Oleh: Mohamad Rif’at[1] & Heriyanto Sagiya[2]
DALAM menggambarkan objek dan proses dunia nyata, matematika dapat memberikan pendekatan unik untuk menetapkan hubungan kuantitatif dan untuk menggambarkan sistem kompleks, menganalisis perilakunya, dan akhirnya mengendalikan serta mengoptimalkan keluaran dari proses matematis tersebut.
Ilustrasi itu antara lain adalah bahwa perkembangan dan kemajuan matematika selalu didorong baik oleh kekuatan internal (untuk menyeberangi batas antar bidang) maupun eksternal (kebutuhan untuk menyelesaikan masalah yang muncul di luar disiplin).
Dalam kelanjutan, agar praktis, digunakan istilah "matematika industri" untuk menunjuk semua kegiatan pendidikan berorientasi pada penyelesaian masalah, seperti dalam aplikasi industri.
Hal ini tidak terpisah yang sepadan ‘matematika murni’, karena aplikasi itu menggunakan hampir semua bidang matematika dan merupakan sumber tantangan yang berkelanjutan bagi penelitian dasar tentang struktur dan metode dalam matematika karena seringkali harus menghadapi masalah yang benar-benar baru.
Istilah “industri” untuk menunjukkan bisnis dan perdagangan, laboratorium penelitian dan pengembangan, serta fasilitas penelitian, pengembangan, dan produksi komersial maupun banir, yaitu, kegiatan di luar domain pendidikan dan penelitian akademis.
Kecenderungan saat ini menuju ekonomi global dan masyarakat berbasis pengetahuan telah menempatkan teknologi informasi dan inovasi, semakin bergantung pada penelitian ilmiah yang didorong di garis depan oleh Matematika.
Matematika juga memainkan peran yang semakin besar dalam pengembangan produk dan teknologi baru secara efisien, yang sangat penting bagi masyarakat yang menua bersama dengan pertumbuhan populasi dunia dan sumber daya yang terbatas.
Matematika menyediakan alat-alat, yang memungkinkan kita untuk memahami dan mengurangi kompleks saling ketergantungan dalam ekonomi, dan memimpin jalan dalam meramalkan, mengoptimalkan, serta mengendalikan sistem-sistem tersebut.
Studi tentang objek-objek matematis dan hubungan serta keterkaitan-nya merupakan pilar dari ilmu modern, yang membimbing desain dan interpretasi pengamatan empiris serta eksperimen laboratorium.
Dalam hampir semua industri, Matematika membuka jalan untuk eksperimen virtual, analisis, dan simulasi dari berbagai skenario untuk suatu fenomena tertentu dan kontrol serta optimasi. Selain peran nya dalam sains dan rekayasa, penerapan matematik mencakup fenomena sosial, lingkungan, dan ekonomi.
Hal ini terutama berlaku di bidang-bidang di mana inovasi berkontribusi pada kesejahteraan masyarakat, seperti kesehatan, keamanan, komunikasi, dan pengelolaan lingkungan. Pencarian obat-obatan penyelamat nyawa yang baru, pengembangan material berkinerja tinggi, miniaturisasi yang terus-menerus dalam produk elektronik, dan perlindungan ekosistem yang sensitif – semua kegiatan yang berorientasi pada penerapan ini, dan banyak lainnya, sangat bergantung pada penelitian fundamental, dan penelitian tersebut tidak terpisahkan dari matematika.
Hubungan antara matematika, ilmu pengetahuan, dan masyarakat telah menjadi subjek studi dalam berbagai laporan. Fokus kita pada aspek industri dalam seluruh konteks Indonesia, dengan tujuan menggambarkan peta jalan untuk matematika industri.
Fragmentasi ke dalam provinsi-provinsi yang ada di lanskap Indonesia memerlukan langkah-langkah yang dapat membantu menggabungkan semua pengalaman dan sinergis, serta menciptakan area interaksi yang kuat antara matematika, industri, dan masyarakat secara luas.
Kebutuhan untuk menangani masalah ini adalah pendorong utama dari pandangan ke depan. Tantangan utamanya adalah memastikan bahwa ada pasokan yang baik dari orang-orang dengan keterampilan matematika karena mereka adalah kunci untuk pengembangan suatu perusahaan.
Keahlian ini bersifat endemis di banyak perusahaan dan meski-pun perusahaan tidak pernah bisa yakin dari mana inovasi atau produk berikutnya akan datang, perusahaan membutuhkan pasokan yang baik dari lulusan perguruan tinggi dengan ide dan konsep baru. Perguruan Tinggi (PT) tentu harus menjadi puncak inovasi dalam matematika dan teknologi yang dapat mengubah beberapa orang menjadi pelayan terkemuka.
PT harus pula berkembang dari satu proyek penelitian, misalnya, bersama mahasiswa di Jurusan Ilmu Komputer. Sebagai contoh adalah mengeksplorasi sifat matematika dari web, menganggap struktur tautannya sebagai grafik raksasa dan jumlah serta sifat tautan ke halaman tertentu sebagai indikator pentingnya.
Dari sinilah mahasiswa lainnya kemudian dapat bergabung, seperti mengembangkan algoritma peringkat halaman dan mesin pencari berdasarkan peringkat, membentuk perusahaan berdasarkan teknologi tersebut.
Dari awal yang kecil ini, PT telah dapat berkembang dalam memfasilitasi pertambahan mahasiswa atau perusahaan. Memang selama ini, kita masih kurang pemahaman tentang fakta ini, baik di industri maupun akademisi, dan sangat penting bagi masyarakat agar kesenjangan ini ditutup.
Program esensial dari seorang matematikawan terapan ketika bekerja sama dengan industri pada dasarnya mengikuti paradigma: pertama, identifikasi masalah yang menjadi perhatian; kemudian, bangun model matematis kuantitatif, analisis dan selesaikan, terapkan hasilnya, dan berpotensi membuat perangkat lunak matematik yang sesuai dan komersial.
Penekanan diberikan pada variabel yang penting dan relevan dalam mengendalikan masalah, apa saja batasan-nya, dan apa tujuannya. Ini dilakukan melalui pemahaman mekanisme dasar yang terlibat bersamaan dengan analisis pengamatan dan data masing-masing.
Langkah berikutnya berkaitan dengan analisis model matematis yang dibuat, simulasi numerik-nya dalam berbagai skenario, dan validasi model tersebut dibandingkan dengan data eksperimental. Selain itu, penting untuk menyelidiki ketahanan dan sensitivitas model, yang biasanya merupakan prosedur iteratif, karena, jika hasilnya tidak menjelaskan atau tidak cocok dengan pengamatan, model harus dimodifikasi dan disesuaikan, dan siklus ini diulang hingga suatu model menggambarkan akurasi yang diperlukan dari situasi yang akan dipelajari atau disimulasikan.
Biasanya setelah iterasi validasi dan adaptasi model, kemudian, ketika model akhirnya diterima akan digunakan untuk meningkatkan, mengoptimalkan, atau mengendalikan proses yang dijelaskannya. Kontrol dan optimisasi berbasis model adalah elemen penting di semua bidang industri, yang seringkali mengurangi biaya dan waktu inovasi produk, proses, dan layanan.
Suatu proses seringkali tidak terlihat dalam penelitian yang dipublikasikan, dan memerlukan kolaborasi aktif dengan sumber aplikasi.
Oleh karena itu, pembuat model matematika harus memiliki keterampilan khusus dalam berkomunikasi dengan kolaborator non-matematis dan kemampuan untuk menerjemahkan masalah dunia nyata ke dalam istilah matematis, mempelajari-nya dengan menggunakan teknik matematis dan akhirnya transfer hasil matematis kepada non-spesialis yang biasanya tidak tertarik pada suatu metode penyelesaian.
Pembuat model juga harus mampu menciptakan model yang memperhitungkan fitur utama dari situasi atau objek yang akan dipelajari, serta efisiensi keseluruhan dari model ketika digunakan dalam lingkungan desain virtual.
Kompleksitasnya bisa sangat tinggi, dan sistem lengkap mungkin terlalu rumit untuk dijelaskan. Jadi, seorang pembuat model matematis sering harus berkompromi: model terbaik bukanlah yang mempertimbangkan semua faktor tetapi yang memasukkan faktor-faktor penting.
Seperti kata Einstein, “Segalanya harus dibuat sesederhana mungkin… tetapi tidak lebih sederhana”. Jelas bahwa, mengingat kompleksitas aplikasi kehidupan nyata yang terus meningkat, kemampuan untuk menggunakan pemodelan matematis, simulasi, kontrol, dan optimisasi secara efektif akan menjadi dasar bagi perkembangan teknologi dan ekonomi Indonesia dan bahkan dunia.
Mengenai sikap komunitas matematika terhadap kerja sama dengan industri sangat jauh dari seragam: terkadang ditemukan sikap sombong yang sederhana yang menolak matematika industri dengan postulat yang belum terbukti bahwa itu hanya terdiri dari penerapan hasil dan metode standar tanpa kreativitas.
Posisi ekstrem lainnya akan menyatakan bahwa satu-satunya pembenaran matematik terletak pada 'kegunaannya'. Baik penelitian yang didorong oleh aplikasi maupun yang termotivasi oleh pengembangan konsep dan teori baru dalam ilmu matematika sangat diperlukan dalam kerangka esensi penelitian ilmiah.
Laporan OECD tentang Matematika dan Industri menyatakan: “Perbedaan [antara matematika murni dan terapan] adalah samar, menyesatkan, dan paling baik berguna untuk tujuan klasifikasi. Matematik yang sangat baik, seberapa abstrak pun, dapat mengarah pada penyelesaian masalah praktis. Sebaliknya, masalah sulit di alam mendorong penciptaan matematik baru.”
Merupakan kepentingan bersama dari seluruh komunitas matematika untuk melakukan kegiatan penyuluhan agar masyarakat dan industri menyadari bahwa matematika adalah penyebut umum dari banyak hal yang terjadi dalam kehidupan sehari-hari, serta mengaktifkan banyak sektor masyarakat yang dapat memperoleh manfaat dari matematika. Memang, mempromosikan kesadaran seperti itu akan membawa sumber daya bagi semua ahli matematik.
Sayang, hasil dari kuesioner yang kami sebarkan memperlihatkan bahwa budaya ahli matematika di dunia akademis untuk bekerja dengan mitra di industri atau untuk melakukan konsultasi tidaklah luas. Selain itu, dari perspektif evaluasi matematika industri, dilihat dari publikasi dan catatan rujukan sebagian besar hanya membimbing kriteria kualitas di dunia akademik.
Struktur dunia akademik tidak cenderung menghargai kerja sama antar-disiplin dan kontribusi yang diberikan oleh para ahli matematika untuk pemecahan masalah tidak selalu sepenuhnya jelas dan dengan demikian belum dihargai secara memadai. **
[1] Pendidik pada Universitas Tanjungpura Pontianak.
[2] Mahasiswa Pogram Doktor (Ph.D.) di UNIMAS Serawak Malaysia.
Editor : Aristono Edi Kiswantoro