2 of 24

OUTLINE MATA KULIAH RANCANGAN PERCOBAAN

Konsep dasar

DOE Single factor: COMPLETELY RANDOMIZED DESIGN

DOE Single factor:RANDOMIZED BLOCK DESIGN

DOE Single factor:LATIN SQUARE

DOE Single factor: GRACEO LATIN SQUARE DESIGN

DOE Single factor:HYPER GRACEO LATIN SQUARE D

DOE MULTI factor: 2F FACTORIAL DESIGN

DOE Multi factor: NESTED DESIGN

DOE multi factor: SPLIT PLOT

DOE FRACTIONAL/ Taguchi design

Minggu ke 1

DOE NEWMAN KEULS

DOE EMS-EXPECTED MEAN SQUARE

Minggu ke 7

Minggu ke 9

Minggu ke 8

Minggu ke 10

Minggu ke 11

Minggu ke 12

Minggu ke 3

Minggu ke 2

Minggu ke 4

Minggu ke 5

Minggu ke 6

SEPTEMBER 2021

3 of 24

POKOK BAHASAN

Setelah mempelajari modul ini akan dapat menjawab :

Apa itu Percobaan/eksperiment dan apa bedanya dengan penelitian/reserach
Design itu of Eksperiment (DOE-Rancob)
Mengapa percobaan harus dirancang dengan baik
Apa saja jenis2 rancangan percobaan
Apa kegunaan dari suatu percobaan
Apa dan Bagaimana langkah-langkah merancang percobaan

4 of 24

Kasus 1. Saya mau menguji kebenaran info bahwa kolang kaling bisa memurunkan asam urat

Jawablah:

Apa tujuan suatu experiment/percobaan:
Apa saja faktor yang mungkin berpengaruh
Apa ukuran keberhasilan experiment(respon variable)
Faktor mana yang akan dicoba-coba
Apa saja level faktornya
Bagaimana dengan faktor lainnya
Berapa kali percobaan akan diulangi (replikasi)
Apa hasil akhirnya?

SEPTEMBER 2021

5 of 24

Kasus 2: saya mau coba2 untuk menguji kebenaran info bahwa rajin berjemur bisa meningkatkan imunitas covid

Jawablah:

Apa tujuan suatu experiment/percobaan:... Uji statistik
Apa saja faktor yang mungkin berpengaruh....pengaruh yg signifikan
Faktor mana yang akan diamati/dicoba-coba
Apa saja level faktornya
Bagaimana dengan faktor lain yangtidak diamati
Apa ukuran keberhasilan experiment(respon variable)
Berapa kali percobaan akan diulangi (replikasi)
Apa hasil akhirnya?

Untuk menjawab hasil akhir tsb perlu memilih jenis Rancangan, layout percobaan, model matematik,hipotesa, dan ANOVA.

Untuk itulah perlu belajar Rancob dlm 14 minggu

SEPTEMBER 2021

6 of 24

Apa itu PENELITIAN atau RESEARCH

Kegiatan sistematis untuk mencari kebenaran tentang suatu fenomena

yang belum ditemukan jawabnya

Apa itu PERCOBAAN atau EKSPERIMEN

Adalah alat penting dalam SCIENCE &TEKNOLOGI untuk

mengetahui pengaruh dari sejumlah factor

Selain eksperimen, alat lain yang dapat digunakan adalah

OPTIMASI dan KUESIONER

Informasi tentang pengaruh factor selanjutnya digunakan untuk

MERANCANG PERBAIKAN untuk meningkatkan kinerja sistem

PERAN PERCOBAAN DALAM PENELITIAN

SEPTEMBER 2021

7 of 24

APA KEGUNAAN HASIL EKSPERIMEN ?

Dalam proses produksi, eksperimen digunakan untuk:

Memperbaiki proses
Mereduksi variability (ketepatan thd target)
Mereduksi waktu perancangan
Mereduksi ongkos

Dalam rekayasa, eksperimen digunakan untuk:

Evaluasi konfigurasi suatu rancangan
Merancang material yang digunakan
Merancang parameter baik produk maupun proses
Merancang/Formulasi produk baru

SEPTEMBER 2021

8 of 24

APA ITU DESIGN OF EXPERIMENT (DOE)- Rancangan Percobaan

MENGAPA HARUS DIRANCANG DENGAN BAIK?

Apa itu Design of Eksperiment (DOE-Rancob) ????

DOE/rancangan percobaan adalah rancangan untuk

melaksanakan suatu eksperimena

DOE Adalah alat bantu statistik untuk menjawab

dugaan/persoalanmelalui eksperimen

DOE Bertujuan untuk menentukan apakah factor yg

diamati berpengaruh secara signifikan

Mengapa Eksperimen harus dirancang??? :

Agar hasil ekperimen sesuai dengan kenyataan
Agar eksperimen menjadi mudah dan murah karena

eksperimen memerlukan bahan/alat/waktu dan biaya

SEPTEMBER 2021

9 of 24

APA TUJUAN AKHIR DARI EKSPERIMEN?

Tujuan eksperimen adalah untuk mengetahui

1.Apakah factor-2 itu berpengaruh?

Lebih tepatnya, apakah hasil percobaan pada berbagai

kondisi /level faktor memberikan perbedaan yang nyata?

3. Jika berpengaruh, level factor mana yg memberikan

hasil terbaik Dengan kata lain bagaimana Setting terbaik

Selain dengan eksperimen pertanyaan tsb diperoleh melalui:

Melalui eksperimen
Melalui model mekanistik
Melalui model empirik

SEPTEMBER 2021

10 of 24

CONTOH PENGGUNAAN HASIL EKSPERIMEN

Digunakan untuk apa sajakah hasil dari experiment di Teknik Industri???

Kompetensi Teknik Industri adalah merancang perbaikan

untuk meningkatkan kinerja system industri

Jadi hasil eksperimen dapat digunakan utk:

1. Merancang produk baru

2. Merancang parameter proses

3. Merancang sistem kerja

3. Merancang sistem produksi

4. Merancang pabrik

4. Merancang aspek Non manufacturing seperti marketing, service

SEPTEMBER 2021

11 of 24

LANGKAH-LANGKAH EKSPERIMEN

Tentukan masalah/tujuan

Definisikan factor, pilih factor, dan level faktor

Identifikasi interaksi

pilih design experimen

Tentukan variabel respon

Persiapan experimen

Pelaksanaan experimen

Analisa Varian, Uji hipotesa

Setting parameter

Planning the Experiment

Designing the Experiment

Conducting the Experiment

Analyzing the Experiment

Tent. Jml repetisi, randomi sasi, Hipotesa, model matk

SEPTEMBER 2021

12 of 24

1 Tentukan “Statement of problem”

2 Tentukan factor-2 yang mempengaruhi response

3.Pilih factor yg mana yang akan diuji

4 Penentuan level faktor

5.Tentukan variabel Respons

6. Definisikan sifat dari level faktor: quantitative atau

kualitatif , Fixed atau random dan memilih interaksi

yg diamati (kalau faktornya ≥ 2)

LANGKAH 1: PLANNING THE EXPERIMENT

SEPTEMBER 2021

13 of 24

1. Pilih rancangan yang sesuai rencana

2. Tentukan jumlah replikasi

3. Metoda randomisasi

4. Tentukan layout percobaan

5. Perumusan hipotesis.

6.Perumusan model matematik

LANGKAH 2. DESIGNING THE EXPERIMENT

SEPTEMBER 2021

14 of 24

LANGKAH 3. CONDUCTING THE EXPERIMENT

1. Penentuan test statistik

2. Analisis Variansi/ANOVA

3. Uji hipotesa

4. Setting parameter terbaik

SEPTEMBER 2021

1 Persiapan eksperimen

2.Pengumpulan data hasil eksperimen

(langkah ini tidak diterapkan dikelas)

LANGKAH 3. ANALYZING THE EXPERIMENT

15 of 24

APA YANG YANG HARUS DITETAPKAN DALAM TIAP

TAHAPAN RANCANGAN PERCOBAAN?

Apa yang ditetapkan leboh dulu dalam merancangan percobaan?????

Pada tahap “Planning the experiment” yg hrs ditentukan adalah tujuan,

penentuan factor yg berpengaruh, pemilihan faktor yg diuji, level faktor,

interaksi, dan variabrel respon

2. Pada tahap “Designing the eksperimen yang harus ditentukan adalah

jml replikasi. randomisasi, layout percobaan,model matematik, dan hipotesa

3. Pada tahap “Conducting the experiment” yang harus ditentukan adalah,

proses pengukuran dan pencatatan hasil eksperimen

4. Pada tahan “Analyzing the experiment” yang harus adalah proses pengujian

hipotesa untuk menentukan faktor dan level faktor mana yang berpengaruh

SEPTEMBER 2021

16 of 24

1 Bagaimana menentukan “Statement of problem”

2 Bagaimana menentukan actor-2 yang mempengaruhi response

3. Bagaimana menentukan factor yang akan diuji

4. Bagaimana menentukan level faktor

5. Bagaimana menentukan variabel Respons

6. Bagaimana mendefinisikan sifat dari level faktor:

* Quantitative atau Qualitative

* Fixed atau random

*Interaksi faktor yg diamati (kalau faktornya ≥ 2)

Perhatikan! Luasnya ruang lingkup menyulitkan untuk dijelaskan

secara tertulis. Silahkan dengarkan baik-2 penjelasan secara lisan

BAGAIMANA “PLANNING THE EXPERIMENT”

SEPTEMBER 2021

17 of 24

BAGAIMANA “DESIGNING THE EXPERIMENT”?

SEPTEMBER 2021

2.1. Perhatikan Klasifikasi Rancangan Percobaan

FULL FACTORIAL DOE

II. FRACTIONAL DOE atau Taguchi DOE

DESIGN EXPERIMENT SINGLE FACTOR FACTOR

FACTORIAL DESIGN EXPERIMENT UNTUK 2 FACTOR ATAU LEBIH

Completely randomized design – jika semua factor lain dapat dieliminir
Randomized block design – jika ada 1 factor nuisance
Latin Square design - jika ada 2 factor nuisance.
Graceo Latin Square Design -jika ada 3 factor nuisance
Hyper Graceo Latin Square Design -jika ada 4 factor nuisance

Faktor dsebut nuisance jika factor itu tidak dapat dieliminir

Eliminasi pengaruh factor dilakukan dengan setting pada level yang sama

Randomized factorial DOE - jika semua factor lain dapat dieliminir
Confounding factorial DOE - jika ada 1 atau lebih factor nuisance
Nested Factorial DOE – jika level factor serupa tapi tidak sama
Split plot DOE – jika level factor sulit di ubah –ubah
2^f factorial DOE – bentuk umum factorial design untuk f factor 2 level
3^f factorial DOE -bentuk umum factorial design untuk f factor 3 level
Factorial design experiment untuk n factor dengan jumlah level yang berbeda

18 of 24

ANY QUESTION ?????

19 of 24

1. Pilih rancangan yang sesuai rencana

2. Tentukan jumlah replikasi

3. Metoda randomisasi

4. Tentukan layout percobaan

5. Perumusan hipotesis.

6.Perumusan model matematik

Diulang: Langkah 2. Designing the experiment

SEPTEMBER 2021

Ada 6 hal yang harus diputuskan pada langkah

“DESIGNING THE EXPERIMENT”

20 of 24

2.1 BAGAIMANA MEMILIH RANCANGAN PERCOBAAN-?

Tentukan mau full factorial atau fractional experiment- tergantung jumlah faktor & level faktor

Jika jumlah faktor atau level faktor SEDIKIT, pilih Rancangan Full factorial Jika jumlah faktor dan atau jumlah level nya BANYAK, pilih Rancangan fractional

Jika pilih Ful Factorial :

Tentukan berapa JUMLAH FAKTOR yang diamati
Jika HANYA ADA 1 FAKTOR pilih kelompok Rancangan SINGLE FACTOR
Jika hanya ADA LEBIH DARI 1 FAKTOR pilih kelompok Rancangan FACTORIAL

Jika pilih DOE SINGLE FACTOR : Tentukan berapa JUMLAH FAKTOR yang BISA DIELIMINIR PENGARUHNYA

Jika SEMUA faktor dapat dieliminir pilih COMPLETELY RANDOMIZRD DESIGN - CRD
Jika ADA 1 FAKTOR yang tidak dapat dieliminir pilih RANDOMIZED BLOCK DESIGN - RBD
Jika ADA 2 FAKTOR yang tidak dapat dieliminir pilih LATIN SQUARE DESIGN - LSD
Jika ADA 3 FAKTOR yang tidak dapat dieliminir pilih GRACEO LATIN SQUARE DESIGN - GLSD
Jika ADA 4 FAKTOR yang tidak dapat dieliminir pilih HYPER GRACEO LATIN SQUARE DESIGN - HGLSD

Jika pilih DOE FACTORIAL : Tentukan berapa JUMLAH FAKTOR yang BISA DIELIMINIR PENGARUHNYA

Jika SEMUA faktor dapat dieliminir pilih RANDOMIZED FACTORIAL DESIGN
Jika LEBIH DARI 1 faktor yang TIDAK dapat dieliminir, pilih FACTORIAL DESIGN WITH BLOCKING
Jika ADA LEVEL FAKTOR YANG SERUPA TAPI TAK SAMA pilih NESTED DESIGN
Jika ADA FAKTOR FAKTOR YANG SULIT UNTUK DIUBAH UBAH pilih SPLIT PLOT DESIGN

21 of 24

2.2 BAGAIMANA MEMILIH JUMLAH RELIKASI

Semakin banyak replikasi semakin kecil kesalahan experiment
Tetapi, Semakin banyak replikasi semakin banyak percobaan, artinya waktu percobaan semakin lama dan biaya semakin tinggi
Penentuan jumlah replikasi bisa ditetapkan berapa saja sebagai tarde off antara biaya dan manfaat
Setelah anova dan kesimpulan diperoleh selanjutnya dilakukan uji kecukupan data
Jika uji kecukupan data menyatakan cukup, kesimpulan di tetapkan.
Jika jumlah data dinyatakan kurang lakukan replikasi tambahan dengan perlakuan yang sama

22 of 24

2.3 BAGAIMANA RANDOMISASI

Percobaan dilakukan menggunakan asumsi independent dan berdistribusi Normal
Untuk memenuhi asumsi distribusi normal, maka sample harus random
Tujuan randomisasi adalah:
Agar pada estimasi mean dan error perlakuan tidak bias
Untuk memperkecil kemungkinan terjadinya korelasi antara pengamatan dan antar galat
Mememuni asumsi independensi
Meningkatkan objektivitas dan validitas hasil percobaan
Randomisasi dilakukan dengan pengambilan sample secara acak sehingga semua mempunyai kemungkinan untuk terambil sebagai sample
Penentuan sample dengan lotre adalah contoh sederhan
Penentuan sample dengan membangkitkan bilangan random adalah salah satu cara ilmiah

23 of 24

2.4 BAGAIMANA MENENTUKAN LAYOUT PERCOBAAN?

Layout percobaan adalah tata letak yang menggambarkan perlakuan atau treatment dari percobaan
Penentuan layout tergantung dari jumlah faktor dan jumlah level faktor
Kombinasi level faktor akan menjadi dasar penentuan layout percobaan
Bentuk layout tergantung dari jenis rancangannnya
Cara penentuan layout akan dibahas lebih rinci pada tiap jenis rancangan
Contoh: jika ada 2 faktor sebut saja faktor A dan faktor B .

Tiap faktor terdiri dari 3 level, Level faktor A : A1 A2 dan A3 Level faktor B : B1,

B2 dan B3. layout percobaan adalah sbb:

		FAKTOR B
		B1	B2	B3
FAKTOR A	A1	A1B1	A1B2	A1B3
	A2	A2B1	A2B2	A2B3
	A3	A3B1	A3B2	A3B3

PERLAKUAN PERCOBAAN

24 of 24

1. Pilih rancangan yang sesuai rencana

2. Tentukan jumlah replikasi

3. Metoda randomisasi

4. Tentukan layout percobaan

5. Perumusan hipotesis.

6.Perumusan model matematik

BAGAIMANA DESIGNING THE EXPERIMENT

SEPTEMBER 2021