Analisis Algoritma C4.5 dan Fuzzy Sugeno untuk Optimasi Rule Base Fuzzy Chapter III V

BAB 3
METODOLOGI PENELITIAN

Pada bab ini akan dijelaskan tentang metodologi penelitian yang digunakan pada tesis

ini. Uraian itu akan meliputi metode pengumpulan data, rancangan penelitian,
menentukan fungsi keanggotaan fuzzy, dan pembentukan rule IF-THEN. Peneliti

mengambil data dari SMK Swasta Medan Area-1. Data yang didapat berupa

komponen penilaian dan variabel penilaia uji komptensi siswa multimedia pada SMK
Swasta Medan Area-1. Kemudian dari data tesebut dibuatlah suatu range penilaian

dan variable himpunan fuzzy yang digunakan dalam penelitian ini. Dari variabel

himpunan tersebut dibuatlah aturan fuzzy, yang kemudian aturan fuzzy tersebut
dipangkas menggunakan algoritma klasifikasi C4.5.
3.1

Metode Pengumpulan Data


Ada beberapa metode yang digunakan dalam pengumpulan data, yaitu :
1. Metode Observasi

Metode observasi yaitu melakukan pengambilan data langsung pada instansi
yang terkait untuk mendapatkan data yang dibutuhkan.

2. Metode Studi Literatur

Metode studi literatur yaitu proses memperoleh data melalui penelitian yang
telah dibuat sebelumnya seperti buku, jurnal, tesis, dan sebaginya.

3.2

Rancangan Penelitian

Dalam rancangan penelitian ini, akan dijelaskan tahap-tahap yang dilakukan selama
proses penelitian. Tahap-tahap tersebut adalah sebagai berikut :

1. Data masukan yang diambil berupa data penilaian uji kompetensi siswa
jurusan multimedia SMK Swasta Medan Area-1,


2. Data kemudian diproses menggunakan metode fuzzifikasi dan menghasilkan
output berupa nilai keanggotaan untuk setiap variable,

Universitas Sumatera Utara

21
3. Pada saat proses penentuan rule fuzzy metode Sugeno, rule yang digunakan
adalah rule fuzzy yang telah dipangkas menggunakan algoritma C4.5,

4. Proses defuzzifikasi dilakukan dengan mencari nilai rata-rata yang dilakukan
menggunakan metode Weight Average(WA).

Gambar 3.1. Rancangan penelitian

3.3

Menentukan Fungsi Keanggotaan Fuzzy

Adapun variabel yang digunakan sebagai masukan, yaitu persiapan kerja, proses/cara

kerja, hasil kerja, sikap kerja, dan waktu. Di dalam algoritma C4.5, variabel sering
disebut

juga

dengan

fitur.

Himpunan

direpresentasikan sebagai berikut :

fuzzy untuk

setiap

variable

akan


Tabel 3.1 Variabel himpunan fuzzy

No
1

Nama Variabel
Persiapan

Himpunan Fuzzy
Kurang

(K)

Sangat Lengkap

(SL)

Lengkap


Belum Sesuai
2

Proses

Agak Sesuai
Sesuai

Rendah
Hasil

Sedang
Tinggi

(BS)

(AS)

Sangat Sesuai


3

(L)

(S)

(SS)
(R)
(S)

Sangat Tinggi

(T)

(ST)

Universitas Sumatera Utara

22


No

Nama Variabel

4

Sikap

5

Waktu

Himpunan Fuzzy
Kurang Baik

(KB)

Sangat Baik

(SB)


Baik

(B)

Lama

(L)

Cepat

(C)

Karena variable fuzzy terdiri dari 5 inputan, maka jumlah total kombinasi rule yang
dihasilkan adalah (3 × 4 × 4 × 3 × 2) atau 288 Rule. Untuk range tiap variabel

didapat dari nilai rata-rata yang diperoleh siswa. Batas nilai paling bawah diambil dari
variabel dengan nilai terendah yang mungkin diperoleh siswa.
1. Variabel Persiapan
K


L

SL

1

0.8
0.6
0.4
0.2

0

0

1

2


3

4

5

6

7

8

9 10 11 12

Gambar 3.2 Fungsi keanggotaan variabel persiapan
0,
=

< 3


1,

3≤

≤ 7

(10 − )/ 3,

7≤

≤ 10

0,
=

≥ 10

≤ 7

≥ 12

( − 7)/ 3,

7≤

≤ 10

(12 − )/ 2,

10 ≤

≤ 12

0,

≤ 10

> 12

=
( − 10)/ 2,

10 ≤

≤ 12

Universitas Sumatera Utara

23
2. Variabel Proses
BS

AS

S

SS

1
0.8
0.6
0.4
0.2
0

0

2

4

6

8

10 12 14 16 18 20 22 24 26 28

Gambar 3.3 Fungsi keanggotaan variabel proses
0,

7≤

≤ 13

(19 − )/ 6,

13 ≤

≤ 19

0,

≤ 13

≥ 24

( − 13)/ 6,

13 ≤

≤ 19

(24 − )/ 5,

19 ≤

≤ 24

0,
=

≥ 19

1,

=

=

< 7

≤ 19

≥ 28

( − 19)/ 5,

19 ≤

≤ 24

(28 − )/ 4,

24 ≤

≤ 28

0,

≤ 24

> 28

=
( − 24)/ 4,

24 ≤

≤ 28

Universitas Sumatera Utara

24
3. Variabel Hasil
R

S

T

ST

1
0.8
0.6
0.4
0.2
0

0

2

4

6

8

10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32

Gambar 3.4 Fungsi keanggotaan variabel hasil
0,
=

8≤

≤ 12

(18 − )/ 6,

12 ≤

≤ 18

≤ 12

≥ 26

( − 12)/ 6,

12 ≤

≤ 18

(26 − )/ 8,

18 ≤

≤ 26

0,
=

≥ 18

1,

0,
=

< 8

≤ 18

≥ 32

( − 18)/ 8,

18 ≤

≤ 26

(32 − )/ 6,

26 ≤

≤ 32

0,

≤ 26

> 32

=
( − 26)/ 6,

26 ≤

≤ 32

Universitas Sumatera Utara

25
4. Variabel Sikap
KB

B

SB

1

0.8
0.6
0.4
0.2

0

0

1

2

3

4

5

6

7

8

Gambar 3.5 Fungsi keanggotaan variabel sikap
0,

< 2

1,

2≤

≤ 4

(6 − )/ 2,

4≤

≤ 6

=

0,
=

≥ 6

≤ 4

≥ 8

( − 4)/ 2,

4≤

≤ 6

(8 − )/ 2,

6≤

≤ 8

0,

≤ 6

> 8

=
( − 6)/ 2,

6≤

≤ 8

5. Variabel Waktu
1

0.8
0.6

LAMA

0.4

CEPAT

0.2

0

0

1

2

3

4

Gambar 3.6 Fungsi Keanggotaan Variabel Waktu

Universitas Sumatera Utara

26

0,
=

< 1

≥ 4

1,

1≤

≤ 2

(4 − )/ 2,

2≤

≤ 4

0,

≤ 2

> 4

=
( − 2)/ 2,

3.4

2≤

≤ 4

Pembentukan Rule IF-THEN

Dari variabel fungsi keanggotaan, maka dapat ditentukan nilai tiap himpunan fuzzy
.

untuk kemudian digunakan untuk mencari

adalah nilai konsekuen

untuk setiap aturan fuzzy Sugeno. Jika nilai >= 80, maka Nilai_Ket(Nilai keterangan)
= LULUS, jika nilai < 80, maka Nilai_ket = TL (TIDAK LULUS). Batas kelulusan
ditentukan sesuai nilai kelulusan siswa SMK Swasta Medan Area-1 yaitu 80.
Adapun nilai tiap himpunan adalah sebagi berikut :
No
1

Tabel 3.2 Nilai himpunan

Nama Variabel

Himpunan Fuzzy

Nilai

Persiapan

Lengkap

10

Kurang

Sangat Lengkap
Belum Sesuai

2

Proses

Agak Sesuai
Sesuai

Rendah
Hasil

Sedang
Tinggi

4

Sikap

5

Waktu

Baik

Sangat Baik
Lama

Cepat

13
24
28
12
18

Sangat Tinggi
Kurang Baik

12
19

Sangat Sesuai

3

7

26
32
4
6
8
2
4

Universitas Sumatera Utara

27
Contoh :

Rule 285 :

IF PERSIAPAN Sangat Lengkap AND PROSES Sangat Sesuai AND HASIL Sangat
Tinggi AND SIKAP Baik AND WAKTU Lama THEN = ...

Tahapanya adalah menerjemahkan variabel linguistik kedalam angka. Diketahui
Persiapan = 12, Proses = 28, Hasil = 32, Sikap = 6, dan Waktu = 2.

diperoleh dari data penilaian siswa pada saat Uji

Rumus untuk mencari

Kompetensi. Berikut rumus untuk mencari



=
+

Maka



:

+



+

+



(3.1)


:
=
=



+



+



+



+



,

Karena nilai >= 80, maka nilai_Ket = LULUS.
Berdasarkan variabel himpunan fuzzy dan perhitungan

terbentuk adalah berikut :

, maka Rule IF-THEN

Tabel 3.3 Aturan Fuzzy

Rule

PERSIAPAN

PROSES

HASIL

SIKAP

WAKTU

Nilai
Ket

Nilai z

1

Kurang

Belum Sesuai

Rendah

Kurang Baik

Lama

TL

44,76

2

Kurang

Belum Sesuai

Rendah

Kurang Baik

Cepat

TL

49,76

3

Kurang

Belum Sesuai

Rendah

Baik

Lama

TL

47,26

4

Kurang

Belum Sesuai

Rendah

Baik

Cepat

TL

52,26

5

Kurang

Belum Sesuai

Rendah

Sangat Baik

Lama

TL

49,76

6

Kurang

Belum Sesuai

Rendah

Sangat Baik

Cepat

TL

54,76

7

Kurang

Belum Sesuai

Sedang

Kurang Baik

Lama

TL

52,26

8

Kurang

Belum Sesuai

Sedang

Kurang Baik

Cepat

TL

57,26

9

Kurang

Belum Sesuai

Sedang

Baik

Lama

TL

54,76

10

Kurang

Belum Sesuai

Sedang

Baik

Cepat

TL

59,76

Universitas Sumatera Utara

28

Rule

PERSIAPAN

PROSES

HASIL

SIKAP

WAKTU

Nilai
Ket

Nilai z

11

Kurang

Belum Sesuai

Sedang

Sangat Baik

Lama

TL

57,26

12

Kurang

Belum Sesuai

Sedang

Sangat Baik

Cepat

TL

62,26

13

Kurang

Belum Sesuai

Tinggi

Kurang Baik

Lama

TL

62,26

14

Kurang

Belum Sesuai

Tinggi

Kurang Baik

Cepat

TL

67,26

15

Kurang

Belum Sesuai

Tinggi

Baik

Lama

TL

64,76

16

Kurang

Belum Sesuai

Tinggi

Baik

Cepat

TL

69,76

17

Kurang

Belum Sesuai

Tinggi

Sangat Baik

Lama

TL

67,26

18

Kurang

Belum Sesuai

Tinggi

Sangat Baik

Cepat

TL

72,26

19

Kurang

Belum Sesuai

Sangat Tinggi

Kurang Baik

Lama

TL

69,76

20

Kurang

Belum Sesuai

Sangat Tinggi

Kurang Baik

Cepat

TL

74,76

21

Kurang

Belum Sesuai

Sangat Tinggi

Baik

Lama

TL

72,26

22

Kurang

Belum Sesuai

Sangat Tinggi

Baik

Cepat

TL

77,26

23

Kurang

Belum Sesuai

Sangat Tinggi

Sangat Baik

Lama

TL

74,76

24

Kurang

Belum Sesuai

Sangat Tinggi

Sangat Baik

Cepat

TL

79,76

25

Kurang

Agak Sesuai

Rendah

Kurang Baik

Lama

TL

51,19

26

Kurang

Agak Sesuai

Rendah

Kurang Baik

Cepat

TL

56,19

27

Kurang

Agak Sesuai

Rendah

Baik

Lama

TL

53,69

28

Kurang

Agak Sesuai

Rendah

Baik

Cepat

TL

58,69

29

Kurang

Agak Sesuai

Rendah

Sangat Baik

Lama

TL

56,19

30

Kurang

Agak Sesuai

Rendah

Sangat Baik

Cepat

TL

61,19

31

Kurang

Agak Sesuai

Sedang

Kurang Baik

Lama

TL

58,69

32

Kurang

Agak Sesuai

Sedang

Kurang Baik

Cepat

TL

63,69

33

Kurang

Agak Sesuai

Sedang

Baik

Lama

TL

61,19

34

Kurang

Agak Sesuai

Sedang

Baik

Cepat

TL

66,19

35

Kurang

Agak Sesuai

Sedang

Sangat Baik

Lama

TL

63,69

.
.
.
285

.
.
.
Sangat Lengkap

.
.
.
Sangat Sesuai

.
.
.
Sangat Tinggi

Baik

286

Sangat Lengkap

Sangat Sesuai

Sangat Tinggi

287

Sangat Lengkap

Sangat Sesuai

288

Sangat Lengkap

Sangat Sesuai

.
.
.

.
.
.
Lama

.
.
.
LULUS

.
.
.
92,50

Baik

Cepat

LULUS

97,50

Sangat Tinggi

Sangat Baik

Lama

LULUS

95,00

Sangat Tinggi

Sangat Baik

Cepat

LULUS

100,00

Universitas Sumatera Utara

 
SIL DAN PEMBAHASAN

    

 
   

 

   U
     
 
           
decission tree  
 rule  
  
   
     
 S  

           
 FIS metode Sugeno yang
P

diintegrasikan menggunakan algoritma C4.5 terhadap FIS metode Sugeno tanpa
algoritma C4.5.
4.1

Klasifikasi Aturan Algoritma C4.5 dan Decision Tree

Pada tahap ini, aturan yang didapat dari pakar sebanyak 288 rule. Aturan sebanyak

288 tersebut akan diklasifikasikan menggunakan algoritma C4.5. Tahap klasifikasi
menggunakan informasi entropy (entropi) dan gain.

Tahap pertama yang dilakukan adalah menghitung jumlah kasus untuk setiap

variabel. Setelah jumlah kasus didapat, maka diklasifikasikan jumlah siswa yang tidak

lulus dan yang lulus. Kemudian dihitung nilai entropy menggunakan rumus 2.12 dan
2.13. Setelah nilai entropy didapat, maka dihitunglah nilai gain dari tiap variabel.

Sehingga variabel dengan nilai gain tertinggi diambil sebagai akar, dan terus di ulang

hingga tidak ada lagi node yang dapat diturunkan. Setiap perhitungan node akan

terbentuk decision tree.

Berikut ini disajikan hasil-hasil perhitungan entropy dan gain untuk tiap variabel

serta pembentukan decission tree.

Universitas Sumatera Utara


Tabel 4.1 Perhitungan entropy dan gain node 1
Jml
kasus
(S)

Tidak
Lulus
(TL)

Lulus

288

200

88

0,88797632

Kurang

96

73

23

0,79434669

Sangat Lengkap

96

61

35

Node
1

TOTAL

PERSIAPAN

Lengkap

PROSES

72

69

Sesuai

72

43

Sangat Sesuai

72

0,972552317

38

0

Tinggi

72

41

31

72

69
18

0,811278124

23

Sangat Baik

96

61

35

Lama

Cepat

144
144

66

109

91

0

54

73

96

0,997772472

0,249882293

96

30

35
53

0,130105018

0,811278124

3

Kurang Baik
Baik

0,946422051

29

34

0,009040662

0,896038233

0,249882293

18

72

72

Gain

3

54

72

Sangat Tinggi

WAKTU

72

30

Rendah
Sedang

SIKAP

66

Belum Sesuai
Agak Sesuai

HASIL

96

Entropy

0,376176207

0,986040032

0,79434669

0,009040662

0,896038233
0,946422051

0,800084745

0,013350253

0,949167388

 !"#$#!%#& '#( ) * !+,'-&.#& /012345 "#& 6780 *#"# &9" :; &,)#, .#,& ' !',&..,
",* !9) + 9) +