Rangkuman Paper Artificial neural network based particle swarm optimization in predictions mortality rate of broiler chicken
Nama: Ulfah Mawalatul Khoiriyah
NIM: 20190050062
Mata Kuliah: Data Mining
1. Urgensi Penelitian
PT. Jafpa Comfeed Indonesia, Tbk Unit peternakan Kalapa Nunggal 2 merupakan salah satu cabang dari PT. Jafpa Comfeed Indonesia Tbk bergerak di bidang peternakan ayam broiler, ayam petelur dengan populasi kurang lebih 50.000 ekor ayam. Jumlah populasi ayam yang besar, sebaliknya, mengakibatkan dalam kematian yang signifikan. Sehingga dapat menimbulkan beberapa kerugian seperti dari segi finansial, waktu, sumber daya manusia dll. Perusahaan berusaha untuk menjaga tingkat kematian seminimal mungkin. Hal ini karena kondisi masing-masing petani mengalami kesulitan dalam menangani kondisi yang cepat dan efisien. Perusahaan menginginkan kematian tingkat harus dijaga minimal sekitar 10% dari total kematian, sehingga dapat mengurangi kerugian secara finansial.
2. Metodologi Penelitian:
Metode yang akan digunakan adalah Particle Swarm Optimization (PSO) Neural Network (ANN), untuk menghasilkan nilai prediksi yang akurat dengan iterasi yang sangat baik dan juga tingkat kesalahan yang kecil.
Dalam penelitian ini digunakan dua metode yang saling mendukung yaitu Particle Swarm Optimization Neural Jaringan.
a. Langkah pertama dengan Jaringan Syaraf Tiruan
- Untuk setiap unit input (xi, i=1,2,3,…n) menerima sinyal xi dan melewatkan sinyal tersebut pada layer di atasnya (hidden lapisan). Setiap lapisan tersembunyi (zj, j=1,2,3,…,p) menambahkan sinyal input berbobot
- Gunakan fungsi aktivasi untuk menghitung sinyal keluaran: zj = f (z_inj) dan kirim sinyal ke semua unit di lapisan atas (unit keluaran). Untuk setiap unit keluaran (yk, k=1,2,3,…,m) hitung sinyal masukan berbobot
- Gunakan fungsi aktivasi untuk menghitung sinyal keluaran.yk= f (y_ink)dan kirim sinyal ke semua unit di lapisan atas (unit keluaran). Untuk setiap unit keluaran (yk, k=1,2,3,…,m) menerima pola target terhubung dengan pola masukan pembelajaran. Kemudian hitung informasi kesalahannya
- kemudian hitung koreksi bobot (yang akan digunakan untuk memperbaiki nilai wjk)
- juga menghitung koreksi bias (yang akan digunakan untuk memperbaiki nilai w0k)
- kirim k ke unit-unit di lapisan bawah. Setiap satuan tersembunyi (zj, j=1,2,3,…,p) hitung satuan delta (dari unit di lapisan atas)
- kalikan nilai ini dengan turunan dari fungsi aktivasinya untuk menghitung informasi kesalahan
- juga menghitung koreksi bias (yang akan digunakan untuk memperbaiki v0jvalue)
- juga menghitung koreksi bias (yang akan digunakan untuk memperbaiki v0jvalue)
- Setiap unit keluaran (yk, k=1,2,3,…,m) meningkatkan bias dan bobot (j=0,1,2,3,…,p). wjk (baru) = wjk (lama) + wjk untuk setiap lapisan tersembunyi (zj, j=1,2,3,…,p) meningkatkan bias dan bobot (i=0,1,2,3,…,n)
Kondisi pengujian berhenti
b. Langkah kedua dengan optimasi segerombolan partikel
Dimana: X = posisi partikel, V= kecepatan partikel, w = berat inersia, c1, c2 = koefisien percepatan, P = jumlah partikel dalam gerombolan. Nilai r1 dan r2 disusun sedemikian rupa sehingga nilai acaknya adalah dimaksudkan untuk memberikan sifat stokastik pada komponen kognitif dan komponen sosial Sifat stokastik menyebabkan setiap partikel bergerak secara semi acak, sangat dipengaruhi arahnya solusi terbaik dari partikel dan solusi global terbaik dari swarm.
c. Langkah ketiga pengujian perangkat lunak dengan SQAAda tiga poin pemahaman tentang kualitas perangkat lunak, antara lain sebagai berikut:
(1) perangkat lunak persyaratan adalah dasar dari mana kualitas diukur;
(2) standar khusus yang mendefinisikan kriteria pengembangan yang menjadi pedoman pembuatan suatu perangkat lunak;
(3) sering ada kebutuhan implisit diabaikan (misalnya, keinginan untuk pemeliharaan terbaik);
3. Proses ANN dalam memberikan solusi dari permasalahan yang ada
a. Himpunan data (Dataset). Dataset yang digunakan untuk penelitian ini adalah data kematian ayam broiler PT. Jafpa Comfeed Indonesia Tbk unit kalapanunggal 2 dari tahun 2014 hingga 2017. Proses analisis yang memprediksi kematian jumlah ayam broiler untuk tahun 2018 dengan menggunakan data rata-rata dari tahun 2014 ke tahun 2017 berkurang 10% dan prediksi 2019 menggunakan data 2018 minus 10% sesuai request dari manajemen
b. Model ANN. Model ANN yang digunakan adalah model backpropagation yang berarti metode yang meminimalkan kesalahan dalam output yang dihasilkan oleh jaringan. Pada Gambar 3 di bawah ini adalah pengaturan unit input, lapisan tersembunyi dan keluaran pada propagasi balik. Hidden layer yang digunakan sebanyak 2 hidden layer. Data masukan adalah bulanan data dari data kematian ayam periode 2014 sampai dengan tahun 2017 sedangkan unit keluarannya adalah data prediksi
Pada penelitian ini setting yang digunakan untuk jaringan syaraf tiruan adalah 500 untuk training cycle, 0.1 untuk 0.1 untuk kecepatan belajar, dan 0,5 untuk momentum. Untuk pengaturan konfigurasi yang digunakan untuk jaringan saraf tiruan sebagai ditunjukkan pada gambar 4 di bawah ini
c. Jaringan saraf berbasis PSO. Konfigurasi untuk metode Jaringan Syaraf Tiruan didasarkan pada Particle swarm Optimization (PSO) yang dapat dilihat dari gambar di bawah ini
d. Perbandingan antara JST dan JST berbasis PSO. Hasil RMSE yang diperoleh dari penelitian ini menggunakan jaringan syaraf tiruan dan jaringan syaraf tiruan dengan PSO dapat dilihat pada gambar 6 dibawah ini :
Jika dilihat dari tabel 1 diatas dapat disimpulkan bahwa hasil ANN + PSO RMSE yang didapat lebih kecil dari hasil yang diperoleh dari RMSE JST menunjukkan bahwa RMSE dari JST + PSO dapat mengoptimalkan Nilai RMSE diperoleh dari JST. Untuk lebih jelasnya lihat gambar 7 dibawah ini
e. Data hasil prediksiSef
Pada penelitian ini dilakukan proses analisis prediksi mortalitas ayam broiler tahun 2018 dengan menggunakan data rata-rata dari 2014 ke 2017 berkurang 10% dan prediksi untuk 2019 menggunakan data 2018 berkurang 10% di sesuai dengan permintaan dari manajemen.
f. Implementasi sistem. Ada dua diagram yang disajikan use case diagram dan class diagram.
Use case designed.
Class diagram created
Interface Created
Untuk memastikan bahwa perangkat lunak dibuat oleh SQA (Software Quality Assurance) metode.Nilai = <85> * 0,125 + <82,6> * 0,125 + <83,4> * 0,125 + <82 > * 0,125 + <81,8> * 0,125 + <85.6> * 0,125 + <87,4> * 0,125 + <77,2> * 0,125. Skor rata-rata yang dihasilkan adalah 81.625, w.
4. Saran
Hasil penelitian dapat digunakan sebagai bahan kajian di bidang sekaligus pendukung budaya PT. Jafpa Comfeed Indonesia. Peneliti lain disarankan untuk melakukan penelitian lanjutan dengan tema yang sama di daerah lain.