Analisis Cross Over Point Algoritma Genetika pada Pembangkit Fungsi Keanggotaan Fuzzy Otomatis
ANALISIS CROSS OVER POINT ALGORITMA GENETIKA
PADA PEMBANGKIT FUNGSI KEANGGOTAAN FUZZY
OTOMATIS
TESIS
ERTINA SABARITA BARUS
117038017
PROGRAM STUDI MAGISTER (S2) TEKNIK INFORMATIKA
FAKULTAS ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2013
PERSETUJUAN
Judul : Analisis Cross Over Point Algoritma Genetika pada Pembangkit Fungsi Keanggotaan Fuzzy Otomatis
Katagori : Tesis Nama : Ertina Sabarita Barus Nomor Induk Mahasiswa : 117038017 Program Studi : Magister (S2) Teknik Informatika Fakultas :
ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI
INFORMASI UNIVERSITAS SUMATERA UTARA Komisi Pembimbing : Pembimbing 2
Pembimbing 1 Dr. Erna Budhiarti Nababan, M.IT Prof. Dr. Muhammad Zarlis Diketahui/disetujui oleh Magister (S2) Teknik Informatika Ketua, Prof. Dr. Muhammad Zarlis NIP. 195707011986011003
PERNYATAAN
ANALISIS CROSS OVER POINT ALGORITMA GENETIKA
PADA PEMBANGKIT FUNGSI KEANGGOTAAN FUZZY
OTOMATIS
TESIS
Saya mengakui bahwa tesis ini adalah hasil karya saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan masing
- – masing telah disebutkan sumbernya. Medan, 6 Agustus 2013 Ertina Sabarita Barus 117038017
PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS
Sebagai Sivitas akademika Universitas Sumatera Utara, saya bertanda tangan di bawah ini: Nama : Ertina Sabarita Barus NIM : 117038017 Program Studi : Magister (S2) Teknik Informatika Jenis Karya Ilmiah : Tesis
Demi pengembangan ilmu pengetahuan, menyetujui untuk memberikan kepada Universitas Sumatera Utara Hak Bebas Royalti Non-Eksklusif (Non-Exclusive
Royalty Free Right ) atas tesis saya yang berjudul:
ANALISIS CROSS OVER POINT ALGORITMA GENETIKA PADA
PEMBANGKIT FUNGSI KEANGGOTAAN FUZZY OTOMATIS
Dengan Hak Bebas Royalti Non-Eksklusif ini, Universitas Sumatera Utara berhak menyimpan, mengalih media, memformat, mengelola dalam bentuk database, merawat dan mempublikasikan tesis saya tanpa meminta izin dari saya selama tetap mencamtumkan nama saya sebagai penulis dan sebagai pemegang atau sebagai pemilik hak cipta. Demikian pernyataan ini dibuat dengan sebenarnya.
Medan, 6 Agustus 2013 Ertina Sabarita Barus
117038017
Telah diuji pada Tanggal : 23 Agustus 2013
PANITIA PENGUJI TESIS Ketua : Prof. Dr. Muhammad Zarlis Anggota : 1. Dr. Erna Budhiarti Nababan, M.IT
2. Prof. Dr. Tulus
3. Prof. Dr. Opim Salim Sitompul
4. Prof. Dr. Herman Mawengkang
RIWAYAT HIDUP DATA PRIBADI
Nama Lengkap : Ertina Sabarita Barus, ST Tempat dan Tanggal Lahir : Deli Tua, 21 Juni 1982 Alamat Rumah : Desa Jatikesuma No 178, Kec. Namorambe E_Mail : [email protected] Instansi Tempat Bekerja : STMIK Kristen Neumann Indonesia Alamat Kantor : Jl. Letjen Jamin Ginting KM. 10,5 Medan
SD : SD Negeri Namorambe TAMAT : 1993 SLTP : SMP Negeri Namorambe TAMAT : 1996 SLTA : SMA Negeri 2 Medan TAMAT : 1999 D3 : Teknik Elektro Politeknik Negeri Medan TAMAT : 2003 S1 : Fakultas Teknik Elektro USU Medan TAMAT : 2011 S2 : Teknik Informatika USU TAMAT : 2013
Puji dan syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas anugerahNya dan berkatNya Penulis dapat menyelesaikan tesis ini, yang berjudul “ ANALISIS CROSS OVER ALGORITMA GENETIKA UNTUK MEMBANGKITKAN FUNGSI
KEANGGOTAAN FUZZY OTOMATIS “. Tesis ini merupakan Tugas Akhir pada
Program Studi Magister S2 Teknik Informatika Fakultas Ilmu Komputer dan Teknologi Informasi, Universitas Sumatera Utara.
Dalam menyelesaikan pendidikan di Program Studi Magister S2 teknik Informatika Universitas Sumatera Utara ini, penulis banyak mendapatkan dukungan dari berbagai pihak, maka pada kesempatan ini Penulis mengucapkan terima kasih dan penghargaan yang sebesar-besarnya kepada : Prof. Dr. dr. Syahril Pasaribu, DTM&H, M.Sc.(CTM), Sp.A(K) selaku
Rektor Universitas Sumatera Utara Prof. Dr Muhammad Zarlis selaku Dekan Fakultas Ilmu Komputer dan
Teknologi Informasi Universitas Sumatera Utara dan Ketua Program Studi Magister Teknik Informatika dan juga sebagai Ketua Komisi Pembimbing pada penulisan Tesis ini dan berkat dorongan dan bantuan beliau sehingga penulisan Tesis ini dapat diselesaikan dengan baik.
Muhammad Andri Budiman, S.T., M.Comp.Sc., Selaku Sekretaris Program Studi Magister Teknik Informatika yang telah memberikan bantuan dan motivasinya selama perkuliahan sehingga Penulis dapat menyelesaikan perkuliahan ini.
Dr. Erna Budhiarti Nababan, M.IT, selaku Anggota Komisi Pembimbing II yang telah memberikan bimbingan dan petunjuk sehingga tesis ini dapat terselesaikan dengan baik.
Prof. Dr. Tulus selaku pembanding atas saran dan bantuannya untuk kesempurnaan penulisan tesis ini serta bimbingan selama perkuliahan berlangsung Prof. Dr. Opim Salim Sitompul selaku pembanding atas saran dan bantuannya untuk kesempurnaan penulisan tesis ini serta bimbingan selama perkuliahan berlangsung
Prof. Dr. Herman Mawengkang selaku pembanding atas saran dan bantuannya untuk kesempurnaan penulisan tesis ini serta bimbingan selama perkuliahan berlangsung
Seluruh Staf Pengajar pada Program Studi Magister Teknik Informatika Fakultas Ilmu Komputer dan Sistem Informasi Universitas Sumatera Utara, yang telah memberikan ilmu pengetahuan kepada Penulis selama perkuliahan hingga selesai.
Seluruh staf administrasi Program Studi Magister S2 Teknik Informatika mbak widia, mbak ines, bang jawaher yang telah memberikan bantuan dan pelayanan yang terbaik kepada Penulis.
Seluruh rekan-rekan seperjuangan mahasiswa angkatan ketiga tahun 2011 Kom B dan Kom A, Fitri marina, Andi, Armansyah Barus, Arta, bang Pirmando, bang Jijon sagala, bang Kairuman dan Wulan yang telah bersama-sama selama perkuliahan atas kerjasama, kebersamaan dan saling pengertiannya selama ini dalam mengatasi berbagai masalah yang dihadapi selama perkuliahan tanpa mengenal lelah sehingga tugas-tugas bersama dapat diselesaikan dengan baik.
Prof. Dr. Timbangen Sembiring M.Sc selaku Ketua STMIK Kristen Neumann Indonesia beserta seluruh staf pengajar dan staf pegawai yang telah memberikan dorongan dan dukungan sehingga Penulis dengan tetap suka cita dan semangat untuk menyelesaikan kuliah dengan baik.
Penulis menyampaikan terima kasih yang tak terhingga kepada Bapak tercinta (Alm.) Drs. Pengarapen Barus dan Mamak tersayang Mutiara Br Ginting. Saudaraku terkasih Oratna Barus, S.Pd & Bang Joga Sembiring, Maria Kristina Barus, Amd & Ramles Renaldon Nadapdap, Eka Brema Barus S.Kom, Irma Debora Wisuari Barus Amd dan ponakanku tersayang Zenaya Efatne Nadapdap & Eikel Pengarapenta Nadapdap, Kasih sayang dan dukungan yang tulus dari kalian adalah semangat hidupku.
Terimakasih untuk Januar Sirait yang sudah membantu Penulis untuk membantu dalam pengerjaan penelitian ini sehingga bisa selesai dengan baik. Terima kasih untuk Teman-teman Permata Ofel Gereja GBKP Bt. Penjemuren serta guru- guru KKR GBKP Bt. Penjemuren terkhusus Natalia Wisse br Ginting yang telah memberikan doa dan dukungan.
Kepada semua pihak yang telah turut membantu penulisan tesis ini baik langsung maupun tidak langsung yang penulis dapatkan selama ini. Semoga Tesis ini bermanfaat bagi pembaca dan pihak-pihak yang membutuhkannya.
Medan, Agustus 2013 Penulis, Ertina Sabarita Barus 117038017
ABSTRAK
Pada system fuzzy, membangkitkan fungsi keanggotaan fuzzy merupakan bagian yang berperanan penting dalam merepresentasikan masalah. Sedangkan untuk membangkitkan fungsi keanggotaan fuzzy otomatis sudah dilakukan penelitian terdahulu dengan menggunakan beberapa metode pendekatan namun masih terdapat kelemahan yaitu lemahnya proses untuk membaca iterasi yang tinggi. Untuk itu maka pada penelitian ini dilakukan membangkitkan fungsi keanggotaan fuzzy secara otomatis dengan menggunakan pendekatan cross over Algortima Genetika, dengan menganalisis two point cross over dan min-max crossover. Kata kunci : fungsi keanggotaan fuzzy, cross over, algoritma genetika.
ANALYSIS CROSS OVER POINT GENETIC ALGORITHM TO GENERATE
FUZZY MEMBERSHIP FUNCTION AUTOMATICALLY
ABSTRACT
Generating membership function fuzzy for Fuzzy system is important to representative of the problem. Some researchers generating a membership function automatic had done and still have a problem to generate procces in max iterasi, so that this research will generating membership function fuzzy otomatic used genetic algorithm by analysing the cross over point. Keyword : membership function fuzzy, cross over
DAFTAR ISI
PENGESAHAN ii PERNYATAAN ORISINALITAS iii PERSETUJUAN PUBLIKASI iv PANITIA PENGUJI v RIWAYAT HIDUP vi UCAPAN TERIMA KASIH vii ABSTRAK x ABSTRACT xi DAFTAR ISI xii DAFTAR TABEL xv DAFTAR GAMBAR xviBAB I PENDAHULUAN
1
1.1
1 Latar Belakang
1.2
3 Perumusan Masalah
1.3
3 Batasan Masalah
1.4
4 Tujuan Penelitian
1.5
4 Manfaat Penelitian
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
5
2.1 Logika Fuzzy
5
2.2 Fuzzyfikasi
5
2.2.1 Lingustic Variabel
6
2.2.2 Membership Function
7
2.2.3 Aturan Dasar
8
2.2.4 Defuzzyfication
9
2.3 Algoritma Genetika
11
2.3.1. Inisialisasi Populasi
12
2.3.2 Seleksi
12
2.3.3 Cross over
12
2.3.4 Mutasi
13
2.3.5 Evaluasi
14
2.5 Riset Terkait
18
2.6 Perbedaan Dengan Riset Lain
19
2.7 Kontribusi Riset
19 BAB III METODOLOGI PENELITIAN
20
3.1 Pendahuluan
20
3.2 Data Yang Digunakan
20
3.3 Proses Penyelesaian Masalah
21
3.4 Perancangan Algoritma Genetika
22
3.4.1 Pembentukan kromosom
25
3.4.2 Menentukan Nilai Fitnes
27
3.4.3 Operasi Cross over dan mutasi pada populasi
29
3.4.3.1 One Point Crossover
29
3.4.3.2 Two Point Crossover
30
3.4.3.3 Min-Max Aritmatik Crossover
31 BAB IV HASIL DAN ANALISA
4.1 Pendahuluan
32
4.2 Hasil Uji Coba
32
4.2.1 Set Target dan Variabel Input
33
4.2.2 Pembangkit Fungsi keanggotaan fuzzy menggunakan Two Point Crossover
34
4.2.3 Pembangkit Fungsi Keanggotaan fuzzy menggunakan Min Max Crossover
43 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
47
5.1 Kesimpulan
47
5.2 Saran
48 DAFTAR PUSTAKA
50 LAMPIRAN
52
DAFTAR TABEL
No Tabel Halaman2.1 Derajat Keanggotaan Tinggi badan
5
2.2 Riset Terkait
21
4.1 Kromosom dan nilai Fitness pada generasi ke-1
36
4.2 Kromosom dan fitness 50 generasi variabel produktifitas
40
DAFTAR GAMBAR
No Gambar Halaman2.7 Struktur Umum Algoritma Genetika
3.1 Alur Proses Penyelesaian Masalah
17
2.11 Range 3 buah segitiga
16
2.10 Overlap 2 buah segitiga
16
2.9 Representasi kromosom pada sebuah variabel A
15
2.8 Fungsi keanggotaan fuzzy variabel A dengan menggunakan segitiga
13
11
2.1 a Himpunan Crisp tinggi badan
2.6 Proses Defuzzifikasi
10
2.5 Fungsi keanggotaan dengan overlap
9
2.4 Fungsi keanggotaan segitiga
9
2.3 Interval variabel
7
2.2 Kurva segitiga
6
5 2.1 b Himpunan Fuzzy tinggi badan
22
3.2 Interval variabel Produktifitas
23
3.3 Grafik Fungsi keanggotaan segitiga Variabel A
25
3.4 Proses Algoritma Genetika
26
3.5 Gambar fungsi keanggotaan I j
28
3.6 Grafik segitiga Variabel Produktifitas
28
3.7 Representasi kromosom variabel produktifitas
29 3.8 10 set kromosom yang dibangkitkan secara acak
29
3.9 Grafik fungsi segitiga keanggotaan fuzzy
30
3.10 Pertukaran kromosom metode one point cross over
31
3.11 Pertukaran kromosom metode two point cross over
32
3.12 Pertukaran kromosom metode min max aritmatika
33
4.1 Pembentukan grafik segitiga
36
4.2 Grafik Fungsi keanggotaan pada 50 generasi
39
4.3 Grafik nilai fitness terhadap 50 generasi
40
4.3 Grafik fungsi keanggotaan fuzzy generasi 100 metode two point crossover
43
4.4 Grafik nilai fitness terhadap 100 generasi metode two point crossover
44
4.5 Grafik fungsi keanggotaan yang dibangkitkan sebanyak 50 generasi dengan cross over min max aritmatika
45
4.6 Grafik nilai fitness terhadap 50 generasi metode min-max crossover
46
4.7 Grafik fungsi keanggotaan yang dibangkitkan sebanyak 100 generasi dengan crossover min max aritmatika
47
4.8 Grafik nilai fitness terhadap 100 generasi tetode min-max crossover
48