Sistem Pakar (Expert System)

1.        Definisi Sistem Pakar

Sistem pakar secara umum dapat didefinisikan sebagai  sistem yang berusaha mengadopsi pengetahuan manusia ke komputer, agar computer dapat menyelesaikan masalah seperti yang biasa dilakukan oleh para ahli.

Ada beberapa definisi tentang sistem pakar, antara lain :

v  Menurut Durkin : Sistem pakar adalah suatu program computer yang dirancang untuk memodelkan kemampuan penyelesaian masalah yang dilakukan oleh seorang pakar.

v  Menurut Ignizio : Sistem pakar adalah suatu model dan prosedur yang berkaitan, dalam suatu domain tertentu, yang mana tingkat keahliannya dapat dibandingkan dengan keahlian seorang pakar.

v  Menurut Giarratano dan Riley : Sistem pakar adalah suatu sistem computer yang bisa menyamai atau meniru kemampuan seorang pakar.

Sistem Pakar pertama kali dikembangkan oleh komunitas AI pada pertengahan tahun 1960. Sistem pakar yang muncul pertama kali adalah General-purpose Problem Solver (GPS) yang dikembangkan oleh Newel dan Simon. GPS (dan program-program yang serupa) ini mengalami kegagalan dikarenakan cakupan terlalu luas sehingga terkadang justru meninggalkan pengetahuan-pengetahuan penting yang seharusnya disediakan.

Contoh dari sistem pakar antara lain adalah MYCIN, DENDRAL, XCON & XSEL, SOPHIE, Prospector, FOLIO dan DELTA.

2.        Keuntungan Sistem Pakar

Secara garis besar, banyak manfaat yang diambil dengan adanya sistem pakar, antara lain :

a)             Memungkinkan pekerjaan orang awam bisa mengerjakan pekerjaan para ahli;

b)             Bisa melakukan proses berulang secara otomatis;

c)             Menyimpan pengetahuan dan keahlian para pakar;

d)            Meningkatkan output dan produktivitas;

e)             Meningkatkan kualitas;

f)              Mampu mengambil dan melestarikan keahlian para pakar (terutama yang termasuk keahlian langka).

g)             Mampu beroperasi dalam lingkungan yang berbahaya.

h)             Memiliki kemampuan untuk mengakses pengetahuan.

i)               Memiliki reliabilitas.

j)               Meningkatkan kapabilitas sistem computer.

k)             Memiliki kemampuan untuk bekerja dengan informasi yang tidak lengkap dan mengandung ketidak pastian.

l)               Sebagai media pelengkap dalam pelatihan.

m)           Meningkatkan kapabilitas dalam penyelesaian masalah.

n)             Menyingkat waktu dalam pengambilan keputusan.  

3.        Kelemahan Sistem Pakar

Disamping mempunyai kelebihan sistem pakar juga mempunyai kelemahan, kelemahan yang dimiliki oleh sistem pakar, sebagai berikut :

a)         Biaya yang diperlukan untuk membuat dan memeliharanya.

b)        Sulit dikembangkan. Hal ini tentu saja erat kaitanya dengan ketersediaan pakar di bidangnya.

c)         Sistem pakar tidak 100% bernilai benar.

4.        Konsep Dasar Sistem Pakar

Menurut Efraim Turban, konsep sistem pakar mengandung : keahlian, ahli, pegalihankeahlian, inferensi, aturan dan kemampuan menjelaskan.

Keahlian adalah suatu kelebihan penguasaan pengetahuan di bidang tertentu yang diperoleh dari pelatihan, membaca atau pengalaman.

Seorang ahli adalah seseorang yang mampu menjelaskan suatu tangapan, mempelajari hal-hal baru seputar topic permasalahan (domain), menyusun kembali pengetahuan jika dipandang perlu, memecah aturan-aturan jika dibutuhkan, dan menentukan relevan tidaknya keahlian mereka.

Pengalihan keahlian dari para ahli ke computer untuk kemudian dialihkan lagi ke orang lain yang bukan ahli, merupakan tujuan untama dari sistem pakar. Proses ini membutuhkan 4 aktivitas yaitu : tambahan pengetahuan (dari para ahli atau sumber-sumber lainnya), representasi pengetahuan  (ke komputer), inferensi pengetahuan, dan pengalihan pengetahuan ke user. Pengetahuan yang disimpan di computer disebut dengan basis pengetahuan. Ada 2 tipe pengetahuan, yaitu : fakta dan prosedur (biasanya berupa aturan).

Sistem Konvensional	Sistem Pakar
v  Informasi dan pemrosesannya jadi satu dengan program	v  Basis pengetahuan merupakan bagian terpisah dari mekanisme inferensi
v  Biasanya tidak bisa menjelaskan mengapa suatu inputan  data itu dibutuhkan, atau bagaimana output itu diperoleh	v  Penjelasan adalah bagian terpenting dari sistem pakar
v  Pengubahan program cukup sulit & membosankan	v  Pengubahan aturan dapat dilakukan dengan mudah
v  Sistem akan beroperasi jika sistem tersebut sudah lengkap	v  Sistem dapat beroprasi hanya dengan beberapa aturan
v  Eksekusi dilakukan langkah demi langkah	v  Eksekusi dilakukan pada keseluruhan basis pengetahuan
v  Menggunakan data	v  Menggunakan pengetahuan
v  Tujuan utamanya adalah efisiensi	v  Tujuan utamanyaadalah efektivitas

5.        Bentuk Sistem Pakar

Ada 4 bentuk sistem pakar, yaitu :

a)    Berdiri sendiri. Sistem pakar jenis ini merupakan software yang berdiri-sendiri tidak tergabung dengan software yang lainnya. Semua contoh sistem pakar pada tabel 5.1 merupakan sistem pakar sejenis ini.

b)   Tergabung. Sistem pakar jenis ini merupakan bagian program yang terkandung di dalam suatu algoritma (konvensional), atau merupakan program dimana di dalamnya memanggil algoritma subrutin lain (konvensional).

c)    Menghubungkan ke software lain. Bentuk ini biasanya merupakan sistem pakar yang menghubungkan ke suatu pakaet program tertentu, misalnya dengan DBMS.

d)   Sistem Mengapdi. Sistem pakar merupakan bagian dari computer khusus yang dihubungkan dengan suatu fungsi tertentu. Misalnya sistem pakar yang digunakan untuk membantu menganalisis data radar.

6.        Struktur Sistem Pakar

Sistem pakar terdiri-dari 2 bagian pokok, yaitu : lingkungan pengembangan dan lingkungan konsultasi.

Gambar 5.1 Struktur Sistem Pakar

Komponen-komponen yang ada pada sistem pakar adalah Gambar 5.1 :

a)    Subsistem penambahan pengetahuan. Bagian ini digunakan untuk memasukkan pengetahuan, mengkonstruksi atau memperluas pengetahuan dalam basis pengetahuan. Pengetahuan itu bisa berasal dari : ahli, buku, basis data, penelitian, dan gambar.

b)   Basis pengetahuan. Berisi pengetahuan-pengetahuan yang dibutuhkan untuk memahami, memformulasikan dan menyelesaikan masalah.

c)    Motor inferensi. Program yang berisi metodologi yang digunakan untuk melakukan penalaran terhadap informasi-informasi dalam basis pengetahuan dan blackboard, serta digunakan untuk memformulasikan konklusi. Ada 3 elemen utama dalam motor infrensia, yaitu :

þ Interpreter : mengeksekusi item-item agenda yang terpilih dengan menggunakan aturan-aturan dalam basis pengetahuan yang sesuai.

þ Scheduler : akan mengontrol agenda.

þ Consistency enforcer : akan berusaha memelihara konsistenan dalam mempresentasikan solusi yang bersifat darurat.

d)   Blackboard. Merupakan area dalam memori yang digunakan untuk merekam kejadian yang sedang berlangsung termasuk keputusan sementara. Ada 3 tipe keputusan yang dapat direkam, yaitu :

þ Rencana : bagaimana menghadapi masalah.

þ Agenda : aksi-aksi yang potensial yang sedang menunggu untuk dieksekusi.

þ Solusi : calon aksi yang akan dibangkitkan.

e)    Antarmuka. Digunakan untuk media komunikasi antara user dan program.

f)    Subsistem penjelasan. Digunakan untuk melacak respond dan memberikan penjelasan tetang kelakuan sistem pakar secara interaktif melalui pernyataan :

þ Mengapa suatu pernyataan ditanyakan oleh sistem pakar ?

þ Bagaimana konklusi dicapai ?

þ Mengapa ada alternative dibatalkan ?

þ Rencana apa yang digunakan untuk mendapatkan solusi ?

g)    Sistem penyaring. Sistem ini digunakan untuk mengevaluasi kinerja sistem pakar itu sendiri untuk melihat apakah pengetahuan-pengetahuan yang ada masih cocok untuk digunakan di masa mendatang.

7.        Basis Pengetahuan

Basis pengetahuan berisi pengetahuan-pengetahuan dalam penyelesaian masalah, tentu saja didalam dominan tertentu. Ada 2 bentuk pendekatan basis pengetahuan yang sangat umum digunakan, yaitu:

1.      Penalaran berbasis aturan (Rule-Based Reasoning)

Pada penalaran berbasis aturan pengetahuan direpresentasikan dengan menggunakan aturan berbentuk: IF-THEN. Bentuk ini digunakan apabila kita memiliki sejumlah pengetahuan pakar pada suatu permasalahan tertentu, dan si pakar dapat menyelesaikan masalah tersebut secara berurutan. Disamping itu, bentuk ini juga digunakan apabila dibutuhkan penjelasan tentang jejak (langkah-langkah pencapaian solusi.

2.      Penalaran berbasis kasus (Case-Based Reasoning)

Pada penalaran berbasis kasus, bersis 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 digunkan apabila kita telah memiliki sejumlah situasi atau kasustertentu dalam kasus pengetahuan.

8.        Motor Inferensi

Ada 2 cara yang dapat dikerjakan dalam melakukan inferensi, yaitu:

1.      Foward 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.

2.      Backward Chaining. Pencocokan fakta atau pernyataan dimulai dari sebelah kanan (THEN dulu). Dengan kata lain, penalaran dimulai dari hipotesis terlebih dahulu, dan untuk menguji kebenaran hipotesis tersebut dicari harus dicari fakta-fakta yang ada dalam basis pengetahuan.

9.        Ciri-Ciri Sistem Pakar

Sistem pakar yang baik harus memenuhi ciri-ciri sebagai berikut:

a)    Memiliki fasilitas informasi yang handal

b)   Mudah dimodifikasi

c)    Dapat dipergunakan dalam berbagai jenis komputer

d)   Memiliki kemampuan untuk belajar beradaptasi

10.    Permasalahan Yang Disentuh Oleh Sistem Pakar

Ada beberapa masalah yang menjadi area luas aplikasi sistem pakar, antara lain:

1)        Interpretasi. Pengambilan keputusan dari hasil observasi, termasuk diantara: pengawasan, pengenalan ucapan, analisis citra, interpretasi sinyal dan beberapa analisis kecerdasan.

2)        Predeksi. Termasuk diantaranya: peramalan, predeksi demografis, peramalan ekonomi, predeksi lalulintas, estimasi hasil, militer, pemasaran atau peramalan keuangan.

3)        Diagnosis. Termasuk diantaranya: medis, elektronis, mekanis dan diagnosis perangkat lunak.

4)        Perancangan. Termasuk diantaranya: layout sirkuit dan perancangan pembangunan.

5)        Perencanaan. Termasuk diantaranya: perencanaan keuangan, komunikasi, militer, pengembangan produk, routing, dan menejemen proyek.

6)        Montoring. Misalnya: Computer-Aided Montoring Systems.

7)        Debugging. Memberikan resep obat terhadap suatu kegagalan.

8)        Perbaikan.

9)        Intsruksi. Melakukan instruksi untuk diagnosis, debugging, dan perbaikan kinerja.

10)    Kontrol. Melakukan kontrol terhadap interpretasi-interpretasi, prediksi, perbaikan, dan monitoring kelakuan sistem.

11.    Mengembangkan Sistem Pakar

Seperti layaknya pembangunan perangkat lunak, pada pengembangan sistem pakar inipun diperlukan beberapa tahapan seperti terlihat pada gambar dibawah ini:

Secara garis besar pengembangan sistem pakar pada gambar adalah sebagai berikut:

1.    Mengidentifikasi masalah dan kebutuhan. Mengkaji situasi dan memutuskan dengan tentang masalah yang akan dikomputerisasi dan apakah dengan sistem pakar bisa lebih membantu atau tidak. Misalnya:

Perusahaan bagian pemeliharaan penerbangan komersial memerlikan bantuan yang terus-menerus dari beberapa spesialis yang ada. Hal ini memperlambat operasi perbaikan dan pelayanan.

Tahapan III: Perancangan

Tahapan VI: Tes

Tahapan V: Dokumentasi

Tahapan VI: Pemeliharan

Reformulasi

Eksplorasi

Perbaikan

Kebutuhan

Pengetahuan

Struktur

Evaluasi

Produk

 

2.    Menentukan masalah yang cocok. Ada beberapa syarat yang harus dipenuhi agar sistem pakar dapat bekerja dengan baik, yaitu:

·      Dominan adalah tidak terlalu luas

·      Kompleksitasnya menengah, artinya jika masalah terlalu mudah (dapat melaksanakan dalam bebrapa detik saja) atau masalah yang sangat kompleks seperti peramalan inflasi tidak perlu menggunakan sistem pakar.

·      Tersedianya ahli

·      Menghasilkan solusi mental bukan fisik, artinya sistem pakar hnaya memberikan anjuran tidak bisa melakukan aktivitas fisik seperti membau atau merasakan.

·      Tidak melibatkan hal-hal yang bersifat common sense, yaitu penalaran yang diperoleh dari pengalaman, seperti: adanya gravitasi membuat benda jatuh atau jika lampu lalulintas merah makan kendaraan harus berhenti.

3.    Mempertimbangkan alternatif. Dalam hal ini ada 2 alternatif yaitu menggunakan sistem pakar atau komputer tradisional.

4.    Menghitung pengembalian alternatif. Termasuk diantaranya: biaya pembuatan sistem pakar, biaya pemeliharaan dan biaya training.

5.    Memilih alat pengembangan. Bisa digunakan sofware pemuat sistem pakar (seperti: SHELL) atau dirangcang dengan bahasa pemprograman sendiri misalnya: dengan menggunkan PROLOG).

6.    Rekayasa pengetahuan. Perlu dilakukan penyempurnaterhadap aturan-aturan yang sesuai.

7.    Merancang sistem. Bagian ini termasuk pengembangan prototype serta menterjemahkan pengetahuan menjadi aturan-aturan.

8.    Melengkapi pengembangan. Termasuk pengembangan prototype apabila sistem yang telah ada sudah sesuai dengan keinginan.

9.    Menguji dan mencari kesalahan sistem

10.    Memelihara sistem. Dalam hal ini harus dilakukan: memperbaharui sistem, menganti pengetahuan yang sudah ketinggalan, dan meluweskan sistem agar lebih baik lagi dalam menyelesaikan masalah.

DAFTAR PUSTAKA

Kusumadewi, Sri. 2003. Artificial Intelligence. Graha Ilmu. Yogyakarta

Posted in: Teknik Industri