistem kendali, yaitu adanya jalinan rangkaian kegiatan yang saling berurutan baik yang tertutup maupun yang menghubungkan sebab akibat. Sebagai contoh seorang bayi yang sedang menangis, menyebabkan ibunya akan merenung dan berpikir untuk mengambil tindakan-tindakan selanjutnya, seperti: a. Mencium atau mengganti celana (popok) bila ia kencing. b. Memberi air susu. Merupakan contoh yang umum sering terjadi di dalam sistem hubungan antara seorang ibu dengan anaknya. Keiginan si anak (bayi) diwakili melalui suatu tangisan yang harus selalu dipahami dan dipikirkan oleh ibunya. Si ibu akan mengambil tindakan berikutnya sebagai umpan balik dari tangisan si bayi. Sampai tangisan si bayi berhenti maka keinginan si bayi telah terpenuhi. Tidak ada perbedaan antara keinginan si bayi dengan tindakan yang dilakukan oleh ibunya. Sistem umpan balik seperti ini merupakan suatu proses yang dinamis. Jika si bayi terus-menerus menangis, maka si ibu

harus terus berpikir dan bertindak sampai bayinya berhenti menangis. Kemungkinan yang sering terjadi jika bayi menangis seperti: a. Bayi akan tumbuh gigi, tindakan yang harus dilakukan adalah buka mulutnya dan lihat keadaan gusinya. b. Bayi demam dan tubuhnya panas, tindakan yang harus dilakukan adalah amati kondisi perubahan yang terjadi pada tubuhnya, jika terlalu berbahaya (kondisinya mengkhawatirkan) segeralah bawa ke dokter terdekat. c. Atau cari kondisi yang lain yang mungkin terjadi pada si bayi. Jika masalah kondisi si bayi ini tidak diselesaikan oleh si ibunya, maka si ibu akan melibatkan keluarga untuk mencari penyebab dan jalan keluarnya. Proses ini tetap berlangsung, karena adanya konsep umpan balik, di dalam wujud aktif di dalam hubungan antara tangisan si bayi dan tindakan si ibu. Dari contoh tersebut bahwa sistem umpan balik merupakan proses yang dinamis dan berkelanjutan untuk dapat mencari tahu, masalah dan mencari solusinya. Informasi dari lingkungan dan alam sekitarnya, aktivitas-aktivitas itu sebenarnya bukanlah persoalan baru, tetapi merupakan hasil dan berkah dari pancaindra yang dianugerahkan tuhan kepada umat manusia. Untuk menjalankan kehidupan dan penghidupan di dunia ini dengan aman, damai, dan sejahtera. Konsep yang setiap hari kita gunakan, banyak sekali diaplikasikan di dalam sistem kontrol modern (lihat Gambar 1).

Jurnal Teknik SIMETRIKA Vol. 4 No. 2 – Agustus 2005: 356 – 359

361

Gambar 1: Blok diagram umpan balik melalui sistem pancaindra manusia

Di dalam contoh tersebut kita dapati umpan balik yang telah digunakan sebagai kaidah dan alat untuk menukar tindakan si ibu. Adalah menjadi pengetahuan umum bahwa suatu sistem umpan balik adalah suatu kaidah yang dapat memindahkan ciri-ciri dari suatu sistem keteknikan, sosial, ekonomi, dan politik. Dalam makalah ini akan menerangkan kegunaan sistem umpan balik dalam sistem secara umum untuk membantu kita dalam mengambil keputusan-keputusan yang penting agar objektivitas sistem dapat dicapai dengan tepat. Untuk menganalisa penggunaan umpan balik di dalam suatu sistem, maka beberapa istilah penting, perlu diterangkan. Dari kacamata ilmu alam, perubahan-perubahan evolusi telah melahirkan sistem-sistem ilmu alam dengan berbagai mekanisme umpan balik. Adalah menjadi tugas peneliti untuk mengenal pasti prosesproses umpan balik secara anatomi maupun fisiologi dan juga menerangkan bagaimana umpan balik berfungsi untuk menjamin kesehatan dan kesejahteraan organisme, umpamanya kambing/biri-biri hanya memakai sehelai kulit saja yang digunakan pada musim panas atau musim dingin. Ini karena umpan balik merupakan prinsip asas pengontrolan. Umpan baliklah yang mentakdirkan kehidupan ini sebagai suatu proses yang otomatis. Kita dapati bahwa prinsip umpan balik bukan saja digunakan di industri tetapi juga digunakan pada kegiatan atau transaksi bisnis/perdagangan.

362

Mesin-mesin dewasa ini telah dapat menggantikan kerja manusia dan tenaga hewan yang menggunakan otot. Sistem kontrol umpan balik (otomatis) adalah merupakan mekanisasi tugas otak manusia. Di dalam artikel ini akan dicoba untuk menerangkan penggunaan umpan balik di dalam sistem secara umum untuk membantu kita dalam membuat keputusan yang penting agar objektif sistem dapat dicapai dengan cepat dan tepat. Untuk menganalisis penggunaan umpan balik di dalam suatu sistem maka beberapa istilah penting akan diterangkan. Manfaat dan kemungkinan timbulnya masalah kestabilan dengan mengikutsertakan umpan balik juga dibicarakan agar langkah-langkah tertentu dapat diambil untuk mencapai prestasi sistem yang optimum.

2. Umpan Balik di Dalam Sistem Dari penjelasan di atas, diharapkan kita dapat memahami tentang umpan balik dengan mengaitkan beberapa tahap aktivitas-aktivitas utama di dalam suatu sistem umpan balik. Perhatikan blok diagram di bawah ini.

Sistem Umpan Balik, Manusia, dan Membuat Keputusan…(Zulkarnaini)

(keluaran), maka alat kontrol mengartikan bahwa kepastian sampai waktu yang kemudian dilaksanakan dalam suatu sistem atau proses. Contoh - Akal (otak sebagai pelaksana hukum). - Alat buatan manusia seperti saklar lampu. - Polisi dan pengontrolan kecepatan (merupakan gabungan akal dan alat pamantau kecepatan). Gambar 2: Umpan balik di dalam suatu sistem Hubungan berurutan secara tertutup pada blok diagram di atas, dapat diambil beberapa kesimpulan yaitu: 2.1 Sistem Merupakan suatu susunan benda (komponen) yang saling terkait sedemikian rupa sehigga membentuk suatu kesatuan. Contoh: - Sistem alam semesta. - Sistem buatan manusia (sistem keteknikan) - Sistem alam semesta dan sistem buatan manusia (sistem mengendarai kendaraan) 2.2 Masukan Objektif yang diinginkan (OYI) atau sesuatu yang diinginkan. 2.3 Keluaran Objektif yang dicapai (OYC) atau hasil sebenarnya dari suatu proses. 2.4 Pengukuran Adalah proses mengukur besaran/kuantitas yang mungkin bisa statik atau fungsi masa yang diwakilkan oleh kuantitas yang lain. Contoh: - Pancaindra asas pada wujud manusia.(alam semesta) - Pengindra fisika (misalnya pengukuran, buatan manusia). - Menyelidiki suatu persoalan/permasalahan (merupakan gabungan dari alam semesta dan buatan manusia). 2.5 Perbandingan Perbandingan antara masukan dan keluaran dilakukan untuk mendapatkan arah dan besarannya. Perbedaan tersebut dilakukan melalui kaidahkaidah berikut: Contoh - Pembanding elektronik untuk membedakan arah dan besaran (sistem buatan manusia). 2.6 Alat Kontrol Berdasarkan dari perbedaan antara apa yang dikehendaki (masukan) dengan apa yang dihasilkan

Penjelasan tentang umpan balik di atas dapat diatur dalam bentuk yang lebih sistematik. Untuk lebih mudah memahaminya, perhatikan gambar blok diagram di bawah.

Gambar 3: Blok diagram sistem dengan umpan balik

3. Keuntungan dan Kerugian Penggunaan Umpan Balik Keuntungan dan kerugian penggunaan umpan balik sangat bergantung pada keadaan sistem, sebagai pertimbangan teknik dan ekonomis untuk pelaksanaan umpan balik. Pemilihan dan pertimbangan yang lebih sesuai untuk pemakaiannya dalam sistem umpan balik adalah merupakan faktor sangat penting. Walaupun demikian pemakaian suatu sistem dengan umpan balik secara umum lebih unggul dan tepat daripada sistem yang tidak memakai umpan balik. Umpan balik menyediakan beberapa keuntungan yang lebih besar dibandingkan kerugiannya. Manfaat atau keuntungannya dapat diperoleh bila sistem tersebut memenuhi beberapa syarat di antaranya: - Sistem mempunyai motivasi atau tujuan dan objektif yang tinggi. - Mempunyai tujuan yang benar. - Penetapan tujuan tersebut. - Komponen sistem yang harus bekerja sesuai fungsi dan prestasi yang optimum. Penggunaan yang benar pada syarat-syarat di atas dapat memperoleh kesempurnaan yang optimum pada suatu sistem. 3.1 Manfaat Penggunaan Umpan Balik 1. Umpan balik membolehkan objektif yang diinginkan (OYI) masukan akan diperoleh nilai atau besaran yang tepat.

Jurnal Teknik SIMETRIKA Vol. 4 No. 2 – Agustus 2005: 360 – 364

363

2. Umpan balik dapat mengurangi gangguan dari luar terhadap objektif yang diinginkan (masukan). Gangguan-gangguan dari luar ini bisa terjadi dari bermacam-macam bentuk tergantung pada jenis dan bentuk dari sistem tersebut, seperti: a. Manusia dan sistem kepercayaan: berbentuk rasa tidak puas, cemburu, pertentangan, mencari kelemahan orang lain (untuk tujuan tertentu), dll. b. Gangguan yang berasal dari lingkungan sekitar. c. Sinyal yang tidak diperlukan di dalam sistem keteknikan, seperti suara bising, polusi, pengaruh medan listrik, dll. Sistem yang menggunakan kaidah umpan balik yang tersusun dan teratur, tetapi syarat-syarat kesempurnaan sistem tidak terpenuhi. Hal ini akan menyebabkan sistem tidak dapat menahan kestabilan dan gangguan dari luar. 3. Kemampuan mengurangkan kepekaan sistem terhadap perubahan-perubahan parameterparameter di dalam sistem. Suatu sistem ataupun proses ditentukan pada perubahan yang terjadi di lingkungan sekitarnya. Kelemahan, kekuatan, dan gangguanan sebenarnya dari sistem dan faktor alam semesta dapat mempengaruhi suatu sistem. Dengan adanya umpan balik ini, maka perubahan di dalam sistem terhadap keluaran dapat diimbangi, diselaraskan, dan diperbaiki. 4. Kesalahan jangka panjang Karena umpan balik yang dipakai secara berurutan, hal ini dapat mengurangi perbedaan antara masukan dan keluaran. Maka kesalahan jangka panjang menjadi lebih kecil jika dibandingkan dengan sistem tanpa umpan balik. Sistem yang tidak menggunakan atau tanpa umpan balik, jika mengalami kesalahan atau gangguan biasanya akan terus kekal dan susah untuk diperbaiki. Dibalik kebaikan-kebaikan di atas, penggunaan umpan balik juga akan menimbulkan beberapa masalah di antaranya: a. Sistem menjadi bertambah rumit dengan adanya penambahan komponen-komponen seperti komponen pengukuran dan pembanding kesalahan. Implikasi perbelanjaan, biaya pelaksanaan dan penyelenggaraan. b. Penambahan beban kerja dan olahan yang perlu dibuat, sistem di atas maklumat umpan balik tersebut.

364

c. Sistem dengan umpan balik kemungkinan tidak stabil. Hal ini disebabkan bila sistem umpan balik salah dipergunakan ataupun kesalahan penempatannya. Jika sistem umpan balik seharusnya diletakkan di sebelah kanan, namun kenyataannya diletakkan di sebelah kiri. Contoh yang mudah adalah umpan balik yang wajar dari seorang pelajar kepada pengajar mungkin akan menyebabkan keadaan hubungan yang tidak stabil antara pengajar dengan pelajar. Jika pengajar tidak meletakkan umpan balik pada kedudukan yang wajar.

4. Elemen Pengukuran dan Prestasi Sistem Di dalam konteks berikut perubahan dimaksudkan untuk penyimpangan. Perubahan yang sering terjadi berciri wajar di dalam sistemsistem keteknikan, misalnya sistem berubah dengan perubahan cuaca. Penyimpangan adalah penipuan untuk suatu sistem yang melibatkan manusia. Perubahan pada keluaran yang objektif disebabkan oleh penyimpangan/perubahan di dalam sistem itu sendiri dan mencoba untuk memperbaikinya. Kepekaan suatu sistem terhadap perubahan komponen-komponennya merupakan suatu aspek yang sangat penting. Kebaikan dan besarnya manfaat umpan balik ialah kemampuannya mengenali dan menyelaraskan terhadap perubahan di dalam agar sistem dapat kembali berfungsi dengan stabil. Sistem yang memenuhi ataupun mendekati syarat-syarat Kesempurnaan Sistem, maka, OYC, OYI, dan Kepintaran Pengukuran dapat dihubungkan berikut [OBJEKTIF YANG DICAPAI] ≈ [KEPINTARAN PENGUKURAN OBJEKTIF YANG DIINGINKAN] Di mana simbol ≈ berarti mendekati. Kepintaran pengukuran adalah kemampuan mengukur keluaran. Suatu masalah penting untuk menjamin prestasi pengukuran adalah kepintaran alat pendeteksi itu sendiri karena ia mula-mula berinteraksi dengan objek, keluaran atau objektif yang dicapai suatu sistem tidak mungkin berprestasi lebih baik daripada tahapan dan mutu besaran umpan balik yang dapat diukurnya. Contoh seorang manusia tak mungkin jadi lebih baik kalau ia tidak dapat mengetahui (menilai) kelemahan dirinya sendiri. Faktor kepintaran alat pendeteksi untuk melaksanakan pengukuran amat menentukan segala besaran yang diperlukan dapat disediakan dengan baik. Nilainya dapat kita berikan dalam persentase atau dalam jumlah berikut: 0 ≤ [FAKTOR KEPINTARAN PENGUKURAN] ≤ 1

Sistem Umpan Balik, Manusia, dan Membuat Keputusan…(Zulkarnaini)

(1) Jika nilai kepintaran= 1 yakni kesempurnaan hasil pengukuran hasil dari kesempurnaan alat pendeteksi maka, [OBJEKTIF YANG DICAPAI]= [OBJEKTIF YANG DIINGINKAN] Akan tetapi di dalam kenyataannya pengukuran yang mempunyai kepintaran sangat sulit didapat karena memerlukan alat pendeteksi hingga 100% mutlak dan tepat, di mana pada hakikatnya hampir tidak dapat terwujud. Oleh karena itu, koreksi jangka panjang tidak mungkin tidak terjadi, sama ada nisbahnya kecil atau besar. Contoh kecil seorang penderita telinga yang selalu salah mendengarkan perkataan-perkataan orang lain seperti: DIGANJARKAN dengan DIGANJAKAN (ganjar yang disebut ganja oleh orang yang berketurunan suku minang). (2) Jika kepintaran alat pendeteksi tidak sempurna maka nilai kepintaran pengukuran akan lebih kecil daripada satu atau sama dengan sifat (tak berfungsi langsung). Maka; [OBJEKTIF YANG DICAPAI]< [OBJEKTIF YANG DIINGINKAN] Ini diartikan jika kepintaran pendeteksi bertambah tak sempurna maka pengukuran ikut tak sempurna. Maka objektif yang dicapai akan jauh berbeda dan menyimpang dari objektif yang diinginkan. Jadi objektif yang dicapai dipengaruhi terus oleh kecakapan alat pendeteksi di dalam mengumpulkan besaran umpan balik karena pembatas utama pada kestabilan dan prestasi sistem adalah bahagian dari umpan balik untuk menyediakan pengukuran besaran umpan balik yang sempurna maka PENGONTROL mestinya: 1. Mengetahui data/spesifikasi tentang alat pendeteksi, pintar atau tidak pintar di dalam membekali besaran hasil pengukuran. 2. Mewujudkan suatu mekanisme untuk memastikan perubahan tersebut diperingkat awal, agar ketidaksempurnaan umpan balik jangan sampai kepada pembanding untuk proses lanjutan. 3. Hubungan yang dekat di antara alat pendeteksi dan alat pengontrol agar perubahan di dalam prestasi alat pendeteksi dapat diketahui.

yang kemudiannya dilaksanakan di dalam sistem tersebut. Keberhasilan pelaksanaan hukum-hukum tadi bergantung pada hasil pengukuran umpan balik dengan syarat masukan yang ditentukan dengan tepat. Jadi perhatian serius dan seksama hendaklah ditumpukan kepada masalah dan bagian yang memberi besaran hasil pengukuran umpan balik jika diinginkan sistem yang stabil, harmonis, dan mengeluarkan keluaran yang baik.

Kesimpulan Umpan balik merupakan sebuah unsur yang tersedia sebagai wujud di dalam sistem alam ini. Sistem yang sempurna dan harmonis adalah merupakan manifestasi umpan balik yang diwarisinya mewakili pengukuran umpan balik yang sempurna. Umpamanya manusia menghirup oksigen kemudian mengembuskan karbon dioksida, gas ini tidak berbahaya pada lingkungan. Tumbuhtumbuhan mengambil karbon dioksida untuk proses fotosintesisnya dan mengeluarkan oksigen, oleh sebab itu beristirahat di bawah pohon adem sekali. Sistem-sistem ini mempunyai umpan balik yang kompleks tetapi sempurna. Tetapi karena menggunakan bahan bakar minyak dan mengeluarkan asap karbon monoksida. Gas ini beracun dan berbahaya, karena sistem kendaraan belum sempurna terutamanya di segi pengolahan besaran umpan balik asap dari knalpot kendaraan tersebut untuk manfaat-manfaat lain. Kalau sesuatu sistem mempunyai OYI yang teraktif dengan baik dan sistem mempunyai ciri kesempurnaan maka peranan terpenting yang menentukan prestasi sistem adalah terletak kepada bahagian elemen pengukuran umpan balik. Kelemahan, kegagalan di bahagian ini akan meruntuhkan keseluruhan sistem walaupun pengontrol, pembanding, dan komponen-komponen lain semuanya berfungsi dengan baik atau menggunakan kriteria yang mutakhir. Di dalam artikel ini walaupun contoh-contoh yang diberikan begitu mudah tetapi konsep umpan balik secara umumnya dapat diterapkan kepada sistem yang lebih besar; sistem keketeknikan, sosial, ekonomi, keluarga, dan banyak lagi yang lainnya.

Daftar Pustaka 5. Umpan Balik Pengontrolan

dan

Hukum

Pengontrol dan pengarah hukum menerima besaran/data dari pembanding. Pembanding menerima masukan dari umpan balik. Hubungan di antara kedua-duanya sangat dekat sekali. Pengarah hukum kemudian menterjemahkan besaranbesaran/informasi ini kepada arahan, undangundang, peraturan-peraturan, dan hukum-hukum

Charles L. Phillips, 1988. Feed Back Control System, Prentice Hall, International Iditions Dorf,R.C 1989. Moderen Control Systems. Addison Wesley Schwan, H.P. 1969. Bioloical Engineering, McGraw Hill, Inter-University Elektronic Series, pp. 94-9C. Stanley M.S,1972, Moderen Control System and Applications. Addison - Wesley Publishing.

Jurnal Teknik SIMETRIKA Vol. 4 No. 2 – Agustus 2005: 360 – 364

365