PENERAPAN METODE FUZZY MAMDANI DALAM MEMPREDIKSI …

Seminar Nasional Teknologi Informasi dan Multimedia 2015STMIK AMIKOM Yogyakarta, 6-8 Februari 2015

ISSN : 2302-3805

2.2-115

PENERAPAN METODE FUZZY MAMDANI DALAM MEMPREDIKSITINGGINYA PEMAKAIAN LISTRIK( STUDI KASUS KELURAHAN ABC )

Edy Victor Haryanto1), Fina Nasari2)

1,2 Universitas Potensi UtamaJl. K. L. Yos Sudarso Km. 6,5 No. 3 A Tj. Mulia – Medan

Abstrak

Listrik merupakan sumber energi yang sangatdibutuhkan saat ini, baik untuk membantu kegiatanrumah tangga sehari-hari maupun industri. Kebutuhanlistrik yang semakin meningkatkan sementaraketersediaan yang semakin kecil, membutuhkan sebuahsolusi dalam pemanfaatannya agar lebih efektif danefisien. Penelitian ini dilakukan untuk mendapatkanhasil faktor apa saja yang mempengaruhi tingginyapemakaian listrik dirumah tangga. Ada beberapavariabel yang digunakan dalam penelitian ini antaralain : luas rumah, tegangan, perlengkapan. Metodeyang digunakan dalam penelitian ini adalah FuzzyMamdani.

Kata kunci : Fuzzy Mamdani, Listrik, Efesien

1. PendahuluanListrik saat ini memegang peranan sangat penting

baik untuk sarana produksi maupun untuk saranakehidupan sehari-hari. Besarnya peranan listrikberdampak pada permintaan listrik yang semakinbesar, namun tidak berbanding lurus dengan produksilistrik yang belum bisa memenuhi quota kebutuhanlistrik. Seperti dalam Kutipan beritaMetrotvnews.com(2013), Manajer Humas dan BinaLingkungan PT. PLN (Persero) Distribusi Jateng-DIYSupriyono mengatakan Saat ini kebutuhan listrik diJawa Tengah dan Yogyakarta mencapai 3.200Megawatt ketika beban puncak, sementara pasokanlistrik maksimal hanya 2.500 Megawatt.

Pendapatan ekonomi rumah tangga yangbervariasi untuk kalangan rumah tangga, mulai dariekonomi rendah, menengah dan kelas atasmenghasilkan budaya tersendiri. Semakin tinggipendapatan berpengaruh dengan perlengkapanelektronik yang digunakan. Dengan kata lainpendapatan mempengaruhi besar kecilnya permintaanlistrik rumah tangga [2].

Hansi dalam penelitiannya mengungkapkandengan menggunakan metode fuzzy dan matlab dapatmegetahui tentang prediksi pemakaian beban listrikdan ada beberapa factor yang digunakan antara lainfactor, cuaca, waktu, ekonomi dan gangguan acak[1].

Adapun kriteria yang diajadikan sebagai inputandalam memprediksi pemaikaian listrik yang dilakukan

pada kelurahan ABC adalah Luas Rumah, Teganganlistrik tiap rumah dan perlengkapan elektronik yangdigunakan.

Teori Fuzzy Mamdani

Metode Mamdani sering juga dikenal dengan namaMetode Max-Min. Metode ini diperkenalkan olehEbrahim Mamdani pada tahun 1975.Untukmendapatkan output, diperlukan 4 tahapan:

a. Pembentukan himpunan fuzzy. Pada prosesfuzzifikasi langkah yang pertama adalah menentukanvariable fuzzy dan himpunan fuzzinya. Kemudiantentukan derajat kesepadanan (degree of match) antaradata masukan fuzzy dengan himpunan fuzzy yang telahdidefenisikan untuk setiap variabel masukan sistemdari setiap aturan fuzzy. Pada metode mamdani, baikvariabel input maupun variabel output dibagi menjadisatu atau lebih himpunan fuzzy.

b. Aplikasi fungsi implikasi pada metode mamdani.Fungsi implikasi yang digunakan adalah min. Lakukanimplikasi fuzzy berdasar pada kuat penyulutan danhimpunan fuzzy terdefinisi untuk setiap variabelkeluaran di dalam bagian konsekuensi dari setiapaturan. Hasil implikasi fuzzy dari setiap aturan inikemudian digabungkan untuk menghasilkan keluaraninfrensi fuzzy.

c. Komposisi Aturan. Tidak seperti penalaran monoton,apabila sistem terdiri dari beberapa aturan, makainfrensi diperoleh dari kumpulan dan korelasi antaraturan. Ada 3 metode yang digunakan dalammelakukan inferensi sistem fuzzy, yaitu: max, additivedan probabilistik OR.

d. Penegasan (defuzzy). Input dari proses defuzzifikasiadalah suatu himpunan fuzzy yang diperoleh darikomposisi aturan-aturan fuzzy, sedangkan output yangdihasilkan merupakan suatu bilangan pada domainhimpunan fuzzy tersebut[3].

2. Pembahasan

Adapun langkah – langkah yang dilakukan dalampenerapan metode fuzzy mamdani sebagai berikut :a. Menentukan Variabel Input dan Output

Adapun variabel yang dijadikan sebagai inputdalam menentukan pembelian cat terdapat pada tabel 1sebagai berikut:


ISSN : 2302-3805

2.2-116

Tabel 1. Variabel Input

Sementara variabel output dalam menentukanpemakaian listrik terdapat pada tabel 2 sebagai berikut:

Tabel 2. Variabel Output

b. Membentuk Himpunan FuzzyPembentukan himpunan fuzzy dibentuk untuk

setiap variabel yang digunakan, dalam penelitian inivaribel yang digunakan adalah variabel Luas Rumah,Tegangan, Perlengkapan, kompetisi dan pilihan.Adapun himpunan fuzzy yang terbentuk dari setiapvariabel tersebut adalah sebagai berikut :

1. Luas RumahUntuk himpunan fuzzy variabel luas rumah dapatdilihat pada tabel 3 di bawah ini :

Tabel 3. Himpunan Fuzzy Variabel LuasRumah

Adapun kurva yang terbentuk untuk menentukanfungsi keanggotaan pada variabel luas rumahterlihat pada gambar 1.

Gambar 1. Kurva Fungsi Keanggotaan

2. TeganganUntuk himpunan fuzzy variabel tegangan dapatdilihat pada tabel 4 di bawah ini

Tabel 4. Himpunan Fuzzy Variabel Harga

Adapun kurva yang terbentuk untuk menentukanfungsi keanggotaan pada variabel teganganterlihat pada gambar 2.


3. PerlengkapanUntuk himpunan fuzzy variabel perlengkapandapat dilihat pada tabel 5 di bawah ini :

Tabel 5. Himpunan Fuzzy VariabelPerlengkapan

Adapun kurva yang terbentuk untuk menentukanfungsi keanggotaan pada variabel perlengkapanterlihat pada gambar 3.


No Variabel Satuan

1

2

3

Luas Rumah Meter2

Tegangan Watt

Perlengkapan Unit

No Variabel

Pemakaian Listrik1

Variabel HimpunanFuzzy

Nilai

Standar x <=50 M2

Medium 50 < x < 72 M2

Besar 72<x <94 M2

Luas Rumah


Nilai

Rendah [450,900]

Medium [450.1300]

Tinggi [900,1300]Tegangan


Nilai

Sedikit [1,3]

Normal [3,5]

Banyak [5,7]Perlengkapan


ISSN : 2302-3805

2.2-117

4. Pemakaian ListrikUntuk himpunan fuzzy variabel pemakaian listrikdapat dilihat pada tabel 6 di bawah ini :

Tabel 6. Himpunan Fuzzy Variabel PemakaianListrik

Adapun kurva yang terbentuk untuk menentukanfungsi keanggotaan pada variabel pemakaianlistrik terlihat pada gambar 4.


Dari kurva fungsi keanggotaan tersebut didapatlahpersamaan fungsi keanggotaan setiap variabel sebagaiberikut :

1.Luas Rumah

Persamaan fungsi keanggotaan untuk variabel luasrumah seperti di bawah ini :

2. Tegangan

Persamaan fungsi keanggotaan untuk variabel teganganseperti di bawah ini :

3.Perlengkapan

Persamaan fungsi keanggotaan untuk variabelperlengkapan seperti di bawah ini :

5. Pemakaian Listrik

Persamaan fungsi keanggotaan untuk variabelpemakaian listrik seperti di bawah ini :

c. Membuat Aturan FuzzyAturan dibuat untuk menentukan rules yang akan

digunakan untuk menghitung kesesuaian hasil denganmetode fuzzy mamdani, di mana aturan min maxberlaku pada metode fuzzy ini. Adupun aturan fuzzydari penentuan pemakaian listrik terdapat pada tabel 7berikut :


Nilai

Rendah [50,75]

Sedang [50, 100]

Tinggi [75, 100]

PengeluaranListrik


ISSN : 2302-3805

2.2-118

Tabel 7. Aturan Fuzzy

d. Aggregasi / Komposisi Aturan Fuzzy

Semua aturan fuzzy akan diagregasi ataudikombinasikan untuk menjelaskan bahwa konsekuenyang diperoleh dari setiap aturan fuzzy akandimodifikasi dengan solusi himpunan fuzzynyamasing-masing dan digabung dengan hasil modifikasikonsekuen lainnya. Adapun persamaan dalammenentukan aggregasi sebagai berikut :

α-pred = α-pred1*z1 + α-pred2*z2+ ....α-predn*zn(13)

e. Proses Defuzzifikasi

Input dari proses defuzzifikasi adalah suatu himpunanfuzzy yang diperoleh dari komposisi aturan-aturanfuzzy, sedangkan output yang dihasilkan merupakansuatu bilangan pada domain himpunan fuzzy tersebut,sehingga jika diberikan suatu himpunan fuzzy dalamrange tertentu, maka harus dapat diambil suatu nilaicrisp tertentu sebagai keluarannya [4]. Adapun metodepada fuzzy mamdani ini adalah sebagai berikut [5]:1. Centroid

Pada metode ini, solusi crisp diperoleh dengancara mengambil titik pusat daerah fuzzy, secaraumum dirumuskan pada persamaan 14 untukvariabel kontinyu dan persamaan 15 untu variabeldiskrit berikut :

2. Metode BisektorPada metode ini, solusi crisp diperoleh dengancara mengambil nilai pada domain fuzzy yangmemiliki nilai keanggotaan separo dari jumlahtotal nilai keanggotaan pada daerah fuzzy.

3. MOM

Pada metode ini, solusi crisp diperoleh dengancara mengambil nilai rata-rata domain yangmemiliki nilai keanggotaan maksimum.

4. LOMPada metode ini, solusi crisp diperoleh dengancara mengambil nilai terbesar dari domain yangmemiliki nilai kenggotaan maksimum.

5. SOMPada metode ini, solusi crisp diperoleh dengancara mengambil nilai terkecil dari domain yangmemiliki nilai kenggotaan maksimum.

Untuk melihat sejauh mana fuzzy mamdani mampumendukung keputusan dalam pemakaian listrik makadilakukan pengujian dengan data berikut :

Tabel 8. Data yang Diuji

Adapun penyelesaiannya adalah sebagai berikut :fungsi keanggotaan :Variabel Luas RumahStandar(55) : 0Medium(55) : 0.45Besar(55) : 0Setelah itu menentukan nilai min pada komposisiaturan seperti pada gambar 5 berikut :

Gambar 5. Aturan Fuzzy dalam Rule EditorMatlab

[R1] IF Luas Rumah is Standar AND Tegangan isRendah AND Perlengkapan is Sedikit THENPemakaian Listrik is Rendahα-pred1 = Min ((Standar(55);Rendah(90);Sedikit(2))

= min (0; 0;0.5)= 0

THEN

[R1] Standar Sedikit Rendah Rendah[R2] Standar Sedikit Sedang Rendah[R3] Standar Sedikit Tinggi Rendah[R4] Standar Normal Rendah Rendah[R5] Standar Normal Sedang Rendah[R6] Standar Normal Tinggi Rendah[R7] Standar Banyak Rendah Tinggi[R8] Standar Banyak Sedang Sedang

PemakaianListrik

IFAturan(Rules) Luas

Rumah Perlengkapan Tegangan

Variabel NilaiLuas Rumah 55 M2Perlengkapan 2 unitTegangan 900 wattPemakaian Listrik ?


ISSN : 2302-3805

2.2-119

Setelah didapat nilai min lalu menghitungdefuzzifikasi, adapun hasil yang dihasilkan dengantools Matlab berdasarkan data yang ditentukan didapathasil pilihan dengan nilai 59.8 dengan kata lainpemakaian listrik adalah Rendah, Nilai tersebut dapatdilihat pada gambar 6:

Gambar 6. Hasil Pilihan dengan Matlab

3. Kesimpulan

Adapun dari penelitian ini dapat diambilkesimpulan sebagai berikut :1. Penerapan metode fuzzy mamdani dipilih untuk

menentukan pemakaian listrik berdasarkan luasrumah, tegangan dan perlengkapan.

2. Pengujian yang dilakukan dengan matlab berhasilmenentukan besar pemakaian listrik.

Saran

Adapun saran dari penelitian ini adalah sebagaiberikut :1. Diharapkan perbandingan dengan metode yang

lain untuk membandingkan hasil uji coba sehinggabisa diketahui metode yang lebih efektif.

Daftar Pustaka[1] Efendi, Hansi, “ Aplikasi Logika Fuzzy Untuk Peramalan Beban

Listrik Jangka Pendek Menggunakan Matlab”, SAINSTEK, Vol.XII, No. 1, September 2009.

[2] Adriyansyah, Dedy, (2011). Faktor-faktor Apa Saja YangMempengaruhi Konsumen Listrik Bagi Rumah TanggaMasyarakat Kelurahan Tembung Kecamatan Percut Sei TuanKabupaten Deli Serdang, Universitas Sumatera Utara, Medan

[3] Kusumadewi, Sri. 2003. “Artificial Intelligence (Teknik danAplikasinya)”, Yogyakarta : Graha Ilmu, 2002.

[4] kusumadewi,Sri, “Analisis dan Desain Sistem Fuzzymenggunakan Toolbox Matlab,” , Yogyakarta : Graha Ilmu,2002.

[5] Sutikno, Waspada Indra, “Perbandingan Metode DefuzzifikasiSistem Kendali Logika Fuzzy Model Mamdani Pada MotorDC,” Jurnal MAsyarakat Informatika, vol.2 , No. 3, pp. 27-37,ISSN 2086-4930.

Edy Victor Haryanto, memperoleh gelar SarjanaKomputer (S.Kom), Jurusan Teknik InformatikaSTMIK Potensi Utama, lulus tahun 2007. Memperolehgelar Magister Komputer (M.Kom) Program PascaSarjana Magister Universitas Putra Indonesia YPTKPadang, lulus tahun 2009. Saat ini menjadi Dosen diUniversitas Potensi Utama.

Documents

PENERAPAN METODE FUZZY MAMDANI DALAM MEMPREDIKSI …