System Dynamics

System dynamics atau Dinamika Sistem adalah suatu metode pemodelan (modeling method) yang diperkenalkan pertama kali oleh Jay W. Forrester pada tahun 1950-an dan dikembangkan di MIT (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 system dynamics 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 system dynamics diklasifikasikan ke dalam model matematik kausal (theory-like).

Metodologi “system dynamics” 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 “system dynamics” lebih ditekankan kepada tujuan-tujuan peningkatan pengertian kita tentang bagaimana tingkah laku sistem muncul dari strukturnya.
Persoalan yang dapat dengan tepat dimodelkan menggunakan metodologi System Dynamics adalah masalah yang:

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

Penggunaan

Pada mulanya Forrester menerapkan metodologi system dynamics untuk memecahkan persoalan-persoalan yang terdapat dalam industri (perusahaan). Model-model system dynamics 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.

Prinsip-prinsip

Adapun prinsip-prinsip untuk membuat model dinamik dengan ciri-ciri seperti yang diuraikan di atas menurut Sterman (1981) 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 praktek-praktek manajerial; dan
6. model haruslah robust dalam kondisi-kondisi ekstrim.

Mengenai robust-nya sebuah model, menurut Sterman model tersebut perlu dilakukan sejumlah pengujian tertentu 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 system dymamics dibentuk karena adanya hubungan sebab-akibat (causal) yang mempengaruhi 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 macam hubungan kausal, yaitu

1. hubungan kausal positif; dan
2. hubungan kausal negatif.

Contoh hubungan kausal positif (kiri) dan hubungan kausal negatif (kanan)

Ada 2 macam umpan-balik, yaitu:

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

Contoh umpan-balik positif (kiri) dan umpan-balik negatif (kanan)

Dalam merepresentasikan aktivitas dalam suatu lingkar umpan-balik, digunakan dua jenis variabel utama yang disebut sebagai level dan rate atau dikenal juga dengan sebutan stock and flow. Level menyatakan kondisi sistem pada setiap saat. Dalam kerekayasaan (engineering) level sistem lebih dikenal sebagai state variable system. Level 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. Rate inilah satu-satunya variabel dalam model yang dapat mempengaruhi level.

Melengkapi variabel level dan rate, dalam system dynamics itu dikenal juga auxilary, konstanta dan delay. Auxilary merupakan variabel berubah seiring dengan waktu yang dapat disebabkan atas hubungan-hubungan sebab-akibat yang terjadi antara variabel dalam model atau pun akibat variabel dari luar secara independen. Konstanta merupakan variabel dengan nilai tetap yang tidak berubah sepanjang waktu. Sedangkan delay adalah variabel waktu pada perilaku perubahan yang tidak serta-merta (tertunda) atas proses yang terjadi dalam hubungan-hubungan antar struktur hingga mempengaruhi perilaku model.

Pemanfaatan Software

Saat ini pembuatan model system dynamics umumnya dilakukan dengan menggunakan software yang memang dirancang khusus. Sofware tersebut seperti Powersim, Vensim, Stella, dan Dynamo. Dengan software tersebut model dibuat secara grafis dengan simbol-simbol atas variabel dan hubungannya. Namun demikian tidak menutup kemungkinan software yang dapat mengolah operasi matematis seperti jenis spreadsheet seperti Microsoft Excel atau Lotus juga bisa dimanfaatkan untuk kebutuhan pembuatan model system dynamics.

Tulisan ini disarikan dari Kuliah “Pemodelan” pada Program Magister Studi Pembangunan ITB tahun 2007-2008 dengan Dosen Pengajar DR. Muhammad Tasrif.