PREDIKSI EFISIENSI MESIN DENGAN KECERDASAN BUATAN
commit to user PREDIKSI EFISIENSI MESIN DENGAN KECERDASAN BUATAN SKRIPSI Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik
Oleh: MAD YANDI NIM. I 0408048 JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2014 commit to user
PREDIKSI EFISIENSI MESIN DENGAN KECERDASAN BUATAN
commit to user
Disusun oleh : Mad Yandi
NIM. I0408048 Dosen Pembimbing I
Prof. Muhammad Nizam ST., MT., Ph.D NIP. 197007201999031001
Dosen Pembimbing II Ubaidillah, ST., M.Sc
NIP. 198408252010121004 Telah dipertahankan dihadapan Tim Dosen Penguji pada hari Jum’at tanggal 24 Januari 2014 1.
D. Danardono, ST., MT., Ph.D NIP. 196905141999031001 ...............................................................
2. Wibowo, ST., MT.
NIP. 196904251998021001 ................................................................
Mengetahui, Ketua Jurusan Teknik Mesin Didik Djoko Susilo, ST., MT.
NIP. 197203131997021001 Koordinator Tugas Akhir Wahyu Purwo Raharjo, ST., MT.
NIP. 197202292000121001
PERSEMBAHAN Dengan segala kerendahan hati seraya mengucapkan syukur kehadirat Illahi, kupersembahkan tulisan ini kepada:
1. Allah SWT, Pemilik segala keagungan, kemuliaan, kekuatan dan keperkasaan.
Segala yang kualami adalah kehendak-Mu, semua yang kuhadapi adalah
kemauan-Mu, segala puji hanya bagi-Mu, ya Allah, Pengatur alam semesta,
tempat bergantung segala sesuatu, tempatku memohon pertolongan.
2. Junjungan Nabi besar Muhammad SAW, Manusia terbaik di muka bumi,
uswatun hasanah, penyempurna akhlak, sholawat serta salam semoga selalu
tercurah padanya, keluarga, sahabat dan pengikutnya yang istiqomah sampai
akhir zaman.
3. Kasih sayang dan cinta yang tak pernah putus dari Bapak, Ibu, Adik-adikku
serta keluarga tercinta. Kasih sayang kalian tak akan pernah kulupakan
sepanjang hidupku.4. Bapak Muhammad Nizam dan Bapak Ubaidillah yang tak pernah lelah untuk membimbing tugas akhir saya.
5. Seluruh dosen, karyawan, dan mahasiswa Teknik Mesin UNS.
commit to user
KATA PENGANTAR
Segala puji dan syukur kehadirat Allah SWT yang telah memberikan rahmat serta hidayah kepada penulis sehingga mampu melaksanakan dan menyelesaikan skripsi dengan judul “Prediksi Efisiensi Mesin Dengan Kecerdasan Buatan ” dengan baik.
Skripsi ini disusun guna memenuhi persyaratan untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik di jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.
Dalam mengerjakan skripsi ini tidaklah mungkin dapat terselesaikan tanpa bantuan dari berbagai pihak, baik secara langsung maupun tidak langsung. Oleh karena itu pada kesempatan ini penulis ingin menyampaikan banyak terima kasih kepada semua pihak atas segala bantuan dan perhatian selama penulis menyelesaikan skripsi ini. Untuk itu penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada:
1. Bapak Prof. Muhammad Nizam, ST., MT., Ph.D selaku Dosen pembimbing I yang senantiasa memberikan nasehat, arahan dan bimbingan dalam menyelesaikan skripsi ini.
2. Bapak Ubaidillah, ST.,M.Sc selaku Dosen Pembimbing II yang turut serta memberikan motivasi, arahan dan bimbingan dalam menyelesaikan skripsi ini.
3. Bapak D. Danardono, ST., MT., Ph.D dan Bapak Wibowo ST.,MT selaku dosen penguji tugas akhir saya yang telah memberi saran yang membangun.
4. Bapak Prof. Muhammad Nizam, ST., MT., Ph.D selaku Pembimbing Akademis yang telah berperan sebagai orang tua penulis dalam menyelesaikan studi di Universitas Sebelas Maret ini.
5. Bapak Didik Djoko Susilo, ST., MT. selaku ketua Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret.
6. Bapak Wahyu Purwo Raharjo, ST., MT. selaku koordinator Tugas Akhir.
commit to user
7. Seluruh staf dosen Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret yang telah turut serta mendidik penulis hingga menyelesaikan studi S1.
8. Seluruh staf karyawan administrasi Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret yang telah memberikan kemudahan dalam hal administrasi.
9. Ayah, Ibu dan adik-adikku atas do’a restu, nasihat, motivasi, dukungan material dan spiritual dalam menyelesaikan skripsi.
10. Rekan-rekan seperjuangan di Cosinus 08, kakak tingkat dan adik tingkat di Jurusan Teknik Mesin UNS, M-solidarity forever!! 11. Segenap Kelauarga Mahasiswa Teknik Mesin yang telah memberikan pembelajaran berharga yang akan selalu saya ingat.
12. Dan semua pihak yang telah mendukung kelancaran skripsi penulis yang tidak bisa penulis sebutkan satu-persatu.
Pada akhirnya penulis menyadari bahwa dalam penyusunan skripsi ini masih jauh dari sempurna karena keterbatasan kemampuan dan pengetahuan penulis. Oleh karena itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun dari semua pihak supaya menjadi masukan yang sangat berguna bagi penulis untuk memperbaiki dan menyempurnakan penulisan lain yang akan datang. Akhir kata, penulis berharap semoga laporan skripsi ini dapat berguna dan bermanfaat bagi kita semua dan bagi penulis pada khususnya.
Surakarta, 24 Januari 2014 Penulis
commit to user commit to user
MOTTO “Sesungguhnya Alloh tidak merubah keadaan suatu kaum sehingga mereka merubah keadaan yang ada pada diri mereka sendiri”
(Q.S. Ar Ra’ad : 11) “Self-pity is our worst enemy and if we yield to it, we can never do anything wise in this world ”
Helen Keller
PREDIKSI EFISIENSI MESIN DENGAN KECERDASAN BUATAN
Mad Yandi
Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret
Surakarta Indonesia E-mail : yandi.mad@gmail.com
Abstrak Penelitian ini bertujuan untuk menentukan efisiensi mesin dengan memanfaatkan kecerdasan buatan. Kecedasan buatan yang digunakan adalah
Artificial Neural Network (ANN) dan Support Vector Machine(SVM). Dalam
ANN algoritma yang digunakan adalah Radial Basis Function dan
Backpropogation sedangkan kernel yang digunakan pada SVM adalah Radial
Basis Function kernel. Data-data yang digunakan merupakan hasil uji coba dari
mesin Prius 1.5L dengan jumlah data 144 dimana 120 data merupakan data
training dan 24 data merupakan data testing. Parameter-parameter yang diambil
adalah torsi, kecepatan putar(RPM) dan efisiensi. Hasil dari analisa data menunjukkan bahwa hasil pelatihan dapat mendekati perhitungan sebenarnya dengan korelasi 0.9664(RBF), 0.9979(Backpropogation) dan 0.9836(RBF kernel). Waktu komputasi untuk masing-masing kecerdasan buatan adalah 9.354s(RBF), 263.44s(Backpropogation) dan 2.1994s(RBF Kernel).
Kata kunci: Kecerdasan buatan, Artificial Neural Network, Support Vector
Machine , prediksi efisiensi, Backpropogation, Radial Basis Function.commit to user
vi
ENGINE EFICIENCY PREDICTION BY USING ARTIFICIAL
INTELLIGENCE
Mad Yandi
Departement of Mechanical Engineering Engineering Faculty of Sebelas Maret University
Surakarta Indonesia E-mail : yandi.mad@gmail.com
Abstract
The aim of this research is to determine the engine eficiency by usingartificial intelligence. The artificial intelligence used for this study is Artificial
Neural Network and Support Vector Machine. In ANN, algorithm that is used is
Radial Basis Function and Bacpropogation whereas in SVM algorithm that used
is Radial Basis Function kernel. Data used for the study is a test result from Prius
1.5L engine with 144 number of data which 120 of them is used as training and 24
of them is used for testing. The parameter that were used are torque, speed(RPM)
and efficiency. The analysis show that the result of the testing approached the
actual calculation wtih correlation 0.9664(RBF), 0.9979(Backpropogation) and
0.9836(RBF kernel). Computational time for each algorithm are 9.354s(RBF),
263.44s(Backpropogation) and 2.1994(RBF kernel).
Keywords: artificial intelligence, Artificial Neural Network, Support Vector
Machine, eficiency prediction, Backpropogation, Radial Basis Function.commit to user
vii
commit to user
DAFTAR ISI
4 2.2.2. Jaringan Syaraf Tiruan ..............................................
28 4.3. Jaringan Backpropogation ..................................................
25 4.2. Jaringan Fungsi Berbasis Radial ........................................
24 BAB IV DATA DAN ANALISIS 4.1. Data Pengujian ...................................................................
22 3.2. Jadwal Penelitian ................................................................
13 BAB III METODOLOGI PENELITIAN 3.1. Prosedur Penelitian..............................................................
7 2.2.3. Support Vector Machine ..........................................
4 2.2.1. Kecerdasan Buatan ...................................................
Halaman Halaman Judul ........................................................................................... i Surat Penugasan ........................................................................................ ii Halaman Pengesahan ................................................................................ iii Motto ......................................................................................................... iv Persembahan ............................................................................................. v Abstrak .................................................................................................... vi Kata Pengantar ........................................................................................ viii Daftar Isi .................................................................................................. x Daftar Gambar .......................................................................................... xii Daftar Tabel .............................................................................................. xiii
3 2.2. Dasar Teori .........................................................................
2 BAB II LANDASAN TEORI 2.1. Tinjauan Pustaka ................................................................
2 1.5. Manfaat ...............................................................................
2 1.4. Tujuan .................................................................................
2 1.3. Batasan Masalah .................................................................
1 1.2. Perumusan Masalah ...........................................................
BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang ...................................................................
30
4.4.
33 LSSVM Radial Base Function Kernel ................................
4.5.
36 Perbandingan Tiap Algritma ...............................................
BAB V PENUTUP 5.1.
38 Kesimpulan ........................................................................
5.2.
38 Saran ................................................................................... DAFTAR PUSTAKA ..............................................................................
39
commit to user
commit to user
17 Gambar 2.9 Feature Space ....................................................................
37 Gambar 4.7 Hyperplane pada Support Vector Machine .......................
36 Gambar 4.6 Jaringan Saraf Tiruan ........................................................
34 Gambar 4.5 Perbandingan Output Semua Jaringan Dengan Output Target .................................................................................
31 Gambar 4.4 Perbandingan Hasil Kerja SVM dan Output Target RBF Kernel ................................................................................
29 Gambar 4.3 Selisih Data Output Jaringan Dengan Output Sebenarnya Jaringan Backpropagation .................................................
25 Gambar 4.2 Perbandingan Output Target dan Output Jaringan Radial .
23 Gambar 4.1 Grafik 3 Dimensi dan Mapping Mesin Prius .....................
19 Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian .....................................................
15 Gambar 2.8 Hyperplane Alternatif dan Hyperplane Terbaik Dengan Data Yang Dapat Dipisahkan Secara Linier ......................
xii
14 Gambar 2.7 Ilustrasi Fungsi Kernel ......................................................
12 Gambar 2.6 Hyperplane yang dihasilkan oleh SVM ............................
10 Gambar 2.5 Arsitektur Jaringan Saraf Tiruan .......................................
9 Gambar 2.4 Fungsi Aktivasi ..................................................................
7 Gambar 2.3 Jaringan syaraf Tiruan Feedforward .................................
7 Gambar 2.2 Jaringan Syaraf Tiruan ......................................................
Halaman Gambar 2.1 Jaringan Syaraf Manusia ...................................................
DAFTAR GAMBAR
37
commit to user
DAFTAR TABEL
Halaman Tabel 3.1 Perintah Training ...............................................................
22 Table 3.2 Perintah Simulasi/Validasi ................................................
23 Table 3.3 Jadwal Pelaksaan ...............................................................
24 Tabel 4.1 Data Training Pengujian Karakteristik Engine Prius 1.5L
26 Table 4.2 Data Testing Pengujian Karakteristik Engine Prius 1.5L ...
27 Table 4.3 Error Output Sebanarnya dan Output Jaringan(Radial) ....
29 Table 4.4 Error Output Jaringan dan Output Sebenarnya (Backpropogation) .............................................................
32 Table 4.5 Error Output Sebenarnya dan Output SVM ......................
34 Table 4.6 Perbandingan Hasil Dari Jenis Jaringan ............................
36